DE3741753A1 - Vorrichtung und verfahren zum klassieren von teilchenfoermigen feststoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Klas­ sieren von teilchenförmigen Feststoffen.

Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vor­ richtung, bei welchem teilchenförmige Feststoffe in mindestens drei verschiedene Kategorien entsprechend ihrer Dichte aufgeteilt werden.

Im GB-Patent Nr. 21 47 831 B ist eine neue Form von Vorrichtung beschrieben, welche im wesentlichen rohrförmiger Gestalt ist und in welcher Material, welches an einem Ende eingeschweißt wird, klassiert wird, indem das Material geringerer Dichte zentral längs der Längsachse der Vorrichtung ausgestoßen wird, und das Material höherer Dichte zusammen mit dem dichten Medium tangential am an­ deren Ende der Vorrichtung ausgestoßen wird. Das Material hoher Dichte wird dann in ein zweites Gefäß eingeleitet, welches einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist, der koaxial zu dessen Längsachse angeordnet ist, wobei ferner ein tangentialer Einlaß vorgesehen ist. Der Auslaß für die Feststoffe und das dichte Medium werden gegenüber der Längsachse versetzt.

In der schwebenden britischen Patentanmeldung Nr. 85 11 588 (Veröf­ fentlichungs-Nr. 2 167 322 A) ist eine Abscheideeinrichtung be­ schrieben, bei der teilchenförmige Feststoffe effektiv zwischen zwei Kammern gefördert werden, so daß das Material geringerer Dichte einer zweiten Klassierung unterzogen wird.

Es wurde nun gefunden, daß, wenn teilchenförmiges Material, wie beispielsweise Kohle, aus dem Förderstrom der Berge abgetrennt wird, wobei der Bergeförderstrom ein Material bildet, welches ein höheres spezifisches Gewicht als die abzutrennende Kohle aufweist, die Anwendung einer einzelnen Klassierstufe dazu führt, daß ein Teil des gewünschten Materials zusammen mit der Berge ausgestoßen wird, so daß ein Verlust an erwünschten Stoffen auftritt. Darüber hinaus besteht oft die Notwendigkeit in drei Gruppen von Materialien zu klassieren, so daß eine Mittelfraktion entnommen werden kann.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, es zu ermöglichen, den Förderstrom im Kohlebergbau so aufzubereiten, daß selektiv ge­ wünschte Materialien in drei Kategorien gewonnen werden können.

Nach einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung wird dies durch eine Vorrichtung zum Klassieren teilchenförmiger Feststoffe unter­ schiedlicher Dichten in mindestens drei Kategorien der Dichte erreicht, welche ein erstes Gefäß allgemein rohrförmiger Gestalt mit einem Einlaß, welches ein dichtes Medium von einem gewünschten spezifischen Gewicht eingeleitet wird, um einen zentralen Strudel­ bereich zu erzeugen, welcher sich in Längsrichtung des Gefäßes erstreckt, aufweist, mit einem zweiten Einlaß für eine Materialmischung, welche klassiert werden soll, wobei der zweite Einlaß längs der Längsachse des Gefäßes liegt, mit einem ersten Auslaß in Linie mit der Längsachse, durch welchen abgetrenntes Material vergleichsweise geringer Dichte ausgstoßen wird und mit einem tangentialen zweiten Auslaß, durch welchen Material vergleichsweise hoher Dichte in ein zweites Gefäß ausgestoßen wird, wobei das Material vergleichsweise hoher Dichte weiter in zwei weitere Gruppen unterschiedlichen spezifischen Gewichts aufgetrennt wird, und wobei ein Steuermedium in den zweiten Einlaß des ersten Gefäßes eingeleitet wird, um die relativen Dichten des klassierten Materials zu steuern.

Das zweite Gefäß ist zweckdienlicherweise ein Zyklonabscheider, wobei das abgetrennte Material geringerer Dichte durch die Oberseite der Vorrichtung ausgestoßen wird und das Matrial höherer Dichte durch das Unterende der Vorrichtung. Als Alternative kann jedoch das zweite Gefäß ähnlich dem ersten Gefäß ausgebildet sein, wobei der zweite Auslaß von dem ersten Gefäß den ersten Einlaß des zweiten Gefäßes bildet.

Weiterhin kann dichtes Medium in den Strom des abgetrennten Materials in das zweite Gefäß eingespritzt werden. Diese Einspritzung kann durch einen getrennten Einlaß in das zweite Gefäß erfolgen, welcher vorzugsweise tangential liegt.

