DE19923600A1

DE19923600A1 - Process for preparing mineral raw materials involves directing separating medium in two or more partial streams into separating vessel with flow parameters each controllable independently

Info

Publication number: DE19923600A1
Application number: DE1999123600
Authority: DE
Inventors: Heinz Hoelter; Peter Wilczynski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-24
Filing date: 1999-05-24
Publication date: 2000-11-30
Also published as: CN1204973C; PL340176A1; CN1274620A

Abstract

The process involves using an inclined cylindrical separating vessel (1) with a separating medium directed in at least two partial streams through inlet tubes into the vessel with each stream controllable independently of the other with regard to its flow parameters. The partial streams can be fed into the vessel through separate supply tubes (6,7) arranged directly adjoining one another. Each partial stream can have its own associated delivery pump.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von mineralischen Rohstoffen, insbesondere von Steinkohle, unter Verwendung eines schräg gelagerten zylindrischen Trenngefäßes, wobei die aufzubereitenden Rohstoffe am oberen Ende im wesentlichen axial in das Trenngefäß eingeführt werden, ein Trennmedium im wesentlichen tangential in den unteren Bereich eingegeben wird, innerhalb des Trenngefäßes eine wirbelförmige Strömung aufrecht erhalten wird und wobei der spezifisch schwerere Teil des Rohstoffes zusammen mit dem Trennmedium tangential im oberen Bereich und der spezifisch leichtere Teil im wesentlichen axial im unteren Bereich abgezogen wird.The invention relates to a process for the preparation of mineral Raw materials, especially hard coal, using a sloping stored cylindrical separation vessel, the raw materials to be processed are inserted axially into the separation vessel at the upper end Separation medium entered essentially tangentially in the lower area a vortex-shaped flow is maintained within the separation vessel is obtained and the specific heavier part of the raw material together with the separation medium tangential in the upper area and the specifically lighter one Part is withdrawn essentially axially in the lower region.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist in den britischen Patenten 2 147 831 und 2 199 518 beschrieben, wobei ein zylindrisches Trenngefäß zur Anwendung kommt, dessen Achse winklig in einer Neigung zwischen 20° und 30° zur Horizontalen angeordnet ist. Das Gefäß weist zwei Einlässe auf, nämlich einen axialen Einlaß für die Zufuhr mit rohem Mineral und einen zweiten involutenförmigen Einlaß für ein Trennmedium, wobei ein axialer Auslaß in der Nähe des Mediumeinlasses für die Fraktionen niedriger Dichte und ein involutenförmiger Auslaß für die Fraktionen hoher Dichte vorgesehen ist. Eine Wirbelextraktoreinheit ist an dem involutenförmigen Auslaß zum Abziehen der Materialien hoher Dichte durch einen großen Auslaß unter gesteuerter Strömung mit einem Minimum an Trennmedium vorgesehen. Das Mineral niedriger Dichte verbleibt im wesentlichen axial in dem Gefäß und wird durch den axialen Auslaß ausgestoßen. Das bekannte Verfahren ermöglicht dir Trennung in breiten Korngrößenbereichen. Beispielsweise kann kornförmiges Material unterschiedlicher Dichte mit einer Teilchengröße zwischen 120 mm und 0,5 mm in einem einzigen Trenngefäß aufbereitet werden.A method of the type mentioned at the outset is in British Patents 2,147,831 and 2 199 518, wherein a cylindrical separation vessel for Application is used, the axis of which is at an angle between 20 ° and 30 ° to the horizontal. The vessel has two inlets, namely one axial inlet for raw mineral feed and a second involute-shaped inlet for a separation medium, with an axial outlet in the Close to the medium inlet for the low density fractions and a involute-shaped outlet is provided for the high density fractions. A Vortex extractor unit is at the involute-shaped outlet for withdrawing the High density materials through a large outlet under controlled flow provided with a minimum of separation medium. The mineral lower Density remains essentially axially in the vessel and is determined by the axial Outlet ejected. The well-known process allows you to separate in broad Grain size ranges. For example, granular material different densities with a particle size between 120 mm and 0.5 mm be processed in a single separation vessel.

