DD146253A5 - Verfahren und sortieranlage zur trockenen sortierung koerniger gemische - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Sortierung eines koernigen Zwei- bzw. Mehrkomponentengemisches mit polydispersen Feststoffkomponenten unterschiedlicher Dichte und/oder Form und sich teilweise ueberdeckenden Korngroeszen und Sinkgeschwindigkeits-(Partikelmerkmal)-Verteilungen. Erfindungsgemaesz wird in einer ersten Stufe durch Sieben bzw. Windsichten in eine groeszere Anzahl von so schmalen Klassen des einen Partikelmerkmals trocken klassiert, wobei in diesen Klassen die Fraktionen des anderen Partikelmerkmals der einzelnen auszusortierenden Komponenten jeweils voneinander getrennt vorliegen, sich aneinander anschlieszen oder nur geringfuegig ueberlappen und anschlieszend in einer zweiten Stufe aus diesen Klassen durch mehrfaches klassenweises weiteres Klassieren in Srien von aufeinanderfolgenden weiteren Trocken-Klassierungen, fuer d. das andere Partikelmerkmal maszgebend ist, durch Sichten bzw. Sieben d. auszusortierenden Komponenten rein o. angereichert abgetrennt und dadurch aussortiert.

Description

(Pitel der Erfindung:

"Verfahren und Sortieranlage zur trockenen Sortierung körniger Gemische

Anwendung gebiet der Erfindung;:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Sortieranlage zur trockenen Sortierung eines körnigen Gemisches mit einer Anzahl ρ von auszusortierenden körnigen, polydispersen Peststoffkomponenten» deren Partikel die unterschiedliche Dichte und/oder Form und so breite Korngrößen- und Sinkgeschwindigkeitsverteilungen haben, daß sie sich wenigstens teilweise überdecken. Durch die Sortierung des Gemisches in seine Komponenten oder zur Aussortierung bestimmter Komponenten sollen diese rein oder zumindest ausreichend angereichert gewonnen werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Die bisher angewendeten Verfahren zur Aussortie-

9 7 iuüi; -iCf ν η ... f.» _t. ,...-.

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rung von zur Weiterverarbeitung geeigneten hoherwertigen Komponenten aus einem Zwei- bzw. Mehrkomponenten-Geiaisch lassen sich in Naß- und Trockenverfahren unterteilen.

Die Nähverfahren lassen sich "bei vielen Gemischen nicht anwenden, weil ihre Komponenten nicht mit Flüssigkeiten in Berührung kommen sollen. Dort wo die ITaßverfahren anwendbar sind, kann in der Kegel als Flüssigkeit zum Trennen kein reines Wasser verwendet werden, weshalb sich die Durchführung dann teuer und auch gefährlich gestaltet, wenn hochgiftige Lösungen oder Suspensionen zu verwenden sind. Diese Verfahren sind auch aus ökologischen Gründen unerwünscht, weil die unvermeidliche Aufbereitung der zur Trennung verwendeten Flüssigkeiten immer Abwasserprobleme mitsichbringt. Diese Verfahren haben bezüglich der Weiterverarbeitung der reinen oder angereicherten Komponenten vielfach den. Nachteil, daß die getrennten Komponenten energieaufwendig getrocknet werden müssen.

Aus diesem Grunde besteht ein großer Bedarf an trockenen Sortierverfahren für körnige Gemische. Die bekannten trockenen Sortierverfahren lassen im allgemeinen keine befriedigenden Durchsätze bei guten Trennschärfen und hohen Ausbeuten der auszusortierenden Komponenten zu. Gleiches gilt für die manuellen oder maschinellen Ausleseverfahren. Mit der in der Getreidemüllerei entwickelten Klassierung mittels Zerkleinerung und Siebung auf sog. Plansichtern und sog. Grießputzmaschinen, mit denen leichte Verunrei-

$0 nigungen abgesaugt werden können, gelingt eine befriedigende Sortierung in die Komponenten nur, weil

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diese im Aufgabegemisch weitgehend monodispers· sind und in sich nicht oder allenfalls nur geringfügig überlappenden Kornverteilungen vorliegen. Diese Klassierung versagt,, wenn die Komponenten der Gemische polydispers sind und in sich erheblich oder völlig überlappenden Korngrößenveirteilungen vorliegen oder wenn sie sich nicht hinsichtlich Dichte und/oder Form ganz erheblich voneinander unterscheiden.

Ziel der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein körniges Gemisch mit einer Anzahl von ρ auszusortierenden Feststoffkomponenten, deren Partikel sich in der Dichte und/oder Form unterscheiden und sich überschneidende Korngrößen- und.Sinkgeschwindigkeitsverteilungen aufweisen, derart trocken in die Komponenten zu sortieren, daß sie rein oder stark angereichert, d.h. mit nur einem geringen Anteil an jeweils anderen Komponenten gewonnen werden. Die Ausbeute an den auszusortierenden Komponenten soll hoch sein. Dadurch soll es möglich sein, daß die Komponenten einer geeigneten Neu- bzw. Weiterverwendung oder Wiederverwertung als Sekundärrohstoff zugeführt werden können. Eine Sortieranlage zur Durchführung des Verfahrens soll preiswert aufgebaut und wirtschaftlich betrieben werden können.

Darlegung des Wesens der Erfindung;

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei

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einem Sortierverfahren, "bei dem das in das Verfahren eingeführte Auf gäbe gemisch Klassierungen unterworfen wird, um die auszusortierenden ρ Komponenten zu gewinnen, vor, daJß in einer ersten Stufe das Aufgabegemisch in aufeinanderfolgende so schmale Klassen des einen Partikelmerloiials trocken klassiert wird, daß in ihnen die Fraktionen des für eine nachfolgende weitere Klassierung maßgebenden anderen Partikelmerkmals jeder auszusortierenden Komponente von den Fraktio- .

nen der anderen Komponenten jeweils getrennt enthalten ist oder deren Fraktionen nur geringfügig überlappt, und daß dann in einer zweiten Stufe aus jeder Klasse des einen Partikelmerkmals jede auszusortierende Komponente durch eine Serie aufeinanderfolgender weiterer Trocken-Klassierungen, für die das andere Partikelmerkmal maßgebend ist, bei Trenngrenzen, die den beiden Grenzen des anderen Partikelmerkmals jeder Fraktion entsprechen, welche Partikel der auszusortie-. renden Komponente enthält, aussortiert wird.

Die Verwirklichung dieses Verfahrens gelingt in zwei Ausgestaltungen besonders gut, von denen der ersten Ausgestaltung vielfach der Vorzug zu geben ist.

Bei der ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß in der ersten Stufe das Aufgäbegemisch mittels Siebungen in aufeinanderfolgende Siebkorngrößenklassen klassiert wird, in denen die Sinkgeschwindigkeitsfraktion jeder auszusortierenden Komponente von den Sinkgeschwindigkeitsfraktionen der anderen Komponenten getrennt enthalten ist oder sie nur geringfügig überlappt, und daß dann in der zweiten Stufe aus Siebkorngrößenklassen jede auszusortierende Komponente durch eine Serie aufeinan-

derfolgender Windsichtungen jeder dieser Klassen in Fraktionen "bei Trennsichtluft geschwindigkeit en, "bei denen jeweils einmal die mit den gröbsten und einmal die feinsten der noch zu gewinnenden Partikel der Fraktion der jeweils auszusortierenden Komponente wenigstens weitgehend abgetrennt werden, aussortiert wird. .

Bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens wird also in der ersten Stufe das Ausgangsgemisch durch Sieben in Siebgrößenklassen klassiert und werden in der zweiten Stufe die auszusortierenden Komponenten durch Windsichten der Siebkorngrößenklassen nacheinander abgetrennt.

Die zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen ¥erfahrens sieht dagegen vor, daß in der ersten Stufe das Aufgabegemisch mittels Windsichtungen in aufeinanderfolgende Sinkgeschwindigkeitsklassen klassiert wird, in denen die Siebkorngrößenfraktion jeder auszusortierenden Komponente von den Siebkorngrößenfraktionen der anderen Komponenten getrennt enthalten ist oder sie nur geringfügig überlappt, und daß dann in der zweiten Stufe aus Sinkgeschwindigkeitsklassen, nach deren Ausscheidung aus der Sichtluft der Windsichtung, jede auszusortierende Komponente durch eine Serie aufeinanderfolgender Siebungen jeder dieser Klassen (in Fraktionen) bei Maschenweiten, bei denen einmal die gröbsten und einmal die feinsten der noch zu gewinnenden Partikel der Fraktion der jeweils auszusortierenden Komponente wenigstens weitgehend abgetrennt werden, aussortiert wird. Folglich wird das Aufgabegemisch in der ersten Stufe durch Windsichten in Sink-

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geschwindigkeitsklassen klassiert und werden in der zweiten Stufe die auszusortierenden. Komponenten durch Sieben aus Jeder Sinkgeschwindigkeitsklasse abgetrennt.

Die zuvor benutzten Begriffe werden hier mit folgenden Bedeutungen verwendet:

Das Sortieren ist das Trennen eines körnigen Gemisches aus wenigstens zwei hinsichtlich der Stoffart unterschiedlichen Komponenten in die reinen oder stark angereicherten Komponenten, also z.B. das Trennen eines Gemisches aus Kupfer- und Aluminiumpartikeln in eine Kupferfraktion und eine Aluminiumfraktion.

Das Klassieren ist das Trennen eines körnigen Gemisches in zwei Klassen eines Partikelmerkmals seiner Partikel.

Partikel haben unterschiedliche Partikelmerkmale, d.h. Eigenschaften.

Ein Merkmal eines Partikels ist als seine geometrische Korngröße seine Siebkorngröße, das ist die Größe der Maschenweite, durch die das Partikel bei einer Siebung noch gerade hindurchfällt.

Ein anderes Merkmal eines Partikels ist dessen Sinkgeschwindigkeit in einem bestimmten Strömungsmittel, z.B. in Luft, Wasser oder öl. Die Sinkge-2J? schwindigkeitsangaben beziehen sich hier auf Luft, da alle technischen Windsichtungen im Regelfall in Luft

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vorgenommen werden. Die Sinkgeschwindigkeit hängt außer von der Korngröße, z.B. der Siebkorngröße, von der Dichte und der Form der Partikel ab. Die Sinkgeschwindigkeit ist nicht direkt proportional der Siebkorngröße.

Andere Partikelmerkmale sind die Form und die spezifische Oberfläche der Partikel.

Als Klasse ist ein Bereich eines ersten Partikelmerkmals zwischen zwei Grenzen bezeichnet.

Als Fraktion ist ein Bereich eines zweiten Partikelmerkmals zwischen zwei Grenzen bezeichnet.

Sinkgeschwindigkeitsklassen bzw. -fraktionen sind Partikelklassen, in denen sich Partikel unterschiedlicher Sinkgeschwindigkeit zwischen einer oberen und einer unteren Grenze befinden. Sinkgeschwindigkeitsklassen bzw. -fraktionen werden durch aufeinanderfolgende Klassierungen, insbes. mittels Windsichtverfahren (Stramungstrennverfahren) bei jeweils unterschiedlichen Trennsichtluftgeschwindigkeiten erhalten.

