DE763801C

DE763801C - Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Kohlen, Erzen und sonstigen festen Stoffen verschiedener Wichte

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Publication number: DE763801C
Application number: DEK140351D
Authority: DE
Original assignee: Krupp Stahl AG; Fried Krupp AG
Current assignee: Krupp Stahl AG; Fried Krupp AG
Priority date: 1935-12-15
Filing date: 1935-12-15
Publication date: 1953-08-31

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Kohlen, Erzen und sonstigen festen Stoffen verschiedener Wichte Es ist .bekannt, Schüttgüter aus festen. Stoffen verschiedener Wichte, wie Kohle und Erze, dadurch nach der Wichte zu trennen, daß man sie in eine Schwerflüssigkeit einträgt, deren Wichte größer als diejenige der leichtesten Stoffanteile und kleiner als diejenige @de-r schwersten Stoffteilchen gewählt ist. Dabei schwimmen die leichtesten @Körner auf, während .die schwersten Körner auf den Baden .des Trennbehältersniedersinken. Durch geeignete Fördervorrichtungen, wie Kratzerketten, werden dann die auf tder Oberfläche der Schwerflüssigkeit schwimmenden und,die auf den Boden .des Trennbehälters abgesunkerren Stoffanteile getrennt voneinander au,s,-.getragen. Als Trennflüssigkeiten hat man bereits beständige Sr.hwerfiüssigkeiten, wie Chlorcaleiumlösungen, oder unbeständige Schwerflüssigkeitenaus einer Aufschwemmung mehr oder minder fein verteilter Feststoffteilrhen, z. B. Sand oder Magnetit, benutzt. Bei Aufbereitungsverfahren unter Verwendung unbeständiger Schwerflüssigkeiten hat man durch Verwendung von Rührwerken oder

