DE4000150A1

DE4000150A1 - Sepg. and washing solids in conveyor liq. streams - includes impinging particles obliquely in tapering friction chamber

Info

Publication number: DE4000150A1
Application number: DE19904000150
Authority: DE
Inventors: Helmut Apfelbaum
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-01-04
Filing date: 1990-01-04
Publication date: 1991-07-11

Abstract

A mixt. of water and/or solvents together with solid fragments of re-usable material and fed from a hopper (2) is taken by oppositely directed feed worms to two mixing chambers (6,8), both delivering mixt. to an extended eddy chamber (10). A chamber (70) with converging walls, in conjunction with pressurised liq. nozzles forces the incoming mixt. into separate but engaging streams, whose interaction treats adhering solids into readily washed individual particles. In a succeeding container the solids separate from the liq. by sedimentation, to be collected and discharged by a conveyor worm (16) below the container floor. USE/ADVANTAGE - Metal chippings, quartz particles and other industrial wastes are recovered in clean usable form by low-energy method.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Waschen von Fest stoff-Flüssigkeitsgemischen.The invention relates to a device for washing fest substance-liquid mixtures.

Unter dem Begriff Feststoff-Flüssigkeitsgemisch sind insbe sondere Gemische von flüssigen Bestandteilen wie Wasser und Wasser und/oder organische Flüssigkeiten mit Feststoffen wie feinkörniger Stein, beispielsweise Quarz, Metallteilchen, Me tallspäne, poröser Walzsinter und in fester Form vorliegende Industrieabfälle sowie Mischungen dieser Materialien zu ver stehen. Wenn derartige Feststoff-Flüssigkeitsgemische ent sorgt werden sollen, müssen zunächst die festen von den flüs sigen Bestandteilen getrennt werden, damit die festen Be standteile ausgefiltert und die flüssigen Bestandteile ent sorgt werden können.The term solid-liquid mixture includes special mixtures of liquid components such as water and Water and / or organic liquids with solids like fine-grained stone, for example quartz, metal particles, Me tall chips, porous sintered and in solid form Industrial waste and mixtures of these materials stand. If such solid-liquid mixtures ent care must first be taken of the rivers components are separated so that the solid be components filtered out and the liquid components ent can be taken care of.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Waschen von Feststoff-Flüssigkeitsgemischen anzugeben, mit der diese Gemische mit möglichst wenig Energieaufwand aufbereitet, d. h. voneinander getrennt werden können. The invention has for its object a device for washing solid-liquid mixtures, with which these mixtures with as little energy expenditure as possible processed, d. H. can be separated from each other.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Einrich tung zum Waschen von Feststoff-Flüssigkeitsgemischen in der im Hauptanspruch angegebenen Weise gekennzeichnet. Vorteil hafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung erge ben sich aus den Unteransprüchen.To achieve this object, the Einrich invention device for washing solid-liquid mixtures in the characterized in the main claim indicated. Advantage sticky designs of the device according to the invention are derived from the subclaims.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung werden in den Mischkam mern Materialströme erzeugt, die an den Austrittsenden der Mischkammern mit einer erhöhten Geschwindigkeit austreten. In der Reibungskammer treffen die Materialströme aufeinander, wobei die kinetische Energie zur Wirbelbildung und zur Über windung der Haftwirkung zwischen den festen Bestandteilen des Gemischs und daran haftenden flüssigen oder plastischen Be standteilen ausgenutzt wird. Die Trennung und Aufbereitung der Bestandteile des Feststoff-Flüssigkeitsgemischs kann noch dadurch verbessert werden, daß als Prozeßflüssigkeit ein Re duktions- oder Oxidationsmittel und ggf. ein Lösungsmittel verwendet wird. Derartige Flüssigkeiten werden im folgenden als Waschlösung bezeichnet.In the device according to the invention are in the mix material flows generated at the outlet ends of the Exit mixing chambers at an increased speed. In the material flows meet in the friction chamber, the kinetic energy for vortex formation and over winding of the adhesive effect between the solid components of the Mixture and adhering liquid or plastic Be components is exploited. The separation and processing the constituents of the solid-liquid mixture can still can be improved in that a Re reducing agent or oxidizing agent and possibly a solvent is used. Such liquids are as follows referred to as a washing solution.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der bei liegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the invention will now be described with reference to lying drawings described. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungs beispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung; Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment example of the device according to the invention;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Reaktors nach Fig. 1; FIG. 2 shows a side view of the reactor according to FIG. 1;

Fig. 3 eine weitere Seitenansicht des Reaktors nach Fig. 1; Fig. 3 is a further side view of the reactor of FIG. 1;

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Reaktor nach Fig. 1; Fig. 4 is a top view of the reactor of Fig. 1;

Fig. 5 einen Schnitt durch eine Mischkammer des Reaktors von Fig. 1; Fig. 5 is a section through a mixing chamber of the reactor of FIG. 1;

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie A-B von Fig. 5; und Fig. 6 is a section along the line AB of Fig. 5; and

Fig. 7 eine schematische Zusammenstellungszeichnung des Reaktors und des Trennbehälters der Einrichtung von Fig. 1. FIG. 7 is a schematic assembly drawing of the reactor and the separation container of the device from FIG. 1.

