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Maschine zum Sortieren von schwermetallhaltigen Mineralien"
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Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Sortieren von schwermetallhaltigen
Mineralien. Beim Abbau von Mineralien aus Schwemm-bzw. Seifenlagerstätten wurde
bisher nach Aufbereitung der Mineralien in verschiedene Korngrößenfraktionen die
weitere Aufbereitung der die Schwermetalle vorzugsweise enthaltenden Fraktionen
in naß-mechanischer Weise vorgenommen, d. h. es wurde die unterschiedliche Sinkgeschwindigkeit
verschiedener Mineralien in Abhängigkeit von ihrer Wichte in Auswaschrinnen angewandt.
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Unter Berücksichtigung des Umstandes, daß in einer bereits aufbereiteten
Fraktion mit bestimmten Korngrößen große Körner mit geringem spezifischen Gewicht
und kleine Körner mit großem spezifischen Gewicht vorkommen, ergab sich der unerwünschte
Effekt, daß große Wassermengen mit hoher Geschwindigkeit die
die
Auswaschrinne durchfließen müssen, um das Grobmaterial auszutragen. Damit wurde
aber auch feinstes Material mit einem Vielfachen des spezifischen Gewichtes ausgetragen.
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Dies sei am Beispiel der Aufbereitung von einer Schwemmgoldlagerstätte
erläutert. Das spezifische Gewicht des Goldes beträgt das 7, 4-fache des spezifischen
Gewichtes von Quarz. Reicht die Fraktionsbreite der Korngröße von 0 - 30 mm 0, dann
hat ein Korn mit 30 mm PI bereits das 216.000-fache Volumen eines Korns von 0, 5
mm 0 . Das physikalische Gesetz, das bei dem Schwimm-Sink-Verfahren angewandt wird,
wird also hier praktisch aufgehoben, wenn das Körnungsband des zur Auswaschung gelangenden
Materials zu breit ist. Ein Goldkorn von 3 mm 0 hat ein Gewicht von 0, 273 g, ein
Quarzkorn mit 3 mm 0 hat ein Gewicht von nur 0, 0368 g. Ein Quarzkorn von 15 mm
0 hat jedoch schon ein Gewicht von 4, 594 g also das 16, 8-fache Gewicht eines Goldkorns
mit 3 mm . Bei dem Kornband von 0 - 30 mm kann also eine Wasserkraft, die ein Quarzkorn
mit 15 mm austrägt auch das nur 3 mm # Goldkorn austragen. Abhängig vom Belag der
Auswaschrinne, der Wassergeschwindigkeit und der Rinnenlänge wirken auf das Einzelkorn
Kräfte, die den Sortiervorgang entscheidend beeinflussen.
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Der oben beschriebene und anschließend im Beispiel erläuterte Vorgang
hat zur Folge, daß die bekannte Anlage unwirtschaftlich, d. h. mit Verluste arbeitet,
da wesentliche Anteile der zu gewinnenden Schwermineralien mit aus der Auswaschrinne
durch die Kraft des durchströmenden Wassers ausgetragen werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine zu konzipieren,
die eine weitaus bessere Aussortierung der untersten Körnungsfraktion; , also einer
Suspension mit Körnungsanteilen von etwa 0 - 3 mm Korngröße 0 zuläßt, so daß auch
und gerade die feinen und feinsten Schwermetallpartikel nicht ausgetragen sondern
mit dem Schwermetallkonzentrat abgeführt werden können.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Maschine zum Sortieren
von schwermetallhaltigen Mineralien in aufbereiteter SU8-pension dergestalt, daß
diese Maschine eine Rinne aufweist, deren Boden mit einem für feine und feinste.
Korngrößen durchlässigen Belag ausgestattet ist.
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Dergestalt werden die groben und leichteren Bestandteile der Suspension
durch das die Rinne durchfließende Wasser in üblicher Weise ausgeschwemmt. Die schweren
Bestandteile auch feiner und feinster Korngrößen können durch den durchlässigen
Belag des Bodens hindurchtreten und in zunächst beliebiger Weise dort gesammelt
werden. Damit wird auch ein kontinuierlicher Betrieb ermöglicht. Die bekannten Rinnen
mit einem undu:chlässigen Boden müssen dagegen in gleichmäßigen Zeitabständen zur
Entnahme des angesammelten Materials stillgesetzt werden. Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße
Rinne mit einem Rüttelantrieb ausgestattet, der es erlaubt, die Rinne entweder dauernd
in Schwingbewegung, vorzugsweise horizontal in Längsrichtung zu halten oder ihr
in zeitlichen Abständen Erschütterungen mitzuteilen, die den Durchatz der abgesunkenen
Partikel der schweren Mineralien durch den Bodenbelag begünstigen.
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Vorteilhafterweise ist unter der Rinne ein umlaufendes Förderband
angeordnet, dessen Umlaufrichtung vorzugsweise entgegen der Fließrichtung des Wassers
und damit der Förderrichtung des Materials in der Rinne gerichtet ist. Auf dem oberen
Trum dieses Förderbandes, dessen Oberfläche mit Fangtaschen versehen sein kann,
setzen sich die Partikel, die den Bodenbelag der Rinne durchdrungen haben, ab und
können ausgefördert werden.
