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Verfahren und Vorrichtung zum Sortieren und Klassieren von feinkörnigen
Erzen od. dgl. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Konzentration
oder Anreicherung von Erzen od. dgl. zum Zweck, aus einer Masse diejenigen Teilchen
abzuscheiden und getrennt zu sammeln, die annähernd das gleiche spezifische Gewicht
haben. Das Verfahren und die Vorrichtung sind nicht darauf beschränkt, eine Trennung
zwischen zwei verschiedenen Materialien durchzuführen, sondern sie trennen und sammeln
auch eine Mehrzahl von Materialien mit verschiedenen spezifischen Gewichten, die
eine pulverförmige .Tasse bilden und in dieser vermischt sind.
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Das Hauptziel der Erfindung ist die Schaffung eines hochwirksamen
Verfahrens und einer Vorrichtung, um Teilchen von gleichem spezifischem Gewicht
aus einer pulverförmigen Masse abzuscheiden und getrennt zu sammeln, die aus vermischten
Teilchen von verschiedenem spezifischem Gewicht bestehen, und zwar selbst bei starkem
Wechsel der Arbeitsbedingungen.
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Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Anreicherung oder Trennung
mittels eines Verfahrens, das geringe Betriebskosten und eine Apparatur erfordert,
deren Herstellungskosten, Aufbau- und Wartungskosten wegen der Einfachheit ihrer
Konstruktion gering sind.
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Ein anderes und weiteres Ziel der Erfindung ist nicht nur die obenerwähnte
Konzentration, sondern
außerdem eine Klassierung der Teilchen, womit
die Konzentration oder Trennung des Materials oder der Teilchen mit gleichem spezifischem
Gewicht entsprechend ihrer Größe gemeint ist.
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Gemäß dem neuen Verfahren wird die zu sichtende Masse mit einer Flüssigkeit
zwecks Bildung eines Stromes gemischt und dieser Strom nach abwärts durch einen
schraubenförmigen Kanal solcher Länge hindurchgeleitet, daß sich die Teilchen in
der Flüssigkeit entsprechend ihren spezifischen Gewichten schichten und in dem Flüssigkeitsstrom
sowie in dem Kanal eine Lage entsprechend ihrer Stromgeschwindigkeit durch den Kanal
hindurch und in dem Strom einnehmen, wodurch die Teilchen mit gleichen spezifischen
Gewichten sich in Zonen längs des Stromes ordnen, und daß aus diesem Strom die Teilchen
innerhalb jeder der Zonen getrennt abgeschieden und gesammelt werden und die übrigen
und nicht gesammelten Teilchen und der Strom aus dem Kanal an einer Stelle jenseits
der Abscheidestelle abgelassen werden.
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Zur Durchführung dieses Verfahrens dient eine Vorrichtung, die im
wesentlichen besteht aus einem senkrechten Kanal mit einem oberen Einlaß- und einem
unteren Auslaßende, aus Einrichtungen zum Mischen der Behandlungsmasse mit einer
Flüssigkeit zwecks Bildung eines Flüssigkeitsstromes, der durch den Kanal hindurch
von oben nach unten strömt, und aus Einrichtungen, um aus dem unteren inneren Rand
des Stromes Teilchen auszuscheiden, die sich mit dem in diesem Teil fließenden Strom
bewegen.
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Fig. i ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei ein Teil der Figur schematisch dargestellt ist;
Fig. z ist eine senkrechte Schnittansicht durch die schrauben- oder wendelförmige
Rutsche oder Rinne; Fig.3 ist eine senkrechte Schnittansicht durch die Wendelrutsche
und zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung zur Vorsehung von Waschwasser;
Fig. q. .ist eine Teilansicht des einen der Konzentratabnehmer mit dem Konzentratabscheider
oder -teiler von oben gesehen; Fig.5 ist eine Schemaansicht mit den Zonen, die von
der Menge der Teilchen oder Mineralien verschiedener spezifischer Gewichte in dem
Bewegungsstrom der Wendelrutsche eingenommen werden; Fig.6 ist eine senkrechte Schnittansicht
durch die Wendelrutsche und zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Konstruktion
für das Waschwasser; Fig.7 ist eine Ansicht des Waschwasseraufnahme- und Weiterleitungselementes
von Fig. 6 von oben gesehen; Fig. 8 ist eine Ansicht des in Fig. 7 dargestellten
Elementes von unten gesehen; Fig.9 ist eine senkrechte Schnittansicht des in den
Fig. 7 und 8 dargestellten Elementes; Fig. io ist eine andere senkrechte Schnittansicht
des in den Fig. 7 und 8 dargestellten Elementes; Fig. i i ist eine Teilansicht einer
Wendelrutsche einer abgeänderten Ausführungsform wie oben; Fig. 12 ist eine senkrechte
Schnittansicht längs Linie 12-i2 von Fig. i i ; Fig. 13 ist eine senkrechte Schnittansicht
längs Linie 13-13 von Fig. i i ; Fig. 14 ist eine senkrechte Schnittansicht längs
Linie 14-14 von Fig. i i ; Fig. 15 ist eine senkrechte Schnittansicht durch eine
andere Ausführungsform der Wendelrutsche und zeigt überdies die Teilerfinger.
