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Verfahren und Vorrichtung zum Trockensortieren von festem körnigem
Gut Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trockensortieren
von festem körnigem Gut durch pneumatische Dichteschichtung und nachgeschaltetem
Trennvorgang.
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Es ist bereits ein Gerät zum Trennen von in Hammermühlen zerkleinerter,
Feinstaub und Grobkorn enthaltender Rohbraunkohle nach Kornklassen bekannt. Dabei
fließt das Schüttgut über eine stark geneigte poröse Platte, durch die Luft hindurchgeblasen
wird. Das Grobkorn setzt sich auf Grund seiner Schwere unten ab, während der Staub
durch die Blasluft an die Oberfläche gehoben wird. Das Schüttgut fließt dann gegen
eine Leitzunge, die in der verhältnismäßig dicken Schicht den Staub von dem Grobkorn
trennt. Dieses Klassieren ist nur bei Schüttgut stark unterschiedlicher Korngröße
möglich. Demgegenüber hat die Erfindung zur Aufgabe, ein Trockensortieren von Schüttgut
geringer Korngröße zu ermöglichen und eine dafür geeignete Vorrichtung zu schaffen.
Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, das Aufgabegut durch kontinuierliche
und gleichmäßig wirkende Druckluft zum Fließen zu bringen und dadurch in Schichten
verschiedener Wichte zu unterteilen und anschließend diese Schichten nacheinander
abzusieben. Beim Sortieren ist dabei die differentielle Wirkung der Luft nicht mehr
Funktion der Größe der Körner, sondern nur des spezifischen Gewichtes, dessen Schwankungen
viel weniger stark sind als die möglichen Unterschiede in der Größe der Körner.
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Das Einblasen von Luft darf die Masse nur fließfähig machen, ohne
im Innern der Masse Bewegungen oder Wirbel hervorzurufen, die die Tendenz hätten,
die verschieden schweren Bestandteile zu vermischen. Gemäß der weiteren Erfindung
wird daher der Druck der Druckluft nach Art des Schüttgutes eingestellt. Dadurch
kann man die Luftgeschwindigkeit der mittleren Größe sowie dem mittleren spezifischen
Gewicht der Bestandteile der Mischung anpassen.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung würde sich mit der bekannten Einrichtung
zum Trennen von Feinstaub und Grobkorn nicht durchführen lassen, weil die poröse
Platte zu stark geneigt ist und zum Trennen eine Leitzunge vorgesehen ist. Die Vorrichtung
zum Durchführen des neuen Verfahrens zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus,
daß eine Sortierrinne, deren Boden eine um etwa 8 bis 15° geneigte poröse Fläche
ist, unter der sich ein Zuführungsraum für ein Druckgas befindet, mit einer sich
anschließenden schrägen Fläche vereinigt ist, die mit Löchern oder Spalten versehen
ist, deren Weite größer ist als das größte Korn des Aufgabegutes. Dadurch läßt sich
auf der Sortierrinne über die ganze Länge der Sortierrinne eine Schicht gleicher
und geringer Stärke erreichen, so daß trotz geringer Schichtdicke eine starke Unterteilung
nach verschiedenen Dichten erreichbar ist.
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Um die Vorrichtung dem jeweiligen Aufgabegut anpassen zu können, ist
gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Neigung der porösen Fläche der Sortierrinne
einstellbar. Auch kann zu diesem Zweck die Sortierrinne zur Veränderung der Fließbreite
auf der porösen Fläche mit einstellbaren Seitenbacken versehen sein.
