DE2620080A1 - Verfahren zur voranreicherung heterogener mineralmischungen - Google Patents

Description

Koitunanditbolaget Fredrik Mogensen & Co., Hjo/Schweden

Verfahren zur Voranreicherung heterogener Mineralmischungen

Bei Anreicherung eines Erzes oder ähnlichen Mischung verschiedener Substanzen pflegt ein erster Schritt das Brechen oder Mahlen der Mischung zu Partikelform zu sein. Bei der Mahlung ergeben sich Partikel verschiedener Art: reine monogranulare, die aus einer einzigen Substanz bestehen, und polygranulare,die aus ebenso vielen verschiedenen Substanzen bestehen können, wie sich Teile verschiedener Mineralkörner im Partikel befinden. Das Brechen eines Erzes erfolgt normal in mehreren Stufen, wobei jede Stufe oder viele der Stufen mit einem Anreicherungsprozeß zur Entfernung wertlosen Materiales kombiniert .und dadurch die ".Kosten für' das · weitere Brechen dieses wertlosen Materiales gespart werden» Diese Voranreicherung, bei der einerseits taubes Material aus dem Prozeß entfernt, andererseits ein Vorkonzentrat hergestellt wird, ist von großer Bedeutung.

Das Mahlen oder Brechen ist ein teurer Vorgang,der insbesondere teuer ist, wenn kleine Partikelgrößen hergestellt werden sollen. Es würde vom theoretischen Anreicherungsgesichtspunkt gesehen genügen, wenn das Mahlen so erfolgen könnte, daß für den Anreicherungsprozeß nur monogranulare oder polygranulare monomineralische Partikel vorliegen. Ein weiteres Brechen dieser Partikel bringt meistens nicht nur extra Brechkosten, sondern auch eine erschwerte ·

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Anreicherung mit sich, mit verminderter Kapazität der Anreicherungsmaschinen, verbleibenden wertlosen Partikeln im wertvollen Konzentrat und Verlusten von wertvollen Partikeln im Abfall. Es wurde deshalb versucht, das Mahlen so zu regeln, daß das Mahlglied ein bedeutend gröberes Produkt produziert als gewünscht wird, und dieses Produkt dann zu einer Vorrichtung geleitet wird, die ein Produkt der gewünschten Größe abscheiden soll, während die dabei entstehende gröbere Fraktion zur Mahleinrichtung zurückgeführt wird« Zur Herstellung dieses für die weitere Anreicherung vorgesehenen Produktes werden fast ausschließlich Klassierapparate angewendet, die nach dem Prinzip arbeiten, daß Partikel, deren Fallgeschwindigkeit in dem Medium - gewöhnlich Wasser - das zur Dispergierung der Partikel verwendet wird, einen gewissen V/ert unterschreiten, zur Anreicherung geleitet werden, während schneller fallende Partikel zu erneuter Mahlung zurückgeführt werden. Die hierbei erhaltene Aufteilung erfolgt also nur in begrenztem Umfang nach Partikelgröße. Kleine, reine, schwere Partikel fallen gleich schnell wie größere, leichte Mischpartikel. Der Anreicherungsprozeß muß also mit einer Partikelsammlung arbeiten, bei der die spezifisch schwere Substanz in einem stärker gemahlenen Zustand als die spezifisch leichte Substanz vorliegt. Reine, schwere Partikel werden wieder der Mahleinrichtung zugeführt und kommen oft als allzu feingemahlener Schlamm zurück, während leichte Mischpartikel, die ein noch-, maliges Brechen nötig gehabt hätten, zur Anreicherung gehen.

Wenn diese Aufteilung nach Partikelgröße anstelle dessen durch "theoretische Siebung" vorgenommen würde, erfolgt die Aufteilung nach Partikelgröße, und es geschieht also keine Auswahl von schweren Partikeln in dem Material, das zwecks Nachmahlung zur Mßhle zurückgeleitet wird. Es hat sich jedoch gezeigt, daß herkömmliche Siebe bei normaler Mahlung in geschlossenem Kreis wenig zuverlässig sind, und deren Anwendungsbereich deshalb auf vielleicht einige wenige Prozent der hier genannten Mahlungstechnik begrenzt ist.

