CH650704A5 - Verfahren und sortieranlage zur trockenen sortierung von koernigen gemischen aus zwei- oder mehreren polydispersen komponenten. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Sortieranlage zur trockenen Sortierung eines körnigen Gemisches mit einer Anzahl p von auszusortierenden körnigen, polydispersen Feststoffkomponenten, deren Partikel die unterschiedliche Dichte und/oder Form und so breite Korngrössen- und Sinkgeschwindigkeitsverteilungen haben, dass sie sich wenigstens teilweise überdecken. Durch die Sortierung des Gemisches in seine Komponenten oder zur Aussortierung bestimmter Komponenten sollen diese rein oder zumindest ausreichend angereichert gewonnen werden.

Die bisher angewendeten Verfahren zur Aussortierung von zur Weiterverarbeitung geeigneten höherwertigen Komponenten aus einem Zwei- bzw. Mehrkomponenten-Gemisch lassen sich in Nass- und Trockenverfahren unterteilen.

Die Nassverfahren lassen sich bei vielen Gemischen nicht anwenden, weil ihre Komponenten nicht mit Flüssigkeiten in Berührung kommen sollen. Dort wo die Nassverfahren anwendbar sind, kann in der Regel als Flüssigkeit zum Trennen kein reines Wasser verwendet werden, weshalb sich die Durchführung dann teuer und auch gefahrlich gestaltet, wenn hochgiftige Lösungen oder Suspensionen zu verwenden sind. Diese Verfahren sind auch aus ökologischen Gründen unerwünscht, weil die unvermeidliche Aufbereitung der zur Trennung verwendeten Flüssigkeiten immer Abwasserprobleme mitsichbringt. Diese Verfahren haben bezüglich der Weiterverarbeitung der reinen oder angereicherten Komponenten vielfach den Nachteil, dass die getrennten Komponenten energieaufwendig getrocknet werden müssen.

Aus diesem Grunde besteht ein grosser Bedarf an trockenen Sortierverfahren für körnige Gemische. Die bekannten trockenen Sortierverfahren lassen im allgemeinen keine befriedigenden Durchsätze bei guten Trennschärfen und hohen Ausbeuten der auszusortierenden Komponenten zu. Gleiches gilt für die manuellen oder maschinellen Ausleseverfahren. Mit der in der Getreidemüllerei entwickelten Klassierung mittels Zerkleinerung und Siebung,auf sog. Plansich-tern und sog. Griessputzmaschinen, mit denen leichte Verunreinigungen abgesaugt werden können, gelingt eine befriedigende Sortierung in die Komponenten nur, weil diese im Aufgabegemisch weitgehend monodispers sind und in sich nicht oder allenfalls nur geringfügig überlappenden Kornverteilungen vorliegen. Diese Klassierung versagt, wenn die Komponenten der Gemische polydispers sind und in sich erheblich oder völlig überlappenden Korngrössenverteilungen vorliegen oder wenn sie sich nicht hinsichtlich Dichte und/ oder Form ganz erheblich voneinander unterscheiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein körniges Gemisch mit einer Anzahl von p auszusortierenden Feststoffkomponenten, deren Partikel sich in der Dichte und/ oder Form unterscheiden und sich überschneidende Korngrössen- und Sinkgeschwindigkeitsverteilungen aufweisen, derart trocken in die Komponenten zu sortieren, dass sie rein oder stark angereichert, d.h. mit nur einem geringen Anteil an jeweils anderen Komponenten gewonnen werden. Die Ausbeute an den auszusortierenden Komponenten soll hoch sein. Dadurch soll es möglich sein, dass die Komponenten einer geeigneten Neu- bzw. Weiterverwendung oder

Wiederverwertung als Sekundärrohstoff zugeführt werden können. Eine Sortieranlage zur Durchführung des Verfahrens soll preiswert aufgebaut und wirtschaftlich betrieben werden können.

s Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Sortierverfahren, bei dem das in das Verfahren eingeführte Aufgabegemisch Klassierungen unterworfen wird, um die auszusortierenden p Komponenten zu gewinnen, vor, dass in einer ersten Stufe das Aufgabegemisch in aufeinanderfolgen-io de so schmale Klassen des einen Partikelmerkmals trocken klassiert wird, dass in ihnen die Fraktionen des für eine nachfolgende weitere Klassierung massgebenden anderen Partikelmerkmals jeder auszusortierenden Komponente von den Fraktionen der anderen Komponenten jeweils getrennt 15 enthalten ist oder deren Fraktionen nur geringfügig überlappt, und dass dann in einer zweiten Stufe aus jeder Klasse des einen Partikelmerkmals jede auszusortierende Komponente durch eine Serie aufeinanderfolgender weiterer Trok-ken-Klassierungen, für die das andere Partikelmerkmal 20 massgebend ist, bei Trenngrenzen, die den beiden Grenzen des anderen Partikelmerkmals jeder Fraktion entsprechen, welche Partikel der auszusortierenden Komponente enthält, aussortiert wird.

Die Verwirklichung dieses Verfahrens gelingt in zwei 25 Ausgestaltungen besonders gut, von denen der ersten Ausgestaltung vielfach der Vorzug zu geben ist.

Bei der ersten Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens ist vorgesehen, dass in der ersten Stufe das Aufgabegemisch mittels Siebungen in aufeinanderfolgende Sieb-30 korngrössenklassen klassiert wird, in denen die Sinkgeschwindigkeitsfraktion jeder auszusortierenden Komponente von den Sinkgeschwindigkeitsfraktionen der anderen Komponenten getrennt enthalten ist oder sie nur geringfügig überlappt, und dass dann in der zweiten Stufe aus Siebkorn-35 grössenklassen jede auszusortierende Komponente durch eine Serie aufeinanderfolgender Windsichtungen jeder dieser Klassen in Fraktionen bei Trennsichtluftgeschwindigkeiten, bei denen jeweils einmal die mit den gröbsten und einmal die feinsten der noch zu gewinnenden Partikel der Fraktion der 40 jeweils auszusortierenden Komponente wenigstens weitgehend abgetrennt werden, aussortiert wird.

Bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens wird also in der ersten Stufe das Ausgangsgemisch durch Sieben in Siebgrös-senklassen klassiert und werden in der zweiten Stufe die aus-45 zusortierenden Komponenten durch Windsichten der Siebkorngrössenklassen nacheinander abgetrennt.

Die zweite Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens sieht dagegen vor, dass in der ersten Stufe das Aufgabegemisch mittels Windsichtungen in aufeinanderfolgende so Sinkgeschwindigkeitsklassen klassiert wird, in denen die Siebkorngrössenfraktion jeder auszusortierenden Komponente von den Siebkorngrössenfraktionen der anderen Komponenten getrennt enthalten ist oder sie nur geringfügig überlappt, und dass dann in der zweiten Stufe aus Sinkge-55 schwindigkeitsklassen, nach deren Ausscheidung aus der Sichtluft der Windsichtung, jede auszusortierende Komponente durch eine Serie aufeinanderfolgender Siebungen jeder dieser Klassen (in Fraktionen) bei Maschenweiten, bei denen einmal die gröbsten und einmal die feinsten der noch zu ge-60 Winnenden Partikel der Fraktion der jeweils auszusortierenden Komponente wenigstens weitgehend abgetrennt werden, aussortiert wird. Folglich wird das Aufgabegemisch in der ersten Stufe durch Windsichten in Sinkgeschwindigkeitsklassen klassiert und werden in der zweiten Stufe die auszusortie-65 renden Komponenten durch Sieben aus jeder Sinkgeschwin-digkeitsklasse abgetrennt.

Die zuvor benutzten Begriffe werden hier mit folgenden Bedeutungen verwendet:

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Das Sortieren ist das Trennen eines körnigen Gemisches aus wenigstens zwei hinsichtlich der Stoffart unterschiedlichen Komponenten in die reinen oder stark angereicherten Komponenten, also z.B. das Trennen eines Gemisches aus Kupfer- und Aluminiumpartikeln in eine Kupferfraktion und eine Aluminiumfraktion.

Das Klassieren ist das Trennen eines körnigen Gemisches in zwei Klassen eines Partikelmerkmals seiner Partikel.

Partikel haben unterschiedliche Partikelmerkmale, d.h. Eigenschaften.

Ein Merkmal eines Partikels ist als seine geometrische Korngrösse seine Siebkorngrösse, das ist die Grösse der Maschenweite, durch die das Partikel bei einer Siebung noch gerade hindurchfällt.

Ein anderes Merkmal eines Partikels ist dessen Sinkgeschwindigkeit in einem bestimmten Strömungsmittel, z. B. in Luft, Wasser oder Öl. Die Sinkgeschwindigkeitsangaben beziehen sich hier auf Luft, da alle technischen Windsichtungen im Regelfall in Luft vorgenommen werden. Die Sinkgeschwindigkeit hängt ausser von der Korngrösse, z.B. der Siebkorngrösse, von der Dichte und der Form der Partikel ab. Die Sinkgeschwindigkeit ist nicht direkt proportional der Siebkorngrösse.

Andere Partikelmerkmale sind die Form und die spezifische Oberfläche der Partikel.

Als Klasse ist ein Bereich eines ersten Partikelmerkmals zwischen zwei Grenzen bezeichnet.

Als Fraktion ist ein Bereich eines zweiten Partikelmerkmals zwischen zwei Grenzen bezeichnet.

Sinkgeschwindigkeitsklassen bzw. -fraktionen sind Partikelklassen, in denen sich Partikel unterschiedlicher Sinkgeschwindigkeit zwischen einer oberen und einer unteren Grenze befinden. Sinkgeschwindigkeitsklassen bzw. -fraktio-nen werden durch aufeinanderfolgende Klassierungen, ins-bes. mittels Windsichtverfahren (Strömungstrennverfahren) bei jeweils unterschiedlichen Trennsichtluftgeschwindigkei-ten erhalten.

Siebkorngrössenklassen bzw. -fraktionen sind Partikelklassen, in denen sich Partikel unterschiedlicher Siebkorngrösse mit einer oberen und einer unteren Grenze befinden. Siebkorngrössenklassen werden durch aufeinanderfolgende Siebungen bei jeweils unterschiedlichen Maschenweiten erhalten.

Als Trenngrenze eines Klassierverfahrens, insbes. des Siebens oder Windsichtens, bezeichnet man die Korngrösse (Trennkorngrösse), die nach der Klassierung zu 50% in der gröberen (beim Sieben) bzw. der schwereren (beim Windsichten) und zu 50% in der kleineren (beim Sieben) bzw. leichteren (beim Windsichten) Klasse oder Fraktion enthalten ist. Die Trenngrenze eines Siebes ist bei ausreichend langer Siebung dessen Maschenweite. Die Trenngrenze eines Windsichters bestimmt dessen Trennsichtluftgeschwindigkeit, das ist die Luftgeschwindigkeit, die die Partikel der Trennkorngrösse zu 50% ins Feine und zu 50% ins Grobe gelangen lässt. Bei der Schwerkraft-Gegenstromwindsich-tung gleicht die Trennsichtluftgeschwindigkeit der Sinkgeschwindigkeit der Partikel mit der Trennkorngrösse.

