DE802690C - Aufbereitung von Mineralien mittels Schwertrueben und unter Verwendung von Zyklonscheidern - Google Patents

Description

In der holländischen Patentschrift Nr. 58 482 ist ein Verfahren zur Trennung von Gemischen von Partikeln unterschiedlicher Korngröße und unterschiedlichen spezifischen Gewichts beschrieben, wobei das Gemisch in eine Suspension eines geeigneten Beschwerungsmittels gebracht und zusammen mit dieser Suspension unter Druck durch einen Zyklon hindurchgeführt wird.

Unter der Bezeichnung Zyklon ist hier ein in radialem Sinn symmetrischer Raum zu verstehen, der in der Nähe einer Seite mit einer tangentialen Zufuhrleitung versehen ist, wobei in der gleichen Seite axial eine Abfuhröffnung angebracht ist. An der gegenüberliegenden Seite, nahe an der Peripherie, befinden sich eine oder mehrere Abfuhröffnungen, falls der Raum in der Hauptsache zylindrisch ausgebildet ist, oder aber in der gegenüberliegenden Spitze eine axiale Abfuhröffnung, falls der Raum in der Hauptsache konisch ausgeführt sein sollte.

Die Fraktion der spezifisch leichten Partikel verläßt den Zyklon dann auf dem Weg über die in der Seite nahe an der Zufuhr befindliche Öffnung, die Fraktion der spezifisch schweren Teile auf dem Weg über die gegenüberliegende Öffnung bzw. Öffnungen.

Dieses Verfahren kann man dazu verwenden, um Gemische der verschiedensten Art zu trennen. Ein naheliegendes Verwendungsgebiet ist der Erz- und

Kohlenwaschbetrieb, aber auch organische Produkte oder Kristallmassen kann man auf diese Weise trennen.

Als Beschwerungsmittel kann man zum Beispiel Löß, Baryt, Magnetit, feinkörnigen Schiefer u. dgl. verwenden. Daneben sind auch organische gekörnte Massen zu erwähnen, die vorzugsweise Anwendung finden, wenn man Produkte organischer Natur zu trennen wünscht. Auch ist es möglich, daß das zu

to scheidende Gemisch, z. B. rohe Kohle, bereits soviel feine Verunreinigungen enthält, daß diese zur Bildung einer Scheidungssuspension genügen, und zwar nach Einbringen der rohen Kohle in Wasser, oder nach der Rezirkulation der feinkörnigen Verunreinigungen im Waschkreislaufsystem.

Selbstverständlich braucht man nicht gerade Verunreinigungen als Beschwerungsmittel zu verwenden. Es ist auch möglich, daß das aus dem Gemisch zu gewinnende wertvolle Produkt das höchste spezifische Gewicht aufweist, und als Beschwerungsmittel dienen kann. Dies wird meistens bei Erzen der Fall sein.

Wenn man nun von einem Gemisch ausgeht, das auch sehr feine Partikel enthält, z. B. < 0,5 mm, und alle Teile zu gleicher Zeit zu trennen wünscht, muß man diese sehr feinen Partikel im Anschluß an die Trennung aus der Suspension entfernen. Soweit es sich um die gröberen Partikel handelt, kann dies in sehr einfacher Weise durch Sieben erfolgen.

Bei der Anwendung des beschriebenen Verfahrens zur Waschung von roher Feinkohle hat man sich demgemäß ursprünglich auf die Waschung der gröberen Partikel mit Hilfe von Zyklonen beschränkt, wobei die feinsten Partikel, z. B. kleiner als Vi mm, zuerst aus der rohen Kohle abgeschieden werden (vgl. I. Inst. Fuel, 29, 1945, 33 bis 47).

