DE2651098C2 - Vorrichtung zum Filtern von Schlämmen und zum Herstellen von Formkörpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtern von Schlämmeil, insbesondere von Eisenerzschlämmen und zum Herstellen vor, Forml· >rpern aus dem bei der Filterung gebildeten Filterkuchen, bestehend aus einer teilweise in den Schlamm eis auchenden, drehbar gelagerten Filtertrommel, wobei mindestens der Ansaugbereich der Mantelfläche der Filtertrommel von einem gitterartige, konisch verlaufende Öffnungen aufweisenden, endlosen mit der Filtertrommel umlaufenden Formband umschlungen ist, das über eine Gegenrolle zur Filtertrommel geführt ist und wobei für den Abtransport des in den konischen Öffnungen als Formkörper anfallenden Filterkuchens ein Fördermittel vorgesehen ist.

Viele Erze werden einem der bergbaulichen Gewinnung nachgeschalteten Konzentrierungsprozeß unterworfen, der der Abscheidung von Gangart dient und liegen im Fall einer naßmechanischen Aufbereitung als Schlamm vor, der anschließend entwässert und in eine für den nachfolgenden Verhüttungsprozeß geeignete Korngröße überführt werden muß.

Vorrichtungen und Verfahren zur aufeinanderfolgenden oder gleichzeitigen Entwässerung und Stückigmachung von Schlämmen, insbesondere Erzschlämmen, sind bekannt.

In der DE-OS 19 20 219 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgestellt, die aus einer bekannten Vakuum-Filtertrommel, einem über die Filtertrommel und eine als Stachelwalze ausgebildete Gegenrolle geführten, gitterartige öffnungen aufweisenden Formband besteht. Die Filtertrommel taucht teilweise in den Schlamm ein, wobei sich auf ihrer Oberfläche in den gitterartigen Öffnungen des Formbandes aufgrund der Saugwirkung des Innenraumes der Filtertrommel etwa würfelartige Formkörper bilden. Die als Stachelwalze ausgebildete Gegenrolle hebt das Formband von der Filtertrommel ab und stößt die Formkörper aus den gitterartigen Öffnungen heraus, wobei die Formkörper anschließend über eine Fördereinrichtung der weiteren Verarbeitung, z. B. einem Sinterrost zugeführt werden. Das Herauslösen der Formkörper durch eine Stachelwalze, die gleichzeitig eine Richtungsumkehr der Bandbewegung bewirkt, ist sehr problematisch, da die Formkörper, die nur eine geringe Grünfestigkeit aufweisen, während des Herauslösevorganges einer hohen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt sind. Es kommt auf diese Weise zu Abrieb und teilweiser

lu Zerstörung, so daß für den nachfolgenden Verhüttungsprozeß unerwünschte Feinkornanteile anfallen, die mit einer Zusatzvorrichtung entfernt werden müssen. Außerdem erfordert diese Vorrichtung eine hohe Maßgenauigkeit der Stachelwalze einerseits und der

:5 gitterartigen Öffnungen des Formbandes andererseits, da es sonst zu einem starken Verschleiß des Formbandes kommt.

Bei einer weiteren bekannten, im Verhältnis zu der in der DE-OS 19 20 219 beschriebenen, bereits verbesserten Ausführung gemäß der DE-OS 24 37 991, ist die Gegenrolle nicht als Stachelwalze, sondern als einfache Rolle ausgebildet. Das Formband ist ebenfalls mit gitterartigen öffnungen versehen, welche konisch verlaufen, und zwar derart, daß die öffnungen nach außen, d. h. in Richtung zu der, der Filtertrommel abgekehrten Seite hin konisch erweitert sind. Das Herauslösen der Formkörper aus dem Formband wird im wesentlichen durch die Gegenrolle bewirkt, wobei der Herauslösevorgang durch die Konizität der

jo Öffnungen des Formbandes unterstützt wird. Demzufolge ist im Bereich der Umlenkrolle ein Fördermittel zum Abtransport des in den Öffnungen als Formkörper anfallenden Filterkuchens vorgesehen. Zusätzlich ist im zur Filtertrommel zurückgeführten Untertrum eine Hilfsvorrichtung zum Entfernen der restlichen, im Formband noch verbliebenen Formkörper vorgesehen.

