DE881782C

DE881782C - Method and device for the electrostatic separation of non-conductive mixtures

Info

Publication number: DE881782C
Application number: DEM11102A
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr-Ing Stieler
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1951-09-27
Filing date: 1951-09-27
Publication date: 1953-07-02

Description

Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Trennen von nichtleitenden Gemengen Es sind Verfahren zum Trennen nichtleitender Gemengebestandteile im Kondensatorfeld bekannt, bei denen die zu trennenden Teilchen vor ihrem Eintritt in das Kondensatorfeld durch Reibung ungleichsinnig aufgeladen werden.Method and device for the electrostatic separation of non-conductive Batches There are processes for separating non-conductive batch components in the capacitor field known in which the particles to be separated before they enter the capacitor field are charged in opposite directions due to friction.

Die Zuführung des zu trennenden Gemenges, beispielsweise FlulOspat und Quarz, in das Kondensatorfeld erfolgt dabei durch einen Schacht, über eine schwingende Platte, durch ein Drehrohr od. ä., die aus einem Reibungselektrizität erzeugenden Stoff bestehen und auf der Außenseite mit einem an Erde liegenden Metallüberzug versehen sind.The feed of the batch to be separated, for example FlulOspat and quartz, in the capacitor field takes place through a shaft, over an oscillating Plate, through a rotary tube or the like, which generate static electricity from a Made of fabric and on the outside with a metal cover lying on the ground are provided.

Es sind ferner zum Trennen von leitenden und nichtleitenden Gemengebestandteilen Verfahren bekannt, bei denen das zu trennende Gemenge unter Berührung mit einer geerdeten Fläche in einem Sprüh- und/oder Kondensatorfeld elektrisch aufgeladen wird. Die dazu verwendeten Apparaturen bestehen gewöhnlich aus einer oder mehreren sich drehenden Walzen und diesen vorgelagerten Sprüh-und/oder Kondensatorfeldern, in deren Bereich eine Aufladung der einzelnen Gemengeteilchen durch Ionisation und/oder Influenz erfolgt, derzufolge die verschiedenen leitenden Teilchen unter verschiedenen Absprungswinkeln von der Walze abfallen und durch verstellbare Zungen in einzelne Fraktionen zerlegt aufgefangen werden können.They are also used to separate conductive and non-conductive batch components Process known in which the mixture to be separated in contact with a grounded surface electrically charged in a spray and / or capacitor field will. The apparatuses used for this usually consist of one or more rotating rollers and these upstream spray and / or condenser fields, in their area a charge of the individual mixture particles through ionization and / or Influence takes place, as a result of which the different conductive particles are under different Jump angles fall off the roller and separate into individual ones by means of adjustable tongues Fractions can be collected broken down.

Die mit Reibungs-(Eigen-)Aufladung arbeitenden Verfahren zur Trennung schlecht leitender Gemengebestandteile voneinander in einem dem Reibungsaufladungsprozeß nachgeschalteten Kondensatorfeld haben den Nachteil, daß wegen der im allgemeinen geringen Beständigkeit der Ladungen bei einer mehrmaligen Wiederholung des Trennungsvorganges über - mehrere Scheiderstufen sich die Zwischenschaltung neuer Lädungserzeuger (schwingende Platten oder Siebe, Riesenapparate, Drehrohre od. a.) als notwendig erweist, was einen hohen Aufwand an Apparaturen und komplizierte Verarbeitungsstammbäume bedingt.The processes of separation that work with frictional (self) charging poorly conductive mixture components from each other in one of the frictional charging process downstream capacitor field have the disadvantage that because of the generally low resistance of the charges when the separation process is repeated several times above - the interposition of new charge generators (oscillating Plates or sieves, giant apparatuses, rotating tubes or a.) Proves necessary what requires a lot of equipment and complicated processing trees.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Reibungsaufladung und elektrostatische Abscheidung der Gemengeteile räumlich und zeitlich so zu kombinieren, daß beim Durchlaufen des Gemenges durch mehrere hintereinandergeschaltete Scheiderstufen die Zwischenschaltung besonderer Ladungserzeuger überflüssig wird.The invention is based on the task of frictional charging and electrostatic Separation of the batch parts spatially and temporally combined so that when passing through the mixture through several separator stages connected in series special charge generator becomes superfluous.

