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Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von Mineralien mittels Schwertrübe
Es@ist bekannt, Mineralien, z. B. Kahle, in Setzmaschinen" und Stromrinnen mit Wasser
als Trennmittel aufzubereiten, indem man aus denn vorgeschichteten Gut die schweren
Bestandteile am Bodens der Kästen abzieht und ein leichtes Gut als Überlauf am Ende
der Vorrichtung gewinnt. Die Trennung der verschiedenen Bestandteile ist dabei aber
ungenau, unter anderem aueh deshalb, weil die leichten Gutteile einen :langen Weg
bis zum Austrag zurücklegen müssen und sich dabei zum Teil wieder mit Teilen von
höherer Wichte vermischen. Außerdem ist die Trennung der verschiedenen schweren
Gutteile im Wasser als Trennmittel nicht scharf genug, und die einzelnen Erzeugnisse
enthalten noch Fehl-Erzeugnisse, z. B. sind in den Bergen und- dem Mittelgut noch
mehr oder minder große Mengen Kohle enthalten. Dabei wirkt sich der Feh-lgutanteil
im Mittelgut, vor allem aber in. den Bergen, besonders nachteilig aus, weil es sich
hierbei um endgültige Kohlenverluste handelt.
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. Am wenigsten genau ist die Trennung bei Anwendung von Stromrinnen.
Diese haben jedoch den Vorteil, wenig Raum zu hea.nspruchen, außerdem sind sie in
ihrer Bauweise auch einfach und betriebssicher. Sie benötigen an sich 'keine maschinellen
Einrichtungen, wie z. B. die Setzmaschine, ein Vorteil, der indessen dadurch mehr
oder weniger aufgewogen wird, daß der Trennung in der Stromrinne eine enge Vorklassierung
des Gutes in bezug auf die Korngröße vorangehen muß, um eine befriedigende Schichtenbildung
zu sichern. Die Setzmaschine: bereitet hingegen auch Gut von stark unterschiedlicher
Korngröße auf, z. B. Kohle mit einer Körnung von o,5 bis io mm. Allerdings ist dabei
der Feblkornanfall besonders .in den Bergen, und im Mittelgut erheblich. °
Man
hat vorgeschlagen, Stromrinne und Setzmaschine Mit-einander zu vereinigen, um die
eigentümlichen Vorteile beider Aufbereitungsverfahren auszunutzen. Auch eine solche
vereinigte Anisendung von Stromrinne und Setzmaschine beseitigt aber nicht den Nachteil,
daß die gewonnenen Erzeugnisse eine erhebliche Menge Fehlkorn enthalten. Zur Aufbereitung
von Mineralien finden ferne die sogenannten Schwerev erfahren Anwen-., dung, bei
denen das aufzubereitende Gut in einer aus einer wäßrigen Aufschwemmung eines feirikörnigenStoffes
bestehenden Schwerflüssigkeit von erhöhter Wichte eingetaucht wird. Die sch"veren
Bestandteile des Gutes sinken dabei zu Boden. Die Trennung des Gutes im Anteile
von verschiedener Wichte ist hierbei gut und der Fehlkornanfall entsprechend gering.
Nachteilig ist jedoch, daß an jedem der ausgetragenen Erzeugnisse eine mehr oder
weniger große Menge der feinkörnigen Beschwerungsstoffe haftenbleibt und von ihnen
in umfangreichen Rückgewinnungsanlagen getrennt werden muß. Je feinkörniger das
aufzubereitende Gut ist, um so größer ist die Menge der anhaftenden Schwertrübe,
so daß die Rücksicht auf die dann erforderlichen sehr großen Rückgewinnungsanlagen
die Verwendung von Schwereverfahren für feinkörniges Au:fibereitungsgut unwirtschaftlich
macht. Dazu kommt, daß im allgemeinen die Schwereverfahren praktisch nur für Gut
über etwa 5 mm Korngröße wirkungsvoll angewendet werden können, weil die Gesetze
der Gl@eiclifälliglceit in Trenminitteln schwerer als Wasser für kleinere Korngrößen
nicht mehr Gültigkeit haben. Dieser -Nachteil gilt auch für jene bekannte Ausführungsform
des Schwereverfalirens, bei welcher das Gut in einer Setzmaschine oder :einem Trogwäscher
mittels einer Schwertrübe aufbereitet wird, weil auch dort das Gut in die Aufschwemmung
völlig eingetaucht ist. Für die Aufbereitung von feinkörnigem Gut hat sich daher
bis jetzt, abgesehen von vereinzelten Sonderverfahren, die Verwendung von Wasser
als Trennmittel allgemein durchgesetzt. Es ist ferner bekannt, hinter jedem Setzlasten
die oberste Gutschicht abzuschöpfen.
