DE3238676C2 - Verfahren zur Schwertrübeaufbereitung von Gemischen aus Materialien, insbesondere Mineralien, mit unterschiedlichen Dichten - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß die Verarbeitung von Rohmaterialien oder Rohkohle zur Trennung und Gewinnung brauchbarer Fraktionen auf der Basis der verschiedenen Dichte der unterschiedlichen Teilchen in vielen Fällen in zwei aufeinanderfolgenden Stufen durchgeführt werden muß. In jeder dieser Stufen wird eine Trennung nach den unterschiedlichen Dichten durchgeführt. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auf die deutsche Pa­ tentanmeldung P 28 38 526.4 (DE 28 38 526 C2) hingewiesen.

Bei dieser Durchführung ist es möglich, drei Mineral-Species, beispielsweise eine Species mit hoher Dichte, z. B. Baryt, eine mit mittlerer Dichte, z. B. Fluorit, und das Ganggestein mit niedriger Dichte, z. B. Quarz, zu trennen. Ist das von der Mine kommende Rohmaterial lediglich aus zwei Species zusammen­ gesetzt, so ist es in einer Alternative möglich, ein hoch­ qualitatives, ein gemischtes und ein taubes Konzentrat zu er­ halten. Das gemischte Konzentrat kann nach anderen Verfahren weiterverarbeitet werden, um es weiter zu konzentrieren, oder es kann in dieser Form verwendet werden.

Auf dem Gebiet der Verarbeitung von Rohkohle kann eine asche­ arme Kohle für spezielle Verwendungszwecke, ein Gemisch mit höheren Aschegehalten zur Erzeugung von Dampf oder Elektrizi­ tät, und eine taube Fraktion, die verworfen wird, erhalten werden.

Derartige Verfahren, in denen zwei Fraktionen mit unterschied­ lichen Dichten erhalten werden, werden für den Fall einer Auf­ bereitung mittels einer Schwertrübe (d. h. mit einem Zentrifu­ galfeld) nach dem heutzutage verwendeten Verfahren durch eine serienmäßige Anordnung zweier Anlagen durchgeführt, wovon jede bei einer unterschiedlichen Trenndichte arbeitet. Beispiels­ weise kann bei der Verarbeitung von Kohle-Rohmaterialien der Einspeisungsstrom in eine erste Anlage geleitet werden, wel­ che die Niedrigdichte-Trennung durchführt und eine aschearme Kohle produziert (ein Produkt mit niedriger Dichte, welches auch als "Leichtgut" bezeichnet wird), und ein schweres Pro­ dukt (welches auch als "Schwergut" bezeichnet wird), welches in eine zweite Anlage eingespeist wird, die die Trennung mit einer höheren Dichte durchführt und ein Gemisch (eine Kohle mit einem höheren Aschegehalt) und ein steriles Gut, welches verworfen wird, ergibt. Es können auch Maßnahmen getroffen werden, um die Hochdichte-Trennung in der ersten Anlage aus­ zuführen. Der Aufbau zweier kompletter Anlagen zur Durchfüh­ rung dieses Verfahrens mit zwei getrennten Kreisen für die Schwertrübe und mit zwei getrennten Systemen zum Ablauf der Schwertrübe und der Auslaugung der Produkte, die von der Trennung her kommen, bringt eine beträchtliche Belastung hin­ sichtlich Erstkosten und der Unterhaltungskosten mit sich, so daß häufig diese Lösung nicht aufgegriffen werden kann.

Die US 2 738 069 offenbart ein Verfahren zur Schwertrübe­ aufbereitung von Gemischen aus Mineralien, nämlich Kohle und anderen Mineralien. Bei diesem Verfahren werden zwei Schwer­ trüben mit unterschiedlichen Trübedichten eingesetzt, welche in einem geschlossenen Schwertrübe-Regenerationssystem rege­ neriert und im Kreislauf gefahren werden. Die Mineralgemische werden zuerst in einer Trübe mit niedrigerer und danach in einer Trübe mit höherer Trübedichte getrennt. Die Schwertrübe­ aufbereitung erfolgt für jedes der drei Endprodukte mittels eines eigenen Magnetscheidesystems.

Eine grundlegende Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die zwei Trennvorrichtungen mit unterschiedlichen Dichten in einer Anlage zur Verfügung zu stellen, um dadurch wesentlich die Kosten, die durch die bekannte Technologie zur Durchfüh­ rung der beschriebenen Trennart auferlegt werden, zu reduzie­ ren.

Eine zusätzliche Aufgabe der Erfindung ist es, den Umbau ei­ ner existierenden Anlage zur Durchführung der Trennung der beiden Produkte mit einer Schwertrübe, welche lediglich eine Dichte aufweist, zu einer Anlage zu erleichtern, welche eine Trennung von drei Produkten mit einer Schwertrübe, welche zwei unterschiedliche Dichten (d_A und d_B) aufweist, ausführt.