Falls man in dem Waschkreislaufsystem eine Vorrichtung anordnet, die geeignet ist, eine Trennung zwischen den sehr feinen Partikeln und den Suspensionspartikeln zu bewirken, z. B. einen Schaumflotationsscheider oder aber mit einem Beschwerungsmittel mit magnetischer Susceptibilität arbeitet und eine magnetische Separation anwendet, kann man das Gemisch vollständig, von grob bis sehr fein, mit Hilfe von Zyklonen scheiden.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun ein Verfahren zur Scheidung nach dem spezifischen Gewicht, von Gemischen von Partikeln unterschiedlicher Korngröße und unterschiedlichen spezifischen Gewichts mit Hilfe von Zyklonen, bei dem das ganze Gemisch in einem einzigen Behandlungsvorgang gewaschen wird, wobei die feinsten, spezifisch leichten Teile, nach der Entfernung der groben spezifisch leichten Teile, aus der spezifisch leichten Fraktion abgeschieden und die in dem zu scheidenden Gemisch vorhandenen feinen, spezifisch schweren Teile als Beschwerungsmittel benutzt werden. Bei dem Verfahren wird in verbesserter Weise die Suspension dieser feinen, spezifisch schweren Teile erhalten.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zuerst die gröbsten Teile von der spezifisch schweren Fraktion getrennt werden, wonach durch Klassierung die Teile, die gröber als die genannten feinen spezifisch schweren Teile sind, aus der Fraktion entfernt und zumindest zum Teil bis auf die Feinheit dieser feinen spezifisch schweren Teile vermählen werden, während der restliche Teil abgeführt wird. Danach wird die getrennte Suspension feiner, spezifisch schwerer Teile mit derjenigen der zermahlenen spezifisch schweren Teile und die von der Trennung der feinen, spezifisch leichten Teile herrührende Suspension zum Suspendieren des zu scheidenden Gemisches abermalig in Umlauf gebracht.

Es wird dadurch erreicht, daß durchwegs in der Suspension eine genügende Menge feiner spezifisch schwerer Teile vorhanden ist. Vorzugsweise verwendet man zur Klassierung einen Zyklon, obwohl auch andersartige Klassiervorrichtungen zweckdienlich sind.

Auf diese Weise kann man die überschüssigen, mittels der Klassierungvorrichtung zur Trennung gelangten spezifisch schweren Teile aus dem Suspensionskreislaufsystem abführen, ehe sie zermahlen werden und hiermit zugleich das spezifische Gewicht der Suspension, die dem Zyklon zugeführt wird, aufrecht erhalten, bzw. auf den gewünschten Wert einstellen.

Vorzugsweise verwendet man zum Zweck des Zermahlens eine sog. Kugelmühle. Um die zu verrichtende Mahlarbeit so gering wie möglich zu gestalten, empfiehlt es sich, die gröberen, spezifisch schweren Teile auf dem Weg der Klassierung zu trennen und dieselben dann abzuführen, wodurch man nur solche Teile, die wenig größer als das zulässige Maß sind, auf dieses Maß zermahlen muß. Es wird also zweimal klassiert, einmal zur Trennung der sofort brauchbaren feinsten Teile, das andere Mal, um aus dem Rest die gröbsten Teile zu entfernen. Die Mittelfraktion wird dann, soweit dies notwendig ist, zermahlen. Selbstverständlich kann man statt in zwei aufeinanderfolgenden Klassiervorrichtungen zu diesem Zweck auch eine Klassiervorrichtung, die in mehr als zwei Fraktionen scheidet, anwenden.

Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere in seiner Anwendung zum Waschen von roher Feinkohle und von Magneteisenerz, sind in der Zeichnung verschiedene Arbeitsmöglichkeiten dargestellt. no

In Fig. ι ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Die grobe Kohle und die Gesteinsteile der Kohle bzw. die Gesteinsfraktion, die mittels des Zyklons geschieden wurden, werden mit Hilfe von Sieben entfernt.

Es ist nicht notwendig, aus der Kohlefraktion sämtliche feinen Kohlenteile zu entfernen, bevor die Suspension abermals in Zirkulation gebracht wird. Es genügt, daß man den Gehalt an feinen Kohleteilen unter einem bestimmten Wert hält.

In Fig. 2 ist das Schema eines Systems dargestellt, bei dem für die Entfernung der allerfeinsten Gesteinsteile, die zumindest über eine bestimmte Konzentration hinaus die Viskosität der Suspension stark erhöhen, gesorgt wird. Dies er-

folgt dadurch, daß wenigstens ein Teil der von der Flotation herrührenden Suspension vorzugsweise mit Hilfe von Zyklonen klassiert wird, wodurch die allerfeinsten Teile zusammen mit einem Teil des Suspensionsmediums vom Rest getrennt werden und sodann aus dem System abgelassen werden können. Auch hier kann man außer Zyklonen andere Klassiervorrichtungen verwenden.

In. Fig. 3 ist ein Schema einer nach dem Prinzip

ίο der Fig. 2 konstruierten Waschanlage mit einer Kapazität von 241 Feinkohle pro Stunde dargestellt.

