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Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Mineralien in Stromrinnen
Die Erfindung bezieht sich auf das bekannte Verfahren zur Aufbereitung von Mineralien,
insbesondere Kohlen, in Stromrinnen, in denen die Verarbeitung von restlichen Zwischenprödukten
aus vorgeschalteten Stromrinnenwäschen. mit aufsteigenden Flüssigkeitsströmen erfolgt,
d. h. der Restmassen, bei welchen die Teilchen sowohl bezüglich ihrer Korngröße
wie auch ihres spezifischen Gewichts in einander sehr angenäherten Verhältnisgrenzen
liegen, wobei die spezifisch schweren Teile durch am Boden der Rinne angebrachte
Öffnungen ausgeschieden werden.
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Die Reinigung ähnlicher Stoffe zum Zwecke der Ausscheidung der spezifisch
schweren Massen ist praktisch sehr schwierig durch die bekannten Verfahren durchführbar,
welche die Scheidung durch das Anschwemmen in einem beweglichen Bett in einer Rinne
vornehmen wollen; es erfolgt dabei immer wieder eine Vermischung der Erzeugnisse,
weil der Unterschied des Gutes bezüglich Korngröße und spezifischem Gewicht zu gering
ist, so daß es praktisch unmöglich ist, die Scheidung der verschiedenen Bestandteile
der behandelten Restmassen durch die bekannten Austragsöffnungen im Boden der Stromrinne
in befriedigender Weise durchzuführen.
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Es ist bekannt, im Boden einer Stromrinne Öffnungen anzubringen, durch
welche die schweren Gutsteile aus der Rinne in senkrechte Kanäle gelangen, in denen
Wasserströme den nach unten sinkenden Stoffen im Gegenstrom entgegengeführt werden.
Bei einer solchen Einrichtung ist es aber erforderlich, daß zwischen den Teilchen,
deren Niedersinken verhindert werden soll, und denjenigen, die absinken sollen,
ganz bestimmte Unterschiede vorhanden sind, weil ohne solche eine Scheidung überhaupt
nicht eintreten kann.
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Ferner ist es bekannt, unter den Öffnungen solcher Stromrinnen Kästen
anzubringen, die mit Wasserauslässen versehen sind und an der stromabwärts liegenden
Ecke der Öffnung eine schräge stromaufwärts gerichtete Fläche zur Aufwärtsführung
des Wasserstromes in die Stromrinne besitzen. Auch durch diese bekannte Vorrichtung
wird eine zufriedenstellende Wirkung nicht erzielt und müssen ferner ganz bestimmte
spezifische Gewichte und ganz bestimmte Größenverhältnisse der Teilchen für die
Behandlung vorliegen. .
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Es ist weiter bekannt, in der Stromrinne selbst einen kastenförmigen
Behälter anzuordnen, der über den Rinnenboden hinausragt, in der Richtung nach stromaufwärts
geschlossen und nach stromabwärts jedoch offen ist, während seine Oberwand mit mehreren
waagerechten oder schrägen Flächen abgedeckte Auslaßöffnungen enthält. Dieser kastenförmige
Behälter wird durch einen waagerechten Wasserstrom durchflossen, der in regelbarer
Menge einem Wasserauslaß, welcher unterhalb der ersten Öffnung in dem Kasten angebracht
ist, entströmt. Durch diese bekannte Vorrichtung
wird jedoch die
Wirkung nach der Erfindung nicht erzielt, weil der Flüssigkeitsstrom den in der
Stromrinne fließenden Gutsstrom infolge der dazu fehlenden Vorrichtungen nicht zu
kreuzen vermag.
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Schließlich ist es nicht mehr neu, die Auslaßöffnungen einer solchen
Stromrinne mit in der Stromrichtung geneigten parallelen Wänden zu versehen, zwischen
denen das Gut ausgetragen wird. Aber eine solche Einrichtung kann nur wie ein einfacher
Trichter oder Trichterteil wirken, ohne daß damit eine wirksame Scheidung möglich
wäre. Vorliegende Erfindung erlaubt dagegen bei Restmassen von Zwischenprodukten,
d. h. bei solchen Massen, bei denen die Einzelteilchen verhältnismäßig angenäherte
spezifische Gewichte und Größenverhältnisse besitzen und überhaupt nicht mehr durch
Anschwemmung klassiert werden können, eine Entfernung der noch darin enthaltenen
wertvollen Produkte in einfacher Weise.