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Die Erfindung betrifft ein Aufbereitungsverfahren und zu dessen Ausführung
dienende Vorrichtungen, mit welchen unter Anwendung eines Trennmittels, das schwerer
als Wasser ist, die den b@elcannten Verfahren anhaftenden Nachteile vermieden und
bessere Ergebnisse erzielt werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird miteinander vereinigt der
Aufbereitungsvorgang in einer Stromrinne und in Setzmaschinenküsten mit Flüssigkeitsaufströmen
und Schwertrüben. Dies geschieht dadurch, daß in hintereinander angeordneten Set.zmaschinenkästen,
die auch rinneriartig miteinander verbunden sein können, durch Zusatz von feinkörnigen
Beschwerungsstoften zu einer Flüssigkeit Schwertrüben verschiedener regelbarer Wichte
gebildet «-erden. Dabei erfolgt die Einstellung der Schwertrüben in den eirnzelnen
Kästen so, daß durch Yliissigkeitsaufströme und Pulsbewegungen die Beschwerungsstoffe
in einer. bestimmten Höbe so in Schwele gehalten werden, daß sie sich mit dem aufzubereitenden
Gut nicht völlig vermischen und teilweise im unteren Teil der Rinne weitergleiten
köi:iien. Das in der Rinne vorgeschichtete aufzufereiten(1e Gut gleitet dann Tiber
die Schwertrübe unter Abgabe der jeweils spezifisch schwersten Bestandteile hinweg,
wobei noch vorgesehen werden kann, d'aß hinter jedem Setzkasten die oberste leichte
Schicht des Gutes in geeigneter `'eise und gewünschter Menge a9)-gezogen werden
kann.
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Da in der rinnenartigen Verbindung eine schwerstofffreie oder -arme
Fliissigkeit enthalten und das in der Rinne vorgeschichtete Gut also nicht völlig
in die Schwertrübe eingetaucht ist, ergibt sich der Vorteil, claß z. B. in der rinnenartigen
Verbindung die Vorschichtung des aufzubereitenden Gutes wirkungsvoll vorbereitet
wird, daß in den Setzkästen im oberen Teil die nornial:n Arbeitsbedingungen einer
Setziiiaschine finit schwerstofffreiem Trennmittel vorliegen und damit auch feinkörniges
Gut (z. B. unter 5 inne) wirkungsvoll aufbereitet werden kann, während durch die
VerNverrlung eines Trennmitt;ls schwerer als Wasser, das nur in einer bestimmten
Hölie gehalten wird, die Ausscheidung der Bestandteile von höherer Wichte als der
in den einzelnen Setzkästen eingestellten Schwertrübe praktisch ' felilkornfrei
erfolgt. Denn von dem in der rinnenartigen Verbindung vorgeschichteten Gute kommen
nur die unteren. verhältnismäßig schweren Schichten mit der Schw.°retrübe bzw. den
feinkörnigen Beschwerungsstoffen in unmittelbare Berührung, so claß sie, soweit
sie schwerer sind als dis Wichte der einzelnen Schwertrübe, darin absinken, während
die leichteren Bestandteile von einer praktisch schwerstoffarmen Flüssigkeit weitergetragen
werden:, Es ergibt sich daraus der Vorzug, daß der grölte Teil des aufzubereitenden
Gutes nicht mit Beschwerungsstoffen behaftet wird. Durch die Hintereinanderschaltung
mehrerer Setzkästen mit Trüben verschiedener Wichte wird' auf die fortschreitende
Änderung der Aufbereitungshedingungen Rücksicht genommen, und es können als absinkendes
Gut jeweils Erzeugnisse von verschiedener Wichte praktisch
fehlkorn.frei
gewonnen werden. Man gewinnt Berge und, Mischgut von jeder gewollten Wichte und
vermeidet die schädlichen Kohlenverluste. Da die Kästen auch noch in an sich bekannter
Weise in ihrer Breite abnehmen können und die Gesamtvorrichtung sich damit stufenförmig
verschmälert, wird die Schichtenbildung besonders günstig unterstützt. Durch den.
