DE2842259A1 - Verfahren und vorrichtung zur trockenen sortierung von dispersen zwei- oder mehrkomponentenprodukten - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur trockenen sortierung von dispersen zwei- oder mehrkomponentenproduktenInfo
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- DE2842259A1 DE2842259A1 DE19782842259 DE2842259A DE2842259A1 DE 2842259 A1 DE2842259 A1 DE 2842259A1 DE 19782842259 DE19782842259 DE 19782842259 DE 2842259 A DE2842259 A DE 2842259A DE 2842259 A1 DE2842259 A1 DE 2842259A1
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- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B9/00—Combinations of apparatus for screening or sifting or for separating solids from solids using gas currents; General arrangement of plant, e.g. flow sheets
Landscapes
- Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
Description
DH.IC. ν. IMiClIMANN SCH V.'KKI m-KTH/f-SE 2
DH. INO. D. HKHKlCNS τ»,.»«,» (080) OOSOBII
D,pi.iN(;.K.(.'OETz _ :i «.«»«ore 2842259
* τιπ.κοπλμμι: ι
1Α-51 440
Anmelder; Prof. Dr.-Ing."Kurt Leschonski,
Am Dammgraben 20, 3392 Claustahl-Zeller-
feld, und
Dipl.-Ing. Stephan Röthele,
Hüttenweg 8, 3392 Claustahl-Zellerfeld
Titel; Verfahren und Vorrichtung zur trockenen
Sortierung von dispersen Zwei- oder Mehrkomponentenprodukten.
0300U/OA90
DH. ING. R WUJiSTJIOFF
I) Ii. K ν. I'KCIIM ANN
I)H. INiJ. 1). IJKIIHKNS JHI'L·. IN(J. H. CJOKTZ
ΙΆΤΚΝΤΛ N W Λ J.TE
SOOO HfKOIIKX OO SOU'VKIuJiJiSTHASSU S
TELEFON tOSO) 00 20 51 TKLKK 5 24: 070
2842253
1A-51 440
Verfahren und \orrichtung zur trockenen
Sortierung von dispersen Zwei- oder Mehrkomponentenprodukten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur trockenen Sortierung von zur Weiterverarbeitung geeigneten höherwertigen
reinen oder zumindest ausreichend angereicherten Komponenten eines Schüttgutgemisches oder Mischproduktes, bei dem das
Zwei- oder Mehrkomponenten- Aisgangsgemisch aus spezifisch leichteren
und spezifisch schwereren Partikeln (Ausgangsgemisch) einer Windsichtung unterworfen wird.
Die bisher angewendeten Verfahren zur Gewinnung von zur Weiterverarbeitunggeeigneten
höherwertigen Komponenten lassen sich in Naß- und Trockenverfahren unterteilen.
Zu den Naßverfahren zählen z.B. die Sink-Scheideverfahren, bei
denen die Rohprodukte mit Hilfe von geeigneten Lösungen oder Suspensionen in ihre Komponenten getrennt werden. In der Lösung oder
Suspension schwimmen die spezifisch leichteren Partkel auf, während
if is
die spezch schwereren Partikel absinken. Da in der Regel reines Wasser nicht benutzt werden kann, gestaltet sich die Durchführung
des Verfahrens sehr teuer und gefährlich wenn hochgiftige Lösungen
oder Suspensionen verwendet werden müssen, sowie umweltbelatend,
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da die unvermeidliche Aufbereitung der flüssigen Einsatzstoffe
immer Abwasserprobleme mit sich bringt. Im übrigen haben diese Verfahren den Nachteil, daß die getrennten Komponenten energieaufwendig
getrocknet werden müssen.
Die bekannten trockenen Verfahren wie Setzherd oder Tischausleser gestatten keine technisch befriedigenden Massendurchsätze bei geforderten
guten Trennschärfen und hohen Ausbeuten. Aus diesem Grunde hat man sich bei den Trockenverfahren der Windsichtung
bei der Sortierung zugewendet.
.Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses Sortierverfahren
dahingehend zu verbessern, daß die Anteile der reinen Komponenten bei befriedigender Ausbeute so hoch sind, daß eine geeignete Neubzw.
Weiterverwendung oder Wiederverwertung als Sekundärroh-stoff
möglich ist. Eine An lage zur Durchführung des Verfahrens soll preiswert aufgebaut und wirtschaftlich betrieben werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen gekennzeichnet.
Bei dem eingangs genannten Verfahren ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß das Zwei- oder Mehrkomponentenausgangsprodukt durch Siebung mit m-Sieben in m + 1 Fraktionen unterschiedlicher Größenklassen
4x- derart klassiert wird, daß die Maschenweite x. aufeinanderfolgender
Siebe x. ..'.X. .... χ größer werdender Maschenweite so gewählt wird, daß eine nachfolgende Sichtung der m + 1
Fraktionen in m + 4 Sichtern mit unterschiedlichen Trenn Sinkgeschwindigkeiten
jeweils eine Einstellung ermöglicht, bei der die größte Partikel der leichten Komponente gerade noch ins Feingut gelangt,
während die kleinste Partikel der schweren Komponente ins Grobgut fällt. Jede dieser so gewonnenen (m + 1) Fraktionen wird dabei in
ihre Komponenten sortiert.