Gemäß Fig. 1 wird das Flüssigkeits-Feststoffgemisch über einen Aufgabetrichter 2 in einen Schneckenverteiler 4 aufge ben. Die Schneckenflügel des Schneckenverteilers 4 sind mit Dichtlippen ausgestattet, um einem Gegendruck entgegenzuwir ken. Die Ausgänge des Schneckenverteilers führen zu Mischkam mern 6, 8, deren Ausgänge direkt in eine Reibungskammer 10 führen, die noch beschrieben wird. Die Reibungskammer 10 ist direkt auf einen Trennbehälter 12 aufgesetzt, der mit Wasch flüssigkeit gefüllt ist und in dem der Feststoffanteil von dem suspensionsfähigen Anteil des Feststoff-Flüssigkeitsge mischs durch Sedimentation getrennt wird. Der Trennbehälter 12 hat eine Absetzkammer 14, in deren unterem Bereich eine Austragsschnecke 16 vorgesehen ist, sowie eine Überlaufkammer 18, die von der Absetzkammer 14 durch eine vertikale Trenn wand 20 abgetrennt ist. In der Überlaufkammer 18 befindet sich eine Niveauregeleinrichtung 22, die das Flüssigkeitsni veau in der Überlaufkammer 18 regelt.Referring to FIG. 1, the liquid-solid mixture is fed via a feed hopper 2 placed in a screw distributor 4 ben. The screw blades of the screw distributor 4 are equipped with sealing lips in order to counteract a counter pressure. The outputs of the screw distributor lead to mixing chambers 6 , 8 , the outputs of which lead directly into a friction chamber 10 , which will be described later. The friction chamber 10 is placed directly on a separation container 12 which is filled with washing liquid and in which the solids content is separated from the suspectable content of the solids-liquids mixture by sedimentation. The separation container 12 has a settling chamber 14 , in the lower region of which a discharge screw 16 is provided, and an overflow chamber 18 , which is separated from the settling chamber 14 by a vertical dividing wall 20 . In the overflow chamber 18 there is a level control device 22 which regulates the level of liquid in the overflow chamber 18 .

Die Einrichtung nach Fig. 1 weist einen Umluftkreislauf auf, der von dem Trennbehälter 12 über eine Leitung 24 zu dem Schneckenverteiler 4 führt. Ein Ventil 26 dient zum Entlüften dieses Kreislaufs. Waschflüssigkeit wird in Mischkammern 6, 8 von einem Waschflüssigkeitsbehälter 28 über eine Pumpe 30 und eine Leitung 32 zugeführt. Von der Leitung 32 führt eine Rücklaufleitung 34 von der Pumpe zu dem Waschflüssigkeitsbe hälter 28. Der Waschflüssigkeitsbehälter 28 wird mit einem Reaktionslösungs-Konzentrat über eine Leitung 36 und mit Kreislauflösung über eine Leitung 38 gefüllt. Die Kreislauf lösung wird aus dem Absetzbehälter 14 über eine Leitung 40 und aus dem Überlaufbehälter 18 über eine Leitung 42 mit Hilfe einer Pumpe 44 abgesogen, von der die Leitung 38 weg führt. Von einem Punkt in Strömungsrichtung hinter der Pumpe 44 führt eine Führungsleitung 46 für die Kreislauflösung in den Absetzbehälter 14 zurück. Mit der Pumpe 44 ist ferner eine Abflußleitung 48 für Abstoßlösungen vorgesehen. Ventile 50, 52 und 54 liegen respektive in der Ablaßleitung 48, der Rückführungsleitung 46 und der Leitung 38. Wenn das Ventil 50 geöffnet ist und wenn die Ventile 53 und 54 geschlossen sind, wird Abstoßlösung abgesogen. Wenn das Ventil 50 geschlossen ist und die Ventile 52 und 54 geöffnet sind, fließt ein Teil der Kreislauflösung zu dem Waschflüssigkeitsbehälter 28 und ein Teil der Lösung in den Absetzbehälter 14. Wenn die Ven tile 50 und 52 geschlossen sind und wenn das Ventil 54 geöff net ist, wird die Kreislauflösung über den Waschflüssigkeits behälter 28 und die Pumpe 30 zu den Mischkammern 6, 8 zurück geführt. Schließlich ist eine Zuführungsleitung 56 vorgese hen, die in den Absetzbehälter 14 führt und über die Prozeß lösung, beispielsweise Verdünnungswasser in den Absetzbehäl ter zugeführt werden kann. Aus der Austragsschnecke 16 wird ein Feststoff-Flüssigkeitsgemisch über eine Leitung 58 abge führt.The device according to FIG. 1 has a circulating air circuit which leads from the separation container 12 via a line 24 to the screw distributor 4 . A valve 26 serves to vent this circuit. Washing liquid is supplied in mixing chambers 6 , 8 from a washing liquid container 28 via a pump 30 and a line 32 . From the line 32 leads a return line 34 from the pump to the washing liquid container 28th The washing liquid container 28 is filled with a reaction solution concentrate via a line 36 and with circulating solution via a line 38 . The circuit solution is drawn off from the settling tank 14 via a line 40 and from the overflow tank 18 via a line 42 with the aid of a pump 44 , from which the line 38 leads away. A guide line 46 for the circulating solution leads back into the settling tank 14 from a point downstream of the pump 44 . A drain line 48 for repulsion solutions is also provided with the pump 44 . Valves 50 , 52 and 54 are located in drain line 48 , return line 46 and line 38 , respectively. When the valve 50 is open and when the valves 53 and 54 are closed, repulsion solution is drawn off. When the valve 50 is closed and the valves 52 and 54 are open, part of the recycle solution flows to the washing liquid container 28 and part of the solution flows into the settling container 14 . When the Ven tiles 50 and 52 are closed and when the valve 54 is open, the circulating solution is returned via the washing liquid container 28 and the pump 30 to the mixing chambers 6 , 8 . Finally, a feed line 56 is hen hen, which leads into the settling tank 14 and can be fed via the process solution, for example dilution water into the settling tank. From the discharge screw 16 , a solid-liquid mixture is discharged via a line 58 .

