DE89446C

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Publication number: DE89446C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 1: Aufbereitung von Erzen.

Die Verwendung der Centrifugalkraft, zum Waschen und Scheiden von Erzen und Mineralien ist bereits der Gegenstand zahlreicher Versuche gewesen; dabei sind bisher zwei Hauptverfahren eingeschlagen worden, nämlich:

1. ein solches, bei dem der Behälter, in welchen das Gemisch von Wasser und den zu waschenden Substanzen gelangt, durch Rotationsbewegung angetrieben wird, welche dieser dann weiter den Substanzen selbst mittheilt.

Auf diesem Verfahren beruhen die in der Aufbereitung von Gaetzschmann beschriebenen Maschinen von Schitko, Ozann und Cadiat. Die leichten Substanztheile werden in denselben durch das Wasser fortgespült und entweichen über den oberen Rand, während die schweren Substanztheile sich im Innern des Apparates ansammeln, aus welchem man sie entfernt, indem man entweder den Apparat anhält oder doch die Geschwindigkeit desselben vermindert.

Diese Art und Weise des Verfahrens ist eine mangelhafte, denn die Scheidung der Substanzen vollzieht sich nur zu Beginn der Bewegung der eingeführten Substanz. Haben aber alle festen und flüssigen Theilchen einmal die Rotationsbewegung angenommen, so stört nichts mehr das Gleichgewicht, und die Bewegung kann unbegrenzt lange fortgesetzt werden, ohne dafs die Scheidung sich vollzieht.

2. Das zweite Verfahren besteht darin, dafs man die Substanzen und die dieselben begleitende Flüssigkeit gemeinschaftlich in einem fesstehenden Gefäfs in Umdrehung versetzt.

Dieses Princip liegt dem in der Patentschrift Nr. 15976 beschriebenen Apparat von Theobald Laporte und Barthelemy Jourjou zu Grunde. Die Schwierigkeit besteht hierbei jedoch in der Wahl des Mittels, welches anzuwenden ist, um das Gemisch in rotirende Bewegung zu versetzen. Man hat versucht, dies mit Hülfe von an einer senkrechten Welle befestigten Flügeln zu bewerkstelligen, jedoch ist dieses Verfahren unpraktisch, weil die festen Substanzen sich zwischen den Flügelenden und der festen Wandung anzusammeln suchen und dort bald der Flügelbewegung einen beträchtlichen Widerstand entgegensetzen.

Die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Maschine beruht nun in der Verbindung der beiden vorgenannten Verfahren. Die mit den zu scheidendenSubstanzen beladene Flüssigkeit wird nämlich zunächst in ein mit der Drehachse verbundenes und deshalb mit dieser sich drehendes Gefäfs eingeführt.

Schon in diesem Gefäfs vollzieht sich der Hauptsache nach eine Scheidung. Das wichtigste Moment ist hier jedoch, dafs die mit den zu scheidenden Substanzen beladene Flüssigkeit mit diesen zugleich in drehende Bewegung versetzt wird. Aus diesem sich drehenden Gefäfs gelangen dann Flüssigkeit und Substanz in Gestalt eines festen Rotationskörpers in einen feststehenden Behälter und behalten in demselben die Rotationsbewegung infolge der ihnen innewohnenden Geschwindigkeit bei.

In diesem zweiten Theile des Apparates vollzieht sich dann die Scheidung. Unter der Wirkung der Centrifugalkraft gelangen die festen Bestandteile an die Apparatwandung und verlieren, indem sie sich an letzterer reiben,

einen Theil ihrer Bewegungsgeschwindigkeit. Daraus ergiebt sich eine Reihe von verschiedenen, vom Mittelpunkt gegen die Peripherie hin abnehmenden Geschwindigkeiten, . und unter dem Einflufs der aus diesen Geschwindigkeitsunterschieden hervorgehenden Reibungsverhältnisse gelangen die specifisch schweren Theilchen an die Peripherie, während die weniger schweren Theilchen in der Nähe der Drehungsachse verbleiben.

Es entspricht dies genau dem Scheidemechanismus, bei welchem ein mit Substanzen von verschiedenem specifischen Gewichte beladener Wasserstrom in einem Kanal mitregelmäfsiger Neigung entlang fliefst, nur mit dem Unterschied, dafs die Centrifugalkraft die Schwerkraft mit einer viel gröfseren Wirksamkeit ersetzt, und dafs, indem man Austritt und Eintritt der Substanzen in geeigneter Weise regelt, die Länge des durchlaufenen Weges thatsächlich unbegrenzt und infolge dessen die Scheidung so vollständig wie nur irgend möglich gemacht werden kann.

Um die Scheidung zu erleichtern, thut man gut, die sich drehende Flüssigkeit in Schwingung zu versetzen, indem man durch die Apparatwandung Wasser unter höherem Druck einführt, als der durch die Centrifugalkraft gegen die festen Wandungen ausgeübte ist, gegen welche die in Umdrehung befindliche Masse sich dreht.