Siebkorngrößenklassen bzw. -fraktionen sind Partikelklassen, in. denen sich Partikel unterschiedlicher Siebkorngröße mit einer oberen und einer unteren Grenze befinden. Siebkorngrößenklassen werden durch aufeinanderfolgende Siebungen bei Jeweils unterschiedliehen Maschenweiten erhalten.

Als Trenngrenze eines ELassierverfahrens, insbes. des Siebens oder Windsichtens_} bezeichnet man die

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Korngröße (Treimkorngröße), die nach der Klassierung zu 50 % in der gröberen (beim Sieben) bzw. der schwereren (beim Windsichten) und zu 50 % in der kleineren (beim Sieben) bzw. leichteren (beim Windsichten) Klasse oder Fraktion enthalten ist. Die Trenngrenze eines Siebes ist bei ausreichend langer Siebung'dessen Maschenweite. Die Trenngrenze eines Windsichters bestimmt dessen Trennsichtluftgeschwindigkeit, das ist die Ιλιϊ tgeschwindigkeit, die die Partikel der Trennkorngröße zu 50 % ins Feine und zu 50 % ins Grobe gelangen läßt. Bei der Schwerkraft-Gegenstromwindsichtung gleicht die Trennsichtluftgeschwindigkeit der Sinkgeschwindigkeit der Partikel mit der Trennkorngröße. .

Die Erfindung sieht alsovvor, daß das Aufgabegemisch zunächst in einer ersten Stufe durch Sieben bzw. Windsichten in eine größere Anzahl von mit Hinblick auf die anschließende Abtrennung der auszusortierenden Komponenten ausreichend schmale Klassen des einen Partikelmerkmals (Siebkorngrößenklassen bzw. Sinkgeßchwindigkeitsklassen), in denen jeweils die Fraktionen des anderen Partikelmerkmals (Sinkgeschwindigkeitsfraktionen bzw. Siebkorngrößenfraktionen) der einzelnen Komponenten voneinander getrennt vorliegen, sich aneinander anschließen oder nur geringfügig überlappen, trocken klassiert wird. Anschließend werden dann in einer zweiten Stufe aus den so gewonnenen Klassen durch mehrfaches klassenweises weiteres KLas-. sieren in Serien von, i.a«. mindestens (p-1), auf einanderfolgenden weiteren Trocken-Klassierungen durch Sichten bzw. Sieben die Komponenten rein oder angereichert abgetrennt und dadurch aussortiert. Unter Be-

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rücksichtigung der erwünschten -und der möglichen Sortierung durch weitere Klassierung in der zweiten Stufe, für die das andere Partikelmerkmal der Partikel maßgebend ist, ist die Wahl der Breite der Klassen in der ersten Stufe derart vorzunehmen, daß in der zweiten Stufe jeweils eine Abstufung der Trenngrenzen der Klassierungen möglich ist, bei der diese den beiden Grenzen des anderen Partikelmerkmals der Partikel jeder solchen Fraktion entsprechen, welche Partikel der auszusortierenden Komponente enthält, bei der also die gröbsten Partikel der jeweils leichteren auszusortierenden Komponente gerade noch von den feinsten Partikeln der- jeweils schwereren, insbes. auszusortierenden, Komponente' getrennt werden. Auf diese Weise

IJ? gelingt es, die in der ersten Stufe 'gewonnenen Klassen (Siebkorngrößenklassen bzw. Sinkgeschwindigkeitsklassen) in der zweiten Stufe in ihre Komponenten zu trennen bzw. jede auszusortierende Komponente abzutrennen.

Sofern das Aufgabegemisch in alle seine Komponenten sortiert werden soll, kann dies derart erfolgen, daß in der ersten Stufe das Aufgäbegemisch mittels m aufeinanderfolgender Siebungen in (m-t-1) aufeinanderfolgende Siebkorngrößenklassen klassiert wird, bei denen die Maschenweiten x. für die aufeinanderfolgenden Siebungen derart gewählt siad, daß die Sichtgeschwindigkeitsfraktionen aller Komponenten in..jeder Siebkorngrößenklasse voneinander getrennt sind oder.sich nur geringfügig überlappen, und daß dann in der zweiten Stufe jede der (hh-1), mindestens ((m/2)+1) Siebkorngrößenklassen mittels einer Serie von (p-1) aufeinanderfolgenden Windsichtungen in ρ Sinkgeschwindigkeitsfraktionen jeweils einer Komponente sortiert wird und

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die Jeweils leichten Fraktionen jeder Windsichtung und die jeweils schwere Fraktion der jeweils letzten Wdjidsichtung einzeln oder beliebig zusammengefaßt abgezogen werden.

Es werden besonders reine Komponenten gewonnen, wenn die Maschenweite χ. aus der kleineren Haschenweite x. ^i des benachbarten Siebes des Siebsatzes entsprechend der Gleichung .

bestimmt ist,

mit η einem die Steigung der Widerstandsbeiwertkurve der Sichtluftumströmung der Partikel bei der Trennsichtluftgeschwindigkeit berücksichtigenden Parameter zwischen 2 und 1, der im Bereich laminarer Partikelumströmung den Wert 2 und im Bereich turbulenter Partikelumströmung den Wert 1 hat und dessen Wert im Übergangsbereich der Partikelumströmung etwa proportional dem Logarithmus der Reynoldszahl von 2 auf 1 abfällt, und mit (R „/ 9τ) · dem kleinsten Verhält-

D JU Tni η

nis aus der Dichte <j> g einer schwereren Komponente und der Dichte 9 -^ einer leichteren Komponente.

Als Alternative zu diesem Verfahren kann in der ersten Stufe gesichtet und in der zweiten Stufe gesiebt werden. Dann gestaltet sich das Verfahren für die Trennung in alle Komponenten derart, daß in der

ersten Stufe das Aufgategemisch, mittels m aufeinanderfolgenden Windsichtungen in (m+1) aufeinanderfolgende Sinkgeschwindigkeitsklassen klassiert wird, bei denen die jeweils schwerere Sinkgeschwindigkeitsklasse der ersten (m-1) Windsichtungen der jeweils nachfolgenden Windsichtung als Aufgabegut zugeführt wird und die Trennsichtluftgeschwindigkeiten v,·. der aufeinanderfolgenden Windsichtungen derart gewählt sind, daß die Siebkomgrößenfraktionen aller Komponenten in jeder Sinkgeschwindigkeitsklasse voneinander getrennt sind oder sich nur geringfügig überlappen, und daß dann in der zweiten Stufe jede der (m+1), mindestens ((m/2)+1), Sinkgeschwindigkeitsklassen mittels einer Serie von · (p-1) aufeinanderfolgenden Siebungen in ρ Siebkorngrößenfraktionen jeweils einer Komponente sortiert wird und die Fraktionen jeweils gleicher Komponente einzeln oder beliebig zusammengefaßt abgezogen werden (Fig. 5 und 6).

In diesem Fall erhält man besonders reine Komponenten, wenn die-Trennsichtluftgeschwindigkeiten Vj. * aus der geringeren Trennsichtluftgeschwindigkeit v-j-. der jeweils vor- oder nachgeschalteten Sichtung gemäß der Gleichung

^vId+1 ~ ^vLi* V ^v ^S' ^I/min bestimmt sind,

mit η einem die Steigung der Widerstandsbeiwertkurve der Sichtlufturnströmung der Partikel bei der Trennsichtluftgeschwindigkeit berücksichtigenden Parameter

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zwischen 1 und 2, der im Bereich laminarer Partikelumströmung den Wert 1 und im Bereich turbulenter Partikelumströmung den Wert 2 hat und dessen Wert im Übergangsbereich der Partikelumströmung etwa proportional dem Logarithmus der Reynoldszahl von 1 auf 2 ansteigt, und mit ( ^ g/ ^ T.)_min ^em kleinsten Verhältnis aus der Dichte ^o einer schwereren Komponente und der Dichte ^ τ einer leichteren Komponente.

Für die erfindungsgemäße Sortierung kommen als Komponenten alle Stoffarten im Bereich der Aufgabegemische aus der klassischen Aufbereitung infrage, nämlich mineralische Rohstoffe, wie z.B. Gemische aus Kohle, Pyrith und taubes Gestein, metallische Rohstoffe, z.B. Erze und taubes Gestein, sowie über den Bereich der klassischen Aufbereitung hinaus Reststoffe und Sonderabfälle als Aufgabegemische, bei denen

z.B. Aluminium- und andere KE-Metallanteile aus Schredder-Schrott nach der Abtrennung von magnetischen Eisenteilen,

oder Gummi, Gewebe", Stahlpartikel und Verunreinigungen aus zerkleinerten Altreifen,

oder Drähte, Gummi oder Kunststoffe der Ummantelungen und Verunreinigungen aus- Kabelresten,

oder Sonderprodukte und Kunststoffe aus Resten von Kunststoff-Verbundwerkstoffen,

öder Sand aus vermischten Gießereistahl-Strahlmitteln,

auszusortieren sind. Die erfindungsgemäße Sortierung führt bei allen denjenigen Aufgabegemischen unterschiedlicher disperser Feststoffe zum anfangs be~ schriebenen Ziel, bei denen ausreichende: Unterschied

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~ 13 -

in der Dichte und/oder Form "und damit in der korngrößenabhängigen Sinkgeschv/indigkeit der Komponenten vorhanden sind.

Für die Durchführung des Verfahrens wird ein geeignetes Aufgabe gemisch benötigt, in dem die zu sortierenden Komponenten getrennt und in einem für das Sieben und Sichten geeigneten Korngrößenbereich vorliegen. In vielen Fällen ist deshalb ein noch nicht geeignetes Ausgangsprodukt vor Aufgabe in die Klassierstufe mindestens durch einen ZerkleinerungsVorgang, vielfach in Verbindung mit einer Klassierung, in einen geeigneten Partikelgrößenbereich zu bringen. Ist das Ausgangsprodukt ein Verbundwerkstoff, so muß wie bei der klassischen Aufbereitung von mineralisehen Rohstoffen durch die Zerkleinerung die "Verwachsung" der Komponenten soweit wie möglich beseitigt werden. Die anschließende Sortierung gelingt umso besser, je weitgehender z.B. ein Verbundwerkstoff durch die vorgeschaltete Zerkleinerung in Partikel der einen oder anderen Sorte aufgeschlossen wurde. Bei einer Zwei- oder Mehrkomponentensortierung besteht das Aufgabegemisch für die nachgeschaltete Klassierstufe (Sichten oder Sieben.) dann aus einer Mischung zweier oder mehrerer disperser Feststoffe, die sich in ihrer Größen- und Sinkgeschwindigkeitsverteilung unterscheiden.

