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Vorrichtung zum Ausscheiden bzw. Trennen feinkörniger
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Materialien hoher Dichte von den Begleitstoffen Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zum Ausscheiden bzw. Trennen feinkörniger Materialien
hoher Dichte von den Begleitstoffen, insbesondere von feinaufgemahlenen Teilchen
hoher Dichte aus dem Klassierruckgut in Mahlkreisläufen.
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Bekannte Mahlanlagen zum Aufschließen von Erzen vor der Sortierung
(z.B. durch Flotation) bestehen üblicherweise aus einer Kugel- (oder Stab-) mühle
(M), die im geschlossenen Kreislauf mit einem Hydrozyklon (KZ) als Klassiergerät
arbeitet (Skizze 1).
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Diese bekannte Anordnung hat jedoch folgende Nachteile: a) Selbst,
wenn alle Teilchen im AuEgabestrom zum Zyklon KZ die gleiche Korndichte aufweisen,
trennt der Zyklon KZ nicht sehr trennscharf. Sein Unterlauf
(Grobgutaustrag)
besteht aus dem durch Fliehkraftwirkung ausgeschiedenen Grobkorn im Gemisch mit
der Zulaufsuspension, welche als Trägermedium ür das Grobe wirkt; d.h. der Zyklon-Unterlauf
enthält soviel Feingut wie dem Anteil Feingut im Zulauf und dem Anteil Trägermedium
im Unterlauf entspricht.
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b) In der Praxis haben aber nicht alle Teilchen die gleiche Korndichte.
Gerade in der Erzaufbereitung sind die Unterschiede der Korndichten erheblich. Jeder
Klassierzyklon trennt,nicht nur nach der Korngröße, sondern auch nach der Korndichte.
Beide Eigenschaften sind für die 'Fallgeschwindigkeit" im Fliehkraftfeld in der
Suspension maßgeblich. Im Unterlauf des Klassierzyklons KZ sind deshalb solche Erzteilchen
enthalten, die schon hinreichend fein aufgeschlossen sind und eigentlich unmittelbar
der Sortierung zugeführt werden sollten.
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c) Führt man eine Siebanalyse des Zyklonunterlaufs aus, so wird man
feststellen, daß der Fehlunterkorngehalt -bewirkt durch die unter a) und b) genannten
Versuchen - des Unter laufs des Zyklons KZ bis 30 % der Feststoffmasse - in Einzelfällen
noch mebr - beträgt.
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Dieses Fehlunterkorn wird zur Mühle zurückgeführt, absorbiert unnnütz
Energie für Mahlung und Transport
und bereitet Schwierigkeiten in
den nachfolgenden Verfahrensstufen.
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d) Handelt es sich bei dem Wertmineral im Erz um ein sehr leicht mahlbares
Material (weil sehr gut spaltbares, z.B. Bleiglanz, oder weil sehr sprödes Mineral,
z.B.
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Zinnstein), so kann das Zurückführen der oben geschilderten Fehlkornanteile
im Unterlauf des Zyklons KZ die gesamte Aufbereitung erheblich beeinträchtigen und
zu außerordentlich hohen Metallwertverlusten (bei Zinnstein z.B. bis etwa 35 %)
führen.
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Um insbesondere die bereits hinreichend feingemahlenen Erzteilchen
aus dem Grobgutrückfluß des Klassiergeräts auszuschleusen, hat man schon früher
Sortiergeräte eingeschaltet, und zwar kleine Setzmaschinen oder einzelne Flotationszellen
(sog. unit cell). Setzmaschinen sind jedoch für diese Aufgabe relativ aufwendig.
Sie sind außerdem für das Sortieren von sehr feinkörnigem Gut (z.B. 100 u) nur in
Ausnahmefällen geeignet (nämlich bei ganz extrem hohen Korndichte-DifEerenzen, Beispiel
Gold). Das Einschalten von Flotationszellen hat zur Folge, daß mit Flotationsreagenzien
versetzte Trübe in die Mühle gelangt, so daß ein Teil des Mahlguts (z.B.
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bleiglanzreiche, verwachsene Teilchen) in der Mühle flotiert und dadurch
der Mahlung und dem weiteren Aufschluß entzogen wird.
