DE2210718C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung bergbaulicher Rohstoffe - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung bergbaulicher Rohstoffe, die aus Mineralien mit unterschiedlichem spezifischen Gewicht bestehen, insbesondere ein Verfahren zur Abscheidung von Pyrit aus Kohle zur Herstellung von Heizkesselgemischen für Energiezwecke, bei dem der gesamte Rohstoff auf eine Korngröße unter 3 mm zerkleinert und in zwei Fraktionen aufgeteilt wird, von denen danach mindestens eine Fraktion einem Sortierverfahren unterworfen wird, sowie eine Aufbereitungsvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die bekannten Methoden zur Trennung von Mineralien mit unterschiedlichen spezifischen Gewichten beruhen auf einer Aufbereitung in nassen Verfahren unter Verwendung folgender Einrichtungen: Schweretrübe-Abscheider, Sinkscheider, Waschherde, Humphrey-Spiralabscheider, Hydrozyklone u. ä. Zur Abscheidung von Pyrit aus Kohle wird in der Literatur die Verwendung von Waschherden, Sinkscheidern und Spiralabscheidern beschrieben. Als trockene Methoden zur Abscheidung von Pyrit sind Trennverfahren in einem elektrischen Feld sowie die Trennung unter Benutzung von Vibrationsvorrichtungen (DTPS 12 47 981) oder unter &5 Ausnutzung eines homogenen Wirbelschichtverfahrens bekannt. Die bei diesen Verfahren angewandten Vorrichtungen sind Tröge mit porösem, aus einem homogenen Stoff ausgeführten Boden, der häufig mit Metallnetzen, insbesondere bei Polyurethanstoffen, mechanisch verstärkt ist V

Die Tröge sind mit einer Schicht eines feingemahlenen Stoffes gefüllt, die infolge von durch den porösen Boden hindurchströmender Luft in Wirbelbewegung versetzt wird. Die Ausnutzung dieser Wirbelschicht ist in zwei Varianten bekannt:

a) zur Verteilung von grobkörnigen bergbaulichen Rohstoffen (DT-AS 14 58 599) und

b) zur Verteilung von feingemahlenen Stoffen auf sich dem Austragende zu verengenden Trögen (DT-AS 12 75 972).

Die sich verengenden Tröge sind mit einem Vibrator sowie mit einer die Pulsation der zugeführten Luft gewährleistenden Einrichtung ausgestattet, wofür die zusätzliche Ausrüstung der Vorrichtung mit einer Pulsationsmembrane und einem entsprechendem Antriebsmechanismus erforderlich isL

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Trennung von Mineralien mit unterschiedlichen spezifischen Gewichten, insbesondere zur Aufbereitung von Kohle mit vermindertem Schwefelgehalt, die als Staub-Luft-Gemische zur Energieerzeugung Verwendung finden, sowie eine Anlage einfacher Bauart zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben.

Dies wird nach der Erfindung verfahrensmäßig dadurch erreicht, daß der bergbauliche Rohstoff nach der Zei kleinerung in Fraktionen von 3 bis 0,5 mm und 0,5 bis 0 mm klassiert wird und anschließend beide Fraktionen getrennt einem nichthomogenen Wirbelstromverfahren unterworfen werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer sich verengenden Rinne, die zur Horizontalen geneigt ist mit einer porösen Bodenplatte, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Bodenplatte zur Bewegungsrichtung des Rohstoffes quer verlaufende poröse und nichtporöse Zonen aufweist; auf einer solchen Vorrichtung läuft das nichthomogene Wirbelschichtverfahren ab.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung besteht darin, daß der Boden der Rinne aus einer homogenen porösen Platte besteht, auf welcher als nichtporöse Zonen Abdeckleisten aufgelegt sind.

Je nach der Art der aufzubereitenden bergbaulichen Rohstoffe besitzt die Rinne eine unterschiedliche Verengung, deren Scheitelwinkel bis ^u 20° beträgt, wobei in der Mehrzahl der Fälle der optimale Winkel 2 bis 3° beträgt.

Eine wichtige Kenngröße der Anlage ist der Neigungswinkel der Rinne zur Horizontalen, der vorteilhaft bis zu 30° beträgt; er hängt von der Größe der aufzubereitenden Körner ab.

Nachstehend werden das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Rinne mit einer Bodenplatte, die poröse und nichtporöse Zonen aufweist,

F i g. 2 den Querschnitt durch eine Rinne mit einer homogenen porösen Platte, auf der unmittelbar Abdeckleisten aufgelegt sind.

Die Vorrichtung mit einer sich verengenden Rinne besitzt eine Bodenplatte mit porösen und nichtporösen Zonen 1, 2. Die Zonen sind einander parallel und quer zur Bewegungsrichtung des aufzubereitenden Rohstoffes angeordnet.

