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Setzvorrichtung mit einem nur in senkrechter Richtung auf und ab bewegten
kreisförmigen Siebe Die Erfindung bezieht sich auf Separatoren zum Konzentrieren
von Erzen und anderen Materialien.
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Das Hauptziel der Erfindung besteht darin, einen. Spparator zu schaffen,
mit welchem eine große Leistung je Flächeneinheit des Siebes bei guter.Aüsbeute
der feineren Konzentrate und geringer Verdünnung der Rücl<stände erzielt -wird
und mit -welchem eine Beschickung, welche in weitem Ausmaße verschiedelf große Teilchen
enthält, behandelt werden kann.
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Das behandelte Gut nimmt; `wenn es über das Siebbett von. der Aufgabestelle
nach der. Abzugsstelle läuft, infolge der Aufnahme von Schlämmwasser, welches durch
das Bett hindurchtritt, an Menge zu, und wenn -diese Mengenzunahme eine stark erhöhte
Fließgeschwindigkeit übeF. das-Bett . zur Folge hat, so könneri.sich feine, wertvolle
Teilchen nicht absetzen und gehen' somit verloren: Eine derartige Zunahme der Geschwindigkeit
und die damit züsamrrienhängenden Verluste können zwar verringert werden, indem
dem Siebe etwa die Form eines Rundherdes (buddle) gegeben wird, bei welchem die
Zuführung in der Mitte und das Abziehen der Rückstände an der Peripherie vorgesehen
wird, aber in den wenigen bekannten Fällen, wo diese Anordnung vorgeschlagen worden
war, wurde sie in Vorrichtungen verwendet, mit welchen keine großen Durchsatzmengen
behandelt werden konnten und keine saubere Konzentration möglich war.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Verdünnung der Rückstände
durch Schlämmwasser verringert und eine schnelle Bewegung des Materials über das
Bett bei gleichzeitiger Gewinnung hochgrädiger Konzentrate in dem Setzkasten erreicht,
indem ein Separator mit einem kreisförmigen Siebe benutzt wird, welches in senkrechter
Richtung auf und ab bewegt -werden kann und welches in der Mitte gespeist und von
welchem die Rückstände an der Peripherie abgezogen werden.
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Die Erfindung besteht ferner darin, daß ein Antrieb für das auf und
nieder gehende Sieb vorgesehen wird, dessen wesentlichstes Merkmal darin besteht,
daß durch ihn dem Siebe während mehr als der ersten Hälfte der Abwärtsbewegung eine
konstant zunehmende Geschwindigkeit erteilt wird, worauf die Bewegung plötzlich
verlangsamt und dann
schnell aus der Abwärtsrichtung nach der Aufwärtsrichtung
umgekehrt wird. Auf diese Weise wird das Steigen des Setzwassers nach dem oberen
Teil des Bettes weiter verringert und eine schnelle Gewinnung von sauberen Konzentraten
erleichtert.
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Weiter ist die richtige Regelung des Saugens ein wichtiger Faktor
für ein schnelles Abziehen der sauberen Konzentrate in den Absetzbehälter, und gemäß
der Erfindung ist daher mit dem Setzkasten ein oben offener Behälter für die Zuführung
von Wasser verbunden, wobei Vorrichtungen vorgesehen sind, durch welche das Wasser
in dem Wasserbehälter auf einem konstanten und beliebig einstellbaren Spiegel gehalten
werden kann; dabei ist die Verbindung von dem Wasserbehälter nach dem Setzkasten
so eingerichtet, daß das Wasser von dem genannten Behälter während des Saugens ungehindert
einfließen kann. In dem Verbindungsrohr ist ferner ein übliches Rückschlagventil
vorgesehen, durch welches verhindert wird, daß Wasser aus dem Absetzbehälter während
der Schwingungen des Siebes zurückfließt.
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Nach der Erfindung wird ferner ein flüssigkeitsdichter Verschluß zwischen
dem Siebe und dem Absatzbehälter, beispielsweise aus einem Gummistreifen oder anderem
biegsamem Material, vorgesehen, dessen eine Kante an dem Siebe und dessen andere
Kante an dem Setzkasten befestigt ist. Auf diese Weise werden aber die Nachteile,
welche durch ein Eindringen von Wasser oder Luft zwischen Sieb und Setzkasten eintreten,
vermieden, während infolge des Abziehens der Rückstände an der Kante des kreisförmigen
Siebes eine Verunreinigung der Produkte im Absetzbehälter durch die Rückstände ausges_
chlossen wird.
