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Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Erzen, Kohle und ähnlichem
Gut nach dem Schwimm- und Sinkverfahren Bei der Aufbereitung von Erzen, Kohle und
ähnlichem Gut nach dem Schwimm- und Sinkverfahren (Schwereflüssigkeitsverfahren)
zeigt es sich, d'aß bei den bisher benutzten Trommelscheidern, Konusscheidern od.
dgl. ein befriedigender Aufbereitungserfolg in vielen Fällen sich nicht erzielen
läßt. Insbesondere geht ein unzuverlässig hoher Anteil von Sinkgut in das Schwimmgut
über. Dieser Mißerfolg tritt insbesondere dann ein, wenn wesentliche Mengen von
feinem Korn in dem Aufgabegut vorhanden sind. Offenbar entzieht sich ein Teil des
feineren Sinkgutes der Trennung dadurch, d'aß es von Teilchen des Schwimmgutes eingeschlossen
und fortgeführt wird. Die Korngröße des feinen Gutes und die Menge des feinen Gutes,
die diese Störungen hervorrufen können, sind je nach Art des aufzubereitenden Gutes
verschieden. Bei der Aufbereitung von Schwefelkies zeigt es sich z. B., daß das
Korn unter io bis 1a mm zu Fehlausträgen führen kann. Man hat versucht, dies.,-Schwierigkeit
dadurch zu beheben, daß das aufzubereitende Gut vor der Einführung in die Schwereflüssigkeit
in Feinkorn und Grobkorn klassiert wurde. Feinkorn und Grobkorn wurden dann getrennt
voneinander in die Schwereflüssigkeit eingeführt, und zwar .derart, daß der unterhalb
des Grobkornstromes eingetragene Feinkornstrom mit höherer Geschwindigkeit bewegt
wurde. Bei diesem Verfahren stört indessen der Umstand, daß das Schwimmgut aus dem
Fein4i:ornstrom durch, das darüber eingetragene Grobkorn emporsteigen muß, so daß
es Sinkgut mit fortführen kann. Außerdem ist die Trennung zwischen Sinkgut und Schwimmgut
in einem Strom, der nur Feinkorn enthält,
unschärfer als in einem
Gutstrom, der gleichzeitig Feinkorn und Grobkorn aufweist.
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Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß das
Aufgabegut vor dem und oder bei dem Eintritt in die Schwereflüssigkeit und in dieser
selbst aufgelockert wird und daß es nicht mehr als starker geschlossener Strom an
einer räumlich eng begrenzten Stelle in die Schwereflüssigkeit eingetragen wird.
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Die Auflockerung des Aufgabegutes geschieht zweckmäßig derart, daß
das Gut auf einer bewegten, z. B. hin und her oder auf- und abwärts schwingenden
Unterlage in .die Flüssigkeit eingetragen und in dieser bis zum Austrag oder bis
zu einer anderen geeigneten Stelle fortbewegt wird. Beispielsweise wird ein schnell
schwingendes Sieb oder eine gelochte oder nicht gelochte Platte als Unterlage verwendet.
Durch die Bewegungen der Unterlage werden den einzelnen Teilen und Teilchen des
Aufgabegutes ständige Bewegungsimpulse erteilt. Es hat sich gezeigt, .daß durch
diese rüttelnden oder vibrierenden Bewegungen nicht - wie z. B. in derr Gießereitechnik
bei Rüttelformmaschinen - eine Verdichtung der Gutschicht bewirkt wird, sondern
daß innerhalb der Schwereflüssigkeit aneinanderhaftende Teilchen des Aufgabegutes
voneinander getrennt werden, so daß sie allseitig gut mit Schwereflüssib-lkeit umgeben
sind und die Sdhwereflüssigkeit auf jedes Korn des Aufgabegutes gesondert zur Einwirkung
gelangt. Dadurch. wird die Trennung von Sinkgut und Schwimmgut in der Schwereflüssigkeit
wesentlich erleichtert und verbessert, und es wird andererseits auch möglich, die
unterste Korngrenze des aufzubereitenden Gutes unter das bisher zulässige Maß herabzusetzen.