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Die Konzentration, die mit dem Verfahren und der Vorrichtung durchgeführt
wird, ist nicht beschränkt auf eine für irgendein besonderes Erz oder Erze oder
eine aus irgendwelchen besonderen Bestandteilen bestehende Masse; sie ist nur beschränkt
auf die Konzentration von Material mit verschiedenen spezifischen Gewichten. Diese
Konzentration wird unabhängig davon durchgeführt, wieviel verschiedene spezifische
Gewichte durch die die Masse bildenden Teilchen vertreten werden. Um die Erfindung
verständlicher zu machen, mußte eine besondere Konzentration gewählt werden, und
nur zum Zweck des Verständnisses wurde ein im Staate Oregon gefundener Sand, der
Teilchen von Gold, Chromit, von Granaten und Kieselerde enthält, ausgewählt. Bei
Betrachtung dieser besonderen Mineralien hat Gold das höchste spezifische Gewicht
und in abfallender Folge dann Chromit, die Granate und die Kieselerde. Die spezifischen
Gewichte des Chromits und der Granate liegen dicht beieinander, und demzufolge ist
die Konzentration dieser besonderen Teilchen am schwierigsten. Das Verfahren ergibt
kein ioo°/oiges reines Konzentrat oder Chromit und Granatteilchen; aber die Konzentratausbeute
an Chromit ist genügend reich an Chromitteilchen, um ein marktfähiges Produkt zu
ergeben.
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Alle Konzentrate sind im wesentlichen ganz frei von Kieselerde, und
die Abgänge aus der Vorrichtung sind im wesentlichen und für praktische Zwecke ganz
frei von Gold und Chromit.
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Bei der ins einzelne gehenden Beschreibung der hier dargestellten
Apparate werden für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet; A bezeichnet
einen Rahmen oder ein Gestell für den spiral-oder schraubenförmigen Konzentratorkanal
oder die Rinne B.
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Gemäß den Zeichnungen trägt das Gestell oder Rahmen einen einzigen
Konzentrator, aber es versteht sich, daß irgendeine Zahl entsprechend der Kapazität
vorgesehen sein könnte, mit der man bei der Anlage die mineralführenden Sande zu
behandeln wünscht.
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Der Sand oder die Sande, nämlich die Masse der pulverigen Teilchen,
die die Chromit- und anderen Teilchen enthält, wird zweckmäßigerweise in irgendeiner
erwünschten wirtschaftlichen Art mit Wasser oder irgendeiner anderen geeigneten
Flüssigkeit gemischt, und dann wird diese Flüssigkeit mit dem Sand durch ein Rohr
12 gepumpt oder in anderer geeigneter Weise geleitet, dessen Auslaßende 13 in dem
oberen oder Aufnahmeende i4
der spiral- oder schraubenförmigen Rutsche
oder Rinne B endet.
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Aus Gründen der Erleichterung und Wirtschaftlichkeit sowohl bei der
Herstellung als auch beim Zusammenbau ist die spiral- oder schraubenförmige Rinne
aus mehreren seitlich offenen Abschnitten hergestellt, von denen jeder als Ganzes
mit 15 bezeichnet ist. An seinen Enden ist jeder Abschnitt mit einem Flansch 16
versehen, und dadurch, daß man die Flansche der Abschnitte aneinanderreiht und sie
miteinander verbolzt oder auf andere zweckmäßige Weise miteinander befestigt, wie
es bei 17 dargestellt ist, kann eine Rinne in irgendeiner gewünschten Länge schnell
zusammengebaut werden.
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Die Zahl der verwendeten Rinnen-oderRutschenabschnitte bestimmt die
Länge der Rinne oder Rutsche, die wiederum von dem besonderen verarbeiteten Material
und der sich ergebenden Konzentration abhängig ist, da es offenbar unnötig wäre,
die Rutsche über einen Punkt zu verlängern, bei dem die Trennung und Sammlung der
Teilchen, die man abzuscheiden sucht, durchgeführt ist.
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In den Zeichnungen sind vier Windungen der Rutsche dargestellt, und
das Auslaßende 18 der Rutsche trägt einen der Flansche 16, durch den die Rutsche
leicht verlängert werden kann, wenn sich dies als wünschenswert ergibt.
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Die Ouerschnittsgestaltung der die Rutsche oder Rinne bildenden Abschnitte
ist von erheblicher Wichtigkeit; aber es sei bemerkt, daß sie nicht mit der in den
Fig. 2 und 3 der Zeichnung dargestellten Form identisch zu sein braucht. Der wichtigste
Punkt bezüglich der Onerschnittsgestaltung der Rutsche ist, daß die Rutsche oder
Rinne von ihrem inneren Rand i9 auf einer beträchtlichen Strecke nach ihrem äußeren
Rand ganz scharf gekrümmt ist, wie es bei 5o dargestellt ist. Es ist wesentlich,
daß die Rutsche an ihrem inneren unteren Ende aufwärts gebogen oder nach oben gekrümmt
ist; eine solche Krümmung ist bei 51 dargestellt. Bei einer Rinne, die im wesentlichen
wie beschrieben geformt ist, ist ein erheblicher Teil ihrer Breite sanft gekrümmt.
Die Steigung der Spirale ist ebenfalls von erheblicher Wichtigkeit, da der abwärts
fließende Strom nicht mit einer zu großen Geschwindigkeit wandern darf. Die Umrißlinie
des Stromes in der Rutsche ist im wesentlichen so, wie es durch die Linie 52 in,
den Fig. 2 und 3 der Zeichnungen dargestellt ist. Es ist ersichtlich, daß der Strom
bei 53 ziemlich tief ist und an der äußeren Seite der Rinne hochsteigt, wogegen
der Strom an seinem inneren unteren Rand praktisch verflacht, wie es bei 54 angedeutet
ist.
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In diesem flachen Teil oder der Zone 54. des Stromes sammeln sich
die Konzentrate. Diese Zone des Stromes bewegt sich verhältnismäßig langsam, und
infolge der Tatsache, daß es dort flach ist, wird in diesem Teil des Stromes auf
die Teilchen kein großer Druck ausgeübt, um sie abwärts durch die Rutsche zu bewegen.
