DE903681C

DE903681C - Verfahren und Vorrichtung zum Sieben auf nassem Wege

Info

Publication number: DE903681C
Application number: DEM16438A
Authority: DE
Inventors: Jacob De Koning
Original assignee: Stamicarbon BV
Current assignee: Stamicarbon BV
Priority date: 1951-12-01
Filing date: 1952-11-28
Publication date: 1954-02-08
Also published as: GB746828A; FR1072467A; BE515859A

Description

AUSGEGEBEN AM 8. FEBRUAR 1954

M 16438 VIbIia

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sieben auf nassem Wege.

Bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Sieben auf nassem Wege wird, besonders wenn es sich um das Sieben von feinem Material handelt, meistens nur dann eine für die Praxis geeignete Nutzleistung erzielt, wenn man der im allgemeinen flachen Sieboberfläche eine schwingende oder oszillierende Bewegung erteilt. Erforderlich ist dazu, daß bei der verwendeten Vorrichtung Mittel zur Erzeugung dieser Bewegung vorhanden sind, wobei weiterhin besondere Anforderungen an die Befestigung des Siebes und an das Siebmaterial selbst zu stellen sind.

Bei dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung bedient man sich einer stillstehenden rotationssymmetrischen Sieboberfläche, an deren Innenseite die zu siebende Masse vorwiegend tangential zugeführt wird. In der Vorrichtung gibt es keine beweglichen Teile, und an das Siebmaterial braucht man weniger hohe Anforderungen zu stellen. Außerdem ist die erforderliche Bodenoberfläche kleiner als bei flachen Sieben mit derselben Oberfläche.

Überdies hat es sich beim erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere beim Sieben feiner Produkte, herausgestellt, daß dieselbe Nutzleistung bei größeren Sieböffnungen, als sie bei den bekannten Verfahren erforderlich sind, erreicht werden kann. Dies führt dazu, daß für ein bestimmtes Verfahren gröbere, also kräftigere und billigere Siebe verwendet werden können, wobei man sich eher zur Anwendung gelochter Platten anstatt von Siebgazen entschließen kann.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren muß man das rotationssymmetrische Sieb derart aufstellen,

daß das durchgelassene Material, weiterhin als Durchfall bezeichnet, weder unter dem Einfluß der Schwerkraft noch unter dem Einfluß von hydrostatischem Druck durch das Sieb zurückfließen kann, und daß das nicht durch das Sieb gefallene Material, weiterhin als Rückstand bezeichnet, in axialer Richtung unter Einfluß der Schwerkraft und einer eventuellen axialen Komponente des Zufuhrstroms wegfließt. Dies erreicht man bei dem ίο erfindungsgemäßen Verfahren dadurch, daß man das rotationssymmetrische Sieb mit seiner Achse senkrecht oder nahezu senkrecht aufstellt, während bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung Mittel zum Auffangen und Abführen des Durchfalls bzw. des Rückstandes derart angebracht sind, daß die Abfuhr des Rückstandes bei betriebsfähiger Aufstellung der Vorrichtung durch eine zentrale Öffnung an der unteren Seite des Siebes stattfindet, während die Abfuhr des Durchfalls aus einem um den Siebmantel befindlichen Auffangraum an der unteren Seite erfolgt.