Die Erfindung sieht also vor, dass das Aufgabegemisch zunächst in einer ersten Stufe durch Sieben bzw. Windsichten in eine grössere Anzahl von mit Hinblick auf die anschliessende Abtrennung der auszusortierenden Komponenten ausreichend schmale Klassen des einen Partikelmerkmals (Siebkorngrössenklassen bzw. Sinkgeschwindigkeitsklassen), in denen jeweils die Fraktionen des anderen Partikelmerkmals (Sinkgeschwindigkeitsfraktionen bzw. Siebkorngrössenfraktionen) der einzelnen Komponenten voneinander getrennt vorliegen, sich aneinander anschliessen oder nur geringfügig überlappen, trocken klassiert wird. Anschliessend werden dann in einer zweiten Stufe aus den so gewonnenen Klassen durch mehrfaches klassenweises weiteres Klassieren in Serien von, i.a. mindestens (p— 1), aufeinanderfolgenden weiteren Trocken-Klassierungen durch Sichten bzw. Sieben die Komponenten rein oder angereichert abgetrennt und dadurch aussortiert. Unter Berücksichtigung der erwünschten und der möglichen Sortierung durch weitere Klassierung in der zweiten Stufe, für die das andere Partikelmerkmal der Partikel massgebend ist, ist die Wahl der Breite der Klassen in der ersten Stufe derart vorzunehmen, dass in der zweiten Stufe jeweils eine Abstufung der Trenngrenzen der Klassierungen möglich ist, bei der diese den beiden Grenzen des anderen Partikelmerkmals der Partikel jeder solchen Fraktion entsprechen, welche Partikel der auszusortierenden Komponente enthält, bei der also die gröbsten Partikel der jeweils leichteren auszusortierenden Komponente gerade noch von den feinsten Partikeln der jeweils schwereren, insbes. auszusortierenden, Komponente getrennt werden. Auf diese Weise gelingt es, die in der ersten Stufe gewonnenen Klassen (Siebkorngrössenklassen bzw. Sinkgeschwindigkeitsklassen) in der zweiten Stufe in ihre Komponenten zu trennen bzw. jede auszusortierende Komponente abzutrennen.

Sofern das Aufgabegemisch in alle seine Komponenten sortiert werden soll, kann dies derart erfolgen, dass in der ersten Stufe das Aufgabegemisch mittels m aufeinanderfolgender Siebungen in (m+1) aufeinanderfolgende Siebkorngrössenklassen klassiert wird, bei denen die Maschenweiten x; für die aufeinanderfolgenden Siebungen derart gewählt sind, dass die Sichtgeschwindigkeitsfraktionen aller Komponenten in jeder Siebkorngrössenklasse voneinander getrennt sind oder sich nur geringfügig überlappen, und dass dann in der zweiten Stufe jede der (m+1), mindestens ((m/2)+1) Siebkorngrössenklassen mittels einer Serie von (p — 1) aufeinanderfolgenden Windsichtungen in p Sinkgeschwindigkeitsfraktionen jeweils einer Komponente sortiert wird und die jeweils leichten Fraktionen jeder Windsichtung und die jeweils schwere Fraktion der jeweils letzten Windsichtung einzeln oder, den günstigsten Anreicherungen folgend, beliebig zusammengefasst und so als am besten angereicherte Komponente abgezogen werden.

Es werden besonders reine Komponenten gewonnen, wenn die Maschenweite x; aus der kleineren Maschenweite xi+1 des benachbarten Siebes des Siebsatzes entsprechend der Gleichung bestimmt ist,

mit n einem die Steigung der Widerstandsbeiwertkurve der Sichtluftumströmung der Partikel bei der Trennsichtluftgeschwindigkeit berücksichtigenden Parameter zwischen 2 und 1, der im Bereich laminarer Partikelumströmung den Wert 2 und im Bereich turbulenter Partikelumströmung den Wert 1 hat und dessen Wert im Übergangsbereich der Partikelumströmung etwa proportional dem Logarithmus der Rey-noldszahl von 2 auf 1 abfällt, und mit (ps/pL)min dem kleinsten Verhältnis aus der Dichte ps einer schwereren Komponente und der Dichte pL einer leichteren Komponente.

Als Alternative zu diesem Verfahren kann in der ersten Stufe gesichtet und in der zweiten Stufe gesiebt werden. Dann gestaltet sich das Verfahren für die Trennung in alle Komponenten derart dass in der ersten Stufe das Aufgabegemisch mittels m aufeinanderfolgenden Windsichtungen in (m+1) aufeinanderfolgende Sinkgeschwindigkeitsklassen klassiert wird, bei denen die jeweils schwerere Sinkgeschwindigkeitsklasse der ersten (m — 1) Windsichtungen der jeweils

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nachfolgenden Windsichtung als Aufgabegut zugeführt wird und die Trennsichtluftgeschwindigkeiten vLi der aufeinanderfolgenden Windsichtungen derart gewählt sind, dass die Siebkorngrössenfraktionen aller Komponenten in jeder Sinkgeschwindigkeitsklasse voneinander getrennt sind oder sich nur geringfügig überlappen, und dass dann in der zweiten Stufe jede der (m+1), mindestens ((m/2)+1), Sinkgeschwindigkeitsklassen mittels einer Serie von (p—1) aufeinanderfolgenden Siebungen in p Siebkorngrössenfraktionen jeweils einer Komponente sortiert wird und die Fraktionen jeweils gleicher Komponente einzeln oder, den günstigsten Anreicherungen folgend, beliebig zusammengefasst und so als am besten angereicherte Komponente abgezogen werden (Fig. 5 und 6).

In diesem Fall erhält man besonders reine Komponenten, wenn die Trennsichtluftgeschwindigkeiten vLi+1 aus der geringeren Trennsichtluftgeschwindigkeit vLi der jeweils vor-oder nachgeschalteten Sichtung gemäss der Gleichung vLi+1 * VU • V ^S^L'min bestimmt sind,

mit n einem die Steigung der Widerstandsbeiwertkurve der Sichtluftumströmung der Partikel bei der Trennsichtluftgeschwindigkeit berücksichtigenden Parameter zwischen 1 und 2, der im Bereich laminarer Partikelumströmung den Wert 1 und im Bereich turbulenter Partikelumströmung den Wert 2 hat und dessen Wert im Übergangsbereich der Partikelumströmung etwa proportional dem Logarithmus der Rey-noldszahl von 1 auf 2 ansteigt, und mit (ps/pjmin dem kleinsten Verhältnis aus der Dichte ps einer schwereren Komponente und der Dichte pL einer leichteren Komponente.

Für die erfindungsgemässe Sortierung kommen als Komponenten alle Stoffarten im Bereich der Aufgabegemische aus der klassischen Aufbereitung infrage, nämlich mineralische Rohstoffe, wie z.B. Gemische aus Kohle, Pyrith und taubes Gestein metallische Rohstoffe, z.B. Erze und taubes Gestein, sowie über den Bereich der klassischen Aufbereitung hinaus Reststoffe und Sonderabfälle als Aufgabegemische, bei deneii z.B. Aluminium- und andere NE-Metallan-teile aus Schredder-Schrott nach der Abtrennung von magnetischen Eisenteilen, oder Gummi, Gewebe, Stahlpartikel und Verunreinigungen aus zerkleinerten Altreifen,

oder Drähte, Gummi oder Kunststoffe der Ummantelungen und Verunreinigungen aus Kabelresten,

oder Sonderprodukte und Kunststoffe aus Resten von Kunststoff-Verbundwerkstoffen,

oder Sand aus vermischten Giessereistahl-Strahlmitteln, auszusortieren sind. Die erfindungsgemässe Sortierung führt bei allen denjenigen Aufgabegemischen unterschiedlicher disperser Feststoffe zum anfangs beschriebenen Ziel, bei denen ausreichende Unterschied in der Dichte und/oder Form und damit in der korngrössenabhängigen Sinkgeschwindigkeit der Komponenten vorhanden sind.

Für die Durchführung des Verfahrens wird ein geeignetes Aufgabegemisch benötigt, in dem die zu sortierenden Komponenten getrennt und in einem für das Sieben und Sichten geeigneten Korngrössenbereich vorliegen. In vielen Fällen ist deshalb ein noch nicht geeignetes Ausgangsprodukt vor Aufgabe in die Klassierstufe mindestens durch einen Zerkleinerungsvorgang, vielfach in Verbindung mit einer Klassierung, in einen geeigneten Partikelgrössenbereich zu bringen. Ist das Ausgangsprodukt ein Verbundwerkstoff, so muss wie bei der klassischen Aufbereitung von mineralischen Rohstoffen durch die Zerkleinerung die «Verwachsung» der Komponenten soweit wie möglich beseitigt werden. Die anschliessende Sortierung gelingt umso besser, je weitgehender z. B. ein Verbundwerkstoff durch die vorgeschaltete Zerkleinerung in Partikel der einen oder anderen Sorte aufgeschlossen wurde. Bei einer Zwei- oder Mehrkomponentensortierung 5 besteht das Aufgabegemisch für die nachgeschaltete Klassierstufe (Sichten oder Sieben) dann aus einer Mischung zweier oder mehrerer disperser Feststoffe, die sich in ihrer Grössen- und Sinkgeschwindigkeitsverteilung unterscheiden.

Es lassen sich drei Fälle hinsichtlich verschiedener Dichte io und/oder Form unterscheiden. Im ersten Fall unterscheiden sich die Komponenten nur in der Feststoffdichte, wohingegen die Form gleich ist. Hier gelingt eine Sortierung in die Komponenten. Im zweiten Fall ist die Dichte der Komponenten gleich aber die Form unterschiedlich. Das Verfahren 15 lässt sich demnach auch auf ein Gemisch von Materialien gleicher Dichte jedoch unterschiedlicher Form zur Formsortierung anwenden. Im dritten Fall, dem Regelfall, unterscheiden sich die Partikel sowohl hinsichtlich der Dichte als auch hinsichtlich der Form. Unterschiede in der Form der 20 Partikel der Komponenten können das Verfahren positiv und negativ beeinflussen.

So ist es sehr wohl möglich, dass Partikel gleicher Grösse zwar unterschiedliche Dichte und Form aber dennoch gleiche Sinkgeschwindigkeit aufweisen, und damit das neue Ver-25 fahren nicht angewendet werden kann.

