DE2657754A1

DE2657754A1 - Windsichtungsanlage zur trennung von gesteinsmaterial unterschiedlicher korngroesse und wichte

Info

Publication number: DE2657754A1
Application number: DE19762657754
Authority: DE
Inventors: Herbert Reiff
Original assignee: Reiff & Co KG Bimsbaustof GmbH
Current assignee: Reiff & Co KG Bimsbaustof GmbH
Priority date: 1976-12-20
Filing date: 1976-12-20
Publication date: 1978-06-29

Description

Winasiebtungsanlage zur Trennung von Gestein
ma.teria.l unterschiedlicher Korngröße und Wichte Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von Gesteinsmaterial unterschiedlicher Wichte, wobei die Korngrößen durchaus verschieden sein können.
In der steinverarbeitenden Industrie ist als Grundstoff oft Material mit bestimmtem spezifischem Gewicht wünschenswert, so z.B. bei der Herstellung von Bausteinen. Je nach dem Verwendungszweck ist entweder ein leichter oder ein schwerer Stein vorteilhafter. In der Natur liegen leider aber die einzelnen Gesteinsarten allzu häufig in einem Gemisch vor, das als Grundstoff sowohl für die eine, als auch die andere Bausteinart ungeeignet ist. Will man trotzdem dieses Material erschließen, so ist eine entsprechende Aufbereitung erforderlich: eine Trennung in die leichten und schweren Bestandteile.
Bisher wird diese Trennung - wo es die Wirtschaftlichkeit zuläßt -in großen stationaren Schwimmaufbereitungsanlagen vorgenommen. Dieses Verfahren beruht auf dem physikalischen Grundsatz von Archimedes.
Hiernach schwimmt das Material, dessen Wichte kleiner als die des Aufbereitungsmittels ist, und alles andere Material sinkt zu Boden, dessen Wichte größer ist als die des Aufbereitungsmittels. Als Aufbereitungsmittel wird aus finanziellen Gründen meist Wasser verwendet. Auf diese Weise kommt man zu einer Zweikomponententrennung: schweres und leichtes Material. Solche Anlagen arbeiten bei großem Trenngut-Durchsatz und geeigneter Lage der auszubeutenden Grundstücke wirtschaftlich, obwohl ein großer Verbrauch an Aufbereitungsmittel erforderlich ist.
Eine solche Anlage wird aber immer dann unrationell, wenn es gilt, stark verunreinigte Grundstoffe zu verarbeiten oder wenn das Aufbereitungsmittel selbst zu teuer wird; dann überwiegt eben der Aufwand den zu erzielenden Gewinn.
Diese Flotationsanlagen eignen 9ich also in erster Linie dort, wo das Aufbereitungsmittel von Natur aus vorliegt.
Alle örtlich ungünstig liegenden Grundstücke mit unterschiedlichem Gesteinsmaterial gingen deshalb bisher der Wirtschaft verloren. Eine Drei- oder Mehrkomponententrennung ist theoretisch zwar auch mit dem beschriebenen Verfahren möglich, von der Wirtschaftlichkeit her jedoch völlig undenkbar, da zwei oder mehr verschiedene Aufbereitungsmittel Erforderlich wären.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Trennverfahren zu entwickeln, das von der örtlichen Lage der Grundstücke unabhängig ist und möglicherweise auch eine Mehrkomponententrennung gestattet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zu trennende Gesteinsmaterial im beschleunigten Zustand durch eine starke Gasströmung, insbesondere Luftstromung, geleitet wird, die ihrerseits den Gesteinen verschiedener Korngröße und Wichte eine verschieden große Beschleunigung quer zur ursprünglichen Bewegungsrichtung der Gesteine erteilt, so daß die Materialien ihrer Große und Wichte entsprechend größere oder kleinere Flugwege zurücklegen.
Es wird also von der Gesetzmäßigkeit des " schiefen Wurfes " Gebrauch gemacht.
Aufgrund der Gleichung für die Wurfparabel ( die in jedem einschlägigen Lehrbuch für Physik enthalten ist ) folgt für die Wurfweite v2 .
W = 0 . sin 2n< 9 wobei v0 die Anfangsgeschwindigkeit des bewegten Körpers, der Erhebungswinkel = Winkel zwischen der Anfangswurfrichtung und der Horizontalen und g die von außen auf den Körper wirkende Beschleunigung ist.
( Bewegt sich der Körper im Erdfeld, so ist g die Erdbeschleunigung.) 2 Erhält der bewegte Körper die Anfangsenergie Eo = ( 1/2 ) m. v0 wobei m die Masse des Körpers bedeutet, so ergibt sich für die Wurfueite 2 . E . sin 2oD 1 1 W = m bzw. W -g m m , sofern allen Körpern die gleiche Anfangsenergie erteilt wird und alle Körper unter dem gleichen Winkel starten.
Die Anfangsenergie ist aber nur dann gleich, wenn die Korngröße nahezu gleich ist. Dies wäre durch eine vorgeschaltete Aussiebung möglich, wie der Erfinder bereits 1968 vorgeschlagen hat.
Die Verwirklichung in der praktischen Ausführung scheiterte jedoch, da auf diese Art und Weise jede Korngröße für sich dem Trennungsvorgang unterzogen werden müßte.
