Sortierung

Der Vibrationstisch mit Winkelaufsatz eignet sich für die Sortierung nach der Partikelform. Eine modulare Bauform ermöglicht Versuche in einem breiten Einsatzgebiet. Der Vibrationstisch besteht aus einer 1000 mm x 2070 mm grossen Platte, welche von zwei Vibrationsmotoren in Vibration versetzt wird. Auf einem Winkelaufsatz können verschiedene Aufbauten montiert sowie die Vibrationsrichtung und der Anstellwinkel definiert werden.

Die Anlage besteht aus einem Shredder (Schneidmühle, 4 kW), einem Lufttrennherd und einer Abluftreinigung. Das aufgegebene Material wird im Shredder zerkleinert (Austragsiebe wahlweise 2mm oder 4mm) und über ein pneumatisches Fördersystem auf den Trenntisch gegeben. Dort wird das Shreddergut nach der Dichte sortiert: das schwere Kupfer wird am einen Ende des Luftherdes ausgeworfen, die leichtere Kunststoffisolation am anderen Ende. Die Abluftreinigung geschieht über einen Aerozyklon mit nachgeschaltetem Tuchfilter.

Mit dem Lufttrennherd wird feinkörniges Material nach der Dichte aufgetrennt. Durch einen von unten durch das Gutbett geleiteten Luftstrom wird das Materialbett fluidisiert und durch eine stossartige Bewegung des Tisches transportiert, wobei sich spezifisch leichte und spezifisch schwere Partikel entmischen. Durch Einstellung der Schwingungsfrequenz/Neigung des Tisches können verschiedene Dichte-Trennschnitte eingestellt werden.

Mit dem elektrostatischen Separator werden aus Schüttgütern leitende Partikel von Nicht-leitern anhand unterschiedlicher Oberflächenleitfähigkeiten getrennt. Dazu wird das Aufgabegut auf eine rotierende und geerdete Walze gegeben und mittels Hochspannung elektrisch aufgeladen. Da Leiter ihre Oberflächenladung an die Walze abgeben, werden diese durch die Walzendrehung weggeschleudert. Nichtleiter geben ihre Ladung nicht an die Walze ab und bleiben durch elektrostatische Anziehung an der Walze haften. Mittels Abstreifer und Neutralisationselektrode werden nach ca. ¾ Umdrehungen die nichtleitenden Teilchen von der Walze abgetrennt. Teilweise leitende Partikel wie beispielsweise Kunststoff-Metallverbunde werde in die Mittelfraktion ausgetragen.

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Anfang 2008 wurde das UMTEC-Labor mit einem Wirbelstromscheider der Firma Steinert ergänzt.

Mit einem solchen Abscheider werden unmagnetische, elektrisch leitfähige Stoffe wie Aluminium und Kupfer von Nichtleitern separiert (z.B. Kunststoff, Glas und Schlacke). Auf einem schnell rotierenden Polrad sind Permanentmagneten angebracht, welche in die leitfähigen Materialteilchen Wirbelströme induzieren. Diese Wirbelströme führen zur Ausbildung von Magnetfeldern, die den induzierenden Magnetfeldern entgegenwirken, was zu einer abstossenden Kraft führt. Die elektrisch leitenden Teilchen werden daher aus dem Materialstrom ausgeworfen.

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Dieser Wirbelstromscheider funktioniert ähnlich wie die oben beschriebene Industrieanlage von Steinert. Er verfügt auch über ein exzentrisches Polrad, das in einem Winkel von 0 bis 30 Grad über dem oberen Totpunkt positioniert werden kann. Dank des auf Feinkorn optimierten Designs wird auch bei kleinen Korngrössen (<5mm) eine gute Abscheideleistung erzielt.

Im Zuge von mehreren Semesterarbeiten wurde ein Wirbelstromscheider im Labormassstab entwickelt. Dieser Wirbelstromscheider funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie die oben beschriebene Industrieanlage. Er ist jedoch so konzipiert dass vor allem im Feinkornbereich (<3mm) eine gute Abscheideleistung erzielt werden kann.

