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Trennung von Stoffgemischen in einem Zyklon In der nie-derUn@dischen
Patentschrift 58 482 ist ein Verfahren zur Trennung von Gemischen von Partikeln
verschiedener Korngröße und verschiedenen spezifischen Gewichts beschrieben, wobei
eine Suspension des zu scheidenden Gemisches in einen sogenannten Zyklon eingeleitet
wird, wobei nur Teile mit einem die Scheidungsdichte übersteigenden spezifischen
Gewicht den Zyklon an der Spitze verlassen. Dieses Verfahren findet z. B. Anwendung
bei der Trennung von Kohle und Gestein, zur Trennung von Erzen von der das Erz begleitenden.
Gangart usw.
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In der genannten Patentschrift wurde lediglich angegeben, daß genügend
Teile eines spezifischen Gewichtes, das höher als die Scheidungsdichte ist, vorhanden
sein sollen, um den beabsichtigten Zweck zu erreichen. Hierzu kann man sowohl ein
geeignetes Beschwerungsmnttel zusetzen als auch die in dem zu scheidenden Genriisch
vorhandenen Teile mit entsprechendem spezifischem Gewicht verwenden.
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Um zu einer bestimmten Scheidungsdichte zu gelangen, soll eine bestimmte
Menge jener Teile in der Suspension vorhanden sein. Das spezifische Gewicht der
Suspension kann ein niedrigeres als die Scheidungsdichte sein, weil im Zyklon eine
Konzentration des Beschwerungsstoffes stattfindet. Falls man mit kostspieligen Beschwerungsmitteln
arbeitet,
wird man bestrebt sein, die Menge des zuzusetzenden Beschwerungsmittels möglichst
niedrig zu halten, denn bei der Scheidung der Gemische von Teilen verschiedenen
spezifischen Gewichts und verschiedener Korngröße,. z. B. bei der Waschung von Kohle
oder Erz, wird stets ein gewisser Prozentsatz des Beschwerungsmittels, trotz der
Regenerierung desselben, verlorengehen.
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Auch kann es wichtig sein, diese Regeneration, z. B.,die magnetische
Regenerierung von Magnetit, einzuschränken.
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Bei näherer Untersuchung hat sich nun gezeigt, daä 'die für die Scheidung
wirksamsten Teile diejenigen sind, die den Zyklon bis zu 50% durch die Spitzenöffnung
verlassen, während der Rest von 5o0/0 den Zyklon durch die Basisöffnung verläßt.
Diese Teile nämlIch haben die längst währende Verbleibzeit im Zyklon und sind infolgedessen
in der Lage, die Zone, in der sich die Scheidung vollzieht, zu bilden. Falls nur
solche Teile in der Suspension anwesend wären, wäre die hiervon benötigte Menge
minimal. In der Praxis ist dies jedoch kaum ausführbar. Aber auch Teile, die besser
oder weniger gut eingefangen werden können, tragen zu dem angestrebten Scheidungseffekt
bei. Dieselben müssen jedoch in einer größeren Menge als die erstgenannten anwesend
sein, um-zu dem gleichen Effekt zu führen. Im allgemeinen liegt die Korngröße jener
Teile niedrig.
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Es wurde nun festgestellt, daß man einerseits die Korngröße jener
Teile bedeutend höher. ansetzen und daneben die Menge einschränken kann. Die sich-
daraus ergebenden Vorteile liegen auf der Hand. Denn, wenn man mit einem gröberen
Korn auskommen kann, verringert man den Aufwand -für das Zermahlen, während die
geringere Menge kleinere Verluste ergibt und weiter einerseits die Regenerierung
vereinfacht und andererseits dieselbe eine Verbesserung erfahren läßt, d. h. die
Regenerationsausbeute erhöht.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich also auf ein Verfahren zur
Scheidung von Gemischen von Teilen verschiedener Korngröße und verschiedenen spezifischen
Gewichts, bei dem man das zu scheidende Gemisch in einem Zyklon, dem man unter Druck
eine Suspension zuführt, behandelt. In dieser Suspension soll sich,so viel feines
Material mit einem die Scheidungsdichte übersteigenden spezifischen Gewicht vorfinden,
daß die den Zyklon durch die Spitzenöffnung verlassende Fraktion keine oder fast
keine Teile mit einem die Scheidungsdichte unterschreitenden spezifischen Gewicht
enthält. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das feine Material.sich hauptsächlich
aus. zwei Fraktionen zusammensetzt, und zwar aus einer, die nicht oder fast nicht
-im Zyklon eingefangen wird, und einer anderen, die aus bedeutend gröberen Teilen
besteht.
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Die vom Zyklon nicht oder fast nicht eingefangene Fraktion. besteht
aus äußerst feinen Partikeln. Diese Fraktion erhöht das spezifische Gewicht des
Suspensionsmediums. Dies hat zur Folge, daß man bei den für die Scheidung wirksauren
Teilen mit einer kleineren Menge auskommen kann, die man außerdem nicht zu sehr
fein zu mahlen braucht, während an Stelle der feineren Fraktion ein anderes Material,
das billig ist und nicht zermahlen zu--werden braucht, weil es in der Natur im gewünschten
Feinheitsgrad vorkommt, verwendet werden kann. So kann man für die grobe Fraktion
Magnetit und für die feine Fraktion den hierfür in Betracht kommenden und. z. B.
durch Klassierung erhaltenen Teil des Lößes, Abfallschlammes usw. verwenden.