Die Steigung der Rutsche ist wichtig mit Bezug auf diesen flachen inneren Randteil
oder die Zone des Stromes, weil, wenn die Steigung zu groß wäre, die Strömungsgeschwindigkeit
an dieser Stelle so groß werden könnte, daß die richtige Sammlung und Konzentration
der Teilchen von gleichem oder im wesentlichen gleichem spezifischem Gewicht unterbrochen
werden könnte. Demgemäß ist die Steigung der Spirale so gewählt, daß in den meisten
Fällen die Zuführung von Waschwasser zu diesem Randteil des Stromes für die Abwärtsbewegung
der Konzentrate durch die Wendelrutsche wesentlich ist, um durch die Konzentratauslässe
abzufließen. Das Waschwasser hat auch eine andere noch zu beschreibende Funktion.
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An getrennten, über die Länge der Rutsche verteilten Stellen, und
zwar an den im Rinnenquerschnitt am tiefsten liegenden Punkten, sind mehrere Abzugslöcher
2o vorgesehen. Diese Abzugslöcher sind in ihrer Form kreisförmig, und der tiefste
Ouerschnittspunkt der Rinnen oder Rutsche liegt annähernd in der Mitte dieser Löcher.
Mit diesen Abzugslöchern sind die noch zu beschreibenden Abzugsrohre 32, 33, 35,
36, 38 und 39 verbunden. Der tiefste Ouerschnittspunkt im Grunde der Rutsche ist
so gelegen, daß diese Abzugslöcher in der Nähe, aber doch in einem gewissen Abstand
e von dein unteren, nach oben gewendeten inneren Rand iy der Rutsche angeordnet
sind.
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Jedes Abzugsloch ist innen mit einer Umfangsschulter 55 versehen,
die einen Sitz für das drehbar gehaltene Tor oder Ventil E bildet. Das Ventil E
ist eine flache Scheibe, deren obere Fläche mit dein Boden der inneren Fläche der
Rutsche oder Rinne in einer Ebene liegt. Das Tor oder Ventil weist einen kreisförmigen
Teil auf, und wenn es auf seinem Sitz gedreht wird, kann irgendein gewünschter Teil
des inneren Randes des Stromes und des von ihm mitgeführten Materials in das Abzugsloch
eintreten. Zur Drehung des Scheibenventils können irgendwelche geeigneten Mittel
vorgesehen sein. In Fig.2 der Zeichnungen ist eine Kerbe 9o zum Einsetzen eines
Werkzeuges dargestellt. Eine kleine Abänderung des Ventils ist in Fig. 3 und q.
der Zeichnungen dargestellt, wo die Scheibe die Form eines vollständigen Kreises
hat. aber an einer ausmittigen Stelle im rechten Winkel nach oben gebogen ist, um
einen Flügel 56 vorzusehen. Dieser Flügel hat eine doppelte Funktion, nämlich als
Einrichtung zum Drehen des Ventils und als Abspalter, der beim Drehen des Ventils
irgendeinen gewünschten Teil des inneren Randes des Stromes und des von ihm mitgeführten
Materials in das Abzugsloch leitet. Jede der beiden Formen des Ventils sieht eine
einfache und handliche Vorrichtung zum Abführen einer vergrößerten oder verkleinerten
Menge der Konzentrate vor, die in der inneren flachen Randzone des Stromes sich
gesammelt haben.
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Eine beliebige Zahl von Abzugslöchern kann vorgesehen sein; aber für
die Herstellung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, ein Loch für jeden Rinnenabschnitt
vorzusehen. Die Zahl der Abzugslöcher und ihr Abstand voneinander sind frei wählbar
und können geändert werden, falls das besonders aufzubereitende Material dies erforderlich
macht
oder die Abscheidung und Sammlung mehrerer Konzentrate verschiedener Materialien
oder die Sammlung einer Mehrzahl von Mittelsorten zwecks Wiederverarbeitung gewünscht
wird.
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Die Zuführung von Waschwasser ist wichtig, und die eine Art der Zuführung
von Waschwasser ist in Fig.2 der Zeichnungen dargestellt; dabei wird etwas Wasser
oder Flüssigkeit, die in der Mitte oder längs der oberen und äußeren Seite der Rinne
zu ihrer unteren und inneren Seite fließt, abgelenkt. Bei diesem Beispiel wird dies
mittels eines Rohres C durchgeführt, das in der Rinne oder Rutsche angeordnet und
- verstellbar mittels einer Stütze 21 od. dgl. gehalten wird. Dieses Rohr hat ein
Einlaßende 22, das dem sich nach unten bewegenden Flüssigkeitsstrom in der Rinne
zugewendet ist. Durch eine vorstehende Zunge, die sich quer zur Rinne nach ihrer
unteren Seite erstreckt, wird die Flüssigkeit gezwungen, in das offene Rohrende
22 einzutreten, und sie fließt durch das offene Auslaßende 24 in den inneren und
unteren Teil der Rinne wieder aus. Dieses Rohr ist um seine Längsachse drehbar,
um sein Einlaßende 22 und die Zunge zu heben und zu senken, wodurch das Rohr eine
größere und kleinere Flüssigkeitsmenge auffangen kann, je nachdem Wie weit das offene
Einlaßende des Rohres oder die Zunge in den Flüssigkeitsstrom getaucht wird.
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Die Stütze 21 sitzt lose passend auf dem oberen und äußeren Rand der
Rinne B und ist dadurch längs der Rinnenlänge einstellbar. Das Rohr ist in der Stütze
in der Längsrichtung gleitbar angeordnet, wodurch das Waschwasser an irgendeinem
Punkt quer zu dem Strom aufgefangen und zu irgendeinem gewünschten oder vorteilhaften
Teil der inneren und unteren Seite der Rinne oder des Stromes geleitet werden kann.
