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Verfahren und Einrichtung zum Aufschließen und Aufbereiten von Erzen
Es ist vorgeschlagen worden, Erze unter Vermeidung von Zerkleinerungsgeräten im
Ultraschalldruckwechselfeld aufzuschließen. Praktische Bedeutung hat der Vorschlag
nicht ,gewonnen, da bisher ein ununterbrochenes Arbeiten nicht ermöglicht werden
konnte.
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Nach der Erfindung erfolgt die Anwendung hochfrequenter Druekwechselfelder
aus dem. Ultrasüahall durch Einwirkung der .gerichteten Energiewellen aud,die in
einem umlaufenden Schleudergefäß unter Flüsisigkeit untergebrachten Erzteile.
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Die die Erzteile enthaltende Flüssigkeit läuft in das Schleudergefäß
ein, in dem sich die Erzteile unter der Wirkung der Fliehkraft zum Umfang der Schleuder
hin bewegen, so daß sie unter erhöhtem hydrostatischen Druck stehen. Der erhöhte
hydrostatische Druck am Umfang der Schleuder und die größere Dichte des Mediums,
in dem sich die Erzteile befinden, sind wesentliche Faktoren für die Ultraschallenergiedichte.
Die Schallenergiedichte ist neben der Schallintensität bestimmend für die Wirkungen
auf die in der Flüssigkeit enthaltenen Erzteile. Beide Faktoren aber sind um so@
größer, je dichter die Flüssigkeit ist. Der erhöhte hydrostatische Druck ist also
vorteilhaft für die Schallirntensität, mit der die Druckwechselamplituden an den
Erzteilen auftreffen.
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Die Fliehkraftschleuder begünstigt die Wirkung der hochfrequenten
Druckweahselfelder in bezug auf Schalldichte und Schallintensität. Sie dient im
Rahmen
der Erfindung gleichzeitig zur naßmechanischer Trennung der aufgeschlossenen Erzteile.
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Diese Trennung erfolgt durch Schleudern der Flüssigkeit mit den darin
enthaltenen Erz- und Bergeteilchen von einem zentralen Schleudergefäß über mit diesem
sich drehende konzentrisch angesetzte Randzonen. Diese Randzonen sind gegeneinander
und gegen das zentrale Schleudergefäß getrennt durch konzentrische Ringe, Wulste
oder Wellungen.
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In ,der Zeichnung sind mit i das zentrale Schleudergefäß und mit z,
3, 4, 5 die konzentrischen Ringgefäße angedeutet. Die Zuführung der Flüssigkeit
erfolgt durch. das Rohr 6. Der Abfluß, der Flüssigkeit nach Abscheidung von Bergen
und Erz geschieht durch den Überlauf bei 7. Die konzentrischen Ringe weisen mit
der Entfernung von der Zentrifwgenwelle zunehmende Höhen auf. Im. Ringgefä:ß 2 sammeln
sich so die Berge, im Ringgefäß 3
noch nicht aufgeschlossene Erze, im Ringgefäß-4
arme Erzkonzentrate und im Ringgefäß 5 die Reichkonzentrate. Über jeder Trennwand
entstehen beim Auftrieb des Wassers mit den suspendierten Feststoffen Wirbel, die
sich an ,der Wand schlagen und je nach dem spezifischen Gewicht der, Feststoffe
diese in die betreffende Ringzone abgeben. Jede Ringzone ist mit einem Ahfluß 15
versehen, so daß ein ununterbrochener Betrieb durchgeführt wenden kann..
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Der Zufluß von der Mitte her erfolgt am besten durch die Zentrifugenwelle
großen Durchmessers, die als Rohr 6 ausgebildet ist. Der Ultraschallgeber 8 ist
vorteilhaft unter dem Schleudergefäßboden angeordnet. Der Boden ist mit einem Glasring
9 versehen, da dadurch der Schalldurchgang am vorteilhaftesten gewährleistet ist.
Die beschallte Flüssigkeit mit dem Erz läuft bei dieser Anordnung in raschem Wechsel
durch eine Zone mit Kraftlinien aus dem Schallgeber und durch eine Zone ohne solche
Einwirkung. Dies ist vorteilhaft, weil das Erz in der Nachhallzeit, die der ersten
Schwingungserregung folgt, aufs neue angestoßen und: so leicht in Resonanz gebracht
werden kann. Es werden auf diese Weise vor dem Abklingen der ersten Erregung neue
Impulsegegeben.
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Von besonderem Vorteil ist im: Rahmen der Erfindung die Anordnung
von zwei oder mehr Quarzen i o, i i unter der ringförmigen Glaspliatte 8 dergestalt,
daß die Quarze mit verschiedenen Frequenzen wirken. Auf diese Weise erfolgt rasch
und im ununterbrochenen Betrieb,das Aufschaukeln und mit ihm die zerstörende Wirkung
der Schallwellen auf das Erz.
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In der beschriebenen Weise können durch Bewegung der Erze über verschiedene
Zonen verschieden starker Wechselfelder Resonanz- und Zersprengungserscheinungen
auch bei größeren Erzbrocken hervorgerufen und diese aufgeschlossen werden. Die
Trennung erfolgt ,hierbei entlang den Verwachsungs.flächen zwischen Bergen und Reinerz,
so daß dieses freigelegt und. ausgeschieden werden kann.
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Die Druckwechselzentrifuze der beschriebenen Art kann auch im kontinuierlichen
Betrieb zur magnetischen Abscheidung von magnetisierbaren Erzen benutzt werden.
