DE69616922T2

DE69616922T2 - Verfaren und Vorrichtung zum Aussortieren von schweren und leichten Materialteilchen

Info

Publication number: DE69616922T2
Application number: DE69616922T
Authority: DE
Inventors: Pentti Raura
Original assignee: Metso Panelboard Oy
Current assignee: Dieffenbacher Panelboard Oy
Priority date: 1995-09-18
Filing date: 1996-09-12
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2016-09-13
Also published as: CZ292303B6; FI98605B; CA2185735C; US5964355A; DE69616922D1; CN1154877A; FI954387A0; FI98605C; CZ274096A3; JPH09103743A; EP0763383A3; ES2167512T3; RU2185886C2; EP0763383B1; PT763383E; EP0763383A2; ATE208659T1; CN1106222C; CA2185735A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, wie es in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist, zum Trennen schwerer Materialteilchen von leichteren, bspw. in der Mineral-Trenntechnologie oder zum Abtrennen von Verunreinigungen aus pulverförmigem oder zerkleinertem Material, wie z. B. Schnitzel- oder Fasermaterial. Die Erfindung betrifft zudem einen Vorrichtung, wie sie in Anspruch 6 definiert ist.
Beispiele pulverförmiger oder zerkleinerter Materialien sind verschiedene bei der Herstellung von Spanplatten oder Faserplatten und dergleichen verwendete Fasern, Späne und Holzschnitzel. Bei der Herstellung derartiger Platten wird zunehmend Abfallmaterial verwendet. Dies hat zu einem Bedarf geführt, Verunreinigungen aus den bei der Plattenherstellung verwendeten Materialien zu entfernen. Derartige Verunreinigungen beinhalten verschiedene Minerale, Steine, Sand etc. Es sind Lösungen bekannt, bei denen Verunreinigungen von Materialien durch einfache Verwendung eines Luftstromes abgetrennt werden. Diese Lösungen haben die Nachteile eines hohen Energieverbrauchs und von Staubemissionen. Darüber hinaus können bei einer auf der Verwendung eines Gasflusses basierenden Reinigung sehr kleine Verunreinigungen nicht wie gewünscht entfernt werden, was zu einem nicht zufriedenstellenden Reinigungsergebnis führt.
In der Mineral-Trenntechnologie ist ein bekanntes Verfahren Trockensetzen oder Pulstrennung. Bei der Pulstrennung werden kurze Gasstöße von unten auf ein auf einer für Gas durchlässigen Transportfläche strömendes Material aufgebracht. Der anhebende Effekt des Gasstoßes auf ein schwereres Teilchen ist wegen der geringeren Beschleunigung desselben geringer als der auf ein leichteres Teilchen. Daher sinken die leichteren Teilchen, die während des Gasstoßes höher aufgestiegen sind, während der Zeit zwischen den Gasstößen langsamer herunter und werden in dem oberen Bereich der Materialschicht konzentriert. Die schwereren Teilchen werden in dem unterem Teil der Schicht angehäuft. Um die Schichten zu trennen, müssen sie von dem Aufgabeende der Trägeroberfläche in Richtung deren Abgabeende bewegt werden. Diese Bewegung wird bspw. durch Verwendung einer gerichteten Schwingung erreicht, und die Trennung wird bspw. am Abgabeende vorgenommen, indem ein Trennmesser bzw. davor eine Schraube verwendet wird, welche die Bodenschicht zu einer Seite der Vorrichtung bewegt. Die Trennung der vorgenannten Schichten wurde anhand der höchsten Mineralquantität festgelegt. In diesem Fall beträgt der Mineralanteil der Bodenschicht für gewöhnlich nur 10-50%, was bedeutet, daß eine weitere Anreicherung erforderlich ist.
Die FR-A 1388033 und die GB-A 344802 offenbaren Anreicherungsvorrichtungen mit einem geneigten, für Luft durchlässigen Endlosriemen, durch den Luft geblasen wird. Der Riemen wird nach oben in Richtung der Neigung bewegt, wodurch die schwereren Teilchen sich nach oben bewegen und leichtere Teilchen nach unten. Die Funktion dieser Vorrichtungen basiert auf dem großen Neigungswinkel. Dies hat jedoch gewisse Nachteile, da das schwerere Material dazu neigt, massiv nach unten zu rollen, was die Vorrichtung weniger effizient macht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein vollständig neues Trennverfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche die Nachteile der Lösungen des Standes der Technik beseitigen.