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Eine abgewandelte Konstruktion zur Zuführung von Waschwasser zu dem
inneren unteren Rand des Stromes ist in Fig. 3 dargestellt; dabei ist ein Waschwassertrog
oder -gerinne 26 nahe und unter der inneren und tieferen Seite oder dem Rand i9
der Rutsche vorgesehen. Dieser Trog erstreckt sich über die Länge der Rutsche oder
Rinne, und der Rinne kann an irgendeinem Punkt ihrer Länge oder, falls gewünscht,
an mehreren Punkten durch geeignete Mittel, z. B. ein Rohr 25, Waschwasser zugeführt
werden. Dieser Trog oder das Gerinne ist als mit der Hauptrinne aus einem Stück
gebildet dargestellt; aber es ist klar, daß der Trog auch getrennt ausgebildet und
getrennt gehalten werden kann, wenn sich eine solche Konstruktion als wünschenswert
erweisen sollte.
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Wenn das Wasser den Trog 26 hinunterrinnt, wird es durch eine der
in Fig. 2 der Zeichnungen dargestellten Anordnung ganz ähnliche Anordnung angehoben
und der unteren inneren Seite der Rinne und der flachen inneren Zone des Stromes
zugeführt. Diese Konstruktion weist im besonderen ein Rohr D mit einem offenen Ende
42 auf, das dem nach unten fließenden Waschwasserstrom in dem Gerinne oder Trog
26 zugewendet ist. Durch eine vorstehende Zunge 43 wird die Flüssigkeit gezwungen,
in das offene Rohrende 42 einzutreten, und das in das Rohr eintretende Waschwasser
wird über den inneren unteren Rand i9 des Troges B durch das Rohr D gehoben und
an dem entgegengesetzten offenen Ende 44 des Rohres abgegeben. Das Rohr wird von
einer Stütze 45 gehalten, die z. B. bei 46 von dem Rand 47 des Gerinnes 26 getragen
wird. Die Stützenhalterung 46 ist so ausgebildet, daß sie zusammen mit dem Rohr
D längs des Gerinnes 26 verstellbar ist. Ebenso wie das Rohr 6 ist auch das Rohr
D in der Stütze drehbar, um größere oder kleinere Flüssigkeitsmengen auffangen zu
können, je nachdem wie weit das untere Einlaßende des Rohres oder die Zunge in den
Flüssigkeitsstrom getaucht wird.
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Eine abgeänderte Ausführungsform zur Zuführung von Waschwasser ist
in den Fig. 6 bis io dargestellt. Fig. 6 ist eine Teilansicht derselben Rinne oder
des Kanals 15, der an und unter seinem inneren Rand denselben waschwasserführenden
Trog 26 hat. Der Trog ist mit demselben Konzentratabzug und darin mit dem Abschäl-
oder Abspaltfinger E ausgestattet. DieseAbwandlung ist von der gleichen Konstruktion,
um Wasser aus dem Trog abzunehmen und es zu dem inneren Rand des Stromes in der
Hauptrinne weiterzuleiten. Das Waschwasseraufnahmeelement oder die Schaufel R ist
besonders in den Fig.7 bis ao einschließlich dargestellt, aus denen ersichtlich
ist, daß die Schaufel einen gerundeten Stiel 6o hat, in den der Hauptschaufelteil
übergeht. Der letztere besteht aus einer ebenen Fläche, an deren einem Rand im rechten
Winkel zum flachen Hauptschaufelteil6i eine aufwärts stehende Wand 62 angeordnet
ist. Das von dem Stiel entfernte Ende der Schaufel bei 8o ist abgerundet und soll
mit dem Boden des Troges 26 in Eingriff kommen. Durch diese Abrundung entspricht
das Ende 8o etwas der @Querschnittsgestaltung des Troges, um die Drehung der Schaufel
um ihre Längsachse zu erleichtern.
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Die Halterung des Stielendes 6o der Schaufel erfolgt durch einen Splint
8i, der in einer geeigneten Öffnung des inneren unteren Randes 51 des Gerinnes sitzt
oder durch sie hindurchgeht und dessen unteres Ende 82 mit der gekrümmten inneren
Wand des Troges 26 im Eingriff ist. Der Stiel 6o der Schaufel sitzt in dem Auge
83 des Splintes. Diese Konstruktion ermöglicht dieLängs-und auch die Drehbewegung
der Schaufel um ihre Längsachse.
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Die von der Schaufel aufgenommene und zu der Hauptrinne weitergeleitete
Wassermenge ist von dem Neigungswinkel der Schaufel mit Bezug auf den nach unten
fließenden Waschwasserstrom in den Trog 26 abhängig. Wenn die Schaufel wie in Fig.
io dargestellt angeordnet ist, wird sie eine größere Wassermenge aufnehmen und weiterleiten,
als wenn die Schaufel in der in Fig. 9 der Zeichnungen dargestellten Lage ist. Die
Schaufel kann gedreht werden, um die für das Aufnehmen und Weiterleiten der gewünschten
Waschwassermenge richtige Winkeleinstellung zu erhalten. Das Wasser fließt die Schaufel
und den Stiel 6o entlang. Etwas
«\Vasser tropft von dem Stiel in
die Hauptrinne, während das Wasser, das nicht von dem Schenkel abgefallen ist, den
Splint 81 hinabwandert. Von dem Splint wird das Wasser dem inneren unteren Rand
des Stromes in der Hauptrinne zugeführt.
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Die Konstruktion sieht eine äußerst einfache und wirksame Vorrichtung
zur Zuführung von Waschwasser vor. Es ist gefunden worden, daß die senkrechte Wand
oder Schulter 62 nicht unbedingt wesentlich ist. Eine vollkommen flache Schaufel
oder ein Element von anderer Querschnittsform fördert ebenfalls Wasser, aber die
dargestellte Konstruktion ist vorzuziehen.