Dieses Verfahren führt bei all den-jenigen Gemischen oder Produkten
unterschiedlicher disperser Feststoffe zum anfangs beschriebenen Ziel, bei denen ausreichende Unterschiede in der größenab-
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hängigen Sinkgeschwindigkeit der Komponenten vorhanden sind.
Bei ausreichend enger Stufung der Siebe ist dann eine vollständige
Trennung in die Sorten möglich.
Für die Durchführung des Verfahrens wird ein geeignetes Gemisch
der bzw. Produkt mit den zu sortierenden Komponenten benötigt. Injvielen Fällen ist deshalb vor Anwendung der Klassierverfähren das
Aufgabegut durch einen Zerkleinerungsvorgang in einen geeigneten Partxkelgrößenbereich zu bringen. Ist das Aufgabegut ein Verbundwerkstoff,
so muß wie bei der klassischen Aufbereitung von mineralischen Rohstoffen durch die Zerkleinerung die "Verwachsung" der
Komponenten so weit wie möglich beseitigt werden. Die anschließende Sortierung gelingt um so besser, je weitgehender z.B. ein Verbundwerkstoff
durch die vorgeschaltete Zerkleinerung in Partikel gleicher Sorte aufgeschlossen wurde. Bei einer Zwei- oder Mehrkomponentensortierung
besteht das Aufgabegut für die nachgeschalteten Klassierverfahren dann aus einer Mischung zweier oder mehrerer
disperser Feststoffe die sich in ihrer Größen- und Sinkgeschwindigkeitsverteilung
unterscheiden.
Voraussetzung für die Anwendung desVerfahrens sind Unterschiede
in Dichte und/oder Form der Komponenten. Es lassen sich demnach drei Fälle unterscheiden. Im Fall A unterscheiden sich die Komponenten
in der Feststoffdichte und die Form, gekennzeichnet durch die Sphärizität, ist gleich. Im Fall B ist die Dichte der Komponenten
gleich und die Form unterschiedlich. Im Fall C unterscheiden sich die Partikel sowohl hinsichtlich der Dichte als auch der Form. Das Vet
fahren läßt sich demnach auch auf Gemische von Materialien gleicher Ar;
jedoch unterschxedlxcher Form zur Formtrennung anwenden. Unterschiede in der Form der Einzelelemente 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 gleiche Sinkgeschwindigkeit aufweisen. In diesem Fall läßt sich das geschilderte Verfahren nicht anwenden.
Bei der Anwendung der Verfahren liegen als Aufgabegut für die Sichtung
nicht Partikel gleicher Größe, sondern Größenklassen vor. Die
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Sortierung einer derartigen Größenklasse in die Komponenten z.B. mittels einer Schwerkraft-Gegenstromsichtung ist nur möglich, wenn
die Klassengrenzen der Siebklassierung x. , und x. so gewählt werden, daß die Sinkgeschwindigkeit w . der oberen Klassengrenze
χ. . entsprechenden spezifisch leichteren Partikel der Sinkgeschwindigkeit w .,der der unteren Klassengrenze x. der
spezifisch schwereren Partikel kleiner oder gleich ist.
Die Wahl der Klassengrenzen der Siebung läßt sich aus dieser Bedingung
abschätzen, z.B. für einen Schwerkraft-Gegenstromsichter, für den Gleichheit zwischen Sichtluftgeschwindigkeit vT und der
J-I
Sinkgeschwindigkeit des Trennkorns w ,
gilt. Bestimmende Größe ist dabei das für die Partikelumströmung maßgebende Widerstandsgesetz. Generell sind die Fälle der laminaren
Partikelumströmung (n = 2), der Gültigkeitsbereich des quadratischen Widerstandsgesetzes (n = 1), d.h. die turbulente Anströmung
zu unterscheiden. Nimmt man kugelförmige Partikel an, so läßt sich
als allgemeine Lehre zum technischen Handeln die bereits oben erwähnte Bedingung für die bei der Siebung zu erzielenden Klassengrenzen
formulieren, zu
d.h. die Stufung der Siebmaschenweiten berechnet sich vereinfacht weitgiiend aus der η-ten Wurzel des Dichteverhältnisses der Partikel
der schweren zu den Partikeln der leichten Kopmponente. Sofern es
sich um Mehrkomponentengemische handelt, muß die beschrdäoene
Klassierung mit größer werdenden Maschenweiten so vorgenommen werden, daß als Dichteverhältnis von schwerer zu leichter Komponente das
kleinste der jeweils benachbarten größenabhängigen Sinkgeschwindigkeitsverteilungen
aller vorkommenden Komponenten' zugrundegelegt wird.
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Analog ergibt sich bei der Umkehrung des Verfahrens als Bedingung für die bei der Sichtung zu erzielenden Sinkgeschwin
digkeitsklassen
η
= VLi '
= VLi '
d.h. die Stufung der Trennsichtgeschwindigkeiten berechnet sich
vereinfacht aus der η-ten Wurzel des Dichteverhältnisses.