Zur Lösung der genannten Aufgaben schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Schwertrübeaufbereitung gemäß Anspruch 1 vor.

Spezielle Ausführungsformen gemäß den Ansprüchen 2 bis 9 stellen bevorzugte Verfahrensvarianten dar.

Um die Merkmale und die Vorteile der Erfindung besser ver­ ständlich zu machen, werden nachfolgend praktische Beispiele unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren beschrieben.

Die nachfolgenden Beispiele sind nicht als Begrenzung des Schutzumfangs der Erfindung, wie sie zuvor im wesentlichen beschrieben wurde, gedacht.

Die Fig. 1 und 5 zeigen in ihrer Gesamtheit die Fließdia­ gramme zweier unterschiedlicher Anlagen für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Fig. 2, 3 und 4 sind Teilansichten der Fließdiagramme und beziehen sich auf zusätzliche unterschiedliche Ausfüh­ rungsformen der Erfindung. Die Teile der Diagramme, die in den letztgenannten drei Figuren nicht dargestellt sind, stim­ men mit den Teilen gemäß Fig. 1 überein. Der Teil des Dia­ gramms, der weggelassen wurde, umfaßt die Leitungsschleife zur Rückführung der Schwertrübeströme zum Trennungseinlaß.

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage umfaßt eine Trennvorrich­ tung 5 in zwei Stufen von der Art, wie sie in der zuvor ge­ nannten Patentschrift DE 28 38 526 C2 beschrieben worden ist, worin die Hochdichte-Trennung in einer Kammer A und die Nie­ drigdichte-Trennung in einer Kammer B durchgeführt wird.

Die Leitungsschleife nach Fig. 1 besitzt zwei Behälter für die Schwertrübe: Behälter 1 enthält eine Schwertrübe mit hoher Dichte d_A und Behälter 2 enthält eine Schwertrübe mit niedriger Dichte d_B. Die beiden Behälter stehen unter­ einander über eine Öffnung 69, deren Breite eingestellt wer­ den kann, in Verbindung. Dies geschieht beispielsweise durch ein Gatter (oder durch Einfügung von Elementen, die als Quer­ stücke oder Platten ausgebildet sind, die es vom Boden begin­ nend schließen). Dadurch wird das Überfluß-Niveau angehoben.

Die Verbindung zwischen beiden Behältern kann jedoch auch auf andere Art erhalten werden, so beispielsweise durch Behälter, die auf unterschiedlichen Niveaus angeordnet sind mit Venti­ len anderer Teile gemäß der herkömmlichen Verfahrensweise.

Die Schwertrübe der Dichte d_A aus Behälter 1 speist über eine Pumpe 3 die Kammer A der Trennvorrichtung 5. In dem spe­ ziellen Fall gemäß Fig. 1 wird eine Fraktion des Gesamtvolu­ menansatzes des Schwertrübestroms 30, welcher die Kammer A der Trennvorrichtung speist, in einen Zuflußbehälter 32 zu­ sammen mit dem zu trennenden Material gegeben, das von 29 her kommt. Die Schwertrübe der Dichte d_B aus Behälter 2 speist über eine Pumpe 4 die Kammer B der Trennvorrichtung 5. Bei 31 wird die Durchflußmenge der Schwertrübe von 2 volumenmäßig angegeben.

Die Trennvorrichtung 5 erlaubt die Bildung von drei Endpro­ dukten: ein Schwergut 33, welches sich aus der Fraktion des eingespeisten Minerals mit einer höheren Dichte als d_A zu­ sammensetzt (begleitet von einer bestimmten Menge der Schwer­ trübe mit hoher Dichte). Bei 34 ist die Gesamtdurchflußmenge als Volumen des Schwergutes 33 plus der dieses begleitenden Schwertrübe gezeigt.

Ein Mittelgut 35, welches sich aus der Fraktion des einge­ speisten Minerals mit einer Dichte zwischen d_A und d_B zusammensetzt (begleitet von einer bestimmten Menge der Schwertrübe mittlerer Dichte): bei 36 ist die Gesamtdurch­ flußmenge als Volumen des Mittelgutes 35 plus der begleiten­ den Schwertrübe gezeigt.

Ein Leichtgut 37, welches sich aus der Fraktion des zugespei­ sten Minerals mit einer Dichte unterhalb von d_B zusammen­ setzt (begleitet von einer bestimmten Menge der Schwertrübe niedriger Dichte): bei 38 ist die Gesamtdurchflußmenge des Leichtgutes 37 plus der dieses begleitenden Schwertrübe als Volumen angezeigt.

