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Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung mittels Schwerflüssigkeit
aus in Schwebe gebrachten festen Stoffen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Trennen von Stoffen verschiedenen spei. Gewichtes durch
Eintauchen in eine Schwerflüssigkeit, welche aus einem Gemisch von Flüssigkeit,
z. B. Wasser, mit festen Stoffen in pulverförmigem Zustand und von höherem spez.
Gewicht als die Flüssigkeit, z. B. Sand, besteht.
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Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Aufbereitung
von Gut verschiedenen spez. Gewichtes mittels Schwerflüssigkeit, bei dein letztere
genügend hoch über dem Austragswehr für die aufschwimmenden leichten Bestandteile
steht, um diese zusammen mit möglichst geringen Mengen des festen Schwebemittels
aus dem Trennbehälter abzuführen. , Gemäß einer Ausführungsform einer Vorrichtung
zur Durchführung eines derartigen Verfahrens ist die Schwerflüssigkeit in bekannter
Weise in einem Behälter untergebracht, und die überströmende Flüssigkeit führt die
leichteren, an ihrer Oberfläche schwimmenden Bestandteilchen mit sich aus der Vorrichtung
heraus, während die abgeschiedenen, schweren Bestandteilchen in der Schwerflüssigkeit
herabsinken und am Behälterboden aufgefangen werden. Die Schwerflüssigkeit und das
oben schwimmende Wasser werden durch ein umlaufendes Rührwerk in Drehbewegung versetzt,
wodurch das Wandern der leichteren Bestandteilchen von der Zufuhrstelle nach einem
Abflußwehr begünstigt wird, über welches sie durch die überströmende- Schwerflüssigkeit
und das Wasser geleitet werden. Die leichteren Bestandteilchen wandern mithin in
einer ringförmigen Bahn, die beträchtlich größer sein kann als der Durchmesser des
Spiegels der Schwerflüssigkeit. Die abzuscheidenden schwereren Stoffe wandern ebenfalls
von der Zufuhrstelle nach dem Abflußwehr, dürfen letzteres jedoch nicht erreichen,
bevor sie tief genug in der Schwerflüssigkeit gesunken sind, um nicht über das Wehr
geleitet ' zu werden. Diese Sinktiefe kann beträchtlich größer als die Tiefe des
Wehres sein,-da unterhalb des Wehres ein Strudel gebildet wird, durch welchen Stoffe
über das Wehr geleitet werden, obgleich sie unterhalb der Höhe des Wehres gesunken
sind. Die Tiefe des Strudels hängt in hohem Maße von der des Wehres ab. Wenn jedoch
die leichteren Bestandteile auch Be-
Standteile großer Abmessungen
umfassen, muß das Wehr genügend tief sein, um ein Überströmen dieser großen 'Bestandteile
zu ermöglichen, und infolgedessen ist die Tiefe des Strudels und mithin auch die
Falltiefe der schwereren Bestandteile verhältnismäßig groß: Es ergibt sich dann
die Schwierigkeit, daß, wenn die schwereren Stoffe sehr kleine Teilchen enthalten,
diese unter Umständen nicht auf die verhältnismäßig große Tiefe sinken können, die
notwendig ist, um Gewähr dafür zu leisten, daß sie nicht über das Wehr abgeleitet
werden. Diese Schwierigkeit wird noch dadurch vergrößert, -daß die kleinen Teilchen
des schwereren Gutes das Bestreben haben, auf den großen Teilchen des leichteren
Gutes zu schwimmen.
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Der Zweck der Erfindung ist nun, ein Verfahren zu schaffen, durch
welches die oben angeführten Schwierigkeiten beseitigt werden und welches verhindert,
da;ß kleine Teilchen schweren Gutes mit dem leichten Gut über das Wehr abgeleitet
werden.
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Erreicht wird der angestrebte Zweck erfindungsgemäß dadurch, daß nur
die kleinen Bestandteile des Gutes getrennt von der, unmittelbar auf die Oberfläche
der Schwerflüssigkeit aufgegebenen großen Bestandteilen zusammen mit Wasser unterhalb
des Spiegels der Schwerflüssigkeit derart eingeführt werden, daß ihre spezifisch
leichten.Bestandteile in der dadurch an der Aufgabestelle verdünnten Schwerflüssigkeit
so tief herabsinken, daß sie erst auf ihrem Wege zum Austragswehr wieder aufsteigen,
wobei zusätzliche Schwebemittel, die als Ersatz für die über das Austragswehr abgeführten
Schwebestoffe dienen, von der Aufgabestelle für die kleinen Bestandteile entfernt
zugegeben werden.
