DE911241C - Trennung fester Stoffe verschiedenen spezifischen Gewichts und verschiedener Korngroesse mittels einer Scheidungssuspension in einem Zyklon - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 10. MAI 1954

ρ 26428 VIb jICtD

(Niederlande)

einem Zyklon

Es ist bekannt, feste Stoffe verschiedenen spezifischen Gewichts und verschiedener Korngröße mittels einer Scheidungssuspension in einem Zyklon zu trennen (vgl. holländische Patentschrift 58482).

Das zu trennende Material wird dabei samt der Scheidungssuspension auf dem Wege über den tangentialen Eintritt unter Druck in einen Zyklon hineingebracht. Die Scheidungssuspension hat hierbei ein spezifisches Gewicht, das nicht der gewünschten Dichte der Scheidungssuspension gleich ist, sondern niedriger liegt.

Bei richtiger Wahl der verschiedenen Umstände erhält man an der Spitze des Zyklons eine Flüssigkeit, die, neben den Teilen aus dem Gemisch mit einem spezifischen Gewicht, das höher als die Dichte der Scheidungssuspension ist, sehr viel Beschwerungssubstanz enthält.

An der der Spitze gegenüberliegenden Seite verläßt eine Flüssigkeit den Zyklon, die neben den Teilen aus dem Gemisch mit einem spezifischen Gewicht, das niedriger als die Scheidungsdichte ist, die feinsten Teile von höherem spezifischem Gewicht enthält, nämlich die Teile der Beschwerungssubstanz. Diese Beschwerungssubstanz muß aus den geschiedenen Produkten entfernt werden, erstens weil deren Anwesenheit in denselben im allgemeinen unerwünscht ist (Aschenbildung im Falle von Kohle, Verunreinigung im Falle von Erzen) und zweitens, weil sie wiederum zur Bereitung der Scheidungssuspension verwendet werden soll. Durch Wiedergewinnung der Beschwerungssubstanz verringert man die Verluste und erhöht somit die Wirtschaftlichkeit der Anlage. Diese Wiedergewinnung ist an sich jedoch schwierig, und diese

Schwierigkeiten wachsen, je nachdem die Korngröße des zu scheidenden Produktes kleiner ist, da die Trennung der Beschwerungssubstanz einerseits, von den zu gewinnenden Bestandteilen andererseits sich schwieriger gestaltet.

Es ist mithin wichtig, dafür Sorge zu tragen, daß die Menge der wiederzugewinnenden Beschwerungssubstanz auf ein Mindestmaß beschränkt wird.

to Gemäß der Erfindung kann dies erfolgen, indem die feineren Teile daran gehindert werden, den Zyklon an der Spitze dauernd zu verlassen, und zwar durch Erzeugung eines Flüssigkeitsstroms, von dem die radiale Bewegungskomponente der t5 radialen Bewegungskomponente der den Zyklon verlassenden Teile entgegengesetzt ist.

Das Verfahren kann erfindungsgemäß in der Weise ausgeführt werden, daß man den Zyklon mit der Spitze in einen Raum ausmünden läßt, der mit ao einem Ausgang zwecks Entfernung der geschiedenen Teile und mit einem oder mehreren Einführungsstücken zwecks Zufuhr von Flüssigkeit versehen ist. Hierdurch werden die feineren Teile, das sind im allgemeinen die Teile der Beschwerungssubstanz, in den Zyklon zurückgedrängt, so daß die Flüssigkeit, die den Zyklon an der Spitze verläßt, hauptsächlich die gröberen Teile von einem spezifischen Gewicht, das höher als die Dichte der Scheidungssuspension ist, enthält, d. h. im allgemeinen die Teile des zu scheidenden Gemisches. Vorzugsweise ist diese Flüssigkeit dieselbe wie diejenige, welche als Suspensionsmittel zur Speisung des Zyklons verwendet wird, also im allgemeinen Wasser. Man kann jedoch auch Suspension als Flüssigkeit zur Speisung des Behälters anwenden, deren spezifisches Gewicht jedoch im allgemeinen nicht mit jenem der dem Zyklon zugeführten Suspension übereinstimmt.

Bemerkt sei, daß es an sich bekannt ist, sich bei behinderter Ablagerung eines Aufwärtsstromes, der das Ablassen leichterer Teile verhindert (vgl.

Truscott: A textbook of ore dressing, S. 287, Abb. 199 und 200), zu bedienen. Die Richtung des Aufwärtsstromes ist in dem bekannten Fall jedoch in der Hauptsache eine vertikale.