Es lassen sich drei Fälle hinsichtlich verschiedener. Dichte und/oder Form unterscheiden. Im ersten Fall-unterscheiden sich die Komponenten nur in der Feststoffdichte, wohingegen die Form gleich ist. Hier gelingt eine Sortierung in die Komponenten. Im zwei-

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ten Fall ist die Dichte de;r Komponenten gleich aber die Form unterschiedlich. Das Verfahren läßt sich demnach auch auf ein Gemisch von Materialien gleicher Dichte jedoch unterschiedlicher Form zur Formsortierung anwenden. Im dritten Fall, dem Regelfall, unterscheiden sich die Partikel sowohl hinsichtlich der Dichte als auch hinsichtlich der Form. Unterschiede in der Form der Partikel der Komponenten können das Verfahren positiv und negativ beeinflussen.

So ist es sehr wohl möglich, daß Partikel gleicher Große zwar unterschiedliche Dichte und Form aber dennoch gleiche Sinkgeschwindigkeit aufweisen, und damit das neue Verfahren nicht angewendet werden kann.

Wie schon beschrieben, muß die Klassierung in der ersten Stufe zu so schmalen Klassen führen, daß aus jeder Klasse in der zweiten Stufe durch eine weitere Klassierung die auszusortierenden Komponenten abgetrennt werden können.

In der zweiten Stufe werden, sofern die Klassierung in der ersten Stufe durch Sieben erfolgt ist, Siebkorngrößenklassen aufgegeben. Die Sortierung jeder derartigen Siebkorngrößenklasse in zwei Komponenten, z.B. mittels einer Schwerkraft-Gegenstromwind-Sichtung, ist z.B. nur möglich, wenn die Klassengrenzen der Siebklassierung, die durch die Maschenweiten χ. und 3C. ^j aufeinanderfolgende Siebe bestimmt sind, so gewählt werden, daß die Sinkgeschwindigkeit der der jeweils größeren, die obere Klassengrenze bestimmenden Maschenweite x. entsprechenden spezifisch schwereren Partikel größer ist, oder allenfalls gleich ist, als die Sinkgeschwindigkeit der der jeweils klei-

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neren, die untere ELassengrenze "bestimmenden Maschenweite x^./i entsprechenden spezifisch leichteren Partikel (1 «C i <Lm). Bei Mehrkomponenten-Aufgabegemischen müssen die Klassengrenzen so nahe beieinanderliegen, daß sich die Sinkgeschwindigkeitsbereiche aller Komponenten nicht oder nur geringfügig überlappen. Dies ist dann der Fall, wenn die für ein Zweikomponenten-Aufgabegemisch angegebene Bedingung für diejenigen beiden benachbarten Komponenten erfüllt ist, bei denen das Sinkgeschwindigkeitsverhältnis für gleiche Korngrössen am kleinsten ist, die partikelgrößenabhängige Sinkgeschwindigkeitsverteilungen also am engsten beieinanderliegen und damit die schärfste Anforderung an die erste Stufe gestellt ist, damit die Sortierung in der zweiten Stufe gelingt.

In Fig. 1 ist die Abhängigkeit der Siebkorngröße χ der Kornverteilungen von vier Komponenten unterschiedlicher Dichten ^₁, 9 ₂, ^₃, -?₄, ( ^₁ < <ξ_2< (j _5< <£ ^) und jeweils bestimmter Form von der Sinkgeschwindigkeit w dargestellt. Das Dichteverhältnis der Komponenten 3 und 2 ist das kleinste. Der zwischen diesen Komponenten eingezeichnete Treppenzug bestimmt die Breite der Siebkorngrößenklassen und der Sinkgeschwindigkeitsklassen, die bei der Klassierung in der ersten Stufe erzielt werden müssen,- damit die Fraktionen der jeweils anderen Dispersitätsgröße der Komponenten sich anschließen, meist voneinander getrennt sind oder sich höchstens etwas überlappen. Man erkennt, daß sich die Kornverteilungen der vier Komponenten weitgehend überlappen, d.h«, im Siebkorngrößenbereich Xvj bis χ sind alle Komponenten gleichermaßen vertreten.

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Die WaIxL aller Elassengrenzen der ersten Klassierung durch Siebung und damit der Maschenweiten χ. und ^xi 1 ^^enac^^Dar"t^er Siebe, &iö eine anschließende Windsichtung zur Sortierung ermöglichen, läßt sich demnach aus der Bedingung abschätzen, daß die Sinkgeschwindigkeit der der oberen Klassengrenze entsprechenden spezifisch leichteren Partikel der Sinkgeschwindigkeit der der unteren Klassengrenze entsprechenden spezifisch schwereren Partikel gleicht oder kleiner ist. Hieraus ergibt sich für einen Schwerkraft-Gegenstroznwindsichter, weil Gleichheit zwischen Trennsichtluftgeschwindigkeit vv und der Sinkgeschwindigkeit w^ der Trennkorngröße gefordert wird,

^VL ^β

Bestimmende Große für w^ und damit für Vt ist dabei- das für die Partikelumströmung im Windsichter maßgebende Widerstandsgesetz. Generell sind als Art der Umströmung der Partikel die laminare Umströmung (n=2) (Bereich A, Re<2,_5, in Fig. 2) für die das Stokes'sche Widerstands ge s et ζ bestimmend ist, die turbulente Umströmung (n=1) (Bereich G, Re\ 1000, in Fig. 2), bei der das quadratische Widerstandsgesetζ gültig ist, und die zwischen diesen liegende Übergangsbereichsumströmung (Bereich B in Fig. 2) zu unterscheiden (1f^n <L2).-η ist ein die Steigung der Widerstandsbeiwertkurve der Partikelumströmung mit der Trennsicht luft geschwindigkeit w ._ berücksichtigender Parameter. Die Widerstandsbeiwertkurve, die die Abhängigkeit des Widerstandsbeiwerts c„ von der Reynolds-Zahl

V?

Be = χ · ν-/v> (V = kinematische Zähigkeit) angibt, und die Kurve des Parameters η in Abhängigkeit von der Reynolds-Zahl sind in Fig. 2 dargestellt.

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Nimmt" man kugelförmige Partikel an, vernachlässigt man also den Formeinfluß, so läßt sich als allgemeine Lehre für die Wahl der Klassengrenzen bzw. für die Abstufung der Siebe die bereits oben angegebene Bedingung formulieren zu

d.h. die Abstufung der Maschenweite x. gegenüber der ν benachbarten kleineren Maschenweite χ.''* berechnet sich vereinfacht weitgehend aus der η-ten Wurzel des kleinsten Dichteverhältnisses der Partikel einer schwereren Komponente mit der Dichte <? « zu den Partikeln einer leichteren Komponente des Aufgabegemisches mit der Dichte ^ -r. Bei Zweikomponenten-Aufgabegemischen ist also das Dichteverhältnis der beiden Komponenten maßgebend. Bei Mehrkomponenten-Aufgabegemischen wird das kleinste Dichteverhältnis aus den Komponenten gebildet, deren kormgrößenabhängige Sinkgeschwindigkeitsverteilungen am nächsten beieinanderliegen, η hat im laminaren Bereich den Wert 2 und im turbulenten Bereich den Wert 1.

Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, daß man davon ausgehen kann, daß die Windsichtung von groben Partikeln im allgemeinen in turbulenter Umströmung erfolgt und demnach η für angenähert kugelförmige Partikel nahe bei 1 liegen wird, während bei stark von der Kugelform abweichenden Partikeln und bei Sichtungen im Übergangsbereich zwischen laminarer und turbu-' lenter Umströmung η nahe bei Λ _r5 liegt. Bei der Sichtung feiner Partikel geht der Formeinfluß zurück; sie

' s

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wird bevorzugt im laminaren Bereich stattfinden, so daß die Zahl η näher bei 2 liegt. In welchem Ströntungsbereich eine optimale Terwirklichung des Verfahrens stattfinden kann, hängt von der Formvielfalt und von den Dichten der beteiligten Komponenten des Aufgabegemisches ab. Daher ist unter Umständen das Ausgangsprodukt zunächst durch eine zusätzliche Zerkleinerung und Klassierung in den günstigsten Eorngrößenb ere ich zu bringen.

Die Bedingung (2) für die Abstufung der Siebmaschenweiten muß nur "weitgehend" erfüllt sein. Damit soll zum Ausdruck gebracht werden, daß die Trennschnitte nicht notwendigerweise bei den Maschenweiten, die die Rechnung ergeben, durchgeführt werden müssen sondern auf handelsübliche Siebe mit genormten Maschenweiten zurückgegriffen werden kann, so daß eine Sonderanfertigung der-Siebe mit Maschenweiten, die die Rechnung ergeben, nicht erforderlich ist. Die genormten Siebreihen stellen eine genügend große-Anzahl von Maschenweiten zur Realisierung des Verfahrens zur Verfügung, um den in den Ansprüchen angegebenen Bedingungen technische "weitgehend" zu entsprechen» Darüberhinaus sind Anwendungen denkbar, die zur Erreichung großer Trennschärfen und damit besserer Anreicherungen und· Ausbeuten Sonderanfertigungen von Sieben mit bestimmten, nicht genormten Maschenweiten rechtfertigen. ,..

Umgekehrt ergibt sich für eine Klassiersichtung in der ersten Stufe in Sinkgeschwindigkeitsklassen die '30 Bedingung für die erforderliche Abstufung der Trennsichtluftgeschwindigkeiten, um eine Siebsortierung in der zweiten Stufe zu ennöglichen, zu

. . - 19 -

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•Vi

/Ιτλ-ι« ;-1<n<2 (5)

d.h.. die Abstufung der jeweils höheren Trennsichtluftgeschwindigkeit Vj₁. ^ gegenüber der Jeweils niedrigeren Trennluftgeschwindigkeit Vjj des vor- oder nachgeschalteten Sichters berechnet sich auch allgemein vereinfacht weitgehend aus der η-ten Wurzel des kleinsten Dichteverhältnisses der Partikel einer schwereren Komponente zu den Partikeln einer leichteren Komponente des Aufgäbegemisches, wobei n=1 im laminaren Bereich gilt. -

Für die technische Realisierung muß die die Art der TJmströmung der Partikel durch die Sichtluft berücksichtigende Zahl η so gewählt werden, daß sowohl die im Windsichter herrschende Anströmbedingung als auch der möglicherweise konkurrierende Formeinfluß der zu trennenden Partikel berücksichtigt wird. Dies ist für jede Anwendung des Verfahrens in Vorversuchen experimentell festzustellen.

Erfolgt die Klassierung in der ersten Stufe durch Siebung, so werden die dabei gewonnenen Siebgrößenklassen durch Serien von Windsichtungen mittels Windsichtersätzen in die Komponenten getrennt. In den Windsichtern des jeweiligen Sichtersatzes und der jeweiligen Sichterstufe muß die die Trenngrenze bestimTnep.de Trennsichtluftgeschwindigkeit v_T . (der

-UJ , C

Index j bezeichnet die Komponente bzw. Sichtstufe und· der Index c den Windsichtersatz) jeweils so eingestellt sein, daß gilt ·

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mit w . der Sinkgeschwindigkeit in Luft der die Trenngrenze bestimmenden gröbsten Partikel der abzutrennenden leichten Komponente der jeweiligen Siebgrößenklasse und k einer die Form der Partikel, die Beladung der ßichtluft mit Partikeln und den gewählten Sichtertyp berücksichtigenden Konstanten zwischen 0,3 "und 1. Die Sinkgeschwindigkeit w„ eines Partikels in Luft ist nach den bekannten Gesetzmäßigkeiten zu berechnen.

