DE1179881B - Verfahren und Vorrichtung zum Sortieren von Mineralgemischen in einem Wasserzyklon - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 03 b;

Deutsche KL:

B04c

la-13

Nummer: 1179 881

Aktenzeichen: H 47137 VIa/la

Anmeldetag: 12. Oktober 1962

Auslegetag: 22. Oktober 1964

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sortieren von Mineralgemischen in einem Wasserzyklon.

Es sind bereits Wasserzyklone zum Sortieren von Mineralgemischen bekannt, deren zylindrisches Gehäuse in eine untenliegende Einlaufkammer und eine darüberliegende Überlaufkammer unterteilt ist, wobei beide Kammern durch ein konzentrisch angeordnetes Tauchrohr miteinander verbunden sind. Das Gemisch wird der Einlauf kammer tangential züge- ίο führt, die eine Fraktion wird aus der oben gelegenen Uberlaufkammer abgezogen, die andere Fraktion tritt durch eine Öffnung des trichterförmigen Bodens der Einlaufkammer nach unten aus.

Die wichtigste Einschränkung besteht bei der be- ¹S kannten Konstruktion des Wasserzyklons darin, daß ein einwandfreier Betrieb bei Unterteilungspunkten nicht möglich ist, die höher liegen als das spezifische Gewicht von etwa 1,6.

Ein Ziel der Erfindung besteht nunmehr darin, Verfahren und Vorrichtungen vorzusehen, mittels deren Teilchengemische, die Teilchen in einem großen Korngrößenbereich enthalten, in zwei Fraktionen zerlegt werden können, wobei die erste Fraktion hauptsächlich Teilchen enthält, deren spezifisches Gewicht unter einem bestimmten Wert liegt, während die zweite Fraktion Teilchen enthält, deren spezifisches Gewicht höher ist als der erwähnte bestimmte Wert, wobei gleichzeitig eine Klassierung nach der Korngröße nur in einem minimalen Ausmaß erfolgt.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung ein Verfahren zum Trennen großer Mengen von Teilchengemischen mit einer Vielzahl von Korngrößen in einer unstabilen Suspension vor; dieses Verfahren umfaßt Maßnahmen, um die Suspension in einem Hydrozyklon einer Absetzzone zuzuführen, so daß eine Schichtung der Teilchen in der Suspension innerhalb der Absetzzone bewirkt wird, wobei in dieser Zone ein Bett entsteht, in welchem eine Behinderung des Absetzvorgangs erfolgt, ferner Maßnahmen, um aus diesem Bett grobe Teilchen von geringem spezifischem Gewicht abzuführen, um es dem durch die verbleibenden Teilchen gebildeten Bett zu ermöglichen, sich nach unten zu einer zweiten Zone zu bewegen, um in dieser zweiten Zone grobe Teilchen mit einem mittleren spezifischen Gewicht in zwei Fraktionen von unterschiedlichem spezifischem Gewicht dadurch zu zerlegen, daß die groben Teilchen mit einem geringen mittleren spezifischen Gewicht aus dem zurückbleibenden Bett abgeführt werden, während eine Fraktion mit einem höheren mittleren spezifischen Gewicht der zweiten Zone mit Verfahren und Vorrichtung zum Sortieren von
Mineralgemischen in einem Wasserzyklon

Anmelder:

Her Majesty the Queen in Right of Canada as
Represented by the Minister of Mines and
Technical Surveys, Ottawa, Ontario (Kanada)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Paap, Dipl.-Ing. H. Mitscherlich
und Dipl.-Ing. K. Gunschmann, Patentanwälte,
München 22, Mariannenplatz 4

Als Erfinder benannt:

Jan Visman, Edmonton, Alberta (Kanada)

Beanspruchte Priorität:

Kanada vom 16. Oktober 1961 (833 824)

Hilfe einer zentralen Strömung erneut zugeführt wird, um die verbleibende Suspension in eine dritte Zone zu überführen, um in der dritten Zone feine Teilchen von niedrigem spezifischem Gewicht und mit einem niedrigen mittleren spezifischen Gewicht zu trennen und sie aus dieser Zone abzuführen, sowie Maßnahmen, um die zurückbleibende Suspension, welche Teilchen von höherem spezifischem Gewicht enthält, aus dem Hydrozyklon abzuleiten.

Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Wasserzyklon im Längsschnitt;

F i g. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1;

F i g. 3 ist ein in größerem Maßstab gezeichneter Teil eines Längsschnitts durch einen erfindungsgemäßen Wasserzyklon und läßt den Verlauf der Strömung und die Trennung der Teilchen erkennen;

F i g. 4 zeigt ein schematisches Modell des Ablaufs des Trennungsvorgangs;

F i g. 5 veranschaulicht in einer graphischen Darstellung die Trennwirkung eines Wasserzyklons von bekannter Konstruktion;

F i g. 6 ist eine graphische Darstellung des Trennvorgangs bei einem Wasserzyklon nach der Erfindung;

F i g. 7 zeigt schematisch eine Anordnung mit mehreren hintereinandergeschalteten erfindungsgemäßen Wasserzyklonen.

409 708/76

Gemäß F i g. 1 und 2 umfaßt der erfindungsgemäße Wasserzyklon ein Gefäß 1 mit einem oberen zylindrischen Teil 2 und einem unteren konischen Teil 3. Gleichachsig mit dem oberen Teil 2 ist in einem radialen Abstand von der zylindrischen Wand ein an beiden Enden offenes Tauchrohr 4 angeordnet, das innerhalb des oberen Teils 2 durch einen Flansch 5 des Oberteils 2, einen an dem Wirbelkanal vorgesehenen Flansch 6 und mehrere Schrauben 7 od. dgl. unterstützt werden kann. Die beschriebene Konstruktion bildet eine untere Hydrozyklonkammer 8 und eine obere Überlaufkammer 9. Die Kammer 8 besitzt einen ringförmigen Teil 8 a und einen sich nach unten verjüngenden unteren Teil 8 b, der an seinem Scheitelpunkt in eine Unterlauföffnung 10 übergeht, welche gemäß F i g. 1 zu einem Unterlaufkanal 11 führt. Das untere Ende 12 des Wirbelkanals 4 liegt im wesentlichen in der Ebene des unteren Endes des Kammerabschnittes 8 a, während das obere Ende 13 des Wirbelkanals in der oberen Kammer 9 angeordnet ist.

Eine Zuführungsleitung 14 mündet gemäß F i g. 2 tangential in dem ringförmigen Kammerteil 8 a. An die Abgabekammer 9 schließt sich eine Überlaufleitung 15 an.

Gemäß der Erfindung wird der sich verjüngende Teil 8 b der Hydrozyklonkammer 8 durch drei aufeinanderfolgende Kegelstumpffiächen 16, 17 und 18 abgegrenzt, die in Richtung auf die Bodenöffnung 10 in zunehmendem Maße geneigt sind. Der Teil 8 b der Kammer umfaßt somit drei gegeneinander abgegrenzte Abschnitte, und zwar einen sich an den ringförmigen Kammerteil 8 a anschließenden, durch die Kegelstumpffläche 16 begrenzten ersten konischen Teil 19 mit einem Scheitelwinkel von mehr als 100°, z. B. in der Größenordnung von 135°, einen sich an diesen Teil 19 anschließenden, durch die Kegelstumpffläche 17 abgegrenzten zweiten konischen Teil 20 mit einem Scheitelwinkel, der erheblich kleiner ist als derjenige der Kegelstumpffläche 16 und z. B. etwa 75° beträgt, sowie einen sich an den Teil 20 anschließenden, durch die Kegelstumpffläche 18 abgegrenzten dritten konischen Teil 21 mit einem Scheitelwinkel, der erheblich kleiner ist als der Scheitelwinkel der Kegelstumpf fläche 17 und z. B. in der Größenordnung von 20° liegt.

Das wesentliche Merkmal dieses sich aus mehreren konischen Abschnitten zusammensetzenden Teils der Zyklonkammer besteht darin, daß der Scheitel- oder Kegelwinkel vom ersten Teil zum dritten Teil abnimmt. Somit hat die Wand der sich verjüngenden Kammer 8 b im Gegensatz zu den ebenen oder konkaven Wänden, wie man sie bis jetzt bei den sich verjüngenden Teilen von Zyklonkammern häufig vorsieht, eine allgemein konvexe Form.

