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Die Erfindung bezieht sich auf einen Str#nungsrnittel-
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Schwerkraftseparator und ist zur Wiedergewinnung von Schwererzen aus
Rückständen der Erzzerkleinerung geeignet. Obwohl sein Hauptverwendungszweck die
Wiedergewinnung von Schwererzen aps Abfällen bei der Erzzerkleinerung ist, kann
er auch bei anderen industriellen Arbeitsvorgängen verwendet werden, bei denen ein
flüssiges Medium, das aus Materialien mit unterschiedlichem spezifischen Gewicht
besteht, getrennt werden soll. Die Schwerkrafttrennung eines Strömungsmittels für
die Wiedergewinnung eines wertvollen Erzes aus den Förderabfällen ist allgemein
üblich. Es werden allgemein Huinphrey-Spiral- und Rütteltisch-Separatoren verwendet.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine andere Art separa tor, wie er
in der US-PS 3 010 579 beschrieben ist.
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Separatoren dieser Art finden in der Praxis jedoch keine Anwendung,
da eine ihrer Hauptschwierigkeiten darin besteht, daß sie zum Verstopfen neigen.
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Obwohl der Betrieb dieser Art Schwerkraft-Separator auf den sich die
Erfindung bezieht, schwierig ist, hat er Vorteile gegenüber den anderen Schwerkraftseparatoren.
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Einer besteht darin, daß er einer der schnellsten hekannten Schwerkraftseparatoren
ist.
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Die Erfindung überwindet die Betriebsschwierigkeiten, die bei der
Art Separator,#wie er in der US-PS 3 010 579 gezeigt ist, und ermöglicht dadurch
den Vorteil einer schnellen Schwerkrafttrennung.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Strömungsmittel-Schwerkraftseparator
zu schaffen, bei dem das Strömungsmittel durch Zentrifugalkraft entsprechend der
Schwerkraft der Bestandteile getrennt und in zwei Ströme geteilt wird, von denen
der eine
eine Konzentration der schwereren und der andere der leichteren
Materialien ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe gemaß der Ertindung bei einem Strömungsmittel-Schwerkraftseparator
entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des
Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 3 beispielsweise
erläutert. Es zeigt: Figur 1 einen Querschnitt des Separators, Figur 2 einen Querschnitt
der Befestigunq des Zerteilers, und Figur 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in
Fig. 2.
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Der gezeigte Separator hat drei Gußeisen-Hauptabschnitte, die von
leicht lösbaren Schlitzbolzen zusar.mengehalten werden. Diese Teile umfassen den
oberen Abschnitt 10, einen mittleren Abschnitt 12 und einen unteren Behälterabschnitt
14. Diese Abschnitte sind durch Bolzen verbunden.
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Das aus diesen drei Abschnitten bestehencte Gehäuse hat einen nach
unten verlaufenden rohr- und spiraiförmigen Einlaßkanal, dessen Einlaßöffnung mit
15 und dessen Auslaßöffnung mit 16 bezeichnet ist. In Betrieb wird ein Artikel unterschiedlicher
Schwerkraft enthaltendes Strömungsirittel zur Trennung mit hoher Geschwindigkeit
durch den spiralförmigen Einlaßkanal geleitet und nach unten gegen die Seitenwand
im Inneren des eine Konzentration bewirkenden Behälters geleitet.
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Das so in den Behälter geleitete Strömungsmittel bewegt sich spiralförmig
nach unten gegen die Wand des Behälters Wenn es den gekrümmten Boden des Behälters
erreicht, gelangt es zur Mitte des Bodens des Behälters und zu einer Auslaßöffnung
18.
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Das das Strömungsmedium durch den spiralförmigen Kanal nach unten
zur Außenseite und zum Boden des Behälters geleitet wird, werden die schwereren
Materialien durch die Zentrifugalkraft zur Außenseite des Behälters gedrückt. Die
leichteren Materialien haben das Bestreben, sich zum Inneren des Behälters hin abzulagern.
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Wenn sich somit das Material längs des Bodens des Behälters zu dem
Zerteiler 20 strömt, wurde es zuvor auf der Obertläche des Behälters schichtförmig
ausgebildet.
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Der Zerteiler 20 hat eine Verteilerkante 22, die mit Abstand zum Rand
der Auslaßöffnung 18 angeordnet ist und so liegt, daß die Materialschicht nahe der
Oberfläche
des Behälters getrennt und durch die Auslaßöffnunq 18
geleitet wird. Die Oberfläche des Zerteilers 20 ist von ihrer Kante 22 aus nach
oben geneigt und leitet die Schicht über derjenigen Schicht, die durch die Auslaßöffnung
18 geleitet wird, nach oben und im wesentlichen in ein Wirbelrohr 24. Das Wirbelrohr
24 hat zwei Auslässe 26 und 28, durch die die eingeleitete Strömunqsmittelschicht
aus dem Separator ausströmen kann.
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Das Prinzip des insoweit beschriebenen Strömungsmittel-Schwerkraftseparators,
nämlich die Trennung eines Strdmungsmittels dadurch, daß es auf einer spiralförmigen
Bahn gegen die Seitenwand und den Boden eines Behälters geleitet und entsprechend
der Schicht am Boden des Behälters geteilt wird, ergibt sich aus der I1S-PS 3 010
579.
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Der Zerteiler o0 ist drehbar angeordnet. Separatoren dieser allgemeinen
Art neigen dazu, an dem Kanal zwischen dem zerteiler und der Auslaßöffnung zu verstopfen.
