VERFAHREN ZUR SINK-SCHWIMMSCHEIDUNG FEINKÖRNIGER MINERALISCHER ROHSTOFFE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 14.

[0002] Für die Aufbereitung mineralischer Rohstoffe und deren Scheidung von unerwünschten Begleitbestandteilen, beispielsweise für die Scheidung der in Rohkohle enthaltenen Bergebestandteile und der Reinkohle sind verschiedene Trennverfahren bekannt, die die verschiedenen Bestandteile des Rohgutes aufgrund ihres unterschiedlichen spezifischen Gewichtes trennen, beispielsweise dynamische Verfahren wie Zylinder oder Zyklone, in denen Schwertrübe rotiert und einen Wirbel bildet, oder Setzmaschinen, aber auch statische Verfahren mit Waschtrommeln (Sink- Schwimm- Scheidevorrichtungen). Für die Aufbereitung feinkörniger Mineralgemische, insbesondere auch Rohkohlefraktionen, beispielsweise kleiner 12 mm, kamen bisher, wenn eine hohe Trennschärfe gefordert war, praktisch nur dynamische Trennverfahren mit Zylinder oder Zyklon in Frage, die jedoch den Nachteil geringer Aufgabe- und Durchsatzleistung bei hohem spezifischen Energieverbrauch und Trübedurchsatz haben. Mit Setzmaschinen und Sink- Schwimmscheidevorrichtungen ließen sich zwar höhere Leistungen erzielen, jedoch war die mit diesen Vorrichtungen und entsprechenden Verfahren zu erzielende Trennschärfe nicht ausreichend.

[0003] Diese Situation wird mit der nachstehenden Tabelle verdeutlicht, in der technische Kennzahlen einiger Trennverfahren für Kohle gegenübergestellt sind. Dabei steht der D.W.P. Zylinder für Zylinder und der D.S.M. Zyklon für Zyklone und die Waschtrommel für eine Sink- Schwimm-Scheidevorrichtung, wobei die angegebenen Werte für die Aufbereitung einer Kornfraktion von 3 bis 12 mm mit Zylinder und Zyklon und von Grobkohle mit der Waschtrommel gelten. Die Werte für die Aufbereitung der Kornfraktion 3 bis 12 mm mit der Waschtrommel wären deutlich schlechter. Als Maß für die Trennschärfe wurde die Kennzahl nach Terra E_T, die aus der Teilungskurve nach Tromp bestimmt wurde, gewählt. Dabei sind E_T-Werte von 0,04 für Zylinder und Zyklon mehr theoretische Zielgrößen, die praktisch kaum erreicht werden.

Verfahren		D.W.P. Zylinder	D.S.M. Zyklon	Waschtrommel
Korngröße		-3 bis 12 mm-		Grobkohle
Größe		⌀ 400 mm	⌀ 600 mm	Bad 1780 mm
Gutaufgabe	m3/h	35	80	140
ET		0,04 - 0,07	0,04 - 0,07	0,09
Trübe- m3/h		170	450	220
menge m 3/ t /h		6,3	7,5	2,2
Pumpleistung kW		37,5	75	37,5

[0004] Aus DE 11 93 892 und DE 33 27 040 sind eingangs beschriebene Vorrichtungen und Verfahren bekannt.

[0005] Auch aus der DE 968 121 sind eingangs beschriebene Vorrichtungen und Verfahren bekannt, wobei die Vorrichtung zusätzlich ein zweites Zu- und Ablaufpaar für die Flüssigkeit unterhalb des Flüssigkeitsspiegels aufweist. Bei dem darin beschriebenen Verfahren ist der untere Flüssigkeitsstrom so stark, daß er Schwergut in den Bereich der auf der Stirnseite der Trommel seitlich angeordneten Schöpfschaufeln für den Sinkgut-/Schwergutaustrag treibt und als Transportströmung für Schwergut wirkt. Dabei kann am Schwergut anhaftendes Schwimmgut mit dem Sinkgut ausgetragen werden, wodurch das Ausbringen absinkt.

[0006] Aus der DE 10 53 433 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren bekannt worauf der Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und 14 basiert.

[0007] Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit der mineralische Rohstoffe, insbesondere Kohle kleinkörniger Fraktionen, nach der Dichte von unerwünschten Begleitbestandteilen zu trennen sind, und mit der hohe Trennschärfe und Leistung bei niedrigem spezifischem Energieverbrauch und Betriebsmitteldurchsatz erreicht werden können, sowie ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem diese Aufgabe gelöst werden kann. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 14 gelöst.

