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Absetzanlage mit Förderband zur Behandlung von Trüben
Die Erfindung betrifft eine Absetzanlage mit einem Förderband zum kontinuierlichen Trennen von aus festen und flüssigen Phasen bestehenden Trüben, wobei das Förderband entlang einem Teil seiner das Filtergut tragenden Länge ein in der Bewegungsrichtung konkaves Profil annimmt.
Es sind bereits zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die zur zum Teil kontinuierlichen Behandlung von Trüben, d. h. aus Flüssigkeiten und festen Stoffen bestehenden Gemischen, dienen. Es wird dabei unter anderem ein Trennen der Phasen, namentlich eine Entwässerung der Trüben bezweckt.
Verfahrensmässig können nun Gravitations- und zentrifugales Absetzen, Filtern und Wärmetrocknung unterschieden werden.
Zum Anreichern von Trüben durch Gravitationsabsetzen werden Anreicherungswannen und Klärbekken verwendet, in denen die geklärte Flüssigkeit oben und der angereicherte dichte Schlamm (die Suspension) unten zu liegen kommt. Zur Durchführung des Gravitationsabsetzens dient die an sich bekannte zylindrische Anreicherungswanne nach Dorr, an deren Boden die feste Phase durch Lenkschaufeln an langsam umlaufenden Armen gegen eine zentrale Öffnung geschoben und von hier in der Regel durch eine Membranpumpe weiterbefördert wird. Die flüssige Phase entweicht am oberen Rand des Zylinders durch Überlaufen. Es werden auch grossflächige Abklärbecken verwendet, aus denen der dichte Schlamm kontinuierlich oder periodisch entfernt wird, nachdem die oberhalb der Schlammschicht liegende Flüssigkeit vorher abgezogen worden ist.
Bei beiden Verfahren wird in der Regel ein Schlamm mit einem Gehalt von 40 bis 600, 10 an festen Körnern erhalten, so dass es unvermeidlich ist, das Produkt, z. B. einen Kohlenschlamm, weiter anzureichern.
Eine andere Art des Gravitationsabsetzens besteht in der Anwendung eines Absetz- bzw. Filterbandes mit Kippeimern. Bei. dieser Vorrichtung wird die Trübe in Kippeimern eingebracht, aus denen ein Teil der Flüssigkeit zusammen mit den feinen Körnern der festen Phase durch Überlaufen entweicht. Der zurückbleibendeTeildurchsetztalsFilterausgebildete perforierte Platten. Ist in der Trübe wenig Schlamm bzw. feinkörniges Material vorhanden, kann die Entwässerung bis zu Feuchtigkeitsgehalten von M bis 13010 getrieben werden, wobei aber der Raum--und Energiebedarf verhältnismässig gross ist.
Es sind auch mechanische Sichter als Mittel zur Trübenbehandlung bekannt. Im Wesen sind es Behälter mit schrägem Boden, die eine Vorrichtung zum Befördern von abzulagernden festen Körnern an ihrem Boden und zugleich zum Bewegen der Trübe aufweisen. Der untere Teil des Behälters ist durch einen Damm abgeschlossen. Die feinen Körner der festen Phase entweichen mit einem grossen Teil der flüssigen Phase über diesen Damm. Der offene obere Teil des Behälters reicht höher als der Damm. Die Vorrichtung zum Befördern und Bewegen der Trübe, durch die der geringere Teil der flüssigen Phase zusammen mit gröberen Körnern befördert wird, kann verschieden ausgebildet sein (Type Dorr, Esperanza, Akins and Hardings).
Für die Entwässerung werden insbesondere die Typen Dorr und Akins verwendet, obwohl sie kostspielige Einrichtungen mit grossem Gewicht darstellen, die auch einem starken Verschleiss ausgesetzt sind. Dabei wird durch die am unteren Teil des Behälters entweichende Flüssigkeit (Waschwasser"), selbst bei möglichst vorsichtiger Einstellung ein unzulässig hoher Anteil der feinen Körner des zu entwässernden Stoffes mitgerissen.
Zum Sichten gemäss dem spez. Gewicht von festen Mineralkörnern wurden auch Bandsinkscheider
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vorgeschlagen. Bei diesen wird auf ein Förderband mit U-förmigem Querschnitt eine schwere Suspensior derart zugeführt, dass die Geschwindigkeiten von Förderband und Suspension gleich sind. Das vorzuberei- tende, sogenannte Zwischenprodukt wird am Ende des Bandes eingespeist und in der schweren Suspensior gemäss seinem spez. Gewicht getrennt, z. B. in Kohlenkörner und Bergwäsche separiert.
Die Kohlenkör- ner schwimmen auf der Suspension, während die Körner der Bergwäsche auf das Förderband sinken. Arr Ende des Förderbandes werden die beiden erhaltenen und in zwei Teile getrennten Produkte mittels zweier Klingen getrennt und abgeführt, wobei sie von der Suspension noch zu reinigen sind. Diese Bandsink. scheider sind nun zur Entwässerung von Trüben ungeeignet, da bei Zuführung einer Trübe flüssige unc feste Phasen zusammen entweichen würden. Davon abgesehen, stellen die Bandsinkscheider robuste Einrichtungen dar, da wegen dem Band mit U-förmigem Querschnitt Leittrommeln mit einem Durchmessen von etwa 1 1/2 m verwendet werden müssen, damit die Seitenwände des Bandes beim Durchlaufen an den Trommeln keine bleibenden Formänderungen erleiden.
Es ist auch ein Verfahren und eine Einrichtung vorgeschlagen worden, bei welchen feste Stoffe nach ihrem spezifischen Gewicht und/oder ihrer Korngrösse getrennt werden. Dieser Vorschlag ist demnach ebenfalls auf das Gebiet der Mineralaufbereitung beschränkt. Der aus voneinander zu trennenden festen Bestandteilen bestehende Vorrat wird dem mittleren Teil eines praktisch waagrechten und geschlossenen Kanals zugeführt. Am Vorderteil des Kanals wird über einen Trichter eine Flüssigkeit (Wasser) zugeführt, die in der Richtung des andern Kanalendes strömt. Gleichzeitig bewegt sich der Boden (das-Förderband) des geschlossenen Kanals in einer der Strömungsrichtung der Flüssigkeit entgegengesetzten Richtung.
Dies hat zur Folge, dass an der Zuflussstelle des Vorrates eine wirbelnde Strömung entsteht, wodurch die Flüssigkeit und das aus voneinander zu trennenden festen Bestandteilen bestehende Gemenge einer wirksamen Mischung unterzogen werden. Körner grösseren spez. Gewichtes bzw. grösserer Abmessungen werden durch den beweglichen Boden des Kanals über eine schwach geneigte Fläche entgegen dem Flüssigkeitsstrom mitgenommen. Gleichzeitig werden Körner von geringerem spez. Gewicht bzw. Korngrösse durch den Flüssigkeitsstrom mitgerissen. Der Rand des die Flüssigkeit zuführenden Trichters ist durch eine Abdichtungsplatte geschlossen. Somit entweichen die Kömer von grösserem spez. Gewicht bzw. von grösseren Abmessungen am Ende des beweglichen Bodens des geschlossenen Kanals mit einer Menge von Flüssigkeit, die von der Abdichtungsplatte hindurchgelassen wird.
Weitere Teile der Flüssigkeit entweichen zusammen mit Körnern von geringerem spez. Gewicht bzw. Korngrösse am andern Ende des geschlossenen Kanals. Da die mitgerissenen festen Körner während der Vorbereitung des Vorganges gut durchspült werden, erfolgt die Sichtung mit hinreichender Genauigkeit. Das Produkt entweicht aber an beiden Enden des geschlossenen Kanals zusammen mit Wasser, so dass zur Entwässerung von Trüben auch dieser Vorschlag ungeeignet ist.
Im Wesen trifft dasselbe auf einen andern bekannten Vorschlag zu, nach welchem der bewegliche Boden des eben beschriebenen geschlossenen Kanals wegfällt und anstatt dessen der Kanal selbst steiler angeordnet wird.
Zentrifugen sind im wesentlichen spiralförmige Sichter. Eine Zentrifuge dieser Art nach Bird weist einen waagrecht angeordneten kegeligen Behälter und eine in diesem Behälter an einer Hohlwelle angeordnete Schnecke auf. Behälter und Schnecke werden im gleichen Drehungssinn bei voneinander ein wenig abweichenden Drehzahlen in schnelle Drehbewegung versetzt. Die groben Körner einer durch die Hohlwelle hindurch eingespeisten Trübe werden durch die Schnecke gegen die Spitze des Behälters befördert. Die aus der festen Phase zurückbleibenden Feinkörner und die Flüssigkeit entweichen am Boden des konischen Behälters. Ähnlich arbeitet die sogenannte Carpenter-Zentrifuge, die jedoch durch eine vertikale Anordnung gekennzeichnet ist.