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Es wurde festgestellt, daß durch eine drehbare nefesti gung des Zerteilers
20 und eine Einrichtung zum Drehen des Zerteilers ein Verstopfen an dieser Stelle
vermieden werden kann.
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Der zerteiler 20 ist an einer Spindel 21 durch einen Zapfen 22 verbunden.
Die Spindel 21 ist in Lagern 30 drehbar gelagert, die in der zentralen Nabe 32 eines
Gewinderings 34 aufgenommen sind. Die Nabe 32 wird von Armen 35 getragen, und die
Lage des Rings wird von einer Einstellschraube 38 eingestellt. Eine Abschirmung
23 verhindert eine Beschädigung des Lagers durch feinkörniges Material bzw. Abrieb
des Produkts.
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Der Ring 34 ist auf den Separatorbehälter geschraubt und kann vertikal
eingestellt werden, um die Höhe des Separators im Behälter zu vergrößern oder zu
verkleinern und die Dicke der Schicht zu vergrößern oder zu
verkleinern,
aie in den Auslaß 18 geleitet wird.
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Der Zerteiler 20 hat Nuten 37, die durch schräge Wandteile 39 gebildet
sind, die als Schaufeln dienen, um die Drehung des Zerteilers infolge der Strömung
des Materials durch den Behälter zu veranlassen. Der Zerteiler 20 dreht sich in
Richtung des Pfeils, die mit der spiralförmigen Richtung des Strömungsmittels von
der Einlaßöffnung 15 her übereinstimmt.
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Die Flügel stellen eine zufriedenstellende Einrichtung dar, um im
Betrieb den drehbar angeordneten Zerteiler zu drehen. Es können jedoch auch andere
Dreheinrichtungen vorgesehen werden. Z.B. könnte der Zerteiler einen nreh antrieb
aufweisen.
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Das Wirbelrohr 24 ist in dem Behälter vertikal einstellbar und hat
einen Gewindeabschnitt an seinem oberen Ende auf dem eine Mutter 29 sitzt. Die Mutter
29 liegt an dem Behälter an und kann durch einen Handgriff 30 betätigt werden. Durch
Drehen der Mutter 29 kann das Wirbelrohr 24 zur Anpassung an die Betriebsbedingungen
gehoben oder gesenkt werden.
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In Betrieb sitzt der Separator in der Betriebsstellung auf Winkelschienen
36, die an der Unterseite des Flansches des mittleren Abschnitts 12 des Gehäuses
angreiten können.
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Das schlammartige Strömungsmittel wird der Vorrichtung von einem Vorratsbehälter
zugeführt, der mit einem Rührwerk versehen ist, um die Konsistenz und Dichte des
Vorrats zu regulieren. Ein Konzentrataufnahmebehälter ist erforderlich, um das Ausgangsprodukt
der Auslaßöffnunq 18 zu sammeln und ein Abfallaufnahmebehälter ist erforderlich,
um das Ausgangsprodukt des Wirbelrohrs aufzunehmen. Zum Betrieb wurde eine hochvolumige
Schlammpumpe von wenigstens 10 PS für ein Einlaßrohr von etwa
3,8
cm verwendet. Ein Drucksteuerventil und ein Druckkontrollgerät sind ebenfalls an
der Zufuhrleitung notwendig.
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In Betrieb sind die Dichte des Schlamms, der Förderdruck (Schlammfördergeschwindigkeit),
die zerteilereinstellunq und die Wirbelrohreinstellung veränderbare Betriebsparameter,
die zur Erzielung einer optimalen Trennung geändert werden.
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Eine Vorrichtung der gezeigten Art wurde zum Trennen von Eisenerzabfällen
intensiv untersucht, die aus Glanzeisenerz bestand, das über ein Sieb mit der Maschenzahl
10 geführt wurde, wobei die Hauptverunreinigung des Erzes aus Kieselerde bestand.
Jeder aer zuvor genannten veränderbaren Parameter wurde geändert und es wurden die
folgenden Arbeitsbereichsgrenzen aufgestellt: Parameter Begrenzter Arbeitsbereich
Schlammdichte 20 bis 25 % Förderdruck 1 bis 1,4 kg/cm2 Zerteilereinstellung 2 bis
3 Drehungen (offen) Wirbelrohreinstellung 6,25 bis 11,25 cm über dem Zerteiler Es
wurden Versuche unter bestimmten optimalen Bedingungen durchgeführt.
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Die Arbeitsgeschwindigkeit pro einzelne Vorrichtung betrug etwa 60
bis 70 t pro Stunden zugeführten Schlamms und die Erzwiedergewinnung bei einem einzigen
Durchgang betrug etwa 70 % bei optimalen Arbeitsbedingungen. Ein zweifacher Durchgang
durch den Ronzentrator ergibt ein
sehr gutes Erzkonzentrat. Der
Separator ist einer der schnellsten bekannten Schwerkraftseparatoren. Sein Aufbereitungsverhältnis
ausgehend von dem urspriinglichen Fördergut mag niedrig sein, berücksichtigt man
jedoch seine hohe Geschwindigkeit, kann er mit einem doppelten Durchgang verwendet
werden und nat noch einen erheblichen Vorteil über die allgemein verwendeten Anlagen.
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Die Vorrichtung ist außerdem sehr einfach und leicht zu waren.
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Die Vorrichtung hat keine beweglichen Teile mit Ausnahme des selbst
angetriebenen Drehzerteilers. Die einzige Wartung, die erforderlich ist, ist die
Wartung der Zusatzeinrichtungen wie der Schlainpumpe und des Rührwerks. Der Separator
selbst ist mechanisch völlig wartungsfrei.