DE3233528C1

DE3233528C1 - Elektrostatischer Freifallscheider

Info

Publication number: DE3233528C1
Application number: DE3233528A
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen 3500 Kassel Knauer; Helmuth Küppers
Original assignee: K+S AG
Current assignee: K and S Aktiengesellschaft 34119 Kassel De
Priority date: 1982-09-10
Filing date: 1982-09-10
Publication date: 1984-04-12
Also published as: US4797201A; DD212196A5; CA1209534A

Description

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Zur elektrostatischen Trennung von Gemischen feinteiliger Feststoffe, die, wie beispielsweise Kalirohsalze, eine nur äußerst geringe elektrische Leitfähigkeit haben, werden diese Gemische, gegebenenfalls nach vorheriger chemischer Konditionierung, unter Einhaltung bestimmter Temperatur und Luftfeuchtigkeit durch lebhafte Bewegung der einzelnen Teilchen triboelektrisch gegeneinander aufgeladen. Infolge der lebhaften Bewegung stoßen die Teilchen der einzelnen Komponenten des Gemenges aneinander, wobei Elektronen von dem einen Teilchen auf das andere übergehen und eine gegensinnige Aufladung dieser Teilchen bewirken.

Die eigentliche elektrostatische Trennung wird in sogenannten Freifallscheidern durchgeführt, die aus einer Einlaufeinrichtung für das zu trennende Gemenge, zwei parallel und im Abstand zueinander angeordneten Plattenelektroden und Trennzungen zur Verhinderung der Vermengung des getrennten Gutes aufgebaut sind. Das zu trennende Gemenge gelangt durch die Einlaufeinrichtung in das zwischen den Elektroden erzeugte elektrostatische Feld, unter dessen Wirkung der freie Fall der aufgeladenen Teilchen des zu trennenden Gemenges zur gegensinnig geladenen Elektrode hin abgelenkt wird. Der derart fächerförmig aufgetrennte Strahl des Trenngutes wird mit Hilfe von Trennzungen in in ihrem Wertstoffgehalt angereicherte Fraktionen und in Mittelgut aufgeteilt.

Da sich aber an den einander zugekehrten Flächen der Plattenelektroden bereits nach kurzer Zeit feinste Teilchen des Gemisches unter Ladungsausgleich ablagern und aufgrund ihrer geringen elektrischen Leitfähigkeit die Stärke des elektrischen Feldes und damit auch die Trennwirkung des Scheiders schwächen, ist in der DE-PS 11 54 052 bereits empfohlen worden, anstelle der Platten eine Mehrzahl von senkrecht angeordneten Röhrenelektroden vorzusehen, die die Form langgestreckter Walzen haben und in ständiger Umdrehung um ihre Längsachse gehalten werden. Auf diese Weise ist es möglich, die auf den Elektrodenoberflächen sich ablagernden feinsten Teilchen des Trenngutes außerhalb des elektrischen Feldes ständig mechanisch zu entfernen. Bei entsprechend geringer Entfernung dieser Röhrenelektroden gleichen Ladungszustandes nebeneinander haben sie in bezug auf das elektrische Feld stark angenähert die gleiche Wirkung wie Plattenelektroden. Während im homogenen Feld sich in Luft theoretisch eine Feldstärke bis zu 30 kV/cm ohne Überschlag ausbilden kann, ist das elektrische Feld zwischen Röhrenelektroden, insbesondere an den Rändern, stark inhomogen mit der Folge, daß zur Vermeidung von Überschlagen zwischen diesen Elektroden nur wesentlich geringere Feldstärken von beispielsweise 4,5 kV/cm erreichbar sind.

