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Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung und Veredelung von Verwitterungs-und
Absetzmassen, wie Kaolin, Asbest, Kreide u. dgl. Verwitterungs- und Absetzmassen
erdiger Art, wie Kaolin, auch Asbest, Kreide u. a., haben meist noch mehr oder weniger
den Strukturzusammenhang ihres Urgefüges (nicht zu verwechseln mit chemischer Struktur)
und wurden bisher, gegebenenfalls nach Vorzerkleinerung in einer Flüssigkeit, meistWasser,
aufgeschwemmt, von groben Bestandteilen, wie Steinen, getrennt, dann in großer Verdünnung
über Sandfangschwemmrimnen zwecks Absonderung spezifisch schwerer Teilchen, wie
Sand, geleitet, um endlich in großen Behältern zum Absitzen gebracht und zum Keifen
eingesumpft zu werden. Das Reifen bezweckte die Lockerung des Strukturzusammenhanges
und hat nur beschränkten Erfolg. Gleichzeitig erfolgte bei zunächst vorhandenem
@Vasserüberfluß bei dem Setzen des Materials eine Schichtung nach Korngröße und
spezifischem Gewicht. Besonders die Quarzsandteilchen setzten sich dabei zu unierst
ab.
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Nach entsprechender Reifezeit wurde das über dem Satz stehende klare
Wasser abgelassen und bis zur praktisch zulässigen Grenze der Sumpf von oben schichtweise
abgenommen, um entwässert zu werden. Im Sumpf hatte sich das Material der Korngröße
und dem spezifischen Gewicht entsprechend abgesetzt, die schwersten und größten
Teile zu unterst. Nur plattenförmige Beimengungen, wie Glimmer, fanden sich wegen
ihrer Schwebefähigkeit und geringen Schwere in allen Schichten und gelangten deshalb
bei :der schichtweisen Entnahme als Verunreinigung auch mit in das entwässerte Feinmaterial.
Je tiefer man bei der Entnahme kommt, um so mehr Sand und Glimmer erhält man, bei
wachsender Korngröße.
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De je nach Ansprüchen früher oder später erreichte zulässige Entnahmegrenze
läßt im zurückbleibenden Material neben dem darin enthaltenen Sand und Glimmer noch
viel wertvolles Feinmaterial. zurück, das wegen des noch vorhandenen, durch die
beschriebene Behandlung nicht aufgehobenen Strukturzusammenhanges sich zuerst rriitgesetzt
hat und .so die Ausbeute an Feinmaterial .erniedrigt.
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Die hohen Kosten des bisherigen Verfahrens und in manchen Fällen seine
geringe Ausbeute haben oft den wirtschaftlichen Abbau sonst guter Ka.olinlager verhindert.
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Das Verfahren mach der Erfindung beseitigt die Mängel des beschriebenen
Verfahrens,. Der sonst sehr umfangreiche Gebrauch der Sandfangranen wird stark eingeschränkt
oder ganz vermieden, ebenso die teuren, großen, ständige Aufmerksamkeit und ununterbrochenen
Betrieb bedingenden Reifebehälter.
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Eine fortlaufende Arbeitsweise mit ununterbrochenem Kreislauf des
Wassers ist ein besonderes Merkmal des neuen Verfahrens. Die gröberen, unaufschwemmbaren
Beimengungen werden zunächst mechanisch entfernt, die feineren und die unverwitterten,
in ihrer ursprünglichen Struktur unveränderten Teile mehr oder minder in einer geeigneten
Mühle zerteilt. Die Schlemme wird darauf in an
sich bekannte Vorrichtungen,
Strömungssichter u. dgl" geleitet, z. B. Klärvorrichtungen, die durch entsprechende,
nach Bedarf verstellbare Einbauten geeignet gemacht sind, so.daß sie statt als Klärvorrichtung
als Strömungss lichter des Materials fortlaufend arbeiten. Hier tritt eine Scheidung
nach der Korngröße ein, derart, daß sich noch vorhandene gröbere und schwerere Teile
absetzen, um abgezogen erneut die Mühle zu passieren oder für andere Zwecke, z.