In den Fig. 2 bis 4 sind verschiedene Ansichten des Reaktors dargestellt, und es ist ersichtlich, daß zwei Mischkammern 6, 8 vorgesehen sind, die am Umfang der Mischkammer 10 angeord net sind und tangential in die Mischkammer 10 münden. Die Mischkammern 6, 8 werden von dem Schneckenverteiler 4 ge speist und sind unmittelbar an der Reibungskammer 10 ange setzt. Am Ausgang der Reibungskammer 10 ist ein Diffusor 60 (Fig. 7) vorgesehen, der in Transportrichtung des Material stroms eine sich zunächst verengende und dann erweiternde Diffusorwandung aufweist, die als Verschleißteil ausgebildet ist. Die Reibungskammer 10 hat eine kegelstumpfförmige Wan dung 62, so daß die aus den aufgesetzten Mischkammern 6, 8 austretenden Materialströme leicht nach unten (Blickrichtung wie in Fig. 2) bzw. unter einem stumpfen Winkel zur Transpor trichtung T des Materialstroms geneigt sind. In Figs. 2 to 4 show various views are shown of the reactor, and it is apparent that two mixing chambers 6, 8 are provided, which are net angeord on the periphery of the mixing chamber 10 and tangentially open into the mixing chamber 10. The mixing chambers 6 , 8 are fed by the screw distributor 4 ge and are directly attached to the friction chamber 10 . At the output of the friction chamber 10 , a diffuser 60 ( FIG. 7) is provided which, in the direction of transport of the material, has a first narrowing and then widening diffuser wall, which is designed as a wearing part. The friction chamber 10 has a frusto-conical extension 62 , so that the material flows emerging from the attached mixing chambers 6 , 8 slightly downward (viewing direction as in FIG. 2) or at an obtuse angle to the transport direction T of the material flow.