Die vertikale Lage der Plattenelektroden bzw. der Mehrzahl von Röhrenelektroden hat den Vorteil, daß die Einwirkungsdauer des elektrischen Feldes auf die Teilchen des im freien Fall durch dieses elektrische Feld hindurchströmenden Trenngutes groß ist und den Trenneffekt verbessert. Jedoch bedingt die große Fallhöhe in Scheidern dieser Bauart einen hohen technischen Aufwand derartiger Vorrichtungen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrostatischen Freifallscheider mit einem waagerecht gerichteten elektrischen Feld hoher Feldstärke zu schaffen, in dem bei geringer Fallhöhe des zu trennenden Stoffgemenges innerhalb des elektrostatischen Feldes ein hoher Trenneffekt erreicht wird.

Die Erfindung betrifft einen elektrostatischen Freifallscheider zum Trennen von Gemengen aus Stoffen geringer elektrischer Leitfähigkeit, insbesondere Mineralstoffgemengen, in dem das waagerecht gerichtete elektrische Hochspannungsfeld zwischen parallel im Abstand zueinander angeordneten und rotierbaren Röhrenelektroden erzeugbar ist, die außerhalb des elektrischen Feldes mit Abstreifeinrichtungen ausgerüstet sind, und der am Kopf Einlaufeinrichtungen für das Trenngut sowie am Fuß mit in ihrer Neigung verstellbaren Trennzungen ausgerüstet ist. Erfindungsgemäß sind die zwei Röhrenelektroden, die als zylindrische, beidseitig mit Halbkugelkalotten verschlossene Walzen ausgebildet sind, mit horizontal ausgerichteter Längsachse in gleicher Höhe parallel zueinander angeordnet. Der Feldabstand der Röhrenelektroden soll vorteilhaft möglichst klein, jedoch maximal dem Elektrodendurchmesser gleich sein, da die bis zum Überschlag erzielbaren Feldstärken um so größer sind, je größer das Verhältnis vom Elektrodenradius zu Elektrodenabstand ist. Das in dem Freifallscheider der Erfindung erzeugte elektrische Feld hat den Vorteil, daß sich die Feldstärke zwischen den Elektroden im Medium Luft bis auf 14 kV/cm steigern läßt, ohne daß es zu Überschlägen und damit zum zeitweisen Zusammenbruch des elektrostatischen Feldes kommt. .

Um in dem Freifallscheider der Erfindung elektrostatische Felder hoher Feldstärke dauernd aufrechterhalten zu können, ist es wesentlich, daß Überschläge zwischen den Elektroden vermieden werden. Hierzu tragen besonders die an den Elektrodenenden aufge-

setzten Halbkugelkalotten bei, da diese einen kantenlosen Abschluß der Elektroden bilden. Anstelle dieser Halbkugelkalotten können auch andere Abschlußformen gewählt werden, die einen kantenlosen Abschluß gewährleisten.

Aus dem gleichen Grunde werden metallische Befestigungs-, Lager- und Antriebsteile, die mit den Elektroden in Verbindung stehen, vorteilhaft mit Sprühschutzeinrichtungen ausgerüstet, wodurch Spritzentladungen verhindert werden.

Die Elektroden können aus einem beliebigen Metall oder aus einem Material, das mit einer elektrisch leitenden Schicht beschichtet ist, bestehen. Sie sind vorzugsweise um ihre Längsachse drehbar gelagert und können durch einen Antrieb, beispielsweise eine rotierende Welle aus Isolierstoff, in gleichmäßige Rotation versetzt werden. Auf diese Weise ist es möglich, den an den Elektrodenoberflächen anhaftenden Staub durch auf der feldabgewandten Seite angeordnete Bürsten bzw. Schaber ständig mechanisch zu entfernen. Die hierzu erforderlichen Abstreifeinrichtungen sind vorteilhaft so auszubilden, daß sie auch an den kugelförmigen Teilen der Elektroden anliegen und diese von anhaftendem Staub des Trenngutes säubern.