Versuche haben die Eichtigkeit der erfindungsgemässen Ansätze bestätigt und gezeigt, daß für die Trennung der üblicherweise vorliegenden Dichtebereiche der-Berechnung der Abstufung der Maschenweiten bzw. der Trennsichtluftgeschwindigkeiten das kleinste Dichteverhältnis der zu trennenden Komponenten zugrundegelegt werden kann. Die geweilige Trennsichtluftgeschwindigkeit v-r · errechnet sich für einen Anwendungsfall j in dem z.B. Zick-Zack-Sichter in der Sortieretufe eingesetzt werden, aus der angegebenen Gleichung (4) mit der Konstanten k=0,5» d^e nach Einfluß der unterschiedlichen Partikelformen in den zu trennenden Komponenten.

*

Es können sich für die erforderliche Einstellung der Trennsichtluftgeschwindigkeiten im Windsichter, z.B..im Steigrohrwindsichter, Abweichungen von der angegebenen Gleichung (4) ergeben, was durch Vorversuche zu ermitteln ist.

In federn Fall gilt aber_$ daß bei der bevorzugten Schwerkraftwindsichtung die Trennsicht luft geschwindigkeit der SinkgeschxdLndigkeit der gröbsten aus der Siebgrößenklasse auszusortierenden leichten Par-

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tikeln gleichen muß bzw. gerade etwas kleiner eingestellt werden muß, als die Sinkgeschwindigkeit der kleinsten in der Siebgrößenklasse enthaltenen nächst schwereren Partikel.

Da Formbeschreibungen der Partikel nur sehr schwer quantitativ möglich sind, sind auch genaue quantitative Angaben für die Wahl der Stufung bei starken Formunterschieden der beteiligten Komponenten kaum möglich. Starke Formunterschiede verbessern aber das er-. findungsgemäße Verfahren in dem Sinne, daß breitere Größenklassen bei der Siebklassierung, d.h. größere

. , Sprünge in der Stufung der Siebung, zugelassen werden können, wenn der Formeinfluß auf die Sinkgeschwindigkeitsverteilung der spezifisch schwereren Partikel größer ist als die Sinkgeschwindigkeitsverteilung der spezifisch leichteren Partikel. Die Anzahl der Klassiersiebe kann dann also kleiner gewählt werden. Das Verfahren wird dadurch wirtschaftlicher.

Erfolgt die Klassierung in der ersten Stufe durch Windsichten, so werden die dabei gewonnenen Sinkgeschwindigkeit ski as sen durch Serien von Sieben bzw. Siebsätzen in die Komponenten getrennt. Für die Siebe der Jeweiligen Siebsätze ist die die Trennung der

Komponenten bestimmende Maschenweite χ .. (der Index c, j

c bezeichnet die Sinkgeschwindigkeitsklasse bzw. den Siebsatz und der Index j die Komponente), jeweils so bestimmt, daß sie·jeweils etwas kleiner ist als die kleinsten Partikel der in der Sinkgeschwindigkeitsklasse enthaltenen jeweils leichtesten Komponente.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich für Korngrößen ab etwa 50 /um einsetzen, sofern die technisch-

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verfügbare ImItstrahl siebung in diesem Korngrößenbereich noch leistungsfähig einsetzbar ist. Die Anwendungsgrenze nach oben liegt bei Partikeln von ca. 30 mm bei % τ =5 g/cnr. Dies hängt einerseits von den angebotenen Siebmaschinen ab, die beispielsweise beim Mogensen-Prinzip bis zu dieser Grenze einsetzbar sind, und andererseits vom technischen Aufwand in der Klassierung oder Sortierung durch Vindsichtung. Im genannten Koragrößenbereich sind alle technisch verfügbaren Siebverfahren und Siebe, wie z.B. Plan-, Wurf- und KreisSchwingsiebe in Mehrfachanordnung, einsetzbar.

Die Windsichter können zweckmäßigerweise als Steigrohrwindsicht er, z.B. als Zick-Zack-Sichter, ausgebildet sein, aus denen die leichten Partikel nach oben hin pneumatisch ausgetragen werden.

Alternativ zu dieser Gegenstrom-Schwerkraftwindsichtung in Steigrohrwindsichtern kann auch eine Querstromwindsichtung eingesetzt werden, wie sie beim unklassierten Aufgabegemisch, wie oben erwähnt, bereits durchgeführt wird. In diesem Fall sollen wenigstens einige der Windsichtungen Querstromwindsichtungen mittels eines den als dünne Schicht abwärtsfallenden Partikelstrpm querdurchströmenden I/uftstroms sein. Bei dieser Querstromwindsichtung ist der Energieaufwand für die Erzeugung der Sichtluftströmung geringer als bei den Gleichgewichts-Schwerkraftwindsichtungen, bei denen der Luftströmung nicht nur die Aufgabe zufällt, die leichten Partikel von den schweren Partikeln zu trennen, sondern auch noch die, die leichten Partikel pneumatisch zu einem Abscheider zu transportieren. Der Abtransport der Partikel erfolgt dagegen bei den .

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Querstromwindsichtern mittels der Sichtzone nachgeschalteten mechanischen Förderanlagen.

Für den angegebenen Bereich kleinster Partikel können Fliehkraftwindsichter, z.B. Spiralwindsichter oder Umlenksichter angewendet werden.

Die Trennung sehr großer und damit schwerer Partikel mittels Windsichtung wird wegen der hohen Trennsinkgeschwindigkeit hohe I/uftmengen erfordern,. weshalb eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welchem das Aufgabegemisch zunächst durch Siebung klassiert wird, vorsieht, daß der Überlauf des gröbsten Siebes der Haschenweite x,, zerkleinert und dem Aufgabegemisch nochmals zugegeben, am Ort der Verarbeitung auf Halde gegeben oder anders weiterverarbeitet wird. Die Zerkleinerung der großen Partikel kann außerdem energetisch günstiger sein als die Sortierung durch Siebung und Sichtung. Insgesamt wird man mit der vorgeschalteten Zerkleinerung nicht nur den beschriebenen Aufschluß des Ausgangsproduktes realisieren, sondern gleichzeitig eine Vergleichmäßigung im anfallenden Korngrößenspektrum anstreben, um die Anzahl m der erforderlichen und wie angegeben zu bestimmenden Siebungen oder Sichtungen der Klassierstufe und die erforderliche Anzahl der nachgeschalteten Sichter oder Siebe möglichst klein zu halten. Es kann außerdem vorteilhaft sein (Anspruch 6), daß nach der Klassierung durch Siebung vor einzelne oder alle Sichtungen eine selektive Zerkleinerung der Größenklassen, die auf die Zerkleinerung der leichteren Komponenten hin ausgerichtet ist, erfolgt. Auf diese Weise läßt sich die nachgeschaltete Sortierung durch Sichtung

· - 24- -

215 82 1

aufgrund des unterschiedlichen Zerkleinerungsverhaltens der Komponenten 'erleichtern, wirkungsvoller oder mit weniger Vindsichtern ausführen.

Trennschärfe und Aufwand des erfindungsgemäßen trockenen Sortierverfahrens steigen mit zunehmender Anzahl engerer Siebgroßenklassen bzw. Sinkgeschwindigkeitskiass en in der Klassierstufe, desgleichen steigt die Anreicherung, d.h. die Qualität und unter Umstanden auch die Ausbeute an weitgehend reinen Komponenten. Da die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens sowohl vom technischen, d.h. apparativen, zeitlichen und personellen Aufwand aber auch vom erzielbaren Preis für das sortierte Endprodukt abhängt, wird das wirtschaftlichste Verfahren zwischen den angedeuteten Extremen liegen und ist für jedes zu trennende Aufgabegemisch durch Versuche zu bestimmen.

Übliche Kornverteilungsbreiten bei unterschiedlichen Materialmischungen, wie z.B. im Bereich der Mineralien, Sonderreststoffe und Verbundwerkstoffen, BE-Metallanteile in Schredderschrott, Kohle und Berge, Müll'und andere Rohstoffe oder auch Erze, werden m=5 bis 15 Sieb- und Sichtstufen bedingen, wobei Mehrkomponentengemische bis zu p=5 Komponenten für die erfindungsgemäße Sortierung denkbar sind.

Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Sortieranlage, mit der aus einem Aufgabegemisch ρ Komponenten (aus mehreren Komponenten) aussortiert werden können, ist gekennzeichnet durch

eine erste Stufe mit einem Satz von m > 3 hintereinan- S₁ dergeschalteten Trocken-Klassiervorrichtungen zum

.' ·.· - 25 -

2 ί 5 82 1

Klassieren des Aufgabegemisches in Klassen des einen Partikelmerkmals des Aufgabengemisches, in denen die Fraktion des anderen Partikelmerkmals jeder auszusortierenden Komponente "von den Fraktionen der anderen Komponenten jeweils getrennt enthalten ist oder sie nur geringfügig überlappt, v

und durch eine zweite Stufe mit Sätzen aus hintereinandergeschalteten weiteren Trocken-Klassiervorrichtungen für je eine Klasse zu deren aufeinanderfolgende Trennung in Fraktionen "bei Trenngrenzen, die den beiden Grenzen des anderen Partikelmerkmals Jeder Fraktion der auszusortierenden Komponenten entsprechen, wobei den Jeweils ersten Klassierrorrichtungen eines Satzes der weiteren Klassiervorrichtungen jöweils eine.Klasse aufgebbar ist, und aus den weiteren Klassiervorrichtungen die jeweils reinen oder stark angereicherten Fraktionen der Komponenten einzeln oder beliebig zusammenfaßt abziehbar sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform, bei der Aufgabengemisch in der ersten Stufe gesiebt und in der zweiten Stufe gewindsichtet wird, ist charakterisiert durch

eine erste Stufe mit einem Siebsatz (1) aus m> 3 hintereinandergeschalteten Sieben (2) zur Klassierung des Aufgabegemisches in aufeinanderfolgende Siebkorngrößenklassen, bei dem die Maschenweiten x. der Siebe derart gewählt sind, daß die Sinkgeschwindigkeitsfraktionen jeder auszusortierenden Komponente von denen der anderen Komponenten j'eweils getrennt vorliegen oder sich nur geringfügig überlappen,

aus dem Siebsatz -und den diesen, jeweils nachgesehaltet en Windsichtern die schwere Fraktion des jeweils vorgeschalteten Windsichters als Aufgabegut aufgebbar ist und aus denen die leichten Fraktionen jeweils gleicher Komponente und die schwere Fraktion des je-Xieils letzten Windsichters jeweils einzeln oder beliebig zusammengefaßt als reine oder angereicherte Komponente abziehbar sind (Fig. 3 und 4·).