An sich ist die Anwendung rotationssymmetrischer Sieboberflächen bekannt, z. B. bei zylindrischen oder konischen Trommelsieben. Von wesentlicher Bedeutung jedoch ist dabei eine rotierende Bewegung des Siebes. Weiterhin findet die Zufuhr nicht tangential, wenigstens nicht vorwiegend tangential, statt.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet man vorzugsweise ein Sieb, das außer der Abfuhröffnüng für den Rückstand an der unteren Seite an der oberen Seite eine zentrale Öffnung aufweist, die für die Zufuhr der zu siebenden Masse vorgesehen ist. Diese Zufuhr erfolgt dann durch ein oder mehrere vorwiegend tangential auf die Sieboberfläche gerichtete Rohre, die unter einem gewissen Winkel zu einer senkrecht auf die Achse gedachten Fläche durch diese zentrale Öffnung in den Raum innerhalb der Sieboberfläche einmünden. Die Zufuhr kann auch durch eine koaxial mit dem Sieb angeordnete Rotationskammer erfolgen, die mit einer oder mehreren Tangentialzuleitungen und einer zentralen Abfuhröffnung ausgestattet ist, wobei die Kammer über dem Sieb so aufgestellt ist, daß die zu siebende Masse, die als rotierender Kegel aus der Abfuhröffnung der Rotationskammer austritt, der Sieboberfläche durch die zentrale Öffnung vorwiegend tangential zugeleitet wird. Vorzugsweise ist der Durchmesser der Abfuhröffnung der Rotationskammer dem Durchmesser der zentralen öffnung im Sieb gleich und diese Öffnungen schließen sich aneinander an, so daß die Rotation der zu siebenden Masse beim Übergehen auf die Sieboberfläche möglichst groß ist, während die dem Sieb zugeleitete Masse eine möglichst tangentiale Richtung hat. Eine gleichmäßige Zufuhr über die ganze Randfläche der Sieboberfläche wird dadurch gewährleistet.

Die Zufuhr kann auch durch ein oder mehrere tangentiale Zufuhrrohre erfolgen, die an öffnungen oder Spalten in der Sieboberfläche angeschlossen sind oder durch jene Sieboberfläche hindurchgehen.

In diesem Fall braucht das Sieb an der oberen Seite keine öffnung aufzuweisen. Um die Sieboberfläche möglichst zweckmäßig auszunutzen, befinden sich derartige Rohre vorzugsweise in einer = waagerechten Fläche an der oberen Seite des Siebes. Jedoch ist es auch möglich, derartige Rohre, eventuell in Kombinationen, in mehreren waagerechten Flächen anzubringen. Dadurch können Teile der zu siebenden Masse nach und nach auf verschiedene Höhen der Sieboberfläche zugeleitet werden, während man auch, falls dies im angewendeten Siebverfahren erwünscht ist, gesondert auf eine bestimmte Fläche Flüssigkeit zuleiten kann.

Die rotationssymmetrische Sieboberfläche kann eine z.B. zylindrische oder gerade oder gebogen konische Form aufweisen.

Eine konische Sieboberfläche mit einer zentralen Öffnung an der nach unten zeigenden Spitze hat den Vorteil, daß die zu siebende Masse, falls sie an der oberen Seite zugeführt wird, unter Einfluß der axialen Geschwindigkeitskomponente der Zufuhr und der Schwerkraft spiralig über eine immer stärker gekrümmte Sieboberfläche weiterströmt, wodurch die Siebwirkung trotz der durch die Reibung immer weiter abnehmenden Geschwindigkeit der flüssigen Masse doch hinreichend groß bleibt. Weiterhin kann eine Abfuhrleitung für den Rückstand unmittelbar an die zentrale Öffnung an der Spitze angeschlossen werden.

Für den Fall, daß die Zufuhr durch eine oder mehrere durch eine zentrale öffnung innerhalb der Sieboberfläche tretenden tangentialen Zuleitungsrohre erfolgt, empfiehlt es sich, das Sieb derart aufzustellen, daß die Stelle, an der der Zufuhrstrom die Sieboberfläche berührt, verändert werden kann, so daß eine gleichmäßige Abnutzung erzielt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß man die Zuleitungsrohre in bezug auf die Sieboberfläche jeweils verstellt, oder die Sieboberfläche um ihre Achse drehbar konstruiert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält einen um die Sieboberfläche angeordneten, vorzugsweise rotationssymmetrischen Auffangraum für den Durchfall, nebst einer an der unteren Seite, wenn die Vorrichtung im Betrieb ist, oder an der öffnung an der Spitze angebrachten Abfuhr für den Rückstand. Das Sieb kann an der Außenseite mittels no Stützbalken unterstützt werden.