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Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dient eine Vorrichtung
in bekannter Weise, bestehend aus einem Trennbehälter mit Austragswehr, unterhalb
der Oberkante des Wehres angeordneter Zufuhröffnung für das Gut mit Vorrichtung
zur Regelung der Weite der Öffnung sowie Einrichtung zur Zuführung des Schwebemittels
in den Trennbehälter, mit dem Kennzeichen, daß die Zufuhröffnung für das Gut im
Abstand von der Zufuhrstelle für das Schwebemittel angeordnet ist. Hinter der Zufuhrrinne
für die kleinen Bestandteile ist dabei oberhalb des Spie-. gels der Schwerflüssigkeit
eine Rinne für die Aufgabe der großen Bestandteile des Gutes angeordnet.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung dargestellt, und es ist Abb. i die
Draufsicht auf die Vorrichtung nach der Erfindung, Abb. 2 ein Schnitt nach der Linie
II-II der Fig. i, Abb. 3 ein Schnitt nach der Linie III-111 der Fig. a und .
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Abb. 4 eine schematische Ansicht des oberen Teiles des Behälters im
Schnitt und in größerem Maßstab.
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Die Hauptmerkmale der Erfindung lassen sich am besten an Hand der
Abb. 4 erläutern. Aus letzterer ist ersichtlich, daß ein Behälter i mit einer Zufuhröffnung
z und einem Abflußwehr 3 versehen ist. Zur Regelung der Größe der Zufuhröffnung
a unterhalb der Oberkante des Behälters i dient ein Schieber q.. Durch die Rinne
5 wird das von einer Rinne 6 zugeführte Gut geringer Korngröße in die Zufuhröffnung
z hineingeleitet. Ein mit Düsen versehenes Rohr 7 leitet Wasser so gegen die Zufuhröffnung
-, daß das Gut in den Behälter i hineingespült wird. Oberhalb des Behälters i befindet
sich eine Zufuhrrinne 8, um das gröbere Gut am oberen Rande in den Behälter i hineinzuleiten.
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Die Wirkungsweise der Erfindung soll im Verein mit der Behandlung
von Kohle nach dem Sandschwimm- und -sinkverfahren beschrieben werden. In dem Behälter
i befindet sich eine aus Sand und Wasser bestehende P lüssigkeitsmasse 9 mit darüber
schwimmender Wasserschicht io. Die Herstellung einer für die Zwecke der Erfindung
geeigneten Flüssigkeitsmasse ist bekannt und beispielsweise in der britischen Patentschrift
1i9 o38 beschrieben worden. Der Spiegel der von der Zufuhröffnung z nach dem Wehr
3 strömenden Flüssigkeitsmasse 9 liegt so hoch, daß diese Flüssigkeitsmasse zusammen
mit der Wasserschicht io über das Wehr 3 überströmt.
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Die zu behandelnde Kohle wird zunächst durch Sieben oder in anderer
Weise in kleine und große Bestandteilchen unterteilt. Die großen Bestandteile können
Abmessungen von 15o bis 18 mm und die kleinen Bestandteilchen Abmessungen von 18
bis 45 mm haben. Die großen Bestandteile werden dem Behälter oberhalb des Wasserspiegels
zugeführt und durch die Strömung nach dem Wehr 3 geleitet. Die leichten Kohleteilchen
schwimmen nahe der Oberfläche und strömen über das Wehr 3 ab. Die schweren Schieferkohleteilchen
u. dgl. jedoch sinken allmählich tiefer, so daß sie, wenn sie das Wehr 3 erreichen,
zu tief liegen, um über dessen Oberkante abzuströmen. Folglich sinken diese Teilchen.
auf den Behälterboden und werden dort in bekannter Weise gesammelt.