Abzug der obersten Schichten unmittelbar hinter den Setzkästen gewinnt man Erzeugnisse,
die die leichtesten und` reinsten Schichten darstellen und- praktisch schwerstofffrei
sind, so daß dadurch die Wiedergewinnungsanlagen für Schwerstoffe wesentlich verringert
sind.
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In den einzelnen Kästen kann die Einstellung der Wichte und der Höhe
der Schwer-. trübe durch Regelung der Flüssigkeitsaufströme erfolgen und außerdem
durch irgendeine hin und her gehende Bewegung. Dabei kann man so vorgehen, daß die
Saug- und Druckwirkung der Pulsbewegung gelegentlich durch die Umstellung des Flüssigkeitsaufstrounes
geändert wird. Man erhält dann die Möglichlkeit, Schwebegut, das ungefähr die gleiche
Wichte wie die Schwertrübe hat, entweder nach oben oder nach unten abzuziehen und
damit eine Anreicherung an Schwebegut in den Setzkästen zu verhindern.
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In dem rinnenartigen Teil, der zwischen: den einzelnen Setzkästen
liegt, können außerdem noch von unten Flüssigilceitsaufströmungen zugegeben werden.
Im rinnenartigen 'feil erfolgt in bekannter Weise ein,: Vorschichtung. Durch Zugabe
weiterer Flüssigkeitsströme und dadurch, -d'aß man noch Beschwerungsstoffe am Boden
des rinnenartigen Teiles weitergl.eiten läßt, kann bewirkt werden., daß nur die
schwersten Teile dies aufzubereitenden Gutes am Boden der Rinne bleiben. Alle leichteren
Gutteilchen, die in einer Stromrinne sehr leicht zwischen den schweren Teilen eingelagert
und mitgerissen werden, werden durch dieses Verfahren nach oben- verdrängt. Beim
Übergang zum Setzkasten> gelangt das Aufbereitungsgut an die Grenzschicht der Schwertrübe,
und in der Grenzschicht werden leichte Gutteilchen, die noch von den. schweren Teilchen
mitgerissen wurden, zwangsweise nach o:bbn verdrängt, weil sie in der Schwertrübe
nicht absinken können.
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Die für das Verfahren benutzte Vorrichr tung besteht aus in gewissen
Albständen rinnenartig miteinander verbundenen Setzmasch.inenkästen, in denen das
Trennmittel in der jeweils, gewünschten Beschaffenheit erzeugt wird, oder sie kann
auch aus unmittelbar aneinander angeschlossenen Setzmaschinenkästen gebildet sein.
Jeder Kasten besitzt eine Einrichtung zur Zuführung der Trennflüssigkeit und zur
Regelung der Menge und, Stärke des Flüssigkeitsstromes, so daß in dem Kasten durch
Zusatz feinkörniger Beschwerungsstoffe ein Trennmittel bestimmter Wichte gebildet
und bis zu einer bestimmten einregelbaren Höhe eingestellt werden kann. Die obere
rinnenartige Verbindung der Setzkästen, in der sich eine schwerstofffrei-e odrer
-arme Flüssigkeit befindet, dient der Vorschichtung des aufzubereitenden Gutes bzw.
der Beibehaltung der einmal bewirkten Schichtenbildung, ein. Vorgang, der der Setzarbeit
zugute kommt. Die rinnenartige Verbindung hat dabei hinter jedem Kasten verstellbare,
bei Rinnenwäschen bekannte -Abzugsvorrichtungen, in welche jeweils@ die oberste
und leichteste Schicht des Aufbereitungsgutes abgezogen werden kann.
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Die Einstellung der Wichte des Trenn,-mittels erfolgt in jedem Kasten
durch: Zufuhr von Beschwerungsstoffen undt Anwendung einer angepaßten, aufwärts
gerichteten Flüssigkeitsströmung, welche die Beschwerungsstöffe in der Schwebe hält,
so daß eine Schwertrübe entsteht, die durch die Einregelung der Stärke des Flüssigkeibsaufstromes
auf eine einregelbare Höhe gebracht wird. Dadurch besteht über dieser Schwertrübe
eine schwerstoffarme Fliüssigkeit, in welcher die leichten Teile des aufzubereitenden
Gutes, die von dieser Flüssigkeit getragen werden, praiktisch frei von Besch,werungsstoffen
bleiben. Die Beschwerungsstoffe können eine solche Körnung aufweisen, daß sie sich
schnell von den Erzeugnissen ablösen und, durch Absetzen zurückgewinnen lassen.