Zentrifugen als Absetzanlagen weisen in der Regel einen verhältnismässig hohen Leistungsbedarf auf, wodurch ihre Anwendung aus Gründen der Wirtschaftlichkeit auf Schwierigkeiten stösst.
Zur zentrifugalen Trübenbehandlung können auch Hydrozyklone dienen, die im Wesen zylindrische Behälter mit vertikaler Achse darstellen, die unten konisch und oben zylindrisch ausgebildet sind. Die Trübe wird am zylindrischen Teil mit hoher Geschwindigkeit zugeführt. Der überwiegende Teil der flüssigen Phase entweicht zusammen mit den feinsten Körnern der festen Phase durch eine oben am zylindrischen Teil des Behälters angeordnete Auslassöffnung. Der angereicherte, aber noch bedeutende Wassermengen enthaltende Teil der Trübe fliesst dabei an der Spitze des sich abwärts verjüngenden Behälterteiles unten aus dem Hydrozyklon aus, um erforderlichenfalls einem weiteren Absetzen unterzogen zu werden.
Die Trübenbehandlung durch Filtern erfolgt mittels ebener bzw. bogenförmiger Siebe, Siebtrommeln, Rüttelsiebe (Resonanzsiebe), Vibratoren usw. Der Wirkungsgrad dieser Einrichtungen ist aber in der Regel unzureichend. Bei zu kleiner Maschengrösse wird nämlich die Trübe an der Siebfläche aufge-
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staut. Bei zu grossen Maschen kann dagegen in den feinkörnigen Teilen der festen Phase ein erheblicher Materialverlust eintreten. Hinzu kommt, dass die Siebflächen verhältnismässig schnell verschliessen. Die Wirksamkeit der Entwässerung hängt auch von der Kornverteilung der auf die perforierte Fläche eingespeisten Trübe ab. Je geringer die Korngrösse, umso schwieriger ist die Oberflächenfeuchtigkeit der Körner zu verringern.
Es werden auch spezielle Siebe verwendet, bei welchen die feste Phase auf einer Filterplatte zurückbleibt, wogegen eine die flüssige Phase und Körner gewisser Grösse der festen Phase enthaltende Fraktion über die Filterplatte durchfliesst und als Filtrat entweicht.
Die Durchdringung des Filtrates über die Filterplatte kann durch Anwendung von Vakuum oder durch Pressen gefördert werden. Bei der Kohlenvorbereitung werden auch sogenannte Filter- oder Trockentürme verwendet, die hohe schornsteinartige Behälter darstellen, an deren Boden mit einem Filterstoff, z. B. mit Koks gefüllte perforierte Rohre, angebracht sind. Um die Entwässerung zu steigern, wird über den mit Filtermaterial gefüllten Behälter von unten nach oben auch Luft hindurchgeblasen. Die Entwässerung selbst geht periodisch vor sich. Es ist dabei ersichtlich, dass die Behandlung von Trüben durch Filtern verhältnismässig verwickelte Einrichtungen voraussetzt und ziemlich umständlich ist, so dass die Betriebs- und Gestehungskosten hoch ansteigen.
Ein sehr kostspieliges Verfahren der Trübenbehandlung besteht in der Trocknung des Gutes durch Wärme, wobei Trocknungsanlagen mit Dampf- und Rauchgasbetrieb verwendet werden. Eben wegen der Kostspieligkeit des Verfahrens wird es lediglich beim Brikettieren und Abdarren (d. h. bei Entfernung des inneren Wassergehaltes) verwendet.
Es ist ersichtlich, dass keine der bekannten Einrichtungen und keines der bekannten Verfahren zur Behandlung von Trüben geeignet ist, Forderungen nach kontinuierlichem Betrieb, geringem Bedarf an Gestehungskosten und Energie, geringen Betriebskosten, Freiheit von verhältnismässig schnell verschleissenden Bestandteilen, erhöhter Betriebssicherheit, einfacher Handhabung, hoher Leistung, geringstem Materialverlust und gutem Wirkungsgrad gleichzeitig gerecht zu werden, ohne die eine kontinuierliche Trübenbehandlung hoher Leistung wirtschaftlich nicht erfolgen kann. Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der genannten Schwierigkeiten und die Schaffung einer Absetzanlage der eingangs genannten Art, bei welcher die erwähnten Bedingungen einer wirtschaftlichen Trübenbehandlung gleichzeitig erfüllt sind.
Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass der konkave Abschnitt des Förderbandes, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines ebenen Abschnittes, in einen in der Bewegungsrichtung konvexen Abschnitt übergeht, wobei dem konkaven Abschnitt mindestens eine Mischvorrichtung zugeordnet ist.
Die Erfindung beruht also darauf, dass die flüssige Phase nicht in der Längsrichtung des Förderbandes, sondern mindestens zum Teil quer zur Längsrichtung abgeführt wird. Hiedurch kann nämlich in der auf das Förderband gebrachten Trübe die flüssige Phase mit der festen Phase zusammen fortschreiten, so dass durch geeignete Wahl der geometrischen Form und der Lage des Förderbandes eine Ablagerung der festen Phase in der Trübe und somit ihre Trennung von der flüssigen Phase innerhalb der Grenzen von praktischen Forderungen immer gesichert werden kann. Das seitliche Austreten der flüssigen Phase gewährleistet dabei, dass die flüssige Phase ohne Bewegen der festen Phase entweichen kann, bevor die feste Phase vom Förderband entfernt wird.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend an Hand der Zeichnungen erläutert, die zwei beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemässen Absetzanlage mit Förderband darstellen.
Fig. 1 stellt einen Schnitt gemäss der Linie I-I in Fig. 2 dar. Fig. 2 zeigt eine der Fig. l entsprechen-
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Schnitte gemäss den Linien IV-IV, V-V und VI-VI in Fig. l bzw. gemäss der Linie VII-VII in Fig. 2. Fig. 8 ist ein Schnitt gemäss der Linie VIII-VIII der in Fig. l unter Weglassen von hinter der Zeichnungsebene liegenden Teilen. Fig. 9 zeigt schliesslich den Längsschnitt eines andern Ausführungsbeispieles.
Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, stellen die dargestellten Ausführungsbeispiele der erfindung gemässen Absetzanlage im wesentlichen einen Bandförderer dar, dessen Förderband 10 ein unteres oder Leerlauftrum 10a und ein oberes oder Fördertrum lOb aufweist. Das untere Trum 10a des Förderbandes 10 ist in üblicher Weise geführt. Im oberen oder Fördertrum lob dagegen bildet das Förderband 10 einen Rieselabschnitt 12, der in der Längsrichtung 11 des Bandförderers liegt, aber ein seitliches Entweichen von Flüssigkeit zulässt. Dieser Rieselabschnitt 12 befindet sich zwischen Umlenktrommeln 13a und 13b, die zum Führen des Förderbandes 10 dienen.
Dem Rieselabschnitt 12 geht ein Ablagerungsabschnitt 14 voran, dessen in der Bewegungsrichtung gesehen konkave Förderflä-. che ermöglicht, dass eine auf das Förderband gebrachte Trübe sich zusammen mit dem Förderband 10 bewegt, wobei sich ihre feste Phase 15 ablagert, d. h. sich von der flüssigen Phase 17 der Trübe trennt. An jener Stelle, an der der Ablagerungsabschnitt 14 in den Rieselabschnitt 12 übergeht-
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d. h. beim Übergang zwischen in der Bewegungsrichtung gesehen konkaven und konvexen Teilen der Förderfläche (Fig. 6) kann ein ebener Übergangsabschnitt geringer Ausdehnung vorhanden sein. Ein ähnlicher Übergang befindetsich am Ende des Rieselabschnittes 12, wo dieser Abschnitt in einen, in Bewegungrichtung gesehen konkaven Förderabschnitt 18 übergeht.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, wird der Ablagerungsabschnitt 14 gegen sein Ende in Richtung auf den Rieselabschnitt 12 zu immer flacher. Dies hat zur Folge, dass am Ende des Ablagerungsabschnittes 14 die Schichtdicke der flüssigen Phase 17 geringer wird, d. h. die Ablagerung schneller vor sich geht.
Auf den Rieselabschnitt 12 folgt, wie erwähnt, ein. Förderabschnitt 18, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel in an sich bekannter Weise wieder konkav ausgebildet ist, obwohl er entlang kürzerer Förderabschnitte, wo ein Materialverlust nicht zu befürchten ist, auch eben sein kann.
Das in seiner Längsrichtung also verschiedene Querschnitte oder Profile aufweisende Förderband 10 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch Rollen geführt, die je Abschnitt mit den Bezugszeichen 14a,14b,14c,12a,12b,12c bzw. 18a, 18b, 18c angedeutet sind. Die Leitrolle des ebenen Abschnittes ist mit 19 bezeichnet. Die Leitrollen, die dazu dienen, das Band 10 in seinem unteren oder Leerlaufabschnitt 10a zu unterstützen, sind der Reihe nach mit 20a, 20b, 20c, 20d bezeichnet.
