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Zyklon-Sortierung mittels Suspensionen magnetisierbarer Partikel Eine
Trennung nach dem spezifischen Gewicht von Partikeln unterschiedlichen spezifischen
Gewichtes kann bekanntlich mit Hilfe von Suspensionen magnetisierbarer Partikel,
wie Magnetit, Ferrosilicium u. dgl., durchgeführt werden.
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Abgesehen von dem diesen Beschwerungsmitteln innewohnenden hohen spezifischenGewicht
liegt der mit der Anwendung derartiger Stoffe verbundene Vorteil darin, daß eine
Wiedergewinnung derselben aus der abgenutzten Suspension mit Hilfe von Magnetscheidern
möglich ist, während es überdies ein leichtes ist, das überflüssige Wasser aus der
so regenerierten Suspension zu entfernen, indem man die Suspension mittels eines
Eindickers in üblicher Weise eindickt. Diese Eindicker brauchen, wenn die Partikel
sich noch im Zustand der Fluidisierung befinden, nur eine verhältnismäßig geringeKapazität
zu besitzen, da unter diesen Umständen die durch die Magnetwirkung entstandenen
klumpenartigen Zusammenballungen der Partikel bedeutend rascher ausfällen, als wenn
sich die Partikel gegebenenfalls völlig dispergiert in der Flüssigkeit befinden
würden.
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Bevor aber eine solche Suspension aufs neue in der Waschmaschine zur
Verwendung kommt, sollen die Partikel selbstverständlich entmagnetisiert werden,
damit eine völlige Dispergierung derselben in der Flüssigkeit möglich wird.
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Auch im Falle der Verwendung von Zyklonen zur Trennung nach dem spezifischen
Gewicht werden
Suspensionen magnetisierbarer Partikel verwendet.
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Die im Falle der Verwendung von Zyklonen zur Anwendung kommenden magnetisierbaren
Partikel sind im allgemeinen kleiner als jene Partikel, die bei der Trennung mit
Hilfe der Schwerkraft z. B. nach dem Schwimm- und Sinkverfahren zur Anwendung kommen,
was sich damit erklären läßt, daß in einem Zyklon der Einfluß der Fliehkraft erheblich
größer als der der Schwerkraft ist und die im Zyklon vorhandene Suspension als Suspension
erhalten bleiben soll, d. h. es soll verhindert werden, daß ein sofortiges Hinausschleudern
der Suspensionspartikel stattfindet.
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Je feiner die magnetisierbaren Partikel sind, desto höheren Ansprüchen
soll selbstverständlich die beim Eindicken vorzunehmende Magnetisierung genügen,
was zu der Annahme- führt, daß man der Entmagnetisierung höhere Anforderungen stellen
muß, damit die Partikel aufs neue im Zustande völliger Dispergierung dem Zyklon
zugehen.
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Bekanntlich kann man die Entmagnetisierung dadurch bewerkstelligen,
daß man die magnetisierten Partikel der Einwirkung eines Wechselstromfeldes aussetzt.
Diese Entmagnetisierungkann durch Hindurchleiten der Suspension durch ein Rohr,
das von einer oder mehreren von Wechselstrom durchflossenen Spulen umgeben ist,
vorgenommen werden.
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Wird nicht eingedickt und erfolgt nur eine Regenerierung mit Hilfe
von Magnetscheidern, so wird man stets eine solche Entmagnetisierung vornehmen,
weil die Partikel beim Passieren des Magnetscheiders magnetisch werden.
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Obwohl bisher gerade bei mittels Zyklonen betriebenen Trennungen,
bei denen Suspensionen magnetisierbarer Partikel zur Verwendung gelangen, die Entmagnetisierungder
Partikel stets den höchsten Ansprüchen zu genügen hatte, um die Feinheit der Suspensionsteile
im Zyklon zur Geltung gelangen zu lassen, hat sich diese Entmagnetisierung als völlig
überflüssig herausgestellt, weil der magnetisierbare Beschwerungsstoff, auch wenn
er klumpenartig zusammengeballt in den Zyklon eingeleitet wird, seine Aufgabe so
erfüllt, als wäre er völlig entmagnetisiert.
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Weil die Rotationsgeschwindigkeit im Zyklon in Richtung zur Achse
des Zyklons stark anwächst, ergeben sich zwischen den konzentrischen Flüssigkeitsschichten
Schubkräfte, die eine völlige Dispersion der magnetisierten Partikel zur Folge haben.