Rohe Feinkohle wird von 1 her zusammen mit einer Suspension feiner Gesteinsteile mittels der Pumpe 2 einer Zyklonbatterie 3 zugeführt. Die Kohlefraktion gelangt zu dem Sieb 4, die Gesteinsffaktion zu dem Sieb 5, wodurch die Gesteinsteile, die größer als beispielsweise 1 mm sind und die Kohleteile, die größer als beispielsweise V₂ mm sind

ao (±4 und 15 t je Stunde) nachdem sie bei 6 und 7 mit Wasser abgerieselt sind, getrennt werden.

Die vom Gesteinssieb herkommende Suspension wird dem Zyklon 8 zugeführt, der die Teile, die beispielsweise größer als 50 μ sind, abfängt. Ein solcher Teil derselben, der nötig ist, um den gewünschten Gehalt an feinen Gesteinsteilen in der Suspension zu sichern und das spezifische Gewicht dieser Suspension zu regeln, wird in der Kugelmühle 9 bis auf 50 μ zermahlen und dann mit dem restlichen Teil der Suspension, in der somit nur Teile, die feiner als 50 μ sind, vorhanden sind, und mit einem Teil der vom Kohlesieb herrührenden Suspension wieder in Zirkulation gebracht.

Die aus den Zyklonen 3 austretende Gesteinsfraktion ist oft sehr konzentriert, z. B. 60% Feststoff, und ist schwierig abzusieben. Die Fraktion wird daher verdünnt, oder aber das Sieb wird mit der vom Kohlesieb herrührenden unverdünnten Fraktion berieselt. Die dazu benötigte Menge kann mittels des drehbaren Schottes 10 des Siebes 4 eingestellt werden.

Hierdurch gelangen die feinen Kohleteile in den Gesteinskreislauf. Dies schadet nichts, weil durch den Klassierzyklon 8 der größte Teil der feinen Kohleteile, zusammen mit den Gesteinsteilen, die feiner als 50 μ sind, von den Gesteinsteilen, die gröber als 50 μ sind, getrennt werden und somit im Kreislauf verbleiben, und es keine Kohleverluste durch Gesteinsabfuhr 11 gibt. Dazu kommt, daß auf dem Kohlesieb mit der Suspension nur die feinsten Kohleteile durchsickern und die gröberen, die möglicherweise bei den Gesteinsteilen über 50 μ hinaus gelangen könnten, erst durch die Berieselung der Kohleteile, die größer als V₂ mm sind, entfernt werden.

Die Menge der zu zermahlenden Abfälle muß man selbstverständlich so wählen, daß die mit dem Berieselungswasser verdünnte Suspension wieder auf die richtige Konzentration gebracht wird.

Ein Teil des Durchfalls des Kohlesiebes wird in der Schaumschwimmaufbereitungsanlage 12 von den feinen Kohleteilen (± 4 t je Stunde) befreit, die bei 13 abgeführt werden.

Ein Teil der verbleibenden Suspension wird mittels der Pumpe 14 den Zyklonen 15 zugeführt, die die Teile mit Dimensionen über 10 μ abfangen und diese der restlichen Suspension auf dem Wege über den Kasten 16 zuführen. Die feineren Teile (1 t je Stunde) mit dem überschüssigen Wasser werden auf dem Weg über den Überlauf der Flotationseinrichtung 12, soweit dies nötig ist, bei 17 abgelassen.

Was im vorstehenden bezüglich der Trennung von Kohle ausgeführt wurde, hat selbstverständlich mit den erforderlichen Abänderungen für die Trennung anderer Gemische Gültigkeit.

Fig. 4 ist ein Schema für die mit Hilfe feiner Magnetitteile durchgeführte Trennung eines Gemisches von Magnetit, Hämatit und Gesteinsteilen, wie sie in gewissen Eisenerzen gefunden werden. Zur Erläuterung ist ebenfalls auch eine Anzahl von Massen angegeben, diese sind selbstverständlich keineswegs bindend und können beliebig geändert werden.

Das aus der Gesteinsfraktion in der Weise, daß ein Teil des schweren Produkts, und zwar der allerfeinste Teil, samt der spezifisch leichten Fraktion den Zyklon verläßt (der umgekehrte Fall kommt nie vor) erhaltene Gemisch von Gesteinsteilen, die kleiner als die Siebweite sind, und feiner Hämatit können in geeigneter Weise noch getrennt werden, z. B. durch Schaumflotation oder Waschung.