[0008] Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung ist es möglich, ein Schwertrübebad mit einer ruhigen, gleichmäßigen Strömung von der Zulaufseite des Scheidebehälters zur Ablauf- bzw. Überlaufseite aufzubauen. Um störende Einflüsse auf die gleichmäßige Strömung zu vermeiden, wird die Austragetrommel nur langsam gedreht. Insbesondere ist auch darauf zu achten, daß am unteren Zu- und Ablauf gleiche Trübemengen ab- wie zulaufen, damit die Strömung horizontal verläuft und sich keine Vertikalströmungen überlagern

[0009] Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung konnte, bei ansonsten gleichen Werten wie mit der herkömmlichen Waschtrommel für Grobkohle, eine Kornfraktion von 3 bis 12 mm mit einem E_T von 0,02 und damit einer sehr guten Trennschärfe aufbereitet werden. Es konnte selbst, allerdings mit halber Aufgabemenge von 70 m³/h, eine Kohle-Kornfraktion von 1 bis 3 mm mit sehr sauberem Endprodukt getrennt werden, was auf eine scharfe Trennung hinweist

[0010] Die Umlenkbarrieren bewirken ein Eintauchen des an der Oberfläche strömenden Schwimmgutes in das Schwertrübebad, wodurch die Körner eine Relativbewegung zur Schwertrübe ausführen und dabei von eventuell noch anhaftenden oder eingeschlossenen Sinkkornanteilen getrennt werden, so daß Sie anschließend in geschiedener Form wieder aufschwimmen können. Die in Strömungsrichtung hintere Umlenkbarriere hat den Vorteil, daß sie die Schwimmgutschicht teilt und die Dicke der Schwimmgutschicht reduziert, wodurch das Schwergut vom umgebenden Schwimmgut befreit wird und ungehindert absinken kann. Der Verlauf der unteren Kante der Umlenkbarriere parallel zu dem und kurz unterhalb des Flüssigkeitsspiegel(s) hat den Vorteil, daß die Umlenkung des Schwertrübestroms in einer Weise erfolgt, die die gleichmäßige und im wesentlichen laminare Strömung nicht stört.

[0011] In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Platte der hinteren Umlenkbarriere in Strömungsrichtung parallel zueinander angeordnete Wellen auf, so daß sich am Grund des Wellenprofils nur kleinere Schwimmgutbeläge bilden, die mit ihrer geringen Oberflächengröße nur zu einer minimalen Beeinflussung und Abbremsung der Strömung führen. Die Wellen können sowohl ein abgerundetes als auch ein V-förmiges Profil aufweisen. Die Höhe der Anordnung der hinteren Umlenkbarriere ist empirisch vorteilhaft so eingestellt, daß ein gewünschter Anteil des Schwimmgutes von der Umlenkbarriere erfaßt und nach unten in das Bad gedrückt wird. Eine zweckmäßige Steuergröße für den zu erfassenden Anteil ist die Trennschärfe des geschiedenen Gutes, die zweckmäßig am Überlauf zu bestimmen ist.

[0012] In einer besonderen Ausführungsform erstreckt sich die obere Zulaufleitung für die Schwertrübe über die gesamte Badbreite. Dadurch ist eine wesentliche Vorbedingung für die Ausbildung einer gleichmäßigen Strömung über die gesamte Badbreite gegeben. Diese läßt sich besonders vorteilhaft gestalten, wenn die Zulaufeinrichtung die Steuerung des Strömungsprofils über ihre Breite ermöglicht. Dies ist beispielsweise durch eine Zulaufeinrichtung möglich, die aus einem sich über die Badbreite erstreckenden Behälter mit mindestens einer Einlauföffnung und zum Scheidebehälter hin einer Vielzahl gleichmäßig beabstandeter Öffnungen besteht, deren Querschnitt gezielt von innen reduzierbar ist. Dies kann beispielsweise durch innerhalb des Behälters angeordnete und von außen bedienbare Blenden erfolgen, mit denen die freien Querschnitte der einzelnen Auslauföffnungen gezielt abdeckbar sind, wodurch der austretende Flüssigkeitsstrom reduziert wird. Mit einer solchen Vorrichtung kann beim Betrieb beobachteten Ungleichmäßigkeiten oder Störungen der Strömung gezielt begegnet werden.