Sobald die magnetisierbaren Partikel den Zyklon verlassen haben, findet eine Zusammenballung
derselben aufs neue statt.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich demnach auf eine Trennung nach
dem spezifischen Gewichte von Gemischen von Partikeln unterschiedlichen spezifischen
Gewichtes, mit Hilfe von Suspensionen magnetisierbarer Partikel unter Verwendung
eines Zyklons oder mehrerer Zyklone, wobei sich wenigstens ein Teil der magnetisierbaren
Partikel in der Suspension im Zustand der Magnetisierung befindet, wenn er in den
Zyklon oder in die Zyklone eingeleitet wird. , Unter der Bezeichnung Zyklon ist
in dieser teschreibung ein in radialem Sinne symmetrischer Raum zu verstehen, der
in der Nähe einer Seite mit einer tangentialen Zufuhrleitung versehen ist, während
an dieser Seite eine axial angebrachte Zufuhröffnung und in der gegenüberliegenden
Seite am Rande eine oder mehrere Abfuhröffnungen vorhanden sind, falls dieser Raum
in der Hauptsache eine zylindrische Form hat, oder aber in der gegenüberliegenden
Spitze eine axiale Abfuhröffnung aufweist, wenn der Raum in der Hauptsache kegelförmig
ausgeführt ist.
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An Hand der Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Das zu trennende Material, z. B. rohe Kohle, wird bei z in einen Mischbehälter
2 eingeleitet, in dem ihm eine mittels Wasser fertiggestellte Suspension von Magnetit,
die durch eine Leitung 3 in den Mischbehälter gelangt, beigemischt wird (vgl. Fig.
i. Diese Suspension ist den getrennten Produkten entzogen und die darin enthaltenen
Magnetitpartikel befinden sich im Zustand der Magnetisierung. Das mittels einer
Pumpe4 unter Druck durch Leitung 5 herangebrachte Gemisch wird einem Zy-
klon
6 zugeführt. Im Zyklon werden die im Zustand der Magnetisierung befindlichen Partikel
von den sich zwischen den konzentrischen Flüssigkeitsschichten ergebenden Schubkräften
in Dispersionszustand versetzt, so daß, trotz des Umstandes, daß die Magnetitpartikel
sich im Zustand der Magnetisierung befinden, die gewünschte Trennung nach dem spezifischen
Gewicht zustande kommt.
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Die aufbereitete Kohle verläßt den Zyklon durch die Basisöffnung und
geht durch eine Leitung einem Entwässerungssieb 8 zu. Die Suspension tropft hier
von der aufbereiteten Kohle 'herunter und wird in einem Behälter 9 aufgefangen.
Die der aufbereiteten Kohle noch anhaftende Suspension wird auf dem Berieselungssieb
io mittels der Brausen i i und 12 heruntergerieselt, hierbei gelangt zuerst geklärtes
Waschwasser, späterhin reines Wasser zur Verwendung. Die durch das Sieb io hindurchgelaufene
verdünnte Suspension sammelt sich in einem Behälter 13 an. Die aufbereitete Kohle,
die von der ihr anhaftenden Suspension befreit ist, wird bei 14 abgeführt.
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Die Berge verlassen den Zyklon durch die an dessen Spitze befindliche
Öffnung und gelangen durch eine Leitung 15 auf ein Entwässerungssieb 16. Die im
Behälter 17 aufgefangene Suspension wird, zusammen mit der Suspension aus dem Behälter
9, durch ein mit der Leitung 3 verbundenes Rohr 18 hindurchgeleitet und dem Mischbehälter
wieder zugeführt. Auf dem Sieb i9 wird mittels der Brausen 2o und 21 die den Bergen
anhaftende restliche Suspension zuerst mit geklärtem Waschwasser, später mit reinem
Wasser heruntergerieselt. Die durch das Sieb i9 hindurchgegangene verdünnte Suspension
wird in einem Behälter 22 aufgefangen. Die Berge, aus denen nunmehr die Suspension
entfernt ist, werden bei 23 abgeführt.
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Die im Behälter 13 aufgefangene verdünnte Suspension geht durch eine
Leitung 24 dem Eindicker
25 zu. Nach ihrer Abfuhr aus dem Zyklon
ballen sich die Magnetitpartikel, weil sie sich noch im Zustand der Fluidisierung
befinden, gleich wieder zusammen. Das vom Eindicker herrührende geklärte Wasser
wird mittels einer Pumpe 26 durch eine Leitung 27 zur Brause i i befördert, um zur
Berieselung der aufbereiteten Kohle dienen zu können. Der Abfluß des Eindickers
enthält außer llagnetit auch Kohlepartikel, die durch Sieb 1o hindurchgegangen sind.
