Aufbereitung [3]

Aufbereitung (vgl. Ergbd. I, S. 30). – Es sind auf den folgenden Gebieten wesentliche Fortschritte gemacht worden [1].

Von Zerkleinerungsmaschinen haben die folgenden Verbreitung gefunden: Der Kegelbrecher, auch Kreisel- oder Rundbrecher und nach dem ersten Erbauer Gatesbrecher (sprich Gät) genannt (Fig. 1 und 2), besitzt ähnliche Form und Anordnung wie die in Bd. 4, S. 574, beschriebene Glockenmühle, die zerkleinernden Flächen sind jedoch für hartes Gut glatt gehalten. Der Brecher wirkt dann zerdrückend. Für weiches Gut können die Mahlflächen auch gerieft sein. Er ist besonders geeignet, um große Stücke zu Stufen zu zerkleinern. Man baut ihn bis zu so großen Abmessungen, daß ein Brecher 60–100 PS. benötigt und dabei in einer Stunde etwa 100 t Erz auf 50 mm zerkleinert. Das Gehäuse besteht, aus mehreren Teilen. Die Bodenplatte T (Fig. 1) enthält das Lager für die stehende Welle W, an welcher der Mahlkegel K sitzt. Der darüber befindliche Gehäuseteil zieht sich zum Austrage A zusammen, in den mittleren, umgekehrt konischen Teil des Gehäuses G sind die Mahlplatten M eingesetzt, darauf ruht ein durch drei Arme gestütztes Halslager B für die stehende Welle, auf dieses ist der Eintragtrichter E aufgesetzt. Den Antrieb vermitteln die Riemenscheibe R und das Zahnradvorgelege Z. Das Fußlager ist mit Stellvorrichtung st versehen, um den Mahlkegel zu heben oder zu senken und dadurch die Korngröße für das zerkleinerte Gut einzustellen. Wesentlich für die Wirkungsweise der Mühle ist der exzentrische Ring r, in den die stehende Welle W unten eingesetzt ist. Wird nämlich der Brecher leer in Gang gesetzt, so dreht sich der Mahlkegel um seine Achse; nachdem die Mühle beschickt worden ist, hört diese Drehung des Mahlkegels auf, die senkrechte Achse beschreibt dagegen unten zusammen mit dem exzentrischen Ringe einen kleinen Kreis und der Mahlkegel wird an die Mahlplatten, der Exzentrizität des Ringes entsprechend (Fig. 2), einseitig angedrückt. Das sehr stark beanspruchte Fußlager wird durch eine Oelpumpe geschmiert. Um bei zu starker Beanspruchung des Brechers einen Bruch der Kegelräder zu vermeiden, ist die Riemenscheibe R mit der wagrechten Welle durch einen Steckbolzen p verbunden, der in diesem Falle abgeschert wird.

Die Ringmühle, Fig. 3 und 4 (Ringwalzenmühle, Kent- oder Maxeconmühle, letzteres Abkürzung von Maximum Economy), besteht aus dem frei umlaufenden Mahlringe M mit konkaver Mahlbahn und den drei federnd angepreßten Walzen a, b, c, von denen nur die eine Walze et angetrieben wird, während die anderen beiden lediglich durch die Reibung mitgenommen werden. Die Walzen haben konvexe Mahlringe. Das Mahlgut wird bei E auf die Innenseite des Mahlringes eingetragen und soll durch die große Umdrehungsgeschwindigkeit in einer Schicht auf der ganzen Mahlbahn gehalten werden. Außerdem bewegt sich der Mahlring zwischen zwei etwas exzentrisch eingebauten Stellringen s, die an den Seiten das Gut zusammenhalten,[51] unten aber einen Schlitz für den Austrag A offen halten. Die Mühle gestattet die Einstellung für Grob- und Feinmahlen durch geringere oder stärkere Spannung der Sendern, sie soll sich durch ruhigen, fast geräuschlosen Gang auszeichnen, auch etwas feuchtes Mahlgut soll gut auf der Mühle gemahlen werden. Gewöhnlich wird das vorgetrocknete Gut in der Korngröße bis zu 35 mm mittels eines Becherwerkes auf ein Vorsieb gehoben, durch welches das bereits genügend seine Gut abgeschieden wird. Auch das gemahlene Gut geht wieder über ein Sieb, die Grobe wird an das Becherwerk zurückgegeben. Die Mühle war bisher hauptsächlich in der Phosphat- und Zementindustrie eingeführt, wird aber jetzt auch in der Aufbereitung verwendet, z.B. zur Zerkleinerung von Produkten der Setzarbeit, die noch magnetischer Trennung unterworfen werden sollen. Dabei werden stündlich bis zu 25 t geleistet. Eine Mühle nebst Becherwerk und Sieb braucht etwa 35 PS.; sie macht 180 Umläufe in der Minute.

