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Schwimm- und. Sinkaufbereitung von Kohlen, Erzen od. dgl. Die Schwimm-
und Sinkaufbereitung von Kohlen, Erzen od. dgl. körnigem Gut .mittels Schwerflüssigkeit
geht so vor sich, daß die Teilchen mit geringerer Wichte als die der Schwerflüssigkeit
einen Auftrieb erfahren und dadurch zum Aufschwimmen gebracht werden und das Schwimmgut
ergeben, während die schweren Teilchen infolge des Abtriebes niedersinken und als
Sinkgut anfallen. Ein durch Schwerflüssigkeit aufzubereitendes Korn verliert scheinbar
so viel an Gewicht, als es gewichtsmäßig an Schwerflüssigkeit verdrängt, so daß
die Auftriebs- bzw. A`btriebskräfte übrigbleiben. Diese Kräfte sind von der Korngröße
und vom Wiohteunterschied zwischen Aufbereitungs,gutund Schwerflüssigkeit abhängig.
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Verschieden große Kohlewürfel mit gleicher Wichte von 1,340 und einer
Wichte der Schwerflüssigkeit von 1,345 ergeben folgende Auftriebskräfte:
| Korngröße Kornvolumen Auftrieb |
| in mm in cm in g |
| 2 # 2s 2 0,008 0,00004 |
| 5 # 5 - 5 0,125 o,ooo62 |
| 10- 10- 10 1,000 0,00500 |
| 20-20-20 8,0o0 0,04000 |
| 30-30-30 27,000 0,=3500 |
Bei Abhängigkeit der Auftriebskraft von dem Wiclhteunterscihied zwischen Aufbereitungsgut
und Schwerflüssigkeit bei gleichbleibender Kohlenkorngröße von z. B. =o - =o - =o
mm = i cm3 und der Wichte der Schwerflüssigkeit von. 4345
ergeben
sich bei der Änderung der Wichte des. Kohlewürfels folgende Auftriebskräfte:
| Wichte des Kohlewürfels Auftrieb |
| g/CÜ13 |
| 1,320 0,025 |
| 1330 0,015 |
| 1340 0,005 |
| 1345 0,000 |
Analog verhalten sich die Antriebskräfte.
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Die außerordentlich niedrigen Größenordnungen der Auftriebs- bzw.
Abtriebskräfte bei kleinem Korn oder hei geringen Widhteunterschieden zwischen Gut
und Schwerflüssigkeit ergeben eine geringe Fall- bzw. Steiggeschwindigkeit des Gutes.
Die einzelnen Teilchen bewegen sich zudem nicht energisch auf @bzw. ab, sondern
werden deicht durch geringste Strömungen -in der Schwerflüssigkeit aus ihrer Bahn
abgelenkt, wodurch eine zufriedenstellende Scheidung verhindert wird.
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Geringe Wichteunterschi.ede zwischen Aufbereitungsgut und Schwerflüssigkeit
sind vorhanden, wenn z. B. Kohle mit besonders niedrigem Aschegehalt, z. B. für
die Elektroldenherstellung, nach diem Sdhwerflüssigk @eitsverfahren gewonnen werden
soll. Betrachtet man z. B. die Verwadhsungskurve einer Feinkohle der Körnung o,15
bis -r mm, so ist festzustellen, daß in der Wichtestufe von 1,365 bis 4370 = 2 Gewichtsprozent
und in der Wichtestufe von 1,37o bis 1,375 = 1,8 Gewichtsprozent des gesamten aufzubereitenden
Gutes vorhanden. sind. Bei :einer Trennwichte von 1,37o hat das Schwimmgut in diesem
Beispiel einen Aschengehalt von i,12 %. Muß jedoch eine Kohle mit besonders niedrigem
Aschegchalt von z. B. o,6 0/a gewonnen werden, dann würde bei dieser Kohlensorte
mit einer Wichte von 1,339 getrennt werden. Ermittelt man jetzt gemäß obigen Ausführungen
die um 0,005 Punkte über bzw. unter dieser Trennwichte liegenden Gewichtsanteile,
so ist festzustellen, daß in d.er Wichtestufe von 1,334 bis 1,339 = 12 Gewichtsprozent
und. in der von 1,339 bis 1,334 = 9 Gewichtsprozent enthalten sind. Das bedeutet
also"daß beim Fahren mit niedriger Wichte, d. h. also bei der Herstellung :besonders
aschearmer Produkte, viel mehr Gewichtsanteile mit geringer Steig- bzw. Fallgesclhwindigkeit,
also auch geringer Auf- bzw. Abtri:e#b@skraft im Bereich der Trennwichte vorhanden
sind als beim Fahren mit höherer Wichte, wie es bei der Gewinnung von Produkten
mit höherem Asdhegehalt der Fall ist.