Die Trübe 16 wird über ein Fallrohr 21 und einen Zufuhrtrichter 22 auf den Ablagerungsabschnitt 14 gebracht, dem beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine pneumatische Mischvorrichtung 23 zugeordnet ist. Letztere ist dazu bestimmt, das zu entwässernde Produkt einer erhöhten Waschwirkung
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waschen usw. eine günstige Wirkung.
Wie aus Fig. l ersichtlich, befindet sich am Anfang des Ablagerungsabschnittes 14 eine Stauplatte 24, die eine Strömung der Trübe 16 in Richtung auf den Rieselabschnitt 12 zu fördert und ermöglicht, dass die feste Phase 15 und die flüssige Phase 17 voneinander im Gleichstrom 11 getrennt werden.
Beim geschilderten Ausführungsbeispiel steht mit einem nicht dargestellten Antrieb des Bandförderers zweckmässig die Umlenktrommel 13a in kraftübertragender Verbindung, wie dies in Anbetracht der Bewegungsrichtung 11 des Bandes 10 auch üblich ist.
Bei geringen Bandgeschwindigkeiten wird die feste Phase 15 nach Verlassen des Rieselabschnittes 12 am Ende des Förderabschnittes 18 durch eine Abtrennplatte 25 vom Band 10 getrennt. Sollen auch in der festen Phase 15 übereinanderliegende Schichten 15a bzw. 15b verschiedener Korngrösse voneinander getrennt werden, so kann eine weitere Abtrennplatte verwendet werden, die oberhalb der Abtrennplatte 25 entsprechend der gemeinsamen Grenzlinie der Schichten 15a und 15b angeordnet ist.
Das vom Förderabschnitt 18 entweichende Produkt gelangt beim dargestellten Ausführungsbeispiel auf einen weiteren Förderer 26, der z. B. ein Fahrzeug (Karren usw.) beliebiger Art, oder z. B. ein weiterer Bandförderer sein kann, mittels dessen die feste Phase 15, d. h. das entwässerte Produkt, auf eine gewünschte Stelle befördert werden kann. Der erwähnte Förderer kann aber auch in einer Wiederholung der erfindungsgemässen Einrichtung bestehen, wobei die feste Phase 15 zwecks erhöhter Waschwirkung und schärfererTrennung durch Zuführen von Wasser erneut suspendiert und die Suspension dann in ihre Phasen getrennt wird. Das feste Gut wird dabei mittels der dem Ablagerungsabschnitt 14 zugeord- neten Mischvorrichtung 23 mit dem Wasser in Suspension gebracht.
Erforderlichenfalls können aber mit einer Mischvorrichtung versehene weitere Ablagerungsabschnitte und Rieselabschnitte auch innerhalb eines einzigen Bandförderers vorgesehen sein.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist die Trennplatte 25 in ihrem dem Förderband M zugekehrten Rand 25a eine Ausnehmung 25b auf, die eine Öffnung 26 zwischen Förderband 10 und Trennplatte 25 freilässt. Diese Massnahme bezweckt, dass bei annähernd gleichmässiger Korngrösse Körner hohen spez. Gewichtes, die bei Gravitationsablagerung am tiefsten zu liegen kommen, wie z. B. Magnetit, Ilmenit, Edelmetalle usw., bei mineralischen Sedimenten vom Produkt getrennt werden können.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck unterhalb der Trennplatte 25 eine Vorrichtung 27 zum Spülen der Förderbandfläche und eine Absetzvorrichtung 28 zum Absetzen der abgespülten Suspension angeordnet.
Um die am Förderband anhaftende Wasserhaut wirksam zu entfernen, können insbesondere an den Rändern des Förderbandes der Öffnung 26 ähnliche Öffnungen und/oder Bürsten vorgesehen sein.
Es ist aber auch möglich, die Aufnahmefläche des Förderbandes durch eine geeignete Behandlung in an sich bekannter Weise wasserabstossend (hydrophob) zu machen.
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Die dargestellte beispielsweise Ausführungsform der Erfindung arbeitet wie folgt :
Die Einrichtung wird an der Gewinnungsstätte derart aufgestellt, dass die Trübe über das Fallrohr 21 und den Aufgabetrichter 22 in Richtung eines Pfeiles 29 auf den Ablagerungsabschnitt 14 gelangt, wobei das bei der Umlenktrommel 13a entweichende Produkt auf den Förderer 26 entladen wird.
Dann wird der Bandförderer angelassen, wobei das obere Trum lOb des Förderbandes 10 von der Umlenktrommel 13b in Richtung des Pfeiles 11 abläuft und in der Bewegungsrichtung gesehen zunächst ein konkaves und nachher ein konvexes Profil bildet, so dass der erforderliche Ablagerungsabschnitt 14 und der Rieselabschnitt 12 kontinuierlich gebildet werden. Nach Verlassen des Rieselabschnittes 12 nimmt das Förderband 10 in der Bewegungsrichtung gesehen wieder eine konkave Form an und erreicht die Umlenktrommel 13a, nach der es im unteren oder Leerlauf trum 10a zu der Umlenktrommel 13b zurückläuft.
Die Trübe 16 fliesst überdas Fallrohr 21 und denAufgabetrichter 22 auf den Ablagerungsabschnitt 14, in dem sie sich mit dem Förderband 10 zusammen bewegt. Nach Verlassen der Mischvorrichtung 23 beginnt die Trennung der flüssigen Phase 17 und der festen Phase 15 durch Absetzen, wie dies in Fig. l angedeutet ist. Es ist ersichtlich, dass die Trübe 16 gegen das Ende des Ablagerungsabschnittes 14 bereits verschwindet. Unmittelbar am Förderband 10 befindet sich die feste Phase 15 derart, dass Körner höheren spez. Gewichtes und/oder grösseren Volumens unten, während Körner geringeren spez. Gewichtes und/oder Korngrösse oben zu liegen kommen.
Oberhalb der festen Phase 15 ist bereits Flüssigkeit (die flüssige Phase 17) vorhanden. Wenn demnach der Ablagerungsabschnitt 14 immer flacher wird, nähert sich das Niveau der flüssigen Phase 17 immer mehr den Rändern des Förderbandes 10, wobei (im Schnitt gemäss der Linie A-A der Fig. 1 und 2) der Rieselabschnitt 12 und somit das Entweichen der Flüssigkeit in Richtung des Pfeiles 30 quer zur Längsrichtung 11 des Förderbandes 10 seinen Anfang nimmt. Wenn der Ablagerungsabschnitt 14 im Laufe seiner Ausbreitung in eine Ebene übergeht (Fig. 6), ist das Entweichen der flüssigen Phase 17 praktisch beinahe beendet.
Der weitere von oben gesehen konvexe Teil (zwischen den Schnitten VI-VI) des Rieselabschnittes 12 bewirkt ein Bewegen der am Förderband 10 befindlichen festen Phase 15, wodurch Flüssigkeitsmengen, die eventuell an und zwischen den Körnern zurückgeblieben sind, in Richtung der Pfeile 30 ebenfalls entweichen können, so dass die Entwässerung der festen Phase 15 gefördert wird.
Die vom Förderband 10 in Richtung des Pfeiles 30 entweichende flüssige Phase 17 (Wasser) bildet im wesentlichen noch immer eine Suspension, die jedoch lediglich eine geringe Menge von feineren Körnern der Trübe 16 enthält, die nicht in die feste Phase 15 übergegangen sind. Dies bürgt für die bereits erwähnte qualitätsfördernde Wirkung.
Nach Verlassen des Rieselabschnittes 12 gelangt die feste Phase 15 in den Förderabschnitt 18, der in der Bewegungsrichtung gesehen, eine konkave Fläche bildet, wodurch das Produkt wieder auf einen engeren Querschnitt gezwungen und infolgedessen die Trennung der feineren Körner von gröberen Körnern erleichtert wird, falls dies erforderlich ist. Auf jeden Fall wird aber eine verlustfrei Beförderung der festen Phase 15 gewährleistet, so lange bis das Produkt die Umlenktrommel 13a des Förderbandes 10 erreicht.
Hier tritt die Abtrennplatte 25 in Wirkung, die die feste Phase 15 vom Förderband 10 entfernt und dem Förderer 26 zuführt. Es wird aber dabei auch gewährleistet, dass Körner verhältnismässig höheren spez. Gewichtes, die unmittelbar auf der Förderfläche liegen, von der festen Phase 15 selbst getrennt unter die Abtrennplatte 25 gelangen, wo sie der Wirkung der Spülvorrichtung 27 und der Absetzvorrichtung 28 unterzogen werden. Die auf der Förderfläche des Förderbandes 10 zurückgebliebenen Körner hohen spez. Gewichtes werden durch die Spülvorrichtung 27 abgewaschen, wobei sie in die Absetzvorrichtung 28 gelangen und sich hier ansammeln. Es ist offensichtlich, dass auf diese Weise z.