[0013] In einer weiteren besonderen Ausführungsform weist die Vorrichtung für die Aufgabe des zu scheidenden Rohgutes eine zum Scheidebehälter hin geneigte Schurre mit einer am Boden angeordneten Platte aus einem in längsrichtung gewellten Profilmaterial auf, deren Ende in einem einstellbaren Abstand oberhalb des Flüssigkeitsbades angeordnet ist. Die Neigung der Schurre und die Anordnung ihres Endes oberhalb des Flüssigkeitsbades bewirkt, daß das Rohgut mit einer durch die Neigung einstellbaren Geschwindigkeit auf das Flüssigkeitsbad aufgegeben wird und in dieses eintaucht. Die wellenförmige Ausbildung des Schurrenbodens führt zu einer Verringerung des Reibungswiderstandes und damit der Bremswirkung des Bodenbelages. Das Besprühen des Aufgabegutes mit Wasser unterstützt den Austrag des Rohgutes von der Schurre und verdünnt die Schwertrübe im Bereich der Rohgutaufgabe, wodurch das Absinken der Schwergutbestandteile begünstigt wird. Wichtig ist auch, daß die erste Umlenkbarriere so angeordnet ist, daß sie hinter der Wurfparabel des Aufgabegutes liegt, damit dieses nicht gegen die Umlenkbarriere prallt, was zu einer Verringerung der Aufgabegeschwindigkeit und damit der Eintauchtiefe des Rohgutes in das Schwertrübebad führen würde.

[0014] Die gleichmäßige Verteilung einer großen Zahl von Sinkguttaschen über den Umfang des Trommelmantels bewirkt, daß sich das Sinkgut entsprechend auf die verschiedenen Sinkguttaschen verteilt und die Taschen nicht ungleichmäßig und übermäßig gefüllt werden. Durch die flüssigkeitsdurchlässige Ausbildung der Wände der Sinkguttaschen in Verbindung mit der nur geringen Befüllung der Taschen mit Sinkgut wird bewirkt, daß beim Herausheben einer Sinkguttasche aus dem Flüssigkeitsbade keine Flüssigkeit abgeschöpft wird und durch das nur geringe Verdrängungsvolumen des Tascheninhaltes der Flüssigkeitsspiegel nicht stark beeinflußt wird.

[0015] Die Ausbildung zweier horizontaler Flüssigkeitsströme hat den Vorteil, daß mit dem oberen Flüssigkeitsstrom das Schwimmgut zum Überlauf hin befördert und das Sinkgut auf zwei unterschiedlichen Badhöhen von der Strömung erfasst und relativ zur Schwertrübe bewegt wird, wodurch das geschiedene Schwergut absinken und anhaftendes Schwimmgut gelöst werden und aufschwimmen kann. Die Erfassung des Schwergutes von der Strömung wird durch die Strömungsumlenkung intensiviert. Die Aufgabe des Rohgutes mit hoher Geschwindigkeit auf das Flüssigkeitsbad und das dadurch bewirkte tiefe Eintauchen der Sinkgutteile begünstigt die Trennung der Schwergutteile von anhanftenden Schwimmgutkörnern, was auch durch die Besprühung des Rohgutes mit Wasser und die dadurch bewirkte Verdünnung der Schwertrübe im Bereich der Rohgutaufgabe verstärkt wird.

[0016] Die Vorteile der Erfindung werden verdeutlicht bei der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in beigefügter Zeichnung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt

Fig.1

in perspektivischer Darstellung eine teilweise geschnittene Sink- Schwimm-Scheidevorrichtung und

Fig.2

die Frontansicht einer geschnittenen Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Betrieb.

[0017] In Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Sink - Schwimm - Scheidevorrichtung in perspektivischer Darstellung gezeigt. In dem trogförmigen Scheidebehälter 1 ist die Trommel 2 drehbeweglich angeordnet. Die Trommel wird durch vier in der Höhe einstellbare Räder (nicht dargestellt) mit Hilfe eines in einen mittig angeordneten in den Zahnkranz eingreifenden Ritzels (ebenfalls nicht dargestellt) angetrieben. Deutlich zu erkennen sind die über den Innenumfang des Trommelmantels verteilten Sinkguttaschen 3, deren Wände flüssigkeitsdurchlässig ausgebildet sind. Das in den Sinkguttaschen ausgetragene Sinkgut fällt, wenn die Sinkguttaschen in eine obere Position gedreht werden, durch Schwerkraft nach unten auf eine Sinkgutschurre 4, durch die das Sinkgut aus dem Scheidebehälter herausgebracht wird. Um zu verhindern, das Sinkgut zurück auf das Trübebad bzw. das darauf schwimmende Schwimmgut fällt, sind im oberen Bereich Abdeckbleche 5 angeordnet. Das zu scheidende Rohgut wird über die Aufgabeschurre 6, die einen wellenförmigen Boden 7 hat, aufgegeben. Gut zu erkennen sind die vordere Umlenkbarriere 8, die im dargestellten Ausführungsbeispiel die Form einer abgewinkelten Platte hat, sowie die hintere Umlenkbarriere 9, die aus einer quer zur Strömungsrichtung angeordneten gewellten Platte besteht, die sich wie die vordere Umlenkbarriere über die gesamte Badbreite erstreckt. Deutlich zu erkennen sind der obere Trübeeinlauf 10 und das auf gleicher Höhe gegenüber angeordnete Überlaufwehr 13. Kurz oberhalb der Sinkguttaschen 3 ist der untere Trübeeinlauf 11 sowie gegenüberliegend die Auslauföffnung 12 des unteren Trübeauslaufs zu erkennen. Im oberen hinteren Bereich ist das Trübebad - Begrenzungsblech 14 dargestellt, an dem das eine Ende der hinteren Umlenkbarriere 9 befestigt ist.