Der praktische Betrieb des Verfahrens hat gezeigt, daß die Produktqualität entscheidend abhängt von der Einhaltung definierter Strömungsverhältnisse der verschiedenen Materialien innerhalb des Trenngefäßes. Insbesondere trifft dies auf das Trennmedium zu, da die für den Trennerfolg entscheidende Wirbelbildung im engen funktionalen Zusammenhang mit den Strömungsparametern des Trennmediums steht.Practical operation of the process has shown that product quality crucially depends on compliance with defined flow conditions different materials within the separation vessel. This is particularly true towards the separation medium, as the decisive factor for the separation success Vortex formation in a close functional context with the Flow parameters of the separation medium is available.

Insbesondere im Zusammenhang mit größeren Einheiten an Trenngefäßen, die für angestrebte größere Durchsatzmengen erforderlich sind, ist es bisher nicht gelungen, den erforderlichen funktionalen Zusammenhang zwischen Gefäßgröße, Wirbelbildung, Mengengerüst und Strömungsparameter technisch zufriedenstellend zu lösen. Especially in connection with larger units on separation vessels that So far, it is not necessary for the desired larger throughput quantities managed to establish the necessary functional connection between Technical vessel size, vortex formation, quantity structure and flow parameters to solve satisfactorily.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Regelbarkeit und damit auch die Flexibilität des bekannten Verfahren hinsichtlich Einsatzmengen bei unterschiedlichen Gefäßgrößen insbesondere im Hinblick auf den Einsatz größerer Einheiten erheblich zu verbessern.The invention is based, the controllability and thus the task Flexibility of the known method with regard to quantities used different vessel sizes, especially with regard to use larger units significantly.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Trennmedium in mindestens zwei Teilströmen in das Trennmedium eingeleitet wird, wobei jeder Teilstrom hinsichtlich seiner Strömungsparameter unabhängig vom anderen regelbar ist.This is achieved in a method of the type mentioned at the outset solved that the separation medium in at least two partial flows in the Separation medium is introduced, with each partial flow in terms of Flow parameters can be regulated independently of the other.

Dabei hat es sich gezeigt, daß in nahezu allen Anwendungsfällen die Aufteilung in insgesamt zwei Teilströme ausreicht.It has been shown that in almost all applications, the division in two partial streams is sufficient.

Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäß vorgesehene Aufteilung des dem Trenngefäß zuzuführenden Trennmedium in mindestens zwei Teilströme, wobei jeder Teilstrom hinsichtlich seiner Strömungsparameter für sich regelbar ist, die Flexibilität des Verfahrens wesentlich erhöht. Insgesamt erhöhen sich aufgrund der Regelbarkeit nicht nur von einem bisher einzigen Trennmediumsstrom, sondern nunmehr von mehreren, die Freiheitsgrade zur Einstellung optimaler Verfahrensbedingungen im Trenngefäß.It has been shown that the division of the Separation medium to be supplied to the separation medium in at least two partial streams each partial flow can be regulated in terms of its flow parameters, which Flexibility of the procedure significantly increased. Overall, increase due to controllability not only from a single separation medium flow so far, but now of several, the degrees of freedom for setting optimal Process conditions in the separation vessel.

Jeder Teilstrom kann für sich betrachtet ohne weiteres im Hinblick auf die verschiedenen Parameter, wie Zufuhrmenge, Geschwindigkeit, Druck bzw. Druckdifferenz optimal manipuliert werden.Each sub-stream can be considered with regard to the various parameters such as supply quantity, speed, pressure or Pressure difference can be optimally manipulated.

Darüber hinaus ergibt sich ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil der Erfindung dadurch, daß durch die vorgesehene Zufuhr des Trennmediums in Teilströmen und damit eine praktisch modulartig aufgebaute Trennmediumszufuhr auch bei sehr großen Trenngefäßen mit einem großen Mengenbedarf an Trennmedium nach wie vor auf die Technik, insbesondere regelbare Pumpen, die sich im kleineren Maßstab bewährt hat, zurückgegriffen werden kann.In addition, there is another very significant advantage of the invention characterized in that by the intended supply of the separation medium in partial flows and thus also a practically modular separation medium supply very large separation vessels with a large quantity of separation medium still on the technology, in particular controllable pumps, which are in the has proven itself on a smaller scale, can be used.