Die drei aus der Trennung erhaltenen Produkte 34, 36 und 38 werden zusammen mit der sie begleitenden Schwertrübe zu drei Reinigungssieben 6, 7 und 8 geführt. Diese drei herkömmlichen Siebe setzen sich zusammen aus einem ersten Drainage-Abschnitt 39, in dem die die Produkte für die Trennung begleitende Schwertrübe abgelassen wird und aus einem zweiten Laugungs­ abschnitt 40, in dem Brausen 80 das Schwer-, Mittel- und Leichtgut auslaugen und die Schwertrübe daraus entfernen, welche rückgewonnen wird. Das Mittelgut setzt sich zusammen aus einer Suspension von Ferrosilicium, Magnetit oder einem Gemisch der beiden in Wasser, welches danach regeneriert wird (das von nicht magnetischen Verunreinigungen befreit wird) und für die Verarbeitung neu eingesetzt wird.

Die Siebe 6, 7 und 8 können Vibrations-Siebe oder Schock-Siebe sein: anstelle der drei Siebe der in Fig. 1 gezeigten Art, kann ein einziges Sieb vorgesehen sein, welches in Längsrich­ tung in drei Abschnitte unterteilt ist, so daß die Produkte und die abgetropfte Schwertrübe getrennt gehalten werden. Um das Abtropfen zu fördern, kann es mittels fester Siebe durch­ geführt werden, die im Handel als gekrümmte Gitter (curved grids) bekannt sind, oder mittels anderer Siebe, die aus geneigten planaren Gittern zusammengesetzt sind. Diese sind insbesondere geeignet, wenn die Volumina der abzutropfenden Schwertrübe groß sind. Die festen Siebe dieser Art, die ge­ gebenenfalls eingesetzt werden können, sind in Fig. 1 nicht dargestellt, da sie dem Fachmann auf dem Gebiet der Schwer­ trübenaufbereitung bekannt sind.

Die drei durch die Trennung erhaltenen Produkte, das Schwer­ gut 33, das Mittelgut 35 und das Leichtgut 37 werden nach dem Auslaugen und Abgießen auf den Sieben zur Lagerung oder zur anschließenden Verarbeitung weiterbefördert. Durch den Quer­ schnitt 39 eines jeden Siebes 6, 7 und 8 (oder durch die festen Siebe, die in Aufwärtsrichtung davon angebracht sein können) sickert eine abgetropfte Schwertrübe 41, 42 und 43. Die abgetropfte Schwertrübe sowie die verdünnte Schwertrübe 44, welche durch das Auslaugen der Trennprodukte im Abschnitt 40 der gleichen Siebe erhalten wird, (das Auslaugen wird zum Entfernen des dem Material anhaftenden Ferrosiliciums oder Magnetits durchgeführt), werden zum Zustrom der Schwertrübe zurückgeführt.

Erfindungsgemäß werden die Schwertrüben unter Verwendung von Zyklonen verdickt, sofern sie eine geringe Dichte aufweisen, oder sie werden einer Verdickung und einer magnetischen Tren­ nung ausgesetzt, sofern sie nicht magnetische Verunreinigungen enthalten. Ferner werden sie erneut mit Hilfe der Verteilungs­ vorrichtungen (auch Aufspalter genannt) 45, 46, 47, 48 und 49 auf die beiden Behälter 1 und 2 verteilt, um in diesen Be­ hältern die Ausgangsdichten d_A und d_B wieder einzustellen.

Insbesondere besteht der Schwertrübestrom 41, der vom Auslaß des Schwerguts 34 des Abschnittes A der Trennvorrichtung 5 kommt, aus einer Schwertrübe mit hoher Dichte, die im allge­ meinen diejenige von d_A des Behälters 1 übertrifft. Somit muß der Trübestrom 41 gesamt oder überwiegend in den Behälter 1 eingeleitet werden: der Stromteiler 45 muß somit derart eingerichtet sein, daß er die Gesamtheit oder fast die gesamte Schwertrübe in Behälter 1 leitet. Deswegen kann der Stromtei­ ler 45 sogar fortgelassen werden und die gesamte Schwertrübe 41 direkt in Behälter 1 geleitet werden.

Im Gegensatz dazu wird der Schwertrübestrom 42 mit mittlerer Dichte durch den Stromteiler 46 auf die Behälter 1 und 2 auf­ geteilt, so daß Behälter 2 mit einem höheren Flüssigkeitsvo­ lumen als demjenigen Volumen gespeist wird, welches bei Ein­ satz des Stromteilers 45 erhalten wurde.

Die beiden Stromteiler 45 und 46, wie auch die folgenden Stromteiler 47 und 49 sind in Fig. 1 lediglich symbolisch dargestellt, da es nicht erforderlich ist, ihre Konstruktions­ merkmale zu spezifizieren. Es handelt sich um herkömmliche Vorrichtungen zur kontinuierlichen Auftrennung von Flüssig­ keitsströmen oder Aufschlämmungen in variablem Verhältnis, um sie in zwei unterschiedliche Richtungen zu lenken, im vorlie­ genden Falle zu den Behältern 1 bzw. 2.