durch Einleiten soti Flüssigkeit cder Luft

ufwär tsströmizngcn erzeugt, die dem natür-

lichen @estreb@il de- Beschwerungsmittels

ZUM 1-elersinken eittgegenwirlcen und die

EntrR@sc'itz.ng der Scäl.verfliissigl-#eit verhin-

d-rn sollen. Man. hat jedoch auch schon durch

entsF.rec'len#i? l;;messung der Stärke Bier

='@tzf#,:@Irts_trcrriung in der S:hwerflüssigkeit

mehrere Sclizverflüssigk- itsschichten mit von

(,.Den nach unten zunehmenden Wichten

@rz@zzgt_ um zzz erreichen, daß sich in diesen

Sc'üc`_iten Gutsteile verschiedener @@'icate

sammeln. De?- Austrag fier in diesen Schich-

t,-n L@finlii@üen Gutsteile wird hei einem

d«s#-r Verfa@ar°_n durch Fördervorrichtungen,

wie SC'intcl:;n und Kratzbänder, vorgenoni-

inen. ist. d.i sc1iwimmenden

Gu=_teil; @=_.ttllurcli ein Kratzband auch

.iur `Ii :@ztsf=!i-el@enlassen der Schwerflüssigkeit

der obersten Schicht, also durch eine -",trö-

irt7,nz zuni _3ustra,- ke:iiineii zu lass°n. Ein

v,-eiteres l.°haiintes Verfahren; sieht vor, iin

@__nnberti._. :de. _@uf'iereitungsbeaält.ers zwei

:.angerechte, gralünige Scliiv2rfliissigkeits-

strcme ül,er:ir_ander zu erzeugen, woLi d:@r

untre d-- I@J:aer@ Wicht,- hat, und die sich

darin . iiael:.-Ier Gutsteile verschiejener

Wichte. durch diStröme selbst getrennt von-

cinaiider zu den Austragsöitnungen fördern

zu lassen. Die S--Ii@v- z rflüssigkeitsströnic

.,

z:erden näc',i @.isondar:zrg des von ihnen aus-

Gutes im Kreislauf zurückgeführt

und I-er Au fga'@estell@ wieder zugeleitet. Es

ist sclai#_ßlic:l schon i;Lliannt, eine mit Kohlen-

abri;:b Lelade ne un h tändige Schiverflüssir-

keit dalurch aufzuc#-reiten, daß man sie auf

einer Seit° in #eir-#en Tr. nn'oellälter einleitet,

sie in etwa wüagerec'iter geradliniger Rich-

tung durch diesen hindurchführt und die sich

daoei nae:i der bzw. d°r Gleichfällig-

l@eit a@soiidernlen Erz_eugziisse_ und zwar

Klarwasser, feilen h@,lilens:h_amm, groben

ISC::1tn:clllai@im sowiw die von dein Kohlen-

abri.b befreite #lIcliwerflüssigkeit, in überein-

arilcr in@@ri:len Strömungen durch überein-

an.1er an@earl..~.ete Atzstra-söffnun.Zen auf der

gegenitberIiegenden Seite des _@ufbereitungs-

Leiiä1ters getrennt voneinander abführt. Dabei

tvir d finit :ne r oler inindcr star"_;en Aufwärts-

gearbeitet. Bekannt ist au°,erdetn

ei n.° Vorrichtung zum Gewinnen von Koks-

ne aus einem IioksschlackLngemisch, die

eine, Treati'@e_l@iter von r-echteckig.m Quer-

scl.nitt :;--sitzt, in dem eine den ganzen senk-

ausfüllende homogene

Sch v; erfiiissigheit, z_. B'. Salzwasser. in waage-

rzcliter ELen.e im Irreislauf geführt wird.

Dur:;, zwei in den Sciitverflüssiglc.eitsstrom

eintauch:nd; s:hräw Fördervorrichtungen,

.,

dle_e lenken lie Str:_,mäden aus ihrer waagt-

r@chten Riclituii-- a.b l:zw. wirken ihrer Be-

wegungsrichtung teilweise entgegen, wird das

an der FlüssigkeitsoberYläche schwimmende

und das in der Flüssigkeit alssinlkende Gut

aL,fgeilommen und, ausgetra;en.

Di-e Erfindung bezieht sich auf ein Ver-

faIiren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung

v_-#a I@eaen, Erzni und sonstigen festen

St@@tfen verschiedener Wichte, insbesondere

geringerer Korngröße, mittels -chwerflüss.ig-

keit, die in waagerechtem Strom durch den

Auf'iereitungsbchäiter ,geleitet wird und die

leichteren sowie Sie schwereren Gutsteile

durch ununterbrochen unilaufende Förder-

vorrichtungen besonderen Austrägen zuführt.

Erfindungsgemäß wird die Schwerflüssigkeit

d-eni gesamten senl#-reciiten Querschnitt einer

waagerechten Rinne. in geschlossenem Strom

zugeführt und in mö-Iicast wirbelloser, ge-

schlossener, laminarer Strömun- durch den

den Raum zwischen einer oberen und einer

unteren Fördervorrichtung umfassenden

Trennbereich geführt, wobei die parallel zu-

einander angeordnet; n Fördervorrichtungen

in gleicher Richtung mit der ScInverflüssig-

keit bewegt werden. Vorzugsweise werden die

Fördervorrichtungen finit einer zu der mitt-

leren Strömungsgesch-,vitidigkeit gleichen Cie-

scliwindigkeit so bewegt, d,aß die waagerechte

Iaminare Strämung überall annähernd die

gleiche Geschwindigkeit aufweist. Eine lami-

nare Ström:tng liegt belcanntlicll dann vor,

wenn die einzelnen Stromfäden eines Flüssig-

'keits.stromes eine gleichgerichtete und gleich-

laufende wirbelfreie Bewegung ausführen.

Rinnen als Auibereittuigsl@ehälter und die

leichteren und schwereren Gutsteile aus-

tragende, gleichmäßig umlaufende Förder-

vorrichtungen, wie Kratzbänder, sind an sich

bekannt.