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Die vorliegende Erfindung basiert auf einer Aufteilung nach Partikelgröße gemäß einem Wahrscheinlichkeitsverfahren, bei der die Partikelsammlung durch ein System von Hindernissen geleitet wird, wo die Öffnungen zwischen den Hindernissen so groß sind, daß die überwiegende Anzahl der bei ihnen eintreffenden Partikel durch sie hindurchpassieren kann und dadurch die Bildung eines Bettes aus Partikeln, die größer sind als die Öffnungen, vermieden wird. Ein solches Verfahren ist z.B. in dem Patent 177 93o beschrieben. Solche Methoden ermöglichen in der Regel betriebssichere Abscheidungen innerhalb bedeutend feinerer Partikelgrößenbereiche als der von herkömmlicher Siebung beherrschten. Dies gilt, wie sich gezeigt hat, nicht nur in Luft, sondern auch bei Abscheidungen in Wasser, wobei spezielle Verhältnisse entstanden.

Wenn ein Körper in einer Flüssigkeit zu fallen beginnt, gibt die Schwerkraft Anlaß zu einer Initialbeschleunigung, die von der Beschaffenheit des Körpers, abgesehen von seiner Dichte (spezifischem Gewicht) unabhängig ist. Sobald der Körper eine Geschwindigkeit erhalten hat, bewirkt diese Widerstandskräfte, die mit zunehmender Geschwindigkeit wachsen, und es tritt bald ein Gleichgewicht zwischen der Schwerkraft und den Widerstandskräften ein, so daß die Beschleunigung des Körpers Null wird, d.h. die Geschwindigkeit wird konstant (oder es treten gewisse Schwingungszustände um. eine konstante Geschwindigkeit ein). Diese konstante Geschwindigkeit ist durch Abmessungen, Oberflächenbeschaffenheit und Dichte usw. des Körpers sowie durch Viskosität, Erstreckung in verschiedenen Richtungen, chemische Zusammensetzungen, Dichte usw. des Mediums bedingt. Kleine, spezifisch schwere Partikel können also dieselbe Endgeschwindigkeit erhalten wie große, spezifisch leichte Partikel, auch wenn die kleinen, schweren sich vorher bedeutend schneller bewegten. Durch Abbrechung der Fallbewegungen nach sehr kurzen Intervallen würde man die Möglichkeit haben, eine Anreicherung zu erhalten, die nur vom spezifischen Gewicht der Partikel abhängt, also unabhängig von der Partikelgröße, weil die von den Partikeloberflächen erzeugten Widerstandskräfte nicht die Zeit haben, sich

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geltend zu machen. Es läßt sich jedoch leicht zeigen, daß die spezifisch leichteren Partikel von den Bewegungen des Mediums stärker beeinflußt werden. Sie werden also in höherem Grade als die spezifisch schwereren Partikel auftreten, als seien sie ein Teil des Mediums. Die leichteren Partikel erhalten also eine größere Leichtigkeit der Bewegung und damit eine stärkere Tendenz für Kollision mit den Hindernissen, die sich in dem Bereich befinden, in dem die Partikel fallen. Dies ist wesentlich.

Wenn anstelle von Siebung ein Verfahren gem. vorliegender Erfindung angewendet wird, wobei die Partikel in einen Raum eingeführt werden, der mit Hindernissen so lichter Anordnung gefüllt ist, daß die Löcher oder die öffnungen zwischen den Hindernissen stets größer als das größte dort ankommende Partikel aind,und die Hindernisse ferner so angeordnet sind, daß kollidierende Partikel in eine bestimmte Richtung geführt werden, wird ein völlig neuer Typ von Partikelauswahl geschehen. Der Rückfluß zur Mühle wird aus groben und leichten Partikeln, und der Fluß zur Anreicherung aus feinen und schweren Partikeln bestehen. Dies bedeutet also, daß das schwere Material, das gewöhnlich am leichtesten anzureichern ist und oft nicht noch einmal gemahlen zu werden braucht, weniger gemahlen wird als das leichte Material. Dies ist für die Anreicherungstechnik sicher von sehr großer Bedeutung. Eine Betrachtung hierüber zeigt Fig. 1.In ihr ist z.B. die Behandlung eines Magnetiterzes gezeigt, dessen Mahlung auf verschiedene Weise erfolgt. Sie zeigt eine Sammlung Partikel verschiedener Größe und Beschaffenheit, die von einer Kugelmühle kommen. Wenn die Mühle in geschlossenem Kreis mit einem Klassierapparat arbeitet, werden Partikel, die schnell fallen, d.h. die Partikel oberhalb der Linie K. -K^ -K , als Rückgut zur Mühle zurückgehen. Die übrigen magnetischen Partikel ergeben einen Schlich, der in diesem Fall aus Partikeln innerhalb des Bereiches K₁-K₂-K. besteht. Wenn die Mühle anstelle dessen in geschlossenem Kreis mit einer "ideellen" Siebung arbeitet, wird der Schlich die Partikel 1 - k von allen vier Gruppen A, B, C und D enthalten, d.h. Partikel innerhalb des Bereiches L₁-L₃-L^. Wenn