Der Strom 43, der vom Auslaß des Leichtgutes der Trennvorrich­ tung 5 kommt und aus einer Schwertrübe sehr geringer Dichte besteht, wird zu einer Absetzvorrichtung 10 geleitet, die mit einem Überlauf-System ausgerüstet und mit einer Pumpe 11 ver­ bunden ist. Die Pumpe 11 entnimmt üblicherweise eine Fraktion des in die Absetzvorrichtung 10 eintretenden Gesamtstromes, während der verbleibende Überlauf 50 abfließt und direkt in Behälter 2 zur Schwertrübe niedriger Dichte d_B eingespeist wird. Der Unterlauf 51, der durch die Pumpe 11 angetrieben wird, wird zu einem Zyklon oder zu einem Zyklon-Satz 12 ge­ leitet, der einen Unterlauf 52 mit hoher Dichte und einen Überlauf 53 mit niedriger Dichte erzeugt. Der Unterlauf 52 wird durch den Stromteiler 47 auf die Behälter 1 und 2 auf­ geteilt; offensichtlich soll jedoch durch eine derartige Auf­ spaltung eine größere Fraktion zum Behälter 1 geschickt wer­ den, da 52 eine hohe Dichte aufweist.

Der Überlauf 53 mit niedriger Dichte wird zu einer mit einem Ventil versehenen Sedimentationsvorrichtung 48 weitergeleitet oder zu einer 3-Wege-Trennvorrichtung, die ihn in die folgen­ den Teile spaltet:

• - einen Strom 54, der entweder manuell oder mittels eines automatischen Ventils 55 mit einer variablen Öffnung (an­ getrieben über einen Regler 56, der mit einem Dichte-Meß­ gerät 22 verbunden ist) eingestellt wird, so daß die Dichte d_A der Schwertrübe in Behälter 1 geregelt und konstant gehalten wird;
• - einen Strom 57, der durch ein automatisches Ventil 58 mit einer variablen Öffnung (angetrieben über einen Regler 59, der mit einem Dichte-Meßgerät 23 verbunden ist) eingeregelt wird, so daß die Dichte d_B der Schwertrübe in Behälter 2 geregelt und konstant gehalten wird, und
• - einen Strom 60, der zu einem Magnetscheider 15 geleitet wird, welcher Ferrosilicium und/oder Magnetit rückgewinnt (welche zusammen mit dem Strom 61 zur Schwertrübeschleife rückgeführt werden) und das überschüssige Wasser der Lei­ tungsschleife verwirft und es in die Ausscheidevorrichtung des Magnetscheiders 68 einspeist.

Der gleiche Magnetscheider 15 nimmt den Brausewasserstrom 44 der verdünnten Schwertrübe auf, welche aus dem Wasser der Sie­ be 6, 7 und 8 mit Ferrosilicium und/oder Magnetit, das von den Trennprodukten Schwergut 33, Mittelgut 35 und Leichtgut 37 abgetrennt wurde, besteht. Der Magnetscheider 15 gewinnt auch aus diesem verdünnten Schwertrübestrom Ferrosilicium und/oder Magnetit zurück und speist sie wieder in die Lei­ tungsschleife der Schwertrübe zusammen mit dem Strom 61 ein.

Das rückgewonnene und verdickte Ferrosilicium und/oder Mag­ netit, die in dem Strom 61 enthalten sind, können in her­ kömmlicher Art mittels einer entmagnetisierenden Spule 16 entmagnetisiert werden; sie werden anschließend zum Strom­ teiler 49 geführt, welcher sie entsprechend dem gewünschten Verhältnis auf die Behälter 1 und 2 aufteilt.

Der Magnetscheider 15 kann eine einzelne Vorrichtung sein, wie in Fig. 1 dargestellt ist, oder eine Doppelvorrichtung (in welcher die zweite Trennvorrichtung die nicht magnetische Fraktion der ersten Trennvorrichtung verarbeitet) oder auch eine Mehrstufen-Trennvorrichtung, um eine intensivere Rück­ gewinnung des Ferrosiliciums und/oder Magnetits zu schaffen. Der nicht magnetische Strom 62, der von dem bzw. den Magnet­ scheidern 15 abgewiesen wurde, kann zum Wasser-Rückgewinnungs­ trichter zurückgeführt werden oder kann zu einem Absetzkegel oder einem Bottich 18 und durch eine Pumpe 19 zu einem Zyklon 20 geführt werden. Der Überlauf 63 des Kegels oder des Zyklons 20 besteht augenscheinlich aus Abrieb und Wasser oder Rück­ ständen von Ferrosilicium und/oder Magnetit von geringer Korn­ größe, so daß er direkt in den Sieben 6, 7 und 8 wiederverwen­ det werden kann, gegebenenfalls für eine Vorwäsche. Er kann auch an anderen Stellen der Leitungsschleife, wo Wasser erfor­ derlich ist, wie beispielsweise bei 64 und 65, wiederverwen­ det werden.