Wie schon beschrieben, muss die Klassierung in der ersten Stufe zu so schmalen Klassen führen, dass aus jeder Klasse in der zweiten Stufe durch eine weitere Klassierung die auszusortierenden Komponenten abgetrennt werden 30 können.

In der zweiten Stufe werden, sofern die Klassierung in der ersten Stufe durch Sieben erfolgt ist, Siebkorngrössenklassen aufgegeben. Die Sortierung jeder derartigen Siebkorngrössenklasse in zwei Komponenten, z.B. mittels einer 35 Schwerkraft-Gegenstromwindsichtung, ist z.B. nur möglich, wenn die Klassengrenzen der Siebklassierung, die durch die Maschenweiten x; und xi+1 aufeinanderfolgende Siebe bestimmt sind, so gewählt werden, dass die Sinkgeschwindigkeit der der jeweils grösseren, die obere Klassengrenze be-40 stimmenden Maschenweite x; entsprechenden spezifisch schwereren Partikel grösser ist, oder allenfalls gleich ist, als die Sinkgeschwindigkeit der der jeweils kleineren, die untere Klassengrenze bestimmenden Maschenweite xi+1 entsprechenden spezifisch leichteren Partikel (1 <i<m). Bei Mehr-45 komponenten-Aufgabegemischen müssen die Klassengrenzen so nahe beieinanderliegen, dass sich die Sinkgeschwindigkeitsbereiche aller Komponenten nicht oder nur geringfügig überlappen. Dies ist dann der Fall, wenn die für ein Zweikomponenten-Aufgabegemisch angegebene Bedingung so für diejenigen beiden benachbarten Komponenten erfüllt ist, bei denen das Sinkgeschwindigkeitsverhältnis für gleiche Korngrössen am kleinsten ist, die partikelgrössenabhängige Sirikgeschwindigkeitsverteilungen also am engsten beieinanderliegen und damit die schärfste Anforderung an die erste 55 Stufe gestellt ist, damit die Sortierung in der zweiten Stufe gelingt.

In Fig. 1 ist die Abhängigkeit der Siebkorngrösse x der Kornverteilungen von vier Komponenten unterschiedlicher Dichten pu p2, p3, p4, (p2 < p2 < p3 < p4) und jeweils be-60 stimmter Form von der Sinkgeschwindigkeit wg dargestellt. Das Dichteverhältnis der Komponenten 3 und 2 ist das kleinste. Der zwischen diesen Komponenten eingezeichnete Treppenzug bestimmt die Breite der Siebkorngrössenklassen und der Sinkgeschwindigkeitsklassen, die bei der Klassie-65 rung in der ersten Stufe erzielt werden müssen, damit die Fraktionen der jeweils anderen Dispersitätsgrösse der Komponenten sich anschliessen, meist voneinander getrennt sind oder sich höchstens etwas überlappen. Man erkennt, dass

sich die Kornverteilungen der vier Komponenten weitgehend überlappen, d.h. im Siebkorngrössenbereich Xj bis xm sind alle Komponenten gleichermassen vertreten.

Die Wahl aller Klassengrenzen der ersten Klassierung durch Siebung und damit der Maschenweiten X; und xi+1 benachbarter Siebe, die eine anschliessende Windsichtung zur Sortierung ermöglichen, lässt sich demnach aus der Bedingung abschätzen, dass die Sinkgeschwindigkeit der der oberen Klassengrenze entsprechenden spezifisch leichteren Partikel der Sinkgeschwindigkeit der der unteren Klassengrenze entsprechenden spezifisch schwereren Partikel gleicht oder kleiner ist. Hieraus ergibt sich für einen Schwerkraft-Gegen-stromwindsichter, weil Gleichheit zwischen Trennsichtluftgeschwindigkeit vL und der Sinkgeschwindigkeit wgt der Trennkorngrösse gefordert wird,

vL = wgt. (1)

Bestimmende Grösse für wgt und damit für vL ist dabei das für die Partikelumströmung im Windsichter massgebende

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Widerstandsgesetz. Generell sind als Art der Umströmung der Partikel die laminare Umströmung (n = 2) (Bereich A, Re <2,5, in Fig. 2) für die das Stokes'sche Widerstandsgesetz bestimmend ist, die turbulente Umströmung (n = 1) (Bereich s C, Re> 1000, in Fig. 2), bei der das quadratische Widerstandsgesetz gültig ist, und die zwischen diesen liegende Übergangsbereichsumströmung (Bereich B in Fig. 2) zu unterscheiden (1 < n < 2). n ist ein die Steigung der Widerstandsbeiwertkurve der Partikelumströmung mit der Trenn-io sichtluftgeschwindigkeit wgt berücksichtigender Parameter. Die Widerstandsbeiwertkurve, die die Abhängigkeit des Widerstandsbeiwerts cw von der Reynolds-Zahl Re = x • vL/v (v = kinematische Zähigkeit) angibt, und die Kurve des Parameters n in Abhängigkeit von der Reynolds-Zahl sind in i5 Fig. 2 dargestellt.

Nimmt man kugelförmige Partikel an, vernachlässigt man also den Formeinfluss, so lässt sich als allgemeine Lehre für die Wahl der Klassengrenzen bzw. für die Abstufung der Siebe die bereits oben angegebene Bedingung formulieren zu

X- < X

i+1

¥

'îs*?

L1 min

;2

n

> 1

(2)

d.h. die Abstufung der Maschenweite x; gegenüber der benachbarten kleineren Maschenweite xi+1 berechnet sich vereinfacht weitgehend aus der n-ten Wurzel des kleinsten Dichteverhältnisses der Partikel einer schwereren Komponente mit der Dichte ps zu den Partikeln einer leichteren Komponente des Aufgabegemisches mit der Dichte pL. Bei Zweikomponenten-Aufgabegemischen ist also das Dichteverhältnis der beiden Komponenten massgebend. Bei Mehr-komponenten-Aufgabegemischen wird das kleinste Dichteverhältnis aus den Komponenten gebildet, deren korngrös-senabhängige Sinkgeschwindigkeitsverteilungen am nächsten beieinanderliegen, n hat im laminaren Bereich den Wert 2 und im turbulenten Bereich den Wert 1.

Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, dass man davon ausgehen kann, dass die Windsichtung von groben Partikeln im allgemeinen in turbulenter Umströmung erfolgt und demnach n für angenähert kugelförmige Partikel nahe bei 1 liegen wird, während bei stark von der Kugelform abweichenden Partikeln und bei Sichtungen im Übergangsbereich zwischen laminarer und turbulenter Umströmung n nahe bei 1,5 liegt. Bei der Sichtung feiner Partikel geht der Formeinfluss zurück; sie wird bevorzugt im laminaren Bereich stattfinden, so dass die Zahl n näher bei 2 liegt. In welchem Strömungsbereich eine optimale Verwirklichung des Verfahrens stattfinden kann, hängt von der Formvielfalt und von den Dichten der beteiligten Komponenten des Aufgabegemisches ab. Daher ist unter Umständen das Ausgangsprodukt zunächst durch eine zusätzliche Zerkleinerung und Klassierung in den günstigsten Korngrössenbereich zu brin-3o gen.

Die Bedingung (2) für die Abstufung der Siebmaschenweiten muss nur «weitgehend» erfüllt sein. Damit soll zum Ausdruck gebracht werden, dass die Trennschnitte nicht notwendigerweise bei den Maschenweiten, die die Rechnung 35 ergeben, durchgeführt werden müssen sondern auf handelsübliche Siebe mit genormten Maschenweiten zurückgegriffen werden kann, so dass eine Sonderanfertigung der Siebe mit Maschenweiten, die die Rechnung ergeben, nicht erforderlich ist. Die genormten Siebreihen stellen eine genügend 40 grosse Anzahl von Maschenweiten zur Realisierung des Verfahrens zur Verfügung, um den in den Ansprüchen angegebenen Bedingungen technische «weitgehend» zu entsprechen. Darüberhinaus sind Anwendungen denkbar, die zur Erreichung grosser Trennschärfen und damit besserer Anrei-45 cherungen und Ausbeuten Sonderanfertigungen von Sieben mit bestimmten, nicht genormten Maschenweiten rechtfertigen.

Umgekehrt ergibt sich für eine Klassiersichtung in der ersten Stufe in Sinkgeschwindigkeitsklassen die Bedingung für so die erforderliche Abstufung der Trennsichtluftgeschwindig-keiten, um eine Siebsortierung in der zweiten Stufe zu ermöglichen, zu

Li+1

~ VLi

1

S »L'min

1 < n < 2

(3)

d.h. die Abstufung der jeweils höheren Trennsichtluftgeschwindigkeit vLi+1 gegenüber der jeweils niedrigeren Trennluftgeschwindigkeit vLi des vor- oder nachgeschalteten Sichters berechnet sich auch allgemein vereinfacht weitgehend aus der n-ten Wurzel des kleinsten Dichteverhältnisses der Partikel einer schwereren Komponente zu den Partikeln einer leichteren Komponente des Aufgabegemisches, wobei n = 1 im laminaren Bereich gilt.

Für die technische Realisierung muss die die Art der Umströmung der Partikel durch die Sichtluft berücksichtigende

Zahl n so gewählt werden, dass sowohl die im Windsichter 6o herrschende Anströmbedingung als auch der möglicherweise konkurrierende Formeinfluss der zu trennenden Partikel berücksichtigt wird. Dies ist für jede Anwendung des Verfahrens in Vorversuchen experimentell festzustellen.

Erfolgt die Klassierung in der ersten Stufe durch Sie-65 bung, so werden die dabei gewonnenen Siebgrössenklassen durch Serien von Windsichtungen mittels Windsichtersätzen in die Komponenten getrennt. In den Windsichtern des jeweiligen Sichtersatzes und der jeweiligen Sichterstufe muss

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die die Trenngrenze bestimmende Trennsichtluftgeschwindigkeit vLj C (der Index j bezeichnet die Komponente bzw. Sichtstufe und der Index c den Windsichtersatz) jeweils so eingestellt sein, dass gilt vLj,c = k wgt (4)

mit wgt der Sinkgeschwindigkeit in Luft der die Trenngrenze bestimmenden gröbsten Partikel der abzutrennenden leichten Komponente der jeweiligen Siebgrössenklasse und k einer die Form der Partikel, die Beladung der Sichtluft mit Partikeln und den gewählten Sichtertyp berücksichtigenden Konstanten zwischen 0,3 und 1. Die Sinkgeschwindigkeit wg eines Partikels in Luft ist nach den bekannten Gesetzmässigkeiten zu berechnen.