Zwar sind die Kegelstumpfflächen 16, 17 und 18 gemäß F i g. 1 bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel im Längsschnitt geradlinig, doch sei bemerkt, daß man auch eine leicht gekrümmte Form vorsehen könnte, so daß sich eine gleichmäßig konvexe Gestalt ergibt, wobei es jedoch erforderlich, daß sich die erwähnten drei Abschnitte unterscheiden lassen können.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird das zu reinigende oder zu konzentrierende Material in der üblichen Weise zusammen mit Wasser über die Zuführungsleitung 14 in den ringförmigen Kammerteil 8 a gepumpt. Bei dem in F i g. 3 angedeuteten Material handelt es sich um Kohle, und dieses Material enthält grobe leichte Teilchen 22, feine leichte Teilchen 23, leichtes Mittelgut 24, schweres Mittelgut 25 und Abfallteilchen 26.

Die Erfindung ermöglicht eine bessere Trennung der Teilchen nach ihrem spezifischen Gewicht, während das Ausmaß der Klassierung nach der Korngröße bei Teilchengemischen verringert wird; diese Wirkung wird dadurch erzielt, daß der übliche Trennungsprozeß im konischen Teil der Zyklonkammer

ίο in der beschriebenen Weise in drei gut gegeneinander abgegrenzte, aufeinanderfolgende Schritte unterteilt wird. Versuche haben deutlich erkennen lassen, daß sich bei dieser Trennung die nachstehend näher beschriebenen Vorgänge abspielen.

Während des ersten Schrittes (a) werden die groben Teilchen von geringem spezifischem Gewicht von den übrigen Teilchen dadurch abgetrennt, daß eine Schichtung der Teilchen auf dem konischen Abschnitt 19 erfolgt, wobei sich ein in ständiger Bewegung befindliches Bett aus kreisenden Teilchen bildet.

Die groben Teilchen von geringem spezifischem Gewicht werden von dem einen Absetzen behindernden Bett in einem erheblichen Ausmaß abgestoßen und durch die den Luftkern umgebende zentrale Strömung über das Tauchrohr 4 nach oben abgeführt.

Das zurückbleibende Bett der Teilchen bewegt sich in Richtung auf den Scheitel in den zweiten konischen Abschnitt 20 hinein, wobei die Teilchen ihre geschichtete Lage im wesentlichen beibehalten.

Während des zweiten Schrittes (b) werden die Teilchen von mittlerem spezifischem Gewicht, die eine Mittelgutfraktion bilden, in der nachstehend beschriebenen Weise durch erneutes Umwälzen in zwei Fraktionen mit verschiedenen Werten des spezifischen Gewichts unterteilt. Die Teilchen des Mittelgutes befinden sich im wesentlichen in der oberen Schicht des zurückbleibenden Betts, so daß sie als erste von dem den Luftkern umgebenden, sich drehenden zentralen Strom nach oben mitgerissen werden. Die Teilchen der groben Mittelgutfraktion von geringem spezifischem Gewicht werden von diesem zentralen Strom nach oben mitgerissen und über das Tauchrohr aus der Zyklonkammer herausbefördert. Die Teilchen der groben Mittelgutfraktion von höherem spezifischem Gewicht können sich wegen der Fliehkräfte, denen sie ausgesetzt sind, am unteren Ende des Tauch roh rs vorbeibewegen, ohne in das Tauchrohr einzutreten. Die Fliehkräfte, denen die Teilchen des groben Mittelguts von relativ hohem spezifischem Gewicht ausgesetzt werden, sind stärker als die auf die groben Mittelgutteilchen von geringerem spezifischem Gewicht wirkenden Fliehkräfte. Infolgedessen neigt die Fraktion des groben schweren Mittelguts dazu, erneut in Richtung auf die sich bildende Schicht zu zirkulieren, welche sich längs der konischen Wand 17 bewegt, wobei die auf das grobe schwere Mittelgut ausgeübte Wirkung größer ist als die Wirkung auf die leichte Mittelgutfraktion, so daß das grobe schwere Mittelgut schließlich in den Abschnitt 21 gelangt. Man erkennt somit, daß eine Trennung nach dem spezifischen Gewicht durch einen Wiederholungsprozeß bewirkt wird.