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Für die technische Realisierung muß η so gewählt werden, daß
sowohl die im Sichter herrschende Anströmbedingung alsauch der möglicherweise konkurrierende Formeinfluß der zu trennenden
Partikel berücksichtigt wird. Dies ist für jede Anwendung des Verfahrens in Vorversuchen experimentell festzustellen.
Wie eigene experimentelle Untersuchungen gezeigt haben, kann man davon ausgehen, daß die Windsichtung in turbulenter Strömung erfolgt
und demnach η für kugelförmige Partikel nahe bei 1 liegen wird, während bei stark von der Kugelform abweichenden Partikeln und
bei Sichtung im Übergangsgereich zwischen laminarer und turbulenter
Strömung η nahe bei 1,5 liegt. Bei der Anwendung im feinen Korngrößenbereich
geht der Formeinfluß zurück und die Sichtung wird bevorzugt im laminaren Bereich stattfinden und dann näher bei
η = 2 liegen. In welchem Strömungsbereich eine optimale Anwendung des Verfahrens stattfinden kann, hängt von der Formvielfalt
und den Dichtein der beteiligten Komponenten des Ausgangsprodukts ab. Unter Umständen ist das Material durch eine zusätzliche Verkleinerung
in den günstigsten Korngrößenbereich zu bringen.
Wenn die Bedingung für die Stufung der Siebmaschenweiten "weitgehend"
erfüllt sein soll, so soll damit zum Ausdruck gebracht werden, daß die Trennschnitte nicht notwendigerweise bei den Maschenweiten, die
die Rechnung ergeben, durchgeführt werden müssen, sondern auf Sonderanfertigungen
der Siebe zur Erzielung der rechnerisch ermittelten Werte verzichtet werden kann. Die Normsiebreihen stellen eine genügend
große Anzahl von Sieben zur Analysierung des Verfahrens zur Verfügung, um der Bedingung technisch weitgehend zu entsprechen.
Darüberhinaus sind Anwendungen denkbar, die zur Erreichung großer Trennschärfen und damit beserer Anreicherungen und Ausbeuten
Sonderanfertigungen von Sieben rechtfertigen.
Das afindungsgemäße Verfahren läßt sich für Korngrößen ab etwa
30 μΐη einsetzen, sofern die technisch verfügbare Luftstrahlsiebung
in diesem Korngrößenbereich noch leistungsfähig einsetzbar ist. Die Anwendungsgrenze nach oben liegt bei Partikeln von etwa 30 mm.. Dies
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hängt einerseits von den angebotenen Siebmaschinen ab, die beispielsweise
beim Mogensen-Prinzip bis zu dieser Grenze ansetzbar sind, und andererseits vom technischen Aifwand in der nachgeschalteten
Windsichtung, im genannten KorngröSenbereich sind alle
technisch verfügbaren Siebverfahren wie z.B. Plan-, Wurf- und Kreisschwingsiebe in Mehrfachanordnung einsetzbar.
ELe Trennung sehr großer und damit schwerer Partikel mittels Windsichtung
wird wegen der hohen Trennsinkgeschwindigkeit hohe Luftmengen
erfordern, weshalb eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorsieht, daß das gesamte Aufgabegut oder der Überlauf
des gröbsten Siebes der Maschenweite χ zerkleinert und dem Aufgabegut nochmals zugegeben, am Ort der Verarbeitung aufgehaldet
oder anders weiterverarbeitet wird. Die Zerkleinerung der großen Partikel kann außerdem energetisch günstiger sein als die Trennung
durch Siebung und Sichtung. Insgesamt wird man mit der vorgeschalteten Zerkleineüing nicht nur den beschriebenen Aufschluß des Aufgabegutes realisieren, sondern gleichzeitig eine Vergleichmäßigung im
anfallenden Korngrößenspektrum anstreben, um die . 2hzahl der erforderlichen
und wie angegeben zu bestimmenden Siebstufen m und die Zahl der nachgeschalteten erforderlichen Sichtereinheiten m + 1
möglichst klein zu halten. Es ist außerdem denkbar, daß nach der Fraktionierung vor die einzelnen Sichtstufen eine weitere Zerkleinerung
bei jeder oder bei ausgewählten Fraktionen selektiv erfolgt, um die nachgeschaltete Sichtung aufgrund des unterschiedlichen Verkleinerungsverhaltens
der Komponenten zu erleichtern, wirkungsvoller durchführen zu können oder mit weniger Sichtapparaten auskommen
zu können. übliche Kornverteilungsbreiten bei unterschiedlichen Materialmischungen wie z.B. im Bereich der Mineralien,
Sonderreststoffen von Verbundwerkstoffen, NE-Metallanteile in
Shredderschrotte, Kohle und Berge, Müll und andere Reststoffe oder auch Erze, werden Sieb- und Sichtstufen zwischen m = 5 und 15 zur
Folge haben, wobei Mehrkomponentengemische bis zu ρ = 5 Komponenten für die Bearbeitung mit dem Verfahren denkbar sind.