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Ist die Rinne verhältnismäßig kurz und wird das Förderband verhaltsnismäßig
breit gehalten, ist auch eine Ausförderung zur Seite hin möglich, wobei eine zusätzliche
Klassifizierung nach Partikelgröße eintritt, da in der Rinne zunächst die größeren
Partikel nach unten den Bodenbelag durchsetzen werden, während die kleinen und damit
leichteren Partikel erst nachfolgend durch den Bodenbelag nach unten austreten.
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Der durchlässige Bodenbelag für die Rinne kann über die Länge der
Rinne verteilt gleiche oder unterschiedliche Struktur aufweisen.
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Als besonders vorteilhaft als Belagwerkstoff hat sich ein grobes Kokosfasergewebe
herausgestellt.
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Gegebenenfalls können bei unterschiedlicher Ausbildung verschiedene
Zonen des Bodenbelages der Zone mit Kokosfasermatten Zonen vorgeschaltet sein, die
Belagplatten aufweisen, die mit quer zur Rinnenlängsrichtung verlaufenden Schlitzen
versehen sind, die sich nach unten hin erweitern. Sowohl zur besseren Versteifung
dieser Platten als auch zur Bildung von Ablagerungstaschen können die Platten mit
nach oben ragenden Quer- und Längsstegen versehen sein. Es ist auch möglich, Platten
mit abnehmender
Schlitzgröße nacheinander in Förderrichtung im Rinnenboden
anzuordnen.
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Während die Schlitzplatten selbsttragend ausgebildet sind, sind die
Kokosfasermatten in Rahmen mit einem Tragegitter angeordnet.
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Schließlich können die Kokosfasermat ten mit quer verlaufenden Stegen
kombiniert sein, die aus Winkeleisen bestehen, deren Außenecke schräg gegen die
Fließrichtung von Wasser und Material gerichtet ist. Dergestalt werden Taschen gebildet,
in welchen sich das Material ablagert und durch die Kokosfasermatten tritt. Diese
Ablagerung wird durch die Wirbelbildung hinter den Winkeleisen noch gefördert.
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Die Bodenbelagteile der Schwingrinne werden vorzugsweise durch über
ihre Seitenbereiche bzw. seitlichen Rahmenteile verlaufenden Holme gehaltert, die
mittels Keilen leicht lösbar an den Rinnenwandungen festgelegt sind.
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Zur Ausrichtung der Rinne in waagerechter oder auch Schräglage zur
Veränderung von Hubgröße und Hubfrequenz sowie zur Änderung der Umlaufgeschwindigkeit
des Förderbandes sind entsprechende Antriebs- und Steuermittel vorgesehen.
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Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch dieselbe
erzielten Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer in den
beigefügten Zeichnungen rein beispielsweise und schematisch dargestellten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Maschine.
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Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Maschine im L ängs sehnitt, Fig.
2 gibt einen Querschnitt wieder, Fig. 3 zeigt, ebenfalls im Querschnitt, in vergrößertem
Maßstab eine Einzelheit aus Fig. 2; Fig. 4 ist eine Draufsicht auf ein Bodenbelagelement
der Rinne, Fig. 5 ist ein Teilquerschnitt nach Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 zeigt
einen Teilquerschnitt durch eine andere Ausführungsform eines B odenbelag elementes
und in Fig. 7 ist schließlich nochmals eine weitere Ausführungsmöglichkeit eines
Belagelementes wiedergegeben.
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Das Material einer Schwemmlagerstätte wird zunächst in üblicher und
beliebiger Weise abgebaut und aufbereitet. Dabei kann z.B. das Material mit größerem
als 120 mm Korn-0 mittels eines Schwerlast- und Spaltsiebes vorabgesiebt werden.
Das verbleibende Rohmaterial unter 120 mm # kann in wenigstens drei Fraktionen z.
B.
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mit Körnungsbändern von 0 - 3 mm 0, 3 - 30 mm 0 und 30 -120 mm mittels
Klassierung unterteilt werden. Die gewaschene Fraktion von 30 - 120 mm 0 wird weggeführt,
die Fraktion von 3 - 30 mm 91 gelangt in eine bekannte Grobauswaschrinne, die Fraktion
von 0 - 3 mm wird zu einer Suspension eingedickt und unter Zugabe von dosierten
Wassermengen nun der erfindungsgemäßen Maschine zugeführt.
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Die Maschine weist im wesentlichen eine Rinne 1 auf, der über eine
Aufgabe 2 das zu sortierende Material in Gestalt einer Suspension in Wasser zugeführt
wird. Die Vorschubrichtung des Materials und Fließrichtung des Wassers in Rinne
1 ist durch den Pfeil 3 angedeutet. Die Rinne kann, beaufschlagt durch einen entsprechenden
Antrieb 4, eine Schwingbewegung, vorzugsweise in Richtung des Doppelpfeiles 5, ausführen.