Die Abstufung der Siebmaschenweiten χ. erfolgt gemäß Gleichung (2) oder eines Diagramms gemäß Fig. 1,

* \ Είη,β weitere bevorzugte Ausführungsform der Sortieranlage, bei der das Aufgäbegemisch in der ersten Stufe gewindsichtet und in der zweiten Stufe gesiebt wird, umfaßt eine erste Stufe mit m^J> hintereinandergeschalteten Windsichtern zur Klassierung des Auf-

' -* gabegemisches in aufeinanderfolgende Sinkgeschwindigkeitsklassen, von denen die jeweils schwerere Sinkgeschwindigkeit ski as se der ersten Windsichter dem jeweils nachgeschalteten Windsichter als Aufgabegut zuführbar ist, in der Trennsichtluftgeschwindigkeiten in den aufeinanderfolgenden Windsichtem derart einstellbar sind, daß die Siebkorngrößenfraktionen der auszusortierenden Komponenten in jeder Sinkgeschwindigkeitsklasse voneinander getrennt sind oder sich nur geringfügig überlappen, und eine zweite Stufe mit wenigstens zwei Sätzen von hintereinandergeschalteten Sieben, auf deren jeweils erstes Sieb jeweils eine Sinkgeschwindigkeit ski asse aus den Windsichtem,' nach deren Abscheidung aus der Sichtluft, aufgebbar ist, mit denen, aufgrund der Abstufung der Siebmaschenweiten der Siebe entsprechend der Korngröße der

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und eine· zweite Stufe mit wenigstens zwei Sätzen von Windsichtern, deren jeweils ersten Windsichten! Jeweils eine Siebkorngroßenklasse und deren jeweils nachgeschalteten Windsichtern die schwere Fraktion des Je— weils vorgeschalteten Windsichters als Aufgabegut aufgebbar ist, und aus denen, aufgrund einer-Abstufung der Trennsichtluftgeschwindigkeiten entsprechend den Sinkgeschwindigkeiten der noch zu gewinn enden gröbsten und feinsten Partikeln der auszusortierenden Komponenten, leichte Fraktionen und schwere Fraktionen der Jeweils letzten Windsichter der aussortierten Komponenten einzeln oder beliebig zusammengefaßt, als reine oder stark angereicherte Komponente, abziehbar sind.

Die Trenngrenzen der zweiten Stufe lassen sich wegen der Einstellbarkeit der Trennsichtluftgeschwindigkeit leicht den Erfordernissen anpassen.

Sofern das Aufgabegemisch in alle seine ρ Komponenten sortiert werden kann, gelingt dies mit einer solchen Sortieranlage, die eine erste Stufe mit einem Siebsatz aus m > J Sieben zur Klassierung des Aufgabegemisches in (m+1) aufeinanderfolgende Siebkornklassen, bei dem die Maschenweiten x^ aufeinanderfolgender Siebe derart gewählt sind, daß die Sinkgeschwindigkeitsbereiche der einzelnen Komponenten in Jede Siebkorngrößenklasse voneinander getrennt sind oder sich nur geringfügig überlappen, umfaßt, sowie eine zweite Stufe mit (m+1), mindestens ((m/2)+1), Sätzen aus Jeweils (ρ-1) hintereinandergeschalteten Windsichtern für Je eine Siebkorngrößenklasse zu deren Sortierung in Fraktionen Jeweils einer Komponente_} deren Jeweils ersten Windsichtern Jeweils eine Siebkorngrößenklassen

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noch zu gewinnenden gröbsten und feinsten Partikel der jeweils auszusortierenden Komponente, nacheinander Fraktionen der reinen oder angereicherten Kompo-• nenten abtrennbar sind, und aus denen die Fraktionen jeweils gleicher Komponente jeweils einzeln oder beliebig zusammengefaßt abziehbar sind. "

Diese Variante läßt eine genaue Einhaltung der erforderlichen Klassengrenzen der ersten Stufe zu.

Ist das Aufgabegemisch in alle seine ρ Komponenten zu sortieren, gelingt dies am besten mit dieser Anlage, wenn sie umfaßt eine erste Stufe mit m>_3 hintereinandergeschalteten Windsichtem, mit denen das Aufgabegemisch in (m+1) Sinkgeschwindigkeitsklassen klassierbar ist, von denen die jeweils schwerere Sinkgeschwindigkeitsklasse der ersten (m-1) Windsichter dem jeweils nachgeschalteten Windsichter als Aufgabegut zuführbar ist und die Trennsichtluftgeschwindigkeiten in den aufeinanderfolgenden Windsichtem derart einstellbar sind, daß die Siebkorngrößenfraktionen der einzelnen Komponenten in jeder Sinkgeschwindigkeitsklasse voneinander getrennt sind oder sich nur geringfügig überlappen,

sowie eine zweite Stufe mit (m+1), mindestens ((m/2)+1), Siebsätzen aus jeweils (p-1) hintereinandergeschalteten Sieben für je eine Sinkgeschwindigkeitsklasse zu deren Sortierung in Fraktionen jeweils einer Komponente, deren jeweils erstem Sieb jeweils eine Sinkgeschwindigkeitsklasse aus den Windsichtem aufgebbar ist und mit denen aufgrund der Abstufung der Siebma-

JO schenweiten jede Sinkgeschwindigkeitsklasse in Fraktionen der reinen oder angereicherten Komponenten sortierbar ist und aus denen die Fraktionen jeweils

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gleicher Komponente jeweils einzeln oder beliebig zusammengefaßt abziehbar sind (Fig. 5 τι. 6).

Die Abstufung der Trennsicht luft geschwindigkeit en erfolgt am besten gemäß Gleichung (3) bzw. anhand ei-H6^S Diagramms gemäß Fig. 1, in das die Kornverteilungen der Komponenten eingezeichnet sind, wobei der Treppenzug zwischen die beiden Kurven gelegt wird, deren Komponenten das kleinste Dichteverhältnis ergeben.

Bei einer Anwendung des Verfahrens zur Sortierung von Aluminiumpartikeln (^ ο⁼^*7 ß/^cm ) aus Schredder-. Schrott, in dem sie mit verunreinigenden Nichtmetallen ( <f xj <_ 1,85 g/cnr) und Schwermetallen ( <f 3 ^L 4,2 g/cnr) enthalten sind, ergaben sich für die Sortieranlage die nachfolgenden Zahlenwerte für die Auswahl der Maschenweiten x. und die Einstellung der Trennsichtluftgeschwindigkeiten v_T. . In der 1. und

XiJ , C

2. Zeile sind die Siebnummer und die Maschenweite der Siebe der ersten Klassierung und in der 3· und 4-. Zei-Ie sind die Trennsichtluftgeschwindigkeiten v·^ _c der jeweils ersten Sichtstufe aus Gegenstrom-Windsichtern und die Trennsichtluftgeschwindigkeiten v-^ _c in der jeweils zweiten Sichtstufe aus Gegenstrom-Windsichtern der zweiten Klassierung angegeben. Der Durchgang des feinsten Siebes mit der Maschenweite x^_Q wurde nicht gesichtet.

1	5	2	,5	3	,8
8	3	9	,0	10	,0
27,	22	18
7S	6	5

,5 12,9 10,7 8,8 7,3 6,0 5,0 mm

215821

10,9	9,9	9	,0	m/s
28,5	25,9	23	,6	21,5
14,7	13,4	12	,0	m/s
28,0	22,4	19	,0	16,0
7,5	6,3	5	,6	mm

3. 21,1 19,2 17,4 15,9 14,4 13,1 11,9

19,6 17,8 16,2 5. 28,0 22,4 19,0 16,0 13,2 11,2 9,0

Da die errechneten Werte für die Maschenweiten nicht mit den genormten Maschenweiten übereinstimmen, werden die in der 5- Zeile angegebenen Werte der Sieb-Normreihe R4-0 der DIN 4188 (ISO-Empfehlung 150 E 3 DIN 323 NPX 01-0.01 B.5.2.045) für die praktische Verwirklichung verwendet. Die Werte für die einzustellenden Trennsichtluftgeschwindigkeiten ändern sich im vorliegenden Fall nahezu nicht.

AusführunKsbeispiele:

Die Erfindung läßt sich auf Sortieranlagen verwirklichen, deren Aufbau in den beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt ist. Es zeigt:

Fig. 3 cLas Schema einer Anlage zur Sortierung eines aus zwei (p=2) Komponenten bestehenden Auf

gabegemisches mittels m Sieben und (m+1) Windsichtern in seine beiden Komponenten,

Fig. 4 das Schema einer Anlage zur Sortierung eines aus ρ Komponenten bestehenden Aufgabegemisches mittels m Sieben und (m+1)*(p-1) Wind

sichtern in seine ρ Komponenten, .

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-31- 21 582 ί

Pig. 5 das Schema einer Anlage zur Sortierung eines aus zwei (p=2) Komponenten bestellenden Aufgabegemisches mittels m Windsichtern und (m+1) Einfachsieben in seine beiden Komponenten, und

Pig. 6 das Schema einer Anlage zur Sortierung eines aus ρ Komponenten bestehenden Aufgabegemisches mittels m Windsichtern und (m+1)*(p~1) Sieben in seine ρ Komponenten.

.10 Ein Zwei- oder Mehrkomponenten-Ausgangsprodukt wird zunächst durch einfache Siebung, Sichtung oder Zerkleinerung für die Sortierung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorbereitet, wobei diese Produktkonditionierung in der Reihenfolge an das Produkt angepaßt, durch Sonderbehandlung ergänzt oder auch fortgelassen wird, wenn das Ausgangsprodukt bereits aufgeschlossen vorliegt und eine erste Anreicherung durch Sieben oder Sichten nicht erzielbar ist bzw. Verunreinigungen nicht beseitigt werden müssen. Durch diese Vorbereitung wird das Aufgabegemisch erhalten.

Bei der in Fig. 3 schematisch dargestellten Sortieranlage wird ein Zweikomponenten-Aufgabegemisch Έ zunächst' in einer ersten Stufe auf einer Siebmaschine mit einem Siebsatz 1 aus m gemäß Gleichung (2) abgestuften Sieben 2 in (m+1) aneinander anschließende Siebkorngrößenklassen klassiert. Hierzu geeignete Siebmaschinen sind allgemein bekannt. Alle Siebe 2 des Siebsatzes 1 müssen nicht in einer einzigen Siebmaschine vereinigt sein. Sie können auch auf mehrere hintereinaiidergeschaltete Siebmaschinen mit jeweils

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mir einem oder zwei Sieben verteilt sein. Die Haschen weiten der Siebe sind mit z^ (gröbste Maschenweite)

x^ -Sn-I ^tLEl<3- -^m (k¹⁰^³"^ Maschenweite) "be zeichnet. Die gröbste Siebkorngrößenklasse "bleibt auf dem ersten Sieb des Siebsatzes, dem Sieb mit der Maschenweite x,. zurück, während die feinste Siebkorngrößenklasse diejenige ist, die durch das letzte Sieb des Siebsatzes, das Sieb mit der kleinsten Maschenweite x_, noch hindurchfällt.