Bei dem dritten Schritt (c) werden die kleinsten Teilchen von geringem spezifischem Gewicht, die in den Zwischenräumen der groben Teilchen von höherem spezifischem Gewicht in dem schichtförmigen

Bett festgehalten wurde, in dem konischen Abschnitt 21 abgetrennt, denn das sich absetzende Bett wird schließlich zerstört, wenn sich die Teilchen längs der konischen Wand in Form einer dünnen Schicht fächerartig ausbreiten, wobei diese Schicht durch den zentralen Strom ausgewaschen wird. In diesem unteren Teil des konischen Abschnitts übt der zentrale Strom nur eine relativ schwache Wirkung aus. Infolgedessen werden die kleineren Teilchen jetzt über den zentralen Strom und das Tauchrohr abgeführt, wobei die kleinen Teilchen von geringerem spezifischem Gewicht bevorzugt werden.

F i g. 5 zeigt die Fehlerkurven bezüglich des spezifischen Gewichts bei einem Wasserzyklon von bekannter Konstruktion mit einem Scheitelwinkel von 75° für den Fall, daß Gruskohle verarbeitet wird. Die Kurven in Fig. 5 gelten für folgende Korngrößen:

A = 6,4 bis 1,4 mm

B = 1,4 bis 0,59 mm

C = 0,59 bis 0,30 mm

D = 0,30 bis 0,07 mm

E = unter 0,07 mm

q — Kurve für den mittleren Korngrößenfehler Ordinate: Zerlegungszahlen
Abszisse:

d — spezifisches Gewicht in g/cm³

μ = Teilchengröße in Tausendstelmillimeter.

Die Kurven veranschaulichen die Beziehung zwischen dem gewichtsprozentualen Scheitelprodukt (trockenes Material) und der Zerlegung nach dem spezifischen Gewicht (Unterteilungszahlen) für verschiedene Korngrößenfraktionen des zugeführten Teilchengemisches und lassen eine relativ gute Trennung bei den groben Teilchen und eine zunehmend schlechtere Trennung der kleineren Teilchen nach dem spezifischen Gewicht erkennen. Auch die Kurven für die Abweichung des spezifischen Gewichts zeigen einen erheblichen Unterschied bezüglich der Trennung nach dem spezifischen Gewicht zwischen den groben und den feinen Teilchen, die in dem Gemisch enthalten sind. Gemäß dem rechten Teil von Fig. 5 zeigen die Kurven, welche die Beziehung zwischen dem Gewichtsprozentsatz des Scheitelproduktes (trockenes Material) und der Korngrößenfraktion (Korngrößenfehlerkurven) repräsentieren, für Teilchen, die zu verschiedenen Bereichen des spezifischen Gewichts des zugeführten Teilchengemisches gehören, eine ausgesprochene Klassierungswirkung für die Teilchen von hohem spezifischem Gewicht und eine weniger starke Klassierungswirkung für die Teilchen von niedrigem spezifischem Gewicht.

Fig. 6 zeigt die Fehlerkurven für das spezifische Gewicht, die man bei verschiedenen Korngrößenfraktionen erhält, wenn mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung gearbeitet wird. Die Kurven gelten für folgende Korngrößen:

A = über 2,0 mm

B = 2,0 bis 1,4 mm

C = 1,4 bis 0,50 mm

D = 0,50 bis 0,25 mm

E — 0,25 bis 0,15 mm

F = unter 0,15 mm

q = Kurve für den mittleren Korngrößenfehler Ordinate: Unterteilungszahlen

Abszisse:

d — spezifisches Gewicht in g/cm³

μ = Teilchengröße in Tausendstelmillimeter.

Diese Kurven zeigen die verbesserte Konzentration nach dem spezifischen Gewicht für alle Korngrößenfraktionen, die durch die stärkere Neigung der einzelnen Fehlerkurven für das spezifische Gewicht angezeigt wird sowie den geringen Abstand zwischen den Werten des spezifischen Gewichts, nach denen die verschiedenen Korngrößenfraktionen voneinander getrennt werden, im Vergleich zu den entsprechenden Kurven in F i g. 5.

Gemäß dem rechten Teil von F i g. 6 zeigen die Kurven des Korngrößenfehlers für Teilchen, die zu den Fraktionen von unterschiedlichem spezifischem Gewicht für Gruskohle gehören, im Vergleich zum rechten Teil von F i g. 5 das geringere Ausmaß der

ao Klassierung nach der Korngröße.