Bei unserem Hochgradient-Magnetscheider handelt es sich um einen Hochgradient- Trommelmagnet- scheider. Mit diesem Magnetscheider können nicht nur ferromagnetische, sondern auch paramagnetische Materialien, wie Eisenoxide oder hochlegierte Stähle, von mineralischem Schüttgut abgetrennt werden. Die maximale verarbeitbare Korngrösse beträgt rund 25mm. Der im Gerät eingebaute Permanentmagnet enthält Neodym und erreicht Feldstärken von mehreren tausend Gauss.

Der Hochgradientmagnetscheider ist für die Abscheidung von magnetischen Partikeln mit einer Korngrösse von 0.03-3mm geeignet. Das Gerät funktioniert nach dem Prinzip eines Ablenkmagnetscheiders, wobei die Feldstärke des Elektromagneten zwischen 0 und 20'000 Gauss einstellbar ist. Dadurch ist es möglich, aus einer Probe neben ferromagnetischen Partikeln auch paramagnetische Partikel abzuscheiden.

Mit einer Setzmaschine werden Materialien nach ihrer Dichte sortiert; z.B. können Kupfer- und Aluminium- partikeln voneinander getrennt werden. Das in der Setzmaschine angestaute Gutbett wird periodisch mit Wasser angeströmt. Hierdurch bildet sich eine Wirbelschicht, in der die schweren Partikel der Schwerkraft folgend nach unten wandern. Die leichteren Partikel wandern nach oben und werden über ein Wehr ausgetragen.

Auf dem Schütteltisch werden feinkörnige Schüttgüter nach unterschiedlicher spezifischer Dichte getrennt. Hierbei kann beispielsweise aus einem gemahlenen Erz ein Metallkonzentrat gewonnen werden, z.B. Gold aus Quartzgestein.

Flotation ist  ein physikalisch/chemisches Trenn- verfahren, bei dem ein feinköniges Feststoffgemenge in wässriger Suspension mit Hilfe unterschiedlicher Oberflächenbenetzbarkeit der Partikel getrennt wird. Die Flotationschemikalien adsorbieren selektiv an eine Sorte Partikel, die sich danach schlecht mit Wasser benetzen lassen (Hydrophobierung). Dem Flotationsbad werden Schaumbildner zugesetzt, dann wird Luft eingetragen und fein verteilt.  Die wasser- abweisenden Partikel haften an die Luftblasen an, schwimmen mit diesen auf und können mit dem entstehenden Schaum abgeschöpft werden. Die nicht wasserabweisenden Partikel sinken zu Boden und werden dort ausgetragen.

Flotation ist ein physikalisch/chemisches Trennverfahren, bei dem ein feinkörniges Feststoffgemisch in wässriger Suspension nach unterschiedlicher Oberflächenbenetzbarkeit der Partikel getrennt wird. Dem Flotationsbad werden Schaumbildner zugesetzt, dann wird Luft eingetragen und fein verteilt. Die wasser- abweisenden Partikel haften an die Luftblasen an, schwimmen mit diesen auf und können mit dem entstehenden Schaum abgeschöpft werden. Die nicht wasserabweisenden Partikel sinken zu Boden und werden dort ausgetragen.

Der Wendelscheider sortiert Partikel unterschiedlicher Dichte durch die Konvektionsströmung im Querschnitt der Wendelrinne. Leichte Partikeln folgen der Flüssigkeitsströmung nach außen, während die schweren Partikel sich aufgrund der Wandreibung und der nach innen gerichteten Querströmung am Rinnenboden zum Zentrum der Rinne bewegen und dort ausgetragen werden.

Der Falcon-Konzentrator trennt Feststoffpartikel nach der Dichte. Dabei wird das zu trennende Material zuerst mit Wasser aufgeschlämmt und in einen rotierenden Konus gegeben und entgegen der Zentrifugalkraft mit Wasser angeströmt. Das leichte Material wird mit dem Wasserfluss ausgespült, während das schwere Material im konusförmigen Behälter zurückbleibt.