Insbesondere läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch dann anwenden, wenn ein in einer rotierenden Strömung befindliches Produkt zu behandeln ist, wie z. B. das Abfuhrprodukt eines Hydrozyklons. In der Nähe der Ablaß- oder Überlauföffnung des Hydrozyklons wird in diesem Fall ein rotationssymmetrischer Siebmantel koaxial mit dem Hydrozyklon aufgestellt. Der Hydrozyklon selbst übernimmt dann die Funktion der Rotationskammer, in welcher die Zufuhr in Rotation versetzt wird.

Die Siebvorrichtung kann in konstruktiver Hinsicht mit dem Hydrozyklon ein Ganzes bilden.

Die Erfindung bezieht sich deshalb auf ein Verjähren zum Sieben auf nassem Wege und ist da-

durch gekennzeichnet, daß die zu siebende Masse der Innenseite einer stillstehenden rotationssymmetrischen Sieboberfläche, die mit ihrer Achse senkrecht oder nahezu senkrecht aufgestellt ist, vorwiegend tangential zugeführt wird.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Anwendung des erwähnten Verfahrens, wobei die Vorrichtung sich aus einem rotationssymmetrischen Siebmantel, aus Mitteln, durch ίο welche die zu siebende Masse der Innenseite des Siebmantels vorwiegend tangential zugeführt werden kann, aus einer sich an der einen Seite des Siebmantels befindenden Abfuhr für den Rückstand und aus einem sich um den Siebmantel befindenden Auffangraum für den Durchfall zusammensetzt, und wobei der Auffangraum eine Abfuhr aufweist, die an derselben Seite des Siebmantels vorgesehen ist, an der sich auch die Abfuhr für den Rückstand befindet.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher beschrieben, in denen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt sind. Es zeigen

Fig. ι und 2 eine Vorrichtung mit einem geraden konischen Siebmantel und einer zylindrischen Zufuhrkammer ;

Fig. 3 und 4 zeigen eine Vorrichtung mit einem zylindrischen Siebmantel und zwei tangentialen Zufuhrrohren, die unter einem gewissen Winkel mit einer senkrecht auf die Achse gedachten Fläche in den Raum innerhalb des Siebmantels einmünden; Fig. 5 zeigt im Querschnitt eine Vorrichtung, in der das grobe, gegebenenfalls schwere Abfuhrprodükt eines Hydrozyklons mittels Sieben auf nassem Wege eine weitere Behandlung erfährt, wobei die Vorrichtung mit dem Hydrozyklon eine konstruktive Einheit bildet.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach II-II in Fig. ι; Fig. 1 zeigt einen Querschnitt nach I-I in Fig. 2. Der konische Siebmantel 1 ist innerhalb eines zylindrischen Gehäuses 2 aufgestellt, das an der unteren Seite durch eine Wand 3 begrenzt ist und an der oberen Seite einen Bund 4 trägt. Eine an der oberen Seite abgeschlossene, mit einer *5 Tangentialzuleitung 5 ausgestattete Rotationskammer 6 ist mittels eines Bundes 7 am Bund 4 des zylindrischen Gehäuses 2 befestigt. Die umgebogene obere Seite des Siebmantels 1 ist zwischen dem Bund 4 und dem Bund 7 eingeklemmt; den dazu erforderlichen Raum erhält man durch einen Packungsring 8.

Der Siebmantel 1 ist an der unteren Seite am konischen Oberteil 9 eines x\bfuhrrohres 10 befestigt, das mittels einer Packungsstopfbüchse 11 durch die Wand 3 des zylindrischen Gehäuses 2 geführt ist.

In der Wand 3 ist ferner ein Abfuhrrohr 12 angebracht. Der Siebmantel wird durch Stützbalken 13 unterstützt, die gemäß der Erzeugenden des Siebmantels verlaufen.

