DE2842259A1

DE2842259A1 - Verfahren und vorrichtung zur trockenen sortierung von dispersen zwei- oder mehrkomponentenprodukten

Info

Publication number: DE2842259A1
Application number: DE19782842259
Authority: DE
Inventors: Kurt Prof Dr Ing Leschonski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-09-28
Filing date: 1978-09-28
Publication date: 1980-04-03
Also published as: BR7906239A; DD146253A5; ATA631179A; BE879034A; FR2437253B1; IL58280A0; JPS5556873A; ZA795059B; CS222658B2; CH650704A5; AT375283B; GB2032809A; ES484484A0; IT7926022A0; LU81729A1; DE2842259C2; SE7907892L; NL7907167A; CA1157812A; ES8100770A1

Description

DH. INO. K AVTJESTlIOFF MMK. λ! .¹JN O Il KN ί)0

DH.IC. ν. IMiClIMANN SCH V.'KKI m-KTH/f-SE 2

DH. INO. D. HKHKlCNS τ»,.»«,» (080) OOSOBII

D,pi.iN(;.K.(.'OETz _ :i «.«»«ore 2842259

* τιπ.κοπλμμι: ι

1Α-51 440

Anmelder; Prof. Dr.-Ing."Kurt Leschonski,

Am Dammgraben 20, 3392 Claustahl-Zeller-

feld, und

Dipl.-Ing. Stephan Röthele,

Hüttenweg 8, 3392 Claustahl-Zellerfeld

Titel; Verfahren und Vorrichtung zur trockenen

Sortierung von dispersen Zwei- oder Mehrkomponentenprodukten.

0300U/OA90

DH. ING. R WUJiSTJIOFF

I) Ii. K ν. I'KCIIM ANN

I)H. INiJ. 1). IJKIIHKNS JHI'L·. IN(J. H. CJOKTZ ΙΆΤΚΝΤΛ N W Λ J.TE

SOOO HfKOIIKX OO SOU'VKIuJiJiSTHASSU S TELEFON tOSO) 00 20 51 TKLKK 5 24: 070

2842253

1A-51 440

Verfahren und \orrichtung zur trockenen Sortierung von dispersen Zwei- oder Mehrkomponentenprodukten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur trockenen Sortierung von zur Weiterverarbeitung geeigneten höherwertigen reinen oder zumindest ausreichend angereicherten Komponenten eines Schüttgutgemisches oder Mischproduktes, bei dem das Zwei- oder Mehrkomponenten- Aisgangsgemisch aus spezifisch leichteren und spezifisch schwereren Partikeln (Ausgangsgemisch) einer Windsichtung unterworfen wird.

Die bisher angewendeten Verfahren zur Gewinnung von zur Weiterverarbeitunggeeigneten höherwertigen Komponenten lassen sich in Naß- und Trockenverfahren unterteilen.

Zu den Naßverfahren zählen z.B. die Sink-Scheideverfahren, bei denen die Rohprodukte mit Hilfe von geeigneten Lösungen oder Suspensionen in ihre Komponenten getrennt werden. In der Lösung oder Suspension schwimmen die spezifisch leichteren Partkel auf, während

if is

die spezch schwereren Partikel absinken. Da in der Regel reines Wasser nicht benutzt werden kann, gestaltet sich die Durchführung des Verfahrens sehr teuer und gefährlich wenn hochgiftige Lösungen oder Suspensionen verwendet werden müssen, sowie umweltbelatend,

0300U/0490

2842258

da die unvermeidliche Aufbereitung der flüssigen Einsatzstoffe immer Abwasserprobleme mit sich bringt. Im übrigen haben diese Verfahren den Nachteil, daß die getrennten Komponenten energieaufwendig getrocknet werden müssen.

Die bekannten trockenen Verfahren wie Setzherd oder Tischausleser gestatten keine technisch befriedigenden Massendurchsätze bei geforderten guten Trennschärfen und hohen Ausbeuten. Aus diesem Grunde hat man sich bei den Trockenverfahren der Windsichtung bei der Sortierung zugewendet.

.Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses Sortierverfahren dahingehend zu verbessern, daß die Anteile der reinen Komponenten bei befriedigender Ausbeute so hoch sind, daß eine geeignete Neubzw. Weiterverwendung oder Wiederverwertung als Sekundärroh-stoff möglich ist. Eine An lage zur Durchführung des Verfahrens soll preiswert aufgebaut und wirtschaftlich betrieben werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen gekennzeichnet.

Bei dem eingangs genannten Verfahren ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Zwei- oder Mehrkomponentenausgangsprodukt durch Siebung mit m-Sieben in m + 1 Fraktionen unterschiedlicher Größenklassen 4x- derart klassiert wird, daß die Maschenweite x. aufeinanderfolgender Siebe x. ..'.X. .... χ größer werdender Maschenweite so gewählt wird, daß eine nachfolgende Sichtung der m + 1 Fraktionen in m + 4 Sichtern mit unterschiedlichen Trenn Sinkgeschwindigkeiten jeweils eine Einstellung ermöglicht, bei der die größte Partikel der leichten Komponente gerade noch ins Feingut gelangt, während die kleinste Partikel der schweren Komponente ins Grobgut fällt. Jede dieser so gewonnenen (m + 1) Fraktionen wird dabei in ihre Komponenten sortiert.