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Für die Windsichtung kommen alle große Durchsätze bei hinreichender
Trenngüte erlaubenden Windsichtungen infrage. Bevorzugt wird jedoch, daß wenigstens eine der Windsichtuigen Schwerkraftwindsichtung
in einer aufsteigenden Luftströmung mit dsr Strömungsgeschwindigkeit
vL = k . wg ,
mit w der Sinkgeschwindigkeit der gröbsten !artikel in Luft der
jeweiligen Fraktion x. <x < x. , und k einer die Form der Partikel,
den Beladungseinfluß der Sichtluft mit Partikeln und den gewählten
Sichtertyp berücksichtigenden Konstanten zwischen 0,3 und 1, ist. Für kugelförmige Teilchen beträgt k = 1. Die Partikelsinkgeschwindigkeit
w in Luft ist nach bekannten Gesetzmäßigkeiten für die Bewegung von Partikeln der Größe x., z. B. bei turbulenter Luftströmung,
zu berechnen.
k berücksichtigt, daß der Strömungswiderstand der schweren und leichten Partikel vorderen Form, die voneinander je nach Zerkleinerungsverhalten
und verwendeter Zerkleinerungsart abweichen kann, sowie von der Beladung der Sichtluft und vom gewählten Windsichtertyp
abhängt. So können sich für die Wahl der Luftgeschwindigkeit im Steigrohrwindsichter Abweichungen von der angegebenen
Formel ergeben, die durch Vorversuche ermittelt werden. In jedem Falle gilt aber, daß die Strömungsgeschwindigkeit bei der
bevorzugten Schwerkraftwindsichtung der gröbsten in der ausgesiebten Rohfraktion enthaltenen leichten Partikel gleichen muß.
Da Formbeschreibungen der Partikel nur sehr schwer quantitativ möglich sind, sind auch genaue quantitative Angaben für die
Wahlcfer Stufung bei starken Formunterschieden der beteiligten
Komponenten kaum möglich. Starke Formunterschiede verbessern aber das vorgeschlagene Verfahren in dem Sinne, daß breitere Klassen
bei der Siebklassierung, d.h. größere Sprünge in der Stufung der Siebung, zugelassen werden können, wenn der Formeinfluß die Sinkgeschwindigkeitsverteilung
der spez. schweren Partikel stärker beeinflußt als die Sinkgeschwindigkeitsverteilung der Fraktionen der
spez. leichten Partikel, m ist also klein zu wählen. Das Verfahren
wird dadurch wirtschaftlicher. Die minimale Bedingung bei gleicher
Partikelform ist jedoch an sich die im Anspruch 1 angegebene.
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Versuche haben die Richtigkeit der erfindunpgemäßen Ansätze bestätigt
und gezeigt, daß zur Trennungder üblicherweise vorliegenden Dichtebereiche zur Bestimmung der Stufung der Sieböffnungen das
Dichteverhältnis der zu trennenden Komponenten zugrundegelegt werden kann. Die jeweilige Sichtluftgeschwxndxgkext vT. errechnete sich
XtX
für einen Anwendungsfall, z.B. in einem Zick-Zack-Sichter (der
Bauart Alpine), aus der angegebenen Abhängigkeit mit der Konstanten k ?i 0,5, je nach Einfluß der unterschiedlichen Partikelformen in
den zu trennenden Komponenten.
Die Windsichter können zweckmäßigerweise als Steigrohrwindsichter
ausgebildet sein, aus denen die leinten Partikel nach oben hin pneumatisch ausgetragen werden.
Alternativ zu dieser Gegenstrom-Schwerkraftwindsichtung in Steigrohrwindsichtern,
in denen die Strömungsgeschwindigkeit der Luftströmung gerade etwas kleiner eingestellt wird als die Sinkgeschwindigkeit
der kleinsten in der Rohfraktion enthaltenen schweren Partikeln, kann auch eine Querstromwindsichtung eingesetzt werden,
wie man sie beim unklassierten Produkt-Ausgangsgemisch, wie oben erwähnt, bereits durchgeführt hat. In diesem Falle sollen wenigstens
einige der Windsichtungen Querstromwindsichtungsn mittels eines den
als dünne Schicht abwärtsfallenden Gutstrom querdurchströmenden
Luftstroms sein. Bei dieser Querstromwindsichtung ist der Energieaufwand für die Erzeugung der Sichtluftströmung geringer als bei
den Gleichgewichts-Schwerkraftwindsichtungen, bei denen der Luftströmung
nicht nur die Aufgabe zufällt, die leichten Partikel von den schweren Partikeln zu trennen, sondern auch noch die leichten
Partikel pneumatisch zu einem Abscheider zu transportieren. Der Abtransport
der Partikel erfolgt dagegen bei den Querstromwindsichtern
mittels der Sichtzone nachgeschalteten mechanischen Förderanlagen.
Für den angegebenen Bereich kleinster Partikel können Fliehkraftwindsichter
angewendet werden.
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Trennschärfe und Aufwand des erfindungs'gemäß trockenen Trennverfahrens
steigen mit abnehmenden Größenklassen A . , desgleichen steigt die Anreicherung, d.h. die Qualität und unter Umständen
auch die Ausbeute 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 erzielte Produkt abhängt, wird das
wirtschaftlichste Verfahren zwischen den angedeuteten Extremen liegen und ist für jede zu trennende Komponentenkombination durch
Versuche zu bestimmen, wobei dabei davon ausgegangen werden kann, daß die Zahl der Sichtstufen m zwischen 5 und 15 liegen wird und
bis zu ρ = 5 Komponenten im Ausgangsprodukt enthalten sein können, wenn ausreichende Unterschiede in der partikelgrößenabhängigen
Sinkgeschwindigkeitsverteilung vorhanden sind.