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In der Zeichnung ist eine Setzmaschine gemäß der Erfindung in einer
beispielsweisen Ausführungsform veranschaulicht, und zwar ist Fig. i ein senkrechter
Schnitt durch die Vorrichtung, Fig. 2 eine Draufsicht in vergrößertem Maßstabe auf
einen Teil des verstellbaren Siebrahmens, Fig. 3 eine Einzelansicht der Antriebsvorrichtung,
Fig. q. ein Diagramm, welches die Bewegung des Siebes veranschaulicht.
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Der Setzkasten besteht aus dem konischen Behälter 2, an welchem eine
geeignete Abzugsvorrichtung für die Konzentrate, beispielsweise ein schwanenhalsförmig
gebogenes Rohr 3, das von seinem Boden abzweigt, angebracht ist. Um den oberen Teil
des Setzkastens ist eine ringförmige Sammelrinne 4 für die Rückstände angeordnet,
welche mit einem Abzugsrohr 5 versehen ist.
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Das Setzsieb besteht aus einem Armstern aus der Nabe 6 und den Armen
7, auf welchem die kreisförmigen oberen und unteren Gitterroste 8 und 9 liegen
und befestigt sind, zwischen denen ein kreisförmiges Sieb io angeordnet ist. Bei
der veranschaulichten Setzvorrichtung soll das Konzentrat nur durch das Sieb hindurch
ausgetragen werden, und demgemäß besteht das Bett aus einer unteren Schicht i i
aus Füllsteinstücken (ragging) und einer oberen Schicht i2 aus Erz. Die Füllstücke
werden durch die Zellen des oberen Gitterrostes 8 gehalten, während die Zellen des
unteren Gitters 9 das Wasser zwingen, daß es sich in vertikaler Richtung bewegt.
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Das Sieb ist mit einem nach oben verlaufenden Seitenrahmen 13 versehen,
durch welchen die Erzschicht 12 gehalten wird. Um die Höhe der Erzschicht zu regeln,
ist ein weiterer Aufsetzrahmen vorgesehen, welcher an dem Rahmen 13 so befestigt
werden kann, daß er sich in der verlangten Höhe über den letzteren hinaus erstreckt.
Dieser Aufsetzrahmen besteht aus mehreren bogenförmigen Teilen 1q. (Fig. i und 2),
welche an ihren zusammenstoßenden Enden mit Flanschen 15
und Schraubbolzen
16 versehen sind, durch welche die Teile so zusammengezogen werden können, daß sie
fest auf demRahmeni3 sitzen. Zwischen den Flanschen sind Füllstücke 17
aus
Weichgummi o. dgl. vorgesehen, welche die Zwischenräume zwischen den Flanschen 15
ausfüllen und auf diese Weise verhindern, daß Erz hier entweichen kann, während
sie gleichzeitig ermöglichen, daß die Flansche gegeneinander angezogen werden können.
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In dem Absetzbehälter, und zwar unmittelbar unter dem Siebe, ist ein
Gitter i8 angebracht, durch welches ein Unruhigwerden des Schlämmwassers zwischen
der inneren und äußeren Fläche des Siebes verhindert werden soll. t" Mit i9 ist
ein Gummistreifen bezeichnet, der mit der einen Kante an dem Rahmen des Siebes und
mit der anderen Kante an der inneren Wandung 2o der Sammelrinne q. befestigt ist,
und er bildet einen flüssigkeitsdichten Abschluß zwischen dem Siebe und dem Setzkasten.
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Es ist zweckmäßig, wenn soweit wie möglich verhindert wird, daß der
Streifen i9 als Wasserpumpe wirkt, da eine derartige Pumpwirkung leicht die Wirkung
des auf und nieder gehenden Siebes stört. Der Streifen i9 sollte daher etwa eine
vertikale Stellung einnehmen, aber eine derartige Stellung hat in der Praxis oft
Nachteile. Es wurde aber gefunden, daß der Streifen, wenn er vollkömtuen
ausgestreckt
einen Winkel zur Horizontalen von nicht unter 30° bildet, im schlaffen Zustande
im Schnitt' die veranschaulichte $-Form annimmt, bei welcher die einwärts und auswärts
gerichteten Ausbauchungen etwa einander ausgleichen und verhindern, daß Wasser in
Bewegung gesetzt wird.