Dieses Verfahren führt bei all den-jenigen Gemischen oder Produkten unterschiedlicher disperser Feststoffe zum anfangs beschriebenen Ziel, bei denen ausreichende Unterschiede in der größenab-

030014/0490

hängigen Sinkgeschwindigkeit der Komponenten vorhanden sind.

Bei ausreichend enger Stufung der Siebe ist dann eine vollständige Trennung in die Sorten möglich.

Für die Durchführung des Verfahrens wird ein geeignetes Gemisch der bzw. Produkt mit den zu sortierenden Komponenten benötigt. Injvielen Fällen ist deshalb vor Anwendung der Klassierverfähren das Aufgabegut durch einen Zerkleinerungsvorgang in einen geeigneten Partxkelgrößenbereich zu bringen. Ist das Aufgabegut ein Verbundwerkstoff, so muß wie bei der klassischen Aufbereitung von mineralischen Rohstoffen durch die Zerkleinerung die "Verwachsung" der Komponenten so weit wie möglich beseitigt werden. Die anschließende Sortierung gelingt um so besser, je weitgehender z.B. ein Verbundwerkstoff durch die vorgeschaltete Zerkleinerung in Partikel gleicher Sorte aufgeschlossen wurde. Bei einer Zwei- oder Mehrkomponentensortierung besteht das Aufgabegut für die nachgeschalteten Klassierverfahren dann aus einer Mischung zweier oder mehrerer disperser Feststoffe die sich in ihrer Größen- und Sinkgeschwindigkeitsverteilung unterscheiden.

Voraussetzung für die Anwendung desVerfahrens sind Unterschiede in Dichte und/oder Form der Komponenten. Es lassen sich demnach drei Fälle unterscheiden. Im Fall A unterscheiden sich die Komponenten in der Feststoffdichte und die Form, gekennzeichnet durch die Sphärizität, ist gleich. Im Fall B ist die Dichte der Komponenten gleich und die Form unterschiedlich. Im Fall C unterscheiden sich die Partikel sowohl hinsichtlich der Dichte als auch der Form. Das Vet

fahren läßt sich demnach auch auf Gemische von Materialien gleicher Ar; jedoch unterschxedlxcher Form zur Formtrennung anwenden. Unterschiede in der Form der Einzelelemente der Komponenten können das Verfahren positiv und negativ beeinflussen. So ist es sehr wohl möglich, daß Partikel gleicher. Größe zwar unterschiedliche Dichte und Form, aber gleiche Sinkgeschwindigkeit aufweisen. In diesem Fall läßt sich das geschilderte Verfahren nicht anwenden.

Bei der Anwendung der Verfahren liegen als Aufgabegut für die Sichtung nicht Partikel gleicher Größe, sondern Größenklassen vor. Die

0300U/0490 - - 4 -

^284225ä

Sortierung einer derartigen Größenklasse in die Komponenten z.B. mittels einer Schwerkraft-Gegenstromsichtung ist nur möglich, wenn die Klassengrenzen der Siebklassierung x. , und x. so gewählt werden, daß die Sinkgeschwindigkeit w . der oberen Klassengrenze χ. . entsprechenden spezifisch leichteren Partikel der Sinkgeschwindigkeit w .,der der unteren Klassengrenze x. der spezifisch schwereren Partikel kleiner oder gleich ist.

Die Wahl der Klassengrenzen der Siebung läßt sich aus dieser Bedingung abschätzen, z.B. für einen Schwerkraft-Gegenstromsichter, für den Gleichheit zwischen Sichtluftgeschwindigkeit v_T und der

J-I

Sinkgeschwindigkeit des Trennkorns w ,

gilt. Bestimmende Größe ist dabei das für die Partikelumströmung maßgebende Widerstandsgesetz. Generell sind die Fälle der laminaren Partikelumströmung (n = 2), der Gültigkeitsbereich des quadratischen Widerstandsgesetzes (n = 1), d.h. die turbulente Anströmung zu unterscheiden. Nimmt man kugelförmige Partikel an, so läßt sich als allgemeine Lehre zum technischen Handeln die bereits oben erwähnte Bedingung für die bei der Siebung zu erzielenden Klassengrenzen formulieren, zu

d.h. die Stufung der Siebmaschenweiten berechnet sich vereinfacht weitgiiend aus der η-ten Wurzel des Dichteverhältnisses der Partikel der schweren zu den Partikeln der leichten Kopmponente. Sofern es sich um Mehrkomponentengemische handelt, muß die beschrdäoene Klassierung mit größer werdenden Maschenweiten so vorgenommen werden, daß als Dichteverhältnis von schwerer zu leichter Komponente das kleinste der jeweils benachbarten größenabhängigen Sinkgeschwindigkeitsverteilungen aller vorkommenden Komponenten' zugrundegelegt wird.

0300U/OA90

-4a -

Analog ergibt sich bei der Umkehrung des Verfahrens als Bedingung für die bei der Sichtung zu erzielenden Sinkgeschwin digkeitsklassen

η
= ^VLi '

d.h. die Stufung der Trennsichtgeschwindigkeiten berechnet sich vereinfacht aus der η-ten Wurzel des Dichteverhältnisses.