Man erkennt, daß die Unterteilungspunkte bei den verschiedenen Korngrößenfraktionen, die durch die Fehlerkurven für das spezifische Gewicht im linken Teil von F i g. 6 repräsentiert werden, ziemlich

as nahe beieinander liegen. Es sei bemerkt, daß der Unterteilungspunkt für die grobkörnige Fraktion bei 1,93 am höchsten liegt. Die Unterteilungs- oder Schnittpunkte für die weiteren Komgrößenfraktionen liegen tiefer, und zwar bei 1,72, bei 1,62 und bei 1,60, wobei die Kurve für die kleinste Fraktion von 0,147 bis 0,246 mm erneut bei dem spezifischen Gewicht von 1,85 geschnitten wird.

Die Erklärung für diese Umkehrung der Schnittpunkte ergibt sich bei einer genaueren Betrachtung der im rechten Teil von Fig. 6 wiedergegebenen Fehlerkurven für die Korngröße. Man erkennt erstens, daß die bemerkbare Überschneidung zwischen der Klassierung nach der Korngröße und der Trennung nach dem spezifischen Gewicht auf die kleinste Korngrößenfraktion von 0,147 bis 0,246 mm beschränkt ist, wie es durch den steil ansteigenden Teil auf der linken Seite der Korngrößenfehlerkurven angezeigt wird, insbesondere bei den Kurven für die schwereren Teilchenfraktionen oberhalb des spezifischen Gewichts von 1,4. Der Schnittpunkt liegt für diese kleinste Korngrößenfraktion beim spezifischen Gewicht von 1,85 und ist daher nicht zu hoch. Die steil geneigten Teile der Korngrößenfehlerkurven scheinen zu einer Konzentrationszone zu konvergieren, die einer Korngröße von etwa 0,147 mm auf der Abszissenachse entspricht (in Fig. 6 nicht dargestellt). Dies würde anzeigen, daß wegen der Klassierungswirkung bei Gruskohleteilchen mit einer Korngröße von weniger als 0,147 mm keine bemerkbare Reinigungswirkung erzielt wird.

Zweitens mitteln sich die beiden mittleren Abschnitte der Korngrößenfehlerkurven zwischen etwa 0,33 und 1,58 mm innerhalb eines ziemlich flach verlaufenden Intervalls aus, woraus hervorgeht, daß die Trennung nach dem spezifischen Gewicht hier durch die Klassierungswirkung nicht mehr ungünstig beeinflußt wird.

Schließlich verlaufen die Korngrößenfehler im Bereich der hohen Korngrößenwerte scharf in der entgegengesetzten Richtung, und zwar insbesondere für die Teilchen von hohem spezifischem Gewicht. Dies zeigt, daß der Anteil an groben Teilchen, die über den Scheitel der Vorrichtung abgegeben werden,

i 179 881
7 8

unter dem Mittelwert liegt; mit anderen Worten, die mit den Zuführungsöffnungen des zweiten Zyklons

groben Teilchen werden an einem relativ hoch lie- bzw. der weiteren Zyklone verbunden. Das Zyklon-

genden Schnittpunkt gereinigt, was bereits aus den aggregat kann dann mit einem Druck gespeist wer-

Fehlerkurven für das spezifische Gewicht hervorging. den, der genügend hoch ist, um die erforderliche

Die Trennung der groben leichten Teilchen erfolgt in 5 Trennung in allen Zyklonen zu bewirken, wobei in

dem flachen konischen Abschnitt des erfmdungsge- dem ersten Zyklon ein Luftkern aufrechterhalten

mäßen Wasserzyklons. Der Schnittpunkt wird in wird. Dieser Druck kann während des Betriebes auf

erster Linie durch den Durchmesser und die Länge dem erforderlichen Wert gehalten werden. Wenn

des Wirbelkanals bestimmt. Wenn man die richtigen nicht mit einem solchen Druck gearbeitet würde,

Einstellungen wählt, kann man somit den Bereich io könnte sich der Luftkern verkleinern oder ver-

der Schnittpunkte für die verschiedenen Korngrößen- schwinden, was auf den Gegendruck an den oberen

fraktionen auf ein Minimum verkleinern, so daß ins- und unteren öffnungen der Zyklone zurückzuführen

gesamt eine bessere Trennungswirkung erzielt wird. sein würde, und die Anlage würde nicht betriebs-

Die vorstehend behandelten Ergebnisse wurden fähig sein.

