DE3247064C1

DE3247064C1 - Vorrichtung zum Aufgeben von feinteiligem Trenngut in elektrostatische Freifallscheider

Info

Publication number: DE3247064C1
Application number: DE3247064A
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Chem. Dr. 6432 Heringen Fricke; Iring Dipl.-Chem. Dr. 6430 Bad Hersfeld Geisler; Helmut Dipl.-Chem. Dr. 6419 Burghaun Zentgraf
Original assignee: K+S AG
Current assignee: K and S Aktiengesellschaft 34119 Kassel De
Priority date: 1982-12-20
Filing date: 1982-12-20
Publication date: 1983-11-24
Also published as: CA1210736A; DD215481A5; SU1233791A3; US4557827A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufgeben von feinteiligem Trenngut in elektrostatische Freifallscheider.

Das elektrostatische Verfahren zur Trennung von feinteiligen Stoffen in Freifallscheidern hat, insbesondere für die trockene Trennung von vermahlenen, triboelektrisch aufgeladenen Kalirohsalzen, große technische Bedeutung erlangt. Die elektrostatische Trennung von Kalirohsalzen ist in »Chemie, Ingenieur, Technik« 53 (1981), 916, ausführlich beschrieben.

Die Trennwirkung von elektrostatischen Freifallscheidern wird bekanntlich verbessert, wenn die Fallgeschwindigkeit der Teilchen des Trenngutes kurz vor dem Eintritt in das elektrostatische Feld möglichst weitgehend abgebremst wird.

Nach der DE-PS 11 74 273 soll dieses Abbremsen der so Teilchen des Trenngutes mit einem Einlauftrichter erreicht werden, der aus einem oberen schrägen und einem unteren, von senkrechten Wänden begrenzten Teil besteht. Im unteren Teil sind als offene Halbrohre ausgebildete Bremseinrichtungen vorgesehen. Beim großtechnischen Einsatz dieser Vorrichtung hat sich jedoch herausgestellt, daß das Trenngut zwar abgebremst wird, aber den Einlauftrichter in Form einzelner Strähnen verläßt. Da in jeder dieser Strähnen verschiedene Mengen Trenngut enthalten sind, ergibt sich eine starke Schwankung im Fluß des Trenngutes, die sich nachteilig auf die elektrostatische Trennung auswirkt.

Es ist auch eine Vorrichtung zum Aufgeben von feinteiligem Trenngut in elektrostatische Freifallscheider vorgeschlagen worden, die als Einlauftrichter mit Bremseinbauten und schräg gerichteten Wandungen ausgebildet ist, deren untere Kanten einen schmalen, langgestreckten, rechteckigen Auslaufschlitz begrenzen, wobei eine der größeren Wandungen schräg zu der gegenüberliegenden senkrechten und mit schräg nach unten gerichteten Leitorganen ausgerüsteten Wandung angeordnet ist und an ihrer unteren Kante eine in den Auslaufschlitz hineinragende, keilförmige Leiste mit oberer waagerechter Fläche aufweist. Bei einer Ausführungsform dieser Vorrichtung fließt das Trenngut unter Ausbildung zweier Schleier aus der Vorrichtung, wodurch eine große Bewegungsfreiheit der Teilchen des Trenngutes im elektrischen Feld des Freif allscheiders bewirkt wird.

Es ist nach Möglichkeiten gesucht worden, diese Bewegungsfreiheit der Teilchen des Trenngutes im elektrischen Feld zu der ihrer Ladung entsprechenden Elektrode hin und dadurch das Trennergebnis noch weiter zu verbessern, als es mit den Vorrichtungen aus dem Stand der Technik möglich ist.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufgeben von feinteiligem Trenngut in elektrostatische Freifallscheider in Form eines Trichters mit Bremseinbauten aus elektrisch isolierendem Material, deren Wandungen an ihren unteren Kanten einen langgestreckten, rechteckigen Auslaufschlitz begrenzen und je eine in den Auslaufschlitz hineinragende Leiste mit oberer waagerechter Fläche aufweisen, wobei im unteren Teil des Trichters eine senkrechte, den Auslaufschlitz mittig teilende und aus diesem herausragende Leitfläche senkrecht angeordnet ist, die auf ihrer oberen Kante eine waagerechte Leitfläche trägt, an deren freien Längskanten nach unten geneigte Leitflächen angeordnet sind.