Selbstverständlich kann man die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Schaumflotationsvorrichtungen durch irgendeine andere Trennvorrichtung ersetzen. Daß man zuerst den Hämatit entfernt, ehe man mit Hilfe der Klassiervorrichtungen und der Kugelmühle die Suspension zusammensetzt, geschieht deswegen, weil feiner Hämatit auch in die Gesteinsfraktion gelangt und nicht, wie der Magnitit, von letzterer in einfacher Weise zu trennen ist.

Es ist daher wichtig, die Menge an feinem Hämatit bei dem in Rede stehenden Prozeß so klein wie möglich zu halten, was bei dem Verfahren nach dem dargestellten Schema tatsächlich geschieht.

Claims (9)

1. Patentansprüche·.

   I.Verfahren zur Aufbereitung von Mineralien mittels Schwertrüben und unter Verwendung von Zyklonscheidern, bei dem eine Suspension des Gemisches unter Druck durch einen Zyklon bzw. durch eine Gruppe von Zyklonen hindurch- H5 geleitet wird, die so viele feine, von dem Gemisch herrührende spezifisch schwere Teile enthält, daß keine spezifisch leichten Teile den Zyklon zusammen mit der spezifisch schweren Fraktion verlassen, während die feinen spezifisch leichten Teile, anschließend an die Trennung der gröberen spezifisch leichten Teile, von der spezifisch leichten Fraktion getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst die gröbsten Teile von der spezifisch schweren Fraktion ge- iss trennt werden, wonach durch Klassierung die

   Teile, die gröber als die feinen, spezifisch schweren Teile sind, aus diesen bereits von den gröbsten Teilen befreiten Fraktion entfernt und wenigstens zum Teil bis auf die Feinheit dieser feinen, spezifisch schweren Teile zermahlen werden, während der restliche Teil abgeführt wird, worauf die getrennte Suspension der feinen, spezifisch schweren Teile mit den zermahlenen, spezifisch schweren Teilen und die

   ίο von der Trennung der feinen, spezifisch leichten Teile herrührende Suspension zum Suspendieren des zu scheidenden Gemisches abermals in Umlauf gebracht werden.
2. 2. Verfahren gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß von den Teilen, die gröber als die feinen, spezifisch schweren Teile sind, durch abermalige Klassierung die gröbsten Teile abgeschieden und abgeführt werden, während von den übrigen wenigsten ein Teil zermahlen wird.
3. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Klassierung der spezifisch schweren Fraktion einen oder mehrere Zyklone verwendet.
4. 4. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifisch schweren Fraktion, bevor .oder während die gröberen, spezifisch schweren Teile von der erwähnten Fraktion getrennt werden, ein Teil der bei der Trennung der gröberen, spezifisch leichten Teile der spezifisch leichten Fraktion erhaltenen, unverdünnten Suspension zugeführt wird.
5. 5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von mindest einem Teil der Suspension, die von der Trennung der feinen, spezifisch leichten Teile herrührt, durch Klassierung die sehr feinen Teile abgeschieden und mit dem überschüssigem Wasser aus dem Prozeß abgelassen werden.
6. 6. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Klassierung des erwähnten Teiles der Suspension ein oder mehrere Zyklone verwendet.
7. 7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das spezifische Gewicht der dem Zyklon zuzuführenden Suspension mit Hilfe der Menge an spezifisch schweren Teilen, die zermahlen werden, geregelt wird.
8. 8. Verfahren zum Waschen roher Feinkohle gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Trennung der feinen Kohleteile, anschließend an die Trennung der gröberen Kohleteile von der Kohlefraktion, in einer Schaumschwimmaufbereitung!- anlage vornimmt.
9. 9. Verfahren zur Trennung von Magnetit, gegebenenfalls zusammen mit anderen Eisenoxyden aus Eisenerzen, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung im Zyklon mittels feiner Magnetitteile erfolgt und aus der dabei erhaltenen Magnetitfraktion, anschließend an die Entfernung der groben Teile, zuerst die Magnetitteile auf magnetischem Weg von der Suspension geschieden werden, worauf diesen Magnetitteilen solche Teile, die gröber als die feinen Magnetitteile sind, entzogen werden, und die gröberen Teile, soweit nötig, zermahlen werden, während die feinen Magnetitteile in der Gesteinsfraktion, anschließend an die Entfernung der groben Gesteinsteile, ebenfalls auf magnetischem Weg abgeschieden und die feinen Magnetitteile abermals in Umlauf gebracht werden.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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