Der Unterlauf 66 des Kegels oder des Zyklons 20 kann einer sterilen Lagerung zugeführt werden oder er kann zur Abtrennung des gröberen Materials 67, welches in der Leitungsschleife aufgrund des Mahlens der Trennprodukte Schwergut 33, Mittelgut 35 und Leichtgut 37 und der damit verbundenen mechanischen Einwirkung auf den Sieben 6, 7 und 8 vorhanden ist, vom Wasser zu einem Sieb 21 geleitet werden. Sollte der Unterlauf 66 wei­ terhin Ferrosilicium und/oder Magnetit aufweisen, die dem Ma­ gnetscheider 15 entkommen sind, so ist es möglich, zwischen dem Zyklon 20 und dem Sieb 21 einen weiteren Magnetscheider 68 einzusetzen, um zusätzliches magnetisches Material rückzuge­ winnen und dieses zusammen mit dem Strom 61 wieder in die Lei­ tungsschleife einzugeben.

Da das Material 67 als Abrieb aller Trennprodukte einschließ­ lich der sterilen Produkte entsteht, ist es nicht mit wert­ vollen Komponenten angereichert. Wenn die aus der Zerklei­ nerung der unterschiedlichen Trennprodukte stammenden, fein­ körnigen Güter voneinander getrennt gehalten werden sollen, reicht es aus, die Abläufe der Siebe 6, 7 und 8 voneinander getrennt zu halten und sie zu verschiedenen wie 15 parallel angeordneten Magnetscheidern zu senden, und die abgewiesenen Produkte der Magnetscheider zu drei verschiedenen, beispiels­ weise zu den aus den Apparaten 18, 19 und 20 und gegebenen­ falls auch zu 68 und 21 bestehenden Leitungsschleifen zu führen. Bei diesem Vorgehen würden drei 67 entsprechende Pro­ dukte erhalten werden, wovon eines vom Schwergut 33 kommen würde, das andere vom Mittelgut 35 und das letzte vom Leicht­ gut 37. Diese Produkte wären Trennprodukte und somit für die Weiterverwendung geeignet.

Darüber hinaus kann ein derartiges Vorgehen sinnvoll sein, wenn die untere von der Trennvorrichtung 5 verarbeitete Grenze der Korngröße sehr klein ist (beispielsweise 0,2 mm und darunter) und wenn auf den Sieben 6, 7 und 8 Maschen mit einer größeren Maschenöffnung (beispielsweise 1 mm) verwendet werden sollen, um die Siebwirkung zu verbessern (und auch ein Verstopfen des Siebes zu verringern). Bei diesem Vorgehen unter Einsatz der beschriebenen Maßgabe können Teilchen des Korngrößenbereiches von 1 mm bis 0,2 mm der Trennprodukte Schwergut 33, Mittelgut 35 und Leichtgut 37 in drei parallelen Kreisen mit Vorrichtungen 18, 19 und 20 und gegebenenfalls 68 und 21 rückgewonnen werden.

Ein wichtiges unterscheidendes Merkmal, welches die Erfindung charakterisiert und in Fig. 1 beispielhaft angegeben ist, besteht in der Tatsache, daß es möglich ist, einen Schwer­ trübestrom über einige Stromteiler 45, 46, 47, 48 und 49 vorzugsweise zum Behälter 1 zu lenken, worin sich die Schwer­ trübe hoher Dichte d_A befindet; dabei werden die Fraktionen mit der gröberen Korngröße der schweren Materialien (Ferro­ silicium, Magnetit oder ein Gemisch dieser beiden Substanzen) zur Herstellung der Aufschlämmung verwendet, während die fei­ neren Fraktionen zu Behälter 2 geführt werden können, in dem sich die Schwertrübe niedriger Dichte d_B befindet.

Es ist dem Fachmann bekannt, daß zur Erzielung hoher Schwer­ trübendichten schwerere Materialien mit einer gröberen Korn­ größe und einer höheren Dichte (Ferrosilicium) verwendet wer­ den müssen, da derartig erzielte hohe Dichten nicht gleich­ zeitig auch hohe Viskositäten der Schwertrübe verursachen, was nachteilig für die Genauigkeit der Trennung wäre. In ent­ sprechender Weise muß zur Erzielung von Schwertrüben niedriger Dichte schweres Material mit einer feineren Korngröße und geringerer Dichte verwendet werden (Magnetit), damit derart niedrige Dichten nicht gleichzeitig auch eine niedrige Stabi­ lität der Schwertrübe erzeugen, was ebenfalls nachteilig für die Genauigkeit der Trennung wäre.