Nach dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Boden der Rinne aus einer homogenen porösen Platte 3, auf der senkrecht zur Bewegungsrichtung des aufzubereitenden Rohstoffes Abdeckleisten 4 angeordnet sind S

Der Aufbereitungsprozeß der bergbaulichen Rohstoffe beruht auf der Zuführung der vorher durch Zerkleinerung oder durch Zerkleinerung und Klassierung vorbereiteten Schüttguts auf das höher gelegene Ende der abfallenden Rinne, in welcher es einem V.'irbelschichlverfahren unterworfen wird und die Rinne dann anschließend am tiefer gelegenen Ende fließend, gegebenenfalls auch als hydrierte Ladung verläßt. Während das Schüttgut die Rinne passiert, wird es dem Wirbelschichtverfahren unterworfen. Durch die porösen Zonen 2, 3, die für das Wirbelschichtmedium durchlässig sind, und die nichtporösen Zonen I, 4, die für das Wirbelschichtmedium undurchlässig sind, wird das Schüttgut zusätzlich in eine Schwingbewegung versetzt, d. h. sie wird in den porösen Zonen 2,3 in die Höhe gehoben und fällt in den nichtporösen Zonen 1,4 frei herab. Die auf diese Weise mechanisch hervorgerufene Pulsation des Schüi.tguts trägt zu einer bedeutenden Verbesserung der Aufbereitungsergebnisse bei und gleich« diese den Ergebnissen an, die man bei Verwendung einer mechanischen Pulsation des Mediums, oder wenn die gesamte Anlage in Schwingbewegungen versetzt wird, erhält.

Nachstehend werden Ergebnisse wiedergegeben, die bei Aufbereitung von Rohstoffen nach dem Verfahren und mit der Vorrichtung, wie sie oben beschrieben wurden, erzielt wurden.

Beispiel

100 kg Kesselkohle (3,48% Schwefel und 20.2% Aschenbestandteile) wurden zu Körnern von unter 3 mm Größe zerkleinert und danach wie folgt gesiebt: Fraktion 3 bis 0,5 mm (man erzielte 60 kg mit einem

35 Gehalt von 2,94% Schwefel und 16.5% Aschenbesiandteilen) und Fraktion 05 bis 0 mm (man erziehe 40kg mit einem Gehalt von 4,31% Schwefel und 25.7% Aschenbestandteilen). Beide Fraktionen wurden gesondert in der Anlage der Aufbereitung unterworfen, wobei man folgende Ergebnisse erzielte: Fraktion 3 bis 0.5 mm 51,2 kg Konzentrat (1,57% Schwefel und 10,7% Aschenbestandteile) sowie 8,8 kg Abfall (11,26% Schwefel und 50,6% Aschenbestandteile); Fraktion 0,5 bis 0 mm 35,5 kg Konzentrat (2,58% Schwefel und 21,2% Aschenbestandteile) sowie 4,5 kg Abfall (18,46% Schwefel und 63,50% Aschenbestandteile). Zusammengenommen betrugen die Konzentrate 86,/ kg mit einem Gehalt von 2,10% Schwefel und 15,8% Aschenbestandteilen. Auf die Gesamtmenge der Abfälle beider Fraktionen in Höhe von 133 kg (13,7% Schwefel und 55% Aschenbestandteile) entfielen 50% des gesamten Schwefelgehaltes.

Die aus der Anwendung des Verfahrens und der Verwendung der Vorrichtung sich ergebenden technischen Vorteile bestehen in einer beträchtlichen Vereinfachung der Technologie des Aufbereitungsprozesses und der Eliminierung des Wasserumlaufs. Die Vorrichtung, deren Bauweise stark vereinfacht ist, zeichnet sich gegenüber den bisher bekannten Vorrichtungen durch eine höhere Leistung aus und erfordert einen geringeren Energieaufwand. Bei einer Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung zur Aufbereitung von Heizkesselgemischen für Energiezwecke erzielt man eine Verminderung des SCh-Gehaltes in den Verbrennungsgasen, was für den Umweltschutz von besonderer Bedeutung ist.

Die verwendete Konstruktion des porösen Bodens kann in Separatoren jeder Art sowohl für ein Wirbelschichtbett im eigentlichen Arbeitsprozeß als auch für den Vorprozeß des Wirbelschichtverfahrens verwendet werden; die Vorrichtung dient dann als Aufbereitungsund Klassierapparat für homogene Stoffe.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   %. Verfahren zur Aufbereitung bergbaulicher Rohstoffe, insbesondere zur Herstellung von Kesselkohle mit geringem Schwefelgehalt, bei dem der gesamte Rohstoff auf eine KorngröQe unter 3 mm zerkleinert und in zwei Fraktionen aufgeteilt wird, von denen danach mindestens eine Fraktion einem Sortierverfahren unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohstoff nach der Zerkleinerung in Fraktionen von 3 bis 0,5 mm und 0,5 bis 0 mm klassiert wird und anschließend beide Fraktionen getrennt einem nichthomogenen Wirbelschichtverfahren unterworfen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Rohstoff für Kohlenstoffeuerungen eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohstoff nach der Aufbereitung der beiden Fraktionen durch das nichthomogene Wirbelschichtverfahren nachvermahlen wird.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung eines nichthomogenen Wirbelschichtverfahrens gemäß den Ansprüchen 1 und 2 aus einer sich verengenden Rinne mit einer porösen Bodenplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte zur Bewegungsrichtung des Rohstoffes quer verlaufende poröse und nichlporöse Zonen (2; 1) aufweist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Rinne aus einer homogenen porösen Platte (3) besteht, auf welcher als nichtporöse Zonen Abdeckleisten (4) aufgelegt sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengung der Rinne, bezogen auf deren Scheitelwinkel, bis zu 20° beträgt.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Rinne zur Horizontalen bis zu 30° beträgt.