Bei diesem 'Verfahren findet der Trenn-

vorgang also in einer Schwerflüssigkeit statt,

die sich in einer möglichst wirbelfreien,

waagerechten laininaren Strömung befindet.

Wenn man dabei eine lxständige @chwer-

flüssigkeit verwendet, erfolgt die Trennung

der schivimm@:nd;n Gutsteile von den übrigen

nach der Nichte, die Trennung der absinken-

den Teile dagegen in der Hauptsache nach den

Gleichfälligkeitsgcsetzen. Bei -\-erwendung

ein :r unbeständigen Sc'iwerflüssigi:ea (Sus-

pension), das ist die bevorzugte, besonders

vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens

nach der Erfindung, findet infolge des natür-

lichen Sinkens der Teilchen des @esciiwerungs-

mittels eine nach dem =@ustragsende der

Rinne hin allmählich zunehmende Entmischung

der Schwerflüssigkeit statt, so daß in dieser

allmählich Schichten mit von ol>e:1 nach unten

zunehmender Wichte entstehen Die schwe-

bend:n Gutsteile versclüelez:er Nichte sam-

nieIn sich in den entsprechenden Schichten

,der strömenden Schwerflüssigkeit und werdkem von dieser zu der Austragsvorrichtung mitgenommen. Das Verfahren ermöglicht insbesondere die Aufbereitung feinkörnigen Schüttgutes mit Körnungen bis herab zu 1/s oder 3/A mm, die bisher mittels eines Schwerflüss:igkeitsverfahrens nicht aufbereitet werd,cn konnten. Bei edier Aufbereitung so feinkörnigen Gutes wendet man vorzugsweise eine laminare Strömung an; die im Trennbereich der Rinne überall annähernd die gleiche waagerechte Geschwindigkeit besitzt (dabei muß die Menge der zu- und abgeführten Schwerflüssigkeit und, damit -die Strömungsgeschwindigkeit natürlich ,im Einklang stehen mit der Umlaufsgeschwindigkeit der Fördervonrichtungen), weil dann die Trübe weitgehend, frei von Wirbeln: ist und ,dadurch die Erreichung einer hohen Trennschärfe ermöglicht wird. 11 Nachstehend ist an Hand der Zeichnung die vorzugsweise Ausführungsform des, erfindungsgemäßen Verfa'hrens., bei der die laminare Strömung im Trennbereich der Rinne überall annähernd die gleiche Geschwindigkeitbesitzt, näher erläutert sowie ein Au@sführungs;beisp.iel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Dabei zeigt Abb. i einen senkrechten mittleren, Längsschnitt und Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Abb. i einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. nach :der Erfindung.