In Fig. 5 ist die Mischkammer 6 im Schnitt dargestellt. Die Mischkammer 6 hat ein längliches, zylindrisches Gehäuse 64 mit einer Stirnwand 66 am Eintrittsende und einer Stirnwand 68 am Austrittsende. Von der Stirnwand 66 zur Stirnwand 68 erstreckt sich eine vom Eintrittsende zum Austrittsende hin konisch verlaufende Kammerwandung 70. Zwischen der Stirn platte 66 und einer Abdeckplatte 72 ist eine Verteilerplatte 74 angeordnet, in der Flüssigkeitsdüsen 76 angeordnet sind. Die Düsen 76 liegen auf einem Kreis innerhalb des Innenum fangs der Kammerwandung 70 und außerhalb eines konzentrischen Einlasses 78 in der Mischkammer 6. Den Flüssigkeitsdüsen 76 wird Waschflüssigkeit mit einem Druck von etwa 10 bar über die Leitungen 32 zugeführt. Die Düsen 76 geben die unter Druck stehenden Strahlen in Transportrichtung T des Fest stoff-Flüssigkeitsgemischs ab, wobei die Strahlen aufeinan derzulaufend gerichtet sind, in etwa parallel zur der Kammer wandung 70. Bei dieser Anordnung erreicht der Materialstrom am Austrittsende der Kammerwandung 70 die höchstmögliche Ge schwindigkeit.In Fig. 5 the mixing chamber 6 is shown in section. The mixing chamber 6 has an elongated, cylindrical housing 64 with an end wall 66 at the inlet end and an end wall 68 at the outlet end. A chamber wall 70 , which tapers conically from the inlet end to the outlet end, extends from the end wall 66 to the end wall 68 . Between the end plate 66 and a cover plate 72 , a distributor plate 74 is arranged, in which liquid nozzles 76 are arranged. The nozzles 76 lie on a circle within the inner circumference of the chamber wall 70 and outside a concentric inlet 78 in the mixing chamber 6 . Washing liquid is supplied to the liquid nozzles 76 at a pressure of approximately 10 bar via the lines 32 . The nozzles 76 emit the pressurized jets in the transport direction T of the solid-liquid mixture, the jets being directed towards one another, approximately parallel to the chamber wall 70 . In this arrangement, the material flow at the outlet end of the chamber wall 70 reaches the highest possible speed.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-B von Fig. 5, und es ist schematisch dargestellt, wie die Düsen 76 auf ei nem Kreis um den Einlaß 78 angeordnet sind und die von ihnen abgegebenen Strahlen konvergieren. Fig. 6 shows a section along the line AB of Fig. 5, and it is shown schematically how the nozzles 76 are arranged on a circle around the inlet 78 and the rays emitted by them converge.

Fig. 7 zeigt schematisch, wie die Mischkammern, die Reibungs kammer 10 und der Trennbehälter 12 räumlich miteinander ver einigt werden können. Die Reibungskammer 10 mit der Mischkam mer 8 ist direkt auf eine Behältereinrichtung 80 aufgesetzt, die den Trennbehälter 12, den Waschflüssigkeitsbehälter 28 und einen weiteren Behälter 82 für Prozeßflüssigkeit enthält. Dadurch ergibt sich ein kompakter Aufbau, der auch in einem Container als transportfähige Einheit untergebracht werden kann. Fig. 7 shows schematically how the mixing chambers, the friction chamber 10 and the separation container 12 can be spatially united with each other ver. The friction chamber 10 with the Mischkam mer 8 is placed directly on a container device 80 which contains the separation container 12 , the washing liquid container 28 and a further container 82 for process liquid. This results in a compact structure that can also be accommodated in a container as a transportable unit.

Claims

1. Device for washing solid-liquid mixtures rule characterized by

a) a feed device ( 2 ) for feeding the solid-liquid mixture,
b) one of the feed device ( 2 ) downstream reactor with at least two elongate mixing chambers ( 6 , 8 ) which have an inlet for the solid-liquid mixture, a converging in the transport direction of the solid-liquid mixture chamber wall ( 70 ), Druckflüs liquid nozzles ( 76 ) at the inlet end of the mixing chamber, which give jets in the transport device of the solid-liquid mixture and converging, and with an elongated vortex chamber ( 10 ) into which the material flows of the mixing chambers ( 6 , 8 ) open, are swirled and washed, and from which Mate rialstrom is delivered, and by
c) a reactor downstream of the separation container ( 12 ), in which the solids content of the solid-liquid mixture is separated from the suspectable portion of the solid-liquid mixture by sedimentation.

2. Device according to claim 1, characterized in that the mixing chambers ( 6 , 8 ) open tangentially into the vortex chamber ( 10 ).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized records that the mixing chambers under a blunt Angle to the direction of transport of the material flow in the Friction chamber open into the friction chamber.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the material flow axially from the Friction chamber is released.

5. Device according to claim 1, characterized by a diffuser ( 60 ) at the exit of the swirl chamber ( 10 ), which has a narrowing and then widening diffuser wall in the transport direction of the material flow.

6. Device according to claim 1, characterized in that the downstream in the reactor, be filled with liquid separation container ( 12 ),

a) a settling chamber ( 14 ) for the solids content of the solids mixture,
b) a discharge device ( 16 ) for the solids content,
c) an overflow chamber ( 18 ) for suspension and
d) has a discharge for suspension.

7. Device according to claim 6, characterized by a process liquid supply device which opens into the settling chamber ( 14 ).

8. Device according to claim 6, characterized by a hydraulic fluid supply device, the liquid under a pressure of approximately 10 bar to the hydraulic fluid keitsdüsen of the mixing chambers ( 6 , 8 ).