Derartiger an den Elektrodenoberflächen haftender Staub führt zu einer Schwächung des elektrostatischen Feldes und der Trennwirkung des elektrostatischen Freifallscheiders der Erfindung oder zu einer Verringerung der Durchschlagsfeldstärke. Es ist daher vorteilhaft, diesen Trenngutstaub auch im Bereich der kugelförmigen Teile der Elektroden abzustreifen.

Mit dem elektrostatischen Freifallscheider der Erfindung lassen sich beispielsweise Kalirohsalze in ihre Komponenten auftrennen, wobei Feldstärken bis zu 14 kV/cm aufgebaut werden können, ohne das es zu Überschlägen kommt. Da die Stärke des elektrostatischen Feldes in dem Freifallscheider der Erfindung etwa auf das Dreifache eines herkömmlichen Freifallscheiders gesteigert ist, kann demgegenüber die Fallhöhe des Trenngutes in dem Freifallscheider der Erfindung ohne Verminderung der Trennwirkung erheblich verkürzt werden.

Die F i g. 1 und 2 veranschaulichen eine Ausführungsform der Erfindung als Beispiel in schematischer Darstellung im Schnitt bzw. in Draufsicht.

Die zwei Röhrenelektroden 1 und 2 sind in dem Gehäuse 3 angeordnet und in den durch Pfeile angegebenen Richtungen rotierbar gelagert. Diese Rotationsbewegung wird durch einen nicht dargestellten Antrieb bewirkt.

Die Lager für die die Elektroden 1 und 2 tragenden Wellen sind auf Abstützungen 4 aus Isolierstoff befestigt und mit Sprühschutzeinrichtungen 5 versehen.

Auf der dem elektrischen Feld, das sich zwischen den einander zugekehrten Mantelflächen der Röhrenelektroden ausbildet, abgewandten Seite liegen an den Mantelflächen der Elektroden 1 und 2 die Abstreiforgane der Abstreifeinrichtungen 6 an und streifen den an den Elektrodenoberflächen anhaftenden Staub ab.

Das zu trennende Gemenge wird einer Einlaufeinrichtung für das Trenngut 7 zugeführt, aus der das Gemenge in das zwischen den Elektroden 1 und 2 erzeugte elektrostatische Feld gelangt.

Der fächerförmig aufgetrennte Strahl des Trenngutes wird mit Hilfe von Trennzungen 8 in Fraktionen, in denen bestimmte Komponenten des. Trenngutes angereichert sind, und in Mittelgut aufgeteilt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Elektrostatischer Freifallscheider zum Trennen von Gemengen aus Stoffen geringer elektrischer Leitfähigkeit, insbesondere Mineralstoffgemengen, in dem das überwiegend waagerecht gerichtete elektrische Hochspannungsfeld zwischen parallel im Abstand zueinander angeordneten und rotierbaren Röhrenelektroden erzeugbar ist, die außerhalb des elektrischen Feldes mit Abstreifeinrichtungen ausgerüstet sind, und der am Kopf Einlaufeinrichtungen für das Trenngut sowie am Fuß mit in ihrer Neigung verstellbaren Trennzungen ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Röhrenelektroden (1, 2), die als zylindrische, beidseitig mit Halbkugelkalotten verschossene Hohlkörper ausgebildet und mit horizontal ausgerichteter Längsachse in gleicher Höhe parallel zueinander angeordnet sind.

2. Elektrostatischer Freifallscheider nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldabstand der Elektroden (1, 2) möglichst klein, jedoch maximal dem Elektrodendurchmesser gleich ist.

3. Elektrostatischer Freifallscheider nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß metallisehe Befestigungs-, Lager- und Antriebsteile, die mit den Elektroden in Verbindung stehen oder sich im Bereich des elektrischen Feldes befinden, mit Sprühschutzeinrichtungen (5) ausgerüstet sind.

4. Elektrostatischer Freifallscheider nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifeinrichtungen (6) auch den kugelförmigen Teilen der Elektroden anliegen.