Die Erfindung ist durch dasjenige gekennzeichnet, was in den Ansprüchen angegeben ist.
Die Lösung der Erfindung hat zahlreiche deutliche Vorteile. Mit dem Verfahren und der Vorrichtung der Erfindung wird eine sehr gute Trenneffizienz erzielt. Indem ein Führungselement, wie bspw. eine Wand, oberhalb der Transportfläche bereitgestellt wird, wird auch dann eine sehr gute Trenneffizienz erzielt, wenn eine horizontale Transportfläche verwendet wird. Dadurch, daß die Wand mit einem Regulationselement versehen ist, wird eine sehr gute Veränderbarkeit des Gasflusses an dem Materialaufgabepunkt erreicht. Die Transportfläche kann auch in anderen Positionen als einer horizontalen Position eingestellt werden. Eine sehr vorteilhafte Konstruktion wird erreicht, indem ein für Gas durchlässiger Riemenförderer als Transportfläche verwendet wird. Durch Verwirklichung der Transportfläche in Form eines Riemenförderers, welcher für Luft durchlässig ist und sich in Richtung der Neigung nach oben bewegt, wird eine sehr gute Trenneffizienz erzielt. Die Trenneffizienz kann noch weiter gesteigert werden, indem zusätzliches Einblasen und/oder eine Druckdifferenz verwendet werden. Indem die Transportfläche mit Vorsprüngen versehen wird, kann deren Transporteffizienz gesteigert werden. Die Trenneffizienz kann noch weiter verbessert werden, indem der Raum unterhalb der Transportfläche in verschiedene Abschnitte unterteilt wird, bspw. mittels Abtrennungen, so daß, falls erforderlich, an jeden Abschnitt ein unterschiedlicher Gasstoß oder Gasdruck angelegt werden kann.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine Vorrichtung der Erfindung in vereinfachter Seitenansicht zeigt,
Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung der Erfindung in vereinfachter Seitenansicht zeigt und
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter Seitenansicht zeigt.
Die Vorrichtung der Erfindung weist eine für Gas durchlässige Transportfläche 1 auf, auf der zu behandelndes Material aufgebracht wird. Die Bewegung der Transportfläche 1 ist vorrangig eine Bewegung in eine Richtung, und sie kann kontinuierlich oder unterbrochen sein. Die Transportfläche kann sich auch über eine gewisse Entfernung bewegen und dann zu ihrer Ausgangsposition zurückkehren. Die Transportfläche 1 ist vorzugsweise ein Endlosriemen, der in eine durch die Pfeile dargestellte Richtung bewegt wird. Unterhalb der Transportiläche 1 sind Mittel 3, 4 zum Erzeugen von Gasstößen P und Aufbringen derselben durch die Transportfläche 1 hindurch auf den Materialfluß angeordnet. Die Mittel zum Erzeugen von Gasstößen P weisen eine unterhalb der Transportfläche 1 angeordnete Kammer 3 auf, in welche Kammer Gas eingebracht wird und deren der Transportfläche 1 gegenüberliegende Wand mindestens eine Öffnung aufweist, sowie mindestens ein Ventilelement 4 zum Regulieren und/oder Schließen des durch die Öffnung/Öffnungen durchtretenden Gasflusses, wodurch die Gasstöße erzeugt werden.
Gemäß dem Verfahren der Erfindung wird zu sortierendes Material 2 auf die für Gas durchlässige Transportfläche 1 aufgegeben, und Gasstöße P werden durch die Transportfläche 1 hindurch auf das Material aufgebracht, was bewirkt, daß sich schwerere Teilchen in die am nächsten zu der Transportfläche gelegene Zone bewegen. Die Transportfläche wird hauptsächlich in eine Richtung bewegt, um die schweren Teilchen R zu bewegen, während die leichteren Teilchen K hauptsächlich durch die Wirkung der Neigung der Transportfläche 1 und/oder des Gasflusses in eine im wesentlichen von der Hauptbewegungsrichtung der Transportfläche 1 verschiedenen Richtung weitergeleitet werden.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel verwendet ein Führungselement 7, wie bspw. eine Wand 7, die in einem optionalen Winkel oberhalb der Transportfläche angeordnet ist, um den Gasstrom der Gasstöße P in dem Raum zwischen der Wand 7 und der Transportfläche 1 zu leiten. Die Wand ermöglicht, daß das Gas der Gasstöße verwendet werden kann, um die leichtesten Teilchen K, wie bspw. Schnitzel und Fasern, zu transportieren. In dieser Figur leitet die Wad 7 den Gasstrom nach links, wie dies durch die Pfeile dargestellt ist.