B. geringe Mengen von Goldgangseife bei Aufbereitung oder Gewinnung eines Ablagerungsmaterials von annähernd gleicher Korngrösse als Nebenprodukt ohne besonderen Energiebedarf wirtschaftlich gewonnen werden können. Die Wirtschaftlichkeit der Gewinnung kann noch gesteigert werden, wenn die Förderfläche des Förderbandes 10 zwecks besserer Haftung der Körner höheren spez. Gewichtes aufgerauht oder mit einem haftenden Stoff, z. B. mit einem Tuch, überzogen wird.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 9 bildet eine Zwillingsform der vorherigen beispielsweisenAus- führung, was durch mit den Buchstaben a und b ergänzte entsprechende Bezugszeichen angedeutet ist.
Als weitere Bestandteile der Einrichtung sind Treibtrommeln 31a, 31b sowie Leittrommeln 32a, 32b zu erwähnen. Die Treibtrommeln 31a, 31b werden mittels eines stufenlosen Geschwindigkeitswechselgetriebes von einem reversiblen Antriebsmotor angetrieben. In Abhängigkeit von der Drehrichtung des
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Motors läuft das Förderband 10 in Fig. 9 im oder entgegen dem Uhrzeigersinn um. Dementsprechend entweicht die über das Fallrohr 21 und den Aufgabetrichter 22 in Richtung des Pfeiles 29 zugeführte Trübe in Richtung auf die Leittrommel 13a oder 13b zu. Bei Nichtvorhandensein einer Stauplatte 24 wird die flüssige Phase offensichtlich auch an den Rieselabschnitten 12a oder 12b entgegen der Bewegungsrichtung des Förderbandes 10 entweichen.
Der Vorteil dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass bei geeigneter Wahl des Antriebes die Förderrichtung von zwei einander entgegengesetzten Richtungen entsprechend den gegebenen Verhältnissen ausgewählt werden kann.
Bei der beschriebenen beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung findet ein auf Rollen laufendes Förderband Anwendung. An Stelle eines Förderbandes dieser Art kann aber auch ein sogenanntes Trogband verwendet werden, das zwischen ortsfesten Leitflächen aus Blech läuft. Dann können die Riesel- u. a.
Abschnitte durch eine entsprechende Ausbildung des Profils der Seitenwände gebildet werden, was im wesentlichen eine mindestens stellenweise Änderung des Querschnittes der Seitenwände entlang des Förderbandes bedeutet. Es ist jedoch zweckmässig, statt ortsfeste Leitflächen zu verwenden, das Förderband selbst mittels Rollen den verschiedenen Formen der verschiedenen Abschnitte anzugleichen. In diesem Fall findet nämlich zwischen der festen Phase und ihrer Bahn bzw. dem Förderband und seinen Leitorganen kaum eine oder praktisch keine Reibung statt.
Es kann auch dafür gesorgt werden, dass die Gestalt der Profile der verschiedenen Abschnitte auch während des Betriebes geändert werden kann. Dies kann bei üblichen Förderbändern durch Verstellung der das Förderband leitenden Rollen, bei Trogförderbändem durch Unterteilung der Leitflächen in Abschnitte und durch ihre abschnittweise Verstellbarkeit erreicht werden. Eine Verstellbarkeit dieser Art während des Betriebes ermöglicht, die Einrichtung an eventuell abgeänderte Betriebsverhältnisse unverzüglich anzupassen.
Die längsgerichtete Mittellinie des Förderabschnittes - wie z. B. die Mittellinie 1-1 des Zweiges lOb des Förderbandes 10 beim Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. l - 8 - kann mindestens an einem Ab- schnitt mit der Waagrechten einen Winkel einschliessen. Auf diese Weise kann nämlich die Strömungsgeschwindigkeit und sogar die Strömungsrichtung der flüssigen Phase in hohem Masse beeinflusst werden, weil sich bei einer gewissen Steilheit das Gut entgegen der Bewegungsrichtung des Bandes bewegen wird.
Durch geeignete Wahl der Strömungsgeschwindigkeit und/oder der Schichtdicke der flüssigen Phase dagegen kann die minimale Korngrösse der festen Phase bestimmt werden, wobei kleinere Körner als die Minimalkorngrösse mit der flüssigen Phase entweichen, während gröbere Körner als feste Phase gewonnen werden.
Der Antrieb der Einrichtung, namentlich des Getriebes des Bandförderers, kann eine Vorrichtung zum Regeln der Geschwindigkeit enthalten. Dies ist mit dem Vorteil verbunden, dass die Geschwindigkeit des Förderbandes geändert und dadurch die Strömungsverhältnisse beeinflusst werden können.
Wie gezeigt worden ist, kann die feste Phase durch eine Trennplatte vom Förderband entfernt werden.
An Stelle von Trennplatten können aber auch andere geeignete Mittel, wie Abblasen durch Luft, d. h. eine pneumatische Trennung vorgenommen werden. Oberhalb der Trennplatte können im Bedarfsfall auch weitere Trennplatten angebracht werden, wodurch auch eine gewisse Art von Sichten nach Korngrösse und/oder spez. Gewicht erreicht werden kann. Von Stücken praktisch gleichen spez. Gewichtes aber verschiedener Korngrösse werden nämlich die grösseren unmittelbar am Förderband, während die kleineren Körner infolge einer später erfolgenden Ablagerung auf den gröberen Körnern zu liegen kommen.
Durch Anwendung von zwei Trennplatten können demnach die Schichten 15a und 15b der festen Phase 15 bis zu einem gewissen Grad voneinander getrennt werden. Ähnlich ist die Lage bei festen Phasen, die aus praktisch gleich grossen Körnern grösseren bzw. geringeren spez. Gewichtes bestehen.
Bei den Ausführungsbeispielen strömen feste Phase und flüssige Phase im Gleichstrom, was durch die Stauplatte 24 wirksam gefördert wird. Dies ist deshalb vorteilhaft, weil zwischen den sich voneinander trennenden flüssigen und festen Stoffen ein geringer Geschwindigkeitsunterschied besteht, so dass die am Förderband abgelagerten feineren Körner, die im Produkt zurückgehalten werden sollen, durch die entweichende flüssige Phase nicht mitgerissen werden.
Durch Änderung des Neigungswinkels im Förderabschnitt des Bandförderers kann aber auch erreicht werden, dass bei Zuführung der Trübe zwischen den Leittrommeln des Förderbandes die flüssige Phase entgegen der Bewegungsrichtung des Förderbandes und der festen Phase, d. h. im Gegenstrom entweicht, während die Strömungsgeschwindigkeit der flüssigen Phase durch Schrägstellung mindestens eines Abschnittes geregelt wird. Diese Ausführung der erfindungsgemässen Einrichtung mit veränderlichem Neigungswinkel ermöglicht es, nicht nur die Strömungsgeschwindigkeit der flüssigen Phase, sondern auch die Strömungsrichtung zu beeinflussen. Man kann somit
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mittels verhältnismässig einfachen Massnahmen auf eine Entwässerung bei Gegenstrom übergehen, soll dies infolge der Betriebsverhältnisse erforderlich sein.
Häufig wird die Trübe gegen die Mitte des Ablagerungsabschnittes dem Förderband zugeführt, wobei ein Teil der flüssigen Phase in Gleichstrom mit dem abgelagerten Feststoff in der Bewegungsrichtung des Förderbandes, während der Rest derselben in Gegenstrom abgeführt wird. Dann werden vorteilhafteste Betriebsverhältnisse nicht nur durch Änderung der Bandgeschwindigkeit und des Neigungswinkels, sondern auch durch Regelung der Höhe oder einer Durchlassöffnung in einer entsprechend ausgebildeten Stauplatte erreicht.
Im weiteren werden zwei Ausführungsbeispiele für die Anwendung der erfindungsgemässen Einrichtung gegeben.
Beispiel l : Es soll bei pneumatischer Unterwasseraufbereitung von sandigem Kiesel die Trübe entwässert werden. Es sollen während täglich 20 h 1600-2400 ms Trübe erzeugt werden, wobei 50 Vol. -0/0 der Trübe eine feste Phase mit einer Korngrösse von 0 bis 40 mm darstellen sollen.
Die Aufbereitung soll mittels sechs Förderköpfen erfolgen, die im Abstand von je 2, 4 m in gerader Linie angeordnet sein und von denen gleichzeitig drei oder sechs Förderköpfe betätigt werden sollen.