Der Ausstoß von dem zweiten Gefäß kann zweckdienlicherweise, falls notwendig, über andere Einrichtungen, wie beispielsweise einen Brecher oder ein Mahlwerk, erfolgen, um als Einlaßmaterial zum ersten Gefäß im Kreislauf geführt zu werden.

Nach einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zum Klassieren von teilchenförmigen Feststoffen unterschiedlicher Dichte in mindestens drei Dichtekategorien vorgeschlagen, bei welchem in einen ersten Einlaß einer ersten Vorrichtung mit einem Gefäß rohrförmiger Gestalt ein dichtes Medium mit einem ersten spe­ zifischen Gewicht in einer derartigen Weise eingeleitet wird, daß ein zentraler Strudelbereich erzeugt wird, welcher sich in Längs­ richtung des Gefäßes erstreckt, bei dem ferner in einen zweiten Einlaß eine zu klassierende Materialmischung eingeleitet wird, wobei der zweite Einlaß längs der Längsachse des Gefäßes liegt, worauf aus einem ersten Auslaß in Linie mit der Längsachse abgetrenntes Material vergleichsweise geringer Dichte ausgestoßen wird und aus einem zweiten tangentialen Auslaß Material vergleichsweise hoher Dichte in eine zweite Vorrichtung ausgestoßen wird, wobei das Material vergleichsweise hoher Dichte weiterhin in zwei weitere Gruppen von Materialien mit verschiedenem spezifischen Gewicht auf­ geteilt wird, wobei bei dem Verfahren in den zweiten Einlaß der ersten Vorrichtung ein Steuermedium mit der Materialmischung einge­ leitet wird, um das Verhältnis der spezifischen Gewichte der Materialien an den Auslässen zu steuern.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer in den Zeichnungen beispielhaft veranschaulichten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung und

Fig. 2 eine schematische Endansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Die veranschaulichte Vorrichtung bei der speziellen Ausführungs­ form dient der Klassierung von Kohle und Berge in einer Mischung, welche direkt als Förderstrom aus dem Bergbau gewonnen wird.

In den Zeichnungen weist die veranschaulichte Ausführungsform der Vorrichtung zwei Gefäße 1 und 2 auf. Das erste Gefäß 1 ist von allgemein rohrförmiger Gestalt und hat einen axialen Einlaß 3 an seinem Oberende, in welchen der Förderstrom des geförderten Materials in Richtung des Pfeils 4 zusammen mit einem Steuermedium eingeleitet wird.

Ein Einlaß 5 am unteren Ende des Gefäßes 1 ist zum Einspritzen in tangentialer Weise eines dichten flüssigen Mediums vorgesehen. Das flüssige dichte Medium 6 erzeugt einen Strudel in dem Gefäß 1.

Das Gefäß 1 hat zwei Auslässe, nämlich einen unteren Auslaß 7, welcher längs der Längsachse des Gefäßes 1 liegt und eine zweiten Auslaß 8, welcher am Oberende des Gefäßes 1 liegt und zu diesem tangential gerichtet ist.

Der Einlaß 3 erstreckt sich unter das Niveau des Auslasses 8, um sicherzustellen, daß kein Material 4, welches eingespeist wird, zufällig direkt zum Auslaß 8 gefördert wird, ohne der Klassierung unterzogen zu werden.

Das zweite Gefäß 2 ist ein Zyklonabscheider üblicher Bauart. Dieser besteht aus einem oberen Teil 11 von allgemein zylindrischem Querschnitt, welcher an einen konischen unteren Teil 12 angeschlos­ sen ist, der sich in Richtung eines Auslasses 13 verjüngt. Der zy­ lindrische obere Teil weist einen tangentialen Einlaß 14 auf, welcher direkt an den zweiten Auslaß 8 des ersten Gefäßes 1 angeschlossen ist. Das Oberende des zweien Gefäßes 2 weist einen Auslaß 15 auf, welcher axial angeordnet ist.

Beim Betrieb wird das dichte flüssige Medium 6 in den Einlaß 5 ein­ geleitet und erzeugt einen Strudel längs der Mittellinie des Gefäßes 1. Eine Mischung aus einem Steuermedium und dem zu klassierenden Material wird in den Einlaß 1 in Richtung des Pfeiles 4 einge­ leitet, wo dieses in dem Strudel aufgenommen wird und die dichteren Teilchen an die Wandung des Abscheiders geworfen und in dem Gefäß nach oben geschoben werden, bis sie über den Auslaß 8 austreten. Die weniger dichten Teilchen, bei denen es sich im vorliegenden Fall um Kohle handelt, bewegen sich längs der Längsachse des Gefäßes 1 zum Auslaß 7 und verlassen dann die Vorrichtung als abgetrennte Kohle.