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Fig. il bis 14 zeigen eine abgeänderteKonstruktion der spiralförmigen
Rutsche oder Rinne. Die Abänderung der Binnenkonstruktion liegt in der Querschnittsgestaltung
und besonders dem inneren tieferen Rand der Rinne.
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Jeder Binnenabschnitt ist ähnlich konstruiert oder geformt, und die
Beschreibung eines Abschnittes genügt daher, um die Konstruktion der ganzen Binnenlänge
zu beschreiben. Der innere Rand der Rinne ist an mehreren Punkten seiner Länge abgeändert,
wie dies allgemein bei S angedeutet ist. Diese Abwandlung der Form zeigt und erstreckt
sich von einem Punkt etwas vor der Konzentratabzugsöffnung 2o und endet kurz vor
der nächsten Konzentratabzugsöffnung. Der Beginn der einen dieser abgeänderten Binnenform
ist mit 65 und ihr Ende mit 67 bezeichnet. Die genaue Gestaltung einer Fläche oder
eines Abschnittes S ist in den Fig. 12 bis 14 einschließlich dargestellt.
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In diesen Figuren ist 68 die normale Umrißlinie des inneren Randes
der Rinne. Beginnend bei 65 ist die Rinnenrandlinie etwas abgeflacht; diese Abflachung
setzt sich fort, bis der Rinneninnenrand im wesentlichen flach ist, wie es bei 69
angedeutet ist, von einem Punkt annähernd gegenüber der Abzugsöffnung 2o, und er
bleibt über eine erhebliche Strecke in Längsrichtung der Rinne flach. Wenn das Ende
67 des Teiles oder Abschnittes S erreicht ist, beginnt die Umrißlinie der Rinne
sich wieder der Normalen zu nähern. An der Stelle, wo der Schnitt 14-14 geführt
ist, hat die Umrißlinie die bei 70 gezeigte Form, die annähernd gleich der
bei 65 gezeigten ist. Wenn der Punkt 67 erreicht ist, hört der Teil S auf, und bei
71 (Fig. i i) hat die Rinne wieder ihre normale Form 68.
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Diese abgeänderte Umrißform an dem inneren Binnenrand dient dazu,
die Funktion des Waschwassers bei der Bewegung der Konzentrate an dem inneren Rand
des Stromes zu erleichtern, um sie in die oder durch verschiedene Konzentratabzüge
zu leiten. Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, daß das Waschwasser diesem Abschnitt
oder Teil S zugeführt wird, und wegen der Querschnittsform dieses besonderen Teiles
der Rinne wird das Waschwasser in wachsender Menge dem inneren Rand des Stromes
unmittelbar vor jedem Konzentratabzugsauslaß 2o zugeführt.
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Die eine oder andere der Waschwasserauffangkonstruktionen kann bei
der in den Fig. i i bis 14 dargestellten abgeänderten Ausführungsform verwendet
werden. Bei Verwendung der Konstruktion von Fig. 2 oder 3 würden die Zuführenden
24 bzw. 44 dieser Rohre so angeordnet sein, daß Wasser auf das Ende 65 eines abgeflachten
Binnenabschnittes S geleitet wird. Wenn die Konstruktion nach Fig. 6 benutzt wird,
würde der Schaufelhaltestift oder Splint 81 durch einen Abschnitt S nahe seinem
oberen Ende 65 gehen, so daß ein Teil des die Schaufel 61 hinaufwandernden Waschwassers
hinab zum Abschnitt S fließen würde, um schließlich gegen und über die Konzentrate
an dem unteren inneren Rand des Stromes abzufließen.
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Fig. 15 zeigt eine geringe Abwandlung der in Fig. 2 der Zeichnungen
dargestellten Konstruktion für die Zuführung von Waschwasser. Diese Anordnung ist
in jeder Beziehung der Konstruktion gemäß Fig. 2 gleich mit der Ausnahme, daß die
Querschnittsgestaltung der Rinne oder Rutsche etwas verschieden ist und die hohe
Seite der Rinne oder Rutsche mit einer Nut i26 versehen ist, welcher in irgendeiner
passenden Weise, z. B. durch das Rohr 25, Waschwasser zugeführt wird. Das diese
Nut hinabfließende Waschwasser wird der inneren Seite der Rinne und des Stromes
in der in Fig.2 beschriebenen Weise zugeleitet, und die Vorrichtung hat dieselbe
Verstellbarkeit wie die Vorrichtung nach Fig. 2, da dasselbe durch die Schlitze
21 gehaltene Rohr C vorgesehen ist.
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In Fig. 15 ist auch eine geringe Abwandlung des Abschälfingers für
die Abzugsöffnung 25 dargestellt. Der Finger ist mit 3o bezeichnet und wird leicht
lösbar durch eine nachgiebige Befestigungseinrichtung 31 od. dgl. gehalten, die
sich nach unten in die Abzugsöffnung 2o erstreckt und nachgiebig die Seiten derselben
faßt. Der Teiler oder die Fingerbefestigungseinrichtung 31 kann in der Abzugsöffnung
gedreht werden, um die Verstellung des Abschälfingers 30 zu erlauben, durch
den irgendein gewünschter Teil von dem inneren unteren Rand des Stromes in den Abzugsauslaß
20 abgeteilt und abgelenkt wird.
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Das zu konzentrierende und abzuscheidende Material kann in irgendeiner
passenden Weise mit dem Wasser oder den anderen Flüssigkeiten vermischt werden.
Nach Fig. i der Zeichnungen wird Wasser aus einer geeigneten Quelle durch ein Rohr
27 einem Trichter K zugeführt. Das aufzuarbeitende Material wird in den Trichter
geschüttet, und das vermischte Wasser und Material wird durch eine Pumpe P aus .dem
Trichter über das Rohr 12 abgesaugt.