Um diese Entwässerung vorzunehmen, kann eine erfindungsgemässe Absetzanlage (Fig. l) verwendet werden, bei welcher das Förderband 1 200 mm breit ist und seine Gesamtlänge von Trommelachse bis Trommelachse 30,0 m beträgt, wobei nach einem 3,0 m langen Übergangsabschnitt der Ablagerungsabschnitt eine Länge von 17 m, der Rieselabschnitt eine Länge von 7,0 m und der Förderabschnitt zusammen mit der Länge eines weiteren Übergangsabschnittes eine Länge von etwa 2,6 m aufweist. Die Trommeln haben einen Durchmesser von 0, 4 m, wobei die Betriebsgeschwindigkeit des Förderbandes 0,33 m/sec beträgt. Die Mittellinie des Förderzweiges schliesst mit der Waagrechten einen Winkel von 00 ein.
Die Halterungsböcke der oberen Rollenreihe sind am Ablagerungsabschnitt, in einer gegenseitigen
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kel der beiden seitlichen Rollen der oberen Rollenreihe beträgt im Übergangsabschnitt 20 bzw. 400, im Ablagerungsabschnitt in der Regel 600, im Rieselabschnitt in der-Richtung (11) der Förderbandbewegung gesehen der Reihe nach 40,20, 0,-15,-15 und 00, während er im Förderabschnitt 200 beträgt. Die Trübe wird in einer Entfernung von mindestens 3,5 m von der Achse der Spanntrommel 13b zugeführt.
Die Entfernung der Stauplatte 24 von der Achse der Spanntrommel 13b beträgt 3, 0 m. Die Abtrenn- platte 25 ist zur Waagrechten unter einem Winkel von 400 angeordnet.
Beispiel 2 : In einem Betrieb für die Aufbereitung (Sichtung) von Mineralien soll eine Trübe, die aus in der Regel 0 - 3 mm grossen Körnern ein spez. Gewicht von 2,6 bis 2,7 kg/dms eines Minerals und aus Wasser besteht, entwässert und gewaschen werden. Die je Minute zugeführte Trübe soll eine durchschnittliche Menge von 1, 0 m3 haben, wobei 50 Vol. -0/0 der Trübe aus festem Stoff bestehen sollen. Im Laufe der Entwässerung soll die entweichende Flüssigkeit den überwiegenden Teil der natürlichen Fraktion mit einer Korngrösse von 0 bis 0,05 mm des mineralischen Stoffes mit sich reissen. Die Anlage soll die Aufgabe der Entwässerung und des Waschens auch dann betriebsmässig verrichten, wenn die zugeführte Trübenmenge Schwankungen von 401o aufweist.
Im mineralischen Stoff sollen bis zu einigen Prozenten auch Körner mit einer Korngrösse von 1, 5 bis 2,5 mm und einem spez. Gewicht von 4,5 kg/dm3 vorhanden sein. Das Produkt soll in diesen Körnern angereichert in einem für eine weitere Verarbeitung (Vorbereitung) geeigneten Zustand getrennt gewonnen werden. Um diese Aufgabe zu verrichten, kann eine Anlage (Fig. 1) verwendet werden, bei welcher das Förderband 10 eine Breite von 800 mm aufweist und seine Länge von Trommelachse bis Trommelachse 18,3 m beträgt. Innerhalb dieser Bandlänge soll auf einen 2,4 m langen Übergangsabschnitt ein 8,5 m langer Ablagerungsabschnitt 14, sodann ein 5,0 m langer Rieselabschnitt 12 folgen, der in einen Förderabschnitt 18 übergeht, dessen Länge mit einem Übergangsabschnitt zusammen 2, 0 m beträgt.
Der Durchmesser der Trommeln 13a und 13b ist 0,4 m lang (wie vorher). Die Bewegungsgeschwindigkeit des Förderbandes 10 ist 0, 4 m/sec und kann während des Betriebes zwischen Grenzwerten von : k 201o stufenlos geregelt werden. Die Mittellinie des Förder- zweiges lOb des Förderbandes 10 kann zur Waagrechten unter einem Winkel von durchschnittlich l verstellt werden. Die Halterungsböcke der oberen Rollenreihe sind voneinander im Ablagerungsabschnitt 14 in einem Abstand von 0,5 m, in den übrigen Abschnitten in Abständen von 0,6 bis 1 m angeordnet. Der Abstand der unteren Rolle beträgt 3 m.
Der mit der Waagrechten eingeschlossene Winkel von je zwei seitlichen Rollen der oberen Rollenreihe beträgt in dem dem Ablagerungsabschnitt 14 vorangehenden Übergangsabschnitt 20 bzw. 400, im Ablagerungsabschnitt 14 600,. im Rieselab - schnitt 12 der Reihe nach 40,20, 0, -15, -15, 00, schliesslich im Förderabschnitt und im
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anschliessenden Übergangsabschnitt 18 beträgt er 00. Die Trübe wird in einem Abstand von 4,0 m von der Welle der Spanntrommel 13b zugeführt. Die Stauplatte 24 ist in einem Abstand von 2,5 m von der Achse der Spanntrommel 13b angeordnet.
Bei den gegebenen Betriebs- und Bauverhältnissen wird die zugeführte Trübe 16 im Rieselabschnitt 12 in Seitenrichtung 30 entwässert, wobei die hier entweichende Flüssigkeit den überwiegenden Teil der 0, 0 - 0, 05 mm grossen festen Körner mit sich reisst. Die Stauplatte 24 ist mindestens zum Teil - zweckmässig an ihrem oberen Rand - perforiert. Wenn demnach die Trübenmenge um etwa 20 den durchschnittlichen Betriebswert übersteigt, entweicht ein Teil der Flüssigkeit in der Längsrichtung des Förderbandes 10 entgegen seiner Bewegungsrichtung 11 bei der Spanntrommel 13b.
Die Abtrennplatte 25 ist bei der Antriebstrommel 13a angeordnet, wobei sie mit der Waagrechten einen Winkel von 350 einschliesst. In seinem dem Förderband 10 zugekehrten Rand 25a ist eine Öffnung 25b mit einer Grösse von 5 x 100 mm vorgesehen, über die der in Körnern hohen spez.
Gewichtes angereicherte Stoff durchgeht und mittels eines Flüssigkeitsstrahles 27 in ein unterhalb der Antriebstrommel 13a angebrachtes Ablagerungsgefäss 28 gespült werden kann. Etwa 20% des angereicherten Stoffes besteht aus Körnern, deren spez. Gewicht 4,5 kg/drri3 oder mehr beträgt.
Der als überwiegender Teil des Produktes gewonnene mineralische Stoff 15 geht über die Abtrennplatte 25 auf eine Fördereinrichtung 26, wo er auf einem schrägen Förderband mit einem Neigungs- winkel von 170 weitergefördert wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Absetzanlage mit einem Förderband zum kontinuierlichen Trennen von aus festen und flüssigen Phasen bestehenden Trüben, wobei das Förderband entlang einem Teil seiner das Filtergut tragenden Länge ein in der Bewegungsrichtung konkaves Profil annimmt, dadurch gekennzeichnet, dass der konkave Abschnitt (14) des Förderbandes (10), gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines ebenen Abschnittes, in einen in der Bewegungsrichtung konvexen Abschnitt (12) übergeht, wobei dem konkaven Abschnitt mindestens eine Mischvorrichtung (23) zugeordnet ist.
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filform mindestens des konkaven Abschnittes (14) mittels Rollen (12a-c) während des Betriebes einstellbar ist.
4. Absetzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der konkave Abschnitt (14) zum Regeln der Strömungsgeschwindigkeit der Phasen in Längsrichtung mit der Waagrechten einen einstellbaren Winkel einschliesst.
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Sedimentation system with conveyor belt for treating pulp
The invention relates to a sedimentation system with a conveyor belt for the continuous separation of pulps consisting of solid and liquid phases, the conveyor belt assuming a concave profile in the direction of movement along part of its length carrying the filter material.
Numerous methods and devices are already known which are used for the partly continuous treatment of pulps, d. H. Mixtures of liquids and solids are used. Among other things, the aim is to separate the phases, namely to dewater the pulp.
In terms of procedure, a distinction can now be made between gravitational and centrifugal settling, filtering and heat drying.
For the enrichment of turbidity by gravitational settling, enrichment tanks and septic tanks are used, in which the clarified liquid is on top and the enriched dense sludge (the suspension) is on the bottom. The well-known cylindrical enrichment tank according to Dorr is used to carry out the gravitational deposition, at the bottom of which the solid phase is pushed against a central opening by guide vanes on slowly rotating arms and from here, as a rule, is conveyed further by a diaphragm pump. The liquid phase escapes at the top of the cylinder by overflowing. Large-scale clarification basins are also used, from which the dense sludge is removed continuously or periodically after the liquid above the sludge layer has been drawn off beforehand.