Die Schwingungen der bewegten Unterlage !können in bekannter Weise z. B. .durch
Urbalancen, elektromagnetisch, mechanisch oder auf andere Art erzeugt werden.
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Die Schwingungszahl richtet sich nach der Eigenart des aufzubereitenden
Gutes. Sie kann in vielen Fällen vorteilhaft -zwischen etwa 6öo und i5oo Umdr./Min.
liegen. Die Amplituden der Schwingungen können vorteilhaft zwischen etwa i und 6
mm gewählt werden,. Zweckmäßig wird die Vorrichtung so ausgebildet, daß beide Werte
leicht geändert werden können, damit sie den jeweiligen Verhältnissen stets bestens
angepaßt werden können. So. kann man z. B. bei der Aufbereitung von Schwefelkies
mit Schwingungszahlen von etwa iooo bis i4oo, z. B. i2oo Umdr./Min. und Amplituden
von 3 bis 6 mm, z. B. 4 mm, arbeiten. In vielen Fällen kann man die Unterlage in
Kreisen oder auch ellipsenförmig bewegen, z. B. schwingen lassen, wobei die Drehrichtung
im Sinne des Materialstromes erfolgt. In anderen Fällen, z. B. wenn es sich um aufzubereitendes
Material bandelt, das intensiv aneinanderhaftet, hat es, sich auch als günstig erwiesen,
die Drehrichtung gegen den Materialstrom zu orientieren.
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Die Bewehrung der Unterlage innerhalb der Schwereflüssigkeit hat keine
Nachteile für die Trennung, im Gegenteil wird diese durch. die z. B. schwingende
Bewegung der Unterlage noch gefördert, weil auch innenhalb der Schwereflüssigkeit
dann das Gut noch Impulse durch die Unterlage erhält, die noch restliche Mengen
von aneinanderhaftenden Gebilden aus Gut verschiedener Wichte zerlegen.
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Die Unterlage wird zweckmäßig so ausgebildet, daß sich ihre Neigung
und Eintauchtiefe in die Schwer.eflüssigkeit in genügend weiten Grenzen variieren
lassen. Durch einige Vorversuche kann man dann Neigung und Eintauchtiefe der Beschaffenheit
des aufzubereitenden Gutes in allen Fällen optimal anpassen.
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Um den Trennerfolg noch zu verbessern, kann man insbesondere bei schwierigen
Erzen, aber auch in anderen Fällen, an der Stelle, an der das Gut in die Sdhwereflüssigkeit
eintritt, oder in der Nähe dieser Stelle, eine besondere Zone schaffen, in der die
Wichte der Schwereflüssiä eeit z. B. durch Einblasen von Druckluft od. dgl.. gasförmigen
Mitteln oder Zusatz von flüssigen Mitteln, z. B. Wasser oder Schwereflüssigkeit
anderer Wichte, beeinflußt, z. B. herabgesetzt oder auch erhöht wird. Die Auflösung
des Aufgabegutes in Schwimm- und Sidkgut kann dadurch beschleunigt werden. Ähnliche
vorteilhafte Wirkungen kann man auch durch andere Mittel erreichen, z. B. dadurch,
daß man etwa durch Bedüsen auf den Teilchen des Aufgabegutes einen Ölfilm schafft
oder .durch andere Zusätze die Oberflächeneigenschaften von Schwimmgut und/oder
Sinkgut ändert.
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Von besonderem Vorteil hat sich die Anwesenheit von Xanthaten oder
anderen aus der Flotation bekannten Reagenzien in der Schwereflüssigkeit erwiesen.