Für die meisten Anwendungsfälle ergibt sich ein ausreichendes Regelprofil für das zuzuführende Trennmedium bereits dann, wenn die Teilströme in zwei gleichdimensionierten nebeneinanderliegenden Rohren zugeführt werden, wobei zweckmäßigerweise der Druck des einen Teilstroms, z. B. durch Einsatz einer drehzahlregelbaren Pumpe, regelbar bleibt.For most applications, there is a sufficient control profile for the separation medium to be supplied already when the partial flows in two equally dimensioned adjacent tubes are supplied, wherein expediently the pressure of a partial flow, for. B. by using a speed-controllable pump, remains controllable.

Je nach Anwendungsfall kann es sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung auch als zweckmäßig erweisen, nicht alle Zufuhrrohre für das Trennmedium nebeneinander anzuordnen, sondern mindestens ein Zufuhrrohr in Umfangrichtung vorzugsweise um etwa 180° versetzt anzuordnen. Depending on the application, there may be another characteristic of Invention also prove to be useful, not all feed pipes for that Separation medium to be arranged next to each other, but at least one feed pipe in To arrange circumferential direction preferably offset by about 180 °.

In diesem Falle werden die Einmündungen zweckmäßigerweise auf dem gleichen Kreis positioniert, so daß sich die Vektoren der Einmündungs geschwindigkeiten der Teilströme zur Einstellung optimaler Strömungsbedingungen direkt überlagern.In this case, the junctions are conveniently on the same circle positioned so that the vectors of the confluence speeds of the partial streams for setting optimal Superimpose flow conditions directly.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einem Trenngefäß mit
A device for carrying out the method according to the invention consists of a separation vessel with

- An axial inlet in the upper area for the to be processed raw materials
- A tangential inlet in the lower area for a separation medium
- An axial outlet for the specifically lighter part of the raw materials in the lower area and
- A tangential outlet for the separation medium and the specific heavier part of the raw materials in the upper range

und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß in mindestens zwei Einlaßrohren aufgeteilt ist, wobei in jedem Einlaßrohr die Strömungsparameter unabhängig vom anderen einstellbar sind.and is characterized in that the inlet in at least two inlet pipes is divided, the flow parameters being independent in each inlet pipe are adjustable by the other.

Weitere Erläuterungen zu der Erfindung sind dem in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel zur Aufbereitung von Steinkohle zu entnehmen.Further explanations of the invention are shown schematically in the figure illustrated embodiment for the processing of hard coal remove.

Die Figur zeigt ein Aufbereitungssystem für berghaltige Steinkohle in Berge und Kohle, bei dem die Rohkohle über eine Leitung 2-axial in den oberen Bereich eines in der Regel etwa 20°-30° geneigt angeordneten Trenngefäßes 1, eingegeben wird.The figure shows a processing system for mountain hard coal in mountains and coal, in which the raw coal is introduced via a line 2-axially into the upper region of a separating vessel 1 , which is generally inclined at approximately 20 ° -30 °.

Das für die Aufbereitung benötigte Trennmedium, z. B. eine Mischung aus feinstkörnigem Schwerstoff wie Magnetit oder Ferro-Silizium und Wasser, deren Dichte zwischen der der zu trennenden Materialien Kohle und Berge liegt, wird über zwei parallel zueinander angeordnete Zufuhrrohre 6 und 7 tangential in das Trenngefäß eingespeist.The separation medium required for the preparation, e.g. B. a mixture of fine-grained heavy material such as magnetite or ferro-silicon and water, the density of which lies between that of the materials to be separated coal and mountains, is fed tangentially into the separation vessel via two feed pipes 6 and 7 arranged parallel to one another.

Gegebenenfalls kann zusätzlich oder und anstelle eines der Rohre 6 oder 7 ein weiteres Zufuhrrohr 8 vorgesehen werden, welches im vorliegenden Beispiel um etwa 180° versetzt zu dem Rohr 6 angeordnet ist.Optionally, in addition or instead of one of the tubes 6 or 7, a further feed tube 8 can be provided, which in the present example is arranged offset by approximately 180 ° to the tube 6 .