0300U/0490

Für die technische Realisierung muß η so gewählt werden, daß sowohl die im Sichter herrschende Anströmbedingung alsauch der möglicherweise konkurrierende Formeinfluß der zu trennenden Partikel berücksichtigt wird. Dies ist für jede Anwendung des Verfahrens in Vorversuchen experimentell festzustellen.

Wie eigene experimentelle Untersuchungen gezeigt haben, kann man davon ausgehen, daß die Windsichtung in turbulenter Strömung erfolgt und demnach η für kugelförmige Partikel nahe bei 1 liegen wird, während bei stark von der Kugelform abweichenden Partikeln und bei Sichtung im Übergangsgereich zwischen laminarer und turbulenter Strömung η nahe bei 1,5 liegt. Bei der Anwendung im feinen Korngrößenbereich geht der Formeinfluß zurück und die Sichtung wird bevorzugt im laminaren Bereich stattfinden und dann näher bei η = 2 liegen. In welchem Strömungsbereich eine optimale Anwendung des Verfahrens stattfinden kann, hängt von der Formvielfalt und den Dichtein der beteiligten Komponenten des Ausgangsprodukts ab. Unter Umständen ist das Material durch eine zusätzliche Verkleinerung in den günstigsten Korngrößenbereich zu bringen.

Wenn die Bedingung für die Stufung der Siebmaschenweiten "weitgehend" erfüllt sein soll, so soll damit zum Ausdruck gebracht werden, daß die Trennschnitte nicht notwendigerweise bei den Maschenweiten, die die Rechnung ergeben, durchgeführt werden müssen, sondern auf Sonderanfertigungen der Siebe zur Erzielung der rechnerisch ermittelten Werte verzichtet werden kann. Die Normsiebreihen stellen eine genügend große Anzahl von Sieben zur Analysierung des Verfahrens zur Verfügung, um der Bedingung technisch weitgehend zu entsprechen. Darüberhinaus sind Anwendungen denkbar, die zur Erreichung großer Trennschärfen und damit beserer Anreicherungen und Ausbeuten Sonderanfertigungen von Sieben rechtfertigen.

Das afindungsgemäße Verfahren läßt sich für Korngrößen ab etwa 30 μΐη einsetzen, sofern die technisch verfügbare Luftstrahlsiebung in diesem Korngrößenbereich noch leistungsfähig einsetzbar ist. Die Anwendungsgrenze nach oben liegt bei Partikeln von etwa 30 mm.. Dies

0300H/0490

hängt einerseits von den angebotenen Siebmaschinen ab, die beispielsweise beim Mogensen-Prinzip bis zu dieser Grenze ansetzbar sind, und andererseits vom technischen Aifwand in der nachgeschalteten Windsichtung, im genannten KorngröSenbereich sind alle technisch verfügbaren Siebverfahren wie z.B. Plan-, Wurf- und Kreisschwingsiebe in Mehrfachanordnung einsetzbar.

ELe Trennung sehr großer und damit schwerer Partikel mittels Windsichtung wird wegen der hohen Trennsinkgeschwindigkeit hohe Luftmengen erfordern, weshalb eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorsieht, daß das gesamte Aufgabegut oder der Überlauf des gröbsten Siebes der Maschenweite χ zerkleinert und dem Aufgabegut nochmals zugegeben, am Ort der Verarbeitung aufgehaldet oder anders weiterverarbeitet wird. Die Zerkleinerung der großen Partikel kann außerdem energetisch günstiger sein als die Trennung durch Siebung und Sichtung. Insgesamt wird man mit der vorgeschalteten Zerkleineüing nicht nur den beschriebenen Aufschluß des Aufgabegutes realisieren, sondern gleichzeitig eine Vergleichmäßigung im anfallenden Korngrößenspektrum anstreben, um die . 2hzahl der erforderlichen und wie angegeben zu bestimmenden Siebstufen m und die Zahl der nachgeschalteten erforderlichen Sichtereinheiten m + 1 möglichst klein zu halten. Es ist außerdem denkbar, daß nach der Fraktionierung vor die einzelnen Sichtstufen eine weitere Zerkleinerung bei jeder oder bei ausgewählten Fraktionen selektiv erfolgt, um die nachgeschaltete Sichtung aufgrund des unterschiedlichen Verkleinerungsverhaltens der Komponenten zu erleichtern, wirkungsvoller durchführen zu können oder mit weniger Sichtapparaten auskommen zu können. übliche Kornverteilungsbreiten bei unterschiedlichen Materialmischungen wie z.B. im Bereich der Mineralien, Sonderreststoffen von Verbundwerkstoffen, NE-Metallanteile in Shredderschrotte, Kohle und Berge, Müll und andere Reststoffe oder auch Erze, werden Sieb- und Sichtstufen zwischen m = 5 und 15 zur Folge haben, wobei Mehrkomponentengemische bis zu ρ = 5 Komponenten für die Bearbeitung mit dem Verfahren denkbar sind.