[0018] In Fig. 2 ist die Frontansicht einer geschnittenen Vorrichtung in Betrieb dargestellt. Von rechts wird über die Aufgabeschurre 6 mit dem gewellten Boden 7 das Rohgut durch die Neigung der Schurre 6 mit hoher Geschwindigkeit möglichst ungebremst auf das Schwertrübebad derart aufgegeben, daß es in das Bad eintaucht. Etwa auf Höhe des Trübebades wird auf der rechten Seite über den oberen Trübeeinlauf 10 frische Trübe zugeführt, während auf gleicher Höhe gegenüberliegend das Überlaufwehr 13 angeordnet ist, über das der horizontale Schwimmgutstrom ausgetragen wird, wobei auch entsprechende Trübemengen mit abfließen. Während der Schwergutanteil durch das Trübebad nach unten absinkt, wird das Schwimmgut durch die horizontale Schwertrübeströmung zum Überlaufwehr gefördert. Der Trübestrom wird durch die in das Trübebad eintauchende vordere Umlenkbarriere sowie durch die etwa in der Mitte zwischen Zulauf 10 und Überlaufwehr 13 angeordnete hintere Umlenkbarriere 9 umgelenkt. Durch die Umlenkung des Trübestroms werden die oben schwimmenden Schwimmgutanteile nach unten in das Bad gedrückt, wodurch die Trennung von Sinkgutanteilen von anhaftenden Schwimmgutkörnern intensiviert und insgesamt der Scheideeffekt günstig beeinflußt wird. Das absinkende Schwergut fällt in die über den Umfang verteilten Sinkguttaschen 3 und wird durch die Drehung der Trommel nach oben gefördert und ausgetragen. Das Sinkgut fällt nach entsprechender Drehung der Trommel auf die Sinkgutschurre 4, über die das Sinkgut aus der Scheidevorrichtung ausgetragen wird.

[0019] Gut zu erkennen ist in dieser Darstellung auch der untere Trübeeinlauf 11 und die auf gleicher Höhe gegenüberliegend angeordnete Auslauföffnung des unteren Trübeauslaufs 12. Durch den zwischen diesen gebildeten horizontalen Trübestrom wird das absinkende Schwergut erfaßt und noch einmal relativ zur Schwertrübe bewegt, was eine weitere Trennung der Sinkgutanteile von anhaftenden Schwimmgutanteilen befördert. Nach dieser zweiten Trennstufe steigt das Schwimmgut wieder auf, um mit der oberen Trübeströmung vereint und zum Überlaufwehr 13 hin ausgetragen zu werden. Deutlich zu erkennen sind auch die im oberen hinteren Bereich angeordneten Abdeckbleche 5 und die Trübebad - Begrenzungsbleche 14.

Bezugszeichenliste

[0020] 

1)

Scheidebehälter (Trog)

2)

Trommel

3)

Sinkguttaschen

4)

Sinkgutschurre

5)

Abdeckbleche

6)

Aufgabeschurre

7)

wellenförmiger Boden

8)

vordere Umlenkbarriere

9)

hintere Umlenkbarriere

10)

Oberer Trübeeinlauf

11)

Unterer Trübeeinlauf

12)

Auslauföffnung unterer Trübeauslauf

13)

Überlaufwehr

14)