Die geschilderten Strömungsverhältnisse führen innerhalb des Trenngefäßes zur Ausbildung von zentrifugalen Kraftfeldern, die bewirken, daß schwere Teilchen, also die Berge, in den Randbereich vordringen, während die leichtere Kohle im Bereich der inneren Zentralströmung verbleibt. Die Kohle wird demnach als Produkt über eine axiale Leitung 4 aus dem unteren Bereich des Trenngefäßes 1 abgezogen, während das Bergematerial in Mischung mit dem Trennmedium das Trenngefäß 1 über eine tangentiale Abzugsleitung 5 verläßt. In einem nachgeschalteten Zyklonabscheider 3 erfolgt dann die Trennung dieser Materialien. Die anfallende Berge verläßt den Abscheider über eine Leitung 10. The flow conditions described lead to the formation of centrifugal force fields within the separating vessel, which cause heavy particles, that is to say the mountains, to penetrate into the edge region, while the lighter coal remains in the region of the inner central flow. The coal is accordingly withdrawn as a product via an axial line 4 from the lower region of the separating vessel 1 , while the recovery material in mixture with the separating medium leaves the separating vessel 1 via a tangential exhaust line 5 . These materials are then separated in a cyclone separator 3 connected downstream. The resulting mountains leave the separator via a line 10 .

Die Funktionalität des beschriebenen Aufbereitungssystems hängt ganz wesentlich von der Einhaltung der erforderlichen Strömungsbedingungen im Trenngefäß 1 ab, die entscheidend durch das einströmende Trennmedium geprägt werden. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene modulartige Ausrichtung der Zuführleitung mit unabhängiger Regelbarkeit jedes Teilstroms, lasen sich die erforderlichen Strömungsparameter optimal einstellen, wobei als zusätzlicher Vorteil hinzukommt, daß auch bei größeren Aufbereitungssystemen die gewählte Trennmediummenge pro Zufuhrrohr so eingestellt werden kann, daß nach wie vor die für sonst kleinere Fördermenge ausgelegten technischen Einrichtungen, insbesondere Pumpen, zur Anwendung kommen können.The functionality of the treatment system described depends very much on compliance with the required flow conditions in the separation vessel 1 , which are decisively shaped by the inflowing separation medium. Due to the modular arrangement of the feed line according to the invention with independent controllability of each partial flow, the required flow parameters can be set optimally, with an additional advantage that the selected amount of separation medium per feed pipe can also be set in larger treatment systems in such a way that those for otherwise smaller delivery capacity designed technical facilities, especially pumps, can be used.

Claims

1.Process for the processing of mineral raw materials, in particular hard coal, using an inclined cylindrical separation vessel, the raw materials to be processed are introduced essentially axially into the separation vessel at the upper end, a separation medium is entered essentially tangentially into the lower area within which Separating vessel a vortex-shaped flow is maintained and the specific heavier part of the raw material together with the separating medium is drawn off tangentially in the upper region and the specifically lighter part of the raw material essentially axially in the lower region of the separating vessel, characterized in that the separating medium in at least two partial flows is introduced into the separation vessel, with each partial flow being controllable independently of the other with regard to its flow parameters.

2. The method according to claim 1, characterized in that the separation medium is introduced into the separating vessel in two partial flows.

3. The method according to claims 1 or 2, characterized in that the Partial streams over immediately adjacent Separation medium supply pipes are introduced into the separation vessel.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the partial flows of the separation medium are each offset tangentially by approximately 180 ° be formed in the separation vessel.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that each partial flow of the separation medium to be introduced into the separation vessel own feed pump is assigned.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that with a total of two partial flows of the separation medium to be introduced, the pressure one is constant and the other is adjustable.

7. The method according to claim 6, characterized in that the pressure of the a partial flow is controlled by a variable-speed pump.

8. An apparatus for performing the method according to claim 1 consisting of a separation vessel ( 1 ) with

- an axial inlet ( 2 ) in the upper area for the raw materials to be processed,
- a tangential inlet ( 3 ) in the lower area for a separation medium,
- an axial outlet ( 4 ) for the specifically lighter part of the raw materials in the lower area,
- a tangential outlet ( 5 ) for the separation medium and the heavier part of the raw materials in the upper area,

characterized in that the inlet ( 3 ) is divided into at least two inlet pipes ( 6 , 7 , 8 ), the flow parameters in each inlet pipe being adjustable independently of the others.

9. The device according to claim 8, characterized in that the inlet pipes ( 6 , 7 ) are arranged side by side.

10. The device according to claim 8, characterized in that at least one Inlet pipe is arranged offset in the circumferential direction of the separation vessel.

11. The device according to claim 10, characterized in that at least one inlet pipe ( 8 ) is arranged offset by approximately 180 °.

12. Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that each of the inlet pipes ( 6 , 7 , 8 ) is assigned its own feed pump.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that at least one Delivery pump is designed to be speed-controllable.