Die Erfindung läßt sich auf Anlagen durchführen, deren Verfahrensschemata
in der beigefügten Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen: .-
Fig. 1 das Schema einer Anlage zur Sortierung eines Zweikomponentenprodukts
mittels m Sieben und (m + 1) Sichtern,
Fig. 2 das Schema einer Anlage zur Sortierung eines Mehrkomponentenprodukts
mittels m Sieben und (m + 1 )(p - 1) Sichtern,
Fig. 3 das Schema einer Anlage zur Sortierung eines Zweikomponentenprodukts
mittels m Sichtern und (m + 1) Einfachsieben, und
Fig. 4 das Schema einer Anlage zur Sortierung eines Mehrkomponentenprodukts
mittels m Sichtern und (m + 1) Siebsätzen mit je (p'- 1) Siebdecks.
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Das Zwei- oder Mehrkomponentenausgangsprodukt wird durch einfache Siebung, Windsichtung oder Zerkleinerung für die Bearbeitung in
dem beanspruchten Verfahren vorbereitet, wobei diese Produktkonditionierung in der Reihenfolge an das Produkt angepaßt,
durch Sonderbehandlung ergänzt wird oder auch entfallen kann, wenn das Ausgangsprodukt im günstigen Korngrößenbereich aufgeschlossen
bereits vorliegt und eineerste Anreicherung durch einen einfachen Trennschnitt (z.B. Sieben oder Sichten) nicht
erzielbar ist bzw. Verunreinigungen nicht beseitigt werden müssen.
Anschließend wird das Zwei- oder Mehrkomponentenprodukt auf einer Siebmaschine auf m-Sieben in (m + i) Größenklassen A x. klassiert
und jede dieser Größenklassen m + 1 Sichtapparaten zugeführt, in denen unterschiedliche Trennsinkgeschwindigkeiten w . = ν . nach
oben beschriebener Bedingung eingestellt sind. In den parallel geschalteten Sichtapparaten gelingt damit aufgrund der Siebfraktionierung
des Ausgangsgemisches die weitgehend vollständige Trennung
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und Sortierung der Komponenten. Die leichte Komponente findet sich
im Feingut, die schwere Komponente im Grobgut wieder. Feingut und Grobgut jeder Sichtung eines Zweikomponentenausgangsgemisches enthalten
deshalb die stark angereicherten oder isLnen Komponenten, die
nach jeder Sichtstufe einzeln oder innerhalb der Feingut- bzw. innerhalb der Grobgutfraktionen beliebig zusammengefaßt als Fertiggut verwendet werden können. Nach der Fraktionierung im Siebsatz
ist bei einer, mehreren oder allen Fraktionen vor der Sichtung eine selektive Zerkleinerung möglich, mit dem Ziel, die erforderlichen
Trennsiebgeschwindigkeiten in den nachfolgenden Sichtern erheblich
senken zu können und die Sinkgeschwindigkeitsverteilung der zu trennenden Komponenten zugunsten der leichtenKomponente zu beeinflussen
und somit höchste Anreicherungen oder reine Gewinnung zu ermöglichen ohne die Zahl der erforderlichen Fraktionen unrealisierbar
groß machen zu müssen.
Bei der Bearbeitung von Ausgangsprodukten mit p-Komponenten ist das
Verfahren so zu erweitern, daß für die Trennung mittels Sichtung insgesamt ρ - 1 Sichtstufen hintereinander^ ausschalten sind und das
Produkt nach der beschriebenen Fraktionierung alle Sichtstufen durchläuft. In der ersten Sichtstufe bestehend aus m oder m + 1 Sichtern,
enthält zunächst nur das Feingut die leichteste als erste angereicher
te der z.B. p-Komponenten, während das Grobgut mit ρ - 1 Komponenten
anschließend als Aufgabegut der nächsten Sichtstufe, wiederum bestehend aus m + 1 Sichtern, zugeführt wird. Das Feingut dieser
Stufe stellt wieder Fertiggut dar, während das Grobgut als Aufgabegut entsprechend weiterbehandelt wird.
Es ergeben sich dabei maximal ρ - 1 hintereinander und m + 1
parallel geschaltete Sichtapparate, wobei angereicherte Fraktionen
jeweils nur im Feingut der hintereinander geschalteten Sichter zu finden sind und erst inner letzten Sichtstufe die schwerste aller
Komponenten angereichert als Grobgut anfällt.
Ob in den einzelnen Sichtstufen m oder m + 1 Sichtapparate benötigt
werden, hängt davon ab, ob das Feinstgut aus der Siebfraktionierung
analog weiterbehandeltwird oder ungesichtet aus dem Verfahren zur
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weiteren Behandlung ausgekoppelt wird. Eine weitere Reduzierung auf m - 1 Sichtapparate in den einzelnen Sichtstufen ist möglich,
wenn der überlauf des gröbsten Siebes der Fraktionierung in das Ausgangsprodukt zur Zerkleinerung zurückgeführt wird oder aus dem
Verfahren zu einer anderen Behandlung ausgeschieden wird.