Aus diesem Grund nimmt man sinnvollerweise erfindungsgemäß die unterschiedlichen Korngrößen von Anfang an mit in den Trennvorgang hinein und schaltet den Siebvorgang nachträglich ein.
Damit folgt aber, daß alle Körper mit kleinerer Masse m und bestimmter orngröße eine größere Strecke zurücklegen, als die mit größerer Masse derselben Korngröße. Demzufolge legen die schwereren Steine kleiner Korngröße den gleichen Weg zurück wie die leichteren Steine größerer Korngröße.
Schaltet man am Ende des Vorgangs eine Siebung in unterschiedlicher Entfernung vom Ausgangspunkt ein, so lassen sich die schweren Steine von den leichten mühelos trennen.
Das Verfahren vereinfacht sich, wenn man die Steine im Schwerefeld der Erde durch eine starke Gasströmung hindurchschickt, indem man die Steine aus einer geeigneten Höhe ( etwa 10 Meter ) herunterfallen läßt. Als Gas bedient man sich zweckmäßigerweise der überall vorhandenen Luft, die man mittels eines Gebläses, das je nach der Materialbeschaffenheit und der Durchsatzmenge in seiner Leistung festgelegt werden muß, auf hohe Geschwindigkeit bringt, so daß ihre Strömung als Energieübertrager auf die Steine verwendet werden kann.
Durch geeignete Vorrichtungen lassen sich sowohl der Winkel als auch der Windkanal so einstellen, daß eine optimale Trennwirkung erzielt wird.
Unterwirft man schließlich das getrennt aufgesammelte Material einem erneuten Trennprozeß, so können beliebig hohe Trenngrade erzielt werden; dies kann gegebenenfalls in einem Kreisprozeß und/oder in einer Hintereinanderschaltung stattfinden. Als besonders günstig erweist sich eine solche Anlage bei der Trennung von vulkanischem Gestein, insbesondere Bimssteinmaterial, in dem Material mit sehr unterschiedlicher Wichte vorliegt.
Ein Ausführungsbeispiel, das sich bereits in der industriellen Anwendung bewährt ist in der Zeichnung in Seitenansicht ( Fig. 1 ) und Draufsicht ( Fig. 2 ) dargestellt. Es wird im nachfolgenden näher beschrieben: Das zu trennende Material wird aus einem Vorratsbehälter ( z.B. Silo ) mit Hilfe eines Förderbandes B1 in eine geeignete Höhe ( 8 bis 10 m ) gebracht.
Dort wird das Material durch ein verstellbares Ablenkblech A in den aus dem Gebläse G ausströmenden Luftstrom so geleItet, daß sich der günstigste Trenngrad ergibt. Der mit hoher Geschwindigkeit aus G austretende Luftstrom veranlaßt die Steine ihrer Größe und Wichte entsprechend zu einer bestimmten Flugbahn Fb. Ein Luftkanal L begrenzt die Flugbahnen Fb in horizontaler Richtung und leitet sie in die Auffangtrichter T1 bis T4.
Vor T1 sind bereits zwei Siebe S1 und S2 unterschiedlicher Maschenbreite geschaltet, die die schweren Steine von dem grobkörnigen, leichteren Gestein trennen. Es hat sich als sinnvoll erwiesen, die Siebe aus einem Gestänge mit unterschiedlichen Zwischenräumen herzustellen ( anstatt dem sonst üblichen Siebraster ), um das schwere oft scheibenförmige Gesteinsmaterial besser aussieben zu können. Je weiter sich die Trichter vom Gehläse G entfernt befinden.
um so leichter wird das Material. Da aber auch die Korngröße eine Rolle spielt, so befindet sich in jedem Trichter T1 bis T4 stets eine Gemenge aus grobkörnigerem, leichterem Material und feinkörnigerem schwererem Material.
Üher die Förderbänder B2 bis B5 wird dieses Material auf die Siebe S3 bis geleitet, wo das feinkörnigere, schwerere Material ausgesiebt wird. Die Spaltgröße der Siebe nimmt von 51 bis S6 hin ab. Nach dem Siebungsvorgang liegt das nach Korngröße und Wichte gewünschte leichte Endprodukt E vor.
Selbstverständlich kann das Material E1 bis EX einem nochmaligen Trennvorgang 4 unterzogen werden. Als Nebenprodukt fällt schließlich noch feiner Flugsand an der die längste Flugbahn Fb beschreibt und in F aufgefangen wird. Der Feinkörnigkeit wegen kann dieses Abfallprodukt einer weiteren industriellen Verwertung zugeführt werden. Das schwere Gesteinsmaterial unter den Sieben wird z.B. ür die BetonverarhEitung o. dgl. verwendet. Die leichteren Endprodukte können zu energiesparenden, leichten Bausteinen herangezogen werden.
Die mit dieser Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß im Gegensatz zur Flotationsanlage eine Mehrkomponententrennung von Natur aus erfolgt. Desweiteren ist der Aufbau der Anlage so einfach, daß er innerhalb kürzester Zeit erfolgen kann und deshalb nicht an einen Ort gebunden ist, insbesondere nicht von der Aufhereitungsart her.
Jetzt können auch jene Grundstücice in den Verarbeitungsprozeß einbezogen werden, die bisher der Unwirtschaftlichkeit wegen unbeachtet blieben.
Außerdem können mit dieser Methode auch noch Gesteinsmaterialien getrennt werden, die als Ahfall gelten, da eine Aufbereitung mit einer Flotationsanlage zu kostspielig ist.

