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Verfahren zur Scheidung fester Stoffe, insbesondere von Kohle und
kohlehaltigen Stoffen Die Erfindung bezieht sich auf die bekannte Scheidung fester
Stoffe, und zwar insbesondere von Kohle oder kohlehaltigen Stoffen, in ihre leichteren
und schwereren Anteile mit Hilfe einer wässerigen Lösung von solcher Dichte, daß
die gewünschte Scheidung im wesentlichen durch Absinken der schwereren Anteile und
durch Aufschwimmen der leichteren Anteile eintritt. Als wässerige Lösung oder Schwereflüssigkeit
verwendet man beispielsweise eine Calciumchloridlösung oder eine Calciumnitratlösung.
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Das neue Arbeitsverfahren kennzeichnet sich dadurch, daß die Scheidung
in zwei oder mehreren Stufen vorgenommen wird. Das Gut wird zunächst in einer völlig
oder im wesentlichen stillstehenden Lösung, erstes Bad, in seine leichtesten Anteile
und in eine Sinkschicht getrennt. Darauf wird die Sinkschicht in einem zweiten Bade
und gegebenenfalls in nachfolgenden Lösungsbädern von im wesentlichen gleicher Dichte
behandelt, worin jedoch eine geregelte Aufwärtsströmung von 16 cm und mehr j e Minute
.aufrechterhalten wird, so daß im zweiten Bade eiri Mittelprodukt zum Aufschwimmen
und der Abfall (Berge) zum Absinken gebracht werden.
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Die Scheidung fester Stoffe mit Hilfe von Flüssigkeiten mittlerer
Dichte wird bekanntlich entweder in Suspensionen oder in Salzlösungen vorgenommen.
Obgleich die Scheidung mittels der ersteren den Nachteil besitzt, daß das Gut durch
die festen Bestandteile der Suspension verunreinigt- werden kann, hat man bisher
doch die Benutzung von Suspensionen allgemein vorgezogen. Um die gleichmäßige Verteilung
der feinen -Feststoffe, welche die Dichte der Suspension bestimmen, aufrechtzuerhalten,
muß diese gerührt werden, wodurch ihre Scheidewirkung bis zu einem gewissen Grade
regelbar wird. Demgegenüber besitzt die Scheidung durch Salzlösungen den beachtlichen
Vorteil, daß eine Verunreinigung des Gutes nicht stattfindet, sondern die Lösungen
praktisch restlos wieder entfernt werden können. Dagegen läßt sich im allgemeinen
eine Änderung der Scheidewirkung nur dadurch herbeiführen, daß man die Konzentration
oder die Dichte der Lösung ändert. Diese Notwendigkeit bildete bisher einen wesentlichen
Nachteil bei der Anwendung der Salzlösungen.
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Man hat allerdings bereits vorgeschlagen, bei Scheideflüssigkeiten
mittlerer Dichte die Auftriebswirkung durch ein Schaufelrad zu unterstützen, das
unterhelb des Flüssigkeitsspiegels und in der Nähe desselben umläuft. Durch Änderung
der Drehzahl dieser Schaufeln
mag sich die Auftriebswirkung regeln
lassen, es bleibt aber mindestens der Mangel bestehen, daß die Schaufeln, selbst
bei günstigster Querschnittsform, rührwerkähnlich wirken, was insbesondere bei der
Scheidung durch Lösungen gerade in den obersten Schichten des Bades zweifellos unerwünscht
ist.
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Andererseits ist auch schon eine, mehrstufige Scheidung von Stoffen
in Bädern vorgeschlagen worden, die verschiedene Strömungsgeschwindigkeiten besitzen.
Dabei handelt es sich jedoch -um Wasser und nicht um Schwereflüssigkeiten. Mit Hilfe
von Wasser kann namentlich bei Kohle und kohlehaltigen Stoffen keine günstige Scheidung
herbeigeführt werden. Der Staub würde in Suspension verbleiben und allmählich einen
Schlamm bilden. Man müßte also das Waschwasser sehr häufig erneuern, um zu verhindern,
daß der suspendierte Staub sich auf der Kohle absetzt, ihren Aschegehalt erhöht
und das Abtropfen verhindert oder beeinträchtigt, woraus sich auch der hohe Feuchtigkeitsgehalt
von mit Wasser gewaschener Kohle erklärt. Dieser Mangel macht sich besonders stark
bemerkbar, wenn man den nötigen Auftrieb des Wassers, dessen Dichte an sich zu der
gewünschten Scheidung nicht ausreicht, durch entsprechend starke Strömungsgeschwindigkeiten
herbeiführt. Auch bei der Anwendung mehrerer Stufen oder Bäder mit verschiedenen
Strömungsgeschwindigkeiten ist der angestrebete Erfolg gemäß der Erfindung mit Wasser
nicht erreichbar.