Versuche haben die Richtigkeit der erfindungsgemässen Ansätze bestätigt und gezeigt, dass für die Trennung der üblicherweise vorliegenden Dichtebereiche der Berechnung der Abstufung der Maschenweiten bzw. der Trennsichtluftge-schwindigkeiten das kleinste Dichteverhältnis der zu trennenden Komponenten zugrundegelegt werden kann. Die jeweilige Trennsichtluftgeschwindigkeit vLi errechnet sich für einen Anwendungsfall, in dem z.B. Zick-Zack-Sichter in der Sortierstufe eingesetzt werden, aus der angegebenen Gleichung (4) mit der Konstanten k = 0,5, je nach Einfluss der unterschiedlichen Partikelformen in den zu trennenden Komponenten.

Es können sich für die erforderliche Einstellung der Trennsichtluftgeschwindigkeiten im Windsichter, z.B. im Steigrohrwindsichter, Abweichungen von der angegebenen Gleichung (4) ergeben, was durch Vorversuche zu ermitteln ist.

In jedem Fall gilt aber, dass bei der bevorzugten Schwerkraftwindsichtung die Trennsichtluftgeschwindigkeit der Sinkgeschwindigkeit der gröbsten aus der Siebgrössenklasse auszusortierenden leichten Partikeln gleichen muss bzw. gerade etwas kleiner eingestellt werden muss, als die Sinkgeschwindigkeit der kleinsten in der Siebgrössenklasse enthaltenen nächst schwereren Partikel.

Da Formbeschreibungen der Partikel nur sehr schwer quantitativ möglich sind, sind auch genaue quantitative Angaben für die Wahl der Stufung bei starken Formunterschieden der beteiligten Komponenten kaum möglich. Starke Formunterschiede verbessern aber das erfindungsgemässe Verfahren in dem Sinne, dass breitere Grössenklassen bei der Siebklassierung, d.h. grössere Sprünge in der Stufung der Siebung, zugelassen werden können, wenn der Formeinfluss auf die Sinkgeschwindigkeitsverteilung der spezifisch schwereren Partikel grösser ist als die Sinkgeschwindigkeitsverteilung der spezifisch leichteren Partikel. Die Anzahl der Klassiersiebe kann dann also kleiner gewählt werden. Das Verfahren wird dadurch wirtschaftlicher.

Erfolgt die Klassierung in der ersten Stufe durch Windsichten, so werden die dabei gewonnenen Sinkgeschwindigkeitsklassen durch Serien von Sieben bzw. Siebsätzen in die Komponenten getrennt. Für die Siebe der jeweiligen Siebsätze ist die die Trennung der Komponenten bestimmende Maschenweite xCj (der Index c bezeichnet die Sinkgeschwindigkeitsklasse bzw. den Siebsatz und der Index j die Komponente), jeweils so bestimmt, dass sie jeweils etwas kleiner ist als die kleinsten Partikel der in der Sinkgeschwindigkeitsklasse enthaltenen jeweils leichtesten Komponente.

Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich für Korngrössen ab etwa 30 um einsetzen, sofern die technisch verfügbare Luftstrahlsiebung in diesem Korngrössenbereich noch leistungsfähig einsetzbar ist. Die Anwendungsgrenze nach oben liegt bei Partikeln von ca. 30 mm bei pL = 5 g/ cm3. Dies hängt einerseits von den angebotenen Siebmaschi8

nen ab, die beispielsweise beim Mogensen-Prinzip, d.h. bei einem Mehrdeck-Sieb mit strahlenförmig untereinander angeordneten Siebböden, bis zu dieser Grenze einsetzbar sind, und andererseits vom technischen Aufwand in der Klassie-5 rung oder Sortierung durch Windsichtung. Im genannten Korngrössenbereich sind alle technisch verfügbaren Siebverfahren und Siebe, wie z.B. Plan-, Wurf- und Kreisschwingsiebe in Mehrfachanordnung, einsetzbar.

Die Windsichter können zweckmässigerweise als Steig-io rohrwindsichter, z.B. als Zick-Zack-Sichter, ausgebildet sein, aus denen die leichten Partikel nach oben hin pneumatisch ausgetragen werden.

Alternativ zu dieser Gegenstrom-Schwerkraftwindsich-tung in Steigrohrwindsichtern kann auch eine Querstrom-15 windsichtung eingesetzt werden, wie sie beim unklassierten Aufgabegemisch, wie oben erwähnt, bereits durchgeführt wird. In diesem Fall sollen wenigstens einige der Windsichtungen Querstromwindsichtungen mittels eines den als dünne Schicht abwärtsfallenden Partikelstrom querdurchströ-20 menden Luftstroms sein. Bei dieser Querstromwindsichtung ist der Energieaufwand für die Erzeugung der Sichtluftströmung geringer als bei den Gleichgewichts-Schwerkraftwind-sichtungen, bei denen der Luftströmung nicht nur die Aufgabe zufallt, die leichten Partikel von den schweren Partikeln 25 zu trennen, sondern auch noch die, die leichten Partikel pneumatisch zu einem Abscheider zu transportieren. Der Abtransport der Partikel erfolgt dagegen bei den Querstrom-windsichtern mittels der Sichtzone nachgeschalteten mechanischen Förderanlagen.

30 Für den angegebenen Bereich kleinster Partikel können Fliehkraftwindsichter, z.B. Spiralwindsichter oder Umlenk-sichter angewendet werden.

Die Trennung sehr grosser und damit schwerer Partikel mittels Windsichtung wird wegen der hohen Trennsinkge-35 schwindigkeit hohe Luftmengen erfordern, weshalb eine Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens, bei welchem das Aufgabegemisch zunächst durch Siebung klassiert wird, vorsieht, dass der Überlauf des gröbsten Siebes der Maschenweite Xi zerkleinert und dem Aufgabegemisch 40 nochmals zugegeben, am Ort der Verarbeitimg auf Halde gegeben oder anders weiterverarbeitet wird. Die Zerkleinerung der grossen Partikel kann ausserdem energetisch günstiger sein als die Sortierung durch Siebung und Sichtung. Insgesamt wird man mit der vorgeschalteten Zerkleinerung nicht 45 nur den beschriebenen Aufschluss des Ausgangsproduktes realisieren, sondern gleichzeitig eine Vergleichmässigung im anfallenden Korngrössenspektrum anstreben, um die Anzahl m der erforderlichen und wie angegeben zu bestimmenden Siebungen oder Sichtungen der Klassierstufe und die er-50 forderliche Anzahl der nachgeschalteten Sichter oder Siebe möglichst klein zu halten. Es kann ausserdem vorteilhaft sein (Anspruch 6), dass nach der Klassierung durch Siebung vor einzelne oder alle Sichtungen eine selektive Zerkleinerung der Grössenklassen, die auf die Zerkleinerung der 55 leichteren Komponenten hin ausgerichtet ist, erfolgt. Auf diese Weise lässt sich die nachgeschaltete Sortierung durch Sichtung aufgrund des unterschiedlichen Zerkleinerungsverhaltens der Komponenten erleichtern, wirkungsvoller oder mit weniger Windsichtern ausführen.

6o Trennschärfe und Aufwand des erfindungsgemässen trockenen Sortierverfahrens steigen mit zunehmender Anzahl engerer Siebgrössenklassen bzw. Sinkgeschwindigkeitsklassen in der Klassierstufe, desgleichen steigt die Anreicherung, d.h. die Qualität und unter Umständen auch die Aus-65 beute an weitgehend reinen Komponenten. Da die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens sowohl vom technischen, d.h. apparativen, zeitlichen und personellen Aufwand aber auch vom erzielbaren Preis für das sortierte Endprodukt abhängt,

wird das wirtschaftlichste Verfahren zwischen den angedeuteten Extremen liegen und ist für jedes zu trennende Aufga-begemisch durch Versuche zu bestimmen.

Übliche Kornverteilungsbreiten bei unterschiedlichen Materialmischungen, wie z.B. im Bereich der Mineralien, Sonderreststoffe und Verbundwerkstoffen, NE-Metallantei-le in Schredderschrott, Kohle und Berge, Müll und andere Rohstoffe oder auch Erze, werden m = 5 bis 15 Sieb- und Sichtstufen bedingen, wobei Mehrkomponentengemische bis zu p = 5 Komponenten für die erfindungsgemässe Sortierung denkbar sind.

Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Sortieranlage, mit der aus einem Aufgabegemisch p Komponenten (aus mehreren Komponenten) aussortiert werden können, ist gekennzeichnet durch eine erste Stufe mit einem Satz von m>3 hintereinandergeschalteten Trocken-Klassiervorrich-tungen zum Klassieren des Aufgabegemisches in Klassen des einen Partikelmerkmals des Aufgabengemisches, in denen die Fraktion des anderen Partikelmerkmals jeder auszusortierenden Komponente von den Fraktionen der anderen Komponenten jeweils getrennt enthalten ist oder sie nur geringfügig überlappt, und durch eine zweite Stufe mit Sätzen aus hintereinandergeschalteten weiteren Trocken-Klassier-vorrichtungen für je eine Klasse zu deren aufeinanderfolgende Trennung in Fraktionen bei Trenngrenzen, die den beiden Grenzen des anderen Partikelmerkmals jeder Fraktion der auszusortierenden Komponenten entsprechen, wobei den jeweils ersten Klassiervorrichtungen eines Satzes der weiteren Klassiervorrichtungen jeweils eine Klasse aufgebbar ist, und aus den weiteren Klassiervorrichtungen die jeweils reinen oder stark angereicherten Fraktionen der Komponenten einzeln oder, den günstigsten Anforderungen folgend, beliebig zusammenfasst und so als am besten angereicherte Komponente abziehbar sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform, bei der das Aufgabegemisch in der ersten Stufe gesiebt und in der zweiten Stufe gewindsichtet wird, ist charakterisiert durch eine erste Stufe mit einem Siebsatz (1) aus m>3 hintereinandergeschalteten Sieben (2) zur Klassierung des Aufgabegemisches in aufeinanderfolgende Siebkorngrössenklassen, bei dem die Maschenweiten X; der Siebe derart gewählt sind, dass die Sinkgeschwindigkeitsfraktionen jeder auszusortierenden Komponente von denen der anderen Komponenten jeweils getrennt vorliegen oder sich nur geringfügig überlappen, und eine zweite Stufe mit wenigstens zwei Sätzen von Windsichtern, deren jeweils ersten Windsichtern jeweils eine Siebkorngrössenklasse und deren jeweils nachgeschalteten Windsichtern die schwere Fraktion des jeweils vorgeschalteten Windsichters als Aufgabegut aufgebbar ist, und aus denen, aufgrund einer Abstufung der Trennsichtluftgeschwindigkeiten entsprechend den Sinkgeschwindigkeiten der noch zu gewinnenden gröbsten und feinsten Partikeln der auszusortierenden Komponenten, leichte Fraktionen und schwere Fraktionen der jeweils letzten Windsichter der aussortierten Komponenten einzeln oder beliebig zusammengefasst, als reine oder stark angereicherte Komponente, abziehbar sind.