beim Betrieb mit geschlossenem Kreislauf erzielt, 15 Versuche haben gezeigt, daß der Trennungswir-

wobei die Konzentration des zugeführten Material- kungsgrad des erfindungsgemäßen Wasserzyklons

Stroms so gewählt war, daß der Anteil an festen von der Erfüllung der nachstehenden Bedingungen

Stoffen etwa lO°/o betrug; hierbei wurde mit einem abhängt:

Druck von etwa 0,5 atü am Einlaß gearbeitet. Der 1. Der Durchmesser des Zyklonkammerabschnitts Gesamtschnittpunkt für Teilchen mit einer Korn- 20 8 a soll im Vergleich zu den größten im Behandgröße von unter 0,15 mm lag bei einem spezifischen lungsgut enthaltenen Teilchen nicht zu groß sein, Gewicht von 1,70. Die Gesamtfehlerkurve für die damit eine möglichst wirksame Schichtung und eine Fraktion mit der Korngröße von unter 0,15 mm nachfolgende Trennung in dem sich bildenden Bett zeigte einen wahrscheinlichen Fehler r — 0,155, was erzielt wird. Das in dieser Beziehung maximal vorbei d_p — 1,70 einem UnvoUkommenheitsgrad von 25 zusehende Verhältnis kann somit etwa 25:1 betra- I = 0,22 entspricht. g^en. Der kleinste zulässige Zyklondurchmesser rich-Man kann die insgesamt erzielte Reinigungswir- tet sich ebenfalls vorzugsweise nach der maximalen kung verbessern, wenn man zwei oder mehr erfin- Korngröße des Aufgabematerials. Mit anderen Wordungsgemäße Wasserzyklone in der aus Fig. 7 er- ten, der Durchmesser der Zyklonkammer 8a soll sichtlichen Weise hintereinanderschaltet. Gemäß 30 vorzugsweise nicht kleiner sein als etwa das lOfache F i g. 7 sind drei Zyklone 28, 29 und 30 vorgesehen. der größten Korngröße, damit ein Verstopfen der Dem Zyklon 28 wird das Rohmaterial mit Wasser Scheitelöffnung 10 vermieden wird, bei 31 und 32 zugeführt. Das aus dem Zyklon 28 ab- 2. Zwar kann der erfindungsgemäße Wasserzyklon laufende Material wird den Zyklonen 29 und 30 zu- bei tief liegenden Schnittpunkten betrieben werden, geführt und zweimal nacheinander erneut gereinigt. 35 doch ist er insbesondere für den Betrieb bei höher Das aus den oberen Teilen der Zyklone 29 und 30 liegenden Schnittpunkten geeignet, und zwar unter austretende Material wird über eine Leitung 33 er- Einschluß des gesamten Bereichs der Werte des speneut dem Zyklon 28 zugeführt. Das aus dem Zyklon zifischen Gewichts des Behandlungsgutes. Hieraus 28 überlaufende Material wird einer Entwässerungs- folgt, daß man für große Teilchen große Zyklone vorrichtung 34 von bekannter Konstruktion züge- 40 und für kleine Teilchen kleine Wasserzyklone beführt, aus welcher das gereinigte Material bei 35 ent- nötigt. Ein großer Wasserzyklon nach der Erfindung nommen wird. Das aus der Vorrichtung 34 über- würde z. B. einen Durchmesser von etwa 600 mm laufende Material wird über eine Leitung 36 erneut haben und könnte stündlich etwa 40 t Feststoffe in umgewälzt und den Zyklonen mittels einer Pumpe Form von roher Gruskohle mit einer Teilchengröße 37 zugeführt. Das Abfallmaterial verläßt den letzten 45 von höchstens 25 mm bei einem Einlaßdruck von Zyklon 30 bei 38. etwa 0,5 atü verarbeiten. Wenn feinkörnige Mate-Die beschriebenen erfindungsgemäßen Wasser- rialien gereinigt werden müssen, ist es zweckmäßig, Zyklone lassen sich bei Drücken von etwa 0,5 atü kleine Zyklone zu verwenden und jeweils mehrere und darüber einwandfrei betreiben. Eine Möglich- derartige Zyklone zu Mehrfachaggregaten zu verkeit, eine Anlage mit mehreren Wasserzyklonen zu 50 einigen. Wenn z. B. ein Material mit einer Kornbetreiben, besteht darin, daß das Material den nach- größe entsprechend 40 Maschen je Zoll lediglich geschalteten Zyklonen unter der Wirkung der Schwer- unter Verwendung von Wasser gereinigt werden soll, kraft zugeführt wird. Zwar werden hierdurch die An- würde es zweckmäßig sein, einen erfindungsgemäßen forderangen an die Pumpenleistung auf ein Minimum Wasserzyklon mit einem Durchmesser von etwa herabgesetzt, doch benötigt man eine Gefällehöhe 55 10 mm (0,4 in.) zu benutzen. Ein Mehrfachaggregat von etwa 5 bis 6 m, so daß man den ersten Zyklon mit hundert erfindungsgemäßen Wasserzyklonen in einer erheblichen Höhe anordnen muß. würde bei einem Einlaßdruck von etwa 7 atü eine Eine weitere Möglichkeit, mehrere hintereinander- Durchsatzleistung von etwa 110 l/Min, haben und geschaltete Zyklone zu benutzen, besteht darin, den stündlich 1 t trockenen Materials verarbeiten erforderlichen Druck am Einlaß mit Hilfe einer ge- 60 können.