Nach der Erfindung wird das elektrostatische Trennen von nichtleitenden Gemengen durch ungleichsinniges Aufladen der Gemengeanteile durch Reibung, gegebenenfalls unter Wärmezufuhr und anschließendes oder gleichzeitiges Einführen des Geinenges in ein Kondensatorfeld in der Weise durchgeführt, daß durch Hintereinanderschalten zweier oder mehrerer einem Kondensatorfeld ausgesetzter bewegter Flächen, die zugleich zur reibungselektrischen Aufladung dienen, die reibungselektrische Aufladung kurzzeitig wiederholt wird. Bereits durch das Drehen der Walzen wird eine ständige Reibungsaufladung der Gemengeteile herbeigeführt, indem sich die Walzen in einem aus Gemengeteilen bestehenden Bett drehen.According to the invention, the electrostatic separation of non-conductive Batches due to uneven charging of the batch proportions due to friction, if necessary with the supply of heat and subsequent or simultaneous introduction of the joint carried out in a capacitor field in such a way that by series connection two or more moving surfaces exposed to a capacitor field that simultaneously serve for triboelectric charging, the triboelectric charging for a short time is repeated. Just turning the rollers creates a constant frictional charge of the batch parts brought about by the rollers in one of the batch parts turn existing bed.

Die Vorteile der räumlichen und zeitlichen Kombination zwischen Reibungsaufladungs- und Abscheideprozeß der Gemengeteile bestehen in folgendem i. Erzeugung von Reibungsaufladungen unmittelbar im Scheider selbst, d. h. vor der Trennungszone, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, beliebig viele Trennstufen ohne Zwischenschaltung besonderer Ladungserzeuger räumlich und zeitlich miteinander zu verketten. z. Behandlung des gleichmäßig verteilten Scheidegutes auf der ganzen Breite des elektrostatischen Scheiders ohne Zuhilfenahme von Materialverteilungseinrichtungen (Rutschen od. a.), die erfahrungsgemäß die unerwünschte Neutralisation der erzeugten Reibungsladungen herbeiführen. 3. Vereinfachung des Aufbereitungsstammbaumes durch Schaffung eines speziell für die Kontaktpotentialmethode geeigneten Walzensche_ iders.The advantages of the spatial and temporal combination between frictional charging and the process of separating the batch parts consist of the following i. Generation of frictional charges directly in the separator itself, d. H. in front of the separation zone, creating the possibility is given, any number of separation stages without the interposition of special charge generators to be linked spatially and temporally. z. Treatment of the evenly distributed Material to be cut across the entire width of the electrostatic separator without assistance of material distribution devices (chutes or a.), which experience shows that the bring about undesired neutralization of the generated frictional charges. 3. Simplification of the processing family tree by creating a special one for the contact potential method suitable roller cutter.

An Hand ,der Zeichnung sei das Verfahren der Erfindung und Vorrichtungen zu seiner Durchführung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Abb. i und :2 zeigen schematisch im Querschnitt bzw. in Vorderansicht zwei miteinander im Eingriff stehende Walzen eines mehrstufigen Walzenscheiders, wogegen in Abb. 3 die in den Abb. i und 2 gezeigte Anordnung mit der vom Walzenscheider her bekannten Elektrodenanordnung vereinigt ist. In sämtlichen Abbildungen sind übereinstimmend mit w1 und w2 :die Walzen eines zweistufigen Scheiders bezeichnet, denen eine beliebige Anzahl weiterer Walzen nachgeschaltet sein kann. Den Walzen wird das Scheidegut entweder über eine Schurrer (Abb. i und 2) oder über die Bunker bi und b2 (Abb. 3) zugeführt. Die Walzen zu sind in Trögen t1 und t2 derart angeordnet, daß das zwischen Walze und Trog infolge des von der Zulaufseite her ausgeübten Materialdrucks in Pfeilrichtung bewegte Gut sich in einem Bett durch Reibung elektrisch aufladen kann, wozu die Oberflächen der Walzen und der Tröge aus einem Reibungselektrizität erzeugenden Stoff bestehen und gegebenenfalls, wie in Abb. i und 2 angedeutet, profilierte Oberflächen aufweisen können.With reference to the drawing, let the method of the invention and devices be explained in more detail for its implementation in two exemplary embodiments. Fig. I and: Fig. 2 show schematically in cross section and in front view two together engaged rollers of a multi-stage roller cutter, whereas in Fig. 3 shows the arrangement shown in FIGS. I and 2 with that known from the roll cutters Electrode assembly is combined. All figures are consistent with w1 and w2: the rollers of a two-stage separator denoted to which any Number of further rollers can be connected downstream. The material to be cut becomes the rollers either via a Schurrer (Fig. i and 2) or via the bunkers bi and b2 (Fig. 3) supplied. The rollers to are arranged in troughs t1 and t2 in such a way that the between roller and trough as a result of the material pressure exerted from the inlet side Goods moved in the direction of the arrow become electrically charged in a bed through friction can, including the surfaces of the rollers and the troughs from a static electricity generating substance exist and possibly, as indicated in Fig. i and 2, profiled May have surfaces.