Ferner istausdenUSA.-Patentschriften2 102 525 und 2312706 ein Verfahren bekannt, wobei die Spitze eines Wirbeltrenners in einen mit Flüssigkeit gefüllten Raum ausmündet und wobei ein schwacher Aufwärtsstrom durch die Spitze hindurch auftritt. Diese Strömung hat jedoch nicht im Bereiche der Spitzenöffnung eine nach der Mitte hin gerichtete radiale Bewegungskomponente, und das Auftreten dieser Strömung wird auch in der genannten USA.-Patentschrift 2312706 als ungünstig beurteilt.

Auch ist es bei dem Trennungsverfahren nach Chance (vgl. Berthelot: Epuration, Sechage, agglomeration et broyage. du charbon, S. 170 usw., besonders Abb. 54) bekannt, die schweren Teilchen durch einen unterhalb des Trennungskegels angebrachten, als eine Schleuse ausgeführten Raum abzulassen, wobei dieser.Raum diskontinuierlich, jedesmal nach der Entleerung, mit Flüssigkeit gefüllt wird.

Gemäß der Erfindung handelt es sich jedoch darum, daß die radiale Bewegungskomponente der Partikel, die -den Zyklon verlassen, der Gegenwirkung eines Gegenstroms ausgesetzt ist, wodurch diese Partikel zum Teil in den Strom hineingeführt werden, der im Zentrum des Zyklons auftritt und sich, von der Spitze ausgehend, zu dem breiten Teil hinbewegt und der sich in den unterhalb des Zyklons vorhandenen Raum fortsetzt. Dieser Strom kann jede beliebige Richtung im Raum annehmen, da diese Richtung nur vom Stand des Zyklons im Raum bedingt wird und dieselbe von der Schwerkraft unabhängig ist.

Die genannte Strömung kann erfindungsgemäß auf geeignete Weise mittels eines zweiten Zyklons erzeugt werden, in den die Flüssigkeit, die den ersten Zyklon an der Spitze verläßt, zentral, an der der Spitze gegenüberliegenden Seite, hineingeleitet wird, während man den letzteren Zyklon am tangeutialen Eintritt mit einer Flüssigkeit speist. Hierbei findet demnach keine normale Serienschaltung von Zyklonen statt, denn der Ablaß des ersten Zyklons müßte dann tangential in, den zweiten Zyklon hineingeführt werden.

Falls nötig, kann das Verfahren noch dadurch verbessert werden, daß man die feineren Teile in gleichartiger Weise daran hindert, den Raum, in den der Zyklon mit der Spitze ausmündet usw.. zu verlassen.

Man kann bei Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung sich mit dem Entwässern der Fraktion, die ein höheres spezifisches Gewicht als die Dichte der Scheidungssuspension besitzt, begnügen, und man braucht nur aus der Fraktion:, die den Zyklon an der der Spitze gegenüberliegenden Seite verläßt, die Beschwerungssubstanz wiederzugewinnen. Der Verlust an Beschwerungssubstanz wird hierdurch bedeutend geringer und die Wiedergewinnung vereinfacht. Hierbei soll nicht außer Betracht gelassen werden, daß die Beschwerungssubstanz, die den Zyklon an der der Spitze gegenüberliegenden Seite verläßt, aus den allerfeinsten Teilen, die für die Trennung weniger wichtig sind, besteht. Die Beschwerungssubstanz, die für die Trennung am wichtigsten ist und früher den Zyklon an der Spitze verließ und deshalb wiedergewonnen werden mußte, bleibt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Zyklon. Hierdurch wird die Wirtschaftlichkeit der Scheidungseinrichtung erheblich vergrößert.

Dadurch, daß bedeutend weniger Beschwerungssubstanz aus dem Zyklon und folglich aus dem System heraustritt, wird ersichtlich, daß zur Beibehaltung der Scheidungssuspensionsdichte viel weniger Beschwerungssubstanz zugesetzt werden braucht, so daß das spezifische Gewicht der Suspension, die dem ersten Zyklon zugeführt wird, auch weit niedriger liegt. Ist z. B. beim Gebrauch eines Zyklons ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Zufuhrsuspensionsdichte von 1,3 zur Aufrechterhaltung einer Scheidungs-