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Die Nabe 6 ist an der senkrecht stehenden Stange 21 befestigt. An
dem oberen Ende dieser Stange ist ein offener Kreuzkopf angebracht, welcher aus
der Querplatte 22, dien von dieser in senkrechter Richtung verlaufenden Seitenstäben
23 und einer Querstange 24, welche auf den genannten Stäben 23 sitzt, besteht.
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In dem genannten Kreuzkopf ist derHauptantrieb angeordnet, durch welchen
der Schaft 21 getragen und in senkrechter Richtung auf und ab bewegt wird. Dieser
Antrieb besteht aus den Gelenkhebeln 25 und 26, von welchen der erstere mit seinem
unteren und äußeren Ende auf einem Block 27 ruht, welcher von einem feststehenden
Teil 28 getragen wird, und von welchen der letztere auf seinem oberen und
äußeren Ende die Querstange 24 des Kreuzkopfes trägt. Das äußere Ende des oberen
Gelenkes 26 liegt -in der axialen Richtung des Siebes und der Stange 21. Durch die
Schraube 29, durch welche der Block 27 in waagerechter. Richtung -verschoben werden
kann, kann das äußere Ende des unteren Gelenkes in seiner Lage verstellt werden,
so daß es (wie veranschaulicht) in derselben axialen Richtung der genannten Stange
oder links davon liegt. Von dem Kreuzkopf verläuft ein Stab 30 nach oben
in eine Führung 31, so daß die Seitenstöße des Hebelgelenkes abgefangen werden.
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Die inneren Enden der Gelenkhebel greifen in eine Steuerstange 32,
welche durch eine Exzenterscheibe 33 auf der Welle 34 in eine hin und her gehende
Bewegung versetzt wird. Die Steuerstange bildet mit dem Hebelgelenk etwa einen Winkel
von go°, aber die Lager 35 der Welle 34 können in ihren Trägern in senkrechter Richtung
verstellt werden, so daß der genannte Winkel verändert werden kann. Die genannte
Welle wird durch eine Riemenscheibe 36 in Umdrehung versetzt, -und sie ist mit einem
Schwungrad 37 versehen, damit eine gleichmäßige Umdrehung aufrechterhalten wird.
Um. die Querplatte 24 mit dem Hebelgelenk in Kontakt zu halten, sind Federn 38 vorgesehen,
welche zwischen einem feststehenden Teil 39. und einem an der Stange 21 angeordneten
Querarm 40 eingespannt sind. Das Gewicht der auf und- ab gehenden Teile wird von
einer Zugfeder 41 aufgenommen, welche mit einer Einstellvorrichtung 42 versehen
ist, um die verschiedenen Gewichte des Bettes 1i, 1z auszugleichen. Die Vorrichtung
arbeitet in der Weise, daß das Hebelgelenk zwischen der eingeknickten Stellung der
Fig. i und der gestreckten Stellung der Fig. 3, in welcher die Gelenkhebel miteinander
nahezu in einer Richtung liegen, hin und her schwingt. Auf diese Weise wird das
Sieb zwischen seiner unteren Stellung (Fig. i) und seiner oberen Stellung (Fig.
3) auf und ab bewegt. Dabei nimmt diese Bewegung während mehr als der Hälfte der
Abwärtsbewegung an Geschwindigkeit bestä%dig zu, worauf sie plötzlich verzögert
und aufgehalten und schnell in eine Aufwärtsbewegung umgekehrt wird. Die hier beschriebene
Vorrichtung hat die folgenden Ausmaße:
| Länge des unteren Gelenk- |
| hebels 25 . . . . . . . . . . . . . . . . 27,3 cm |
| Länge des oberen Gelenk- |
| hebels 26 . . . . . . . . . . . . . . . . 17,1 - |
| Dicke der Steuerstange zwi- |
| schen den Gelenkhebeln .... 8,9 - |
| Wirksame Länge der Steuer- |
| stange .................. 30,5 - |
| Exzenterhub .............. 3,5 - |
Der Mittelpunkt der Welle 34 liegt 2,22 cm unterhalb des Mittelpunktes zwischen
den zusammenstoßenden Enden der Gelenkhebel, wenn die Vorrichtung in der Stellung
der Fig. 3 sich befindet.