Die Trenngrenzen der zweiten Stufe lassen sich wegen der Einstellbarkeit der Trennsichtluftgeschwindigkeit leicht den Erfordernissen anpassen.

Sofern das Aufgabegemisch in alle seine p Komponenten sortiert werden kann, gelingt dies mit einer solchen Sortieranlage, die eine erste Stufe mit einem Siebsatz aus m >3 Sieben zur Klassierung des Aufgabegemisches in (m+1) aufeinanderfolgende Siebkornklassen, bei dem die Maschenweiten x; aufeinanderfolgender Siebe derart gewählt sind, dass die Sinkgeschwindigkeitsbereiche der einzelnen Komponenten in jede Siebkorngrössenklasse voneinander getrennt sind oder sich nur geringfügig überlappen, umfasst, sowie eine

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zweite Stufe mit (m+1), mindestens ((m/2)+1), Sätzen aus jeweils (p— 1) hintereinandergeschalteten Windsichtern für je eine Siebkorngrössenklasse zu deren Sortierung in Fraktionen jeweils einer Komponente, deren jeweils ersten Windsichtern jeweils eine Siebkorngrössenklassen aus dem Siebsatz und den diesen jeweils nachgeschalteten Windsichtern die schwere Fraktion des jeweils vorgeschalteten Windsichters als Aufgabegut aufgebbar ist und aus denen die leichten Fraktionen jeweils gleicher Komponente und die schwere Fraktion des jeweils letzten Windsichters jeweils einzeln oder beliebig zusammengefasst als reine oder angereicherte Komponente abziehbar sind (Fig. 3 und 4).

Die Abstufung der Siebmaschenweiten x; erfolgt gemäss Gleichung (2) oder eines Diagramms gemäss Fig. 1.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Sortieranlage, bei der das Aufgabegemisch in der ersten Stufe gewindsichtet und in der zweiten Stufe gesiebt wird, umfasst eine erste Stufe mit m > 3 hintereinandergeschalteten Windsichtern zur Klassierung des Aufgabegemisches in aufeinanderfolgende Sinkgeschwindigkeitsklassen, von denen die jeweils schwerere Sinkgeschwindigkeitsklasse der ersten Windsichter dem jeweils nachgeschalteten Windsichter als Aufgabegut zuführbar ist, in der Trennsichtluftgeschwindigkeiten in den aufeinanderfolgenden Windsichtern derart einstellbar sind, dass die Siebkorngrössenfraktionen der auszusortierenden Komponenten in jeder Sinkgeschwindigkeitsklasse voneinander getrennt sind oder sich nur geringfügig überlappen, und eine zweite Stufe mit wenigstens zwei Sätzen von hintereinandergeschalteten Sieben, auf deren jeweils erstes Sieb jeweils eine Sinkgeschwindigkeitsklasse aus den Windsichtern, nach deren Abscheidung aus der Sichtluft, aufgebbar ist, mit denen, aufgrund der Abstufung der Siebmaschenweiten der Siebe entsprechend der Korngrösse der noch zu gewinnenden gröbsten und feinsten Partikel der jeweils auszusortierenden Komponente, nacheinander Fraktionen der reinen oder angereicherten Komponenten abtrennbar sind, und aus denen die Fraktionen jeweils gleicher Komponente jeweils einzeln oder beliebig zusammengefasst abziehbar sind.

Diese Variante lässt eine genaue Einhaltung der erforderlichen Klassengrenzen der ersten Stufe zu.

Ist das Aufgabegemisch in alle seine p Komponenten zu sortieren, gelingt dies am besten mit dieser Anlage, wenn sie umfasst eine erste Stufe mit m > 3 hintereinandergeschalteten Windsichtern, mit denen das Aufgabegemisch in (m+1) Sinkgeschwindigkeitsklassen klassierbar ist, von denen die jeweils schwerere Sinkgeschwindigkeitsklasse der ersten (m — 1) Windsichter dem jeweils nachgeschalteten Windsichter als Aufgabegut zuführbar ist und die Trennsichtluft-geschwindigkeiten in den aufeinanderfolgenden Windsichtern derart einstellbar sind, dass die Siebkorngrössenfraktionen der einzelnen Komponenten in jeder Sinkgeschwindigkeitsklasse voneinander getrennt sind oder sich nur geringfügig überlappen, sowie eine zweite Stufe mit (m+1), mindestens ((m/2)-|-1), Siebsätzen aus jeweils (p—1) hintereinandergeschalteten Sieben für je eine Sinkgeschwindigkeitsklasse zu deren Sortierung in Fraktionen jeweils einer Komponente, deren jeweils erstem Sieb jeweils eine Sinkgeschwindigkeitsklasse aus den Windsichtern aufgebbar ist und mit denen aufgrund der Abstufung der Siebmaschenweiten jede Sinkgeschwindigkeitsklasse in Fraktionen der reinen oder angereicherten Komponenten sortierbar ist und aus denen die Fraktionen jeweils gleicher Komponente jeweils einzeln oder, den günstigsten Anforderungen folgend, beliebig zusammengefasst und so als am besten angereicherte Komponente abziehbar sind (Fig. 5 und 6).

Die Abstufung der Trennsichtluftgeschwindigkeiten erfolgt am besten gemäss Gleichung (3) bzw. anhand eines Diagramms gemäss Fig. 1, in das die Kornverteilungen der

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5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

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Komponenten eingezeichnet sind, wobei der Treppenzug zwischen die beiden Kurven gelegt wird, deren Komponenten das kleinste Dichteverhältnis ergeben.

Bei einer Anwendung des Verfahrens zur Sortierung von Aluminiumpartikeln (p2 = 2,7 g/cm3) aus Schredder-Schrott, in dem sie mit verunreinigenden Nichtmetallen (Pi < 1,85 g/ cm3) und Schwermetallen (p3 >4,2 g/cm3) enthalten sind, ergaben sich für die Sortieranlage die nachfolgenden Zahlenwerte für die Auswahl der Maschenweiten x; und die Einstel10

lung der Trennsichtluftgeschwindigkeiten vLj c. In der 1. und 2. Zeile sind die Siebnummer und die Maschenweite der Siebe der ersten Klassierung und in der 3. und 4. Zeile sind die Trennsichtluftgeschwindigkeiten vLl c der jeweils ersten s Sichtstufe aus Gegenstrom-Windsichtern und die Trenn-sichtluftgeschwindigkeiten vL2>cin der jeweils zweiten Sichtstufe aus Gegenstrom-Windsichtern der zweiten Klassierung angegeben. Der Durchgang des feinsten Siebes mit der Maschenweite x10 wurde nicht gesichtet.

1.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

-

2.

27,5

22,5

18,8

15,5

12,9

10,7

8,8

7,3

6,0

5,0

mm

3.

21,1

19,2

17,4

15,9

14,4

13,1

11,9

10,9

9,9

9,0

m/s

4.

28,5

25,9

23,6

21,5

19,6

17,8

16,2

14,7

13,4

12,0

m/s

5.

28,0

22,4

19,0

16,0

13,2

11,2

9,0

7,5

6,3

5,6

mm

Da die errechneten Werte für die Maschenweiten nicht mit den genormten Maschenweiten übereinstimmen, werden die in der 5. Zeile angegebenen Werte der Sieb-Normreihe R40 der DIN 4188 (ISO-Empfehlung 150 R 3 DIN 323 NFX 01-0.01 B.5.2.045) für die praktische Verwirklichung verwendet. Die Werte für die einzustellenden Trennsichtluftge-schwindigkeiten ändern sich im vorliegenden Fall nahezu nicht.

Die Erfindung lässt sich auf Sortieranlagen verwirklichen, deren Aufbau in den beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt ist. Es zeigt:

Fig. 3 das Schema einer Anlage zur Sortierung eines aus zwei (p = 2) Komponenten bestehenden Aufgabegemisches mittels m Sieben und (m+1) Windsichtern in seine beiden Komponenten,

Fig. 4 das Schema einer Anlage zur Sortierung eines aus p Komponenten bestehenden Aufgabegemisches mittels m Sieben und (m+l)-(p—1) Windsichtern in seine p Komponenten,

Fig. 5 das Schema einer Anlage zur Sortierung eines aus zwei (p = 2) Komponenten bestehenden Aufgabegemisches mittels m Windsichtern und (m+1) Einfachsieben in seine beiden Komponenten, und

Fig. 6 das Schema einer Anlage zur Sortierung eines aus p Komponenten bestehenden Aufgabegemisches mittels m Windsichtern und (m+l)-(p—1) Sieben in seine p Komponenten.

Ein Zwei- oder Mehrkomponenten-Ausgangsprodukt wird zunächst durch einfache Siebung, Sichtung oder Zerkleinerung für die Sortierung nach dem erfindungsgemässen Verfahren vorbereitet, wobei diese Produktkonditionierung in der Reihenfolge an das Produkt angepasst, durch Sonderbehandlung ergänzt oder auch fortgelassen wird, wenn das Ausgangsprodukt bereits aufgeschlossen vorliegt und eine erste Anreicherung durch Sieben oder Sichten nicht erzielbar ist bzw. Verunreinigungen nicht beseitigt werden müssen. Durch diese Vorbereitung wird das Aufgabegemisch erhalten.

Bei der in Fig. 3 schematisch dargestellten Sortieranlage wird ein Zweikomponenten-Aufgabegemisch F zunächst in einer ersten Stufe auf einer Siebmaschine mit einem Siebsatz 1 aus m gemäss Gleichung (2) abgestuften Sieben 2 in (m+1) aneinander anschliessende Siebkorngrössenklassen klassiert. Hierzu geeignete Siebmaschinen sind allgemein bekannt.

Alle Siebe 2 des Siebsatzes 1 müssen nicht in einer einzigen Siebmaschine vereinigt sein. Sie können auch auf mehrere hintereinandergeschaltete Siebmaschinen mit jeweils nur einem oder zwei Sieben verteilt sein. Die Maschenweiten der

Siebe sind mit xx (gröbste Maschenweite) xt xm_, und xm (kleinste Maschenweite) bezeichnet. Die gröbste Siebkorngrössenklasse bleibt auf dem ersten Sieb des Siebsatzes, 20 dem Sieb mit der Maschenweite X! zurück, während die feinste Siebkorngrössenklasse diejenige ist, die durch das letzte Sieb des Siebsatzes, das Sieb mit der kleinsten Maschenweite xm, noch hindurchfällt.