Rohrmühlen (Flintmühlen, Griesmühlen) werden zum Aufschließen äußerst sein eingesprengter Erze, z.B. der südafrikanischen Golderze zur Vorbereitung der Amalgamation und Cyanierung verwendet. Fig. 5 und 6 geben die Bauart des Gruson-Werkes. Das Rohr m ist 7 m lang und hat 1,60 m Durchmesser, es ist innen mit einem Futter aus Kieselsteinen, die in Zement gebettet sind, ausgekleidet. Die Füllung besteht aus etwa 7 t der härtesten Kieselsteine in der Größe von Enteneiern. Das Gut wird zwischen den Kieselsteinen und dem Futter der Mühle zerdrückt und zerrieben, es kann bis zu jedem gewünschten Feinheitsgrade gemahlen werden. Die Mühle wird von einer vorgelegten Welle W aus, auf der wie üblich eine feste und eine lose Riemenscheibe R und R¹ sitzen, durch das Zahnradvorgelege Z angetrieben, sie macht 38 Umläufe in der Minute. Durch den Eintrag E kann das Erz etwa in der Größe einer Viertelfaust mit dem nötigen Wasser eingetragen werden, es wird der Mühle durch die Förderschnecke T und die Eintragschraube B¹ zugeführt, erstere wird durch den Riemenantrieb r in Umdrehung versetzt. Auf der Austragseite befindet sich zunächst das Sieb S und die Austragschraube B², dann geht die Trübe über das zylindrische Sieb K; das genügend sein aufgeschlossene Gut fällt durch das Sieb und wird bei A¹ ausgetragen, die noch vorhandene Grobe wird bei A² ausgetragen und kann der Mühle nochmals zugeführt werden. Durch die Anwendung derartiger Mühlen beim Goldbergbau in Südafrika ist es infolge weitergehender Aufschließung der Erze gelungen, die Goldausbeute erheblich zu erhöhen.

Setzarbeit: Die schon seit langer Zeit bekannten Setzmaschinen mit Unterkolben wurden kürzlich von Brauns (D.R.P. Nr. 254076) für die Steinkohlenaufbereitung wieder in Anwendung gebracht (Fig. 7 und 8). Der Kolben bewegt sich unter dem Siebe im Setzkasten, daher nehmen diese Setzmaschinen bei gleichgroßer Setzfläche eine kleinere Grundfläche ein als eine gleichwertige Setzmaschine mit Seitenkolben, auch gewährleistet diese Kolbenanordnung eine gleichmäßigere Einwirkung des Wasserstoßes auf das Setzgut. Aber der Kolben ist nicht so gut zugänglich und nutzt sich, da er beständig mit dem Faßgut in Berührung kommt, schneller ab. Gewöhnlich wird die Setzmaschine zweiseitig gebaut, so daß die beiden Siebe s und s¹ in einem U-förmigen Kalten nebeneinander eingebaut sind. Die Stangen der beiden zugehörigen Kolben k und k¹ sind mittels eingebauter Rohre durch die Siebe hindurchgeführt, andererseits an dem Schwinghebel h befestigt, so daß sich die Gewichte ausgleichen, der Antrieb erfolgt wie üblich mittels Exzenter und Schubstange. Letztere greift an dem einen Ende des Schwinghebels an. Der Eintrag erfolgt bei E, die Kohlen werden[52] bei A ausgetragen. Durch Einstellung des Schiebers S bildet sich auf dem Siebe ein Vergeben; das durch dieses hindurchgehende Faßgut gleitet auf dem geneigt eingebauten Kolben ab und wird nach A¹ ausgetragen. Der Schieber wird entweder auf eine mittlere Stellung eingestellt oder von Zeit zu Zeit geöffnet, so daß auch die groben Berge nach Bedarf in gestautes Wasser ausgetragen werden. Um die Kastenwandungen zu schonen, werden die Kolben auch aus zwei nach der Mittellinie zu geneigten Flächenstücken zusammengesetzt.