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Durch eine derartige Vorrichtung wurde dem Siebe eine Bewegung erteilt,
wie sie graphisch in Fig.4 veranschaulicht ist und in welcher die Abszisse die Zeit
und die Ordinaten die Geschwindigkeit des Siebes darstellen. Der Punkt A der graphischen
Darstellung entspricht dem Beginn des Abwärtsstoßes, und der Punkt B liegt bei etwa
"/1o dieser Abwärtsbewegung. Die annähernd gerade verlaufende Linie zwischenA und
B veranschaulicht eine konstante Geschwindigkeitszunahme, während die scharfe Spitze
bei B die plötzliche Verzögerung zeigt. Der steile Verlauf der Linie von B nach
C veranschaulicht die schnelle Umkehrung nach der Aufwärtsbewegung im Vergleich
zu der langsameren Umkehrung an der Spitze des Hubes, welcher durch die weniger
steile Linie C-A-B veranschaulicht ist.
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Wenn der Block 27 nach links verschoben wird, so wird die Länge des
Siebhubes vergrößert, ;und somit werde; die mit Bezug auf die graphische Darstellung
erwähnten Effekte verstärkt.
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Das zu behandelnde Gut gelangt durch ein Rohr 43 in einen feststehenden,
ringförmigen Fülltrichter 44, welcher die Stange 21 einschließt. Durch das genannte
Speiserohr wird das zu behandelnde Gut tangential in den Fülltrichter eingeführt,
so daß es in demselben
rundherum gut verteilt wird. An dein Fülttrichter
ist am Boden eine Öffnung in Form eines kurzen Rohres 45 vorgesehen, durch welches
das Gut einem ringförmigen Trog 46 auf dem Siebe zugeführt wird.
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Das Wasser wird dem Setzkasten aus einem offenen Behälter 47 zugeführt,
in welchem ein bestimmter Wasserspiegel, beispielsweise durch ein Schwimmerventil
48 aufrechterhalten wird, wobei der Wasserspiegel durch Verstellen der Höhenlage
des Schwimmers mittels der Schraubenspindel 49 eingestellt werden kann. Von dem
genannten Behälter führt ein Rohr 5o nach einer Stelle des Setzkastens, wo der Querschnitt
genügend groß ist, so daß durch das Einfließen das Absetzen der Konzentrate nicht
schädlich beeinflußt wird; das Rohr ist auch mit einem konischen Deckel 51 versehen,
damit keine Konzentrate vom Siebe in das Rohr fallen können. In dem genannten Rohr
ist ferner ein Rückschlagventil 52 vorgesehen, durch welches verhindert wird, daß
Wasser aus dem Setzkasten nach dem Wasserbehälter durch die Schwingungen des Siebes
zurückläuft. Das Rohr 5o hat einen großen Durchmesser, so daß das Wasser aus dem
Tank leicht nach dem Setzkasten einfließen kann.
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Bei Inbetriebsetzung der Vorrichtung wird das zu konzentrierende Gut
durch das Rohr 43 dem Fülltrichter 44 zugeführt, von welchem es gleichmäßig in den
ringförmigen Trog 46 des Siebes eingespeist wird. Infolge der senkrechten Auf- und
Abwärtsbewegung des Siebes gleitet das Gut leicht nach der Peripherie des Siebes.
Das Konzentrat geht durch das Bett in den Setzkasten, während der Rückstand und
die Schlämme über den Rand 14 in den Trog 4 abfließen, wobei durch den Verschluß
ig verhindert wird, daß Rückstände in den Setzkasten an dieser Stelle eintreten.
Für die Gewinnung von Feinkonzentraten, wie denen aus pyritischen Golderzen, ist
ein Siebhub von etwa o,6 bis i,ö cm erwünscht, bei einer Frequenz von etwa 27o bis
300 vollen Auf- und Abwärtsbewegungen j e Minute.
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Infolge der förtlaufenden Beschleunigung des Siebes während des größten
Teiles seiner Abwärtsbewegung und seiner schnellen Umkehrung wird das Bett während
jeder Periode eine bedeutende Zeit gelüftet, so daß der Durchgang des Konzentrates
durch das Bett erleichtert und eine Verfilzung des Bettes bei kurzen Hüben und bei
Verwendung von wenig Schlämmwasser verringert wird. Infolge der schnellen Umkehrung
wird dabei auch das Schlämmwasser, welches in das Bett eingetreten- ist, leichter
nach unten als nach oben abgeshleudert, wodurch aber der Verb-tauch von Schlämmwasser
verringert wird. Auch werden in den Zwischenräumen nach unten gerichtete Strömungen,
durch welche vor allem die feinen Körnchen des wertvollen Minerals aus der Füllsbeinschicht
(ragging) in. den Setzkasten abgezogen werden, erzielt, ehe durch das Zusammenlagern
der Füllstücke die Körnchen eingeschlossen werden und unbeweglich geworden sind.