In Verbindung mit der Wand ist, vorzugsweise an dem Punkt der Materialaufgabe, ein Regulationselement 8 zum Regeln des Gasstroms angeordnet. Das Regulationselement 8, vorzugsweise ein plattenförmiges Element, ist besonders ausgelegt, um die Geschwindigkeit des Gasstroms an dem Punkt der Materialaufgabe zu steuern.
Das Ventilelement 4 ist so ausgestaltet, daß es, wenn es sich in der geschlossenen Stellung befindet, nicht zuläßt, daß eine signifikante Gasmenge aus der Kammer 3 durch die der Transportfläche gegenüberliegende Öffnung strömt. In der Offenstellung des Ventilelements kann Gas aus der Kammer über die Öffnung und durch die Transportfläche strömen.
Die Vorrichtung der Erfindung arbeitet wie folgt:
Das zu behandelnde Material 2, welches Teilchen von schwerem und leichterem spezifischen Gewicht enthält, wird auf die Transportfläche 1 aufgegeben. Kurze, anhebende Gasstöße P werden durch die Transportfläche 1 auf den Materialstrom aufgebracht. Der Gasstoß P hat wegen der geringeren Beschleunigung der erstgenannten eine geringere anhebende Wirkung auf ein Partikel R mit schwererem spezifischen Gewicht, als es diese auf ein Teilchen K mit leichterem spezifischen Gewicht hat. Die leichteren Teilchen K, welche während des Gasstoßes P höher aufgestiegen sind, werden mit dem durch die Wand 7 geleiteten Gasstrom mitgeführt und fallen während der Unterbrechung in einigem Abstand in der Richtung des geführten Gasstroms herab. Folglich werden als ein Ergebnis von wiederholten Gasstößen P die leichteren Teilchen K schneller in Richtung des Gasstroms weitergeleitet als die schwereren Teilchen R. Wenn die Transportfläche ein Riemen 1 ist, welcher für Gas durchlässig ist und sich entgegen dem Gasstrom mit einer Geschwindigkeit bewegt, die geringer ist als die Geschwindigkeit der sich in Richtung des Gasstroms bewegenden leichten Teilchen K, jedoch höher als die korrespondierende Geschwindigkeit der schweren Teilchen R, werden die leichten Teilchen von dem Gasstrom getragen (in der Figur nach links), wohingegen die schweren Teilchen R von dem Riemenförderer 1 (in der Figur nach rechts) getragen werden. Auf diese Weise werden Teilchen mit schwererem spezifischen Gewicht von leichteren Teilchen getrennt. Leichte Teilchen K werden so von der Transportfläche 1 über deren eines Ende (linkes Ende in der Figur) entfernt, während schwerere Teilchen R über das gegenüberliegende Ende (das rechte Ende in der Figur) entfernt werden.
Die Gasstöße P werden durch Zuführen von Gas, vorzugsweise Luft, in die Kammer 3 unterhalb der Transportfläche 1 und Verwenden eines Ventilelementes 4 zum wiederholten Unterbrechen des von unten auf die Transportfläche 1 gerichteten Gasstromes erzeugt. Typischerweise werden Gasstoßpulse bspw. in einer Rate von 1-10 Pulsen/Sekunde erzeugt. Die Dauer eines Gasstoßes beträgt typischerweise 10-50% der Pulsdauer.
Fig. 2 zeigt ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Gasstöße P in einer von der Vertikalen abweichenden Richtung, vorzugsweise in einer schräg entgegen die Bewegungsrichtung der Transportfläche 1 verlaufenden Richtung, angelegt werden. Die leichteren K und schwereren R Teilchen verhalten sich typischerweise in einer dem in Fig. 1 dargestellten Fall entsprechenden Weise. Natürlich ist es bei diesem Ausführungsbeispiel ebenso möglich, eine Wand 7 als ein Mittel zum Lenken des Gasstroms zu verwenden.
Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Vorrichtung enthält eine geneigte, für Gas durchlässige Transportfläche 1, auf welche das zu sortierende Material aufgegeben wird, vorzugsweise vom oberen Ende her. Die Transportfläche 1 ist vorzugsweise ein geneigter, in der durch die Pfeile angezeigten Richtung angetriebener Endlosriemen, wobei der Riemen in dem geneigten Abschnitt in einer nach oben gerichteten Richtung bewegt wird. Unterhalb der Transportfläche 1 sind die Mittel 3, 4 zum Erzeugen von Gasstößen und Aufbringen derselben durch die Transportfläche 1 hindurch auf den Materialstrom angeordnet.
Die Vorrichtung der Erfindung arbeitet wie folgt:
Material 2 mit Teilchen von schwererem und leichterem spezifischen Gewicht werden von deren oberen Ende her auf die Transportfläche 1 aufgegeben. Kurze anhebende Gasstöße P werden durch die Transportfläche 1 hindurch auf den Materialstrom aufgebracht. Der Gasstoß P hat wegen der geringeren Beschleunigung der erstgenannten eine geringere anhebende Wirkung auf ein Partikel R mit schwererem spezifischen Gewicht, als es diese auf ein Teilchen K mit leichterem spezifischen Gewicht hat. Auf der geneigten Transportfläche 1 fallen die leichteren Teilchen K, welche während des Gasstoßes P höher aufgestiegen sind, während der Zeit zwischen den Gasstößen in einigem Abstand in der Richtung der Neigung herab. Folglich werden als ein Ergebnis von wiederholten Gasstößen P die leichteren Teilchen K schneller in Richtung der Neigung weitergeleitet als die schwereren Teilchen R. Wenn die Transportfläche ein Riemenförderer 1 ist, welcher für Gas durchlässig ist und sich in Aufwärtsrichtung der Neigung mit einer Geschwindigkeit bewegt, die geringer ist als die Geschwindigkeit der sich in Abwärtsrichtung der Neigung bewegenden leichten Teilchen K, jedoch höher als die korrespondierende Geschwindigkeit der schweren Teilchen R, bewegen sich die leichten Teilchen nach unten, wohingegen die schweren Teilchen R sich nach oben bewegen. Auf diese Weise werden Teilchen R mit schwererem spezifischen Gewicht von leichteren Teilchen K getrennt. Leichte Teilchen K werden so von der Transportfläche 1 über deren unteres Ende entfernt, während schwerere Teilchen R über das obere Ende entfernt werden.
Darüber hinaus kann die Transportfläche 1 in Abschnitte unterteilt werden, bspw. mittels unterhalb derselben angeordneten Trennelementen, was es ermöglicht, falls erforderlich, einen unterschiedlichen Gasstoß an jeden Abschnitt anzulegen. Auch kann der Gasdruck unterhalb der Transportfläche von Abschnitt zu Abschnitt variieren. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es ebenso möglich, eine Führungswand 7 und/oder gerichtete Gasstöße wie in Fig. 2 zu verwenden. Mit diesen Lösungen können die Trennkapazität und -effizienz der Vorrichtung noch weiter verbessert werden.
Indem der Riemen des Riemenförderers 1 mit von der Oberfläche des Riemens vorstehenden Vorsprüngen 9 versehen wird, kann die Transporteffizienz des Riemens und damit auch die Trennkapazität der Vorrichtung gesteigert werden. Zudem verhindert dies, daß schwere Materialien, wie bspw. Sandkörner, entlang der geneigten Oberfläche herab rutschen. Die Vorsprünge 9 können typischerweise aus Rippen oder dergleichen, die sich vorzugsweise über die gesamte Breite des Riemens erstrecken, gebildet sein. Bei einer typischen Anwendung sind die Rippen auf dem Riemen in Abständen von etwa 10-100 mm, bspw. 30 mm, angeordnet. Die Rippenhöhe beträgt etwa 0,5-10 mm, vorzugsweise 1-3 mm. In dem in der Figur gezeigten Fall wird der Riemen 1 mittels Rollen 10 bewegt, von denen mindestens eine eine Antriebsrolle ist.