Bei der Untersuchung der in Fig. 1 dargestellten Anlage ist es offensichtlich, daß in dem Zyklon 12 das schwerere Materi­ al, welches in Unterlauf 51 enthalten ist, sowohl eine Selek­ tion in bezug auf Korngröße als auch in bezug auf Dichte se­ lektiert wird (letzteres dann, wenn die Schwertrübe aus einem Gemisch von Ferrosilicium und Magnetit besteht), so daß der Unterlauf 52 überwiegend die gröberen Partikel und das Ferro­ silicium (spezifische Dichte etwa 6,8 g/cm³) und der Überlauf 53 überwiegend die feineren Teilchen und den Magnetit (spe­ zifisches Gewicht des handelsüblichen Magnetits für Schwer­ trüben liegt zwischen 3,8 und 4,8 g/cm³) enthält. Diese Selek­ tion durch den Zyklon 12 ist umso wirksamer, je geringer die Konzentration an Festteilchen in Unterlauf 51 ist. Die Fest­ stoffkonzentration ist an sich gering, da der Trübestrom 43 vom Auslaß für Leichtgut der Trennvorrichtung 5 kommt: wenn diese jedoch nicht hinreichend gering ist, so kann die Kon­ zentration an Feststoffen weiter reduziert werden, indem bei 65 frisches Wasser oder Wasser zugegeben wird, welches vom Überlauf 63 und/oder vom Brausewasserstrom 44 rückgewonnen wird.

Um die in den beiden vorherigen Abschnitten spezifizierten Aufgaben der Erfindung zu erreichen, genügt es, den Unterlauf 52 (mit einer groben Korngröße und überwiegend aus Ferrosili­ cium bestehend) mit einer größeren Fließgeschwindigkeit durch den Stromteiler 47 zu Behälter 1 (hohe Dichte d_A) zu leiten und den Überlauf 53 (mit einer feineren Korngröße und überwie­ gend Magnetit enthaltend) mit einer größeren Fließgeschwindig­ keit durch die Absetzvorrichtung 48 zu Behälter 2 (niedrige Dichte d_B) zu leiten.

Bei Berücksichtigung der Tatsache, daß das Ferrosilicium und/oder der Magnetit, die über den Magnetscheider 15 wieder­ gewonnen werden, eine feinere Korngröße haben, da sie teil­ weise vom Überlauf 60 her kommen, der wiederum vom Überlauf 53 abgeleitet ist, wird der Strom 61 überwiegend in Behälter 2 eingespeist.

Hinsichtlich der anderen Ströme, welche die Behälter 1 und 2 speisen, kann festgestellt werden, daß der Trübestrom 41 überwiegend (oder sogar gesamt) zu Behälter 1 geführt werden sollte, da er vom Schwergutauslaß 34 der ersten Stufe der Trennvorrichtung 5 stammt, die auch eine teilweise Korngrö­ ßenselektion vornimmt, indem sie überwiegend die gröberen Partikel zum Schwergut führt; dies kann auch im Stromteiler 45 durchgeführt werden. In ähnlicher Weise soll der Schwer­ trübestrom 42 durch den Stromteiler 46 auf die Behälter 1 und 2 aufgeteilt werden, aber ein größerer Anteil als vom Trübe­ strom 41 sollte in Behälter 2 eingespeist werden.

In Zusammenhang mit der Einregulierung der Dichte kann dieses durch manuelle Justierung der Öffnungsweite der Ventile 55 und 58 erreicht werden, oder automatisch, falls die Öffnungs­ weite der Ventile über die beiden Regler 56 und 59 gesteuert ist, die wiederum von den Dichte-Meßvorrichtungen 22 und 23 angetrieben werden. Wenn die verdünnte Schwertrübe 53 nicht ausreicht, um die Ströme 54 und 57 zu speisen, die erforder­ lich sind, um die erwarteten Dichten in den Behältern 1 und 2 zu erhalten, so kann ein zusätzlicher Strom 64 mit frischem Wasser bei 48 eingespeist werden, oder auch rückgeführtes Wasser oder verdünnte Schwertrübe, welche beispielsweise aus Strom 44 oder 63 entnommen werden kann. Wie zuvor dargelegt, wurde in der Leitungsschleife nach Fig. 1 die Trennvorrich­ tung 5 lediglich als Beispiel eingesetzt: diese Erfindung kann auch mit anderen herkömmlichen Trennvorrichtungen oder Kom­ binationen davon, wie es in den Fig. 2, 3 und 4 angegeben ist, durchgeführt werden. In den genannten Figuren ist ledi­ glich der Teil der Leitungsschleife, der die Trennvorrichtun­ gen betrifft, angegeben, während der verbleibende Teil Fig. 1 entspricht.

Nach dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel werden die zwei Trennungen durch zwei kegelförmige Zyklone 70 und 71 durch­ geführt: bei 70 wird die Hochdichte-Trennung durchgeführt, während die Niedrigdichte-Trennung in 71 stattfindet.

Nach dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel wird ein zylindri­ scher Zyklon 72 von der im Handel als Dyna Whirlpool bekann­ ten Art verwendet. Dieser bewirkt die Hochdichte-Trennung und ein kegelförmiger Zyklon 73 führt die Niedrigdichte-Trennung durch Behandlung des Leichtgutes 74 der ersten Trennung durch. In dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel werden die gleichen zwei Apparate wie in Fig. 3 unterschiedlich verwendet: in dem zylindrischen Zyklon 75 findet die Niedrigdichte-Trennung statt, während ein kegelförmiger Zyklon 76 die Hochdichte- Trennung durch Verarbeitung des Schwergutes 77 der ersten Trennung durchführt.