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Nach bekannten Verfahren zur Aufbereitung von körnigem Gut mittels
Schwerflüssigkeit in Sink-und Schwimmapparaten wird das Aufbereitungsgut für sich
durch Hineinschütten in die Trennflüssigkeit aufgegeben. Dabei reißen die schweren,
sehr schnell absinkenden Gutteilchen die leichten Gutteilchen mit sich fort. Es
entsteht dadurch im Sinkgut ein Fehlgut in der Form von Schleppgut, welches einen
großen und wirtschaftlich nachteiligen Prozentsatz des Aufbereitungsgutes ausmacht.
Dieses geschieht auchdann, wenn, wiedurch Laboratoriumsversuche festgestellt wurde,
das aufzubereitende Gut sehr vorsichtig, z. B. in dünner Schicht, zwischen zwei
langsam umlaufenden und dicht anei.nanderldegenden Bändern gelagert und unterhalb
des Spiegels der Schwerflüssigkeit im Aufbereitungsgefäß freigegeben und; damit
in das Trennbad aufgegeben wird.
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Der Vorschlag, das Gutgemisch in großer Schichthöhe einzutauchen,
bringt ebenfalls erhebliche Nachteile mit sich, weil das Gut in den Kammern vor
dem Eintauchen auf dem Boden des Tauchgefäßes oder auf dem Grund der Schleppkette,
:die das aufzubereitende Gut in das Scheidebad :einbringt, aufliegt. Die Aufwirbelung,
die durch das Eintauchen entsteht, ist, da die schweren Anteile der aufgelwirbelten
Gutmassen zu schnell wieder zurückfallen, unvollkommen, so daß sich in der verhältnismäßig
kurzen zur Verfügung stehenden Zeit,die leichten Gutteile nicht freimachen und aufsteigen
können. Aber auch das vom Boden eines Gefäßes aufsteigende Schwimmgut kann schwere
Gutteilchen mit hochnehmen: Bei den zuletzt genannten Maßnahmen wind daher dem beschriebenen
Scheidevorgang ein zweiter Scheidevorgang nachgeschaltet, bei dem ein im Hauptgefäß
eingebauter Schieber geöffnet wird bzw. der Schleppketteninhalt nach der Vortrennung
des Aufbereitungsgutes freigegebenwird, woidurchdas eingeschlossene Gut höherer
Wichte beim Hochsteigen des Schwimmgutes aus: (diesem heraus wieder absinkt. Die
Anordnung von zwei Vorrichtungen zur ennwan.dfreien Aufbereitung ist ferner umständlich.
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Man hat auch bereits Tauchgefäße als Einzelgefäße, .z. B. mit durchlässigen
Wänden, angeordnet, die im Abstand voneinander mittels eines Zugmittels durch das
Schwerflüssigkeitsbad hindurchgezogen werden. Hierbei liegen zwischen den einzelnen
Gefäßen, in denen sich der Aufbereitungsvorgang abspielt, Räume mit Schwerflüssigkeit,
die infolge der Bewegung der ' Gefäß durch deren durchlässige Wände eintritt und
bei strömungsempfindlichem Aufbereitungsgut .den Wirkungsgrad des Trennvorganges
verschlechtert.
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Die bekannten Verfahren zur Aufbereitung von körnigem Gut mittels
Schwerflüssigkeit in Sink-und Schwimmapparaten nach obigen Ausführ-Lingen weisenden
gemeinsamen Nachteil auf, daß sie die geringen Auf- und Abtriebskräfte und die damit
verbundene Empfindlichkeit des aufzubereitenden Gutes oder eines Anteils desselben
gegenüber Strömungen nicht genügend beachten. Dieses ist von Bedeutung-bei der Aufbereitung
feinkörnigen Gutes, aber auch bei der Trennung von grobkörnigerer Gut, hier besonders
für diejenigen Gutteile, deren spezifisches Gewicht in Nähe der Wichte der Trennflüssigkeit
liegt. Insbesondere werden durch die Zu- und Abführung des Aufbereitungsgutes und
der Schwerflüssigkeit sowie durch die Anordtung von Transportmitteln für das Aufbereitungsgut
iM Scheidebad der Sink- und Schwimmapparate während des Ablaufes des Trennvorganges
Strömungen und Wirbelungen,
in gewissen Fällen sogar bewußt, erzeugt,
die den Scheidevorgang nachteilig beeinflussen.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung reiner Scheidegüter
bei der Aufbereitung von Kohle, Erz od. dgl. körnigem Gut nach der unterschiedlichen
Wichte in Schwerflüssigkeitsbädern und bestellt darin, zur Aufbereitung stetig von
der Gutaufgabestelle bis zur Gutabgabestelle im Bereich der Gutaufgabestelle sich
neu bildende und in Nähe der Gutabgabestelle sich kontinuierlich auflösende, vorzugsweise
dicht nebeneinanderliegende Scheidekammern mit stehender Flüssigkeit.,säule zu verwenden.