In both processes, a sludge with a content of 40 to 600.10 solid grains is usually obtained, so that it is inevitable that the product, e.g. B. a coal sludge to further enrich.
Another type of gravitational settling consists in the use of a settling or filter belt with dump buckets. At. In this device, the sludge is placed in dump buckets, from which part of the liquid, together with the fine grains of the solid phase, escapes by overflowing. The remaining part penetrates perforated plates formed as filters. If there is little sludge or fine-grained material in the sludge, dewatering can be carried out up to a moisture content of M up to 13010, but the space and energy requirements are relatively large.
Mechanical sifters are also known as a means for treating pulp. Essentially, they are containers with an inclined bottom that have a device for conveying solid grains to be deposited on their bottom and at the same time for moving the sludge. The lower part of the container is closed by a dam. The fine grains of the solid phase escape with a large part of the liquid phase via this dam. The open top of the container extends higher than the dam. The device for conveying and moving the pulp, through which the smaller part of the liquid phase is conveyed together with coarser grains, can be designed in various ways (Dorr, Esperanza, Akins and Hardings types).
The types Dorr and Akins in particular are used for drainage, although they represent costly and heavy equipment which are also subject to heavy wear and tear. The liquid (washing water ") escaping from the lower part of the container entrains an inadmissibly high proportion of the fine grains of the substance to be dehydrated, even if the setting is as careful as possible.
For viewing according to the spec. Band sink separators were also used to weigh solid mineral grains
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suggested. In these, a heavy suspension is fed onto a conveyor belt with a U-shaped cross-section in such a way that the speeds of the conveyor belt and suspension are the same. The so-called intermediate product to be prepared is fed in at the end of the belt and placed in the heavy suspension according to its spec. Weight separately, e.g. B. separated into grains of coal and mountain laundry.
The grains of coal float on the suspension, while the grains of the mountain laundry sink onto the conveyor belt. At the end of the conveyor belt, the two products obtained and separated into two parts are separated by means of two blades and removed, whereby they still have to be cleaned from the suspension. This bandsink. Separators are now unsuitable for dehydrating pulp, since liquid and solid phases would escape together if a pulp was supplied. Apart from that, the band sink separators are robust devices, because because of the band with a U-shaped cross-section, guide drums with a diameter of about 1 1/2 m must be used so that the side walls of the band do not suffer any permanent changes in shape when passing through the drums.
A method and a device have also been proposed in which solid substances are separated according to their specific weight and / or their grain size. This proposal is therefore also limited to the field of mineral processing. The supply, consisting of solid components to be separated from one another, is fed to the middle part of a practically horizontal and closed channel. At the front of the canal, a liquid (water) is fed through a funnel, which flows in the direction of the other end of the canal. At the same time, the bottom (the conveyor belt) of the closed channel moves in a direction opposite to the direction of flow of the liquid.
This has the consequence that a swirling flow arises at the inflow point of the supply, whereby the liquid and the mixture consisting of solid components to be separated from one another are subjected to an effective mixture. Grains larger spec. Weight or larger dimensions are carried along by the movable bottom of the channel over a slightly inclined surface against the flow of liquid. At the same time, grains of lower spec. Weight or grain size carried away by the flow of liquid. The edge of the funnel supplying the liquid is closed by a sealing plate. Thus the grains escape from larger spec. Weight or of larger dimensions at the end of the movable bottom of the closed channel with an amount of liquid that is allowed through by the sealing plate.
Other parts of the liquid escape together with grains of lower spec. Weight or grain size at the other end of the closed channel. Since the entrained solid grains are thoroughly flushed through during the preparation of the process, the sighting takes place with sufficient accuracy. However, the product escapes at both ends of the closed channel together with water, so that this proposal is also unsuitable for draining sludge.
In essence, the same applies to another known proposal, according to which the movable floor of the closed channel just described is omitted and instead the channel itself is arranged more steeply.
Centrifuges are essentially spiral-shaped classifiers. A centrifuge of this type according to Bird has a horizontally arranged conical container and a screw arranged in this container on a hollow shaft. The container and screw are set in rapid rotation in the same direction of rotation at slightly different speeds. The coarse grains of a pulp fed through the hollow shaft are conveyed by the screw towards the top of the container. The fine grains remaining from the solid phase and the liquid escape at the bottom of the conical container. The so-called Carpenter centrifuge works in a similar way, but is characterized by a vertical arrangement.
As a rule, centrifuges as settling systems have a relatively high power requirement, so that their use is difficult for reasons of economy.
Hydrocyclones, which are essentially cylindrical containers with a vertical axis, which are conical at the bottom and cylindrical at the top, can also be used for centrifugal treatment of turbidity. The pulp is fed to the cylindrical part at high speed. The major part of the liquid phase escapes together with the finest grains of the solid phase through an outlet opening on the top of the cylindrical part of the container. The enriched, but still containing significant amounts of water, part of the sludge flows out of the hydrocyclone at the top of the downwardly tapering container part in order to be subjected to further settling if necessary.
The pulp treatment by filtering is carried out using flat or curved sieves, sieve drums, vibrating sieves (resonance sieves), vibrators, etc. However, the efficiency of these devices is usually insufficient. If the mesh size is too small, the sludge is collected on the screen surface.
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jams. If the mesh is too large, however, a considerable loss of material can occur in the fine-grained parts of the solid phase. In addition, the screen surfaces close relatively quickly. The effectiveness of the drainage also depends on the particle size distribution of the pulp fed onto the perforated surface. The smaller the grain size, the more difficult it is to reduce the surface moisture of the grains.
Special sieves are also used in which the solid phase remains on a filter plate, whereas a fraction containing the liquid phase and grains of a certain size of the solid phase flows through the filter plate and escapes as filtrate.
The penetration of the filtrate through the filter plate can be promoted by applying a vacuum or by pressing. In the coal preparation so-called filter or drying towers are used, which represent high chimney-like containers, at the bottom with a filter material, for. B. coke-filled perforated tubes are attached. In order to increase the drainage, air is blown through the container filled with filter material from bottom to top. The drainage itself takes place periodically. It can be seen that the treatment of sludge by filtering requires relatively complex facilities and is rather cumbersome, so that the operating and production costs rise high.
A very costly method of treating the pulp consists in drying the material by means of heat, with drying systems with steam and flue gas operation being used. Precisely because of the cost of the process, it is only used for briquetting and drying (i.e. removing the internal water content).
It can be seen that none of the known devices and none of the known methods is suitable for treating pulp, demands for continuous operation, low cost and energy requirements, low operating costs, freedom from components that wear out relatively quickly, increased operational reliability, easy handling, higher Performance, minimal material loss and good efficiency at the same time, without which continuous high-performance pulp treatment cannot be carried out economically. The invention aims to eliminate the difficulties mentioned and to create a settling system of the type mentioned at the outset, in which the mentioned conditions of an economical pulp treatment are met at the same time.
This is achieved according to the invention in that the concave section of the conveyor belt, optionally with the interposition of a flat section, merges into a section that is convex in the direction of movement, with at least one mixing device being assigned to the concave section.
The invention is based on the fact that the liquid phase is not discharged in the longitudinal direction of the conveyor belt, but at least partially transversely to the longitudinal direction. As a result, the liquid phase can progress together with the solid phase in the slurry brought onto the conveyor belt, so that by suitable choice of the geometric shape and the position of the conveyor belt, the solid phase is deposited in the slurry and thus its separation from the liquid phase within the limits of practical demands can always be secured. The lateral exit of the liquid phase ensures that the liquid phase can escape without moving the solid phase before the solid phase is removed from the conveyor belt.
Further details of the invention are explained below with reference to the drawings, which show two exemplary embodiments of the depositing system according to the invention with a conveyor belt.
Fig. 1 shows a section along the line I-I in Fig. 2. Fig. 2 shows one of the Fig.
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Sections according to lines IV-IV, VV and VI-VI in FIG. 1 or according to line VII-VII in FIG. 2. FIG. 8 is a section according to line VIII-VIII in FIG parts lying behind the drawing plane. Finally, FIG. 9 shows the longitudinal section of another exemplary embodiment.
As can be seen from the drawings, the illustrated exemplary embodiments of the settling system according to the invention represent essentially a belt conveyor, the conveyor belt 10 of which has a lower or idle run 10a and an upper or conveyor run 10b. The lower run 10a of the conveyor belt 10 is guided in the usual way. In the upper or conveying strand lob, however, the conveyor belt 10 forms a trickle section 12 which lies in the longitudinal direction 11 of the belt conveyor, but allows liquid to escape from the side. This trickle section 12 is located between deflection drums 13a and 13b, which serve to guide the conveyor belt 10.