Die zu siebende Masse wird durch 5 zugeführt, gerät in 6 in Rotation und wird dadurch über die ganze Peripherie der Innenseite des Siebmantels 1 vorwiegend tangential zugeführt. Der Durchfall wird durch das Rohr 12 und der Rückstand durch das Rohr 10 abgeführt.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt und Fig. 4 eine Draufsicht einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform. Der zylindrische Siebmantel 14 ist an der oberen Seite mit einem Ring 15 mit L-förmigern Querschnitt versehen, der mit der abnehmbaren Deckplatte 16 des zylindrischen Gehäuses 17 verbunden ist. Die vorwiegend tangential auf die Sieboberfläche gerichteten Rohre 18 laufen durch die Deckplatte 16 und münden in den Raum innerhalb des Siebmantels 14 ein. An der unteren Seite ist der Siebmantel an dem zylindrischen Oberteil 19 des konischen Mantels 20 angeschweißt, welcher in das Abfuhrrohr 21 übergeht, das durch den Boden 22 des zylindrischen Gehäuses 17 geführt ist.

Der Boden 22 ist weiterhin mit einem Abfuhrrohr 23 ausgestattet. Die zu siebende Masse wird durch die Rohre 18 der Innenseite des Siebmantels 14 vorwiegend tangential zugeführt. Der Durchfall wird durch das Rohr 23, der Rückstand durch das Rohr 21 abgeführt.

Der Hydrozyklon nach Fig. 5 besteht aus einem zylindrischen Teil 24, der mit einer Tangentialzuleitung 25 für die Trennfiüssigkeit und das zu trennende Produkt ausgestattet ist, und aus einem konischen Teil 26, der sich in einen ringförmigen Körper 27 mit konischer Innenwand fortsetzt, worin sich eine Zentralabfuhr 28 für das grobe, gegebenenfalls schwere Produkt befindet. In der oberen Wand 29 des zylindrischen Teils 24 ist das zentrale Abfuhrrohr 30 für das feine, gegebenenfalls leichte Produkt vorgesehen.

An dem Körper 2^j ist ein koaxialer zylindrischer Siebmantel 31 befestigt, an dessen unterer Seite eine Abfuhrleitung 32 mit konischem Oberteil 33 zur Abfuhr des Rückstandes vorgesehen ist. Der für den Durchfall bestimmte Auffangraum 34 wird durch einen zylindrischen, koaxial mit dem Sieb angeordneten Mantel 35 umgrenzt, der an der unteren Seite durch eine mit einer Abfuhrleitung 37 für den Durchfall versehene abschüssige Wand 36 abgeschlossen wird und worin zugleich mit Hilfe einer Stopfbuchse 38 die Abfuhrleitung 32 läuft.

An dem Körper des Hydrozyklons ist mittels Stützplatten 39 ein Flansch 40 befestigt, an dem mit no Hilfe von zwei konzentrischen Gruppen von Bolzen bzw. 42 ein lockerer Flansch 43 befestigt ist. Der Körper 27 wird durch die in den Flanschen 40 und 43 vorgesehenen Aussparungen, die der Form des Körpers 27 angepaßt sind, gehalten. Der Pakkungsring 45 ermöglicht den erforderlichen Raum zwischen den Flanschen. Die Bolzengruppe 41 dient zugleich dazu, den Mantel 35, der zu diesem Zweck mit einem Bund 44 versehen ist, zu befestigen.