Es hat sich gezeigt, daß mit diesem bekannten

Vorrichtungen zum Filtern von Schlämmen und zum Herstellen von Formkörpern der oft geringen, im wesentlichen von der Feuclde abhängenden Grünfestigkeit der Formkörper noch besser Rechnung getragen werden kann, wenn der funktioneile Zusammenhang zwischen dem Ort und der Art des Herauslösens der Formkörper aus dem Formband einerseits und der Geometrie der Formkörper andererseits im Sinne einer prozeßgerechten Konstruktion gewürdigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Filtern von Schlämmen, insbesondere Erzschlämmen und zum Herstellen von Formkörpern aus dem bei der Filterung anfallenden Filterkuchen zu schaffen, die auf eine einfache Weise ein beschädigungsfreies Herauslösen der Formkörper gewährleistet.

Dies wird mit der Vorrichtung nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die öffnungen des die Filtertrommel und die Gegenrolle umschlingenden gitterartigen Formbandes nach innen in Richtung zu der an der Filtertrommel anliegenden Seite hin konisch erweitert sind und daß das Fördermittel zwischen der Filtertrommel und der Gegenrolle mit Abstand unterhalb des Obertrums des Formbandes und in Umlaufrichtung des Formbandes gesehen mit geringem Abstand hinter der Filtertrommel angeordnet ist. Die gitterartigen Öffnungen des Formbandes erfahren unmittelbar beim Abheben von der Filtertrommel eine im wesentlichen in Umfangsrichtung wirkende leichte Verformung derart, daß es sich auf der der Filtertrommel abgekehrten Seile um eine bis zur neutralen Ebene des Formbandes abnehmende Querschnittsverringerung und um eine

von der neutralen Ebene his zu der der Filtertrommel ^! zugekehrten Seite um eine zunehmende Querschtiiitsvergrößerung handelt. In Verbindung mit der Richtung der konischen Qiierschnittserweiierung des von der Filtertrommel ablaufenden Fürmbandes ergibt sich somit eine den Formkörper aus dem Formband lösende ι Kraft, die noch durch die gleichsinnig wirkende Schwerkraft unterstützt wird. Vorteilhaft ist ein ι Herauslösen der Formkörper bereits aus dem Obertrum t deshalb, weil aufgrund des im Verhältnis zur Formband- to j dicke großen Radius der Filtertrommel während des '. Abheben«? des Formbandes von der Filtertrommel nur , eine geringe mechanische Beanspruchung auftritt. Das ι Formband wird weder während der Herstellung noch t während des Auswerfens der Formkörper scharfen Umlenkungen unterworfen, womit der Gefahr einer teilweisen Zerstörung, bzw. dem Entstehen von für den Weiterverarbeitungsprozeß schädlichen Feinkornanteilen begegnet ist. Diesen Maßnahmen ist auch der Ort des Fördermittels angepaßt, welches mit geringem ι Abstand unterhalb des Obertrums des Formbandes in Umlaufrichtung des Formbandes gesehen hinter der Filtertrommel angeordnet ist. In dieser Anordnung liegt zugleich eine konstruktive Maßnahme, die zaf eine raumsparende Bauweise abzielt und gleichzeitig eine ■ sichere Erfassung aller sich aus dem Formband lösenden Formkörper ohne besondere Zusatzeinrichtungen gej währleistet.

' In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der

Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Ausführung der Vorrichtung;

F i g. 2 einen Schnitt durch das Formband gemäß der Linie H-II in vergrößerter Darstellung;

Fig.3 eine Draufsicht auf das Formband entsprechend Pfeil III in vergrößerter Darstellung.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zeigt eine Filtertrommel 1, ein Formband 2, eine Gegenrolle 3, eine Umlenkrolle 4, einen Filtertrog 5, eine Schlammzulaufvorrichtung 6 sowie ein Fördermittel 7. Die Schlammzulaufvorrichtung 6 weist ein Rührwerk 8 zum Verhindern einc-r Sedimentation sowie einen Ausfluß 9 und ein Ausflußregelorgan 10 auf, das in den Filtertrog 5 mündet. Der Filtertrog 5 ist mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Rührwerk, einem Auslaß 11, einem Auslaßregelorgan 12 sowie einem Überlauf 13 ausge- ] stattet, so daß der Schlamm 14 über die Schlammzulaufeinrichtung 6 kontinuierlich in solchen Mengen zugeführt werden kann, daß die Eintauchtiefe der Filtertrommel 1 ungefähr konstant bleibt.