In der zweiten Stufe wird jede dieser (m+1) Siebkorn-25 grössenklassen jeweils einem von (m+1) auslassseitig parallelgeschalteten Windsichtern 4, die jeweils eine einzige Sichtstufe 3 bilden, über Leitungen 5 zugeführt.

Die Windsichter 4 sind schematisch als Schwerkraft-windsichter mit einem vertikalen Sichtrohr dargestellt, in das 30 unten mittels eines nicht dargestellten Ventilators Sichtluft L eingeleitet wird. Die über je eine Leitung 5 zugeführten, zu sichtenden Siebkorngrössenklassen werden seitlich in die von unten nach oben mit einer Trennsichtluftgeschwindigkeit vLc in den Windsichtern strömende Sichtluft eingegeben. 35 Die leichteren Partikel, deren Sinkgeschwindigkeit wç kleiner als die Trennsichtluftgeschwindigkeit vLc ist, werden jeweils entgegen ihrer Schwerkraft von der Sichtluft nach oben mitgenommen und mit ihr als leichte Fraktion durch einen Aus-lass 6 ausgetragen. Die schweren Partikel fallen entgegen 40 dem aufsteigenden Sichtluftstrom nach unten und werden als schwere Fraktion durch einen Auslass 7 ausgetragen.

In den Windsichtern 4 sind unterschiedliche Trennsicht-luftgeschwindigkeiten Vl,. (vL1 bis vL(m+l)) eingestellt, die unter Zuhilfenahme der oben angegebenen Gleichung (4) er-45 mittelt sind. In den Windsichtern 4 gelingt damit aufgrund der vorhergehenden Siebklassierung des Aufgabegemisches in die schmalen Siebkorngrössenklassen die weitgehend vollständige Trennung jeder Klasse in die beiden Komponenten. Die jeweils aus dem Auslass 6 eines Windsichters 4 austre-50 tende leichte Fraktion wird durch die Sichtluft in eine Sammelleitung 11 und die jeweils aus dem Auslass 7 eines Windsichters 4 austretende schwere Fraktion in eine andere Sammelleitung 12 abgezogen. Am Ausgang der Sammelleitungen 11 und 12 stehen vollständig die reine bzw. angereicherte 55 leichte Komponente als Produkt PI und die reine bzw. angereicherte schwere Komponente als Produkt P2 zur Verfügung. Sie können der Weiterverwendung unmittelbar mit der Sichtluft zugeführt werden oder zunächst in nicht dargestellten Abscheidern, z.B. Zyklonabscheidern oder Luftfiltern, 60 abgeschieden werden, um dann als Schüttgut zur Verfügung zu stehen. Jede leichte Fraktion und jede schwere Fraktion der Windsichter 4 kann statt in eine Sammelleitung einzeln oder beliebig zusammengefasst, z.B. aus dem ersten, dritten und fünften Sichter und aus dem zweiten und vierten Sichter, 65 als Fertiggut, gegebenenfalls nach vorheriger Abscheidung aus der Sichtluft, abgezogen werden.

Nach der Klassierung in der Siebmaschine ist bei einer, mehreren oder allen Siebkorngrössenklassen vor der Sich

tung eine selektive Zerkleinerung Z der leichten Komponente dadurch möglich, dass die Klasse zunächst in eine Zerkleinerungsmaschine und aus dieser in den betreffenden Windsichter eingespeist wird. Die selektive Zerkleinerung wird mit dem Ziel, die erforderliche Trennsichtluftgeschwindigkeit der nachfolgenden Sichtung senken zu können, durchgeführt.

Der Fall der Zerkleinerung Z ist in Fig. 3 für die gröbste, vom ersten Sieb 2 des Siebsatzes 1, das die grösste Maschenweite Xj hat, abgezogene Siebkorngrössenklasse dargestellt. Diese Klasse wird über eine Leitung 5', gegebenenfalls mittels eines nicht dargestellten Förderers, in eine schematisch dargestellte Zerkleinerungsmaschine 9 und von dieser über eine Leitung 5" in den ersten Windsichter 4 gegeben.

Bei der Sortierung von Aufgabegemischen F mit p Komponenten ist die Sortieranlage gemäss Fig. 3 so zu erweitern, wie es Fig. 4 zeigt, wonach für die Sortierung mittels Sichtung jeder der im Siebsatz gewonnenen (m-l-1) Siebkorngrössenklassen in p Fraktionen jeweils einer Komponente jeweils ein Satz 10 aus (p—1) hintereinandergeschalteten Windsichtern 4 vorgesehen ist. Es sind also (m+1) Windsichtersätze 10 vorhanden. Die jeweils ersten Windsichter eines Sichtersatzes, die den Windsichtern der Sortieranlage nach Fig. 3 entsprechen, bilden eine erste Sichtstufe 3.1 und die jeweils nachgeschalteten Windsichter eines Sichtersatzes 10 jeweils eine weitere Sichtstufe 3.j bis 3.(p— 1). Dem ersten Windsichter jedes Sichtersatzes wird jeweils wieder eine Siebkorngrössenklasse aus dem Siebsatz 1 über eine Leitung 5 als Aufgabegut aufgegeben. Die in jedem Windsichter anfallende schwere Fraktion wird am Auslass 7 abgezogen und dem im Sichtersatz nachgeschalteten Windsichter der nächsten Sichtstufe 3.j über eine Leitung als Aufgabegut aufgegeben.

Für die Windsichtersätze 10 (Index c (1 <c<(m+l)) und Sichtstufen (Index j(l <j<(p — 1)) werden die erforderlichen Trennsichtluftgeschwindigkeiten vLj c unter Verwendung der oben angegebenen Gleichung (4) ermittelt. Sie nehmen von Stufe zu Stufe zu. In der ersten Sichtstufe 3.1 enthält jede aus einem Windsichter 4 oben mit der Sichtluft durch den Auslass 6 in eine Sammelleitung 11 abgezogene leichte Fraktion die leichteste der p Komponenten, als erste reine oder angereicherte Komponente die das Produkt PI ergibt. Die leichten Fraktionen der jeweils folgenden Sichtstufen 3.j bis 3.(p—1) ergeben die nächst schwerere, reine oder angereichterte Komponente, die in eine Sammelleitung 13 zum Produkt P3 zusammengeführt werden, während die weiteren schwereren Fraktionen in den weiteren nachgeschalteten Sichtstufen und zuletzt die schwerste aller Komponenten in der (p—l)-ten Sichtstufe 3.(p— 1) gewonnen und in Sammelleitungen 14 und 15 zum Produkt P4 und P5 zusammengeführt werden.

Die leichten Fraktionen jeder Sichtstufe und die schwere Fraktion der letzten Sichtstufe können auch einzeln oder beliebig zusammengefasst als Produkt verwendet werden. Eine getrennte Abscheidung der Fraktionen der Komponenten aus der Sichtluft in nicht dargestellten Abscheidern kann im Anschluss an die jeweilige Windsichtung und eine gemeinsame Abscheidung im Anschluss an die Zusammenführung in die Sammelleitungen erfolgen.

Es sind m Windsichtersätze 10 dann ausreichend, wenn das durch das letzte Sieb mit der Maschenweite xm hindurchgehende Feinstgut aus der Siebklassierung nicht sortiert werden soll und daher ungesichtet über eine gestrichelt angedeutete Leitung 8 abgezogen wird. Eine weitere Reduzierung auf (m—1) Windsichtersätze 10 bzw. Windsichter 4 in den einzelnen Sichtstufen 3 ist möglich, wenn der Überlauf bzw. Rückstand des gröbsten Siebes des Siebsatzes 1 mit der Maschenweite x einer Zerkleinerung zugeführt und von dieser in das Aufgabegemisch zurückgeführt wird oder aus dem Ver650 704

fahren zu einer anderen Behandlung ausgeschieden wird.

Eine Reduzierung auf mindestens ((m/2)+1) Windsichter ist möglich, wenn die Hälfte der Siebkorngrössenklassen nicht der Sortierung durch Sichtung zugeführt wird, beispielsweise weil sie keine ausreichenden Mengen einer auszusortierenden Komponente aufweisen. Jeder Windsichtersatz 10 wird mehr als (p— 1) Windsichter aufweisen, wenn die aus mehreren Komponenten des Aufgabegemisches auszusortierenden Komponenten nicht in der Dichte- und/oder Formabstufung bzw. Sinkgeschwindigkeitsabstufung von allen Partikeln gleicher Grösse benachbart sind, also eine zwischen ihnen vorhandene Komponente auszuscheiden und zu verwerten ist.

Ein Windsichtersatz kann weniger als (p — 1) Windsichter haben, wenn in der zu sichtenden Siebkorngrössenklasse eine oder mehrere auszusortierende Komponenten nicht oder nicht in ausreichender Menge enthalten ist, was insbesondere bei den gröbsten und feinsten Siebkorngrössenklassen der Fall sein kann, weil sich die Kornverteilungen aller Komponenten nicht vollständig überlappen, sh. Fig. 1. Gleiches gilt für die nachfolgend beschriebene alternative Sortierung.

Das Sortierverfahren lässt sich nach der beschriebenen alternativen Produktvorbereitung zur Bereitstellung eines Aufgabegemisches auch derart durchführen, dass zuerst gewindsichtet und dann gesiebt wird. Sortieranlagen zur Durchführung dieser Alternative sind in den Fig. 5 und 6 schematisch dargestellt. Bei der Sortieranlage gemäss Fig. 5 wird ein Zweikomponenten-Aufgabegemisch F zunächst in einer ersten Stufe in einem Windsichtersatz aus m hintereinandergeschalteten Windsichtern 21 in (m-l-1) aufeinanderfolgende Sinkgeschwindigkeitsklassen klassiert. In jedem nachgeschalteten Windsichter 21 herrscht jeweils eine grössere Trennsichtluftgeschwindigkeit vLi+1. Die Abstufung ist gemäss Gleichung (3) bestimmt.