Das Feingut jeder Sichtstufe und das Grobgut der letzten Sichtstufe
enthalten die angereicherten oder reinen Komponenten, die innerhalb der Feingutfraktionen jeder Sichtstufe und injder Grobgutfraktion
der letzten Sichtstufe einzeln oder beliebig zusammengefaßt als Fertiggut verwendet werden können.
Das Verfahren läßt sich nach der beschriebenen alternativen Produktvorbereitung analog auch in der umgekehrten Reihenfolge
durchführen, also derart, daß zuerst das Zweikomponenten-Ausgangsgemisch
durch Sichten in mehrere Fraktionen klassiert wird und nach der Sichtung jede Feingut- und jede Grobgutfraktion durch
Einfachsiebungen in die Komponenten zerlegt wird. Durch die zuerst ausgeführten m-Sichtungen mit größerwerdender Trennsinkgeschwindigkeit
ν . wird das Aufgabegut in m+1 Sink-geschwindigkeitsklassen
w . klassiert und jede dieser Klassen m+1 nachgeschalteten Einfachsieben zugeführt, in denen unterschiedliche
Maschenweiten aufgespannt sind, und zwar so, daß in der jeweils zu sortierenden Sinkgeschwindigkeitsklasse das kleinste Partikel
der leichten Komponente gerade noch größer ist als das größte Partikel der schweren Komponente oder nur eine geringe Überschneidung
stattfindet. In den so parallel geschalteten Siebapparaten gelingt damit die weitgehend vollständige Trennung und
Sortierung der Komponenten. Die leichte Komponente findet sich im Siebüberlauf, während sich die schwere Komponente im Siebdurchgang
wiederfindet. Überlauf und Durchgang jeder Siebung enthalten deshalb die stark angereicherten oder reinen Komponenten, die nach
jeder Siebung einzeln oder innerhalb der überlauf- bzw. Durchgangsfraktion belibig zusammengefaßt als Fertiggut verwendet werden
können.
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Fig. 4:
Bei der Bearbeitung von Mehrkomponentenprodukten, bestehend aus z.B. ρ Komponenten unterschiedlicher Dichte und Form, ist das
Verfahren so zu erweitern, daß für die Trennung mittels Siebung die parallel betriebenen m+1 Einfachsiebe als Siebsätze mit
jeweils p-1 Siebdecks zu bestücken sind und das Produkt nach der Zerlegung in Sinkgeschwindigkeitsklassen durch die Sichtung jeweils
einen Siebsatz durchläuft. Im Überlauf des ersten Siebdecks reichert sich die leichteste Grobkomponente an, während auf den
nächsten £Lebdecks abnehmend mit derMaschenweite sich die schweren
Komponenten anreichern und schließlich als Durchgang des p-1 ersten Siebdecks die schwerste Komponente als feinste sortierte
Fraktion anfällt. Es ergeben sich dabei maximal m+1 hintereinandergeschaltete
Siebapparate, die jeweils mit p-1 Siebdecks bespannt sind.
Für die Sortierung mit dem erfindurrpgemäßen Verfahren und der
entsprechenden Vorrichtung kommen alle Stoffarten im Bereich der klassischen Aufbereitung infrage, nämlich mineralische Rohstoffe,
wie z.B. Gemische aus Kohle, Pyrith und Bergen, metallische Rohstoffe, wie z.B. Erze und Berge oder Erzgemische und Berge/sowie
über den Bereich der klassischen Aufbereitung hinaus Reststoffe und Sonderabfälle wie NE-Metallanteile im Shredderschrot oder
Verbundwerkstoffe.
Die Erfindung erstreckt sich nicht auf die Sortierung von Rohbimsgemischen
in Bims und Splitt.
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Claims (16)
- DH. ING. K. AVXIKSTirO KK VOOO M fr N V Π Ti X OOse; ir \ν j-:i(i κ KST ltA.ssuTBLKKOW (080) GUUOSlBH. K. v. PKCIIMANN HOllWiilfiKWNTl.ASMS 2du. inc;. I). hhhkkns DlPI... INC». H. (ίΟΙΪ'ΓΖ£f V'™ Α· Λ- ^rf ^T I1KLK(IItAMMK:1'ATENTANWiLTIi l.HOTECTX-ATENT MÜNCHEW1A-51 440Patentansprüche1J Verfahren zur trockenen Sortierung eines körnigen Gemisches aus zwei Feststoffkomponenten, bei dem das Zwei- oder Mehrkomponenten-Ausgangsgemisch aus spezifisch leichteren und spezifisch schwereren Partikeln (Ausgangsgemisch) einer Windsichtung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsgemisch durch Siebung mit m-Sieben in (m+1) Fraktionen klassiert wird, wobei die Maschenweiten x. aufeinanderfolgender Siebe χ χ χ derart gewählt sind,daß sich die Sinkgeschwindigkeitsbereiche der Gemischkomponenten einer Größenklasse (Fraktion) aneinander anschließen bzw. sich nur geringfügig überlappen, dann die Fraktionen fraktionsweise mittels Windsicht-Strömungstrennverfahens nach Stoffart oder Form in ein leichteres Feingut bzw. ein solches mit geringeren Sink-geschwindigkeiten der Partikel und eine schweres Grobgut bzw. ein solches mit größeren Sinkgeschwindigkeiten der Partikel sortiert werden und daß die fraktionsweise angereicherten Feinbzw. Grobgüter einzeln oder beliebig zusammengefaßt als Fertiggut verwendet werden (Fig. 1).