— 7 —

0300U/0490

Für die Windsichtung kommen alle große Durchsätze bei hinreichender Trenngüte erlaubenden Windsichtungen infrage. Bevorzugt wird jedoch, daß wenigstens eine der Windsichtuigen Schwerkraftwindsichtung in einer aufsteigenden Luftströmung mit dsr Strömungsgeschwindigkeit

v_L = k . w_g ,

mit w der Sinkgeschwindigkeit der gröbsten !artikel in Luft der jeweiligen Fraktion x. <x < x. , und k einer die Form der Partikel, den Beladungseinfluß der Sichtluft mit Partikeln und den gewählten Sichtertyp berücksichtigenden Konstanten zwischen 0,3 und 1, ist. Für kugelförmige Teilchen beträgt k = 1. Die Partikelsinkgeschwindigkeit w in Luft ist nach bekannten Gesetzmäßigkeiten für die Bewegung von Partikeln der Größe x., z. B. bei turbulenter Luftströmung, zu berechnen.

k berücksichtigt, daß der Strömungswiderstand der schweren und leichten Partikel vorderen Form, die voneinander je nach Zerkleinerungsverhalten und verwendeter Zerkleinerungsart abweichen kann, sowie von der Beladung der Sichtluft und vom gewählten Windsichtertyp abhängt. So können sich für die Wahl der Luftgeschwindigkeit im Steigrohrwindsichter Abweichungen von der angegebenen Formel ergeben, die durch Vorversuche ermittelt werden. In jedem Falle gilt aber, daß die Strömungsgeschwindigkeit bei der bevorzugten Schwerkraftwindsichtung der gröbsten in der ausgesiebten Rohfraktion enthaltenen leichten Partikel gleichen muß.

Da Formbeschreibungen der Partikel nur sehr schwer quantitativ möglich sind, sind auch genaue quantitative Angaben für die Wahlcfer Stufung bei starken Formunterschieden der beteiligten Komponenten kaum möglich. Starke Formunterschiede verbessern aber das vorgeschlagene Verfahren in dem Sinne, daß breitere Klassen bei der Siebklassierung, d.h. größere Sprünge in der Stufung der Siebung, zugelassen werden können, wenn der Formeinfluß die Sinkgeschwindigkeitsverteilung der spez. schweren Partikel stärker beeinflußt als die Sinkgeschwindigkeitsverteilung der Fraktionen der spez. leichten Partikel, m ist also klein zu wählen. Das Verfahren wird dadurch wirtschaftlicher. Die minimale Bedingung bei gleicher Partikelform ist jedoch an sich die im Anspruch 1 angegebene.

0300U/0490

Versuche haben die Richtigkeit der erfindunpgemäßen Ansätze bestätigt und gezeigt, daß zur Trennungder üblicherweise vorliegenden Dichtebereiche zur Bestimmung der Stufung der Sieböffnungen das Dichteverhältnis der zu trennenden Komponenten zugrundegelegt werden kann. Die jeweilige Sichtluftgeschwxndxgkext v_T. errechnete sich

XtX

für einen Anwendungsfall, z.B. in einem Zick-Zack-Sichter (der Bauart Alpine), aus der angegebenen Abhängigkeit mit der Konstanten k ?i 0,5, je nach Einfluß der unterschiedlichen Partikelformen in den zu trennenden Komponenten.

Die Windsichter können zweckmäßigerweise als Steigrohrwindsichter ausgebildet sein, aus denen die leinten Partikel nach oben hin pneumatisch ausgetragen werden.

Alternativ zu dieser Gegenstrom-Schwerkraftwindsichtung in Steigrohrwindsichtern, in denen die Strömungsgeschwindigkeit der Luftströmung gerade etwas kleiner eingestellt wird als die Sinkgeschwindigkeit der kleinsten in der Rohfraktion enthaltenen schweren Partikeln, kann auch eine Querstromwindsichtung eingesetzt werden, wie man sie beim unklassierten Produkt-Ausgangsgemisch, wie oben erwähnt, bereits durchgeführt hat. In diesem Falle sollen wenigstens einige der Windsichtungen Querstromwindsichtungsn mittels eines den als dünne Schicht abwärtsfallenden Gutstrom querdurchströmenden Luftstroms sein. Bei dieser Querstromwindsichtung ist der Energieaufwand für die Erzeugung der Sichtluftströmung geringer als bei den Gleichgewichts-Schwerkraftwindsichtungen, bei denen der Luftströmung nicht nur die Aufgabe zufällt, die leichten Partikel von den schweren Partikeln zu trennen, sondern auch noch die leichten Partikel pneumatisch zu einem Abscheider zu transportieren. Der Abtransport der Partikel erfolgt dagegen bei den Querstromwindsichtern mittels der Sichtzone nachgeschalteten mechanischen Förderanlagen.

Für den angegebenen Bereich kleinster Partikel können Fliehkraftwindsichter angewendet werden.