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schließlich die Mühle in geschlossenem Kreis mit einer Vorrichtung nach vorliegender Anmeldung arbeitet, wird sie die Partikel innerhalb des Bereiches ML-M-M. enthalten. Diese Methode ergibt also im ersten Umlauf den reichsten Schlich. Wenn dann das Rückgut wieder aus der Mühle kommt, wird dasselbe Phänomen gem. den verschiedenen Verfahren ifiederholt, aber das Rückgut vom Klassierapparat wird meist feine und reiche Partikel enthalten. Der Schlich wird in diesem Fall also feinkörniger, er wird armer, und er wird schwerer anzureichern.

Zwecks Beleuchtung dieser Verhältnisse wurde eine Anzahl Versuche ausgeführt. Von einem dieser Versuche sind die Ergebnisse in der nachstehenden Tabelle gezeigt, in der die Werte bei Mahlung eines Sulfiderzes in geschlossenem Kreis mit einem Klassierapparat bzw. einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung angegeben sind. In beiden Fällen handelt es sich um Naßmahlung und Naßabscheidung.

% reine Erzminerale in denselben Größenklassen der verschiedenen Produkte

	Klassierapparat	Produkt	Sizer	Produkt
Partikel	Produkt	zur	Produkt	zur
größe mm	zur	Mühle	zur	Mühle
	Anreicherung	_	Anreicherung	_
> 1.21	k	2		■ 1 ·
0.77	-	9 .	—	-
.50	3	30	3	9
.32	7	32	11	•8
.20	10	56	13	10
.15	10	51	14	8
.10	18	36	29	21
.05	27	32

Der Apparat war bei dem Versuch mit 10 Siebtüchern, alle mit Maschenweite 2.0 mm, versehen.

Andere Versuche zeigen, daß bei Schlämmen verschiedener Art in Flüssigkeiten oder Gasen ähnliche Verhältnisse entstehen.

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Claims (2)

Patentansprüche

1. Verfahren zur sowohl Anreicherung als auch Aufteilung nach Partikelgröße einer Sammlung von heterogenen Partikeln in verschiedene Gruppen, dadurch gekennzeichnet,-daß die Gruppen sich voneinander mit Rücksicht sowohl auf deren Dichte (spezifisches Gewicht) als auch deren mittlere Partikelgröße unterscheiden, daß die Partikelsammlung von oben in Form einer Dispersion in einer Flüssigkeit oder in einem Medium von einer ähnlichen Art in einen Raum mit durch Hindernisse begrenzter Durchlässigkeit eingeführt wird, und dieser Saum mit Hindernissen so lichter Anordnung gefüllt ist, daß die Löcher oder öffnungen zwischen den Hindernissen stets großer als das größte dort ankommende Partikel sind, und diese Hindernisse so angeordnet sind, daß mit den Hindernissen kollidierende Partikel vorzugsweise in eine gewisse bestimmte Richtung reflektiert oder geführt werden, und daß verschiedene Fraktionen der Partikelsammlung nach dem Durchgang durch das System von Hindernissen oder Teilen desselben an verschiedenen Stellen gesammelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

z eichnet, daß die Flüssigkeit in Beziehung zu den Hindernissen vibriert·

3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz e'. i c hn e t, daß der Abscheidungsraum sich in Luft oder einem anderen Gas befindet.

h. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheidungsraum sich in Wasser oder einer anderaiFlüssigkeit niedergesenkt befindet.

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