Dadurch wird nämlich erreicht, d'aß innerhalb der Schwereflüssigkeit eine Änderung
der Wichte eintritt und d'aß darin in der Wichte differenzierte Zonen geschaffen
werden, die die Trennung von Sinkgut und Schwimmgut wesentlich vervollständigen
und beschleunigen. Andererseits kann es oft auch darauf ankommen, .die Wichte der
Trübe zu stabilisieren oder vor zufälligen Änderungen zu schützen bzw. s:ehir gleichmäßig
zu halten. Dies läßt sich, wie weiter gefunden wurde, durch Zusätze von Natrium-,
Kalium- oder ähnfichen Salzen erreichen, z. B. dadurch, daß man die Aufschlämmung
der Schwerstoffe, beispielsweise des Ferrosiliziums, in einer im Verhältnis von
etwa i : i gemischten Lösung von Natriumbisulfit und Natriumchlorid vornimmt. Auch
ein Zusatz von Gelatine oder ähnlichen Quellmitteln ist für diesen-Zweck verwendbar.
Die Größe des Gelatinezusatzes liegt etwa in den Grenzen von o,o5 bis o,5 g je Liter
Trübe, zweckmäßig bei o,i g.
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Während sich das Schwimmgut 'von der Unterlage abhebt und das Sinkgut
von der Unterlage gegebenenfalls bis zur Austragsvorrichtung oder bis zu einem geeigneten
Abstand von der Aus.tragsvorrichtung weitergeführt wird, wird der Strom der Flüssigkeitstrübe
über eine einstellbare Überlaufkante abgeleitet. Die nach dem Austritt zunehmende
Flüssigkeitssäule über dem Sinkgut dämpft den Einfluß der Schwingungen auf dieses
Gut
und die Schwereflüssigkeit, so daß auch der Austrag durch vibrierende oder schwingende
Bewegung nicht schädlich beeinflußt wird. Im übrigen kann die Aufbereitung in bekannter
Weise durchgeführt werden.
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Die überlaufende Trübe mit dem Schwimmgut geht z. B. in üblicher Weise
über ein Sieb, auf dem sie vom Schwimmgut abgetrennt wird, um im Kreislauf in den
Prozeß zurückzu'ke'hren. Der Austrag des Sinkgutes kann entweder durch Becherwerke,
Schnecken oder. sonstige Transportmittel geschehen oder durch Luftheber oder bei
fein körnigem Gurt auch durch einen gedrosselten Quersrh@ni;tt mit Hilfe eines kontinuierlichen
Trübestromes im unteren Teil der Apparatur erfolgen.
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Eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung
ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch dargestellt.
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Fig. i zeigt das Prinzip des Verfahrens gemäß der Erfindung.
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In Fig.2 und 3 ist eine Aufbereitungsvorrichtung im Längsschnitt und
im senkrechten Schnitt dargestellt. Dabei ist Fig.2 ein Schnitt nach Linie b-b in
Fig. 3 und Fig. 3 ein Schnitt nach Linie a-d in Fig. 2.
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In Fig. 4 und 5 sind zwei weitere Ausführungsformen der Vorrichtung
gemäß der Erfindung im senkrechten Schnitt wiedergegeben.
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i ist der Scheidekasten, 2 die Gutaufgabe und 3 eine vibrierende Unterlage,
auf der die Trennung erfolgt. 4 ist der Antrieb der vibrierenden Unterlage, 5 der
Austrag für das Sin'kgut und 6 der Austrag für das Schwimmgut. Die Schwereflüssigkeit
füllt den Scheidekasten etwa bis zur Höhe des Niveaus 7. Aus der Schwereflüssigkeit
auf .den Boden des Scheidekastens i niedersinkende Feststoffe können dadurch an
der Bildung größerer Anhäufungen verhindert werden, daß der Boden 8 trichterförmig
ausgebildet und mit Einrichtungen 9 versehen ist, denen Luft aus einer gemeinsamen
Leitung io zugefü'hrt werden kann. Diese Einrichtungen für Zuführung von Luft od.