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Bei den Darstellungen sind in der Rinne mehr Abzugsöffnungen vorgesehen,
als sie tatsächlich bei diesem besonders hier beschriebenen Beispiel der Konzentration
verwendet werden. Offensichtlich können die Abzugsöffnungen geschlossen oder auch
benutzt werden, wie die Umstände dies erfordern oder bestimmen.
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Die Konzentrate, die aus den Abzugs- oder Auslaßöffnungen 2o abgezogen
werden, können in irgendeiner geeigneten und passenden Weise gesammelt werden. Nach
Fig. i der Zeichnungen werden die gesammelten Konzentrate von den
ersten
beiden benutzten Abzugsöffnungen durch Rohre 32 und 33 zu einer. Hauptleitung 34
geleitet, die dazu dient, die Konzentrate zu einem (nicht gezeichneten) Sammelpunkt
zu befördern.
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In ähnlicher Weise sind die nächsten beiden benutzten Abzugsöffnungen
durch Leitungen 35 und 36 mit einer Hauptabflußleitung 37 verbunden, und die verbleibenden
letztenAbzugsöffnungen sind durch die Rohre 38 und 39 mit einer Förderleitung 4o
verbunden.
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Die besondere Anordnung zur Weiterleitung der Konzentrate zu einem
Sammelpunkt könnte und würde sich wahrscheinlich entsprechend- dem besonderen, durch
den Konzentrator geschickten Material ändern. Die dargestellte Anordnung ist für
die Aufarbeitung der besonderen, hier vorher angezogenen erzführenden Sande geeignet,
wie es sich aus der folgenden Beschreibung der Arbeitsweise ergibt.
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Aus der vorstehendenKonstruktionsbeschreibung des Konzentrators ergibt'
sich leicht, wie eine Konzentration oder Trennung durchgeführt wird.
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Der Strom des Wassers oder einer anderen Flüssigkeit, die das pulverige,
zu konzentrierende Material führt, wird der Spiral- oder Wechselrutsche oder -rinne
an ihrem oberen Ende 14 aufgegeben.
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Die Größe oder das Volumen des die Teilchen führenden Flüssigkeitsstromes
mit Bezug auf die Querschnittsfläche der Rinne oder Rutsche ist so, daß die Rinne
nicht vollständig mit dem Strom gefüllt ist. Die Größe des Stromes wird so eingeregelt,
daß der Strom an seinem inneren und unteren Rand, wo er über oder auf jenem Binnenteil
nahe seiner unteren und inneren Seite fließt, verhältnismäßig flach ist, so daß
eine dünne oder flache Zone oder Film des Flüssigkeitsfeststoffgemisches über die
Rinne an ihrer inneren unteren Seite sich bewegt. An dieser Seite der Rinne und
in diesem flachen Teil des Stromes konzentrieren sich die Teilchen in dem Strom
mit dem größeren spezifischen Gewicht, um periodisch abgezogen zu werden, wie es
sich hiernach ergibt.
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AlleTeile dieses das Material führenden Flüssigkeitsstromes benötigen
nicht die gleiche Bewegungsgeschwindigkeit auf dem Stromweg abwärts längs und durch
die schrauben- oder spiralförmige Rinne. Ebensowenig erfordern die von dem Flüssigkeitsstrom
geführten pulverigen Teilchen die gleiche Wandergeschwindigkeit durch die und längs
der Rinne.
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Gleich nach der Einführung der die Feststoffe führenden Flüssigkeit
in die Rinne schichten sich die Teilchen, die den Feststoff bilden, gemäß ihrem
spezifischen Gewicht, so daß diejenigen Teilchen mit dem größeren spezifischen Gewicht
sich in dem Flüssigkeitsstrom nach unten und infolge der Schwerkraft auch nach der
inneren und unteren Seite der Rinne hin- bewegen. Demzufolge besteht der Flüssigkeitsstrom,
nachdem er eine kurze Strecke gewandert ist, aus mehreren Zonen, von denen jede
die Teilchen mit dem im wesentlichen gleichen spezifischen Gewicht enthält. Dieser
Zustand ist schematisch in Fig. 5 der Zeichnungen dargestellt.
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Jene Teile des wandernden Flüssigkeitsstromes, die,auf dem Grund des
Stromes und in Berührung mit dem Boden der Rinne und an der unteren inneren Seite
sind, wandern am langsamsten. Die Teilchen mit dem größeren spezifischen Gewicht
sinken mit aus im vorstehenden genannten Gründen auf den Grund des wandernden Flüssigkeitsstromes
und bewegen sich nach der unteren und inneren Seite der Rinne hin.
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Das Wasser oder die Flüssigkeit ebenso wie die Teilchen folgen in
ihrer Bewegung der Schwerkraft, und demzufolge hat das Wasser auf dem Grunde des
Stromes eine gewisse Neigung, sich von der hohen nach der tiefen Seite des Stromes
hin zu bewegen, und die durch die Schwere bedingte Bewegung läßt in dem Strom eine
Bewegung quer zu dem Strom und quer zur Vorwärts- und Abwärtsbewegung des Stromes
entstehen. Diese Querbewegung des Wassers trägt dazu bei, die Teilchen mit hohem
spezifischem Gewicht -nach der inneren unteren Seite des Stromes und der inneren
unteren Seite der Rinne zu bewegen, wie es oben auseinandergesetzt wurde.
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Diejenigen Teilchen mit geringerem spezifischem Gewicht befinden sich
in den sich schneller bewegenden Teilen des Flüssigkeitsstromes und wandern damit
von den Teilchen mit den höheren spezifischen Gewichten weg.