In einer im Querschnitt rechteckigen Rinne i fließt in langsamer, laminarer Strömung eine Schwerflüssigkeit :2 von. einer Wichte, die sich nach dem gewünschten. Trennungsgrade richtet. Am Boden, der Rinne läti:ft ein Kratzerwerk 3 und an ihrer Oberfläche ein: Schaufelwerk q;. Beide haben genau idie gleiche Geschwi.nd'i@geteit wie die Flüssiigkeit 2. Die Arme des Kratzerwerks' 3 können auch so ausgebildet werden, daß sie mit aufrecht stehenden Verlängerungen; z5 die Seitendfläc:hen der Rinne i bestreichen (s. Abb. 2), wodurch sowohl eine gleichmäßigere Strömung erzielt als .auch das Anhaften von Gut an den Seiten,-wänden vermieden wird. Zur Erzielung einer wirbellosen Strömung .ist an dem einen. Endre der Rinne i eine durch gebogene Führungsbleche unterteilte Aufgabevorrichtung 5, diie über die ganze Breite und Höhe der Rinne reicht, für d-ie Schwerflüssigkeit und das Gut angeordnet. Das. aufzubereitende Gut wird in, Mischung mit Schwerflüssiigkeit durch. einen Trichter 6, der einen Teil des Aufgabekanals 8 bildet, aufgegeben. In dien Trichter 6 mündet ein engeres Rohr 7, durch welches das aufzubereitende Gut zugeführt wird. Der Trichter 6 geht in ein sich. schwach erweiterndes, die ganze Weite der Rinne i ausfüllendes: rechteckiges Rohr 8 über, das den eigentlichen Aufgabekanaldarstellt u.nd dessen Wan.d,ungen .bogenförmig und etwa um den gleichen Mittelpunkt wie,die Führungsbleche der Aufgabevorrichtu.ug 5 gekrümmt .ausgebildet sind,. Die Mündung des Aufgabekanals 8 liegt etwa in der halben Höhe der Rinne i und in der Mitte zwischen, dem oberen und unteren gekrümmten Führungsblech. der Aufgabevorrichtung 5. Die Schwerflüssigkeit 2 wird. an den in Abb. i mit d, b, c und d bezeichneten Stellen in einer solchen Menge aufgegeben und in .der gleichen Menge aus der Rinne i abgeleitet, d.aß in :dieser eine gleichmäßige Strömung von verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit, z. B. 2 cm/Sek., entsteht. Zusammen mit dem .aufzubereitenden Gut wird an der Stelle e am Trichter 6 Schwerflüssigkeit in einer derart geregelten Menge aufgegeben, daß einerseits die Mischung von Gut und Schwerflüssigkeit aus dem Aufgabekanal 8 mit der .gleichen Durchschnittsgeschwindigkeit austritt, welche :die Schwerflüssigkeit beim Beginn ihrer waagerechten Bewegung in der Rinne i hat, während ,andererseits die Geschwindigkeit im Trichter 6 und im Aufgabekanal 8 groß genug sein, muß, um auch d-,ie leichtesten Bestandteile des aufgegebenen Gutes mitführen zu können; durch. trichterförmige Ans.bildung,des Aufgabekanals 8 und die dadurch nach. dem Auslauf hin gesteigerte Fallgeschwindigkeit der Schwerflüssigkeit ist dafürgesorgt, d@aß auch die leichtesten Gutsbestandteile mitgenommen werden. Mit diesen Bedingungen: i-st auch die Menge der bei a, b, c und d aufgegebenen Schwerflüssigkeit in Einklang zu. bringen.
Diejenigen Gutsteile, die spezifisch leichter als die Flüssigkeit 2 sind, .steigen in der Rinne i nach der Oberfläche auf und werden vom Schaufelwerk q, über ein Sieb, 9 aus, getragen. Die schwereren Teile sinken dagegen in &r Flüssigkeit :2 je nach ihrer Wichte mit .größerer oder kleinerer Geschwindigkeit und werden am Boden .der Rinne in entsprechenden .Abständen vors der Eintragestelle vom Kratzband 3 erfaßt und fortbewegt; die spezifisch schwersten Teile werden -im ersten-Abschnittdes Rinnenbodens ausgetragen. Die Bahnen; der Teile von verschiedener Wichte sind in Abb. i durch gestrichelte Linien mit Pfeilen veranschaulicht. Der Austrag kann durch einen oder mehrere, sich über die gesamte Rinnenbreite erstreckende Schlitzre am Rinnenboden erfolgen.. Unter :den Sehlitzen sind Austragsivorrichtungen verschiedener Bauart angeordnet.