Man kann eine gemeinsame Rückgewinnung der Beschverurngss.toffe aller Kästen oder
aber eine Rückgewinnung der B.eschiwerungsstoffe der einzelnen Kästen in getrennten
Behältern vorsehen. In letzterem Falle kann die Rückführung der Beschwerungsstoffe
jeweils zu dein zugehörigen Kasten oder auch zu anderen, beispielsweise benachbarten
Kästen oder in die rinnenartige Verbindung erfolgen.
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Die Schichtung des Gutes und das In-der-Schwebe-Halten des Beschwerungsstoffes
in den Kästen kann durch eine in an sich bekannter Weise erzeugte hin und: her gehende
Bewegung der Flüssigkeit gefördert werden. Um die erzielte Schichtung in der gesamten
Vorrichtung trotz dem Abführen von Aufbereitungsgut und Trennstoffen möglichst aufrechtzuerhalten,
kann man in an, sich bekannter Weise die Breite der Rinne und der Kästen nach dem
Ende der Vorrichtung hin abnehmen, lassen.
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Dadurch erreicht man einen besonderen Zweck
Die Beschwerungsstoffe,
die man in den rinnenartigen Verbindungsteil' aufgibt oder die man. aus den einzelnen
Kästen übertreten läßt, gleiten am Boden des Rinnenteiles entlang. Es sind Vorrichtungen
vorgesehen, durch die man: dem Rinnenbaden Flüssigkeit zuführen kann. Diese Flüssigkeitsströme
werden aber nur so stark gehalten, daß sie kein Hochtreiben der Besch,werungsstoffe,
sondern nur ein Lockerhalten des Aufbereitungsgutes in der Trennflüssigkeit ermögtungsgutes
lichen. Dadurch, daß die Beschwerungsstoffe am Boden weitergleiten, verdrängen sie,
als schwerster Bestandteil, alle leichteren Gutteilchen nach oben, so daß lediglich
schwere Gutteile zwischen oder unmittelbar über der Schicht der Beschwerungsstoffe
zu liegen kommen.
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In. der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Vorrichtung als Beispiel
dargestellt. Es zeigen: Abb. r einen Längsschnitt der Gesamtanlage, Abb. 2 einen
dazugehörigen Querschnitt, Abb.3 eine andere Ausführungsform des vorderen Rinnenteiles
im Längsschnitt, Ab:b. 4. einen dazugehörigen Querschnitt. Die Setzkästen b,, b2,
b3 sind in gewissen Abständen durch ein rinnenartiges Verbindungsstück miteinander
gekuppelt. Der Einfachheit halber wird im folgenden dieser rinnenartige Teil kurz
als Rinne bezeichnet. Das Aufbereitungsgut wird bei c in das vordere Rinnenstück
eingeführt, während die Beschwerungsstoffe als unterste Schicht durch das Rohr d
eingeleitet werden. Es ergibt sich somit in dem ersten. Teil a der Rinne schon eine
Vorschichtung, bevor das Gut über den ersten Kasten b, hinweggleitet. In dem Kasten
b, wird nun ein Trennmittel bestimmter Wichte- gebildet, und zwar mit Hilfe einer
aufwärts gerichteten Flüssigkeitsströmung, welche das Beschwerungsmittel in, der
Schwebe hält. Durch die Regelung der in den Zuflußrohren e zugeführten Flüssigkeitsströtne
und durch entsprechende Zugabe von Beschwerungsstoffen wird im unteren Teil der
einzelnen Setzkästen ein Trennmittel einer bestimmt einzustellenden Wichte erzeugt,
das in dem Kasten oder u. U. auch in dem unmittelbar darüber befindlichen Teil bis
zu einer bestimmten Höhe eingeregelt wird. Es sinken. nun. infolge der in Rinne
und Setzkasten durchgeführten Schichtung die zuunterst liegenden Gutbestandteile,
die schwerer sind als das Trennmittel', feh.lkornfrei im Kasten ab, während das
übrige Aufbereitungsgut in der schwerstoffarmen Flüssigkeit w eitergleitet. Durch
die Beibehaltung der Schichten befindet sich das leichteste Gut in der obersten
Schicht und kann hinter den Kästen. bei g abgeschöpft werden. Die hier abgezogenen
Bestandteile gelangen in die Rinneh, aus der sie über eine Siebeinrichtung abgeführt
werden, während das Trennmittel durch das Rohr h., in bekannter Weise in die Anlage
zurückfließt. Das aus den einzelnen Kästen b,, b. usw. abgeführte Aufbereitungsgut
gelangt in bekannter Weise auf das Sieb i, das unterteilt sein kann, so daß die
einzelnen Bestandteile getrennt abgeführt werden können. Das Sieb überspannt einzelne
Bodentrichter k, in welche die Flüssigkeit mit den Büschwerungsstoffen gelangt,
um durch das Rohr m in die Rinne a zurückgeführt zu werden. Dabei kann die Rückführung
zu dem zugehörigen Kasten b, erfolgen oder auch zu einem benachbarten Kasten bzw.