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Der Wasserspiegel in dem Behälter 47 wird so .eingestellt, daß er
im verlangten Ausmaße den nach abwärts gerichteten Wasserströmungen in dem Bett
entgegenwirkt, da diese Strömungen, wenn sie zu heftig sind, sonst sowohl Gangart
als auch Konzentrat in den Setzkasten mitnehmen. Da der Spiegel in dem Behälter
47 leicht konstant gehalten und eingestellt werden kann und durch den Verschluß
ig ein Undichtwerden bzw. Austreten von Wasser verhindert wird, kann diese Regulierung
genau durchgeführt werden.
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Ein wie vorstehend beschriebener Separator wurde zur Gewinnung von
Pyriten aus West Witwatersrand-Erzen benutzt. Der Separator wurde in der Leitung
der Rohrmühle angeordnet und behandelte das ganze Material aus der Mühle, nachdem
daraus die Stücke, welche größer als i,25 cm waren, entfernt worden waren.
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Die reine Siebfläche betrug etwa 4,20 qm. Die Geschwindigkeit betrug
275 Umdr.lMin. und der Siebhub o,95 cm. Das Bettfüllmaterial bestand aus einer Schweißofeneisenschlacke,
die gemahlen und so sortiert wurde, daß sie durch ein Sieb mit quadratischen Öffnungen
von etwa 0,48 cm Kantenlänge hindurchging und auf einem Sieb mit rechtwinkligen
Öffnungen von etwa 0,08 X 0,7 cm zurückgehalten wurde.
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Die behandelte Menge betrug 1315 t an festem Material je 24 Stunden
oder praktisch i t je Minute. Diese Menge entspricht etwa 29o t je Quadratmeter
Siebfläche in 24 Stunden.
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Die gesamte Wassermenge, welche in den Setzkasten eintrat, betrug
etwa 3621 je Minute, von welchen etwa 45 1 je Minute mit den-Konzentraten abgeführt
und die übrigen 3171 durch das Bett des Separators hindurchgingen; d. h. 3171 Wasser
je Tonne behandeltes Material oder 75 1 je Quadratmeter SiebflächelMinute.
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Das der Setzmaschine zugeführte Material enthielt 41 °/o Feuchtigkeit,
und die Rückstände, welche den Separator verließen, enthielten nur 51,2 0'Q Feuchtigkeit.
Das Konzentrat wurde aus dem Setzkasten mit einer Verdünnung von 2,221 Wasser je
i kg festes Material abgezogen (die Masse enthielt also 69 °1o Feuchtigkeit).
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Die Körnungsanalysen des der Setzvorrichtung zugeführten Gutes und
der reinen, aus dem Konzentrat des Setzkastens mittels einer
Handpfanne
(hand panning) abgeschiedenen Pyrite waren die folgenden:
| Reine Pyrite |
| Setzgut aus dem |
| Maschengröße in Konzentrat der |
| nTylern GeZVlChts- Setzvorrichtung |
| Konzentrat in |
| prozenteri Gewichtsprozenten |
| 1/2" 1 .. g"8 1/4" 1 ., 1,8 |
| - 1/s" + 48 Maschen 32,1 14,0 |
| - 48 + 100 - 38,2 43,2 |
| -ioo -E- 200 - 11,7 36,2 |
| -Zoo Maschen ...... 13,4 6,6 |
| 1oo,o I 1oo,o |
Es ist ersichtlich, daß mit der beschriebenen Setzvorrichtung mit Erfolg ein Setzgut
behandelt werden kann, das Teilchen von sehr verschiedener Größe enthält, und ein
Konzentrat erhalten wird, welches eine große Menge sehr feinen Pyrit enthält.
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Die mit dem Material der Mühle zugeführte Pyritmenge betrug
320 kg je Stunde. Die Menge des erzeugten Setzkonzentrats betrug i,2o t je
Stunde mit 16 °/o Pyrit, was einer Menge von 196 kg Pyrit je Stunde und somit einer
Ausbeute von 6i,2 °/o entspricht.
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Die festen Teilchen in der Masse, welche den Kreislauf verließen,
enthielten 1,5 °/o Pyrite, meist in so feiner Form, daß sie durch ein 2oo-Maschen-Sieb
hindurchgingen.