suspensionsdichte von 1,45 notwendig, dann ist bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Gleichgewichtszustand eine Zufuhrsuspensionsdichte von 1,05 zur Handhabung dieser Scheidungssuspensionsdichte erforderlich.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die öffnung an der Spitze des Zyklons größer gewählt werden kann, ohne daß hierdurch die Scheidungssuspensionsdichte nachteilig beeinflußt wird und ohne daß Verluste an Beschwerungssubstanz auftreten. Infolgedessen können Stücke, die bei Verwendung eines einzigen Zyklons den Austritt sperren oder derart verengen wurden, daß Störungen eintreten würden, nun ungehindert hindurchgehen. Hierdurch kann der Korngrößenbereich, der für die Trennung in Betracht kommt, nach oben bedeutend erweitert werden.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung abgebildet. In dieser stellt 1 den Zyklon dar, bestehend aus einem zylindrischen Teil 2, versehen mit einer ringförmigen Verschlußplatte 3, mit einer axialen Ablauföffnung 4 und einem konischen Teil 7, der mit einer axialen Abflußöffnung 8 versehen ist. Ein Zuleitungsrohr 5 mündet mittels einer öffnung 6 tangential in den zylindrischen Teil aus. Der Zyklon mündet zentral mit der Spitze in einem zweiten Zyklon 9, an der der Spitze des Zyklons gegenüberliegenden Seite. Der Zyklon 9 besteht ebenfalls aus einem zylindrischen Teil 10 und einem konischen Teil 16. Der zylindrische Teil ist mit einer ringförmigen Verschlußplatte 11 versehen, die eine axiale öffnung besitzt, die der Abflußöffnung 8 des auf 11 montierten ersten Zyklons entspricht. Eine Zuleitung 13 mündet mittels einer öffnung 14 tangential in den zylindrischen Teil des Zyklons 9. Unterhalb der axialen öffnung 12 ist ein Kehrschott 15 angebracht, das mittels radialer Arme an Ort und Stelle gehalten wird. Der Zyklon 9 ist an der Spitze mit einer Abflußöffnung 17 versehen.

Die Wirkungsweise ist die folgende: Das zu

trennende Material nebst der Scheidungssuspension wird unter Druck durch die Leitung 5 dem Zyklon zugeführt, wodurch im Zyklon eine schnelle rotierende Bewegung entsteht.

Die schwereren Partikel, in diesem Falle die eine abzuscheidende Komponente nebst den gröberen Suspensionspartikeln, werden zur Wand geschleudert und verlassen den Zyklon durch die öffnung 8. Die leichteren Partikel, in diesem Falle die außerdem abzuscheidende Komponente nebst den ganz feinen Suspensionspartikeln, bleiben im Zentrum des Zyklons und verlassen diese durch die öffnung 4. Der im Zentrum rotierende und gegen die öffnung 4 gerichtete Flüssigkeitsstrom setzt sich noch im zweiten Zyklon fort, in den ebenfalls Flüssigkeit unter Druck durch die öffnung 14 tangential zugeführt wird. Die Partikel, die in den zweiten Zyklon hineintreten, erfahren nun Widerstand von dem gegen die öffnung 12 gerichteten Flüssigkeitsstrom. Die schwereren Partikel, auf die die Fliehkraft in stärkerem Maße als auf die leichteren einwirkt, erreichen trotz des Widerstandes doch die Wand des Zyklons 9 und werden durch die öffnung 17 hindurch abgelassen. Die leichteren Partikel, in diesem Fall also die Beschwerungssubstanz, werden jedoch von der radialen Bewegungskomponente der gegen 12 gerichteten rotierenden Strömung gehemmt und geraten in den zentralen Strom, der dieselben wieder in den ersten Zyklon in der Richtung zur Abflußöffnung 4 hineinschickt. Sie erreichen diese öffnung jedoch nicht, weil sie genügend schwer sind, um in dem Teil, wo der Zyklon eine Erweiterung aufweist, von der wachsenden Fliehkraft wieder zur Wand geschleudert zu werden, bevor sie noch durch die Abflußöffnung entweichen können. Folglich bleiben sie im Zyklon zirkulierend. Dem Schott 15 zufolge wird die radiale Bewegungskomponente verstärkt, obgleich dieses Schott nicht zur Erzielung des von* der Erfindung bezweckten Ergebnisses notwendig ist.

Weil die Schwerkraft praktisch keine Rolle spielt, hat der Stand, den die Zyklonen im Raum einnehmen, keinen Einfluß auf deren Wirkung. Diese bleibt gleich, auch wenn die Vorrichtung seitwärts oder auf ihrer Spitze stünde.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Trennung fester Stoffe verschiedenen spezifischen Gewichts und verschiedener Korngröße mittels einer Scheidungssuspension in einem Zyklon, dadurch gekennzeichnet, daß die feineren Partikel daran gehindert werden, den Zyklon an der Spitze dauernd zu verlassen, und zwar durch Erzeugung eines Flüssigkeitsstromes, dessen radiale Bewegungskomponente der radialen Bewegungskomponente der den Zyklon verlassenden Teile entgegengesetzt ist.

2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklon mit der Spitze in einen Raum ausmündet, der mit einem Ablaß zur i°5 Entfernung der abgeschiedenen Teile und mit einem Einführungsstück oder mit einer Vielheit derselben zur Zufuhr von Flüssigkeit versehen ist.

3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklon mit der Spitze zentral in einen zweiten Zyklon an der der Spitze dieses zweiten Zyklons gegenüberliegenden Seite ausmündet.

Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 31.2 7106, 2 362 482; Bruchhold, »Der Flotationsprozeß«, 1927, S. 67, Abb. 6. iao

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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