Trübebad - Begrenzungsbleche

Ansprüche

1. Vorrichtung zu Sink - Schwimmscheidung mineralischer Rohstoffe, insbesondere Kohle, nach der Dichte mittels einer Flüssigkeit, insbesondere einer Schwertrübe, bestehend aus einem Scheidebehälter (1) mit einer darin drehbeweglich angeordneten Trommel (2) zum Austragen des Sinkgutes, wobei der Scheidebehälter Zuläufe (6, 10, 11) für die Flüssigkeit und das zu scheidende Rohgut sowie Abläufe (12, 13) für die Flüssigkeit aufweist, wobei der Ablauf (13) als Überlauf zum Abtrennen des Schwimmgutes ausgebildet ist und die Zu- und Abläufe (10, 11; 12, 13) parallel zur Drehachse der Trommel (2) angeordnet sind und mindestens jeweils zwei Zu - und Abläufe (10, 11; 12; 13) für die Flüssigkeit vorgesehen und jeweils paarweise auf einer Höhe gegenüberliegend angeordnet sind, wobei mindestens ein Zu - und ein Ablauf (10; 13) und der Überlauf (13) in der Höhe des Flüssigkeitsspiegels und mindestens ein Zu- und Ablaufpaar (11, 12) kurz oberhalb von über den Umfang des Trommelmantels verteilten Sinkguttaschen (3) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwei von oben in die Flüssigkeit hineinragende, quer zur Strömungsrichtung über die ganze Breite angeordnete Umlenkbarrieren (8, 9) vorgesehen sind, von denen mindestens eine kurz hinter der Aufgabe des zu scheidenden Rohgutes in die Flüssigkeit und mindestens eine etwa in der Mitte zwischen Zu- und Ablauf für die Flüssigkeit so angeordnet sind, daß die in Strömungsrichtung hintere Umlenkbarriere die Schwimmgutschicht horizontal teilt.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Strömungsrichtung erste Barriere (8) so angeordnet ist, daß sie hinter der Wurfparabel des Aufgabegutes liegt.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkbarriere (8) aus einer quer zur Strömungsrichtung abgewinkelten Platte besteht, deren unterer Schenkel in Strömungsrichtung schräg nach unten gerichtet ist und dessen untere Kante parallel zu dem und kurz unterhalb des Flüssigkeitsspiegel(s) angeordnet ist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die etwa mittig zwischen Zu- und Ablauf angeordnete Umlenkbarriere (9) aus einer gewellten Platte besteht, deren Wellen parallel zueinander in Strömungsrichtung liegen, wobei die Platte derart schräg angeordnet ist, daß Ihre Anströmkante etwa in Höhe des und parallel zum Flüssigkeitsspiegel(s) und ihre Abströmkante unter der Anströmkante liegt.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen ein abgerundetes Profil haben.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen ein V-förmiges Profil haben.

7. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Zulaufeinrichtung (10) für die Flüssigkeit sich über die gesamte Badbreite erstreckt.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufeinrichtung (10) die Steuerung des Strömungsprofils über ihre Breite ermöglicht.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufeinrichtung (10) ein sich über die Badbreite erstreckender Behälter mit mindestens einer Einlauföffnung und zum Scheidebehälter (1) hin einer Vielzahl gleichmäßig beabstandeter Auslauföffnungen ist, deren Querschnitt gezielt von innen reduzierbar ist.

10. Vorrichtung gemäß mind. einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie für die Aufgabe des zu scheidenden Rohgutes eine zum Scheidebehälter (1) hin geneigte Schurre (6) aufweist, deren Boden (7) ein in Längsrichtung gewelltes Profil hat und in einstellbarem Abstand oberhalb des Flüssigkeitsbades endet.

11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß über der Aufgabeschurre (6) eine Einrichtung zur Besprühung des Aufgabegutes mit Wasser in Richtung des Scheidebehälters (1) angeordnet ist.

12. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine große Anzahl von Sinkguttaschen (3) gleichmäßig über den Umfang verteilt ist.

13. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der Sinkguttaschen (3) für die Flüssigkeit durchlässig ausgebildet sind.

14. Verfahren zur Sink-Schwimmscheidung mineralischer Rohstoffe, insbesondere Kohle, nach der Dichte mittels einer Flüssigkeit, insbesondere einer Schwertrübe, bei dem in einen Scheidebehälter mit einer darin drehbeweglich angeordneten Trommel Flüssigkeit über Zuläufe zugegeben und über auf gleicher Höhe gegenüberliegend angeordnete Abläufe derart abgegeben wird, daß sich im Scheidebehälter ein Flüssigkeitsbad aufbaut, dessen Spiegel etwa auf der Höhe der Drehachse der Trommel liegt, und sich innerhalb des Flüssigkeitsbades eine horizontale Strömung parallel zur Drehachse der Trommel vom Zulauf zu dem zugeordneten Ablauf ergibt, wobei das zu scheidende Aufgabegut parallel zur Flüssigkeit derart aufgegeben wird, daß es in das Flüssigkeitsbad eintaucht und vom Flüssigkeitsstrom erfaßt wird, wobei das Schwimmgut auf der der Zugabe gegenüberliegenden Seite mittels eines Überlaufs abgetrennt wird und das Schwergut durch das Flüssigkeitsbad absinkt,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwei horizontale gleichmäßige und im wesentlichen laminare Flüssigkeitsströme gebildet werden, die nur Schwimmgut zur Austragseite transportieren, von denen mindestens einer unmittelbar an und unter dem Flüssigkeitsspiegel und mindestens einer kurz oberhalb von über den Umfang des Trommelmantels verteilten Sinkguttaschen (3) liegt, und der Flüssigkeitsstrom am Flüssigkeitsspiegel durch mindestens zwei quer zur Strömungsrichtung angeordnete Barrieren (8, 9), die von oben in das Flüssigkeitsbad hineinragen, umgelenkt wird, wobei mindestens eine unmittelbar hinter dem Zulauf und mindestens eine etwa mittig zwischen Zulauf und zugeordnetem Ablauf angeordnet ist.