Bei der Aufbereitung der reichen bleiisch-zinkischen Erze in Oberschlesien haben sich die Setzmaschinen von Schuchhard, D.R.P. Nr. 241779 und 248398, mit Wellensieben und eigenartigem Rohraustrag (Fig. 9 und 10) ohne Bett bewährt. Gegenüber den Setzmaschinen mit ebenem Siebe leisten sie erheblich mehr, auch wird das Korn schneller ausgetragen und erleidet daher weniger Abrieb. Dadurch, daß das Setzsieb s gewellt ist, wird bei gleicher Grundfläche die Zahl der Durchgangsöffnungen für das Setzwasser vermehrt, auch erfolgen die Wasserstöße auf das in den Wellentälern befindliche Korn nicht nur senkrecht aufwärts, sondern auch zum Teil in schräg aufwärts gerichteten Strahlen, wodurch die Wirkung erheblich verstärkt wird. Die Wellen liegen quer zur Stromrichtung, sie haben außerdem etwas Neigung nach der Austragseite hin. In jedem Wellentale ist ein Austragrohr d angeordnet, das durch die Wand des Setzkastens hindurch geht. Das in den Wellentälern angesammelte schwerste Gut füllt den Sammelkasten c, der unten zusammengezogen und durch das als Ventil dienende Gerinne e so weit geschlossen gehalten wird, daß das Wasser gestaut wird und ein der Leistung der Maschine entsprechender Austrag erfolgt. Die im Austragkasten angebrachten schrägen Prallflächen f sollen ein gleichmäßiges Niedersinken des ausgetragenen Kornes und dadurch auch den gleichmäßigen Austrag aus den einzelnen Wellentälern bewirken.

Von neuen Stromapparaten ist derjenige der Maschinenbauanstalt Humboldt in Köln-Kalk für die Erzaufbereitung eingeführt worden (Fig. 11 und 12). Er unterscheidet sich von dem in Bd. 8, S. 152, beschriebenen und dort in Fig. 2 wiedergegebenen Spitzkasten mit Klarwasserstrom wesentlich dadurch, daß der Trübestrom über einen Rost aus eigenartig geformten, quer zur Richtung des Trübestromes verlegten hölzernen Stäben hinweggeleitet wird. Außerdem wird sehr reichlich Klarwasser als Gegenstrom zugeführt. Die Roststäbe sind oben dachartig abgeschrägt, nehmen nach der Ueberlaufseite hin an Größe zu und lassen zwischen sich Spalten offen, die sich nach unten zu verengen, aber gleiche Weite haben. Die Roststäbe wirken auf den Trübestrom verzögernd und teilen ihn in eine Anzahl von niedersinkenden Teilströmen. Der durch das Rohr a zugeführte, mittels des Hahns d regelbare Wasserstrom steigt durch den Austragraum b senkrecht den niederfallenden Körnchen entgegen auf, er wird durch den zweiten, durch f austretenden Klarwasserstrom verstärkt, der durch die eingebaute Querwand g zunächst nach unten abgelenkt wird und sich dann erst in die aufsteigende Richtung wendet. Der Hahn h gibt die Möglichkeit, auch die Stärke dieses Wasserstromes zu regeln. Der Austrag des sortierten Gutes erfolgt durch den Austragraum b und das Rohr i. Zwischen beide ist ein Vierwegestück k eingeschaltet. Die Pflöcke 1, 2 und 3 dienen dazu, um etwaige Verstopfungen leicht zu beseitigen. In die Austragöffnung des Rohres i werden besondere Spitzen s mit verschieden weiten Durchbohrungen eingesetzt, um[53] die Menge der auszutragenden Trübe zu regeln. Durch mehrere hintereinander eingebaute derartige Stromapparate wird die Trübe in verschiedene gleichfällige Sorten zerlegt, die auf Setzmaschinen und Herden weiter verarbeitet werden.

In der Herdaufbereitung erfreuen sich die Rillenherde (vgl. Ergbd. I, S. 30, und Bd. 5, S. 46) immer größerer Verbreitung. Von neuen Bauarten verdient der Gröppel-Herd (Fig. 13, D.R.P. Nr. 308691) Erwähnung, ein Rillenherd mit Querstoß, bei dem schon die Eintragtafel I mit Querruten versehen ist. Das spezifisch leichtere, aus größeren Körnern bestehende Gut geht über die Rillen hinweg auf die Tafel II und wird hier in Berge und armes Zwischenprodukt zerlegt. Das schwere Gut, das sind die kleineren Körner, wandert in den Rillen der Eintragtafel nach rechts, wird der Tafel III zugewiesen und hier in reiches Zwischenprodukt und Erz zerlegt. Die Wasserrohre W und W¹ führen das nötige Läuterwasser zu.