So ist unter dem der Aufgabeeinrichtung am nächsten liegenden., Schlitz io ,des Rinnenboden,s. ein mit Schwerflüssigkeit , gefüllter stehender Austragsbehälter ir angeordnet. In ihm -können .die spezifisch schwersten Teile infolge ihres Gewichtsüberschusses gegenüber der Flüssigkeit ohne weiteres absinken, ohne daß eine Flüssigkeitsströmung erforderlich ist; sie werden in bekannter Weise mittels eines Becherwerkes 12 (Abb. 2) ausgetragen. Damit der Flüssigkeitsstrom in der Rinne i keine Bewegungen der Flüssigkelt in dem Behälter i i hervorruft, sind in dem Schlitz io senkrechte Beruhigungsbleche 13 angeordnet.
Unter dem nächsten Schlitz 1:f ist ein ebenfalls senk-rechter Austragshehälter 15 angebracht, dem durch eine Leitung i6 eine spezifisch leichtere Spülflüssigkeit, bei SuspenSiOnSflüssigkeit 2 z. B. Wasser, zugeführt wird, die im oberen Teil des Behälters 15 an einem Leitblech 17 entlang aufwärts strömt und hierbei nicht nur die spezifisch schwereren Teile des aufzubereitenden Gutes mit Sicherheit absin:@en läßt, sondern zugleich auch eine Verringerung der dem ausgetragenen Gut anhaftenden Teilchen des Beschwerungsmittels bewirkt. Um eine Beeinflussung der Zusammensetzung und damit der Wichte d°r Schwerflüssigkeit in der Rinne zu vermeiden, wird diese Austragsvorrichtu.ng zweckmäßig mehr gegen das Ende der Rinne hin angeordnet. Dasselbe gilt für die Austragsvorrichtung unter dem Schlitz i,' , ,da die hier ausströmende Flüssigkeitsmenge die Strömungsverhältnisse in der Rinne an sich noch stärker beeinflußt, dies jedoch am Ende des Trennbereiches der Rinne ohne Bedeutung ist. Diese Vorrichtung besteht aus einem einfachen Gefäß i9, das sich zu einer regelbaren kleinen öffnung 2o verjüngt, aus der das ausgetragene Gut mit einer gewissen Menge Schwerflüssigkeit :2 ausströmt.
Am Ende der Rinne ist ein schräg ansteigendes Spaltsieb 21 angeordnet, auf dein die Schwerflüssigkeit beim Hindurcliströmen die in der Schwebe befindlichen Teile abgibt, die dann von dem an dieser Stelle schräg nach aufwärts geführten unteren Kratzerwerk 3 ausgetragen werden. Die durch das Spaltsieb laufende und die Rinne i durch die Öffnung 22 verlassende Schwerflüssigkeit wird, der Aufgahevorrichtung wieder zugeführt.
Die Höhe der Lage der Austrittsöffnung des Aufgabekanals S richtet sich nach dem Ziel de.r Aufbereaung. Will man z. B. diejenigen Gutsbestandteile, die spezifisch leichter als die Trennflüssigkeit sind, in möglichst großer Reinheit erhalten, so ordnet man den Austrittsquerschnitt der Eintragevorric.htung mehr gegen den D-oden der Rinne i an. Strebt man dagegen eine größereReinlieit der schwereren Gutsanteile an, so ordnet man den Austrittsquerschnitt näher an der Flüssigkeitsoberfläc'ie an. Im Ausführungsbeispiel ist diese Anordnung so getroffen, wie sie zur Gewinnung von Edelkohle aus vorgewaschener Kohle zweckmäßig ist.
Durch Anwendung des vorstehend geschilderten ''erfahrens und der dazugehörigen Vorrichtung ist es insbesondere möglich geworden, die in verhältnismäßig großer Menge bei der Kohlegewinnung anfallende Feinkohle mit Körnungen zwischen etwa 1.'-- bis io mm, die infolge ihrer Feinheit bekanntlich weitgehend aufgeschlossen ist, in sehr wirtschaftlicher Weise aufzubereiten. Die dabei erzielbare Trennschärfe ist so: groß, daß man aus dieser Feinkohle z. B. Edelkohle gewinnen kann, die einen sehr geringen Aschegehalt aufweist und zur Herstellung von Elektrodenkohle oder eines aschearmen Kokses, der für metallurgische Zwecke von Bedeutung ist, verwendet «-erden kann. Das neue Verfahren kann ferner überall dort vorteilhaft angewendet werden, wo es sich darum handelt, eine möglichst genaue Trennung der gerade noch verwertbaren Gutsanteile, also z. B. der Teilchen mit gerade noch zulässigem Aschegehalt, zu bewirken. Als weiterer Vorteil des Verfahrens ist zu erwähnen, daß nach ihm .sowohl die feinen als auch die groben Körnungen eines Schüttgutes aufbereitet werden können, so daß in beiden Fällen gleichartige Vorrichtungen mit derselben Schwerflüssigkeit verwendet -werden können.