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Die kleinen Bestandteilchen ia werden der Rinne 5 zugeführt und von
dort durch das aus dem Rohr 7 ausströmende Wasser durch die Zufuhröffnung 2 hindurch
in den Behälter
i hineingespült. Das Wasser verdünnt die Flüssigkeitsmasse
nahe der Zufuhröftnung 2 so weit, daß sowohl die leichten als auch die schweren
Bestandteilchen gut unterhalb der Oberkante des Wehres 3 sinken. Die leichten Kohleteilchen
steigen alsdann `nieder in 'der Flüssigkeitsmasse und werden mit den großen Teilchen
leichter ,Kohle über das Wehr 3 abgeleitet. Die schweren Schieferkohleteilcheir
sinken weiter und werden zusammen mit den großen Schieferkohleteilchen am Behälter-Boden
gesammelt.
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Es ist somit ersichtlich, daß durch das Verfahren gemäß der Erfindung
die Schwierigkeit beseitigt wird, daß, wenn kleine Bestandteilchen der Oberfläche
der Flüssigkeitsmasse zugeführt werden, die schweren Bestandteilchen keine Zeit
haben können, genügend tief zu sinken, um zu verhindern, daß sie mit den leichten
Bestandteilchen über das Wehr abgeführt werden. Diese Schwierigkeit wird selbstverständlich
noch durch die Gegenwart großer Bestandteile vergrößert, dä erstens die kleinen
schweren Bestandteilchen auf den großen leichteti Bestandteilen schwimmen können
und zweitens das Wehr genügend tief sein muß, um das Überströmen großer leichter
Bestandteile zu ermöglichen. Aber selbst wenn keine großen Bestandteile vorhanden
sind, muß eine nennenswerte Flüssigkeitsmenge über dem Wehr stehen. Die Tiefe dieser
Flüssigkeitsmenge wird durch die Strömungsgeschwindigkeit bestimmt, die erforderlich
ist, um den Sand in der Flüssigkeitsmasse in der Schwebe zu halten.
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Bei der Durchführung des neuen Verfahrens wird dem Behälter an beliebiger
Stelle Sand zugeführt, um einen Ausgleich für die über das Wehr abfließende Menge
Sand zu schaffen. Der Sand darf jedoch dem Behälter nicht an der gleichen Stelle
wie die kleinen Bestandteilchen zugeführt werden, da dies den Zweck der Erfindung
durch Vergrößerung der Dichte der Flüssigkeitsmasse in der Nähe der Zufuhröffnung
2 vereiteln und zur Folge haben würde, daß alle kleinen Bestandteilchen augenblicklich
nach der Oberfläche gelangen. Für die Zwecke der Erfindung ist es von Bedeutung,
daß die Flüssigkeitsmasse am Einlaßende der kleinen Bestandteilchen verdünnt und
dadurch ihre Dichte verringert wird.
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Die Abb. i bis 3 zeigen einen Behälter gemäß der Erfindung vön kreisförmigem
Querschnitt. Die den Teilen der in Abb. q. veranschaulichten Vorrichtung entsprechenden
Teile sind in den Abb. i bis 3 mit dem gleichen Bezugszeichen belegt worden. Die
Flüssigkeitsmasse dreht sich hier in Richtung der in Abb. i veranschaulichten Pfeile.
Die Drehung der Flüssigkeit erfolgt in bekannter Weise durch nicht veranschaulichte
Rührwerke. Die durch die Rinnen 5 und 8 dem Behälter i zugeführte Kohle wandert
in Richtung der Pfeile nach dem Wehr 3. Eine Rinne 13 dient zur Zufuhr eines Gemisches
aus Sand und Wasser in den -Behälter i hinein, um die über das Wehr 3 abströmende
Menge der Mischung zu ersetzen. Die Rinne 13 ist, wie deutlich ersichtlich ist,
in genügendem Abstand von dem Wehr, jedoch näher diesem als die Rinne 5, angeordnet.
Der zugeführte Sand kann mithin keinen schädlichen Einfluß auf das anfängliche Sinken
der durch die Rinne 5 eingebrachten leichten Bestandteile ausüben.
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Die Erfindung kann auch im Verein mit dem rechteckigen Behälter gemäß
dem britischen Patent 415 881 verwendet werden, in welchem die Strömung anstatt
im Kreise in der Ouerrichtung erfolgt. Die Anwendung .ergibt sich ohne weiteres
aus obiger Beschreibung.