sonderten Pumpe und eines Zwischenbehälters bei Zwar wurde die Erfindung bezüglich ihrer Anjedem einzelnen Zyklon zu erzeugen. Diese Anord- wendung bei der Behandlung von Kohle beschrienung läßt sich jedoch verbessern und vereinfachen, ben, doch sei bemerkt, daß sich die Erfindung ebenso wobei die Benutzung gesonderter Pumpen vermieden gut bei der Behandlung von Erzen anwenden läßt, wird, wenn man z. B. über ein gleichachsiges Rohr 65 wobei das Erzkonzentrat abgeschieden und über die am oberen Ende des ersten Zyklons Druckluft in den Scheitelöffnung abgeführt wird, während der AbWirbel des ersten Zyklons einleitet. Die obere und raum abgeschieden und über den Wirbelkanal abgedie untere öffnung des ersten Zyklons werden direkt führt wird.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Sortieren von Mineralgemischen in einem Wasserzyklon, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte

a) im außen gelegenen Teil (16) eines dreifach abgestuften Zyklonkonus erfolgt ein behindertes Absetzen der Partikeln nach der Wichte, bei dem die gröbere leichte Fraktion vom Innenwirbel mitgerissen und durch das Tauchrohr (4) ausgetragen wird;

b) im mittleren Teil (17) des Zyklonkonus wird das Mittelgut von den Bergen getrennt und gelangt sodann durch das Tauchrohr in die Überlaufleitung; ^1S

c) im unteren Teil (18) des Zyklonkonus werden aus den spezifisch schwersten Bergen noch feinere Körnungen der leichten Fraktion ausgeschieden, und die reinen Berge gelangen zur Unterlauföffnung (10).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Wasserzyklon am unteren Ende verlassende Material einem zweiten Wasserzyklon zugeführt wird, um dort einer ahn- as liehen Behandlung unterzogen zu werden wie in dem ersten Wasserzyklon.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine ausreichende Wirkung des ersten Wasserzyklons dadurch aufrechterhalten wird, daß Druckluft in den Wirbel dieses ersten Wasserzyklons eingeleitet wird, um darin einen Luftkern aufrechtzuerhalten.

4. Wasserzyklon, dessen zylindrischer Teil in eine Einlauf- und eine Überlaufkammer getrennt ist und ein diese Räume verbindendes konzentrisches Tauchrohr aufweist, zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Boden der Einlaufkammer (8) als dreifach abgestufter Kegelstumpf (16, 17,18) ausgebildet ist.

5. Wasserzyklon nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitelwinkel des ersten kegelstumpfförmigen Abschnitts (16) etwa 135° beträgt, daß der Scheitelwinkel des zweiten kegelstumpfförmigen Abschnits (17) etwa 75° und der Scheitelwinkel des dritten kegelstumpfförmigen Abschnitts (18) ewa 20° beträgt.

6. Vorrichtung, bei der mindestens zwei Wasserzyklone nach den Ansprüchen 5 und 6 hintereinandergeschaltet sind, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Einleiten von Druckluft in den Wirbel des ersten Zyklons, z.B. ein koaxiales, in das obere Ende dieses Zyklons eintauchendes Rohr.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 704 890, 196 537.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

409 708/76 10.64 © Bundesdruckerei Berlin