0300U/0490

Trennschärfe und Aufwand des erfindungs'gemäß trockenen Trennverfahrens steigen mit abnehmenden Größenklassen A . , desgleichen steigt die Anreicherung, d.h. die Qualität und unter Umständen auch die Ausbeute an weitgehend reinen Komponenten. Da die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens sowohl vom technischen, d.h. apparativen, zeitlichen und personellen Aufwand, aber auch vom erzielbaren Preis für das erzielte Produkt abhängt, wird das wirtschaftlichste Verfahren zwischen den angedeuteten Extremen liegen und ist für jede zu trennende Komponentenkombination durch Versuche zu bestimmen, wobei dabei davon ausgegangen werden kann, daß die Zahl der Sichtstufen m zwischen 5 und 15 liegen wird und bis zu ρ = 5 Komponenten im Ausgangsprodukt enthalten sein können, wenn ausreichende Unterschiede in der partikelgrößenabhängigen Sinkgeschwindigkeitsverteilung vorhanden sind.

Die Erfindung läßt sich auf Anlagen durchführen, deren Verfahrensschemata in der beigefügten Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen: .-

Fig. 1 das Schema einer Anlage zur Sortierung eines Zweikomponentenprodukts mittels m Sieben und (m + 1) Sichtern,

Fig. 2 das Schema einer Anlage zur Sortierung eines Mehrkomponentenprodukts mittels m Sieben und (m + 1 )(p - 1) Sichtern,

Fig. 3 das Schema einer Anlage zur Sortierung eines Zweikomponentenprodukts mittels m Sichtern und (m + 1) Einfachsieben, und

Fig. 4 das Schema einer Anlage zur Sortierung eines Mehrkomponentenprodukts mittels m Sichtern und (m + 1) Siebsätzen mit je (p'- 1) Siebdecks.

030014/0490

284225S

Das Zwei- oder Mehrkomponentenausgangsprodukt wird durch einfache Siebung, Windsichtung oder Zerkleinerung für die Bearbeitung in dem beanspruchten Verfahren vorbereitet, wobei diese Produktkonditionierung in der Reihenfolge an das Produkt angepaßt, durch Sonderbehandlung ergänzt wird oder auch entfallen kann, wenn das Ausgangsprodukt im günstigen Korngrößenbereich aufgeschlossen bereits vorliegt und eineerste Anreicherung durch einen einfachen Trennschnitt (z.B. Sieben oder Sichten) nicht erzielbar ist bzw. Verunreinigungen nicht beseitigt werden müssen.

Anschließend wird das Zwei- oder Mehrkomponentenprodukt auf einer Siebmaschine auf m-Sieben in (m + i) Größenklassen A x. klassiert und jede dieser Größenklassen m + 1 Sichtapparaten zugeführt, in denen unterschiedliche Trennsinkgeschwindigkeiten w . = ν . nach oben beschriebener Bedingung eingestellt sind. In den parallel geschalteten Sichtapparaten gelingt damit aufgrund der Siebfraktionierung des Ausgangsgemisches die weitgehend vollständige Trennung

- 11 -

0300H/0490

und Sortierung der Komponenten. Die leichte Komponente findet sich im Feingut, die schwere Komponente im Grobgut wieder. Feingut und Grobgut jeder Sichtung eines Zweikomponentenausgangsgemisches enthalten deshalb die stark angereicherten oder isLnen Komponenten, die nach jeder Sichtstufe einzeln oder innerhalb der Feingut- bzw. innerhalb der Grobgutfraktionen beliebig zusammengefaßt als Fertiggut verwendet werden können. Nach der Fraktionierung im Siebsatz ist bei einer, mehreren oder allen Fraktionen vor der Sichtung eine selektive Zerkleinerung möglich, mit dem Ziel, die erforderlichen Trennsiebgeschwindigkeiten in den nachfolgenden Sichtern erheblich senken zu können und die Sinkgeschwindigkeitsverteilung der zu trennenden Komponenten zugunsten der leichtenKomponente zu beeinflussen und somit höchste Anreicherungen oder reine Gewinnung zu ermöglichen ohne die Zahl der erforderlichen Fraktionen unrealisierbar groß machen zu müssen.

Bei der Bearbeitung von Ausgangsprodukten mit p-Komponenten ist das Verfahren so zu erweitern, daß für die Trennung mittels Sichtung insgesamt ρ - 1 Sichtstufen hintereinander^ ausschalten sind und das Produkt nach der beschriebenen Fraktionierung alle Sichtstufen durchläuft. In der ersten Sichtstufe bestehend aus m oder m + 1 Sichtern, enthält zunächst nur das Feingut die leichteste als erste angereicher te der z.B. p-Komponenten, während das Grobgut mit ρ - 1 Komponenten anschließend als Aufgabegut der nächsten Sichtstufe, wiederum bestehend aus m + 1 Sichtern, zugeführt wird. Das Feingut dieser Stufe stellt wieder Fertiggut dar, während das Grobgut als Aufgabegut entsprechend weiterbehandelt wird.

Es ergeben sich dabei maximal ρ - 1 hintereinander und m + 1 parallel geschaltete Sichtapparate, wobei angereicherte Fraktionen jeweils nur im Feingut der hintereinander geschalteten Sichter zu finden sind und erst inner letzten Sichtstufe die schwerste aller Komponenten angereichert als Grobgut anfällt.

Ob in den einzelnen Sichtstufen m oder m + 1 Sichtapparate benötigt werden, hängt davon ab, ob das Feinstgut aus der Siebfraktionierung analog weiterbehandeltwird oder ungesichtet aus dem Verfahren zur

12 —

0300U/0490

weiteren Behandlung ausgekoppelt wird. Eine weitere Reduzierung auf m - 1 Sichtapparate in den einzelnen Sichtstufen ist möglich, wenn der überlauf des gröbsten Siebes der Fraktionierung in das Ausgangsprodukt zur Zerkleinerung zurückgeführt wird oder aus dem Verfahren zu einer anderen Behandlung ausgeschieden wird.