In den Fig. 2, 3 und 4 werden die kegelförmigen Zyklone mittels eines Beschickungsbehälters 78 gespeist, wobei das Niveau in diesem Behälter durch beliebige, herkömmliche Hilfs­ mittel konstant gehalten werden muß. Wenn jedoch die zu be­ handelnden Mineralien fein genug sind, können die Zyklone auch durch Pumpen gespeist werden.

Fig. 5 stellt schließlich ein Beispiel für eine Lösung mit zwei kegelförmigen Zyklonen 81 und 82 dar, die angewendet werden kann, wenn das zu verarbeitende Rohmineral oder die Kohle eine Korngröße aufweisen, die fein genug ist, um durch die Pumpen 3 und 4 von 29 zu den kegelförmigen Zyklonen ge­ schickt zu werden. Für die verbleibenden Teile der Fließbögen, die in den Fig. 2, 3, 4 und 5 dargestellt sind, werden die gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 1 verwendet, um entspre­ chende Teile der Anlage anzuzeigen. Unter den zahlreichen Modifikationen, die über die gezeigten Beispiele hinaus an­ gepaßt werden können, kann die Maßgabe getroffen werden, das Gemisch der zu trennenden Materialien zusammen mit der Schwer­ trübe einzuspeisen.

Die prinzipiellen Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend zusammengefaßt:
Während für die Aufbereitung eines Gemisches von Mineralien mit Fraktionen zweier unterschiedlicher Dichten mittels einer Schwertrübe nach der herkömmlichen Technik zwei in Serie an­ geordnete Anlagen verwendet werden, wovon jede eine eigene Leitungsschleife für Schwertrübe besitzt, welche nicht mit derjenigen der anderen Leitungsschleife vermischt wird, kann die gleiche Operation gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer einzelnen Leitungsschleife für die Schwertrübe durch­ geführt werden. Dabei werden die beiden Schwertrüben mit unterschiedlicher Dichte, wie sie für die zwei Trennungen benötigt werden, auch wenn sie in den Trennvorrichtungen ver­ mischt werden, nachfolgend durch Stromteiler aufgespalten, welche auf die verschiedenen rückgeführten Ströme einwirken, um in den beiden Ausgangsbehältern die beiden ursprünglichen Dichten wieder herzustellen.

Ein hervortretendes Merkmal der Erfindung ist die Tatsache, daß die Vorrichtungen zur Verdickung und Rückgewinnung von Ferrosilicium und Magnetit zu einer Korngröße-Auswahl und teilweise zu einer Dichte-Auswahl führen können (gemäß Fig. 1 enthält der Unterlauf 52 gröbere Teilchen und mehr Ferro­ silicium; die Ströme 54 und 57 enthalten feinere Teilchen und mehr Magnetit; der Strom 61 enthält feinere Teilchen). Ein weiteres Merkmal ist die Tatsache, daß die Stromteiler eine solche Verteilung der Ströme ermöglichen, daß die grö­ beren Partikel und mehr Ferrosilicium zu Behälter 1 und die feineren Partikel und mehr Magnetit zu Behälter 2 geführt werden, wodurch zwei Schwertrüben mit unterschiedlichen Dich­ ten jedoch mit ihren korrekten Viskositäten und Stabilitäten, die in Übereinstimmung mit den Anforderungen der Trennung stehen, erhalten werden können. Ein weiteres Merkmal der Er­ findung besteht darin, daß die beiden Behälter 1 und 2 auch miteinander in Verbindung gebracht werden können, um einen Volumenausgleich beider Behälter zu ermöglichen, indem ein Teil der Aufschlämmung von Behälter 1 zu Behälter 2 oder um­ gekehrt geschickt wird. Der Volumenausgleich beider Behälter, der sich auf die zuvor geschilderte Weise einfach durchführen läßt, kann bei beliebiger Geschwindigkeit auch in anderer Weise, wobei die beiden Behälter nicht direkt miteinander in Verbindung stehen, erhalten werden. Dabei müssen automatische Systeme zur Änderung der Verteilung der Ströme in den Strom­ teilern 45, 46, 47 und 49 oder zumindest in einigen von ihnen vorgesehen werden.