In beiliegender Zeichnung ist der auf vorstehend beschriebenen Principien beruhende Apparat veranschaulicht.

Der erste Theil seiner Länge, d. h. derjenige, in dem die Substanzen eine kreisförmige Bewegung annehmen müssen, wird von einer Glocke A eingenommen, deren Achse mit derjenigen des Apparates zusammenfällt und deren äufserer Umfang dem inneren Umfang des festen Theiles B entspricht, wobei jedoch zwischen beiden ein geringer Spielraum verbleibt. Der vordere Theil der Glocke ist mit einer kreisförmigen Durchlochung α versehen, welche der Durchlochung des Deckels für den festen Apparattheil entspricht und zur Einführung des Gemisches von Wasser und den von einander zu scheidenden Substanzen dient.

Die Glockenwandung ist mit der Drehachse mittels ebener Flügel b verbunden, deren vorderer Theil im Sinne der Rotationsbewegung leicht umgebogen ist. Diese Flügel bezw. Querstäbe bilden mit der Glocke ein Ganzes und sind auf einer Welle aufgekeilt, welcher auf beliebige Weise eine Drehbewegung mitgetheilt wird.

Die Flügel b sind aufserdem durch eine ebene Scheibe c unter einander verbunden, deren Durchmesser, im gleichen Schnitt, kleiner ist als der innere Glockendurchmesser. Die Scheibe hat den Zweck, zu verhindern, dafs die durch die Oeffnung α der Glocke in diese eingeführten Substanzen die letztere durchfallen, ohne dafs ihnen von derselben ein Rotationsantrieb ertheilt wird.

Die Flügel b können nach unten über die Glocke hinaus verlängert werden, um die Bewegung im feststehenden Theile des Apparates zu unterhalten; ihre Länge ist jedoch hier eine sehr verminderte, um Reibungen der Flügel mit den festen Substanzen zu vermeiden.

Die letzteren sowie die Flüssigkeit nehmen also die Rotationsbewegung in der Glocke an, und es vollzieht sich hier, wie bereits weiter oben ausgeführt wurde, eine erste allgemeine Scheidung.

Indem die in Rotation befindlichen Substanzen beständig Zonen von gröfserem Durchmesser einzunehmen bestrebt sind, werden dieselben durch die grofse Grundfläche der Glocke gegen den feststehenden Apparattheil hin ausströmen und in diesem die Fortsetzung der Glocke bildenden Theil ihre Umdrehung mit der einmal angenommenen Geschwindigkeit fortsetzen.

Diese Geschwindigkeit wird durch die constante Umdrehung der Glocke aufrecht erhalten, sowie durch die aus dieser sich ergebenden Mitreifsung der Flüssigkeit im Innern der Glocke sowohl wie im Innern des feststehenden Theiles. In letzterem wird sich dann die Scheidung mittels des weiter oben beschriebenen Mechanismus vollziehen.

Dieser feststehende Theil besitzt die gleiche Achse wie die Glocke, und der Durchmesser desselben nimmt in dem Mafse der zunehmenden Entfernung von der Glocke immer mehr zu, und zwar kann diese Zunahme eine stetig verlaufende oder sprungweise sein.

Die festen Substanzen schreiten unter beständiger Rotation infolge der Durchschnittsvergröfserung nach der der Glocke gegenüberliegenden Seite vor, d. h. gegen den hinteren Apparattheil hin; von dieser Seite aus werden die Substanzen, nachdem sie geschieden sind, aus dem Apparat entfernt. .

Zur Entfernung der klassirten Substanzen werden am Apparatboden in verschiedenen Abständen vom Mittelpunkte angeordnete Oeffnungen geöffnet oder besser noch durch den Apparatboden eine Reihe von Cylindern d d¹ d² mit zunehmenden Durchmessern hindurchgeführt und in den Seitenwandungen dieser Cylinder vorgesehene Oeffnungen e e¹ e² geöffnet.

Im einen wie im anderen Falle werden diese Oeffnungen verschliefsende Schieber mittels einer Schraube bethätigt, um eine kräftige Bewegung erzielen und die Schieber den zu erzielenden Verschlufs- oderOeffnungsverhältnissen entsprechend reguliren zu können.

Um zu vermeiden, dafs feste Substanztheile zwischen die sich drehende Glocke A und den festen Apparattheil B hineingleiten, genügt es, bei ff einen Wasserstrahl einzuführen und die

äufsere Glockenoberflä'che mit gekrümmten Vorsprüngen zu versehen, durch welche das reine Wasser gegen die Grundfläche des Apparates abzufliefsen gezwungen wird und infolge dessen die festen Substanztheilchen zurückstöfst, welche zwischen die Glocke und die feste Wandung hineinzugleiten bestrebt sind.