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Da der Wasserstrom mit dem darin befindlichen Feststoff nach unten
durch die Wendelrinne fortschreitet, bewegen sich die leichteren Stoffe oder Teilchen
mit dem geringeren spezifischen Gewicht längs des schneller fließenden Teiles des
Stromes, und das übrige Material ordnet sich innerhalb des Stromes in Zonen gemäß
den spezifischen Gewichtenderverschiedenen,dieses Material bildenden Teilchen.
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In Fig.4 der Zeichnungen ist der die vermischten Teilchen führende
Strom in der Rinne D dargestellt, und die gestrichelten Linien zeigen die verschiedenen
Zonen, -in welche sich die Stoffe in dem Strom nach kurzer Zeit ordnen, nachdem
der Strom seinen Abfall in der Wendelrutsche oder -rinne begonnen hat. Der innere
untere Rand der Rinne i9 ist in der Mitte der Fig. 5 dargestellt, und die Konzentratorabzugsöffnungen
oder Auslässe 2o sind in Übereinstimmung mit ihren Lagen dargestellt, wie sie in
den übrigen Figuren der Zeichnungen gezeigt sind. Der innere und untere Rand des
Stromes ist mit R bezeichnet und der obere äußere Rand des Stromes mit S.
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Die verschiedenen Zonen innerhalb des Stromes sind mit V,
W, X, Y und Z bezeichnet. Wenn die vorstehend genannten Oregonstrandsande
aufgearbeitet werden, befinden sich die Goldteilchen, weil sie das höchste spezifische
Gewicht haben, an dem inneren unteren Rand des Stromes in der Zone h. Dies ist die
am langsamsten wandernde Zone des Stromes, und infolge des Gewichtes der Goldkonzentrate
würde es wahrscheinlich erwünscht sein, Waschwasser dem inneren unteren Rand
dieser
Zone zuzuleiten, um das Weiterwandern der Goldteilchen nach unten zu den Abzugsöffnungen
20 zu unterstützen. Um die vollständige Gewinnung aller Goldteilchen sicherzustellen,
sind die ersten beiden Abzugsöffnungen 2o mit demselben Förderrohr, nämlich dem
in Fig. z der Zeichnung dargestellten Rohr 34, verbunden.
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Sobald die Goldkonzentrate aus dem Strom durch die Abzugsöffnungen
entfernt sind, bewegen sich die Teilchen mit dem nächsthöchsten spezifischen Gewicht
nach innen zu dem inneren unteren Rand des Stromes. Diese Teilchen sind die Granate
und das Chromit; sie «andern in Zone 9'. Diese besonderen Konzentrate werden aus
dem Strom durch die nächsten beiden Abzugsöffnungen 2o entfernt und dem Zufuhr-
oder Förderrohr 37 zugeleitet. Da dieses Material ziemlich schwer ist und sich in
dem flachen Rand des Stromes befindet, ist dabei die Verwendung voll Waschwasser
erwünscht, aber nicht wesentlich. Die spezifischen Gewichte des Chromits und der
Granate liegen ziemlich dicht beieinander; aber das schwerere ist Chromit. Das aus
dieser Zone entfernte Konzentrat besteht zum größeren Teil aus Chromitteilchen.
Diese Zone l)estelit beinahe vollständig aus dein Konzentrat von Chromit und Granaten,
da die leichtere Kieselerde in der entfernten ZoneY des Stromes gefunden wird, die
mit größerer Geschwindigkeit als jede der anderen Zonen L', W oder h fließt.
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hie nächste Zone X besteht aus einem Mittelprodukt, das aus dieser
Zone des Stromes durch die nächsten und letzten verbleibenden beiden Abzugsöffnungen
-2o entfernt wird. Der Grad, in dein dieses Mittelprodukt aus Chromit und Granatteilchen
besteht, ist entscheidend dafür, ob das Mittelprodukt zum oberen Ende der Rinne
zwecks Wiederaufarbeitung zurückgeführt wird. In den meisten Fällen erweist sich
die Wiederaufarbeitung der Mittelprodukte als vorteilhaft und wirtschaftlich durchführbar.
In der Tat könnte es in einigen Fällen erwünscht sein, zwei zusätzliche Abzugsöffiiungen
vorzusehen, um eine selbst größere Menge von Mittelprodukten zwecks Wiederaufarbeitung
zurückzuführen.
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Die nächste Zone Y besteht aus Abfällen und fließt über das Auslaßende
18 der Rinne nahe dem inneren unteren Rand der Rinne ab. In dieser Zone befindet
sich Kieselerde.
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Die letzte verbleibende Zone Z besteht aus Wasser und Schlämmen.
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Aus vorstellendem ist ersichtlich, daß bei Entfernung mehrerer Konzentrate
die Materialzonen innerhalb des Stromes sich nach innen zu dem inneren unteren Rand
der Rinne bewegen. Infolge der Abscheidung der Konzentrate bildet beispielsweise
die Zone Y der Abfälle, die weit von dem inneren unteren Rand der Rinne an dem oberen
Ende der Spirale entfernt ist, den inneren unteren Rand des Stromes, wenn der Strom
das Ausflußende der Rinne erreicht hat.