Falls der Hydrozyklon in Betrieb ist und Flüssigkeit mit dem zu trennenden Produkt unter Druck durch die Leitung 25 zugeführt wird, entsteht in dem Hydrozyklon eine schnelle Zyklonströmung, die eine Trennung bewirkt. Die feinen, gegebenenfalls leichten Teile verlassen den Hydrozyklon durch das Abfuhrrohr 30 in einem Flüssig-

keitsstrom, die groben, gegebenenfalls schweren Teile, die sich auch in Flüssigkeit befinden, verlassen den Hydrozyklon durch die Abfuhr 28. Beide Abfuhrprodukte befinden sich durch die Wirkung der Zyklonströmung im Hydrozyklon in einer rotierenden Flüssigkeitsströmung, Das flüssige Produkt, das den Hydrozyklon durch die Abfuhr 28 verläßt, wird also dem zylindrischen Siebmantel 31 vorwiegend tangential zugeführt. Der Durchfall sammelt sich in dem Raum.34 und wird durch die Leitung 37 abgeführt: der Rückstand wird durch die Leitung 32 abgeführt.

Beispiel 1

In einer senkrecht aufgestellten Vorrichtung gemäß Fig. i, deren Siebmantel aus einer gelochten Platte besteht, und welche nachstehende Abmessungen aufwies:
größter Durchmesser Siebmantel ....... 44.0 mm kleinster Durchmesser Siebmantel ...... 56mm

Höhe des Siebmantels 550 mm

halber Konuswinkel des Siebmantels .... 15⁰

Dicke der Siebplatte 1,5 mm

Durchmesser der Siebplattenlochung ... 2mm

Lochteilung der Siebplatte . 4 mm

Durchmesser des Zufuhrraums 440 mm

Höhe des Zuftihrraums 120 mm

Durchmesser der Zufuhrleitung 70 mm

wurde bei einem Zufuhrdruck in der Leitung 5 von o,2 atü der Durchfall (Schlammwasser) eines Feinkohletrockners gesiebt. Folgendes Ergebnis wurde erhalten:

	Zufuhr	Durchfall	Rückstand
Kapazität in ni³/Stunde Konzentration fester Stoff in g/l Kapazität fester Stoff in T/Stunde Durchschnittliches spez. Gewicht fester Stoff....	41.4 219 9,08 1,44.2	34-9 154 5,36 1,500	6,5 576 3.72 1.365
Korngröße > 2 mm ι bis 2 mm 0,5 bis ι mm 0,25 bis 0,5 mm 0,1 bis 0,25 mm < o,i mm	0,49 % 2,62 % 20,51 % 32,37 % 15.89% 28,12 %	0/ /0 0,2 % 6,0 % 28,5 % 22,7 ^fl/o 42,6 %	1.2% 6,1 % 4i.4% 37,9% 6,1 % 7.3 %

Die Nutzleistung des Siebes, berechnet nach Taggart. Handbook of Mineral Dressing, 19 bis 191, Gleichung 133 (Gewicht abgesiebter Kornfraktion in Prozenten vom Gewicht der entsprechenden Fraktion in der Zufuhr) ist folgendermaßen:

Korngröße	Nutzleistung
> 2 mm ι bis 2 mm 0,5 bis ι mm 0,25 bis 0,5 mm o,i bis 0,25 mm < 0,1 mm	100% 95% 83% 43% 16% II %

Beispiel 2

In einer Vorrichtung, die im wesentlichen der in Fig. ι dargestellten entsprach, jedoch mit einem zylindrischen Siebmantel, der nur aus Siebgaze mit einer durchschnittlichen Maschenweite von 306 μ hergestellt war und die nachstehenden Abmessungen aufwies:

Durchmesser des Siebmantels 15 mm

Höhe des Siebmantels 29 mm

Durchmesser des Zufuhrraums 15 mm

Höhe des Zufuhrraums 6 mm

Durchmesser der Zufuhrleitung 1,8 mm

wurde bei einem Zufuhrdruck von 2 atü eine Feinkohlesuspension bzw. eine Silbersandsuspension gesiebt. Es ergab sich folgendes:

a) Feinkohle

Zufuhr Durchfall

Rückstand

Nutzleistung

Kapazität (m³/Stunde)

Konzentration fester Stoff (g/l) . Kapazität fester Stoff (T/Stunde) Spezifisches Gewicht fester Stoff

Korngröße > 500 μ

350 bis 500 μ

210 bis 350 μ

105 bis 210/f.