Erfindungsgemäß besteht der Einlauf aus einer dem Auslaufschlitz (Ii) parallelen senkrechten Wandung (4) und einer dieser gegenüberliegenden, geneigten Leitfläche (3) aus elektrisch isolierendem Material, deren untere Kante senkrecht und parallel zu der senkrechten Leitfläche (4) abgebogen ist und mit dieser einen langgestreckten Schlitz (5) begrenzt, unter dem im Abstand zwei ebenfalls als senkrechte Leitflächen ausgebildete Elektroden (7) aus elektrisch leitfähigem Material in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der nur wenig breiter als der langgestreckte Schlitz (5) ist, und die oberhalb der waagerechten Leitfläche (8) im Abstand davon enden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der A b b. 1 näher erläutert, die in schematischer Schnittdarstellung eine Ausführungsform der Erfindung als Beispiel zeigt.

Die Vorrichtung der Erfindung wird nach außen durch ein Gehäuse begrenzt, dessen Längswandungen 1 und 2 im oberen Bereich der Vorrichtung senkrecht und im unteren schräg ausgebildet sind. An einer dieser Wandungen ist die geneigte Leitfläche 3 angeordnet, deren untere Kante senkrecht und parallel zu der senkrechten Leitfläche 4 abgebogen ist, so daß beide senkrechten Leitflächen einen schmalen, langgestreckten Schlitz 5 begrenzen. Die senkrechte Leitfläche 4 ist über eine waagerechte Fläche 6 mit dem Gehäuse verbunden. Unter dem langgestreckten Schlitz 5 sind zwei ebenfalls als senkrechte Leitflächen ausgebildete Elektroden 7 in einem Abstand zueinander angeordnet, der nur wenig breiter als der Schlitz 5 ist. Diese Elektroden 7 enden wenig oberhalb der waagerechten Leitfläche 8, an deren freien Längskanten die nach unten geneigten Leitflächen 9 angeordnet sind. Die waagerechte Leitfläche 8 ist auf der oberen Kante der senkrechten Leitfläche 10 befestigt, die den Auslaufschlitz 11 mittig teilt und aus diesem nach unten

herausragt. Die Wandungen 1 und 2 weisen eine in den Auslaufschlitz 11 hineinragende Leiste 12 mit oberer waagerechter Fläche auf.

Das feinteilige Trenngut gelangt über die Leitfläche 3 in den Trichter, prallt auf die senkrecht nach unten weisende Leitfläche 4 und gelangt mit verlangsamter Geschwindigkeit in den Raum zwischen den Elektroden. Hier werden die Teilchen des Trenngutes gemäß ihrer Ladung zu der gegensinnig geladenen Elektrode hin abgelenkt. Der Teilchenstrom des Trenngutes verläßt aufgefächert den Elektrodenzwischenraum. Die zwischen den Elektroden abgelenkten Teilchen gelangen auf die ihrer Ablenkung entsprechende Leitfläche 9. Von dort werden sie auf die schrägen Teile der Wandungen 1 und 2 gelenkt und rieseln zur Leiste 12 herab. An deren oberer waagerechter Fläche bildet sich ein bewegtes Bett des Trenngutes aus, aus. dem die Teilchen mit geringer Anfangsgeschwindigkeit, nach ihrer Ladung vorsortiert, als zwei homogene, zu den Elektroden des Freifallscheiders parallele Schleier in das elektrostatische Feld des Freifallseheiders herabfallen.

Es hat sich herausgestellt, daß das Trennergebnis der anschließenden elektrostatischen Trennung im Freifallscheider am besten ist, wenn die Stärke des elektrostatischen Feldes zwischen den Elektroden der Vorrichtung von 6 kV/cm bis 12 kV/cm beträgt.

Die Elektroden können aus den in der Technik üblichen Materialien gefertigt sein. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die Elektroden aus Aluminiumfolie, die auf Kunststoff aufgezogen und mit einer Glasplatte abgedeckt ist. Mit Ausnahme der Elektroden besteht die gesamte Vorrichtung aus elektrisch isolierendem Material. Die Ecken und Kanten der Vorrichtung sind vorzugsweise abgerundet, um elektrische Überschläge zu vermeiden.