Aus den das Gemengebett bildenden Trögen t1 und t2 wird das Gut durch die Schlitze s1 und s2 auf die Rutschen iti und zig ausgetragen und dem durch die Elektroden ei und e2 erzeugten Kondensatorfeld ausgesetzt, wo es entsprechend der unterschiedlichen reibungselektrischen Aufladung je nach Elektrodenpolarität angezogen oder abgelenkt und durch die einstellbaren Zungen z1 und z2 nach Wahl in verschiedene stoffliche Fraktionen zerlegt aufgefangen-werden kann. Während der von der Elektrode angezogene Kornanteil in den Taschen x1 zum Austrag kommt, wird die von der Elektrode abgestoßene Fraktion über die Trennzunge -i zur nächsten Scheiderstufe geleitet, wo sich der Vorgang von neuem wiederholt, bis nach Passieren der letzten Scheiderstufe der von der Elektrode abgestoßene und von der Zunge z2 aus dem Materialstrom herausgeschnittene Kornanteil in die Tasche x2 ausgetragen wird.From the troughs t1 and t2 that form the mixture bed, the product flows through the slots s1 and s2 carried out on the chutes iti and zig and the through the Electrodes ei and e2 generated capacitor field exposed where it corresponds to the attracted different triboelectric charges depending on the electrode polarity or deflected and by the adjustable tongues z1 and z2 of your choice in different material fractions can be collected and broken down. During the from the electrode attracted grain fraction in the pockets x1 is discharged, that of the electrode rejected fraction passed through the separating tongue -i to the next separator stage, where the process repeats itself again until after passing the last separator stage the one repelled by the electrode and cut out of the material flow by the tongue z2 Grain fraction is discharged into the pocket x2.

Die Wellen k1 und h2 (Abb. 2) der Walzen zu, und w2 können als Hohlwellen ausgebildet sein, um durch Zuführung eines wärmeübertragenden Mediums (Gas oder Flüssigkeit) die Walzen zusätzlich aufheizen zu können, da bekanntlich durch höhere Temperaturen, etwa iio bis 300° C, die reibungselektrische Aufladung des Aufgabegutes begünstigt wird.The shafts k1 and h2 (Fig. 2) of the rollers too, and w2 can be used as hollow shafts be designed to by supplying a heat-transferring medium (gas or Liquid) to be able to additionally heat the rollers, as is well known by higher Temperatures, about 100 to 300 ° C, the triboelectric charging of the feed is favored.