Darüber hinaus kann erfindungsgemäß das zuvor geschilderte Ziel eine bestehende Anlage, die mit einem Medium lediglich einer Dichte arbeitet gegebenenfalls einfach in eine Anlage zu überführen, die mit einer Schwertrübe mit zwei Dichten arbeitet, erreicht werden. Es ist offensichtlich, daß die ökonomische Annahme einer derartigen Umwandlung dadurch an­ geboten wird, daß die Möglichkeit zur Anpassung einer einzel­ nen Leitungsschleife für die Rückströme zum Einspeisen der Schwertrübe anstelle einer Doppel-Leitungsschleife besteht. Das erfordert einen verhältnismäßig kleinen Raum ohne irgend­ welche wesentlichen Modifizierungen der Struktur der bestehen­ den Anlage. Die Schwertrübeaufbereitung gemäß der Erfindung kann in vorteilhafter Weise nicht nur für Mineralien angepaßt werden, sondern für jede andere Mischung von Materialien mit unterschiedlichen Dichten, wie beispielsweise Metallabfälle.

Claims (9)

1. Verfahren zur Schwertrübeaufbereitung von Gemischen aus Materialien, insbesondere Mineralen, mit unterschiedlichen Dichten mit den folgenden Merkmalen:

• 1.1. Es werden zwei Schwertrüben mit unterschiedlichem Trübedichten eingesetzt, welche in einem geschlossenen Schwertrübe-Regenerationssystem regeneriert und im Kreislauf gefahren werden.
• 1.2. Die zu trennenden Mineralgemische werden nacheinander in einer Trübe mit einer hohen Trübedichte d_A und einer weiteren Trübe mit einer niedrigen Trübedichte d_B aufbereitet, wobei drei Produkte entstehen, nämlich ein Schwergut mit einer Dichte größer d_A, ein Mittelgut mit einer Dichte zwischen d_A und d_B und ein Leichtgut mit einer Dichte kleiner d_B.
• 1.3. Aus diesen drei Produkten werden die Schwertrüben entfernt und einem Schwertrübe-Regenerationssystem zugeführt, wobei jeder Schwertrübestrom in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt werden kann.
• 1.4. Diese Teilströme werden so zusammengeführt, daß Rückströme unterschiedlicher Dichte entstehen.
• 1.5. Jedem dieser Teilströme kann Schwerstoff aus einem Schwerstoff-Aufbereitungsschritt zur Einstellung der Trübedichte d_A und/oder d_B zugeführt werden.
• 1.6. Jeder dieser Teilströme wird in einen eigenen Behälter geführt, wobei die Behälter untereinander in Verbindung stehen.
• 1.7. Aus diesen Behältern werden die beiden Schwertrüben mit den Trübedichten d_A und d_B abgezogen und im Kreislauf zur erneuten Schwertrübeaufbereitung der Mineralgemische eingesetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzubereitenden Materialien der Trennvorrichtung (5) zugeführt werden, welche die Aufbereitung mittels zweier Schwertrüben mit einer Dichte klein d_A und d_B gestattet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzubereitenden Materialien den Trübebehältern (1, 2) zugeführt werden, wobei die Trennvorrichtung zwei Zyklone oder Zyklonsysteme (81, 82) umfaßt.

4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die die drei Produkte (33, 35 und 37) enthaltenden Schwertrüben auf Reinigungseinrichtungen (6, 7, 8) ablaufen läßt und die noch anhaftenden Reste der Schwertrüben mittels Wasserbrausen (80) abspült.

5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schwertrüberegenerationssystem nacheinander zunächst der Schwertrübestrom (41) mit der hohen Dichte d_A, danach die Schwertrübeströme mit der niedrigeren Dichte d_B (42 und 43), welch letzterer mit Kreislaufwasser (63, 65) versetzt sein kann und weiterhin der mit den Schwertrüberesten versetzte Brausewasserstrom (44) zugeführt werden.

6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen dem Schwertrübe-Regenerationssystem zugeführten Schwertrübeströme in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt werden, wobei den Trübeströmen mit einer Dichte kleiner d_B Schwerstoffaufbereitungsschritte (10, 12, 48, 15) zugeordnet sind.

7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schwerstoffaufbereitung Zyklone (12), Sedimentationseinrichtungen (48) und Magnetscheider (15) eingesetzt werden, wobei die geforderten Schwertrübedichten d_A und d_B mit Hilfe von Meß- und Regelsystemen (22, 56, 23, 59) durch gezielte Zufuhr von Schwerstoffen in die mindestens zwei Teilströme eingestellt werden.

8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bei den Schwerstoffaufbereitungsschritten anfallenden gröberen Schwerstoffpartikel überwiegend dem Behälter (1), in welchem sich die Schwertrübe mit der höheren Dichte d_A befindet, zugeführt werden.

9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schwerstoffaufbereitung verlassende Trübestrom (62), welcher noch Schwerstoffpartikel und Abrieb aus den aufzubereitenden Mineralgemischen enthält, in einem nachgeschalteten Reinigungssystem (18, 20, 68) gereinigt wird, daß die Schwerstoffpartikel in den Schwertrübekreislauf zurückgeführt werden, daß der Abrieb entsorgt wird (bei 67) und daß das weitgehend gereinigte Wasser ebenfalls in den Schwertrübekreislauf (bei 80 und/oder 65 und/oder 64) zurückgeführt wird.