Um diese Kohlepartikel aus der Suspension zu entfernen, wird diese durch eine Leitung
28 einem magnetischen Bandscheider 29 zugeführt. Während sich die Kohlepartikel
sodann in einem Behälter sammeln, von wo sie bei 31 abgeführt werden, bleiben die
llagnetitpartikel am Band haften, von dem sie sich erst oberhalb des Behälters lösen
und dort zu Boden sinken. Durch ein mittels Leitung 3 verbundenes Rohr 33 kehrt
die wiedergewonnene Magnetitsuspension wieder in den Mischbehälter 2 zurück. Die
übliche, zur Entmagnetisierung der in der Suspension enthaltenen 'Magnetitpartikel
dienende Vorrichtung wird bei Anwendung der Erfindung hinfällig.
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Die im Behälter 22 aufgefangene verdünnte Suspension geht durch das
Rohr 34 dem Eindicker 35 zu. Das geklärte Wasser aus diesem Eindicker wird mittels
einer Pumpe 36 durch eine Leitung 37 zur Brause 2o befördert und zur Berieselung
der gewaschenen Berge benutzt. Der aus dem Eindicker heraustretende Abfluß enthält
außer Magnetit auch noch Bergepartikel, die ihrer Feinheit wegen durch das Sieb
i9 hindurchgegangen sind. Um diese Bergepartikel aus der Suspension zu entfernen,
wird sie durch eine Leitung 38 dem magnetischen Bandscheider 39 zugeführt. Während
sich die Bergepartikel sodann in einem Behälter 4o sammeln, von wo sie bei 41 abgeführt
werden, gelangen die llagnetitpartikel in den Behälter 42; von dort kehren sie durch
ein mit der Leitung 3 verbundenes Rohr 43 zum Mischbehälter 2 zurück.
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Durch die Leitung 44 wird dem Kreislauf stetig reines Wasser zugeführt,
während zusammen mit den Trennungsprodukten eine gewisse ?Menge Wasser das System
verläßt. Ein etwaiger überschuß an Wasser kann durch Leitungen 45 und 46 abgelassen
werden.
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Die Verluste an Magnetit, die im Kreislauf entstanden sind, werden
bei 47 ergänzt. Weil dieses Magnetit im allgemeinen noch keine Magnetisierung erfahren
hat, erfolgt sein Zusatz an einer vor dem Bandscheider befindlichen Stelle des Kreislaufsystems,
so daß dieses Magnetit magnetisiert wird, ehe es in den Zyklon eintritt. Man verhindert
damit, daß im Überlauf und im abgelassenen Wasser Magnetit verlorengeht. Befindet
sich: das über 47 zugeführte Magnetit aber bereits im Zustand der Magnetisierung,
so kann es gleich dem -Mischbehälter 2 zugesetzt werden.
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Das Ergänzungsmagnetit kann man aber auch ohne Magnetisierung gleich
dem Mischbehälter 2 zusetzen. In diesem Falle soll das in Fig.2 dargestellte Schema
Anwendung finden. Die in den Behältern 13 und 22 aufgefangene verdünnte Suspension
wird in diesem Falle zuerst den Magnetscheidern 29 und 39 zugeführt. Die in den
Behältern 32 kund 42 aufgefangene Magnetitsuspens.ion geht dann durch eine Leitung
48 zum Eindicker 49. Nach erfolgter Eindickung strömt die Magnetitsuspension durch
ein mit der Leitung 3 verbundenes Rohr 5o dem Mischbehälter wieder zu. Mittels Pumpen
51 und 52 wird der Überlauf dieses Eindickers durch die Leitungen 53 und 54 den
Brausen i i und 20 zugeführt. Die im Behälter 3o aufgefangenen Kohlepartikel werden
durch die Leitung 31 zum Eind'ic'ker 25 befördert und bei 28 abgelassen. Die Bergepartikel
werden aus dem Behälter 4o durch die Leitung 41 dem Eindicker 35 zugeleitet und
bei 38 abgeführt. .
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Weil während des Hindurchgangs der Partikel durch den Zyklon der Magnetisierungsgrad
einiger Magnetitpartikel eine Verringerung erfahren haben kann, verdient das Verfahren,
das in der zweiten Figur bildlich dargestellt ist, den Vorzug. Es empfiehlt sich
deswegen, zwischen dem Zyklon und den Eindickern eine Magnetisiervorrichtung oder
einen Magnetscheider anzubringen, um das Auftreten von Magnetitverlusten möglichst
zu verhüten.