Bei der Ausführungsform .nach Abb. i und 2 stehen beide Walzen w1 und w2 beispielsweise über Zahnräder d1 und d2 unmittelbar im Eingriff miteinander und verändern dementsprechend von Scheiderstufe zu Scheiderstufe ihren Drehsinn, wogegen bei der in Abb. 3 gezeichneten Kombination die Walzen ihren Drehsinn über sämtliche Scheiderstufen beibehalten. Um eine gleichmäßige Materialschichtstärke über die gesamte Breite der Schurren ui und it, zu gewährleisten, können diese durch Vibratoren v1 und v2 in Schwingungen kleiner Amplitude und hoher Frequenz in bekannter Weise versetzt werden. Abb.3 zeigt neben den hinter der Reibungsaufladungszone angeordneten und aus Abb. i und 2 bekannten Hochspannungselektroden ei und e2 für den Reibwalzenauswurf außerdem auf der gegenüberliegenden Seite die Anordnung der vom elektrostatischen Walzenscheider her bekannten, aus Sprüh- und Ablenkelektrode bestehenden Elektrodenkombination, die aus den Sprühelektroden p1 und p2 und den Ablenkelektroden a1 und a2 besteht und den Zweck hat, etwaige leitende Anteile in dem zu trennenden Gemenge vor der reibungselektrischen Aufladung der nichtleitenden Anteile über die einstellbaren Zungen z3 und z4 in der Tasche x3 abzuscheiden. Hierbei übernimmt die Walze folgende Funktionen: i. Zuteilung des Scheidegutes aus den Bunkern bi und b2 in das dem Bunkeraustritt nachgeschaltete Sprühfeld p1 und p..,. 2. Erzeugung der elektrischen Reibungsaufladung durch den Transport des Materials in seinem Bett auf die gegenüberliegende Seite der Walze. 3. Gleichmäßige Zuführung des auf diese Weise reibungselektrisch aufgeladenen Materials durch die Schlitze s1 und s2 und die Rutschen ui und 2t. in die Kondensatorfelder e1 und e2. Bei der in Abb. 3 beispielsweise gezeigten Anordnung werden in der Tasche x3 die gut leitenden Gemengebestandteile abgeschieden, während in den Taschen _xl und x2 zwei Fraktionen der nichtleitenden Anteile mit verschiedenem Kontaktpotential ausgetragen «-erden.In the embodiment. According to Fig. I and 2, both rollers are w1 and w2 directly in mesh with one another, for example via gears d1 and d2 and change their direction of rotation accordingly from separator level to separator level, whereas in the combination shown in Fig. 3, the rollers override their direction of rotation retain all separation stages. To ensure an even material layer thickness across the entire width of the chutes ui and it, to ensure these can pass through Vibrators v1 and v2 in vibrations of small amplitude and high frequency in known Way to be relocated. Fig.3 shows next to those arranged behind the frictional charging zone and from Fig. i and 2 known high-voltage electrodes ei and e2 for the distribution roller ejection also on the opposite side the arrangement of the electrostatic Roller cutter known, consisting of a spray and deflection electrode combination, which consists of the spray electrodes p1 and p2 and the deflection electrodes a1 and a2 and has the purpose of removing any conductive components in the mixture to be separated from triboelectric charging of the non-conductive parts via the adjustable Separate tongues z3 and z4 in the pocket x3. Here the roller takes over the following Features: i. Allocation of the Material to be separated from the bunkers bi and b2 into the spray field p1 and p ..,. 2nd generation the electrical frictional charge caused by the transport of the material in its bed on the opposite side of the roller. 3. Even feeding of the on this Way, triboelectrically charged material through the slots s1 and s2 and the slides ui and 2t. into the capacitor fields e1 and e2. In the case of the one in Fig. 3, for example The arrangement shown is the highly conductive mixture components in the pocket x3 deposited while in the pockets _xl and x2 two fractions of the non-conductive Shares with different contact potentials carried out «- ground.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the electrostatic separation of non-conductive Batches due to uneven charging of the batch proportions due to friction, if necessary with the supply of heat and subsequent or simultaneous introduction of the mixture in a capacitor field, characterized in that by being connected in series two or more moving surfaces exposed to a capacitor field that simultaneously serve for triboelectric charging, the triboelectric charging for a short time is repeated. z. Application of the method according to claim i to the electrostatic Separation of non-conductive and conductive parts in mixtures of substances, characterized in that that before the triboelectric charge a known spray charge is made. 3. Device for performing the method according to claim i, characterized by the spatial series connection of two or more Rollers whose surfaces are suitable for triboelectric charging. q .. Device for carrying out the method according to claim 2, characterized by the upstream connection of a spray zone in front of the triboelectric charging zone. 5. Device according to claim i and 2, characterized in that the polarity of the Different high-voltage electrodes for separating the non-conductive parts of the mixture is chosen.