dgl. Mitteln sind aber auch in vielen Fällen überflüssig. Im Betrieb gelangt dasAufgabegut
auf die Unterlage 3 und bewegt sich auf dieser, durch die Vibrationsod. dgl. Bewegung
der Unterlage gefördert, abwärts. Beim Eintritt in die Schwereflüssigkeit tritt
eine schnelle und vollständige Trennung von Schwimmgut und Sinkgut auf, die durch
Einführen von gasförmigen oder flüssigen Mitteln, z. B. durch Einrichtungen 12,
in eine Übergangszone i i gegebenenfalls noch verbessert werden kann. Das Schwimmgut
bewegt sich an der Oberfläche der Schwereflüssigkeit bis zu seinem Austrag, während
das Sinkgut, auf der Unterlage ruhend, durch die Vorrichtung i hindurchgeführt wird,
bis es von .der Austragsvorriahtung erfaßt wird.
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In der Fig.4 ist 20 ein Trommelscheider, der auf den Rollenpaaren
2 i und 22 läuft. Die v ibrierende Unterlage 23 ist als Sieb ausgebildet. Sie reicht
so weit wie konstruktiv zulässig in den Trommelscheider hinein. Das Aufgabegut wird
zusammen mit Schwereflüssigkeit in die Zuführung 23 gegeben. Auf dem Siebteil 24
findet eine Trennung von Schwereflüssig'keit und Aufgabegut statt, so daß beide
Stoffe getrennt voneinander in den Trommelscheider eintreten. Durch diese Art der
Aufgabe wird in vielen Fällen die Trennung von Schwimmgut und Siük.gut noch verbessert.
Man kann aber die Aufgabevorrichtung auch anders gestalten, z. B. für das Aufgabegut
und( die Sch,wereflüs.siglkeit gesonderte Zuführungen vorsehen oder ein Gemisch
von beiden Stoffen aufgeben.
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Bei der Vorrichtung nach Fig. 5 kann die Aufgabe in der gleichen Weise
wie nach Fig. 4 und mit einer ähnlichen Vorrichtung 25 erfolgen. Im übrigen zeigt
Fig.5 die Anwendung der Erfindung bei einem Konusscheid'er bekannter Bauart. Der
Austrag 26 bzw. 27 für das Schwimmgut sowie der Austrag 28 für das Sinkgut können
in den Fig. 4 und5 ebenfalls in bekannterWeise ausgebildet sein. Beispiel i Bei
Versuchen mit Schwefelkies in der Korngröße von 2 bis io mm mit einem Aufgabeschwefelgehalt
von 30'/o wurden in dem Scheider nach Fig. i und 2 Konzentrate mit 42 % S und Berge
mit 6 % S bei einem Gesamtschwefelausbringen von 92 % erzielt. Ausgesprochene Fehlausträge
wurden dabei nicht wahrgenommen, da bei dem Schwimmgut der Gehalt an Schwefel von
6 % sich auf feinverwachsene Teile zurückführen läßt. Mit ähnlichem Aufgabematerial
konnten in einem Trommelscheider üblicher Ausführung gleiche Ergebnisse nicht erzielt
werden.
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Die vorteilhaften Wirkungen des Verfahrens gemäß der Erfindung sind
zu einem wesentlichen Teil bedingt durch ein langsames und sanftes Einbringen des
Aufgabegutes und seine eingehende Auflockerung vor und auch noch innerhalb der Schwereflüssigkeitstrübe,
ferner .durch die Sicherstellung eines auf der ganzen Breite der Apparatur gleichmäßigen
Trübestromes.
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Beispiel 2 Schwerspat in der Körnung von 12 bis 2 mm, der als unhaltiges
Gut Quarz und Schiefer enthält, wurde in der gleichen Weise wie der Schwefelkies
nach Beispiel i behandelt. In beiden Fällen betrug die Wichte der Schwereflüssigkeit
2,73. Das Ausgangsgut enthielt 72 % Ba S 04. Das Konzentrat konnte bis auf 95 %
Ba S 04 angereichert werden,, während die Berge nur noch 4 bis 5 % Ba S 04 enthielten.