Der Dodd-Rundherd (Fig. 14) ist ein Kegelherd [2], aus Holz gebaut und mit Linoleum belegt. Er ist drehbar verlagert. In das Linoleum sind konzentrische Riesen eingeschnitten, deren Verlauf aus der Figur ersichtlich ist. Von der Welle W aus erhält der Herd mittels der Kurbel k, der Zugstange z und einer Drucksender 220 Stöße in der Minute in tangentialer Richtung. Der Herddurchmesser beträgt 3 m, der Hub 10 mm. Der Herd ist bei der Golderzaufbereitung in den Vereinigten Staaten von Nordamerika in Gebrauch. Bei A wird die Trübe auf den Herd aufgetragen, während aus der Brause B Läuterwasser über den Herd fließt. In den Rillen fangen sich die Erzteilchen, sie wandern allmählich infolge der Stöße in den Rinnen entlang, verlassen diese bei C und werden in die Behälter D und E abgespült. Nach D gelangt das leichter bewegliche Mittelgut, nach E das Erz. Die Berge werden über die Riesen hinweg gespült und sammeln sich in dem Gerinne F, welches den größten Teil des Herdes umgibt. Das Zwischenprodukt wird durch eine unter dem Herde eingebaute Pumpe P und das Rohr Q nochmals auf den Herd zurückgepumpt.

In den Steinkohlenwäschen haben sich mehr und mehr Staubabscheider (Windsichter, Schleuderapparate) eingeführt, welche aus der Feinkohle etwa unter 8 mm den feinsten Staub abscheiden, bevor sie auf die Setzmaschinen gelangt. Es wird hierdurch die Verunreinigung des Waschwassers erheblich vermindert, die Leistung der Setzmaschinen erhöht und der Aschengehalt der Feinkohlen herabgezogen. Auch die Entwässerung der gesetzten Kohle vor ihrer Verwendung zur Verkokung oder Brikettierung vollzieht sich[54] schneller. Uebrigens arbeitet der Staubabscheider billiger als seine teure Siebe, deren Haltbarkeit eine beschränkte ist. Der Staubabscheider (Fig. 15) besteht aus einem Gehäuse G von Eisenblech, welches im oberen Teile zylindrisch und mit Deckel versehen, unten konisch zum Austrage A zusammengezogen ist. Bei E wird das zu entstaubende Gut eingetragen. An der stehenden Welle W, die von einer vorgelegten Welle mittels Riemenscheibe und konischen Zahnradvorgeleges Z in schnelle Umdrehung versetzt wird, befindet sich der Schleudersteller S, mit einer Schutzdecke darüber, welche das Gut zusammenhält, so daß am Umfange für den Austritt des Gutes nur ein schmaler Schlitz frei bleibt. Der Ventilator V ist mittels der Stützen t am Streuteller befestigt, macht also die gleiche Umdrehungszahl wie dieser; er saugt durch das geschleuderte Gut einen Luftstrom, der den Staub mit fortführt und trägt Luft und Staub in den Zwischenraum zwischen dem Gehäuse G und dem Behälter K aus. Letzterer nimmt das entstaubte Korn auf und führt es dem Rohraustrage A¹ zu. In dem Zwischenraume rotiert die staubige Luft, der Staub legt sich an die Gehäusewandungen an und sinkt zum Austrage A nieder. An dem zylindrischen Teile des Behälters K ist ein Schieber r verstellbar, so daß der ringförmige Querschnitt, durch den der Ventilator die entstaubte Luft wieder ansaugt, mittels der Stellvorrichtung st verändert werden kann.

Bei der Aufbereitung für magnetisches Gut hat namentlich die naßmagnetische Trennung Fortschritte gemacht. Von neueren Apparaten seien hier die folgenden erwähnt:

Der Herdscheider, Patent Humboldt (Fig. 16 und 17), ist besonders geeignet für seine, schwer magnetisierbare Schlämme. Die üblichste Ausführung besteht aus einem feststehenden Magneten und einer kreisförmigen wandernden Herdscheidefläche H. Auf einem zylindrischen Magnetkern liegt ein Teller M, an dem mehrere radial gestellte, abwärts gebogene Magnetpole befestigt sind. Das untere Ende des Magnetkernes umgibt eine Glocke G, auf deren oberem Rande der Scheidering H liegt. Es entstehen zwischen den Magnetpolen und den gegenüberliegenden Teilen des Scheideringes magnetische Felder. Die Glocke mit dem Scheidering wird in Umdrehung versetzt, von den feststehenden Aufgabeblechen A fließt die Trübe durch die magnetischen Felder über den Scheidering. Unterhalb des letzteren befindet sich ebenfalls feststehend zur Aufnahme der Produkte das in radiale Fächer geteilte Gerinne g. Aus diesem vereinigen sich die gleichartigen Produkte in den drei konzentrischen Abteilungen des Gerinnes r. Die unmagnetisierbaren Stoffe gehen unbeeinflußt durch das magnetische Feld und werden in die Abteile I des Gerinnes g abgetragen. Die magnetischen Stoffe haften auf dem Scheideringe und machen dessen Drehung mit, bis die Magnetisierung der Scheidefläche zwischen den einzelnen Magnetpolen sich abschwächt und dann aufhört. Durch die feststehenden Brausen B wird dann zunächst das schwachmagnetische Gut in die Abteilung 2 und dann das starkmagnetische Gut in die Abteilung 3 abgespritzt. An dem Vorscheidering V bleiben Eisenteilchen zunächst haften, sie werden durch eine, auf den Abbildungen nicht ersichtliche besondere Spritzeinrichtung wieder entfernt.

Gröndals magnetischer Naßscheider, D.R.P. Nr. 311587 (Fig. 18). Bei D wird der Trübestrom zugeführt. Die aus radial angeordneten eisernen Lamellen F bestehende Trommel taucht in den Trübestrom ein und wird in Umdrehung versetzt; sie sitzt auf hohler Welle. Durch diese sind die Wasserspritzrohre V und W in das Innere der Trommel eingeführt. Der kräftige Elektromagnet M induziert die Lamellen der Trommel gleichpolig, dadurch werden die magnetischen Teilchen angezogen, die etwa mitgerissenen unmagnetischen Teilchen aber durch das Spritzrohr V wieder abgespritzt. Bei G hört die induzierende Wirkung auf und es werden dort auch die magnetischen Teilchen abgespült. Das unmagnetische Gut wird mit der Trübe bei A durch einen Stellhahn ausgetragen, die etwa überfließende Trübe wird bei B abgeführt, während das magnetische Gut bei A¹ ausgetragen wird.

Die Schwimmverfahren (vgl. Ergbd. I, S. 31) haben im besonderen für die Aufbereitung armer Erze in den Vereinigten Staaten von Nordamerika weite Verbreitung gefunden, so daß zurzeit sehr große Mengen von Erzen auf diese Weise verarbeitet werden [3].

In der Theorie der Aufbereitung ist durch die Untersuchungen Kegels [4] ein wesentlicher Fortschritt angebahnt. Er weist nach, daß jedes Mineral einen eigentümlichen Reibungswiderstand beim Fall in einer Flüssigkeit hat, der außer den bisher in Betracht gezogenen Umständen (Form des Körpers und Viskosität der Flüssigkeit) von der größeren oder geringeren Netzbarkeit[55] des Körpers, d.h. der gegenseitigen Adhäsion von Mineral und Flüssigkeit abhängt. – Die Beschreibung neuerer Anlagen für Aufbereitung ist zu entnehmen aus [5].

Literatur: [1] Treptow, E., Grundzüge der Bergbaukunde einschließlich Aufbereitung und Brikettieren, Bd. 2, S. 1–193, 5. Aufl., Wien und Leipzig 1918. – [2] Richards, Ore Dressing, Bd. 3, S. 1481. – [3] Metall und Erz 1918, S. 128. – [4] Kegel, Die Fallbeschleunigung der Körper in Flüssigkeiten, Essener Glückauf 1919, S. 613. – [5] v. Reitzenstein, Technische, wirtschaftliche Untersuchungen über die Bleiberg-Kreuther Aufbereitungsanlagen, Oesterr. Berg- u. Hüttenmännisches Jahrbuch 1918, S. 1–107. – Wüster, Die neue Aufbereitungsanlage der Grube Rosenberg bei Braubach, Essener Glückauf 1919. S. 501.

Treptow.

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3 und 4.

Fig. 5 und 6.

Fig. 7 und 8.

Fig. 9 und 10.

Fig. 11 und 12.

Fig. 13.

Fig. 14.

Fig. 15.

Fig. 16 und 17.

Fig. 18.