15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Flüssigkeitsstrom über die gesamte Badbreite gleichmäßig geregelt wird.

16. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohgut mit hoher Geschwindigkeit auf das Flüssigkeitsbad aufgegeben wird.

17. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die untere gleichmäßige und im wesentlichen laminare Strömung das Sinkgut relativ zur Schwertrübe bewegt und am Sinkgut anhaftende Schwimmgutanteile löst, so daß diese in den Bereich des oberen Flüssigkeitsstromes aufsteigen können, um mit dem übrigen Schwimmgut ausgetragen zu werden.

18. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß durch die hintere Umlenkbarriere die Schwimmgutschicht geteilt wird und in ihrer Dicke reduziert wird.

19. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Umlenkung des Flüssigkeitsstroms derart erfolgt, daß ein vorgebbarer Anteil des an der Oberfläche schwimmenden Gutes erfaßt und in die Flüssigkeit gedrückt wird.

20. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohgut mit Wasser besprüht und eingespült wird.

Claims

1. An apparatus for the sink-and-float separation of mineral raw materials, in particular coal, according to density by means of a liquid, in particular a dense medium, consisting of a separating vessel (1) having a drum (2) rotatably arranged therein for the discharge of the sink product, the separating vessel having inlets (6, 10, 11) for the liquid and the raw material to be separated and outlets (12, 13) for the liquid, the outlet (13) being designed as an overflow for separating the float product, and the inlets and outlets (10, 11; 12, 13) being arranged parallel to the axis of rotation of the drum (2), and at least two outlets and inlets (10, 11; 12; 13) being provided in each case for the liquid and being arranged in each case opposite one another in pairs at one height, at least one inlet and one outlet (10; 13) and the overflow (13) being arranged at the height of the liquid level, and at least one inlet and outlet pair (11, 12) being arranged just above sink-product pockets (3) distributed over the circumference of the drum shell,
characterized in that at least two deflecting barriers (8, 9) projecting into the liquid from above and arranged over the entire width transversely to the direction of flow are provided, of which deflecting barriers (8, 9) at least one is arranged just behind the point at which the raw material to be separated is delivered into the liquid and at least one is arranged approximately in the center between inlet and outlet for the liquid in such a way that the rear deflecting barrier in the direction of flow divides the float-product layer horizontally.

2. The apparatus as claimed in claim 1, characterized in that the first barrier (8) in the direction of flow is arranged in such a way that it lies downstream of the trajectory parabola of the feed material.

3. The apparatus as claimed in claim 2, characterized in that the deflecting barrier (8) consists of a plate which is angled transversely to the direction of flow and whose bottom leg is directed obliquely downward in the direction of flow and whose bottom edge is arranged parallel to and just below the liquid level.

4. The apparatus as claimed in claim 1, characterized in that the deflecting barrier (9) arranged approximately centrally between inlet and outlet consists of a corrugated plate, the corrugations of which lie parallel to one another in the direction of flow, the plate being arranged obliquely in such a way that its leading edge lies approximately at the height of the liquid level and parallel thereto and its trailing edge lies below the leading edge.

5. The apparatus as claimed in claim 4, characterized in that the corrugations have a rounded-off profile.

6. The apparatus as claimed in claim 4, characterized in that the corrugations have a V-shaped profile.

7. The apparatus as claimed in at least one of claims 1 to 6, characterized in that the top inlet device (10) for the liquid extends over the entire bath width.

8. The apparatus as claimed in claim 7, characterized in that the inlet device (10) permits the control of the flow profile over its width.

9. The apparatus as claimed in claim 8, characterized in that the inlet device (10) is a vessel extending over the bath width and having at least one inlet opening and, toward the separating vessel (1), a multiplicity of equispaced outlet openings, the cross section of which can be specifically reduced from inside.