Für diese Aufgabe sind über den Ringen des zur Absaheidung der magnetisierbaren
Bestandteile bestimmten Ringgefäßes Magnete 12, 13 angeordnet. Die Berge und sonstigen
unmagnetischen Bestandteile der Erze werden in die anderen konzentriechen Gefäße
albgeschieden.. Die magnetischen Teile lagern sich an die Ringe an, welche abwechselnd
aus der Flüssigkeit gezogen und durch Abstreifer gereinigt werden. Das Abstreifen,
kann auch in die Ringgefäße selbst erfolgen, aus denen die magnetischen Teile mit
dem Wasser abgeführt werden.
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Die beschriebenen Verfahren und Einrichtungen eignen sich zur Gewinnung
von Konzentraten aus armen Erzen im ununterbrochenen Betrieb, insbesondere zur Aufbereitung
von mulmigen Erzen.
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In der in der Zeichnung dargestellten Anordnung können die Magnete
1(2, 13 auf allen Seiten richtend und anziehend für die magnetischen: Einschlüsse
der die Magnete umspülenden Flüssibikeit ausgebildet werden. Durch die wirbelnde
Druckbewegung der Flüssigkeit mit den magnetischen Einschließungen, die etwa in
Richtung der Pfeile 16 um: die Magnetringe erfolgt, wird die Flüssigkeit über .die
magnetischen Flächen ausgebreitet und ihr schwerer Inhalt, also die magnetisierbarenTeile
auf dieMagnetflächen gebracht. Berge usw. gleiten von den Magnetringen ab und rutschen
an ihnen in die konzentrischen Ringgefäße 4, 5. Von da werden die Berge usw. abgezogen
über die Abflüsse oder Rutschen 15. Bei der Anordnung der Ultraschallgeber 8 oder
io, i i unter einem Glasring g, der -den Boden des eigentlichen Schleudergefäßes
i dasrs.tel@l.t, werden die gerichteten Schallwellen in Richtung der Pfeile i9 wirksam.
Der Boden der Zentrifuge läuft hierbei in einem mit C51 gefüllten Gehäuse. Das Öl.
bildet eine Zwischenschicht zwischen Zentrifugenboden bzw. Glasplatte (Glasring)
9 und dem Schallgeber 8 bzw. io, ii und überträgt dämpfungsfirei die vom Schallgeber
erregten Energien auf die Glasplatte (Glasring) @ 9. Innerhalb des Ölgefäßes 18
können die Schallgeber auch mehr nach der Zentrifugenwelle zu angeordnet sein, so
daß z. B. ihre Ab@-strathlungen in Richtung der Pfeile 14 erfolgen und die durch
das Rohr 6 einströmenden Massen schon beeinflussen.. Je näher die Schallgeber nach
der Zentrifugenwelle zu angeordnet sind, umsoweniger entfernen sich die Massen der
zu behandelnden Stoffe .aus dem Energiefeld. Während bei Anordnung,der Schallgeber
io, iri in derDraufsicht Fig. 2 unter dem Glasring 9 jeder Schallgeber größere Wege
zurücklegen muß bis zur Wiedereinwirkung auf die über ihm kreisende Flüssigkeit,
würde bei Anordnung der Schallgeber unter der Grundfläche von 6 eine Unterbrechung
überhaupt nicht eintreten, sondern nur die Auswirkung unmittelbar und rasch aufeinanderfolgender
Schwingungen z.. B. verschiedener Frequenzen und Intensitäten.
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Im Querschnitt gemäß Fig. i ist noch eine andere Anordnung der Schallgeber
mit 17 angedeutet. Hier
sind die Schallgeber ortsfest. Die Erztrübe
fließt von oben über das Rohr 6 zu und in Pfeilrichtung um den Kreis der Schallgeber
in dem Gefäß i. Die Schallgeber sollen möglichst in einem, Kreisring und unter Schrägstellung
zur Zentrifugenwelle angesetzt sein, damit sie die um sie herum strömende Trübe
von zwei Seiten beschallen. Dies ist z. B. mit Quarzen im piezoelektrischen Verfahren
mögl,ich, wenn der Quarz so gehaltert ist, daß er nach beiden Seiten nie Schallenergie
abgilbt. Die Schrägstellung hat den Vorteil, daß die Schallwellen beim Auftreffen.
auf den Zentrifugenboden abgelenkt und wieder in die Trübe geführt werden, die sie
so aufs neue erregen.
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Die Ringgefäße weisen nach dem, Zentrifugen um£ang zu geringere Volumina
auf. Dies wird erzielt durch die stufenweise oder auf schiefer Ebene erfolgende
Anordnung von der Mitte nach dem Umfange hin, wobei gleichzeitig die Höhe der Ringzellen
geringer wird.
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Die Vorteile, die mit der Erhöhung .des hydrostatischen Druckes auf
die Erze verbunden sind, können bei kleineren Anlagen auch erreicht werden, indem
die Flüssigkeit mit den Erzen in einem Druckrohr gefördert und über Schallgeber
geführt wird. Am Rohrende würde die Trübe in an sich bekannter Weise naßmech.anisch
aufbereitet werden. Damit lange Trübesäulen beschallt werden können, wird der Schallgeber
jeweils in einer Rohrkrümmung so angesetzt, daß er seine gerichteten Wellen parallel
zur Rohrachse und über einen Rohrquerschnitt abgibt, der dem Durchmesser des Schallgebers
entspricht. Der Schallgelber kann auch in einem Winkel von z.. B. 30° in das. Rohr
auf die zu beschallende Trübe einwirken, wenn dafür Sorge getragen wird, daß die
gerichteten Schallwellen nach der Rohrachse umgebogen und abgelenkt werden. Der
erforderliche hydrostatische Druck ist durch entsprechende Längenbemessung des z.
B. senkrecht stehenden Rohres oder mit einer Druckpumpe zu erreichen. Das Arbeiten
kann kontinuierlich oder auch mit kurz aufeinanderfolgenden Perioden geschehen.