In der zweiten Stufe wird jede dieser (m+1) Siebkorngrößenklassen jeweils einem von (m+i) auslaßseitig parallelgeschalteten Windsichtern 4, die jeweils eine einzige Sichtstufe 3 bilden, über Leitungen 5 zugeführt. - .

Die Windsichter 4 sind schematisch als Schwerkraftwindsichter mit einem vertikalen Sichtrohr dargestellt, in das unten mittels eines nicht dargestellten Ventilators Sichtluft L eingeleitet wird. Die über je eine Leitung 5 zugeführten, zu sichtenden Siebkorngroßenklassen werden seitlich in die von unten nach oben mit einer Trennsicht luft geschwindigkeit Vj^ in den Windsicht ern strömende Sichtluft eingegeben. Die leichteren Partikel, deren Sinkgeschwindigkeit w kleiner als die Trennsichtluftgeschwindigkeit Ττ ist, werden jeweils entgegen ihrer Schwerkraft von der Sichtluft nach oben mitgenommen und mit ihr als leichte Fraktion durch einen Auslaß 6 ausgetragen. Die schweren Partikel fallen entgegen dem auf steigenden Sichtluftstron nach unten und werden als schwere Fraktion durch einen AuslaJS 7 ausgetragen.

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-53- 21 5 82 ί

In den Windsichtern 4 sind unters chi edl idle Trennsichtluftgeschwindigkeiten v-^ (vjyj bis Vj₁Z_1n /jp eingestellt, die imter Zuhilfenahme der oben angegebenen Gleichung (4) ermittelt sind. In den Windsichtern 4 gelingt damit aufgrund der vorhergehenden Siebklassierung des Aufgäbegemisches in die schmalen Siebkorngroßenklassen die weitgehend vollständige Trennung jeder Klasse in die beiden Komponenten. Die je- ' weils aus dem Auslaß 6 eines Windsiphters 4 austretende leichte Fraktion wird durch die Sichtluft in eine Sammelleitung 11 und die jeweils aus dem Auslaß 7 §ines Windsichters 4 austretende schwere Fraktion in eine andere Sammelleitung 12 abgezogen. Am Ausgang der Sammelleitungen 11 und 12 stehen vollständig die reine bzw. angereicherte leichte Komponente als Produkt Fl und die reine bzw. angereicherte schwere Komponente als Produkt P2 zur Verfügung. Sie können der Weiterverwendung unmittelbar mit der Sicht luft zugeführt werden oder zunächst in nicht dargestellten Abscheidern, z.B. Zyklonabscheidern«oder I/uftfiltern, abgeschieden werden, um dann als Schüttgut zur Verfügung zu stehen. Jede leichte Fraktion und jede schwere Fraktion der Windsichter 4-kann statt in eine Sammelleitung einzeln oder beliebig zusammengefaßt, z.B. aus dem ersten, dritten und fünften Sichter und aus dem zweiten und vierten Sichter, als Fertiggut, gegebenenfalls nach vorheriger Abscheidung aus der Sichtluft, abgezogen werden. .

liach der Klassierung in der Siebmaschine ist bei einer, mehreren oder allen Siebkorngrößenklassen vor der Sichtung eine selektive Zerkleinerung Z der leichten Komponente dadurch möglich, daß die Klasse

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- 54· -

2 1 5 82 i

zunächst .in eine Zerkleinerungsmaschine und aus dieser in den "betreffenden Windsichter eingespeist wird. Die selektive Zerkleinerung wird mit dem Ziel, die erforderliche Trennsichtluftgeschwindigkeit der nachfolgenden Sichtung senken zu können, durchgeführt.

Der Fall der Zerkleinerung Z ist in Fig. 3 für

die gröbste, vom ersten Sieb 2 des Siebsatzes 1, das die größte Maschenweite χ- hat, abgezogene Siebkorngrößenkiasse dargestellt. Diese Klasse wird über eine Leitung 5¹» gegebenenfalls mittels eines nicht dargestellten Förderers, in eine schematisch dargestellte Zerkleinerungsmaschine 9 und von dieser über" eine Leitung 5¹ ' in den ersten Windsichter 4 gegeben.

Bei der Sortierung von Aufgabegemischen F mit ρ Komponenten ist die Sortieranlage gemäß Fig. 3 so zu erweitern, wie es Fig. 4 zeigt, wonach für die Sortierung mittels Sichtung jeder der im Siebsatz gewonnenen (m+1) Siebkorngrößenklassen in ρ Fraktionen jeweils einer Komponente jeweils ein Satz 10 aus (p-1) hintereinandergeschalteten Windsichtern 4 vorgesehen ist. Es sind also (m+1) Windsicht ersatz e 10 vorhanden. Die jeweils ersten Windsichter eines Sichtersatzes, die den Windsicht ern der Sortieranlage nach Fig. 3 entsprechen, bilden eine erste Sichtstufe 3*1 und die jeweils nachgeschalteten Windsichter eines Sichtersatzes 10 jeweils eine weitere Sichtstufe 3«j bis 3.(p-1). Dem ersten Windsichter jedes Sichtersatzes wird jeweils wieder eine Siebkorngrößenklasse aus dem Siebsatz 1 über eine Leitung 5 als Aufgabegut aufgegeben. Die in jedem Windsichter anfallende schwere Fraktion wird am Auslaß 7 abgezogen und dem im Sich-

215 82 J

tersatz nachgeschalteten Windsichter der nächsten Sicht stufe 3. j über eine Leitung als Aufgabe gut aufgegeben.

Für die Wiadsichtersatze 10 (Index c ( und Sichtstufen (Index j O <LJ_<(p-O) werden die erforderlichen Trennsichtluftgeschwindigkeiten v_T .

JUJ. C

unter Verwendung der oben angegebenen Gleichung (4) ermittelt. Sie nehmen von Stufe zu Stufe zu. In der ersten Sichtstufe 3.1 enthalt jede aus einem Wind-" sichter 4 oben mit der Sicht luft durch den Auslaß 6 in eine Sammelleitung 11 abgezogene leichte Fraktion die leichteste der ρ Komponenten, als erste reine oder angereicherte Komponente die das Produkt* PI ergibt. Die leichten Fraktionen der jeweils folgenden Sichtstufen 3»j bis 3-(p-1) ergeben die nächst schwerere, reine oder angereicherte Komponente, die in eine Sammelleitung 13 zum Produkt P3 zusammengeführt werden, während die weiteren schwereren Fraktionen in den weiteren nachgeschalteten Sichtstufen und zuletzt die schwerste aller Komponenten in der (p-1)-ten Sichtstufe 3.(i>-1) gewonnen und in Sammelleitungen

14- und 1$ zum Produkt P4- und P5 zusammengeführt werden. . .

Die leichten Fraktionen jeder Sichtstufe und die schwere Fraktion der letzten Sichtstufe können auch einzeln oder beliebig zusammengefaßt als Produkt verwendet werden. Eine getrennte Abscheidung der Fraktionen der Komponenten aus der Sichtluft in nicht · dargestellten Abscheidern kann im Anschluß an die jeweilige Vindsichtung und eine gemeinsame Abscheidung im Anschluß an die Zusammenführung in die Sam-

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-36- 21582 1

melleitungen erfolgen.

Es sind m Windsichtersätze 10 dann ausreichend, wenn das durch das letzte Sieb mit der Maschenweite Zj_n hindurchgehende Feinstgut aus der Siebklassierung nicht sortiert werden soll und daher ungesichtet über eine gestrichelt angedeutete Leitung 8 abgezogen wird. Eine weitere Reduzierung auf Cm-I) Windsichtersätze 10 bzw. Windsichter 4· in den einzelnen Sichtstufen 3 ist möglich, wenn der Überlauf bzw. Rückstand des gröbsten Siebes des Siebsatzes 1 mit der Maschenweite χ einer Zerkleinerung zugeführt und von dieser in das Aufgabegemisch zurückgeführt wird oder aus dem Verfahren zu einer anderen Behandlung ausgeschieden wird. Eine Reduzierung auf mindestens C(m/2)+1) Windsichter ist möglich, wenn die Hälfte der Siebkorngrößenklassen nicht der Sortierung durch Sichtung zugeführt wird, beispielsweise weil sie keine ausreichenden Mengen einer auszusortierenden Komponente aufweisen. Jeder Windsichtersatz 10 wird mehr als (p-1) Windsichter aufweisen, wenn die aus mehreren Komponenten des Aufgabegemisches auszusortierenden Komponenten nicht in der Dichte- und/oder Formabstufung bzw. Sinkgeschwindigkeitsabstufung von allen Partikeln gleicher Größe benachbart sind, also eine zwischen. Ihnen vorhandene Komponente auszuscheiden und zu verwerten ist. -

Ein Windsichtersatz kann weniger als Cp-I) Wind-, sichter haben, wenn in der zu sichtenden Siebkorngrößenklasse eine oder mehrere auszusortierende Komponenten nicht oder nicht in ausreichender Menge enthalten ist, was insbesondere bei den gröbsten und feinsten Siebkorngrößenklassen der Fall sein kann,

- - 37 ~

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weil sich die Kornverteilungen aller Komponenten nicht vollständig überlappen, sh. Fig. 1. Gleiches gilt für die nachfolgend "beschriebene alternative Sortierung.

Das Sortierverfahren läßt sich nach der beschriebenen alternativen Produktvorbereitung zur Bereitstellung eines Aufgabegemisch.es auch derart durchführen, daß zuerst gewindsichtet und dann gesiebt wird. Sortieranlagen zur Durchführung dieser Alternative sind in den Fig. 5 "und 6 schematisch dargestellt. Bei der Sortieranlage gemäß Fig. 5 wird ein Zweikomponenten-Aufgabegemisch F zunächst in einer ersten Stufe in einem Windsichtersatz aus m hintereinandergeschalteten Vindsichtern 21 in (m+1) aufeinanderfolgende Sinkgeschwindigkeitsklassen klassiert. In jedem nachgeschalteten-Windsichter 21 herrscht jeweils eine größere Trennsichtluftgeschwindigkeit "Vj. ^j. Die Abstufung ist gemäß Gleichung (3) bestimmt.