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Das Wesen der Erfindung liegt nun darin, daß durch eine einzige Öffnung
im Oberteil eines im Rinnenbett angeordneten, vorspringenden, geschlossenen Kastens,
der mit einer regelbaren Austragsöffnung versehen ist, ein besonderer Flüssigkeitsstrom,
der in Richtung des Waschbettes verläuft, derart aus dem Kasten austritt, daß er
den in der Stromrinne fließenden und durch- eine Querwand gestauten Gutsstrom kreuzt
und die Geschwindigkeit desselben so regelt, daß nur die spezifisch schwereren Teile
in den Kasten ausgetragen werden können.
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Damit dieser Wasserstrom auch eine Scheidung der Stoffe in der gewünschten
Weise vornehmen und die Teile in der Rinne zurückhalten kann, wird an der stromabwärts
liegenden Ecke der vom Kasten zur Rinne führenden Öffnung im Oberteil des Kastens
eine schräge stromabwärts gerichtete Fläche zur Aufwärtsführung des waagerechten
Wasserstromes und an der stromaufwärts liegenden Ecke eine schräge stromaufwärts
gerichtete Fläche zur Raumgebung und Anstauung des Bettes angebracht.
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Auf diese Weise wird bewirkt, da.ß das bewegliche Bett mit verhältnismäßig
verringerter Geschwindigkeit nach unten gleitet, aber immer noch ein leichtes Gleiten
der oberen Teilchen möglich ist, jedoch eine Durchmischung des zurückgehaltenen
Bettes in der Rinne verhindert wird. Die Flüssigkeitsstrahlen nehmen die auf diese
Weise gehaltenen Teilchen bis zu einem mehr oder weniger erhöhten Punkte in der
Rinne mit, wo sich dann diese freien Teilchen selbsttätig wieder einreihen können.
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Eine Ausführungsform, des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung
dargestellt, und zwar zeigen: Fig. i einen Waschapparat für die Behandlung von Kohle,
Fig.2 und 3 den an die Stromrinne angeschlossenen Kasten in vergrößertem Maßstabe
unter Darstellung der Wirkungsweise der Ströme.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. z, 2 und 3 wird die zu waschende
Masse auf eine geneigte Waschrinne Al geleitet und in dieser durch einen Flüssigkeitsstrom
mitgenommen, um sie auf das Gerinne A2 überzuführen, an dessen Ende ein Wehr angebracht
ist, während die Rinne A2 als festes Bett für die zu behandelnden Massen ausgebildet
ist. Die das Wehr a überflutende Masse wird durch eine vom Wehr getrennte schiefe
Platte b geteilt, wobei sowohl die Entfernung c-d als auch die Neigung dieser
Platte b zum Wehr a
regelbar ist, um eine Trennung der Masse herbeizuführen
in einen Teil geringeren spezifischen Gewichts und einen anderen Teil von größerem
spezifischem Gewicht.
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Die Gruppe geringeren spezifischen Gewichts sammelt sich in einer
Rinne e, wo sie einer Nachscheidung unterworfen wird; die eine bestimmte Dichtegrenze
übersteigenden Massen werden hier entfernt, und zwar durch eine Öffnung oo, welche
die Körnermassen durch eine Rinne g in die Rinne A3 leitet, während der Rest, der
als reines Produkt anzusehen ist, am Ende der Waschrinne A°3 in einen Behälter Q
übergeführt wird.
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Die spezifisch schwereren Gruppen, welche vor der Schrägplatte b abgesondert
sind, fallen in den Kanal B2, an dessen unterem Ende sie mit dem aus der Rohrleitung
T1 strömenden Wasserstrahl zusammentreffen, der- die leichten Teile in die Kolonne
BI überführt. Ein Gerinne A3 bildet die Fortsetzung des Gerinnes A°2. In dem genannten
Gerinne A3 vollzieht sich die Trennung nach der Erfindung in dem Wasserstrom, der
aus der Kolonne B1 und durch die Rinne g zuströmt.