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Maschenweiten x. unmittelba Siebe x-+1 und x. enfcprechend der Bedingungnet, daß die Maschenweiten x. unmittelbar aufeinanderfolgendermit 3 der Dichte der schwereren und 9T der Dichte der leichterenS J ΧλKonponente und η zwischen 1 und 2, insbesondere zwischen 1 und 1,5, gewählt werden.Ö3Ö0U/0490ORIGINAL INSPECTED
- 3. Verfahren zur trockenen Sortierung eines körnigen Gemisches aus zwei Feststoffkomponenten, bei dem das Zwei- oder Mehrkomponenten-Ausgangsgemisch aus spezifisch leichteren und spezifisch schwereren Partikeln (Ausgangsgemisch) einer Windsichtung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsgemisch durch ein Windsicht-Strömungstrennverfahren bei m Trennschnitten (Sichtluftgeschwxndxgkeiten) in m + 1 Fraktionen klassiert wird, wobei die Sichtluftgeschwindigkeiten V1 .... ν . .... ν aufeinanderfolgender Sichtunginv . derart gewählt sind, daß sich die Korngrößenbereiche der Gemischkomponenten einer Sinkgeschwindigkeitsklasse aneinander anschließen bzw. sich nur geringfügig überlappen, daß dann die (m + 1) Fraktionen fraktionsweise mittels einer nachgeschalteten Siebung nach Stoffart oder Form in ein schwereres Feingut und/oder ein solches mit größeren Sinkgeschwindigkeiten der Partikel und ein leichteres Grobgut und/oder ein solches mit kleineren Sinkgeschwindigkeiten der Partikel sortiert wird und daß die frakti'onsweise angereicherten Fein- bzw. Grobgüter einzeln oder beliebig zusammengefaßt als Fertiggut verwendet werden (Fig. 3).
- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennsinkgeschwindigkeiten vT aufeinanderfolgenderXiSichtungen vT., Λ und vT. entpsrechend der BedingungXlX+ I XiX'Ll-I S 'Limit j der Dichte der schwereren und <?T der Dichte dec leichteren Komponente und η zwischen 1 und 2, insbesondere zwischen 1,5 und 1, gewählt sind.
- 5. Verfahren zur trockenen Sortierung eines körnigen Gemisches aus p-Komponenten, bei dem das Zwei- oder Mehrkomponenten-Ausgangsgemisch aus spezifisch leichteren und spezifisch schwereren Partikeln (Ausgangsgemisch) einer Windsichtung unterworfen wird, dadurch0300U/0A9Ogekennzeichnet, daß das Ausgangsgemisch durch Siebung mit m-Sieben in (m+1) Fraktionen klassiert wird, wobeidie Maschenweiten x. aufeinanderfolgender Siebe x. .... χ χι limderart gewählt sind, daß sich die Sinkgeschwindigkeitsbereiche der Gemischkomponenten einer Größenklasse (Fraktion) aneinander ansch-ließen bzw. sich nur geringfügig überlappen, daß dann die (m+1) Fraktionen fraktionsweise mittels eines Windsicht-Strömungstrennverfahrens nach Stoffart oder Form in (p-1) leichtere Feingüter oder solche mit geringeren Sinkgeschwindigkeiten der Partikel und ein schweres Grobgut oder ein solches mit größeren Sinkgeschwindigkeiten der Partikel sortiert wird und daß die fraktonsweise angereicherten (m+1)(p-1) Fein- bzw. (m+1) Grobgüter einzeln oder beliebig zusammengefaßt als Fertiggut verwendet werden (Fig. 2).
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschenweiten x. aufeinanderfolgender Siebe x. ., und x. entsprechend der Bedingungxi+1 -L/minmit $ der Dichte der schwereren und 1 der Dichte der leichteren Komponente und η zwischen 2 und 1, insbesondere zwischen 1 und 1,5, gewählt sind, wobei das kleinste Dichteverhältnis 9_/9T der jeweilsS Jjbenachbarten größenabhängigen Sinkgeschwindigkeitsverteilungen aller vorkommenden Komponenten zugrunde gelegt ist.