Das Feingut jeder Sichtstufe und das Grobgut der letzten Sichtstufe enthalten die angereicherten oder reinen Komponenten, die innerhalb der Feingutfraktionen jeder Sichtstufe und injder Grobgutfraktion der letzten Sichtstufe einzeln oder beliebig zusammengefaßt als Fertiggut verwendet werden können.

Das Verfahren läßt sich nach der beschriebenen alternativen Produktvorbereitung analog auch in der umgekehrten Reihenfolge durchführen, also derart, daß zuerst das Zweikomponenten-Ausgangsgemisch durch Sichten in mehrere Fraktionen klassiert wird und nach der Sichtung jede Feingut- und jede Grobgutfraktion durch Einfachsiebungen in die Komponenten zerlegt wird. Durch die zuerst ausgeführten m-Sichtungen mit größerwerdender Trennsinkgeschwindigkeit ν . wird das Aufgabegut in m+1 Sink-geschwindigkeitsklassen w . klassiert und jede dieser Klassen m+1 nachgeschalteten Einfachsieben zugeführt, in denen unterschiedliche Maschenweiten aufgespannt sind, und zwar so, daß in der jeweils zu sortierenden Sinkgeschwindigkeitsklasse das kleinste Partikel der leichten Komponente gerade noch größer ist als das größte Partikel der schweren Komponente oder nur eine geringe Überschneidung stattfindet. In den so parallel geschalteten Siebapparaten gelingt damit die weitgehend vollständige Trennung und Sortierung der Komponenten. Die leichte Komponente findet sich im Siebüberlauf, während sich die schwere Komponente im Siebdurchgang wiederfindet. Überlauf und Durchgang jeder Siebung enthalten deshalb die stark angereicherten oder reinen Komponenten, die nach jeder Siebung einzeln oder innerhalb der überlauf- bzw. Durchgangsfraktion belibig zusammengefaßt als Fertiggut verwendet werden können.

- 13 -

0300U/0A9O

Fig. 4:

Bei der Bearbeitung von Mehrkomponentenprodukten, bestehend aus z.B. ρ Komponenten unterschiedlicher Dichte und Form, ist das Verfahren so zu erweitern, daß für die Trennung mittels Siebung die parallel betriebenen m+1 Einfachsiebe als Siebsätze mit jeweils p-1 Siebdecks zu bestücken sind und das Produkt nach der Zerlegung in Sinkgeschwindigkeitsklassen durch die Sichtung jeweils einen Siebsatz durchläuft. Im Überlauf des ersten Siebdecks reichert sich die leichteste Grobkomponente an, während auf den nächsten £Lebdecks abnehmend mit derMaschenweite sich die schweren Komponenten anreichern und schließlich als Durchgang des p-1 ersten Siebdecks die schwerste Komponente als feinste sortierte Fraktion anfällt. Es ergeben sich dabei maximal m+1 hintereinandergeschaltete Siebapparate, die jeweils mit p-1 Siebdecks bespannt sind.

Für die Sortierung mit dem erfindurrpgemäßen Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung kommen alle Stoffarten im Bereich der klassischen Aufbereitung infrage, nämlich mineralische Rohstoffe, wie z.B. Gemische aus Kohle, Pyrith und Bergen, metallische Rohstoffe, wie z.B. Erze und Berge oder Erzgemische und Berge/sowie über den Bereich der klassischen Aufbereitung hinaus Reststoffe und Sonderabfälle wie NE-Metallanteile im Shredderschrot oder Verbundwerkstoffe.

Die Erfindung erstreckt sich nicht auf die Sortierung von Rohbimsgemischen in Bims und Splitt.

Patentansprüche

O300U/049O

Claims

DH. ING. K. AVXIKSTirO KK VOOO M fr N V Π Ti X OO

se; ir \ν j-:i(i κ KST ltA.ssu

TBLKKOW (080) GUUOSl

BH. K. v. PKCIIMANN HOllWiilfiKWNTl.ASMS 2

du. inc;. I). hhhkkns DlPI... INC». H. (ίΟΙΪ'ΓΖ

£f V'™ Α· Λ- ^rf ^T I¹KLK(IItAMMK:

1'ATENTANWiLTIi l.HOTECTX-ATENT MÜNCHEW

1A-51 440

Patentansprüche

1J Verfahren zur trockenen Sortierung eines körnigen Gemisches aus zwei Feststoffkomponenten, bei dem das Zwei- oder Mehrkomponenten-Ausgangsgemisch aus spezifisch leichteren und spezifisch schwereren Partikeln (Ausgangsgemisch) einer Windsichtung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsgemisch durch Siebung mit m-Sieben in (m+1) Fraktionen klassiert wird, wobei die Maschenweiten x. aufeinanderfolgender Siebe χ χ χ derart gewählt sind,

daß sich die Sinkgeschwindigkeitsbereiche der Gemischkomponenten einer Größenklasse (Fraktion) aneinander anschließen bzw. sich nur geringfügig überlappen, dann die Fraktionen fraktionsweise mittels Windsicht-Strömungstrennverfahens nach Stoffart oder Form in ein leichteres Feingut bzw. ein solches mit geringeren Sink-

geschwindigkeiten der Partikel und eine schweres Grobgut bzw. ein solches mit größeren Sinkgeschwindigkeiten der Partikel sortiert werden und daß die fraktionsweise angereicherten Feinbzw. Grobgüter einzeln oder beliebig zusammengefaßt als Fertiggut verwendet werden (Fig. 1).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Maschenweiten x. unmittelba Siebe x-₊₁ und x. enfcprechend der Bedingung

net, daß die Maschenweiten x. unmittelbar aufeinanderfolgender

mit 3 der Dichte der schwereren und 9_T der Dichte der leichteren

S ^J Χλ

Konponente und η zwischen 1 und 2, insbesondere zwischen 1 und 1,5, gewählt werden.

Ö3Ö0U/0490

ORIGINAL INSPECTED
3. Verfahren zur trockenen Sortierung eines körnigen Gemisches aus zwei Feststoffkomponenten, bei dem das Zwei- oder Mehrkomponenten-Ausgangsgemisch aus spezifisch leichteren und spezifisch schwereren Partikeln (Ausgangsgemisch) einer Windsichtung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsgemisch durch ein Windsicht-Strömungstrennverfahren bei m Trennschnitten (Sichtluftgeschwxndxgkeiten) in m + 1 Fraktionen klassiert wird, wobei die Sichtluftgeschwindigkeiten V₁ .... ν . .... ν aufeinanderfolgender Sichtunginv . derart gewählt sind, daß sich die Korngrößenbereiche der Gemischkomponenten einer Sinkgeschwindigkeitsklasse aneinander anschließen bzw. sich nur geringfügig überlappen, daß dann die (m + 1) Fraktionen fraktionsweise mittels einer nachgeschalteten Siebung nach Stoffart oder Form in ein schwereres Feingut und/oder ein solches mit größeren Sinkgeschwindigkeiten der Partikel und ein leichteres Grobgut und/oder ein solches mit kleineren Sinkgeschwindigkeiten der Partikel sortiert wird und daß die frakti'onsweise angereicherten Fein- bzw. Grobgüter einzeln oder beliebig zusammengefaßt als Fertiggut verwendet werden (Fig. 3).
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennsinkgeschwindigkeiten v_T aufeinanderfolgender

Xi

Sichtungen v_T., _Λ und v_T. entpsrechend der Bedingung

XlX+ I XiX

'Ll-I S 'Li

mit j der Dichte der schwereren und <?_T der Dichte dec leichteren Komponente und η zwischen 1 und 2, insbesondere zwischen 1,5 und 1, gewählt sind.
5. Verfahren zur trockenen Sortierung eines körnigen Gemisches aus p-Komponenten, bei dem das Zwei- oder Mehrkomponenten-Ausgangsgemisch aus spezifisch leichteren und spezifisch schwereren Partikeln (Ausgangsgemisch) einer Windsichtung unterworfen wird, dadurch

0300U/0A9O

gekennzeichnet, daß das Ausgangsgemisch durch Siebung mit m-Sieben in (m+1) Fraktionen klassiert wird, wobei

die Maschenweiten x. aufeinanderfolgender Siebe x. .... χ χ

ι lim

derart gewählt sind, daß sich die Sinkgeschwindigkeitsbereiche der Gemischkomponenten einer Größenklasse (Fraktion) aneinander ansch-ließen bzw. sich nur geringfügig überlappen, daß dann die (m+1) Fraktionen fraktionsweise mittels eines Windsicht-Strömungstrennverfahrens nach Stoffart oder Form in (p-1) leichtere Feingüter oder solche mit geringeren Sinkgeschwindigkeiten der Partikel und ein schweres Grobgut oder ein solches mit größeren Sinkgeschwindigkeiten der Partikel sortiert wird und daß die fraktonsweise angereicherten (m+1)(p-1) Fein- bzw. (m+1) Grobgüter einzeln oder beliebig zusammengefaßt als Fertiggut verwendet werden (Fig. 2).
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschenweiten x. aufeinanderfolgender Siebe x. ., und x. entsprechend der Bedingung

^xi+1 -

L/min

mit $ der Dichte der schwereren und 1 der Dichte der leichteren Komponente und η zwischen 2 und 1, insbesondere zwischen 1 und 1,5, gewählt sind, wobei das kleinste Dichteverhältnis 9_/9_T der jeweils