In gleicher Weise sind im Theil C C¹ des Apparates Wasserstrahlröhren gg angeordnet, um die Masse der in Umdrehung befindlichen festen Substanztheile in Wallung zu versetzen und die Scheidung der Substanzen, den verschiedenen specifischen Gewichten entsprechend, zu erleichtern.

Die verschiedenen Substanzarten werden sich dem specifischen Gewicht nach scheiden und durch Rotationsoberflächen von einander getrennt werden, welche mehr oder weniger die Gestalt von Paraboloiden bilden. Die Linien j-j in beiliegender Zeichnung stellen die Schnittlinien einer dieser Trennungsoberflächen, die Linien i i die Schnittlinien für die Trennungsoberfläche zwischen Wasser und der Substanz von geringem specifischen Gewicht und die Linien h h die Schnittlinien der Wasseroberfläche dar.

Will man die Substanz in mehr als zwei Gruppen von verschiedenem specifischen Gewicht scheiden, so mufs man eine gröfsere Anzahl von Austrittsöffnungen anordnen, als bei e e¹ e~ angegeben ist.

Die Lage der Trennungsoberflächen wird vom Oeffhungsgrade der entsprechenden Austrittsöffnungen für die verschiedenen Substanzklassen abhängen.

Um jede Unordnung zu vermeiden und um zu verhindern, dafs eine bestimmte Substanzklasse durch die für eine folgende Klasse bestimmte Oeffnung austritt, werden vorteilhaft, wenn beide Substanzen ein ähnliches Aeufsere besitzen, in den Apparat Mineralien von einem specifischen Gewicht eingebracht, welches zwischen demjenigen der beiden zu scheidenden Substanzen liegt und welche wohl zu unterscheidende physikalische Charaktereigenschaften besitzen.

So wird man z. B. zum Waschen von Kohle, welche Schiefer enthält, Feldspath anwenden, welcher sich an die Trennungsoberfläche zwischen Kohle und Schiefer absetzen wird.

Das Erscheinen des Feldspaths entweder an der AustrittsöfFnung für den Schiefer oder an derjenigen für die Kohle giebt dann an, dafs der Moment gekommen ist, wo keine einheit-¹ liehe Substanz mehr austritt. Der Aufseher kann dann die Oeffnungen derart reguliren, dafs eine Unordnung vermieden wird.

Zum Auswaschen von Gold kann man ebenfalls Quecksilber einführen, welches sich an der Peripherie ablagern und beständig die Metalltheile auflösen wird, welche an die Peripherie gelangen.

Die Lage der Apparatachse kann eine beliebige sein, entweder senkrecht oder horizontal.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Ein Wasch- und Scheideapparat für Erze, Kohlen u. s. w. auf nassem Wege, gekennzeichnet durch eine die mit dem Waschwasser gemischten Materialien in Centrifugalbewegung versetzende rotirende Flügelvorrichtung, einen sich daran anschliefsenden, stetig sich erweiternden Behälter, in welchem sich die in Drehung befindlichen Substanzen, ihrer Schwerkraft entsprechend, unter der Wirkung der Centrifugalkraft in auf einander folgenden ringförmigen Zonen absetzen, und einen stufenförmig sich verengenden Bodentheil mit für jede Stufe vorgesehenen regelbaren Oeffnungen, durch welche die klassirten Substanzen ihrer Schwerkraft entsprechend selbstthätig auszutreten vermögen. ;

2. Eine Ausführungsform des im Anspruch ι gekennzeichneten Apparates, bei welcher

a) im oberen Apparattheile eine Rotationsvorrichtung, bestehend aus durch eine ununterbrochene Oberfläche (A) mit einander verbundenen Flügeln (b) und aus einer unterhalb der Füllöffnung (a) gelegenen Scheibe (c), angeordnet ist, derart, dafs den zu trennenden Substanzen eine Drehbewegung mitgetheilt und denselben Druckwasser (f) zugeführt wird, um die Wirkung nach unten fortzupflanzen und einer Nachaufwärtsbewegung der zu trennenden Substanzen entgegenzuwirken;

b) sich an den oberen Apparattheil eine sich stetig oder stufenweise erweiternde Hülle (C) anschliefst, in welcher sich unter Mitwirkung von Wasserstrahlen (g g) die zu scheidenden Substanzen unter dem Einflufs der Centrifugalkraft ihrer Dichte entsprechend trennen;

c) sich an die in b) genannte Hülle ein stufenförmig sich verengender und in den einzelnen Stufen mit seitlichen Oeffnungen (e e¹ e'². . . .) versehener Bodentheil (D) anschliefst, durch dessen Oeffnungen die in der Hülle (C) geschiedenen Substanzen, ihrer Dichte entsprechend, austreten. ,

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.