Claims

"Trennung von verschiedenartigem Gesteinsmaterial unterschiedlicher Korngröße und Wichte" Patentansprüche 1.) Verfahren zum Trennen von Gesteinsmaterial unterschiedlicher Horngröße und Wichte, dadurch gekennzeichnet, daß das zu trennende Gesteinsmaterial im beschleunigten Zustand durch eine starke Gasströmung geleitet wird, die ihrerseits den Gesteinen verschiedener Korngröße und Wichte eine verschieden große Beschleunigung quer zur ursprünglichen Bewegungsrichtung der Gesteine erteilt, so daß die Materialien um so weiter von der ursprünglichen Bewegungsrichtung entfernt werden, je kleiner ihre Wichte und Größe ist.
2.) Verfahren zum Trennen von Gesteinsmaterial unterschiedlicher Korngröße und Wichte, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sich das Material unterschiedlicher Wichte mit nahezu gleicher Flugbahn durch Rüttelsiebe S o.ä. voneinander trennen läßt, da sich in jedem Auffangtrichter T das Trenngut dadurch unterscheidet, daß das Material größerer Wichte eine kleinere Korngröße besitzt als dasjenige kleinerer Wichte.
3.) Verfahren zum Trennen von Gesteinsmaterial unterschiedlicher Korngröße und Wichte, nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß das zu trennende Gesteinsmaterial infolge der Erdbeschleunigung beschleunigt durch eine starke Gasströmung hindurch geleitet wird.
4.) Verfahren zum Trennen von Gesteinsmaterial unterschiedlicher Korngröße und Wichte, nach Anspruch 1, 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß durch Verstellen des Ablenkbleches A eine optimale Trennung erreicht werden kann.
5.) Verfahren zum Trennen von Gesteinsmaterial unterschiedlicher Korngroße und Wichte, nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Siebe bis 5n ( mit n als Element der natürlichen Zahlen ) aus Stäben bestehen, deren Abstände um so kleiner werden, einer um so weiteren Flugbahn ( bzw. Auffangtrichter ) sie zugeordnet sind.
6.) Verfahren zum Trennen von Gesteinsmaterial unterschiedlicher Horngröße und Wichte, nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß als Gasströmung eine durch ein Gebläse erzeugte starke Luftströmung in der Art eines WWindkanals" verwendet wird.
7.) Verfahren zum Trennen von Gesteinsmaterial unterschiedlicher Korngröße und Wichte, nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß das Trenngut der einzelnen Auffangsbehälter im Kreisprozeß und/oder in Hintereinanderschaltung einem weiteren Trennvorgang unterzogen werden kann.
8.) Verfahren zum Trennen von Gesteinsmaterial unterschiedlicher Korngröße und Wichte, nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß das zu trennende Gesteinsmaterial vulkanische Gesteine enthält, insbesondere Himssteinmaterial.