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Zweckmäßigerweise ist auch die Neigung der schrägen Fläche der Ausscheidungsrinne
einstellbar, etwa zwischen 20 und 40°.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht,
und zwar zeigt F i g. 1 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
insbesondere der Sortierrinne, F i g. 2 eine Schnittansicht der Ausscheidungsrinne,
F i g. 3 eine Draufsicht auf die aus Sortierrinne und Ausscheidungsrinne bestehende
Einheit und F i g. 4 eine Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform der
Sortierrinne mit Gasbehälter. Die Vorrichtung, in der das Gemisch behandelt wird,
umfaßt (F i g. 1 und 3) eine rechteckige Sortierrinne 1, deren ebener Boden
2 aus einem feinporösen Material besteht; unterhalb dieses Bodens befindet
sich ein Behälter 3, aus dem Luft oder ein anderes Gas durch die gesamte Fläche
unter über
die ganze Fläche gleichmäßigem Druck, wie oben angegeben,
eingeblasen werden kann.
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Die Sortierrinne ist derart angeordnet, daß die poröse Bodenfläche
in einem bestimmten Winkel a in bezug zur Horizontalen geneigt ist. Das zu sortierende
Körnergemisch 14 wird von oben auf den Boden der Sortierrinne eingebracht und fließt
unter dem doppelten Einfluß des Winkels a und der Wirkung des Gebläses zum unteren
Abschnitt hin. Das am unteren Ende der Sortierrinne erhaltene Ergebnis des Sortierens
nach spezifischem Gewicht hängt von der Größe des Winkels a, vom Druck des Gasstroms
unter Berücksichtigung der Durchlässigkeit der porösen Fläche, der Länge der Sortierrinne
und der in die Rinne eingebrachten Festmenge ab. Diese Werte müssen experimentell
festgestellt werden, um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen. Dies kann mit bekannten
Vorrichtungen durchgeführt werden, wobei die Sortierrinne unter veränderlichen und
meßbaren Winkeln angeordnet und der Druck unter veränderlichen und meßbaren Werten
in Abhängigkeit von der Porosität des Bodens und der gewichtsmäßigen Zusammensetzung
des Gemischs aufgebracht werden kann. Die zugeführte Körnermenge wird ebenfalls
durch Verändern der Dicke des Körnerstroms auf einen geeigneten Wert gebracht. Die
Länge der Sortierrinne wird im allgemeinen durch Konstruktion festgelegt und vorher
je nach der Art des zu sortierenden Gutes experimentell bestimmt, um ein optimales
Ergebnis zu erhalten.
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Die Erfahrung hat gezeigt, daß starke Unterschiede im spezifischen
Gewicht der Bestandteile des zu sortierenden Gemisches eine Verringerung der Länge
der Rinne zulassen. Im entgegengesetzten Fall muß sie vergrößert werden.
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Die über die gesamte Länge gleichbleibende Breite der Sortierrinne
1 wird durch Konstruktion in Abhängigkeit von der zu erzielenden gewichtsmäßigen
Festmenge unter Berücksichtigung der Dicke des Stroms und des mittleren spezifischen
Gewichts des zu behandelnden Gemisches festgelegt. Diese Breite kann erforderlichenfalls
mit Hilfe von beweglichen Backen 5 (F i g. 3) geeigneter Dicke, die an beiden Seiten
der Sortierrinne angeordnet sind, verringert werden.
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Um am Ausgang der Sortierrinne die Teile getrennt zu sammeln, die
während ihres Weges in der Sortierrinne ihrem spezifischen Gewicht entsprechend
sortiert worden sind und die sich in Schichten von unten nach oben abnehmender Schwere
in der Dicke des fließenden Körnerstroms ablagern, wird vorzugsweise anschließend
an die Sortierrinne an der Seite des Austritts des Gutes eine Ausscheidungsrinne
6 (F i g. 1, 2 und 3) angeordnet. Diese Rinne umfaßt einen Rost 7 mit Löchern oder
Spalten, deren öffnungsgrößen der Korngröße des durchzulassenden Gutes angepaßt
sind. Diese Ausscheidungsrinne muß derart angeordnet sein, daß der Rost 7 in bezug
zur Horizontalen in einem Winkel b angeordnet ist, der in bezug zum Winkel a der
Sortierrinne und der Art des behandelten Gemischs entsprechend derart einstellbar
ist, daß die Wirkung der Schwere kombiniert mit der Geschwindigkeit des Gutes am
Ausgang der Sortierrinne einen Strom auf dem Ausscheiderost ergibt, dessen Geschwindigkeit
vorzugsweise sehr klein ist.