' Die Filtertrommel 1 ist in ihrem Inneren in bekannter

Weise aus in der Zeichnung nicht dargestellten, sich mit der Filtertrommel 1 drehenden Saugzellen aufgebaut, die einzeln mit einer, sich gleichfalls mit der Filtertrommel drehenden Steuerscheibe 15 in fester Verbindung stehen. Die Steuerscheibe 15 liegt in einem ^ in der Zeichnung nicht näher dargestellten, feststehenden Steuerkopf dicht an, der so konzipiert ist, daß über eine, in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellte Vakuumpumpe nur die Saugzellen mit Vakuum wi beaufschlagt werden, die sich innerhalb des durch den Winkel <x begrenzten Ansaugbereiches befinden, während in Bereich innerhalb des Winkels β keine Saugwirkung vorhanden ist.

Das in Richtung der Pfeile 16 sich bewegende, h> gitterartige, sich im Querschnitt in Richtung auf die Filtertrommel 1 hin erweiternde Öffnungen 17 (Fig. i und Fig. 2) aufweisende Fonnbund 2 unterliegt durch die mit Abstand zur Filtertrommel 1 ang^uiuncu· Gegenrolle j im Obmrum einer ungefähr horizontalen Führung. Im Bereich :'.er Rückführung ist eine l Imlenkrolle 4 vorgesehen, tLni. dt? cv.; ^!ntqentielc irr Filtertrommel 1 in den Filtertrog 5 erhöht wird. Bei Eintauchen des Formbandes in den Schlamm 14 des Füiertrogs 5 füllen sich unter dem Einfluß des Vakuums der Saugzeilen die gitteratigen Öffnungen i7 des Formbandes mit dem Schlamm, wobei mit dem Auftauehen aus dem Schlamm an der Stelle 18 der Entwässerungsvorgang beginnt. Die in den gitterartigen öffnungen 17 gebildeten Formkörper ?9 erfahren durch den Entwässerungsvorgang eine Volumenverkleinerung und unterliegen im Moment des Abhebens von der Filtertrommel 1 durch den Verformungsmechanismus des Formbandes 2 sowie durch ihr Eigengewicht einer Kraft, die sie aus dem Formband 2 löst. Ein Fördermittel 7, dessen Förderrichtung senkrecht oder schräg zur Bewegung des Formbandes 2 angeordnet sein kann, führt die Formkörper 19 weiterer, Verfahrensstufen zu. Die für den Prozeß günstige Gestaltung der gitterartigen öffnungen 17 des Formband'·; 2 läßt ein problemloses Herauslösen der Formkörper im Obertrum zu, wobei eine scharfe Umlenkung durch die Gegenrolle 3 und damit eine hohe mechanische Beanspruchung in einfacher Weise vermieden wird. Die konische Erweiterung der gitterartigen öffnungen 17 in Richtung auf die Filtertrommel 1 hin hat außerdem eine gute Ausnutzung des Filters zur Folge und ermöglicht einen hohen Durchsatz.

Es sind eine Reihe von Maßnahmen zur Unterstützung des Herauslösens der Formkörper 19 aus dem Formband 2 vorgesehen, wie z. B. eine Hilfsvorrichtung 20 im Obertrum oberhalb des Fördermittels 7. Diese Hilfsvorrichtung 20 kann beispielsweise aus einer Blasvorrichtung bestehen. Auf diese Weise kann besonders in den Fällen, in denen die Haftreibung zwischen den Innenwandungen der gitterartigen Öffnungen 17 und den Formkörpern 19 zu groß ist. um sie unter dem ausschließlichen Einfluß von Schwerkraft ynd den aus der Umlenkwirkung des von der Filtertrommel 1 abhebenden Formbandes 2 resultierenden Kräften zu lösen, vorteilhaft der Auswurfvorgang unterstützt werden.