B. zur Putzmittelherstellung, verwendet zu werden, während die feinen 'Teile mit
dem Nasser den Sichter verlassen, um durch geeignete bekannte Vorrichtungen, Zentrifugen,
Eindicker, Filterpressen u. dgl., auf den gewünschten Trockengehalt entwässert zu
werden.
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Bei stark verunreinigtem, z. B. viel Sand enthaltendem Ausgangsmaterial
kann vor die Mühle ein Vorsichter geschaltet werden, der die Verunreinigung ausreichend
:entfernt. Bei genügend feinem Ausgangsmaterial kann die Mühle unter Umständen entbehrt
werden.
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Hohe Ausbeute, geringer Platzbedarf, geringe Herstellungs- und Betriebskosten,
Unabhängigkeit von Witterung und Frost, wenig lagernde Halbfabrikate und gute Wasserführung
sind die Vorteile des :neuen Verfahrens.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur
Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt.
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Abb. i zeigt schemafisch einen Schnitt durch die Gesamtvorrichtung.
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Abb. 2 ist ein Schnitt nach der Linie II=II der Abb. i durch den Steinauswurfkanal.
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In Abb. i ist mit W der Transportwagen bezeichnet, der das Gut zur
Rührbütte !B' bringt. In der Rührbütte ist ein Rührwerk angeordnet, dessen horizontale
Welle C die propellerförmigen Rührarme A trägt. Durch einen Antrieb D wird die Welle
mit den Flügeln in Umdrehung versetzt. Hinter den Rührarmen A liegt ein Gabelrad
E, an dessen. Umfang die nach Art von Gabeln ausgebildeten Körbe H befestigt sind.
Sie reichen unten bis zum Grund der Rührbütte B und werden oben über ,eine Austragrinne
0 geführt, in die die aus der Schwemmasse ausgeschiedenen Steine, d. h. grobe, unaufschwemmbare
Beimengungen, entleert werden.
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Eine in ihrem oberen Teil durchbrochene Wand I trennt einen Raum der
Rührbütte ab, aus dem die Schwemme durch ein Schöpfrad S in einen Regulierkasten
1Z gefördert wird. Der Regulierkasten ,erstreckt sich seitlich unter die ausschüttenden
Schöpfbecher. Ein Überlauf X läßt die zuviel geförderte Menge nach der Rührbütte
zurückfließen, so daß der Flüssigkeitsspiegel stets die gleiche Höhe hat. Durch
einen Schieber I( wird die Zuflußmeng,e des Schwemmgutes zum Vorsichter F geregelt.
Vorn Vorsichter strömt das Material zur Mühle M. Bei genügend reinem Ausgangsmaterial
kann der Vorsichter F fehlen. Hinter der Mühle wird das Gut von der Pumpe P1 in
einen Strömungssichter F1 gehoben, der mit zwei Überläufen versehen ist, einem Sicherheitsüberlauf
T für überschüssige Mengen und reinem überlauf T' mit Abfluß N für das mit Feinmaterial
beladene Schwemmgut. Ferner sind Ablaßventile O, OZ und Q vorhanden. Diese Ventile
dienen zurr Ablassen der grobkörnigen Ablagerungen aus dem unteren Teil der Sichter.
Die heispielswei:se dargestellten Sichrer haben Trichterform. Solche Trichter und
ähnliche Apparate sind an sich als Klärvorrichtungen. bekannt, doch sind :sie für
das Verfahren nach der Erfindung durch die besonderen Einbauten und Rohrleitungen
erstmalig zur Verwendung als Sichter brauchbar gemacht. Derartige Einbauten sind
z. B. der Schieber Y im Sichter F und der Rohrschieber Y1 im Sichter FZ. Der feine
Schlamm wird meiner geeigneten Vorrichtung ü, wie Filterpressen, Eindicktrommeln,
Zentrifugen, rotierende Saugfilter o-. dgl., entwässert und dann ausgetragen, während
das Wasser im SammelbehälterV aufgefangen und durch die Pumpe P., in den Kreislauf
zurückgeführt wird.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Das in die RührbütteB
aufgegebene Rohmaterial, Tonerde, Kaolin, Pfeifenerde, Lehm, allgemein mehr oder
minder verunreinigte Kleselsäune-Tonerden sowie die Erdfarben, ferner Barium-Mineralien,
wie Schwerspat und Witherit, und kieselsaure Magnesiummineralien, wie Asbest, Asbestine,
schieferartiger Talkstein, Speckstein und Glimmer, dann kohlensaure und schwefelsaure
Ca.Icium-Mineralien, z. B. Kreide und Gips, Anneline, Lenzn u. dgl., wird Zeit dem
Wasser, das sich in der Bütte befindet, durch die propellerartigen Rührarme ,4 in
Umlauf versetzt. Der Umlauf vollzieht sich in der durch den Pfeil angedeuteten Weise.