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Die Erfindung vereinigt nun die Scheidung in mehreren aufeinanderfolgenden
Bädern mit verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten und die Scheidung in Salzlösungen
in solcher Weise miteinander, daß in der ersten Stufe das Gut bei praktisch stillstehender
Schwereflüssigkeit behandelt wird. Der hierbei zu Boden sinkende Gutanteil wird
dann in einer zweiten Stufe und gegebenenfalls in weiteren Stufen nochmals behandelt,
deren Bäder beispielsweise eine Lösung von derselben Konzentration wie das erste
Bad enthalten, jedoch eine Aufwärtsströmung von 16 cm je Minute und mehr aufweisen.
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Auf dem Gebiete der Kohlebehandlung lassen sich mittels des neuen
Verfahrens beispielsweise in zwei Bädern mit einer Schwereflüssigkeit gleicher Dichte
drei Fraktionen aus dem Gut gewinnen. Im ersten Bade mit praktisch stillstehender
Lösung wird als erstes Produkt eine aus den leichtesten Gutteilen bestehende Schwimmschicht
gewonnen. Die zugleich entstehende Sink- oder Bodenschicht enthält jedoch noch Gutteile
mit genügend niedrigem Aschegehalt, obgleich sie kein ausreichend geringes spezifisches
Gewicht besitzen, um in dem stillen Bade aufzuschwimmen. Die ganze Sinkschicht des
ersten Bades wird dann im zweifen Bade behandelt. Seine Schwereflüssigkeit kann
dieselbe Dichte haben, aber man erteilt ihr eine Aufwärts-@trömung von nicht weniger
als 16 cm je Minute. Dabei wird ein gutes Mittelprodukt als Schwimmschicht
gewonnen, während der Abfall (die Berge) zum Absinken kommen.
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Man kann das erste Produkt und das zweite oder Mittelprodukt für sich
verwerten oder aber beide Produkte miteinander mischen und erhält dann beispielsweise
bei einer Chlorcalciumlösung mit einem spezifischen Gewicht von 1,4 aus Kohlenklein
ein an Aschebildnern außerordentlich armes, also hochwertiges Erzeugnis.
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Mittels des neuen Arbeitsverfahrens erzielt man ein wesentlich besseres
Ergebnis, als wenn man denselben Trennungsgrad in einem einzigen Bade herbeiführen
wollte. In letzterem Falle müßte man entweder der Schwereflüssigkeit eine entsprechend
größere Dichte geben, oder man müßte eine stärkere Aufwärtsströmung anwenden. In
jedem Falle besteht dabei die Gefahr, daß Verunreinigungen in die Schwimmschicht
hineingelangen, anstatt abzusinken. Indem man gemäß der Erfindung die Hauptmenge
der reinen Kohle in dem stillen ersten Bade abtrennt und dabei den geringen Verlust
in den Kauf nimmt, der durch die beim Mittelprodukt bleibende Kohle entsteht, gewinnt
man den weiteren Vorteil, daß sich bei der Behandlung der aus dem ersten Bade kommenden
Sinkschicht im zweiten Bade nur eine verhältnismäßig geringe Schwimmschicht bildet,
in welcher weniger Verunreinigungen zurückgehalten werden.
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Will man statt dreier Fraktionen (erstes Produkt, zweites Produkt,
Abfall) mehr Fraktionen erzielen, so schließt man an das zweite Bad noch eine oder
mehrere weitere Stufen an. Auch in ihnen kann die Dichte der Scheideflüssigkeit
die gleiche sein und der Unterschied im Auftriebsvermögen durch entsprechende Vergrößerung
der Strömung herbeigeführt werden. Daraus ergibt sich der Vorteil, da.ß bei allen
Formen des neuen Verfahrens die Konzentration der Lösung nicht so hoch zu sein braucht,
um ihre Viscosität oder die Neigung zur Kristallisation unerwünscht groß werden
zu lassen.
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Die nach oben gerichtete Strömung der Scheideflüssigkeit kann in irgendeiner
geeig neten Weise hervorgerufen werden. Es empfiehlt sich, sie dadurch herbeizuführen,
daß man an einem genügend tief liegenden Punkte der Bäder das Gut mittels eines
.Scheideflüssigkeitsstromes von geeigneter Geschwindigkeit einleitet.