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Unter diesen Bedingungen erreicht man, daß beim Passieren des Rostes
7 die Schichten, deren spezifisches Gewicht von unten nach oben über der Dicke des
am Ausgang der Sortierrinne 1 ausfließenden Körnerstroms abnimmt, in hintereinander
angeordneten Abteilungen der Ausscheidungsrinne 6 unterhalb der Sortiervorrichtung
mit optimalem Ergebnis ihrem spezifischen Gewicht entsprechend sortiert werden.
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Die Trennung in so viele Gruppen, als praktisch wünschenswert ist,
kann dadurch bewirkt werden, daß unterhalb des Rostes Klappen 8 angeordnet sind,
die so geneigt sind, daß sie die verschiedenen gesammelten Gruppen 15 in getrennte
Behälter 9 ableiten.
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Die Klappen 8 sind vorzugsweise auf der Länge des Rostes beweglich
angeordnet, um je nach dem zu sortierenden Gemisch die Länge des für jede Gruppe
benötigten Rostes und infolgedessen die Zusammensetzung dieser Gruppe einzustellen.
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Es ist vorteilhaft, die Breite des Körnerstroms auf dem Rost fortlaufend
vom Anfang bis zu seinem Ende, je nach der fortschreitenden Verringerung der Körnermenge
auf dem Rost, zu verringern.
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Dies wird beispielsweise (F i g. 3) durch zwei Zungen 10 bewirkt,
die senkrecht zur Ebene des Rostes und auf diesem V-förmig mit durch Biegen oder
Verschwenken um ihre beiderseits des Rostes an seinem Ende angeordneten Befestigungen
veränderlichem Winkel angebracht sein können.
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Es können auch verschiedene andere Ausführungsformen dieser Vorrichtung
zum Ausscheiden durch Abziehen in vertikale, dem spezifischen Gewicht entsprechend
eingeteilte und übereinander in nahezu horizontaler Lage angeordnete Abteilungen
verwendet werden.
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In gewissen besonderen Fällen ist es vorteilhaft, je nach Art des
zu sortierenden Gemischs, mit der kombinierten Wirkung des Abfließens durch die
Schwere und des Fließendmachens die Wirkung einer Beschleunigung der Fließgeschwindigkeit
der oberen Schichten des Stroms zu verbinden. Dies kann beispielsweise (F i g. 4)
dadurch erzielt werden, daß der obere Teil der Sortierrinne 1 ganz oder teilweise
durch eine Platte 12 verschlossen wird. Dadurch entsteht parallel zur Bahn des körnigen
Gutes ein Luftstrom (oder der Strom eines anderen Gases), der von dem durch den
Boden der Sortierrinne eingeblasenen Fluid herrührt und der die oberste Schicht
der Körner schneller mitnimmt. Diese Geschwindigkeit des Luftstroms und damit der
obersten Körner kann durch vertikales Verschieben der Platte 12 geregelt werden,
deren Ebene parallel zum porösen Boden 2 oder schräg zu diesem verlaufen kann, wodurch
das Fließen des Luftstroms reguliert werden kann. Wenn erforderlich, kann diese
Fließgeschwindigkeit durch Zuführen zusätzlicher Luft unter geeignetem Druck durch
eine Röhre 13 (F i g. 4) erhöht werden, wobei sich die zugeführte Luft mit der durch
den Boden der Sortierrinne geblasenen Luft vereinigt. Man kann andererseits die
Fließgeschwindigkeit verringern, indem man das Oberteil der Sortierrinne nur teilweise
abdeckt, wobei beispielsweise zum Abdecken eine in geeigneter Weise perforierte
Platte 12 verwendet wird.
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Bei industrieller Verwendung werden im allgemeinen entsprechend der
bekannten Art des Sortierens mehrere Einheiten in Reihe angeordnet, von denen jede
eine Sortierrinne und eine Ausscheiderinne umfaßt, um dazwischenliegende Gruppen
oder »Gemischtes« weiterzubehandeln.