10. The apparatus as claimed in at least one of claims 1 to 9, characterized in that, for the delivery of the raw material to be separated,-it has a chute (6) which is inclined toward the separating vessel (1) and whose base (7) has a profile corrugated in the longitudinal direction and ends at an adjustable distance above the liquid bath.

11. The apparatus as claimed in claim 10, characterized in that a device for spraying the feed material with water in the direction of the separating vessel (1) is arranged above the delivery chute (6).

12. The apparatus as claimed in at least one of claims 1 to 11, characterized in that a large number of sink-product pockets (3) are distributed uniformly over the circumference.

13. The apparatus as claimed in claim 12, characterized in that the walls of the sink-product pockets (3) are designed to be permeable to the liquid.

14. A method for the sink-and-float separation of mineral raw materials, in particular coal, according to density by means of a liquid, in particular a dense medium, in which liquid is fed via inlets into a separating vessel having a drum rotatably arranged therein and is discharged via outlets, arranged opposite said inlets at the same height, in such a way that a liquid bath builds up in the separating vessel, the level of this liquid bath lying approximately at the height of the axis of rotation of the drum, and a horizontal flow parallel to the axis of rotation of the drum from the inlet to the associated outlet results inside the liquid bath, the feed material to be separated being delivered parallel to the liquid in such a way that it plunges into the liquid bath and is caught by the liquid flow, the float product on the side opposite the feed being separated by means of an overflow, and the sink product sinking through the liquid bath, characterized in that at least two horizontal uniform and essentially laminar liquid flows are formed which only transport float product to the discharge side and of which at least one lies directly at and below the liquid level and at least one lies just above sink-product pockets (3) distributed over the circumference of the drum shell, and the liquid flow at the liquid level is deflected by at least two barriers (8, 9) which are arranged transversely to the direction of flow and which project into the liquid bath from above, at least one being arranged directly downstream of the inlet and at least one being arranged approximately centrally between inlet and associated outlet.

15. The method as claimed in claim 14, characterized in that the top liquid flow is uniformly regulated over the entire bath width.

16. The method according to at least one of claims 14 and 15, characterized in that the raw material is delivered to the liquid bath at high speed.

17. The method according to at least one of claims 14 to 16, characterized in that the bottom uniform and essentially laminar flow moves the sink product relative to the dense medium and releases float-product fractions adhering to the sink product, so that these float-product fractions can rise into the region of the top liquid flow in order to be discharged with the rest of the float product.

18. The method as claimed in at least one of claims 15 to 17, characterized in that the float-product layer is divided by the rear deflecting barrier and reduced in its thickness.

19. The method as claimed in at least one of claims 15 to 18, characterized in that the rear deflection of the liquid flow is effected in such a way that a predeterminable fraction of the material floating at the surface is caught and forced into the liquid.

20. The method as claimed in at least one of claims 16 to 19, characterized in that the raw material is sprayed with water and water-jetted.

Revendications

1. Dispositif de séparation par flottation gravimétrique de matières brutes minérales, notamment de charbon, en fonction de la densité au moyen d'un liquide, notamment un milieu dense, se composant d'un récipient de séparation (1) avec un tambour (2) disposé de manière mobile en rotation dans celui-ci pour décharger les produits plongeants, le récipient de séparation présentant des alimentations (6, 10, 11) pour le liquide et la matière brute à séparer ainsi que des décharges (12, 13) pour le liquide, la décharge (13) étant réalisée en tant que débordement pour la séparation des produits flottants et les alimentations et les décharges (10, 11 ; 12, 13) étant disposées parallèlement à l'axe de rotation du tambour (2) et au moins à chaque fois deux alimentations et décharges (10, 11 ; 12, 13) pour le liquide étant prévues et étant disposées à chaque fois par paire en regard l'une de l'autre à une même hauteur, au moins une alimentation et une décharge (10 ; 13) et le débordement (13) étant disposés à la hauteur du niveau de liquide et au moins une paire d'alimentation et de décharge (11, 12) étant disposée juste au-dessus de poches de produits plongeants (3) réparties sur la périphérie de l'enveloppe du tambour,
caractérisé en ce que
l'on prévoit au moins deux barrières de déflection (8, 9) pénétrant par le haut dans le liquide, disposées transversalement à la direction d'écoulement sur toute la largeur, dont au moins une est disposée dans le liquide juste derrière le chargement de la matière brute à séparer et au moins une est disposée approximativement au centre entre l'alimentation et la décharge pour le liquide de telle sorte que la barrière de déflection arrière dans la direction d'écoulement divise horizontalement la couche de produits flottants.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première barrière (8) dans la direction d'écoulement est disposée de telle sorte qu'elle se trouve derrière la parabole de projection de la matière de chargement.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la barrière de déflection (8) se compose d'une plaque coudée transversalement à la direction d'écoulement, dont la branche inférieure est orientée obliquement vers le bas dans la direction d'écoulement et dont le bord inférieur est disposé parallèlement au niveau de liquide et juste en dessous de celui-ci.