The trickle section 12 is preceded by a deposition section 14, the conveying surface of which is concave when viewed in the direction of movement. This enables a slurry placed on the conveyor belt to move together with the conveyor belt 10, with its solid phase 15 being deposited, i.e. H. separates from the liquid phase 17 of the pulp. At the point where the deposit section 14 merges into the trickle section 12-
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d. H. at the transition between concave and convex parts of the conveying surface as seen in the direction of movement (FIG. 6), a flat transition section of small extent can be present. A similar transition is located at the end of the trickle section 12, where this section merges into a conveying section 18 which is concave as seen in the direction of movement.
As can be seen from FIG. 1, the deposition section 14 becomes more and more flat towards its end in the direction of the trickle section 12. This has the consequence that at the end of the deposition section 14 the layer thickness of the liquid phase 17 becomes smaller, i.e. H. the deposition goes on faster.
On the trickle section 12 follows, as mentioned, a. Conveyor section 18, which in the illustrated embodiment is again concave in a manner known per se, although it can also be flat along shorter conveyor sections where there is no risk of material loss.
The conveyor belt 10, which has different cross-sections or profiles in its longitudinal direction, is guided in the illustrated embodiment by rollers, which are indicated for each section with the reference numerals 14a, 14b, 14c, 12a, 12b, 12c and 18a, 18b, 18c. The guide roller of the flat section is labeled 19. The guide rollers, which serve to support the belt 10 in its lower or idle section 10a, are designated in sequence with 20a, 20b, 20c, 20d.
The pulp 16 is brought to the deposition section 14 via a downpipe 21 and a feed funnel 22, to which a pneumatic mixing device 23 is assigned in the illustrated embodiment. The latter is intended to give the product to be dehydrated an increased washing effect
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wash, etc. a beneficial effect.
As can be seen from FIG. 1, at the beginning of the deposition section 14 there is a baffle plate 24 which promotes a flow of the pulp 16 in the direction of the trickle section 12 and enables the solid phase 15 and the liquid phase 17 to be separated from one another in cocurrent 11 will.
In the illustrated embodiment, the deflection drum 13a is expediently in a force-transmitting connection with a drive of the belt conveyor (not shown), as is also common in view of the direction of movement 11 of the belt 10.
At low belt speeds, the solid phase 15 is separated from the belt 10 by a separating plate 25 after leaving the trickle section 12 at the end of the conveying section 18. If layers 15a or 15b of different grain sizes lying one above the other are also to be separated in the solid phase 15, a further separating plate can be used, which is arranged above the separating plate 25 according to the common boundary line of the layers 15a and 15b.
The escaping from the conveyor section 18 product arrives in the illustrated embodiment on a further conveyor 26, the z. B. a vehicle (cart, etc.) of any type, or z. B. may be another belt conveyor by means of which the solid phase 15, i.e. H. the dehydrated product can be transported to a desired location. The mentioned conveyor can, however, also consist of a repetition of the device according to the invention, the solid phase 15 being resuspended by adding water for the purpose of increased washing action and sharper separation and the suspension then being separated into its phases. The solid material is brought into suspension with the water by means of the mixing device 23 assigned to the deposition section 14.
If necessary, however, further deposition sections and trickle sections provided with a mixing device can also be provided within a single belt conveyor.
As can be seen from FIG. 2, the partition plate 25 has, in its edge 25a facing the conveyor belt M, a recess 25b which leaves an opening 26 between the conveyor belt 10 and the partition plate 25 free. The purpose of this measure is to ensure that grains of high spec with an approximately uniform grain size. Weight that come to lie deepest in gravitational deposition, such as B. magnetite, ilmenite, precious metals, etc., can be separated from the product in the case of mineral sediments.
In the illustrated embodiment, a device 27 for flushing the conveyor belt surface and a settling device 28 for settling the rinsed suspension are arranged for this purpose below the separating plate 25.
In order to effectively remove the water skin adhering to the conveyor belt, similar openings and / or brushes can be provided in particular at the edges of the conveyor belt of the opening 26.
However, it is also possible to make the receiving surface of the conveyor belt water-repellent (hydrophobic) by means of a suitable treatment in a manner known per se.
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The illustrated example embodiment of the invention operates as follows:
The device is set up at the extraction site in such a way that the sludge reaches the deposition section 14 via the downpipe 21 and the feed hopper 22 in the direction of an arrow 29, the product escaping from the deflecting drum 13a being discharged onto the conveyor 26.
Then the belt conveyor is started, with the upper run 10b of the conveyor belt 10 running from the guide drum 13b in the direction of the arrow 11 and seen in the direction of movement initially forming a concave and then a convex profile, so that the required deposit section 14 and the trickle section 12 are continuous are formed. After leaving the trickle section 12, the conveyor belt 10 again assumes a concave shape when viewed in the direction of movement and reaches the deflection drum 13a, after which it runs back to the deflection drum 13b in the lower or idle run 10a.
The pulp 16 flows via the downpipe 21 and the feed hopper 22 onto the deposition section 14, in which it moves together with the conveyor belt 10. After leaving the mixing device 23, the separation of the liquid phase 17 and the solid phase 15 begins by settling, as is indicated in FIG. It can be seen that the turbidity 16 already disappears towards the end of the deposition section 14. Directly on the conveyor belt 10 is the solid phase 15 such that grains of higher spec. Weight and / or larger volume below, while grains of lower spec. Weight and / or grain size come to lie on top.
Liquid (the liquid phase 17) is already present above the solid phase 15. If, accordingly, the deposit section 14 becomes more and more flat, the level of the liquid phase 17 approaches the edges of the conveyor belt 10 more and more, whereby (in the section according to the line AA in FIGS. 1 and 2) the trickle section 12 and thus the escape of the liquid in The direction of the arrow 30 transversely to the longitudinal direction 11 of the conveyor belt 10 begins. When the deposition section 14 merges into a plane in the course of its expansion (FIG. 6), the escape of the liquid phase 17 is practically almost complete.
The further convex part (between the cuts VI-VI) of the trickle section 12, seen from above, causes the solid phase 15 located on the conveyor belt 10 to move, whereby quantities of liquid that may have remained on and between the grains also escape in the direction of the arrows 30 can, so that the drainage of the solid phase 15 is promoted.
The liquid phase 17 (water) escaping from the conveyor belt 10 in the direction of the arrow 30 essentially still forms a suspension which, however, only contains a small amount of finer grains of the pulp 16 which have not merged into the solid phase 15. This vouches for the aforementioned quality-enhancing effect.
After leaving the trickling section 12, the solid phase 15 arrives in the conveying section 18, which, viewed in the direction of movement, forms a concave surface, whereby the product is again forced to a narrower cross-section and as a result the separation of the finer grains from the coarser grains is facilitated, if this is the case is required. In any case, however, a loss-free conveyance of the solid phase 15 is guaranteed until the product reaches the deflection drum 13a of the conveyor belt 10.
Here the separating plate 25 comes into effect, which removes the solid phase 15 from the conveyor belt 10 and feeds it to the conveyor 26. But it is also guaranteed that grains are relatively higher spec. Weight lying directly on the conveying surface, separate from the solid phase 15 itself, pass under the partition plate 25, where they are subjected to the action of the flushing device 27 and the settling device 28. The grains remaining on the conveying surface of the conveyor belt 10 have a high spec. Weight are washed off by the rinsing device 27, where they get into the settling device 28 and collect here. It is obvious that in this way e.g.
B. small amounts of gold gang soap in the preparation or extraction of a deposit material of approximately the same grain size can be obtained economically as a by-product without special energy requirements. The profitability of the extraction can be increased if the conveying surface of the conveyor belt 10 for better adhesion of the grains higher spec. Weight roughened or with an adhesive material, e.g. B. is covered with a cloth.
The embodiment according to FIG. 9 forms a twin shape of the previous exemplary embodiment, which is indicated by corresponding reference numerals supplemented with the letters a and b.
Driving drums 31a, 31b and guide drums 32a, 32b are to be mentioned as further components of the device. The drive drums 31a, 31b are driven by a reversible drive motor by means of a continuously variable speed change gear. Depending on the direction of rotation of the
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Motor runs the conveyor belt 10 in Fig. 9 clockwise or counterclockwise. Accordingly, the sludge supplied via the downpipe 21 and the feed hopper 22 in the direction of the arrow 29 escapes in the direction of the guide drum 13a or 13b. In the absence of a baffle plate 24, the liquid phase will obviously also escape at the trickle sections 12a or 12b against the direction of movement of the conveyor belt 10.
The advantage of this embodiment is that with a suitable choice of the drive, the conveying direction can be selected from two opposite directions according to the given conditions.
In the described exemplary embodiment of the invention, a conveyor belt running on rollers is used. Instead of a conveyor belt of this type, a so-called trough belt can also be used, which runs between stationary sheet metal guide surfaces. Then the trickle u. a.