Dabei ist es für das Verfahren vorteilhaft. daß die Höhe der Flüssigkeitssäule in
den Scheidekammern durch Regelung der Aufgabemenge .der Auf.bereitungsgut-Schwerflü#ss,igkeits-Mischung
eingestellt werden kann. Es können aber Scheid eNvege von wenigen Zentimetern Höhe
eingestellt und damit die Wege und Zeiten für die sich trennenden Gutteile so verkürzt
werden, daß der Scheidevorgang möglichst schnell und vollkommen zum Abschluß kommt
bzw. die Abmessung der Trennvorrichtung in erträglichen Grenzen gehalten werden
kann.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß
die aufzubereitenden Gutteilchen sich in Nähe der Gutaufgabestelle in aufgelockerter
Form in dem sich anschließend beruhigenden und schließlich strömungsfrei werdenden
Schwerflüssigkeitsbad befinden. Die dergestalt auf den ganzen Badinhalt in einem
von vornherein günstigen Mischungsverhältnis zur Schwerflüssigkeit verteilten Gutteilchen
behindern sich daher während .des Trennvorganges auf ihren Wegen zur Oberfläche
oder zum Boden des Bades möglichst wenig. Sie werden aueli nicht @durch Wirbelurigen
oder Strömungen von ihrer Bahn abgelenkt. In der ohne Strömung in den Soheidekainmern
stehenden Trennflüssigkeit können auch die nahezu im Schwebezustand befindlichen
und daher von jeder Strömung sehr leicht ablenkbaren Teilchen unbeeinflußt ihren
Weg dorthin nehmen, wohin sie gehören. Gerade solche labilen Teilchen sind häufig
in >ehr großer Menge vorhanden und beeinträc@htigen bei vielen anderen Trennverfahren
die Güte der anfallenden Produkte. Es ist also hier ein betrielrstec:hnisches, kontinuierlich
ablaufendes Verfahren entwickelt worden, das mit der Trennung von Gutteilchen bei
der laboratoriumsmäßigen Durchführung von Schwimm- und Sinkanalysen in einem Bücherglas
verglichen werden kann. Auch hier wird das zu analysierende Gut durch Rühren möglichst
gleichmäßig auf den gesamten Bechergla;inhalt verteilt und kann sich nach Abklingen
der durch das Rühren erzeugten Wirbelurig im ruhigen Flüssigkeitsbad so entscheiden,
wie es eine exakte Analyse erfordert.
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Die Erfindung betrifft außerdem -eine Vorrichtung zur Durchführung
des beschriebenen Verfahrens. Bei dieser Vorrichtung werden die Scheidekammern mit
stehender Flüssigkeitssäule durch den Boden der Vorrichtung oder durch eine oder
mehrere endlose Bänder in Verbindung mit von einem Band getragenen Wänden gebildet.
Wird der Boden der Vorrichtung zur Bildung der Kammern herangezogen, dann sind zweckmäßig
an den dem Boden der sich bildenden Scheidekammern zugewandten Enden der Wände Staumittel
in Form von Leisten angeordnet, damit sich vor ihnen das Sinkgut auf dem Boden verteilt
ansammeln und einen mit der stehenden Trennflüssigkeit gleichlaufenden Bodenabschluß
bilden kann.
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Das Bad ist an der Stelle, an der der Trennvor-an,- beendet ist, mit
einer Austraggrube für das Sinkgut versehen, die von den Bodenöffnungen der Kästen
überfahren wird und zum Austrag des Sinkgutes dient, während das Schwimmgut mit
der Schwerflüssigkeit an der Umlenkste_lle des Bandes entfernt wird. Die seitlichen
B-e:grenzungswände der Kästen können durch mit diesen gleichlaufende und die Schmalseite
der Trennwände berührende Bänder gebildet werden.