Im folgenden werden mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren erzielte Ergebnisse an Hand von Beispielen gezeigt.
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Beispiel 1 Das behandelte Gemisch ist ein Sand einer Korngröße von
0,15 bis 0,35 mm. Seine Zusammensetzung hinsichtlich des Gewichts ist wie folgt:
| a) spezifisches Gewicht 2,6 (Kieselerde) .. 43,2% |
| b) spezifisches Gewicht etwa 3,5 (Staurolith |
| und/oder Granat) ................... 7,8% |
| e) spezifisches Gewicht 4,6 (Ilmenit und/ |
| oder Zirkon) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 49,0% |
Die Behandlung findet auf einer Sortierrinne von 10 cm Breite und 90 cm Länge statt,
deren Neigung 10,5° zur Horizontale beträgt und die einen Gebläseluftdruck von 9
cm Wassersäule aufweist. Das Ausscheiden erfolgt über einen Spaltenrost mit öffnungen
von 1,2 mm, dessen Neigung zur Horizontale 31° beträgt. Bei einen! einzigen Durchgang
werden in der Ausscheidungsrinne vier Gruppen mit einer Ausbeute von 1,080 kg pro
Stunde gesammelt.
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Die folgende Tabelle zeigt die Verteilung der vier Gruppen F.1, F.
2, F. 3, F. 4 in Gewichtsprozenten des behandelten Gemischs und die Zusammensetzung
nach spezifischem Gewicht jeder Gruppe im Vergleich zur Zusammensetzung des Gemischs.
| Ausgangs- F.1 F.2 F.3 F.4 |
| gemisch |
| Verteilung der Gruppen nach Gewicht ................. 1000/0
17'% 22% 38'0/0 23% |
| a 43,2 1,8 9,5 52,8 92 |
| Zusammensetzung nach spezifischem Gewicht . . . . . . . . b
7,8 6,2 12 10,4 5,2 |
| c 49 92 79,5 37 2,8 |
Beispiel 2 Die obengenannte Gruppe F.1 wird in einer Menge von 1,120 kg/Std. auf
der gleichen Rinne weiterbehandelt. Im Laufe eines einzigen Durchgangs werden zwei
Gruppen F.1 und F.2 gesammelt mit folgender Zusammensetzung:
| Behandeltes F.1 F.2 |
| Gemisch |
| Verteilung der Gruppen nach Gewicht ................. 1000/0
60% 40% |
| # a 1,8 0,4 3,9 |
| Zusammensetzung nach spezifischem Gewicht ....... . b 6,2 3,8
9,8 |
| c 92 95,8 86,3 |
Beispiel 3 Konzentration schwerer Mineralien in Korngrößen von 0,15 bis 0,40 mm.
Behandlung auf der gleichen Rinne wie in den obigen Beispielen mit einer Neigung
von 8° zur Horizontalen und mit einem Gebläseluftdruck von 7 cm Wassersäule und
einer stündlichen Festausbeute von 1,160 kg. Ursprüngliche Zusammensetzung nach
spezifischem Gewicht: a) Gewicht 4,5 (Ilmenit und/oder Zirkon) .. 890/0 b) Gewicht
5,1 (Monazit) . . . . . . . . . . . . . . . . 11% Es werden drei Gruppen F.1, F.2
und F.3 im Laufe eines einzigen Durchgangs auf der Ausscheidungsrinne gesammelt.
Die folgende Tabelle zeigt die Ergebnisse:
| Behandeltes F.1 F.2 F.3 |
| Gemisch |
| Verteilung nach Gewicht ............................. 100%
34"/o 54% 12'% |
| Zusammensetzung nach spezifischem Gewicht . . . . . . . . a
89 77 94 99,5 |
| # b 11 23 5,9 0,5 |
| Verteilung des Gutes mit spezifischem Gewicht 5 . . . . . .
. . 1000/0 74% 29'% 0,06% |