Sections are formed by a corresponding design of the profile of the side walls, which essentially means an at least local change in the cross section of the side walls along the conveyor belt. However, instead of using stationary guide surfaces, it is expedient to adjust the conveyor belt itself to the different shapes of the different sections by means of rollers. In this case there is hardly any or practically no friction between the solid phase and its path or the conveyor belt and its guide elements.
It can also be ensured that the shape of the profiles of the various sections can also be changed during operation. With conventional conveyor belts, this can be achieved by adjusting the rollers that guide the conveyor belt, with trough conveyor belts by dividing the guide surfaces into sections and by making them adjustable in sections. An adjustability of this type during operation enables the device to be adapted immediately to any changed operating conditions.
The longitudinal center line of the conveyor section - such. B. the center line 1-1 of the branch 10b of the conveyor belt 10 in the embodiment according to FIGS. 1-8 - can include an angle with the horizontal at least at one section. In this way, the flow velocity and even the flow direction of the liquid phase can be influenced to a large extent, because at a certain steepness the material will move against the direction of movement of the belt.
By a suitable choice of the flow rate and / or the layer thickness of the liquid phase, however, the minimum grain size of the solid phase can be determined, whereby smaller grains than the minimum grain size escape with the liquid phase, while coarser grains are obtained as a solid phase.
The drive of the device, namely the transmission of the belt conveyor, can contain a device for regulating the speed. This has the advantage that the speed of the conveyor belt can be changed and the flow conditions can thereby be influenced.
As has been shown, the solid phase can be removed from the conveyor belt by a partition plate.
Instead of separating plates, however, other suitable means, such as air blowing, i. H. a pneumatic separation can be made. If necessary, further separating plates can also be attached above the separating plate, whereby a certain type of views according to grain size and / or spec. Weight can be achieved. Of pieces practically the same spec. Weight but different grain sizes are namely the larger grains directly on the conveyor belt, while the smaller grains come to lie on the coarser grains as a result of a later deposition.
By using two separating plates, the layers 15a and 15b of the solid phase 15 can accordingly be separated from one another to a certain extent. The situation is similar with solid phases, which consist of grains of practically the same size, larger or smaller spec. Weight.
In the exemplary embodiments, the solid phase and the liquid phase flow in cocurrent, which is effectively conveyed by the baffle plate 24. This is advantageous because there is a slight difference in speed between the liquid and solid substances separating from one another, so that the finer grains deposited on the conveyor belt and intended to be retained in the product are not entrained by the escaping liquid phase.
By changing the angle of inclination in the conveyor section of the belt conveyor, however, it can also be achieved that when the pulp is fed between the guide drums of the conveyor belt, the liquid phase counter to the direction of movement of the conveyor belt and the solid phase, i.e. H. escapes in countercurrent, while the flow rate of the liquid phase is regulated by tilting at least one section. This embodiment of the device according to the invention with a variable angle of inclination makes it possible to influence not only the flow velocity of the liquid phase but also the direction of flow. So you can
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switch to countercurrent drainage by means of relatively simple measures, should this be necessary due to the operating conditions.
Often the pulp is fed to the conveyor belt towards the middle of the deposition section, with part of the liquid phase being carried away in cocurrent with the deposited solid in the direction of movement of the conveyor belt, while the rest of the same is carried away in countercurrent. The most advantageous operating conditions are then achieved not only by changing the belt speed and the angle of inclination, but also by regulating the height or a passage opening in a correspondingly designed baffle.
Two exemplary embodiments for the application of the device according to the invention are given below.
Example 1: With pneumatic underwater treatment of sandy pebbles, the sludge is to be drained. 1600-2400 ms of turbidity should be generated for 20 hours per day, with 50 vol. -0/0 of the turbidity representing a solid phase with a grain size of 0 to 40 mm.
The processing is to take place by means of six conveyor heads, which are arranged in a straight line at a distance of 2, 4 m and of which three or six conveyor heads are to be operated at the same time.
To carry out this drainage, a settling system according to the invention (Fig. 1) can be used, in which the conveyor belt is 1,200 mm wide and its total length from drum axis to drum axis is 30.0 m, with the deposition section after a 3.0 m long transition section a length of 17 m, the trickle section a length of 7.0 m and the conveyor section together with the length of a further transition section a length of about 2.6 m. The drums have a diameter of 0.4 m, the operating speed of the conveyor belt being 0.33 m / sec. The center line of the conveyor branch forms an angle of 00 with the horizontal.
The support brackets of the upper row of rollers are on the deposit section, in a mutual
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The angle of the two lateral rollers of the upper row of rollers is in the transition section 20 or 400, in the deposit section usually 600, in the trickle section in the direction (11) of the conveyor belt movement viewed in sequence 40, 20, 0, -15, -15 and 00, while it is 200 in the conveyor section. The pulp is fed to the tensioning drum 13b at a distance of at least 3.5 m from the axis.
The distance of the baffle plate 24 from the axis of the tensioning drum 13b is 3.0 m. The separating plate 25 is arranged at an angle of 400 to the horizontal.
Example 2: In a company for the processing (sifting) of minerals, a pulp, which usually consists of 0 - 3 mm large grains, should be a spec. Weight of 2.6 to 2.7 kg / dms of a mineral and consists of water, drained and washed. The sludge fed in per minute should have an average amount of 1.0 m3, with 50 vol. -0/0 of the sludge should consist of solid matter. In the course of the drainage, the escaping liquid should carry away most of the natural fraction with a grain size of 0 to 0.05 mm of the mineral substance. The system should also perform the task of dewatering and washing normally if the amount of sludge supplied fluctuates by 401o.
In the mineral substance, grains with a grain size of 1.5 to 2.5 mm and a spec. Weight of 4.5 kg / dm3. The product should be enriched in these grains and obtained separately in a state suitable for further processing (preparation). To accomplish this task, a system (FIG. 1) can be used in which the conveyor belt 10 has a width of 800 mm and its length from the drum axis to the drum axis is 18.3 m. Within this belt length, a 2.4 m long transition section is to be followed by an 8.5 m long deposit section 14, then a 5.0 m long trickle section 12, which merges into a conveying section 18, the length of which together with a transition section is 2.0 m .
The diameter of the drums 13a and 13b is 0.4 m long (as before). The speed of movement of the conveyor belt 10 is 0.4 m / sec and can be continuously regulated during operation between limit values of: k 201o. The center line of the conveyor branch 10b of the conveyor belt 10 can be adjusted to the horizontal at an angle of an average of l. The mounting brackets of the upper row of rollers are arranged from one another in the deposition section 14 at a distance of 0.5 m, in the remaining sections at intervals of 0.6 to 1 m. The distance between the lower roller is 3 m.
The angle enclosed with the horizontal of two lateral rollers of the upper row of rollers in the transition section 20 or 400 preceding the deposition section 14 is 600, in the deposition section 14. in the trickle section 12 in sequence 40.20, 0, -15, -15, 00, finally in the conveyor section and in the
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adjoining transition section 18 it is 00. The pulp is fed to the tensioning drum 13b at a distance of 4.0 m from the shaft. The baffle plate 24 is arranged at a distance of 2.5 m from the axis of the tensioning drum 13b.
With the given operating and construction conditions, the sludge 16 fed in is dewatered in the trickle section 12 in the lateral direction 30, the liquid escaping here carrying with it the majority of the 0.0-0.05 mm large solid grains. The stowage plate 24 is at least partially perforated, expediently at its upper edge. Accordingly, if the amount of sludge exceeds the average operating value by about 20, some of the liquid escapes in the longitudinal direction of the conveyor belt 10 against its direction of movement 11 at the tensioning drum 13b.
The partition plate 25 is arranged at the drive drum 13a, it enclosing an angle of 350 with the horizontal. In its edge 25a facing the conveyor belt 10, an opening 25b with a size of 5 × 100 mm is provided, through which the spec.
Weight-enriched substance passes through and can be flushed by means of a liquid jet 27 into a deposition vessel 28 attached below the drive drum 13a. About 20% of the enriched substance consists of grains whose spec. Weight is 4.5 kg / drri3 or more.
The mineral substance 15 obtained as the predominant part of the product goes over the separating plate 25 to a conveyor device 26, where it is conveyed further on an inclined conveyor belt with an inclination angle of 170.
PATENT CLAIMS:
1. Settling system with a conveyor belt for the continuous separation of pulps consisting of solid and liquid phases, the conveyor belt assuming a concave profile in the direction of movement along part of its length carrying the filter material, characterized in that the concave section (14) of the conveyor belt ( 10), optionally with the interposition of a flat section, merges into a section (12) that is convex in the direction of movement, at least one mixing device (23) being assigned to the concave section.
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filform of at least the concave section (14) can be adjusted by means of rollers (12a-c) during operation.
4. Settling system according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least the concave section (14) for regulating the flow velocity of the phases in the longitudinal direction includes an adjustable angle with the horizontal.
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