Die Rührarme suchen die Materialbatzen immer wieder an der Wand- und Bodenschräge
aufwärts zu treiben, die Steine mit hochzuhebenund so zu waschen. Das Arbeitsgut
kehrt an der vorderen Stirnwand um und strömt rdann axial an der Welle entlang nach
der ,gelochten Trennwand zurück. Das ,ergibt eine intensive Durcharbeitung. Auf
diesem Wege scheiden sich die noch ;nicht genügend zerteilten Batzen radial nach,
den Wänden, namentlich :dem Boden zu, ab, und nur gut aufgeschwemmtes Material gelangt
durch die nur im tmittlerenund.oberen Teil gelochte Trennungswand I in das Abteil
des Schöpfrades. Die Siteine"d. h. grobe, unaufschließbare
Teile,
.sammeln sich an der tiefsten Stelle der Bütte und werden durch die Körbe des Gabelrades
mithochgenommen, fallen hoben in die gegen den Bütteninhalt abgedichtete Rinne Q,
die sie durch die Büttenwand seitlich nach außen leitet. Dadurch, daß die MTand
I in ihrem unteren Teil keine öffnungen besitzt, wird vermieden, daß grobe Teile
in den Schöpfraum übertreten.
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Von dem Schöpfrad (oder auch seiner anderen Hebevorrichtung, z. B.
einer Pumpe) wird die Aufschwemmung in den Regulierkasten R gehoben. Die Aufschwemmung
fließt dann in stets gleicher, durch den Schieber K einstellbarer Menge zum Teil
nach dem Vorsichter und von hier in die Mühle M, zum Teil über den Überlauf H in
die Bütte zurück. Bei Pumpenbetrieb ist die Anordnung ähnlich. Im Vorsichter werden
die auchimfei:nstvermahlenen .Zustand der Güte des Endprodukts schädlichen Fremdkörper
ausgeschieden.
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In der Mühle M findet eine Feinzerkleinerung auf Korngröße statt,
die .sich auf trockenem Wege nicht erreichen lassen, und so werden auch die in ihrer
Struktur noch unveränderten Teilchen aufgeschlossen. Die nunmehr feine, aber noch
im Endprodukt nicht gewünschte Bestandteile enthaltende Aufsclhwemmung wird durch
die Pumpe P1 in den Sichter F1 gefördert. Der Flüssigkeitsstrom kann nach Richtung
und Geschwindigkeit durch verstellbare Vorrichtungen (vgl. den Rohrschieber Y,)
in der Weise geführt werden. daß die gewünschte Scheidung eintritt.
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Aus dem Sichter fließt die Aufschwemmung über den überfall
' und Abfluß N in die Entwässerungsvorrichtung U. Das abfließende
Wasser wird in dem Sammelbehälter V aufgefangen.
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Durch- -die mit Pfeilen versehernen Linien ist der Gang des Flüssigkeitsstromes
angedeutet. Besonders hervorzuheben ist die' Führung in den Sichtern. Es besteht
die Möglichkeit, durch das Ventil Q gröbere Bestandteile der Aufschwemmung der Rührbütte
B wieder zuzuführen. Die abfließenden '\Vässer, sei es aus dem Regulierkasten oder
dem Sichter oder der Entwässerungsanlage, «-erden wieder in den Kreislauf eingeführt,
so daß nur die mit dem Fertigprodukt und gegebenenfalls mit den in der Sichterspitze
abgezogenen Bestandteilen verbundenen Flüssigkeitsmengen die Vorrichtung endgültig
verlassen. Die durch die Ventile O und 0, abgezogenen Bestandteile können
z. B. als Putzmittel Verwendung finden.