In einer zweiten Stufe werden jede aus einem Windsichter 21, in dem die Trennsichtluftgeschwindigkeit vLm herrscht, aus einem Auslass 26 abgezogene leichtere Klasse und die aus dem letzten Windsichter aus dessen Auslass 27 abgezogene schwere Klasse einzeln durch Einfachsiebungen auf (m+1) auslassseitig parallelgeschalteten Sieben 24 mit den Maschenweiten xc (1 <c<(m +1)), denen die Sinkgeschwindigkeitsklassen nach Abscheidung aus der Sichtluft in nicht dargestellten Abscheidern über Leitungen 25 zugeführt werden können, in die beiden Komponenten getrennt. Die unterschiedlichen Maschenweiten xc der Siebe 24 sind derart gewählt, dass in der jeweiligen Sinkgeschwindigkeitsklasse die feinsten Partikel der schweren Komponente noch gerade von den gröbsten Partikeln der leichten Komponente vollständig, höchstens mit einer geringen Unschärfe, getrennt werden. Die reine oder stark angereicherte leichte Komponente findet sich jeweils im Siebüberlauf bzw. im Siebrückstand und wird jeweils als leichte Fraktion in Sammelleitungen 31 abgegeben und zum Produkt PI vereinigt, während die reine oder stark angereicherte schwere Komponente als Siebdurchgang vorhegt und jeweils als schwere Fraktion in Sammelleitungen 32 gelangt und zum Produkt P2 zusammengeführt wird.

Bei der Sortierung von Mehrkomponenten-Aufgabegemischen mit p Komponenten unterschiedlicher Dichte und/ oder Form in diese p Komponenten muss die zweite Stufe, in der die Sortierung durch Siebung erfolgt, erweitert werden, wie dies bei der in Fig. 6 dargestellten Anlage der Fall ist.

Hier erfolgt die Sortierung der in den m Windsichtern 21 der ersten Stufe gewonnenen (m-l-1) Sinkgeschwindigkeitsklassen in (m+1) Siebmaschinen 22, mit je einem Siebsatz 23 aus jeweils (p— 1) hintereinandergeschalteten Sieben 24 mit den Maschenweiten xCj (der Index c (1 <c<(m+1))) bezeichnet den Siebsatz und der Index j (1 <j <p) die Komponente bzw.

11

5

10

15

20

25

30

35

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45

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Siebstufe bzw. das Sieb eines Siebsatzes). Jede Sinkgeschwindigkeitsklasse durchläuft jeweils einen der Siebsätze 23 mit (p—1) Sieben 24, deren Maschenweiten gemäss den aneinander anschliessenden Korngrössenverteilungen der in den Sinkgeschwindigkeitsklassen vorgefundenen Komponenten abgestuft sind. Im Überlauf bzw. Rückstand des ersten und damit gröbsten Siebes 24 jedes Siebsatzes 23 (Maschenweite xcl) reichert sich die leichteste Komponente an, während auf den nächsten Sieben der Siebsätze (Maschenweite xcj) abnehmend mit der Maschenweite sich die schwereren Komponenten anreichern und anschliessend als Durchgang des (p— l)-ten Siebes jedes Siebsatzes (Maschenweite xc(p_I)) die schwerste Komponente als feinste sortierte Fraktion anfällt. Es sind insgesamt (m+l)(p—1) Siebe vorgesehen. Die mittels der Siebsätze 23 gewonnenen Siebfraktionen jeweils gleicher Komponente werden jeweils in Sammelleitungen 31, 33, 34 und 35 abgegeben und können gemeinsam als Produkte PI, P3, P4 und P5 abgezogen werden.

Allgemein gesagt betrifft also die Erfindung einerseits ein Verfahren zur trockenen Sortierung eines körnigen Zwei- bzw. Mehrkomponentengemisches mit einër Anzahl p von auszusortierenden körnigen, polydispersen Feststoffkomponenten unterschiedlicher Dichte und/oder Form und mit sich wenigstens teilweise überdeckenden Korngrössen-und Sinkgeschwindigkeits- (Partikelmerkmal-) Verteilungen, bei dem das aufgegebene Zwei- bzw. Mehrkomponentengemisch Klassierungen unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Stufe das Aufgabegemisch in aufeinanderfolgende so schmale Klassen des einen Partikelmerkmals trocken klassiert wird, dass in ihnen die Fraktionen des für eine nachfolgende weitere Klassierung massgebenden anderen Partikelmerkmals jeder auszusortierenden Komponente von den Fraktionen der anderen Komponenten jeweils getrennt enthalten ist oder deren Fraktionen nur

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geringfügig überlappt, und dass dann in einer zweiten Stufe aus jeder Klasse des einen Partikelmerkmals jede auszusortierende Komponente durch eine Serie aufeinanderfolgender weiterer Trocken-Klassierungen, für die das andere Partikel-5 merkmal massgebend ist, bei Trenngrenzen, die den beiden Grenzen des anderen Partikelmerkmals jeder Fraktion entsprechen, welche Partikel der auszusortierenden Komponente enthält, aussortiert wird und andererseits eine Sortieranlage mit Klassiervorrichtungen zur trockenen Sortierung eines io körnigen Zwei- oder Mehrkomponentengemisches mit einer Anzahl p von auszusortierenden körnigen polydispersen Feststoffkomponenten unterschiedlicher Dichte und/oder Form und mit sich wenigstens teilweise überdeckenden Korngrössen- und Sinkgeschwindigkeits- (Partikelmerkmal-) 15 Verteilungen, auf der das aufgegebene Zwei- bzw. Mehrkomponentengemisch Klassierungen unterworfen wird, gekennzeichnet durch eine erste Stufe mit einem Satz von m> 3 hintereinandergeschalteten Trocken-Klassiervorrichtungen zum Klassieren des Aufgabegemisches in Klassen des einen 20 Partikelmerkmals des Aufgabengemisches, in denen die Fraktion des anderen Partikelmerkmals jeder auszusortierenden Komponente von den Fraktionen der anderen Komponenten jeweils getrennt enthalten ist oder sie nur geringfügig überlappt, und durch eine zweite Stufe mit Sätzen aus 25 hintereinandergeschalteten weiteren Trocken-Klassiervorrichtungen für je eine Klasse zu deren aufeinanderfolgende Trennung in Fraktionen bei Trenngrenzen, die den beiden Grenzen des anderen Partikelmerkmals jeder Fraktion der auszusortierenden Komponenten entsprechen, wobei den je-30 weils ersten Klassiervorrichtungen eines Satzes der weiteren Klassiervorrichtungen jeweils eine Klasse aufgebbar ist, und aus den weiteren Klassiervorrichtungen die jeweils reinen oder stark angereicherten Fraktionen der Komponenten einzeln oder beliebig zusammenfasst abziehbar sind.

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5 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

650 704 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur trockenen Sortierung eines körnigen Zwei- bzw. Mehrkomponentengemisches mit einer Anzahl p von auszusortierenden körnigen, polydispersen Feststoffkomponenten unterschiedlicher Dichte und/oder Form und mit sich wenigstens teilweise überdeckenden Korngrössen-und Sinkgeschwindigkeits-Verteilungen, bei dem das aufgegebene Zwei- bzw. Mehrkomponentengemisch Klassierungen unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Stufe das Aufgabegemisch mittels Siebungen in aufeinanderfolgende Siebkorngrössenklassen klassiert wird, in denen die Sinkgeschwindigkeitsfraktion jeder auszusortierenden Komponente von den Sinkgeschwindigkeitsfraktionen der anderen Komponenten getrennt enthalten ist oder sie nur geringfügig überlappt, und dass dann in einer zweiten Stufe aus Siebkorngrössenklassen jede auszusortierende Komponente durch eine Serie aufeinanderfolgender Windsichtungen jeder dieser Klassen in Fraktionen bei Trenn-sichtluftgeschwindigkeiten, bei denen jeweils einmal die Partikeln mit den grössten und einmal die Partikeln mit den kleinsten Sinkgeschwindigkeiten der noch zu gewinnenden Partikeln der Fraktion der jeweils auszusortierenden Komponente wenigstens weitgehend abgetrennt werden, aussortiert wird und die derart abgetrennten Fraktionen einzeln oder zusammengefasst, als reine oder stark angereicherte Komponente, abgezogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Stufe das Aufgabegemisch mittels m aufeinanderfolgender Siebungen in (m-t-1) aufeinanderfolgende Siebkorngrössenklassen klassiert wird, bei denen die Maschenweiten X; für die aufeinanderfolgenden Siebungen derart gewählt sind, dass die Sinkgeschwindigkeitsfraktionen aller Komponenten in jeder Siebkorngrössenklasse voneinander getrennt sind oder sich nur geringfügig überlappen, und dass dann in der zweiten Stufe jede der (m+1), mindestens ((m/2)+1), Siebkorngrössenklassen mittels einer Serie von (p— 1) aufeinanderfolgenden Windsichtungen in p Sinkgeschwindigkeitsfraktionen jeweils einer Komponente sortiert wird und die jeweils leichten Fraktionen jeder Windsichtung und die jeweils schwere Fraktion der jeweils letzten Windsichtung einzeln oder zusammengefasst abgezogen werden.

3 650 704

Dichte und/oder Form und mit sich wenigstens teilweise überdeckenden Korngrössen- und Sinkgeschwindigkeits-Verteilungen, auf der das aufgegebene Zwei- bzw. Mehrkomponentengemisch Klassierungen unterworfen wird, zur 5 Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine erste Stufe mit m> 3 hintereinandergeschalteten Windsichtern (21) zur Klassierung des Aufgabegemisches in aufeinanderfolgende Sinkgeschwindigkeitsklassen, von denen die jeweils schwerere Sinkgeschwindigkeits-io klasse der ersten (m — 1) Windsichter dem jeweils nachgeschalteten Windsichter als Aufgabegut zuführbar ist, in der Trennsichtluftgeschwindigkeiten in den aufeinanderfolgenden Windsichtern derart einstellbar sind, dass die Siebkorngrössenfraktionen der auszusortierenden Komponenten in 15 jeder Sinkgeschwindigkeitsklasse voneinander getrennt sind oder sich nur geringfügig überlappen, und durch eine zweite Stufe mit wenigstens zwei Sätzen (23) von hintereinandergeschalteten Sieben (24), auf deren jeweils erstes Sieb jeweils eine Sinkgeschwindigkeitsklasse aus den Windsichtern (21), 20 nach deren Abscheidung aus der Sichtluft, aufgebbar ist, und mit denen, aufgrund der Abstufung der Siebmaschenweiten der Siebe (24) entsprechend der Korngrösse der noch zu gewinnenden gröbsten und feinsten Partikel der jeweils auszusortierenden Komponente, nacheinander Fraktionen 25 der reinen oder angereicherten Komponenten abtrennbar sind, aus denen die Fraktionen jeweils gleicher Komponente jeweils einzeln oder zusammengefasst abziehbar sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschenweite x; aus der kleineren Maschenweite xi+1 des benachbarten nachgeschalteten Siebes entsprechend der Gleichung xi -

bestimmt ist,

mit n einem die Steigung der Widerstandsbeiwertkurve der Sichtluftumströmung der Partikeln bei der Trennsichtluftge-schwindigkeit berücksichtigenden Parameter zwischen 2 und 1, der im Bereich laminarer Partikelumströmung den Wert 2 und im Bereich turbulenter Partikelumströmung den Wert 1 hat und dessen Wert im Übergangsbereich der Partikelumströmung etwa proportional dem Logarithmus der Rey-noldszahl von 2 auf 1 abfällt, und mit (ps/pL)min dem kleinsten Verhältnis aus der Dichte ps einer schwereren Komponente und der Dichte pL einer leichteren Komponente.