Die Trenneffizienz kann noch weiter gesteigert werden, indem zusätzliches Einblasen 5 zum Befördern der leichteren Teilchen verwendet wird. Eine Druckdifferenz kann auch verwendet werden, um die Trenneffizienz zu steigern.
Einem Fachmann ist klar, daß die Erfindung nicht auf die Beispiele ihrer oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern daß sie statt dessen innerhalb des Schutzbereichs der nachfolgend angegebenen Ansprüche verändert werden kann. So kann die Erfindung, anstelle für die Abtrennung von Verunreinigungen von Schnitzel- oder Fasermaterial eingesetzt zu werden, auch in anderen Trennanwendungen verwendet werden. Die Transportfläche kann in einer horizontalen Stellung oder einer in irgendeiner Richtung von der Horizontalen abweichenden Stellung angeordnet werden.

Claims

1. Verfahren zum Trennen schwerer Partikel eines Materials von leichteren Partikeln, bspw. zum Abtrennen von Verunreinigungen aus pulverförmigen oder zerkleinertem Material, wie bspw. Fasern oder Schnitzeln, bei welchem Verfahren das zu behandelnde Material (2) auf eine für Gas durchlässige Transportfläche (1) gegeben wird und Gasstöße (P) durch die Transportfläche (1) auf das Material gegeben werden, welche bewirken, daß schwerere Partikel sich näher an die Transportfläche (1) heran bewegen, und bei dem die Transportfläche (1) in einer Bewegungsrichtung bewegt wird, um die schweren Partikel (R) zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasstöße (P) in einer Richtung angelegt werden, die schräg zu der Bewegungsrichtung der Transportfläche (1) verläuft und/oder daß die Gasstöße (P) mittels eines Führungselementes (7), wie bspw. einer Wand, geführt werden und daß der Gasfluß kontrolliert wird, wobei die leichteren Partikel (K) in einer von der Hauptrichtung der Bewegung der Transportfläche (1) abweichenden Richtung gefördert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasfluß mittels eines Regulationsmittels (8) und/oder zusätzlicher Gasstöße (5) kontrolliert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportfläche (1) mit einer Geschwindigkeit bewegt wird, die niedriger ist als die Geschwindigkeit der leichten Partikel (K) in einer Richtung entgegen der Hauptbewegungsrichtung der Transportfläche (1), jedoch höher als die Geschwindigkeit der schweren Partikel (R) in einer Richtung entgegen der Hauptbewegungsrichtung der Transportfläche.

4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der leichten Partikel (K) durch Verwendung zusätzlicher Gasstöße (5) und/oder einer Druckdifferenz erhöht wird.

5. Vorrichtung zum Trennen schwerer Partikel eines Materials von leichteren Partikeln, bspw. zum Abtrennen von Verunreinigungen aus pulverförmigen oder zerkleinertem Material, wie bspw. Fasern oder Schnitzeln, mit einer für Gas durchlässigen Transportfläche (1), auf die das zu behandelnde Material (2) gegeben wird, ebenso wie einem Mittel zum Aufbringen von Gasstößen (P) durch die Transportfläche (1) auf das zu behandelnde Material (2), wobei die Transportfläche (1) so gestaltet ist, daß sie sich in eine Bewegungsrichtung bewegt, um die schweren Partikel (R) zu bewegen, und mit einem Mittel zum Verbringen der leichteren Partikel (K) in einer von der Hauptbewegungsrichtung der Transportfläche (1) abweichenden Richtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Bewegen der leichteren Partikel (K) eine unter einem optionalen Winkel oberhalb der Transportfläche (1) angeordnete Wand (7) oder ein Äquivalent aufweist, um die Gasstöße (P) zu leiten, und/oder daß die Gasstöße (P) in einer von der Vertikalen abweichenden Richtung angelegt werden und daß Regulationsmittel (8) zum Steuern des Gasflusses angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Transportfläche (1) und der Wand (7) ein Raum befindet, in dem die Gasstöße (P) die leichteren Partikel (K) antreiben.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportoberfläche (1) ein für Gas durchlässiger Endlosriemen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportfläche (1) ansteigend verläuft.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Erzeugen von Gasstößen (P) eine Kammer (3), in die Gas geführt wird, und deren der Transportfläche (1) gegenüberliegende Wand mindestens eine Öffnung aufweist, sowie mindestens ein Ventilelement (4) aufweist.