50 bis 105 μ

< 50 μ

0,528

96,5
0,051

1,422

0,451
37,6
0,017

1,447

0,077
435
o,O34
i,4io

7 %

14.71 %
2i,86%

28,07%

14.47 %
20,58 %

ο/

/ο

0,03%

1,83 %

20,74%

24,8 %

52,6 %

ο,4%

22,1 %

3ΐ,9%

3ΐ,7%

9.3%

4-6%

100%

ΐοο %
97%
75%
43%
15 %

b) Silbersand

Zufuhr

Durchfall

Rückstand

Nutzleistung

Kapazität (m³/Stunde)
Konzentration fester Stoff (g/l)
Kapazität fester Stoff (T/Stunde)
Spezifisches Gewicht fester Stoff

Korngröße > 500 μ

350 bis 500 μ

210 bis 350 μ

105 bis 210 μ

50 bis 105 μ

0,587 109 0,064 2,657 0,517
34

0,018
2,685

0,070

654
0,046
2,652

0,04% 1,45 22,47 % 50,94% 13,73 11,31 % 0,03 %
2,47%

34,3 %
29,6 %
33,6 %

0,05 %

2,0

ο/
/ο

30,3 7ο

57-5 7ο

7,55 %

2,6 7ο

100 %
100 %

97%
81%
40%
17%

Claims

Patentansprüche:

ι. Verfahren zum Sieben auf nassem Wege, dadurch gekennzeichnet, daß die zu siebende Masse der Innenseite einer stillstehenden rotationssymmetrischen Sieboberfläche, deren Achse senkrecht oder nahezu senkrecht angeordnet ist, vorwiegend tangential zugeleitet wird.

as 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß diese sich aus einem mit einer Abfuhr für den Rückstand versehenen rotationssymmetrischen Siebmantel, aus Mitteln, wodurch die zu siebende Masse der Innenseite des Siebmantels vorwiegend tangential zugeführt werden kann und aus einem sich um den Siebmantel befindenden Auffangraum für den Durchfall zusammensetzt, an dem die Abfuhr in der Nähe der Abfuhr für den· Rückstand angebracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Zufuhrmittel ein oder mehrere durch den Siebmantel geführte, tangential an den Siebmantel gerichtete Rohre vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebmantel gegenüber der Abfuhr für den Rückstand eine zentrale öffnung aufweist und als Zufuhrmittel ein oder mehrere vorwiegend tangential an den Siebmantel gerichtete Rohre vorgesehen sind, die unter einem gewissen Winkel zu einer senkrecht auf die Achse gedachten Fläche durch diese zentrale öffnung in den Raum innerhalb des Siebmantels einmünden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebmantel gegenüber der Abfuhr für den Rückstand eine zentrale öffnung aufweist und als Zufuhrmittel eine an der Seite jener öffnung koaxial mit dem Siebmantel aufgestellte Rotationskammer vorgesehen ist, die mit einer oder mehreren Tangentialzuleitungen und einer Zentralabfuhroffnung an der der Siebmantelöffnung zugewendeten Seite versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskammer ein Zylinder ist, dessen Durchmesser dem Durchmesser der öffnung in dem Siebmantel gegenüber der Abfuhr gleich ist, während die Innenwand der Rotationskammer sich an die Innenseite des Siebmantels anschließt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskammer ein Hydrozyklon ist, von dem eine der Abfuhröffnungen der Siebmantelöffnung zugewendet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Siebmantelöffnung dem Durchmesser der der Siebmantelöffnung zugewendeten Abfuhröffnung des Hydrozyklons gleich ist, während die Innenwand des Hydrozyklons sich an die Innenseite des Siebmantels anschließt.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebmantel zylindrisch ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebmantel konisch ist und die Abfuhr für den Rückstand sich an der Spitze befindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 5740 1.