Eine Trocknungsvorrichtung 21 im oberen Bereich der Filtertrommel 1 ergänzt die mechanische Entwässerung durch eine thermische Entwässerung. Dadurch werden die Möglichkeiten zur Regulierung des Wassergehaltes verfeinert. Eine genaue Einstellung des Wassergehaltes der Formkörper 19 ist erforderlich in Hinblick auf die Grünfestigkeit. Bei gegebenem, in Hinblick auf die Grünfestigkeit optimalem Wassergehalt kann durch Hinzunahme einer thermischen Entwässerung außerdem der Durchsatz in einfacher Weise gesteigert werden.

Ferner ist eine Einrichtung 22 zum Reinigen und Besprühen des Formendes 2 mit hydrophoben Medien mit geringem Abstand oberhalb des Untertrums vorgesehen. Das Formband 2 läuft auf diese Weise nach jedem Umlauf wieder sauber in den Filtertrog 5 ein. wobei die Innenwand ,ngen der gitterartigen Öffnungen 17 mit einem Medium überzogen sind, das die Haftreibung mindert und so ebenfalls den Herauslösevorgang der Formkörper 19 erleichtert.

Schließlich kann das Ablösen der Formkörper 19 aus den gitterartiger Öffnungen 17 in vorteilhafter Weise auch dadurch tintcrsiijt/t '.verden. daß 7.v,\:c\;<:,·. Gegctirolle 3 und Filtertrommel ■ eine posiii..

Differenz der Umfangsgeschwindigkeiten eingestellt wird, so daß durch die so bewirkte Dehnung des Formbandes 2 der Formkörper 19 herausgelöst wird. Dies kann zum Beispiel dadurch geschehen, daß die Filtertrommel 1 und die Gcgcnrollc 3 einzeln drehzahl regelbar angetrieben werden oder dadurch, da 13 die Filtertrommel unJ Gcgenrolle durch ein entsprechendes Getriebe verbunden werden.

Die Vorrichtungen 20 und 22 sowie die Trocknungseinrichtung 21 sind als Hilfsmittel zur Unterstützung des Formkörperausbringens gedacht und können einzeln oder in Kombination je nach der Konsistenz des im Filiertrog 5 befindlichen Schlammes und den werkstofflichen Eigenschaften des Formbandes 2 zur Anwendung kommen.

Wie die vorstehenden Ausführungen /eigen, ist durch die Erfindung eine nach raumsparendem und auf eine gute Ausnutzung eines Vakuuinironimelfiltcrs zielenden Gesichtspunkten konzipierte Vorrichtung beschrieben, die durch ihre funktion?;- und prozeßgerechte Gestaltung einen hohen Durchsatz und gleichzeitig ein beschädigungsfreies Austragen der Formkörper gewährleistet. Die Vorrichtung kann somit eine verfahrenstechnische Forderung nach einem von Fcinkornanteilen freien, eine gute Gasdurchlässigkeil aufweisenden Austragsprodukt erfüllen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Filtern vcn Schlämmen, insbesondere von Eisenerzschlämmen und zum Herstellen von Formkörpern aus dem bei der Filterung gebildeten Filterkuchen, bestehend aus einer teilweise in den Schlamm eintauchenden, drehbar gelagerten Filtertrommel, wobei mindestens der Ansaugbereich der Mantelfläche der Filtertrommel von einem gitterartige, konisch verlaufende öffnungen aufweisenden, endlosen, mit der Filtertrommel umlaufenden Formband umschlungen ist, das über eine Gegenrolle zur Filtertrommel geführt ist und wobei für den Abtransport des in den konischen öffnungen als Formkörper anfallenden Filterkuchens ein Fördermittel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (17) des die Filtertrommel (1) und die Gegenrolle (3) umschlingenden gitterartigen Formbandes (2) nach innen in Richtung tu der, an der Filtertrommel (1) anliegenden Seite hin konisch erweitert sind und daß das Fördermittel (7) zwischen der Filtertrommel (1) und der Gegenrolle (3) mit Abstand unterhalb des Obertrums des Formbandes (2) und in Umlaufrichtung des Formbandes (2) gesehen mit geringem Abstand hinter der Filtertrommel (1) angeordnet ist.