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Die Verwendung von Waschwasser ist freigestellt, aber zur Erzielung
der besten Ergebnisse ist dies erwünscht, weil es die fehlgegangene Kieselerde und
die anderen leichten Fremdkörper von den Konzentraten entfernt, so daß sie sauber
sind, wenn sie von den Abzugsöffnungen oder Auslässen abgezogen sind. Außerdem unterstützt
die Verwendung von Waschwasser die Bewegung der schwereren Konzentrate zu ihren
Abzugsstellen. Die Bewegung der Konzentrate ohne Waschwasser würde ganz langsam
erfolgen, und ihre Bewegung könnte so schwerfällig sein, daß die Konzentration unterbrochen
wird, weil diese Konzentrate nicht nur die am langsamsten fließende Zone des Stromes,
sondern auch eine sehr flache Zone des Stromes darstellen. Das Waschwasser fließt
praktisch eine begrenzte Zeit oder Strecke all der inneren und unteren Seite des
Stromes in der Rinne, bewegt sich aber allmählich nach der Mitte und der oberen
Seite der Rinne und des Strome hin und führt irgendwelche fehlgegangene Kieselerde
und anderes leichteres Material ab, die in den schweren Konzentraten vorhanden sein
könnten.
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Die Teilchen mit verschiedenen spezifischen Gewichten ordnen sich,
wie beschrieben, in Zonen wegen ihres natürlichen Schichtungsbestrebens, das die
Teilchen mit den höchsten spezifischen Gewichten veranlaßt, sich in die am langsamsten
fließenden Zonen des Stromes zu begeben. Diese schwereren Teilchen konzentrieren
sich in den Zonen, weil sie sich bei -der Bewegung des Stromes durch die Rinne zu
der inneren und unteren Seite der Rinne durcharbeiten, dadurch, daß sie sich unter
dem schneller fließenden Teil des Stromes bewegen, der die leichteren Feststoffe
führt. Tatsächlich nehmen die pulverigen Teilchen in der Rinne eine Lage ein, die
durch ihre Geschwindigkeit in der Rinne bestimmt wird, und diese Arbeitsweise und
Konzentration wird durch die Zugabe von Flüssigkeit und Material all dem oberen
Ende der Spirale nicht unterbrochen oder gestört. Diese Arbeitsweise wird nur allmählich
fortschreitend durch die Abscheidung der Konzentrate von und aus der inneren und
unteren Seite der Rinne geändert. Die Konzentrate werden nach und nach entsprechend
ihren spezifischen Gewichten abgeschieden und gesammelt.
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Außer der Durchführung einer Konzentration der pulverigen Teilchen
wird auch eine Klassierung bewirkt. In jeder der Zonen sind nicht nur jene Teilchen
mit den gleichen oder ziemlich ähnlichen spezifischen Gewichten konzentriert, sondern
in jeder Zone ordnen sich die besonderen Teilchen auch hinsichtlich ihrer Größe.
Die kleinen Teilchen befinden sich an der inneren und unteren Seite oder dem Rand
der Zone und nehmen in ihrer Größe nach dem äußeren Rand der Zone hin zu. `Fenn
demzufolge irgendein Vorteil dadurch erzielt werden kann, daß die Konzentrate gemäß
ihren Größen gesammelt werden, wird man finden, daß, da jede Zone der Konzentration
aus der Rinne abgeschieden wird, die zuerst abgezogenen Konzentrate in ihrer Größe
die kleineren sind. Offenbar könnte, falls dies erwünscht ist, irgendeine Anzahl
von Abzugsöffnungen für jede Zone vorgesehen sein, so daß die Konzentrate entsprechend
den
Größenordnungen gesammelt und getrennt abgeführt werden können.
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Das zu konzentrierende Material und die besondere Art der Durchführung
des Verfahrens kann und wird den Reinheitsgrad, d. h. die Sauberkeit der gesammelten
Konzentrate ergeben. Wo eine weite Grenze zwischen den spezifischen Gewichten der
Teilchen - aus verschiedenem, die Masse bildendem Material vorhanden ist, ist ein
sauberes oder reines Konzentrat sehr leicht unter Verwendung eines Minimums vonAbzugsauslässen
zu erhalten. Wo die Teilchen der verschiedenen Materialien ziemlich ähnliche spezifische
Gewichte haben, ist eine saubere Abscheidung und Konzentration schwieriger. Wenn
die Natur der zu gewinnenden Konzentrate eine saubere Konzentration bestimmt oder
erfordert, könnte es sich als wünschenswert erweisen, eine größere Zahl von Abzugsauslässen
und möglicherweise eine Verminderung der Größe der Abzugsauslässe vorzusehen, so
daß an jedem Abzugsauslaß ein sehr geringes oder dünnes Abschneiden oder Abschälen
an dem inneren, untersten Rand des Stromes erfolgen würde. Dasselbe Ergebnis könnte
durch die Verwendung der verstellbaren Abschäl- oder Teilerfinger erreicht werden.
Für den. Fachmann ist es vollkommen klar, daß die Reinheit oder Sauberkeit der gesammelten
Konzentrate sehr leicht durch sorgfältige Beachtung der vorstehend erwähnten Möglichkeiten
erzielt werden kann.
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Für den Fachmann ist es überdies erkennbar, daß die Abzugsauslässe
nicht notwendigerweise genau so, wie in den Zeichnungen dargestellt, angeordnet
sein müssen. Unter gewissenBedingungen und bei Aufarbeitung gewisser Arten von erzführenden
Sanden oder Geröllen könnte es sich als wünschenswert erweisen, die Abzugsauslässe
entweder in einer geraden Linie quer zur Rinne oder in diagonaler Linie quer zur
Rinne auszudehnen. Wenn dies getan würde, könnten die Konzentrate aus mehreren Zonen
des Stromes gleichzeitig oder im _ wesentlichen gleichzeitig abgeschieden werden.
Das Verfahren ist nicht auf die Durchführung mit der genauen dargestellten Apparatur
beschränkt.. Wie bei allen Verfahren, kann dieses Verfahren im übrigen mit mehr
als einer Vorrichtung durchgeführt werden.
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Demzufolge ist auch das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf die dargestellte
und beschriebene Vorrichtung oder durch das beschriebene Beispiel einer Konzentration
beschränkt.