zu einem Mittelteil der Rinne. Gegebenenfalls kann auch in Abweichung von der dargestellten
Ausführungsform der Beschwerungsstoff aller Kästen, gemeinsam gesammelt und von
-einem gemeinsamen Sammelbehälter aus wieder auf die Rinne bzw. die Kästen verteilt
werden. Von den Hauptsammelbehältern wird der Beschwerungsstoff durch das Rohr d
dem Anfang der Rinne zugeführt, während die Flüssigkeit in dien Hochbehälter p gepumpt
wird, von welchem die Leitungr ausgeht, an welcher die einzelnen Zuführungsrohre
e der Kästen b angeordnet sind.
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Bei dem Ausführungsbeispiel wirrt. die Schichtung des Aufbereitungsgutes
und das In-der-Schwebe-Halten des Beschwerungsstoffes in den Kästen b durch eine
hin und her gehende Bewegung desTrennmittels unterstützt, die durch einen Kolben
o hervorgerufen wird, der ähnlich dem Kolben einer Setzmaschine angeordnet ist.
Man könnte die hin und her gehende Bewegung auch in anderer Weise etwa durch Druckluftstöße,
Bewegungen des Siebes oder des Kastens hervorrufen.
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Der Anfang der Rinne a kann gegebenenfalls gemäß der Darstellung in
den Abb.3 und 4 ausgebildet werden. Bei dieser Ausführungsform ist eine Leitung
e zur Zuführung einer Flüssigkeit an einen trichterförmigen Unterteils der Rinne
angeschlossen, während der Rinnenboden ic in bekannter Weise Düsen t aufweist, die
so ausgebildet sind., däß sie das einströmende Wasser in der Förderrichtung des
Gutes ablenken. Durch die Wasserströme wird: die Lockerhaltung des Gutes und damit
die Schichtung in der Rinne unterstützt. Außerdem wird bewirkt, daß die Beschweru.ngsstofFe
am Boden der Rinne entlang gleiten und dabei alle leichteren Gutteile nach oben
verdrängen.
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Bei genügender Zufuhr von Beschwerungsstoffen zu den einzelnen Kästen
b, bis b$ und
richtiger Einstellung der durch die Rohre e den, Kästen
zugeführten Flüssigkeitsströme kann bewirkt werden, daß die Wichte des in den einzelnen
Kästen und gegebenenfalls in dem darüberliebienden Teil der Rinne befindlichen Trennmittels
den für diese Stelle günstigsten Verhältnissen entspricht, so daß in jedem Kasten
nur die Bestandteile des durch die Rinne gelführten Aufbereitungsgubes niedersinken.,
welche an dieser Stelle ausgeschieden werden sollen, und der folgende Kasten bezüglich
der Wichte seines Trennmittels den durch die Ausscheidung. im ersten Kasten vollzogenen
Änderungen des Gutes angepaßt ist. Auf diese Weise kann nacheinander eine vollkommene
Trennung der verschiedenartigsten Mineralien in bestimmte, gewollte, praktisch fehlkornfreie
Erzeugnisse durch richtige Anpassung der Wichte des Trennmittels- an den. verschiedenen
Stellen der Anläge bewirkt werden, und es wird daneben jeweils eine so gute Schlichtung
in -der ri.nnenartigen Verbindung oberhalb der Kästen bei-behalten, daß die leichten
Gutteile .in der schwerstoffarmen Flüssigkeit praktisch rein abgeschöpft werden
können.