Jn einer zweiten Stufe werden jede aus einem Windsichter 21, in dem die Trennsichtluftgeschwindigkeit ν_Τπ] herrscht, aus einem Auslaß 26 abgezogene leichtere Klasse und die aus dem letzten Windsichter aus dessen Auslaß 27 abgezogene schwere Klasse einzeln durch Einfachsiebungen auf (m+1) auslaßseitig parallelgeschalteten Sieben 24- mit den Maschenweiten χ_Λ

(1 < c ^.(m+1)), denen die Sinkgeschwindigkeitsklassen nach Abscheidung aus der Sichtluft in nicht dargestellten Abscheidern über.Leitungen 25 zugeführt werden können, in die beiden Komponenten getrennt. Die unterschiedlichen Maschenweiten χ „der Siebe 24- sind

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derart gewählt, daß in der jeweiligen Sinkgeschwiiidigkeitsklasse die feinsten Partikel der schweren Komponente noch, gerade von den gröbsten Partikeln der leichten Komponente vollständig, höchstens mit einer geringen Unscharfe, getrennt werden. Die reine oder stark angereicherte leichte Komponente findet sich jeweils im Siebüberlauf "bzw. im Siebriickstand und wird jeweils als leichte Fraktion in Sammelleitungen 31 abgegeben und zum Produkt Pi vereinigt, während die reine oder stark angereicherte schwere Komponente als Siebdurchgang vorliegt und jeweils als schwere Fraktion in Sammelleitungen 32 gelangt und zum Produkt P2 zusammengeführt wird. Bei der Sortierung von ilehrkomponenten-Auf gäbe gemischen mit ρ Komponenten unterschiedlicher Dichte und/oder Form in diese ρ Komponenten muß die zweite Stufe, in der die Sortierung durch Siebung erfolgt, erweitert werden, wie dies bei der in Fig. 6 dargestellten Anlage der Fall ist. Hier erfolgt die Sortierung der in den m Windsichtern 21 der ersten Stufe gewonnenen (m+1) Sinkgeschwindigkeitsklassen in (m+1) Siebmaschinen 22, mit je einem Siebsatz 23 aus jeweils (p-1) hintereinandergeschalteten Sieben 24 mit den Maschenweiten x_ . (der Index c (1 <.c«£(m+1))) bezeichnet den Siebsatz und der Index j (1<Tj<p) ^-^e Komponente bzw. Siebstufe bzw. das Sieb eines Siebsatzes. Jede Sinkgeschwindigkeitsklasse durchlauft j eweils einen der Siebsätze 23 mit (p-1) Sieben 24, deren Maschenweiten gemäß den aneinander anschließenden Korngrößenverteilungen der in den Sinkgeschwindigkeitsklassen vorgefundenen Komponenten abgestuft sind. Im Überlauf bzw. . Rückstand des ersten und damit gröbsten Siebes 24 jedes Siebsatzes 23 (Maschenweite x_ ^) reichert sich

c, ι

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-59- / 1 D

die leichteste Komponente an, während auf den nächsten Sieben der Siebsätze (Maschenweite x, _.) abneh-

^cȟ

mend mit der Maschenweite sich die schwereren Komponenten anreichern und anschließend als Durchgang, des (p-1)-ten Siebes jedes Siebsatzes (Maschenweite ^xc Co-1)^ ^^{e scnwers}^^e Komponente als feinste sortierte Fraktion anfällt. Es sind insgesamt (m+1) (p-1) Siebe vorgesehen. Die mittels der Siebsätze 23 gewonnenen Siebfraktionen jeweils gleicher Komponente werden jeweils in Sammelleitungen 31» 33» 34- und 35 abgegeben und können gemeinsam als Produkte Pi, P3, P4- und P5 abgezogen werden.

Claims (24)

-Ko- 215 821 Erfin dungs ansprüche

1. Verfahren zur trockenen Sortierung eines körnigen Zwei- bzw. Tfehrkomponentengemisches mit einer Anzahl ρ von auszusortierenden körnigen, polydispersen Feststoffkomponenten unterschiedlicher Dichte und/oder Form und mit sich wenigstens teilweise überdeckenden Korngrößen- und Sinkgeschwindigkeits- (Partikelmerkmal-) Verteilungen, bei dem das aufgegebene Zwei- bzw. Mehrkomponentengemisch Klassierungen unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Stufe das Aufgabegemisch in aufeinanderfolgende so schmale Klassen des einen Partikelmerkmals trocken klassiert wird, daß in ihnen die Fraktionen des für eine nachfolgende weitere Klassierung maßgebenden anderen Partikelmerkmals jeder auszusortierenden Komponente von den Fraktionen der anderen Komponenten jeweils getrennt enthalten ist oder deren Fraktionen nur geringfügig überlappt, und daß dann in einer zweiten Stufe aus jeder Klasse des einen Partikelmerkmals jede auszusortierende Komponente durch .eine Serie aufeinanderfolgender weiterer Trocken-Klassierungen, für die das andere Partikelmerkmal maßgebend ist, bei Trenngrenzen, die den beiden Grenzen des anderen Partikelmerkmals jeder Fraktion entsprechen, welche Partikel der auszusortierenden Komponente enthält, aussortiert wird.

2. Verfahren nach Punkt 1* dadurch g e kenn ζ eichnet , daß in der ersten Stufe das Aufgabegemisch mittels Siebungen in aufeinander-

21582 i

folgende· ßiebkoragrößenklassen klassiert wird, in denen die Sinkgeschwindigkeitsfraktibn Jeder auszusortierenden Komponente von den ßinkgeschwindigkeitsfraktionen der anderen Komponenten getrennt enthalten ist oder sie nur geringfügig überlappt, und daß dann in der zweiten Stufe aus Siebkorngrößenklassen jede auszusortierende Komponente durch eine ßerie aufeinanderfolgender Windsichtungen jeder dieser Klassen in Fraktionen bei Trennsichtluf tgeschwradigkeiten, bei denen jeweils einmal die mit den größten und einmal die mit den kleinsten Sinkgeschwindigkeiten der noch zu gewinnenden Partikel der Fraktion der jeweils auszusortierenden Komponente wenigstens weitgehend abgetrennt werden, aussortiert wird.

3· Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet , daß-in der ersten Stufe das Aufgabegemisch mittels Vindsichtungen in aufeinanderfolgende Sinkgeschwindigkeitsklassen klassiert wird, in denen die Siebkorngrößenfraktion jeder auszusortierenden Komponente von den Siebkorngrößenfraktionen der anderen Komponenten getrennt enthalten ist oder sie nur geringfügig überlappt, und daß dann in der zweiten Stufe aus Sinkgeschwindigkeitsklassen, nach deren Ausscheidung aus der Sichtluft der Windsichtung, jede auszusortierende Komponente durch eine Serie aufeinanderfolgender Siebungen jeder dieser Klassen in Fraktionen bei Maschenweiten, bei denen einmal die gröbsten und einmal die feinsten der noch zu gewinnenden Partikel der-Fraktion der jeweils auszusortierenden Komponente wenigstens weitgehend "abgetrennt werden, aussortiert wird.

-W- 215 82 1

4. Verfahren nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet , daß in der ersten Stufe das Aufgabegemisch mittels m aufeinanderfolgender ßiebungen in (m+1) aufeinanderfolgende Siebkorngrössenklassen klassiert wird, bei denen die Maschenweiten χ. für die aufeinanderfolgenden Siebungen derart gewählt sind, daß die Sinkgeschwindigkeitsfraktionen aller Komponenten in (jeder Siebkomgroßenklasse voneinander getrennt sind oder sich nur geringfügig überlappen, und daß dann in der zweiten Stufe (jede der (m+1), mindestens ((m/2)+i), Siebkorngrößenklassen mittels einer Serie von (p-1) aufeinanderfolgenden Windsichtungen in ρ Sinkgeschwindigkeitsfraktionen jeweils einer Komponente sortiert wird und die jeweils leichten Fraktionen jeder Windsichtung und die jeweils schwere Fraktion der jeweils letzten Windsichtung einzeln oder beliebig zusammengefaßt abgezogen werden (Fig. 3 "und 4).

5. Verfahren nach Punkt 4, dadurch g e -

kennzeichnet, daß die Maschenweite x^ aus der kleineren Maschenweite Xj.* des benachbarten nachgeschalteten Siebes entsprechend der Gleichung ·

τη τη

bestimmt ist, mit η einem die Steigung der Widerst andsbeiwertkurve der Sichtluftumströmung der Par tikel bei der Trennsichtluftgeschwindigkeit berück sichtigenden Parameter zwischen 2 und 1, der im Be

6. Verfahren nach Punkt 3» dadurch g e -

kennzeichnet, daß in der ersten Stufe das Aufgabegemisch mittels m aufeinanderfolgenden Windsichtungen in (m+1) aufeinanderfolgende Sinkgeschwindigkeitsklassen klassiert wird, bei denen die Jeweils schwerere Sinkgeschwindigkeitsklasse der ersten (m-1) Windsichtungen der Jeweils nachfolgenden Windsichtung als Aufgabegut zugeführt wird und die Trennsichtluftgeschwindigkeiten v,-. der aufeinanderfolgenden Windsichtungen derart gewählt sind, daß die Siebkorngrößenfraktionen aller Komponenten in jeder Sinkgeschwindigkeitsklasse voneinander getrennt sind oder sich nur geringfügig überlappen, und daß dann in der zweiten Stufe jede der (m+1), mindestens ((m/2)+1), Sinkgeschwindigkeitsklassen mittels einer Serie von (p-1) aufeinanderfolgenden Siebungen in ρ Siebkorngroßenfraktionen Jeweils einer Komponente sortiert wird und die Fraktionen Jeweils gleicher Komponente einzeln oder beliebig zusammengefaßt abgezogen werden • (Pig. 5 und 6).

7. Verfahren nach Punkt 5» dadurch g e k e η η ζ e i c h η et, daß Trennsichtluftgeschwindigkeiten v-r. ^ aus der geringeren Trennsicht-

8. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet , daß Klassen der Siebung oder Sichtung vor ihrer Sortierung durch weitere Klassierung zunächst einer selektiven, auf die Zerkleinerung der leichteren Komponenten ausgerichteten Zerkleinerung unterworfen werden.

9. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einige der Windsichtungen Schwerkraft-Gegenstrom-Windsichtungen in einer aufsteigenden Luftströmung sind. -

215

10. Verfahren nach einem der j Punkte 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einige der Windsichtungen als Querstromwindsichtungen ausgeführt werden.

11. Verfahren nach einem der Punkte 1 "bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Windsichtungen als Umlenkwindsichtungen ausgeführt werden.

12. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einige der Wind sichtun gen als Fliehkraf twindsichtungen ausgeführt werden.