Die Vorrichtung der Erfindung bewirkt, daß die Teilchen des Trenngutes bereits in der Aufgabevorrichtung ihrer triboelektrischen Aufladung entsprechend vorsortiert und gleichzeitig abgebremst werden und die Aufgabevorrichtung in zwei parallel zueinander gerichteten Schleiern verlassen, die den Teilchen die maximale Bewegungsfreiheit senkrecht zu den Ebenen dieser Schleier gibt.

Die Elektroden des Freifallscheiders und die Elektroden in der erfindungsgemäßen Vorrichtung müssen selbstverständlich gleichsinnig gepolt sein, d.h., die gleiche Polarität muß sich auf der gleichen Seite befinden. Ist beispielsweise in der Aufgabevorrichtung die positive Polarität auf der linken Seite, muß sie sich auch im Freifallscheider auf der linken Seite befinden, während sich die negative Polarität dann in beiden Stufen auf der rechten Seite befindet.

Der jeweils einer Elektrode am nächsten liegende

Ie aufgezeigt.

Als Trenngut wird dazu ein auf eine Korngröße von weniger als 1,25 mm gemahlenes Kaliroh salz eingesetzt.

Der Vergleich der in Beispiel 1 angegebenen Ergebnisse zeigt, daß bei gleicher Menge an Rückstand ein unter Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhaltener Rückstand einen geringeren K₂O-Gehalt aufweist als ein mit einer Aufgabevorrichtung nach dem Stand der Technik erhaltener Rückstand. Weiter-' hin ist den Ergebnissen der Beispiele 1 und 2 zu entnehmen, daß bei gleicher Menge an Wertstoff-Konzentrat ein unter Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhaltenes Wertstoff-Konzentrat einen ' bedeutend geringeren Gehalt an NaCl-Verunreinigungen aufweist als ein Wertstoff-Konzentrat, das mit einer Aufgabevorrichtung nach dem Stand der Technik erhalten wird.

Beispiel 1

Das Kalirohsalz hat einen K₂O-GeIIaIt von 9,12% und ist aus 12,50 Gew.-% Sylvin, 7,22 Gew.-% Carnallit, 16,66 Gew.-% Kieserit, 62,44 Gew.-% Steinsalz und 1,17 Gew.-% Anhydrit zusammengesetzt. Das Kalirohsalz wird mit 75 g Salizylsäure/t und 20 g Monochloressigsäure/t bei einer relativen Luftfeuchte von 10% zur Verbesserung der triboelektrischen Aufladung konditioniert. Die Feldstärke im elektrostatischen Freifallscheider beträgt 4 kV/cm.

a) erfindungsgemäß

Das triboelektrisch aufgeladene Kalirohsalz wird freifallend einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zugeführt. Die Feldstärke zwischen den Elektroden der erfindungsgemäßen Vorrichtung beträgt 8 kV/cm. Das Trenngut fließt abgebremst durch die Auslaufschlitze der Vorrichtung im freien Fall, in das elektrostatische Feld des Freifallscheiders.

Am Fuß des Scheiders werden in Nähe der negativen Elektrode 30 Gew.-% der Menge des aufgegebenen Trenngutes als Rückstand erhalten, dessen K₂O-Gehalt nur 1,88% beträgt.

In Nähe der positiven Elektrode werden 25 Gew.-% der Menge des aufgegebenen Trenngutes als Wertstoff-Konzentrat erhalten, dessen NaCI-Gehalt nur 15,5 Gew.-% beträgt.

b) Vergleich

Es wird unter Verwendung einer vorbekannten Aufgabevorrichtung gemäß Beispiel a) verfahren.

Am Fuß des Scheiders werden in der Nähe der negativen Elektrode 30 Gew.-% der Menge des

Schleier enthält durch die Vorrichtung relativ mehr an 55 aufgegebenen Trenngutes als Rückstand erhalten, Teilchen, die zu dieser Elektrode entgegengesetzt dessen K₂O-Gehalt 2,10% beträgt.

In der Nähe

geladen sind, so daß diese Teilchen auf ihrem Weg in Richtung Elektrode nur durch wenige entgegengesetzt geladene Teilchen behindert werden, ihre Beweglichkeit also erhöht wird.