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Hydrozyklone bewirken je nach konstruktiver Gestaltung und Betriebsweise
(Konuswinkel, Einlaufdruck, Düsendurchmesser) entweder bevorzugt eine Eindickung,
d.h. der Feststoff wird möglichst vollständig im Unterlauf ausgetragen, oder bevorzugt
eine Klassierung, d.h. Trennung nach der Korngröße, im wesentlichen einheitliche
Korndichte vorausgesetzt, ansonsten mit den oben beschriebenen Einschränkungen,
oder auch bevorzugt eine Dichte-Sortierung, d.h. eine Trennung nach der stofflichen
Zusammensetzung.
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Zyklone, die vornehmlich sortieren, sind durch einen zum unteren Auslauf.
hin nur flach geneigten Boden gekennzeichnet; der Boden kann sogar eben sein, es
stellt sich dann im Innern eine stationäre Böschung des Feststoffs zum Auslauf hin
ein. Solche Zyklone sind unter der Bezeichnung Flachboden-Zyklon oder "water only
cyclone" hin und wieder beispielsweise in Kohlenaufbereitungsanlagen zum Sortieren
von Rohfeinkohle oder Grobschlamm eingesetzt. Ihre Wirkung beruht darauf, daß sich
im Innern aus der Aufgabesuspension, sozusagen
autogen ein stationärer
Schwertrüberi ng bildet, der ähnlich wirkt wie die künstlich, z.B. aus Magnetit
oder Ferrosilizium hergestellte Schwer trübe in den Scertrübe-Sortier-Zyklonen.
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Um den im Unterlauf des Klassierzyklons KZ enthaltenen Anteil an hinreichend
fein aufgemahlenen spezifisch schweren Mineralien auszuscheiden, wird daher gemäß
der Erfindung eine Vorrichtung vorgeschlagen, die durch einen Flachbodenzyklon,
der einem Klassierzyklon unterlaufseitig nachgeschaltet ist, gekennzeichnet ist.
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Der Unterlauf des Klassierzyklons KZ weist meist einen sehr hohen
Feststoffgehalt auf. Um diesen Materialstrom im Sortierzyklon WZ gemäß der in der
Zeichnung in Skizze 2 schematisch dargestellten Vorrichtung sortieren zu können,
wird es nötig sein, vorher Wasser hinzuzufügen. Um den Mahikreislauf nicht mit zusätzlichen
Wassermengen zu belasten und um den optimalen Feststoffgehalt in der Aufgabe zur
Mühle M aufrechterhalten zu können, muß man den Uberlauf des Sortierzyklons WZ eindicken.
Hierfür wäre ein Rundeindicker E, gemäß der in der Zeichnung in Skizze 3 schematisch
dargestellten Anlage geeignet. Dieser Rundeindicker E könnte so dimensioniert werden,
daß sein Uberlauf klar, d.h. praktisch feststofffrei ist. Dieses Uberlaufwasser
könnte dann, wie in der Skizze 3
gestrichelt angedeutet, zum Verdünnen
der Aufgabe des Sortierzyklons WZ dienen.
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Um aus dem meist grubenfeucht zugeführten Roherz eine Suspension in
der Mühle M herzustellen, muß ohnehin Wasser in das System eingeführt werden. Man
kann dieses Wasser auch ganz oder teilweise vor dem Sortierzyklon WZ zugeben und
den Uberlauf des Eindickers E seinerseits ganz oder teilweise benutzen, um den optimalen
Feststoffgehalt für die nachfolgende Sortierung (z.B. Flotation) einzustellen.
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In diesem Fall wäre es sinnvoll den Eindicker E Uberlastet, d.h. mit
trübem Uberlauf zu fahren. Dies hätte den zusätzlichen Vorteil, daß mit dem trüben
Über lauf mindestens ein Teil des spezifisch leichten Fehlunterkorns aus dem Unterlauf
des Klassierzyklons ausgeschleust, der Mahlkreislauf somit zusätzlich entlastet
und zusätzliche Energie gespart würde.
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Anstelle des Eindickers E kann natürlich jede beliebige andere Eindickvorrichtung
benutzt werden, z.B. sogenannte Schräg- oder Lammellenklärer oder Eindickzyklone.
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Insbesondere, wenn man die obenbeschriebene zusätzliche Ausscheidung
von spezifisch leichtem Fehlunterkorn wünscht, erscheint die Benutzung von Eindickzyklonen
zweckmäßig.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung gilt insbesondere auch tür die
Aufbereitung von mineralischen oder anderen Ronstoften (z.B. der sogenannten noumetallic
minerais wie Flußspat, Schwerspat, Nagnesit) entsprechend, sofern diese nacn den
Verfahren der Erzaufbereitung behandelt werden.
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