13. Sortieranlage mit Klassiervorrichtungen zur trockenen Sortierung eines körnigen Zwei- oder Mehrkomponentengemisches mit' einer Anzahl ρ von auszusortierenden körnigen polydispersen Feststoffkomponenten unterschiedlicher Dichte und/oder Form und mit sich wenigstens teilweise überdeckenden Korngrössen- und Sinkgeschwindigkeits- (Partikelmerkmal-) Verteilungen, auf der das aufgegebene Zwei- bzw. Hehrkomponentengemisch Klassierungen unterworfen wird, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste Stufe mit einem Satz von mj>3 hintereinandergeschalteten Trocken-Klassiervorrichtungen zum Klassieren des Aufgabegemisches in Klassen des einen Partikelmerkmals des Aufgabengemisches, in denen die Fraktion des anderen Partikelmerkmals Jeder auszusortierenden Komponente von den Fraktionen der anderen Korn-

-»·-. 215 82 1

ρonenten jeweils getrennt enthalten ist oder sie nur geringfügig überlappt, und durch eine zweite Stufe mit Sätzen aus hintereinandergeschalteten weiteren Trocken-Klassiervorrichtungen für je eine Klasse zu deren aufeinanderfolgende Trennung in Fraktionen bei Trenngrenzen, die den beiden Grenzen des anderen Partikelmerkmals jeder Fraktion der auszusortierenden Komponenten entsprechen, wobei den jeweils ersten Klassiervorrichtungen eines Satzes der weiteren Klas-: siervorrichtungen jeweils eine Klasse aufgebbar ist, und aus den weiteren KLassiervorrichtungen die jeweils reinen oder stark angereicherten Fraktionen der Komponenten einzeln oder beliebig zusammenfaßt abziehbar sind.

14·· Sortieranlage nach. Punkt 13» gekennzeichnet durch eine erste Stufe mit einem Siebsatz (1) aus m>3 hintereinandergeschalteten Sieben (2) zur Klassierung des Aufgabegemisches in aufeinanderfolgende Siebkorngrößenklassen, bei dem die Maschenweiten χ. der Siebe derart gewählt sind, daß die Sinkgeschwindigkeitsfraktionen jeder auszusortierenden Komponente von denen der anderen Komponenten jeweils getrennt vorliegen oder sich nur geringfügig überlappen, und durch eine zweite Stufe mit wenigstens zwei Sätzen (10) von Windsichtern (A-), deren jeweils ersten Vindsichtern jeweils eine Siebkorngrößenklasse und deren jeweils nachgeschalteten Windsichtern die schwere Fraktion des jeweils vorgeschalteten Windsichters-als Aufgäbegut aufgebbar ist, und aus denen, aufgrund einer Abstufung der Trennsichtluftgeschwindigkeiten entsprechend den

-Hl·- 215 82 1

ßdjlkgeschwindigkeiten der noch zu gewinnenden gröbsten und feinsten Partikeln der auszusortierenden Komponenten, leichte Fraktionen und schwere Fraktionen der jeweils letzten Windsichter der aussortierten Komponenten einzeln oder "beliebig zusammengefaßt, als reine oder stark angereicherte Komponente, abziehbar Bind.

-14 -

21582 1

luftgeschwindigkeit v-j^ der vor- oder nachgeschalteten Sichtung entsprechend der Gleichung

• S' · L'min

bestimmt sind, mit η einem die Steigung der Widerstandsbeiwertkurve der Sicht luftumströmung der Partikel bei der Trennsichtluftgeschwindigkeit berücksichtigenden Parameter zwischen 1 und 2, der im Bereich laminarer Partikelumströmung den Wert 1 und im Bereich turbulenter Partikelumströmung den Wert 2 hat und dessen Wert im "übergangsbereich der Partikelumströmung etwa proportional dem Logarithmus der Reynoldszahl von 1 auf 2 ansteigt, und mit ( ig/^ j,)J_n^₁₁ dem kleinsten Verhältnis aus der Dichte i}g einer schwereren Komponente und der Dichte ^ einer leichteren Komponente.

15· Sortieranlage nach Punkt 13» gekennzeichnet durch eine erste Stufe mit mj> 3 hintereinandergeschalteten Windsichtern (21) zur Klassierung des Aufgabegemisches in aufeinanderfolgende Sinkgeschwindigkeitsklassen, von denen die jeweils schwerere Sinkgeschwindigkeitsklasse der ersten (m-1) Windsichter dem jeweils nachgeschalteten Windsichter als Aufgabegut zuführbar ist, in der Trennsichtluftgeschwindigkeiten in den aufeinanderfolgenden Windsichtern derart einstellbar sind, daß die Siebkorngrößenfraktionen der auszusortierenden Komponenten in jeder Sinkgeschwindigkeitsklasse voneinender getrennt sind oder sich nur geringfügig überlappen, und durch eine zweite Stufe mit wenigstens zwei Sätzen (23) von hintereinandergeschalteten Sieben (24-), auf deren jeweils erstes Sieb jeweils eine Sinkgeschwindigkeitsklasse aus den Windsichtern (21), nach deren Abscheidung aus der Sichtluft, aufgebbar ist, und mit denen, aufgrund der Abstufung der Siebmaschenweiten der Siebe (24-) entsprechend der Korngröße der noch zu gewinnenden gröbsten und feinsten Partikel der jeweils auszusortierenden Komponente, nacheinander Fraktionen der reinen oder angereicherten Komponenten abtrennbar sind, aus denen die Fraktionen jeweils gleicher Komponente jeweils einzeln oder beliebig zusammengefaßt abziehbar sind. "

-♦β.- 21582 1

16. Sortieranlage nach Punkt 14, gekennzeichnet durch eine erste Stufe mit einem Siebsatz (1) aus m^ 3 Sieben (2) zur Klassierung des Aufgabegemisch.es in (m+1) aufeinanderfolgende Siebkorngrößenklassen, bei dem die Maschenweiten x· aufeinanderfolgender Siebe derart gewählt sind, daß die ßinkgeschwindigkeitsbereiche der einzelnen Komponenten in 3ede Siebkorngrößenklasse voneinander getrennt sind oder sich nur geringfügig überlappen, sowie durch eine zweite Stufe mit (m+1), mindestens ((m/2) +1), Sätzen (10) aus jeweils (p-1) hintereinandergeschalteten Windsichtern (4) für Je eine Siebkorngrößenklasse zu deren Sortierung in Fraktionen jeweils einer Komponente, deren jeweils ersten Windsichtern jeweils eine Siebkorngrößenklasse aus dem Siebsatz (1) und den diesen jeweils nachgeschalteten Windsichtern die schwere Fraktion des jeweils vorgeschalteten Windsicht ers als Aufgabegut aufgebbar ist und aus denen die leichten Fraktionen jeweils gleicher Komponente und die schwere Fraktion des jeweils letzten Windsichters jeweils einzeln oder beliebig zusammengefaßt als reine oder angereicherte Komponente abziehbar sind (Fig. 3 und 4). -

17. Sortieranlage nach Punkt 16, dadurch g e kennzeichnet, daß die Maschenweite x^ gegenüber der kleineren Maschenweite x^./i des nachfolgenden Siebes (2) entsprechend der Gleichung

abgestuft ist, mit η einem die Steigung der Wider-

-μ- 2158

standsbeiwertkurve der Sichtluftumströmung der Partikel bei der Treimsichtluftgeschwindigkeit berücksichtigenden Parameter zwischen 2 und 1, der im Bereich laminarer Partikelumströmung den Wert 2 und im Bereich turbulenter Partikelumströmung den Wert 1 hat und dessen Wert im Übergangsbereich der Partikelumströmung etwa proportional dem Logarithmus der Beynoldszahl von 2 auf 1 abnimmt, und mit (9 σ/9t) ·

^v * ' ο Ii τη τη

dem kleinsten Verhältnis aus der Dichte q _g einer schwereren Komponente und der Dichte ^t einer leichteren Komponente.

18. Sortieranlage nach Punkt 15» 6 © k e η η zeichnet durch eine erste Stufe mit in>.3 hintereinandergeschalteten Vindsichtern (21), mit denen das Aufgabegemisch in (m+1) Sinkgeschwindigkeitsklassen klassierbar ist, von denen die jeweils schwerere Sinkgeschwindigkeitsklasse der ersten (m-1) Windsichter dem jeweils nachgeschalteten Windsichter als Aufgabegut zufülirbar ist und die Trennsichtluftgeschwindigkeiten in den aufeinanderfolgenden Windsichtern derart einstellbar sind, daß die SiebkorngrÖßenfraktionen der einzelnen Komponenten in jeder Sinkgeschwindigkeitsklasse voneinander getrennt sind oder sich nur geringfügig überlappen, sowie durch eine zweite Stufe mit (m+1), mindestens ((m/2)+1), Siebsätzen (23) aus jeweils (p-1) hintereinandergeschalteten Sieben (24) für je eine Sinkgeschwindigkeitsklasse zu deren Sortierung-in Fraktionen jeweils einer Komponente, deren jeweils erstem Sieb jeweils eine Sinkgeschwindigkeitsklasse aus den Windsichtem

19. Sortieranlage nach Punkt ¹⁸ , dadurch g e kennzeichnet , daß die Trennsichtluftgeschwindigkeit v-r.? y. gegenüber der geringeren Trennsichtluftgeschwindigkeit Vt. des vor- oder nachgeschalteten Windsicht ers (21) entsprechend der Gleichung

~ 'min

abgestuft ist, mit η einem die Steigung der Widerstandsbeiwertkurve der Sichtluftumströmung der Partikel bei der Trennsichtluftgeschwindigkeit berücksichtigenden Parameter zwischen 1 und 2, der im Bereich laminarer Partikelumströmung den Wert 1 und im Bereich turbulenter Partikelumströmung den Wert 2 hat und dessen Wert im Übergangsbereich der Partikel umströmung etwa proportional dem Logarithmus der Rey noldszahl von 1 auf 2 ansteigt, und mit (^g/

min dem kleinsten Verhältnis aus der Dichte (^ g einer schwereren Komponente und der Dichte ο τ einer leichteren Komponente. -

20. Sortieranlage nach einem der Punkte 13 bis 191 dadurch gekennzeichnet , daß zur Siebung Mogensen-Sizer vorgesehen sind.

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21. Sortieranlage nach einem der Punkte 13 "bis 20, dadurch g e k e η η ζ e i chn et , daß wenigstens einige Windsichter (4, 21) als Sfchwerkraft-Gegenstromsichter ausgebildet sind.

(21) aufgebbar ist und mit denen aufgrund der Abstu-

-so - 21 5 82 1

fung der Siebmaschenweiten jede Sinkgeschwindigkeitsklasse in Fraktionen der reinen oder angereicherten Komponenten sortierbar ist und aus denen die Fraktionen jeweils gleicher Komponente jeweils einzeln oder beliebig zusammengefaßt abziehbar sind (Fig. 5 u. 6).

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reich laminarer Partikelumströmung den Wert 2 und im Bereich turbulenter Partikelumstromung den Wert 1 hat und dessen Wert im Übergangsbereich der Partikelumstromung etwa proportional dem Logarithmus der Beynoldszahl von 2 auf 1 abfällt, und mit ( <? g/9 j dem kleinsten Verhältnis aus der Dichte Cf g einer schwereren Komponente und der Dichte q -^ einer leichteren Komponente.

22, Sortieranlage nach einem der Punkte I3 bis 21V dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einige Windsichter (4, 21) als Querstromwindsicht er ausgebildet sind.

23. Sortieranlage nach einem der Punkte 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einige Windsichter (4, 21) als Umlenkwindsicht er ausgebildet sind.

24. Sortieranlage nach einem der Punkte 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einige der Windsichter (4, 21) als Fliehkraftwindsichter ausgebildet sind.

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