Die elektrostatische Trennung wird dadurch in dem Sinne günstig beeinflußt, daß sowohl der aus dem Trenngut abzutrennende Rückstand als auch das Mittelgut geringere Mengen an Wertstoffen aufweisen der Nähe der positiven Elektrode werden 25 Gew.-% der Menge des aufgegebenen Trenngutes als Wertstoff-Konzentrat erhalten, deren NaCl-Gefialt 19 Gew.-% beträgt.

Die Ergebnisse analoger Versuchsreihen sind in den A b b. 2 und 3 graphisch dargestellt.

Die auf der Abszisse aufgetragenen Mengen an Wertstoff-Konzentrat bzw. Rückstand werden durch

als bei Verwendung von Vorrichtungen nach dem Stand ⁶⁵ Variation der Stellung der unterhalb der Elektroden des

der Technik. elektrostatischen Freifallscheiders zur Trennung der

Die technischen Vorteile der erfindungsgemäßen Strahlen des Trenngutes angeordneten schwenkbaren

Vorrichtung werden anhand der nachfolgenden Beispie- Leitbleche vorgegeben.

Beispiel 2

Ein Kali-Vorkonzentrat mit einem K₂O-Gehalt von 23,41% K₂O, das aus 30,94 Gew.-% Sylvin, 22,78 Gew.-°/o Carnallit, l,38Gew.-% Kieserit, 44,34 Gew.-% Steinsalz und 0,54Gew.-% Anhydrit zusammengesetzt ist, wird mit 50 g Salizylsäure/t, 25 g Fettsäure/t und 100 g Wasser/t bei einer relativen Luftfeuchte von 5% zur Verbesserung der triboelektrischen Aufladung konditioniert. Die Feldstärke Jm elektrostatischen Freifallscheider beträgt 4 kV/cm.

a) erfindungsgemäß

Das triboelektrisch aufgeladene Kali-Vorkonzentrat wird freifallend einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zugeführt. Die Feldstärke zwischen den Elektroden der erfindungsgemäßen Vorrichtung beträgt 6 kV/cm. Das Trenngut fließt durch die Auslaufschlitze der Vorrichtung im freien Fall in das elektrostatische Feld des Freifallscheiders.

Am Fuß des Scheiders werden in Nähe der positiven Elektrode 26 Gew.-% der Menge des aufgegebenen Trenngutes als .Wertstoff-Konzentrat erhalten, dessen NaCl-Gehalt nur 8,2 Gew.-% beträgt.

b) Vergleich

Am Fuß des Scheiders werden in Nähe der positiven Elektrode 26Gew.-% der Menge des aufgegebenen Trenngutes als Wertstoff-Konzentrat erhalten, dessen NaCl-Gehalt 9,3 Gew.-% beträgt.

Die Ergebnisse analoger Versuchsreihen sind in A b b. 4 graphisch dargestellt.

Die auf der Abszisse aufgetragenen Mengen an Wertstoff-Konzentrat werden durch Variation der Stellung der unterhalb der Elektroden des elektrostatischen Freifallscheiders zur Trennung der Strahlen des Trenngutes angeordneten schwenkbaren Leitbleche vorgegeben.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Aufgeben von feinteiligem Trenngut in elektrostatische Freifallscheider in Form eines Trichters mit Bremseinbauten aus elektrisch isolierendem Material, deren Wandungen an ihren unteren Kanten einen langgestreckten, rechteckigen Auslaufschlitz begrenzen und je eine in den Auslaufschlitz hineinragende Leiste mit oberer waagerechter Fläche aufweisen, wobei im unteren Teil des Trichters eine senkrechte, den Auslaufschlitz mittig teilende und aus diesem herausragende Leitfläche senkrecht angeordnet ist, die auf ihrer oberen Kante eine waagerechte Leitfläche trägt, an deren freien Längskanten nach unten geneigte Leitflächen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf aus einer dem Auslaufschlitz (11) parallelen senkrechten Wandung (4) und einer dieser gegenüberliegenden, geneigten Leitfläche (3) aus elektrisch isolierendem Material besteht, deren untere Kante senkrecht und parallel zu der senkrechten Leitfläche (4) abgebogen ist und mit dieser einen langgestreckten Schlitz (5) begrenzt, unter dem im Abstand zwei ebenfalls als senkrechte Leitflächen ausgebildete Elektroden (7) aus elektrisch leitfähigem Material in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der nur wenig breiter als der langgestreckte Schlitz (5) ist, und die oberhalb der waagerechten Leitfläche (8) im Abstand davon enden.