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Die Regenerierung des Beschwerungsmittel.s ist eine leichtere, wenn
es#,sich um ein gröberes Korn handelt. Zugleibh kann, man zu einer höheren Scheidungsdichte
gelangen, da eine dichtere Ballung der feinen Teile im Zyklon möglich wird. Alternativ
kann man auch ein Besdhwerungsmittel mit einem niedrigeren Gpezifisdhen Gewicht
ver-%venden und 'hiermit sehließlich die gewünschte Scheidungsdichte erreichen.
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Die Scheidungsdichte kann man erfindungsgemäß besonders hoch treiben,
wenn man ein Suspensionsmedium, das ein spezifisches Gewicht höher als das des Wassers
aufweist, z. B. eine schwere organische Flüssigkeit, oder auch eine Salzlösung verwendet.
Dadurch wird selbstredend die Viskosität des Mediums gesteigert. Es empfiehlt sich
dann, weil die hohe Viskosität die Trennung der zu scheidenden Teile erschwert,
für die feine Fraktion des Beschwerungsmittels einen Stoff zu wählen, der keine
hydrophilen Eigenschaften besitzt. Diese hydrophilen Stoffe erhöhen nämlich ebenfalls
die Viskosität der Suspension. Für die grobe Fraktion ist .dies weniger wichtig,
da die gröberen Teile auf die Viskosität einen Einfluß ausüben, der ein relativ
geringerer ist als der der feineren Teile. Benutzt man ein Suspensionsmedium, das
nicht ein ausgesprochenes polares Gepräge aufweist, so ist diese Eigenschaft des
Beschwerungsmittels selbstredend belanglos.
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Es sei hier bemerkt, daß es bekannt ist, für Trennung in Trennbehältern
ein sehr feines und ein gröberes Beschwerungsmittel anzuwenden (vgl. deutsche Patentschrift
732715). Weiter ist in der deutschen Patentschrift 638 8z r die Benutzung einer
Suspension von Ton und Baryt in einem Trennbehälter beschrieben. Es handelt sich
dabei jedoch um eine homogene Trenntrübe mit zwei Komponenten, von denen die eine
(die feinere bzw. Ton) die andere (die gröbere bzw. Bary) in Suspension halten soll,
weil sonst die gröbere Komponente bzw. der Baryt sich im Trennbehälter setzen würde.
Bei dem erfindungsgemäßen, Verfahren hingegen stehen die Funktionen der beiden Komponenten
nicht in Abhängigkeit zueinander. Die gröberen Teile werden nämlich in der Spitze
des Zyklons konzentriert und verhindern demzufolge die spezifisch leichten Teile
des Gemisches daran, den Zyklon durch die in der Spitze befindliche öffnung
-zu verlassen, während die feinen Teile nicht konzentriert werden und das
Austreten der spezifisch leichten Teile des Gemisches durch die obere Öffnung erleichtern.
Die Anwendung von
zwei Beschwerungsmitteln hat also in Zyklonen
einen anderen Zweck und eine andere Folge als in Trennbehältern.
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Die Erfindung soll an Hand der nachstehenden Beispiele näher erläutert
werden.
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Beispiel I Rohe Kohle mit einer Korngröße von i bis 4 mm und einem
Aschengehalt von 2o o/o wird in einem Zyklon von einem Durchmesser von 12,2 mm und
einem Spitzenwinkel von 28°C mittels einer ein spezifisches Gewicht von i,15 besitzenden
Suspension einer geschlämmten Lößfraktion in Wasser, der so viel Magnetit mit einer
mittleren Karngröße von 35 ,cc zugesetzt ist, daß das spezifische Gewicht der Suspension
sich auf 1,416 belief, auf eine Scheidungsdichte von. 1,58 geschieden.
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Die hiermit getrennten Fraktionen bestanden aus Kohle mit 5 % Asche
und Gesteinspartikeln mit 73 % Asche.
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Beispiel e Zum Scheiden von Sylvinit in eine Kaliumchlorid- und eine
Natriumchloridfraktion wurde eine Suspension verwendet, die dadurch erhalten wurde,
daß einer gesättigten Sylvinitlösung mit einem spezifischen Gewicht von 1,23
6709 einer Lößfraktion von der Korngröße 5 bis 20,u zugesetzt wurden, wodurch
das spezifische Gewicht auf 1,6 anstieg, sowie 430 g Magnetit/1 von einer mittleren
Korngröße von 5o ,u, so daß ein spezifisches Gewicht von 1,9 erreicht wurde. Nach
erfolgter Scheidung mittels, eines Zyklons auf ein spezifisches Gewicht von 2,1
ergab sich eine Natriumchloridfraktion mit 4% Kaliumchlorid neben einer Kaliumahloridfraktion
mit 5 % Natriumchlorid.