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la barrière de déflection (9) disposée approximativement au centre entre l'alimentation et la décharge se compose d'une plaque ondulée dont les ondulations s'étendent parallèlement les unes aux autres dans la direction d'écoulement, la plaque étant disposée obliquement de telle sorte que son bord d'attaque se trouve approximativement à la hauteur du niveau de liquide et parallèlement à celui-ci et que son bord de fuite se trouve sous le bord d'attaque.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les ondulations ont un profil arrondi.

6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les ondulations ont un profil en forme de V.

7. Dispositif selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation supérieur (10) pour le liquide s'étend sur toute la largeur du bain.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation (10) permet le contrôle du profil d'écoulement sur sa largeur.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation (10) est un récipient s'étendant sur la largeur du bain avec au moins une ouverture d'entrée et, en direction du récipient de séparation (1), avec une pluralité d'ouvertures de sortie espacées uniformément, dont la section transversale peut être réduite de manière ciblée depuis l'intérieur.

10. Dispositif selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il présente, pour le chargement de la matière brute à séparer, une goulotte (6) inclinée vers le récipient de séparation (1), dont le fond (7) a un profil ondulé dans la direction longitudinale et se termine à une distance ajustable au-dessus du bain de liquide.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'un dispositif pour injecter la matière de chargement avec de l'eau est disposé au-dessus de la goulotte de chargement (6) dans la direction du récipient de séparation (1).

12. Dispositif selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'un grand nombre de poches de produits plongeants (3) est réparti uniformément sur la périphérie.

13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les parois des poches de produits plongeants (3) sont réalisées de manière perméable au liquide.

14. Procédé de séparation par flottation gravimétrique de matières brutes minérales, notamment de charbon, en fonction de la densité au moyen d'un liquide, notamment un milieu dense, dans lequel, dans un récipient de séparation avec un tambour disposé de manière mobile en rotation dans celui-ci, du liquide est ajouté par le biais d'alimentations et est déchargé par le biais de décharges disposées en regard à la même hauteur, de telle sorte qu'il se forme dans le récipient de séparation un bain de liquide dont le niveau se trouve approximativement à la hauteur de l'axe de rotation du tambour, et un écoulement horizontal se produit à l'intérieur du bain de liquide parallèlement à l'axe de rotation du tambour depuis l'alimentation vers la décharge associée, la matière de chargement à séparer étant chargée parallèlement au liquide de telle sorte qu'elle plonge dans le bain de liquide et qu'elle soit capturée par le courant de liquide, les produits flottants étant séparés du côté opposé à l'addition au moyen d'un débordement et les produits plongeants tombant à travers le bain de liquide,
caractérisé en ce qu'
au moins deux courants de liquide horizontaux uniformes et essentiellement laminaires sont formés, lesquels ne transportent que les produits flottants vers le côté de déchargement, dont au moins un se trouve directement au niveau du liquide et en dessous de celui-ci et au moins un se trouve juste au-dessus de poches de produits plongeants (3) réparties sur la périphérie de l'enveloppe du tambour, et le courant de liquide étant dévié au niveau du liquide par au moins deux barrières (8, 9) disposées transversalement à la direction d'écoulement, qui pénètrent par le haut dans le bain de liquide, au moins une étant disposée directement derrière l'alimentation et au moins une étant disposée approximativement au centre entre l'alimentation et la décharge associée.

15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le courant de liquide supérieur est régulé uniformément sur toute la largeur du bain.

16. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que la matière brute est chargée à une grande vitesse sur le bain de liquide.

17. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que l'écoulement inférieur uniforme et essentiellement laminaire déplace les produits plongeants par rapport au milieu dense et libère les proportions de produits flottants adhérant aux produits plongeants, de sorte que celles-ci puissent monter dans la région du courant de liquide supérieur, afin de pouvoir être déchargées avec le reste des produits flottants.

18. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que la couche de produits flottants est divisée par la barrière de déflection arrière et son épaisseur est réduite.

19. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que la déflection arrière du courant de liquide s'effectue de telle sorte qu'une proportion prédéfinissable des produits flottant à la surface soit capturée et enfoncée dans le liquide.

20. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications 16 à 19, caractérisé en ce que la matière brute est pulvérisée et rincée avec de l'eau.

Zeichnung