Der Boden der Rinne 1 ist mit einem durchlässigen Bodenbelag 6 ausgestattet, der
im einzelnen nachfolgend beschrieben wird.
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Unter der Rinne 1 ist ein Förderband 7 angeordnet, dessen oberes Trum
8 unter Einhaltung eines geringen Abstandes zur Unterseite des Bodenbelages 6 entgegen
der durch den Pfeil 3 angedeuteten Vorschubrichtung gemäß Pfeil 3' umläuft. Die
Rinne 1 und das Förderband 7 s ind in einem Rahmengestell 9 angeordnet.
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In der Rinne 1 trennen sich unter dem Einfluß des durchströmenden
Wassers einerseits und der Einwirkung der unterschiedlichen spezifischen Gewichte
andererseits das grobkörnige und spezifisch leichtere Gestein von den feinkörnigen
Schwermineralien. Das Gestein verläßt in Richtung des Pfeiles 10 die Rinne. Die
Schwermineralien gelangen durch den Bodenbeleg 6 der Rinne auf das obere Trum 8
des Bandes 7 und werden in Richtung des Pfeiles 11 ausgetragen. Hier kann eine auf
die Oberfläche des Bandes 7 gerichtete Sprühdüse 12 zum Abspülen des auf dem Band
gebildeten Belages vorgesehen sein.
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Die Neigung der Rinne 1, die durch den Winkel 13 gegeben ist, ist
verstellbar. Ebenso können Hubgröße und Hubfrequenz der
Rüttel-
bzw. Schwingbewegung reguliert werden. Schließlich ist auch die Umlaufgeschwindigkeit
des Bandes 7 regelbar.
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Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß das Band 7 an seiner der Unterseite
des Bodenbelages 6 der Rinne 1 zugewandten Oberfläche mit Taschen 14 ausgestattet
ist. Der Schlitz 15 zwischen Unterseite des Bodenbelages 6 und Oberfläche des Bandes
7 wird so schmal gehalten, daß zwischen dem Belag 6 und dem Förderband 7 möglichst
geringe Verwirbelungen im Wasser auftreten, die das Absetzen der den Belag 6 durchtretenden
Schwermineralkörner erschweren könnt. . Das Förderband 7 liegt mit seinem oberen
Trum 8 auf einer planen Unterlage 16 auf.
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Als vorteilhaftes Material für den Bodenbelag der Rinne hat sich vorzugsweise
ein grobes- Kokosfasergewebe herausgestellt, das den richtigen Durchlässigkeitsgrad
für feine und feinste Schwermineralpartikel aufweist. Eine Befestigung 17 für den
Bodenbelag ist mit Keilen 18 an den Seitenwandungen der Rinne 1 festgelegt.
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Es ist möglich, den Rinnenboden durchgehend mit diesem Belag aus Kokosfasergewebematten
auszustatten.
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Es kann jedoch auch eine Unterteilung des Rinnenbodens in Zonen mit
unterschiedlichen Belagelementen durchgeführt werden, wobei die Durchlässigkeit
dieser Belagelemente vom Eingang bis zum Ausgang der Rinne abnimmt. So ist es z.B.
möglich, Belagelemente vorzusehen (Fig. 4) die selbsttragend mit Längsstegen 19
und Quer stegen 20 Taschen 21 bilden, deren Boden mit schlitzförmigen Durchbrechungen
22 nach unten geöffnet sind. Diese schlitzförmigen Durchbrechungen 22 erweitern
sich vom Boden der Taschen 21 zur Unterseite des Belagelementes.
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Die Belagelemente verlaufen mit ihrer längeren Seite quer zur Rinnenlängsrichtung,
ebenso die Durchbrechungen 22.
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In Förderrichtung können in der Rinne derartige Bodenbelag elemente
mit zunächst größeren und dann kleineren schlitzartigen Durchbrechungen 22 aufeinander
folgen. Hieran schließen sich Bodenbelagelemente z.B. nach Fig. 6 an. Hier ist ein
grobes Kokosfasergewebe 24 auf einem Tragegitter 23 und in einem Rahmen 25 untergebracht.
Anstelle der in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellten und vorstehend beschriebenen Belagelemente
können auch solche mit Kokosfasermatten eingesetzt werden, die zusätzlich mit quer
zur Förderrichtung verlaufenden Winkeln 26 ausgestattet sind. Diese Winkel 26 weisen
eine bestimmte Neigung gemäß den Winkeln 27 auf, die abhängig von dem zu verarbeitenden
Material, der Aufgabe - und Durchsatzgeschwindigkeit, der Schwingungsfrequenz und
der Schwingungsgröße ( sofern die Rinnen schwingen) abhängt. Abschließend sei bemerkt,
daß die vorbeschriebene Aufeinanderfolge der verschiedenen Bodenbelagelemente s
elb stverständlich nur beispielsweise gewählt wurde.
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