Das dichtere Material mit einem höheren spezifischen Gewicht, welches mit dem dichten Medium durch den Auslaß 8 austritt, wird direkt in den Einlaß 14 des Gefäßes 2 eingeleitet und auf Grund der tangentialen Natur des Einlasses wird dieses Material um den Zyklon verwirbelt und in üblicher Weise klassiert, so daß das Material höherer Dichte durch den Auslaß 13 am Boden des Abscheiders austritt und das Material geringerer Dichte durch den zweiten Auslaß 15 am Oberende des Abscheiders austritt.

Die Verwendung eines zusätzlichen Steuermediums bei 4 ermöglicht es, daß die Aufteilung in verschiedene Fraktionen gesteuert werden kann. Dies geschieht auf die Weise, daß das Medium, welches in die Kammer bei 6 eintritt, eine bestimmte gewünschte relative Dichte aufweist. Dies würde, falls kein neues Medium am Punkt 4 zugeführt werden würde, natürlicherweise eine Klassierung bei einer bestimmten relativen Dichte in der ersten Kammer 1 ergeben, und bei einer höheren relativen Dichte in der zweiten Kammer 2. Indem ein Medium geringerer Dichte am Einlaß 4 zugegeben wird, erfolgt in der ersten Kammer eine Abscheidung bei vergleichsweise geringer Dichte. Durch Zugabe eines Mediums vergleichsweise höherer Dichte am Punkt 4 kann eine sehr viel höhere relative Dichte zur Klassierung in der zweiten Kammer erzielt werden.

Eine typische Gruppe von Resultaten bei der Klassierung von Kohle aus der Cotgrave-Zeche und unter Verwendung eines Medidums mit einer relativen Dichte von 1,45 ist in der folgenden Tabelle zusammengefaßt, wobei der Bezug auf die verschiedenen Auslässe und Einlässe in den Zeichnungen hergestellt ist.

Aus der Tabelle ist ersichtlich, wie die Differenzen der Dichte der drei Produkte an den Punkten 7, 13 und 15 variieren. Ferner wurde die Kontrolle der Dichte-Unterschiede bei der Klassierung erzielt, indem die Menge und die Natur des am Punkte 4 eingespeisten Mediums geändert wurde, welches sich mit dem zu klassierenden Material mischt. Typisch dichte verwendete Medien können Suspensionen sein, welche aus Wasser und Magnetit, Sandbaryten, Ferro-Silizium oder Ton bestehen.

Die Verwendung des Steuermediums ermöglicht es, einen Bereich einer gesteuerten Klassierung wahlweise festzulegen und wie sich aus der Tabelle ergibt, lassen sich die Fraktionspunkte (dp) gut verteilen, so daß der Klassierwirkungsgrad, welcher durch Epm bezeichnet ist, vergleichsweise gut ist.

Wenn das Material in dem Gefäß 1 klassiert wird, unerliegt das dichte Medium selbst einer gewissen Trennwirkung, so daß das den Auslaß 7 verlassende Medium ein geringeres spezifisches Gewicht als das durch den Auslaß 8 austretende und in den Einlaß 14 eintretende Medium aufweist. Dieser Unterschied im spezifischen Gewicht kann im allgemeinen ausreichen, um in dem Zyklonabscheider 2 eine weitere wirksame Klassierung vorzunehmen. Falls jedoch ein weiteres ausgewähltes und gesteuertes Klassieren unterschiedlicher Natur erforderlich ist, kann ein weiteres dichtes Medium mit einem weiteren spezifischen Gewicht eingespeist werden. Dieses weitere dichte Medium kann an einer von zwei Stellen eingeleitet werden, wie dies durch die gepunkteten Speiseleitungen 16 oder 17 angedeutet ist. Falls das Medium durch die Speiseleitung 16 einge­ leitet wird, tritt es zusammen mit dem aus dem Auslaß 8 austretenden Medium ein und wird bei seinem Eintritt in das Gefäß 2 gemischt. Alternativ ist ein getrennter tangentialer Einlaß 17 weiter unten in dem Gefäß 2 in dessen zylindrischen Teil 11 vorgesehen und ein durch die Speiseleitung 17 eingeleitetes Medium wird an einem weiter unten liegenden Punkt in dem Abscheider zugemischt.