S Jj

benachbarten größenabhängigen Sinkgeschwindigkeitsverteilungen aller vorkommenden Komponenten zugrunde gelegt ist.
7. Verfahren zur trockenen Sortierung eines körnigen Gemisches aus p-Komponenten, bei dem das Zwei- oder Mehrkomponenten-Ausgangsgemisch aus spwzifisch leichteren und spezifisch schwereren Partikeln (Ausgangsgemisch) einer Windsichtung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet , daß das Ausgangsgemisch durch ein Windsicht-Strömungstrennverfahren bei m Trennschnitten (Sichtluftgeschwindigkeiten) in (m+1) Fraktionen klassiert wird, wobei die Sichtluftgeschwindigkeiten ν . aufeinanderfolgender Sichtungen

v_T _Λ .... ν_τ v_T derart gewählt sind, daß sich die Korngrößen-

Li Li Lm

0300U/OA90

2542258

bereiche der Gemischkomponenten einer Sinkgeschwindigkeitsklasse aneinander anschließen bzw. sich nur geringfügig überlappen, daß dann die (m-H) Fraktionen fraktionsweise mittels (p-1) Siebungen nach Stoffart oder Form in schwerere überlauffraktionen und/oder solche mit größeren Sinkgeschwindigkeiten der Partikel und eine leichtere Durchgangsfraktion und/oder ein solches mit kleineren Sinkgeschwindigkeiten der Partikel sortiert werden und die fraktionsweise angereicherten Komponenten einzeln oder beliebig zusammengefaßt als Fertiggut verwendet werden (Fig. 4).
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennsinkgeschwindigkeiten ν aufeinanderfolgender Sichtungen v_. _Λ und v_T. entsprechend der Bedingung

L·X— I IjX

^VLi+1 - ^VLi

mit 9 der Dichte der schwereren und $ der Dichte der leichteren Komponente und η zwischen 1 und 2, insbesondere zwischen 1,5 und 1, gewählt sind, wobei das kleinste Dichteverhältnis i /"L der ie-

S Jj

weils benachbarten größenabhängigen Sinkgeschwindigkeitsverteilungen aller vorkommenden Komponenten zugrundegelegt ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet', daß wenigstens eineige der Windsichtungen Gegenstrom-Schwerkraftwindsichtungen in einer aufsteigenden Luftströmung mit der Strömungsgeschwindigkeit

V₁. = k'w„
L g

mit w der Sinkgeschwindigkeit der jeweiligen Fraktion x.<:x.£X.₊.. und k einer die Form der Partikel, den Beladungseinlfuß der Sichtluft mit Partikeln und den gewählten Sichter-typ berücksichtigenden Konstanten zwischen 0,3 und 1 sind.

0300U/0490

_ 5 —

2842253
10. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Siebfraktion einer selektiven, auf die Zerkleinerung der leichteren Komponente ausgerichteten Zerkleinerung unterworfen und anschließend gesichtet wird.
11. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 mit wenigstens einem Windsichter für ein Ausgangsgemisch aus zwei Komponenten sowie mit Fördereinrichtungen für das Ausgangsgemisch und die gewonnenen angereicherten Fraktionen, gekennzeichnet durch m, mindestens m/2, hxntereinandergeschaltete Siebe für das Ausgangsgemisch und m+1, wenigstens (m/2)+1, Windsichter für die jeweils zwischen aufeinanderfolgenden Sieben gewonnenen Fraktionen zur jeweiligen Trennung in eine mit leichten und eine mit schweren Partikeln angereicherte Fraktion (Fig. 1).
12. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3 und 4 mit wenigstens einem Windsichter für ein Ausgangsprodukt aus zwei Komponenten sowie zugehörigen Fördereinrichtungen für die gewonnenen angereicherten Fraktionen, gekenn ze^richnet durch m, mindestens m/2, hxntereinandergeschaltete Sichter für das Ausgangsprodukt und m+1, wenigstens (m/2)+1 Siebe für die jeweils zwischen aufeinanderfolgenden Sichtungen gewonnenen Fraktionen zur jeweiligen Trennung in eine mit groben leichten und eine mit kleinen schweren Partikeln angereicherte Fraktion (Fig. 3).
13. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5 und 6 mit wenigstens einem Windsichter für ein Ausgangsgemisch aus mehreren Komponenten ρ sowie mit Fördereinrichtungen für die gewonnenen angereicherten Fraktionen, gekennzeichnet durch m, mindestens m/2, hintereinander geschaltete Siebe für das Ausgangsgemisch und (m+1)'(p-1), wenigstens ((m/2)+1)·(p-1), Windsichter für die jeweils zwischen aufeinanderfolgenden Sieben gewonnenen Fraktionen zur aufeinanderfolgenden Trennung in p-1 leichte und eine mit schweren Partikeln angereicherte Fraktionen (Fig. 2).

030014/0490
14. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 und 8 mit wenigstens einem Windsichter für ein Ausgangsgemisch aus mehreren Komponenten ρ sowie mit Fördereinrichtungen für die gewonnenen angereicherten Fraktionen, gekennzeichnet durch m, mindestens m/2, hintereinander geschaltete Sichter für das Ausgangsgemisch und (m+1), wenigstens ((m/2)+1) parallel geschaltete Siebsätze mit jeweils (p-1) Sieben für die jeweils zwischen aufeinanderfolgenden Sichtungen gewonnenen Fraktionen zur aufeinanderfolgenden Trennung in p-1 gröbere leichtere Überlauf fraktionen und eine kleine schwere Durchgangsfraktion, die jeweils mit den Partikeln der Komponenten angereichert sind (Fig. 4)
15. Anlage nach Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Siebung Mogensen-Sizer vorgesehen sind.
16. Anlage nach Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Windsichtung Steigrohrwindsichter vorgesehen sind.

0300U/0490