- 7. Verfahren zur trockenen Sortierung eines körnigen Gemisches aus p-Komponenten, bei dem das Zwei- oder Mehrkomponenten-Ausgangsgemisch aus spwzifisch leichteren und spezifisch schwereren Partikeln (Ausgangsgemisch) einer Windsichtung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet , daß das Ausgangsgemisch durch ein Windsicht-Strömungstrennverfahren bei m Trennschnitten (Sichtluftgeschwindigkeiten) in (m+1) Fraktionen klassiert wird, wobei die Sichtluftgeschwindigkeiten ν . aufeinanderfolgender SichtungenvT Λ .... ντ vT derart gewählt sind, daß sich die Korngrößen-Li Li Lm0300U/OA902542258bereiche der Gemischkomponenten einer Sinkgeschwindigkeitsklasse aneinander anschließen bzw. sich nur geringfügig überlappen, daß dann die (m-H) Fraktionen fraktionsweise mittels (p-1) Siebungen nach Stoffart oder Form in schwerere überlauffraktionen und/oder solche mit größeren Sinkgeschwindigkeiten der Partikel und eine leichtere Durchgangsfraktion und/oder ein solches mit kleineren Sinkgeschwindigkeiten der Partikel sortiert werden und die fraktionsweise angereicherten Komponenten einzeln oder beliebig zusammengefaßt als Fertiggut verwendet werden (Fig. 4).
- 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennsinkgeschwindigkeiten ν aufeinanderfolgender Sichtungen v_. Λ und vT. entsprechend der BedingungL·X— I IjXVLi+1 - VLimit 9 der Dichte der schwereren und $ der Dichte der leichteren Komponente und η zwischen 1 und 2, insbesondere zwischen 1,5 und 1, gewählt sind, wobei das kleinste Dichteverhältnis i /"L der ie-S Jjweils benachbarten größenabhängigen Sinkgeschwindigkeitsverteilungen aller vorkommenden Komponenten zugrundegelegt ist.
- 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet', daß wenigstens eineige der Windsichtungen Gegenstrom-Schwerkraftwindsichtungen in einer aufsteigenden Luftströmung mit der StrömungsgeschwindigkeitV1. = k'w„
L gmit w der Sinkgeschwindigkeit der jeweiligen Fraktion x.<:x.£X.+.. und k einer die Form der Partikel, den Beladungseinlfuß der Sichtluft mit Partikeln und den gewählten Sichter-typ berücksichtigenden Konstanten zwischen 0,3 und 1 sind.0300U/0490_ 5 —2842253 - 10. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Siebfraktion einer selektiven, auf die Zerkleinerung der leichteren Komponente ausgerichteten Zerkleinerung unterworfen und anschließend gesichtet wird.
- 11. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 mit wenigstens einem Windsichter für ein Ausgangsgemisch aus zwei Komponenten sowie mit Fördereinrichtungen für das Ausgangsgemisch und die gewonnenen angereicherten Fraktionen, gekennzeichnet durch m, mindestens m/2, hxntereinandergeschaltete Siebe für das Ausgangsgemisch und m+1, wenigstens (m/2)+1, Windsichter für die jeweils zwischen aufeinanderfolgenden Sieben gewonnenen Fraktionen zur jeweiligen Trennung in eine mit leichten und eine mit schweren Partikeln angereicherte Fraktion (Fig. 1).
- 12. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3 und 4 mit wenigstens einem Windsichter für ein Ausgangsprodukt aus zwei Komponenten sowie zugehörigen Fördereinrichtungen für die gewonnenen angereicherten Fraktionen, gekenn zerichnet durch m, mindestens m/2, hxntereinandergeschaltete Sichter für das Ausgangsprodukt und m+1, wenigstens (m/2)+1 Siebe für die jeweils zwischen aufeinanderfolgenden Sichtungen gewonnenen Fraktionen zur jeweiligen Trennung in eine mit groben leichten und eine mit kleinen schweren Partikeln angereicherte Fraktion (Fig. 3).
- 13. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5 und 6 mit wenigstens einem Windsichter für ein Ausgangsgemisch aus mehreren Komponenten ρ sowie mit Fördereinrichtungen für die gewonnenen angereicherten Fraktionen, gekennzeichnet durch m, mindestens m/2, hintereinander geschaltete Siebe für das Ausgangsgemisch und (m+1)'(p-1), wenigstens ((m/2)+1)·(p-1), Windsichter für die jeweils zwischen aufeinanderfolgenden Sieben gewonnenen Fraktionen zur aufeinanderfolgenden Trennung in p-1 leichte und eine mit schweren Partikeln angereicherte Fraktionen (Fig. 2).030014/0490
- 14. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 und 8 mit wenigstens einem Windsichter für ein Ausgangsgemisch aus mehreren Komponenten ρ sowie mit Fördereinrichtungen für die gewonnenen angereicherten Fraktionen, gekennzeichnet durch m, mindestens m/2, hintereinander geschaltete Sichter für das Ausgangsgemisch und (m+1), wenigstens ((m/2)+1) parallel geschaltete Siebsätze mit jeweils (p-1) Sieben für die jeweils zwischen aufeinanderfolgenden Sichtungen gewonnenen Fraktionen zur aufeinanderfolgenden Trennung in p-1 gröbere leichtere Überlauf fraktionen und eine kleine schwere Durchgangsfraktion, die jeweils mit den Partikeln der Komponenten angereichert sind (Fig. 4)
- 15. Anlage nach Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Siebung Mogensen-Sizer vorgesehen sind.
- 16. Anlage nach Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Windsichtung Steigrohrwindsichter vorgesehen sind.0300U/0490
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