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In d'er Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens
nach der Erfindung beispielsmäßig dargestellt. Es zeigen Abb. r und 2 Querschnitte
und Grundrisse durch ein Scheidebad, @@ Abb. 3 und ,4 Querschnitt und Grundriß des
Scheidebads, bei dem die Böden und Seitenwände der Kammern durch Bänder gebildet
sind.
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Das Aufbereitungsgut und die Schwerflüssigkeit werden in einem bestimmten,
für den Scheidevorgang günstigsten Mischungsverhältnis zusammen bei a aufgegeben.
Die an dem langsam umlaufenden Fördermittel b senkrecht zur Bewegungsrichtung befestigten,
unter sich parallel laufenden, bis zum Boden der flachen Wanne c reichenden Trennwände
d bilden nach der Umkehrbewegung des Fördermittels b in Nähe der Aufgabe a zusammen
mit den seitlichen Wänden e der Wanne c oben offene, schmale, langgestreckte und
verhältnismäßig niedrige Kästen f, ,deren vorläufiger Bodenabschluß durch den Boden
der Wanne c gebildet wird. Diese Kästen f füllen sich in der Nähe von a mit
der Aufbereitungsgut-Schwerflüssigkeits-Mischung,und die so entstehenden gegeneinander
abgetrennten Flüssigkeitsräume werden kontinuierlich mittels des Förderungsmittels
b über den Bod ien der Wanne c bewegt. In den Kästen f beruhigt sich zunächst die
bei der Aufgabe a mit guter Durchwirbelung aufgegebene Auf.berei.tungsgut-Schwerflüssigkeits-:Mischung,
so daß anschließend der Scheidevorgang nach der unterschiedlichen Wichte in den
stehenden Flüssigkeitsräumen in Ruhe rein statisch vor sich gehen kann. Während
der Beruhigung der Aufbereitungs gut-Schwerflüssigkeits-`lischung ,und im weiteren
Verlauf des Scheidevorgangs lagert sich auf dem Boden der Wanne c das Sinkgut ab
und bildet so den mit den Kästen f sich bleichförmig fortbewegenden endgültigen
Bodenabsch,luß. Nach Beendigung des Sche.i:devorgangs überfahren .die Kästen feine
für die ganze Breite der Wanne c sich .erstreckende schmale öffnung g, durch
-welche :das Sinkgut nach unten absinkt und weiter mit einem Teil der Schwerflüs.sigkeit
durch
freien Ausfluß oder mittels der üblichen Fördermittel, wie Schnecke, Becher .werke
od. dgl., ausgetragen wird. Die so vom Sinkgut befreite Aufbereitungsgut-Schwerflüssigkeits-Mischung
wird anschließend bei h aus der Wanne c ausgetragen.
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Zur sicheren Bildung d !es Bodenabschlusses durch -das Sinkgut können
auf Ader Grundfläche der Kästen mitbewegende, dicht über dem Boden der Wanne c sich
mit den Kästen f mitbewegende, das Sinkgut über die Grundfläche verteilende Stauvorrichtungen
angeordnet werden, z. B. in Form von einer oder mehreren an den unteren Enden (der
Trennwände d. mit diesen gleichlaufend vorgebauten niedrigen Leisten i. Sollte in
besonderen Fällen der Si.rikgutentfal.l so gering sein, @daß die Grundflächen der
einzelnen Kästen nicht vdllständig bedeckt und dadurch das Ziel der Bildung vollkommener
Bodenabschlüsse und des strömungsfreien Transportei der SchwerflüssigIieit nicht
erreicht werden, so kann dez Boden der Wanne c tiefer gelegt und durch ein mit gleicher
Geschwindigkeit wie das Fördermittel b laufendes Band k ersetzt werden (Abb. 3).
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Die an den schmalen Seiten der Kästen f zwischen Aufbereitungsgut-Schwerflüssigkeits-Mischung
und den seitlichen Wänden e der Wanne c sich- durch .die Bewegung bildenden Strömungen
sind auf den Trennvorgang ohne wesentlichen Einfluß, da wegen der .langgestreckten
Form der Kästen nur ein Bruchteil der Aufbereitun@gsgxt-Schwerflüssigkeits-Mischung
durch diese !kleinen turbulenten Strömungszonen in ihrem Scheidevorgang gestört
werden kann. Bei besonders hohen Ansprüchen an den Scheidevorgang können aber an
den Enden der Trennwände d die Kästen f seitlich abschließende Wände
l (Abb. i) oder auch mit dem Förderungsmittel b .gleichlaufende, an,den Schmalseiten
der Trennwände d anliegende und dergestalt die seitliche Begrenzungswand bildende
Bänder m (Abh. q.) angeordnet werden.