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Um nun eine genaue Trennung zu erzielen, wird die Bildung eines festen
Waschbettes vorgesehen, und zu diesem Zweck werden auf dem Boden des Gerinnes und
über der ganzen Breite desselben Kästen G, G1 vorgesehen, deren Wirkungsweise weiter
unten erklärt wird. Diese Kästen sind durch Rohrstutzen t, t1, die ihrerseits mit
Hähnen y, y1 ausgerüstet sind, mit einem Behälter mit konstantem Flüssigkeitsspiegel
verbunden, der seinerseits auch die anderen Zuflüsse des Apparates speist. Die Kästen
sind außerdem mit kastenförmigen Austrägern D, Dl versehen, welche in regelbare
Auslässe o12, o13 endigen und das Gut in die beiden Behälter P1, P2 austragen, während
die Öffnungen 02, o3 zum Gerinne A3 führen. Die Öffnungen o2, o3 sind gegen das
Gerinne A3 zu mit schrägen Flächen P, p1 versehen, wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht.
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Die Höhe der Vorsprünge der Kästen G, G1 gegen das Gerinne A3 bestimmt
die Beschaffenheit des festen Waschbettes vor und zwischen den einzelnen Kästen,
über welchen das bewegliche Waschgut hinweggeht, indem die Vorsprünge
den
Widerstand in der Bewegung der unteren Schichten des beweglichen Waschstromes über
dem festen Bett bewirken.
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Ist der Waschstrom an der geneigten Ebene p angelangt, welche sich
vor der Öffnung o2 des Kastens G befindet, so folgt das bewegliche Waschgut dieser
Ebene, um dadurch in die Öffnung o2 zu gelangen. Die Flüssigkeitsmasse, welche das
bewegliche Bett mitnimmt, folgt gleichmäßig dieser Ebene; aber wird der Eintritt
des Wassers in den Kasten G zweckmäßig geregelt, so wird der Flüssigkeitsstrahl
sich ändern und das flüssige Waschgut überlagern, das aus der Rinne G in das Stromgerinne
A3 läuft (Fig.3). Unter der Wirkung des Druckes, welcher durch das bewegliche Waschgut
und die flüssige Masse beim Mitnehmen des Bettes ausgeübt wird, folgt der Flüssigkeitsstrahl,
der aus der Öffnung o2 austritt, einer waagerechten Bahn bis zur Kante »z, geht
sodann bis zur Kante n weiter, von wo ab die Richtung der Schräge P1 angenommen
wird. Daraus folgt, daß diejenigen Teilchen des beweglichen Waschgutes, welche an
die Öffnung o2 gelangen, einer dynamischen aufsteigenden Wirkung unterworfen werden,
die sich von der Kante m zur Kante n steigert.
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Andererseits werden in einem Schnitt yrz-n, wie er sich an der Mündung
o2 zeigt, die Dichten der Teilchen sich von Kante in zu Kante n verringern.
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Es ist daher einzusehen, daß es, wenn der Flüssigkeitsstrahl, welcher
die Öffnung o2 kreuzt, genau geregelt wird, möglich ist, den unteren Teilen des
beweglichen Waschgutes eine geneigte Bahn anzuweisen, die sie schließlich in den
Kasten G führt, von wo sie zum Stutzen D mitgerissen und in den Trichter P1 durch
die Öffnung oi2 entleert werden, während die oberen leichteren Schichten des Waschgutes
im Gerinne A3 weiterfließen und die schiefe Ebene p1 überwinden.
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jenseits des Kastens G wird die in dem Gerinne A3 zurückgehaltene
Masse sich auf dem festen Bett zwischen den beiden Kästen gruppieren.
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Rechts von der Öffnung o3 des Kastens G1 vollzieht sich eine neue
Scheidung gemäß denselben Vorgängen, wie sie vordem beschrieben sind, und es versteht
sich von selbst, daß man die Anzahl der Kasten G, G1 vermehren könnte gemäß der
Anzahl der Kornarten, welche man trennen will.
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Die in die Rinne A3 zum Kasten G1 oder auch zum letzten Kasten der
genannten Reihe austretenden Massen können als reine Produkte angesehen und am Ende
des Gerinnes in den Fülltrichter Q befördert werden.