Das aus dem Auslaß 15 des Gefäßes 2 austretende Material geringerer Dichte enthält mit höchster Wahrscheinlichkeit etwas gewünsch­ tes Material, wie Mittelgutkohle, welche einem Mahlwerk zugeleitet werden kann und dann im Kreislauf in gemahlener oder gebrochener Form im Förderstrom des Förderguts 4 am Einlaß 3 zugeleitet wird.

Es ist offensichtlich, daß die vorliegende Erfindung in einer Anzahl von Arten durchgeführt werden kann, wobei eine sorgfältige Wahl des dichten Mediums möglich ist, um eine Klassifizierung des Materials zu erreichen und zwar in drei oder mehr Gruppen. Für mehr als drei Kategorien wird das klassierte Material durch einen weiteren Zyklonabscheider oder ein weiteres Klassiergefäß geleitet.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das Klassieren von kohle­ haltigen Materialien beschränkt, sondern kann auch zur Klassierung anderer Materialien verwendet werden.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und Zeichnungen her­ vorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesent­ lich sein.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Klassieren von teilchenförmigen Feststoffen unterschiedlicher Dichte in mindestens drei Kategorien der Dichte, mit einem ersten Gefäß rohrförmiger Gestalt, welches einen Einlaß aufweist, in welchen ein dichtes Medium mit einem ersten spezifischen Gewicht eingeleitet wird, um einen in der Mitte liegenden Strudelbereich zu bilden, welcher in Längsrichtung des Ge­ fäßes verläuft, mit einem zweiten Einlaß für eine Materialmischung, welche klassiert werden soll, wobei der zweite Einlaß längs der Längsachse des ersten Gefäßes liegt, mit einem ersten Auslaß, welcher mit der Längsachse des Gefäßes fluchtet und durch welchen abgetrenntes Material vergleichsweise geringer Dichte ausgestoßen wird, und mit einem tangentialen zweiten Auslaß, durch welchen Material vergleichsweise hoher Dichte in ein zwei­ tes Gefäß ausgestoßen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gefäß derart ausgebildet ist, daß Material vergleichsweise hoher Dichte in zwei weitere Materialgruppen mit verschiedenem spezifischen Gewicht aufgeteilt wird, und daß ein Steuermedium in den zweiten Einlaß (3) des ersten Gefäßes (1) einleitbar ist, um die relativen Dichten der aufgeteilten Materialien zu steuern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gefäß (2) ein Zyklonabscheider ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gefäß (2) ein Abscheider ist, welcher ähnlich dem ersten Gefäß (1) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (16, 17) vorgesehen sind, um ein weiteres dichtes Medium in das zweite Gefäß (2) einzuleiten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium getrennt und tangential in das zweite Gefäß (2) eingeleitet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium ein spezifisches Gewicht aufweist, welches von dem spezifischen Gewicht des Mediums unterschiedlich ist, das aus dem zweiten Auslaß (8) des ersten Gefäßes (1) austritt.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Material aus einem Auslaß (15) des zweiten Gefäßes (2) über Brecheinrichtungen oder ein Mahlwerk in den zweiten Einlaß (3) des ersten Gefäßes (1) zurückgeleitet wird.

8. Verfahren zum Klassieren von teilchenförmigen Feststoffen unterschiedlicher Dichte in mindestens drei Dichtekategorien, bei dem ein dichtes Medium mit einem ersten spezifischen Gewicht der­ art in einen ersten Einlaß eines ersten Gefäßes rohrförmiger Ge­ stalt eingeleitet wird, daß ein zentraler Strudelbereich erzeugt wird, welcher sich in Längsrichtung des Gefäßes erstreckt, wobei in einen zweiten Einlaß eine Materialmischung, welche klas­ siert werden soll, eingeleitet wird und der zweite Einlaß längs der Längsachse des ersten Gefäßes verläuft, wobei ferner aus einem ersten Auslaß, welcher mit der Längsachse fluchtet, abge­ trenntes Material vergleichsweise geringer Dichte ausgestoßen wird und aus einem tangentialen zweiten Auslaß Material ver­ gleichsweise hoher Dichte in ein zweites Gefäß ausgestoßen wird, dadurch gekennzeichent, daß das Material vergleichsweise hoher Dichte ferner in zwei weitere Materialgruppen unterschiedlichen Gewichts aufgeteilt wird, daß in den zweiten Einlaß des ersten Gefäßes ein Steuermedium zusammen mit dem zu klassierenden Material eingeleitet wird, um das Verhältnis bestimmter spezifischer Gewichte der Materialien zu den Auslässen zu steuern

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres dichtes Medium in das zweite Gefäß eingeleitet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium in das zweite Gefäß getrennt und tangential eingespritzt wird.