Claims

PATENTAXSPRLCHE: i. Verfahren zur Aufbereitung von Kohlen, Erzen und sonstigen festen Stoffen verschiedener Wichte, insbesondere geringerer Korngröße, mittels Schwerflüssigkeit, die in waagerechtem Strom durch den Aufbereitungsbehälter geleitet wird und -die leichteren sowie die schwereren Gutsteile durch ununterbrochen umlaufende Fördervorrichtungen besonderen Austräger zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerflüssigkeit dem gesamten senkrechten Querschnitt einer waagerechten Rinne in geschlossenem Strom zugeführt und in möglichst wirbelloser, geschlossener, laminarer Strömung durch den den Raum zwischen einer oberen und einer unteren Fördervorrichtung umfassenden Trennbereich geführt wird, wobei die parallel zueinander angeordneten Fördervorrichtungen in gleicher Richtung mit der Schwerflüssigkeit bewegt werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtungen (3, 4) mit einer zu der mittleren Strömungsgeschwindigkeit gleichen Geschwindigkeit so bewegt werden, ,daß die waagerechte laminare Strömung überall annähernd die gleiche Geschwindigkeit aufweist.
3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gut mit Schwerflus-sigkeit gemischt aus dem Aufgabekanal (8) der Aufgabevoririchtung (5) in größerer oder geringerer Höhe über dem Rinnenboden mit der gleichen Durchschnittsgeschwindigkeit zu, geführt wird, welche die. Schwerflüssigkeit beim Beginn ihrer waagerechten; Bewegung in der Rinne (i) hat.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i bis 3, gekennzeichnet durch eine über die ganze Breite und Höhe der Rinne reichende, durch Führungsbleche unterteilte Aufgabevorrichtung (5) für die, Schwerflüss-igk eit und id,as. Gut sowie den Rinnenbod@en, die Flüssiüeits,oberfläche und gegebenenfalls die Seitenwände bestreichende, gleichmäßig umlaufende Kratzwerke (3, 4).
5. Vorrichtung zur Durchführung dies Verfahrens nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der über die ganze Breite der Rinne (i) reichende Auig äbekanal (8) der Aufgabevorrichtung (5) für das mit Schwerflüssigkeit gemischte Gut am oberen Ende trichterförmig gestaltet ist und sich nach dem Auslauf hin allmählich Aderart erweitert, daß durch die vergrößerte Fallgeschwindigkeit -der Schwerflüssigkeit auch die leichtesten Gutsteile mitgenommen: werden.
6. Vorrichtung zur Du.rchfübrung des Verfahrens nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, d'aß die nur einen Teilquerschnitt der Rinne ausfüllenden Querbleche (3) der Kratzwerke an .ihren Enden mit aufrecht stehenden Verlängegerungen (25) zum Bestreichen .der Seitenwände der Rinne versehen sind'.
7. Vorrichtung zur Durchführung dies Verfahrens nach den Ansprüchen, i bis 3 mit Schlitzen am Rinnenboden zum Austrag der spezifisch schweren Erzeugnisse, dadurch gekennzeichnet, d@aß an die sich. über die ggesamte Rinnenbreite erstrecken# dien schmalen Schlitze (io, 14, 1s) Austragsb ehälter (11, 15, 2o) für die Sinkerzeugnisse mit Beruhi.gungs- bzw. Umlenkblechen (13, 17) angeschlossen sind. ZurAbgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 25o 350, 340 358. 5o6 948, 523 261, 617 012; französische Patentsch@nift Nr. 678 629; schweizerische Patentschrift Nr. 86 298; britische Patentschrift Nr. 420 367; USA.-Patentschriften Nr. 945 692, 101462-4, i 29o 5i5, 1294519, 1 963 861.