4. Verfahren zur trockenen Sortierung eines körnigen Zwei- bzw. Mehrkomponentengemisches mit einer Anzahl p von auszusortierenden körnigen, polydispersen Feststoffkomponenten unterschiedlicher Dichte und/oder Form und mit sich wenigstens teilweise überdeckenden Korngrössen-und Sinkgeschwindigkeits-Verteilungen, bei dem das aufgegebene Zwei- bzw. Mehrkomponentengemisch Klassierun2

gen unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Stufe das Aufgabegemisch mittels Windsichtungen in aufeinanderfolgende Sinkgeschwindigkeitsklassen klassiert wird, in denen die Siebkorngrössenfraktion jeder auszusor-5 tierenden Komponente von den Siebkorngrössenfraktionen der anderen Komponenten getrennt enthalten ist oder sie nur geringfügig überlappt, und dass dann in einer zweiten Stufe aus Sinkgeschwindigkeitsklassen, nach deren Ausscheidung aus der Sichtluft der Windsichtung, jede auszusor-lo tierende Komponente durch eine Serie aufeinanderfolgender Siebungen jeder dieser Klassen in Fraktionen bei Maschenweiten, bei denen einmal die gröbsten und einmal die feinsten der noch zu gewinnenden Partikel der Fraktion der jeweils auszusortierenden Komponente wenigstens weitgehend 15 abgetrennt werden, aussortiert wird, und die derart abgetrennten Fraktionen einzeln oder zusammengefasst, als reine oder stark angereicherte Komponente, abgezogen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Stufe das Aufgabegemisch mittels m auf-

20 einanderfolgenden Windsichtungen in (m-t-1) aufeinanderfolgende Sinkgeschwindigkeitsklassen klassiert wird, bei denen die jeweils schwerere Sinkgeschwindigkeitsklasse der ersten (m — 1) Windsichtungen der jeweils nachfolgenden Windsichtung als Aufgabegut zugeführt wird und die Trenn-25 sichtluftgeschwindigkeiten vLi der aufeinanderfolgenden Windsichtungen derart gewählt sind, dass die Siebkorngrössenfraktionen aller Komponenten in jeder Sinkgeschwindigkeitsklasse voneinander getrennt sind oder sich nur geringfügig überlappen, und dass dann in der zweiten Stufe jede der 30 (m+1), mindestens ((m/2)+1), Sinkgeschwindigkeitsklassen mittels einer Serie von (p—1) aufeinanderfolgenden Siebungen in p Siebkorngrössenfraktionen jeweils einer Komponente sortiert wird und die Fraktionen jeweils gleicher Komponente einzeln oder zusammengefasst abgezogen werden 35 (Fig. 5 und 6).

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Trennsichtluftgeschwindigkeiten vLi+1 aus der geringeren Trennsichtluftgeschwindigkeit vLi der vor- oder nachgeschalteten Sichtung entsprechend der Gleichung

40

vLi+1 * vLi "V 'ÌS^L'min bestimmt sind,

45 mit n einem die Steigung der Widerstandsbeiwertkurve der Sichtluftumströmung der Partikel bei der Trennsichtluftgeschwindigkeit berücksichtigenden Parameter zwischen 1 und 2, der im Bereich laminarer Partikelumströmung den Wert 1 und im Bereich turbulenter Partikelumströmung den Wert 2 so hat und dessen Wert im Übergangsbereich der Partikelumströmung etwa proportional dem Logarithmus der Rey-noldszahl von 1 auf 2 ansteigt, und mit (ps/pômm dem kleinsten Verhältnis aus der Dichte ps einer schwereren Komponente und der Dichte pL einer leichteren Komponente. 55

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass Klassen der Siebung oder Sichtung vor ihrer Sortierung durch weitere Klassierung zunächst einer selektiven, auf die Zerkleinerung der leichteren Komponenten ausgerichteten Zerkleinerung unterworfen werden. 60

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1,2,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige der Windsichtungen Schwerkraft-Gegenstrom-Windsichtungen in einer aufsteigenden Luftströmung sind.

9. Sortieranlage mit Klassiervorrichtungen zur trockenen 65 Sortierung eines körnigen Zwei- oder Mehrkomponentengemisches mit einer Anzahl p von auszusortierenden körnigen polydispersen Feststoffkomponenten unterschiedlicher Dichte und/oder Form und mit sich wenigstens teilweise

überdeckenden Korngrössen- und Sinkgeschwindigkeits-Verteilungen, auf der das aufgegebene Zwei- bzw. Mehrkomponentengemisch Klassierungen unterworfen wird, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste Stufe mit einem Siebsatz (1) aus m > 3 hintereinandergeschalteten Sieben (2) zur Klassierung des Aufgebegemisches in aufeinanderfolgende Siebkorngrössenklassen, bei dem die Maschenweiten x; der Siebe derart gewählt sind, dass die Sinkgeschwindigkeitsfraktionen jeder auszusortierenden Komponente von denen der anderen Komponenten jeweils getrennt vorliegen oder sich nur geringfügig überlappen, und durch eine zweite Stufe mit wenigstens zwei Sätzen (10) von Windsichtem (4), deren jeweils ersten Windsichtern jeweils eine Siebkorngrössenklasse und deren jeweils nachgeschalteten Windsichtern die schwere Fraktion des jeweils vorgeschalteten Windsichters als Aufgabegut aufgebbar ist, aus denen, aufgrund einer Abstufung der Trennsichtluftgeschwindigkeiten entsprechend den Sinkgeschwindigkeiten der noch zu gewinnenden gröbsten und feinsten Partikeln der auszusortierenden Komponenten, leichte Fraktionen und schwere Fraktionen der jeweils letzten Windsichter der aussortierten Komponenten einzeln oder zusammengefasst, als reine oder stark angereicherte Komponente, abziehbar sind.

10. Sortieranlage nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine erste Stufe mit einem Siebsatz (1) aus m> 3 Sieben (2) zur Klassierung des Aufgabegemisches in (m+1) aufeinanderfolgende Siebkorngrössenklassen, bei dem die Maschenweiten x; aufeinanderfolgender Siebe derart gewählt sind, dass die Sinkgeschwindigkeitsbereiche der einzelnen Komponenten in jeder Siebkorngrössenklasse voneinander getrennt sind oder sich nur geringfügig überlappen, sowie durch eine zweite Stufe mit (m-l-1), mindestens ((m/2)+1), Sätzen (10) aus jeweils (p— 1) hintereinandergeschalteten Windsichtern (4) für je eine Siebkorngrössenklasse zu deren Sortierung in Fraktionen jeweils einer Komponente, deren jeweils ersten Windsichtern jeweils eine Siebkorngrössenklasse aus dem Siebsatz (1) und den diesen jeweils nachgeschalteten Windsichtern die schwere Fraktion des jeweils vorgeschalteten Windsichters als Aufgabegut aufgebbar ist und aus denen die leichten Fraktionen jeweils gleicher Komponente und die schwere Fraktion des jeweils letzten Windsichters jeweils einzeln oder zusammengefasst als reine oder angereicherte Komponente abziehbar sind.

11. Sortieranlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschenweite x, gegenüber der kleineren Maschenweite xi+1 des nachfolgenden Siebes (2) entsprechend der Gleichung xi— xi+1 ' y(9S/9min'

abgestuft ist,

mit n einem die Steigung der Widerstandsbeiwertkurve der Sichtluftumströmung der Partikel bei der Trennsichtluftge-schwindigkeit berücksichtigenden Parameter zwischen 2 und 1, der im Bereich laminarer Partikelumströmung den Wert 2 und im Bereich turbulenter Partikelumströmung den Wert 1 hat und dessen Wert im Übergangsbereich der Partikelumströmung etwa proportional dem Logarithmus der Rey-noldszahl von 2 auf 1 abnimmt, und mit (Ps/PÜmin dem kleinsten Verhältnis aus der Dichte ps einer schwereren Komponente und der Dichte pL einer leichteren Komponente.

12. Sortieranlage mit Klassiervorrichtungen zur trockenen Sortierung eines körnigen Zwei- oder Mehrkomponentengemisches mit einer Anzahl p von auszusortierenden körnigen polydispersen Feststoffkomponenten unterschiedlicher

13. Sortieranlage nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine erste Stufe mit m > 3 hintereinandergeschalteten

30 Windsichtern (21), mit denen das Aufgabegemisch in (m+1) Sinkgeschwindigkeitsklassen klassierbar ist, von denen die jeweils schwerere Sinkgeschwindigkeitsklasse der ersten (m — 1) Windsichter dem jeweils nachgeschalteten Windsichter als Aufgabegut zuführbar ist und die Trennsichtluft-35 geschwindigkeiten in den aufeinanderfolgenden Windsichtern derart einstellbar sind, dass die Siebkorngrössenfraktionen der einzelnen Komponenten in jeder Sinkgeschwindigkeitsklasse voneinander getrennt sind oder sich nur geringfügig überlappen, sowie durch eine zweite Stufe mit (m+1), 40 mindestens ((m/2)+1), Siebsätzen (23) aus jeweils (p—1) hintereinandergeschalteten Sieben (24) für je eine Sinkgeschwindigkeitsklasse zu deren Sortierung in Fraktionen jeweils einer Komponente, deren jeweils erstem Sieb jeweils eine Sinkgeschwindigkeitsklasse aus den Windsichtern (21) 45 aufgebbar ist und mit denen aufgrund der Abstufung der Siebmaschenweiten jede Sinkgeschwindigkeitsklasse in Fraktionen der reinen oder angereicherten Komponenten sortierbar ist und aus denen die Fraktionen jeweils gleicher Komponente jeweils einzeln oder zusammengefasst abzieh-50 bar sind.

14. Sortieranlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennsichtluftgeschwindigkeit vLi+1 gegenüber der geringeren Trennsichtluftgeschwindigkeit vLi des vor- oder nachgeschalteten Windsichters (21) entsprechend

55 der Gleichung

60 vLi+1 — vLi ' ^ S S L^min '

abgestuft ist.

65

15. Sortieranlage nach einem der Ansprüche 9 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Siebung ein Mehrdecksieb mit strahlenförmig untereinander angeordneten Siebböden vorgesehen ist.

650 704

16. Sortieranlage nach einem der Ansprüche 9, 10,12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige Windsichter (4-21) als Schwerkraft-Gegenstromsichter ausgebildet sind.