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Setzarbeit

[86] Setzarbeit, derjenige Teil der nassen Aufbereitung (s. Bd. 1, S. 346), der Stufen, Graupen und Sande verarbeitet. Dem Setzen des gröberen Kornes, in der Steinkohlenaufbereitung von 60 bis etwa 8 mm, in der Erzaufbereitung von etwa 20 bis 2 mm, geht die Trennung nach Korngrößen auf Sieben (s. Siebvorrichtungen) voraus. Das feinere Korn wird durch Trennen nach der Gleichfälligkeit im tiefen Wasserströme (s. Sortieren der Trübe) vorbereitet, bei der Steinkohlenaufbereitung zum Teil auch durch Schleuderapparate, in denen zugleich der Staub entfernt wird (s. Klärung der Waschwasser, Bd. 5, S. 501). Demnach werden Grobkornsetzmaschinen und Feinkorn- oder Sandsetzmaschinen unterschieden.

Beim Handstauchsieb hat das Setzsieb etwas kleinere Maschen, als die Korngröße beträgt; das Setzgut wird in gleichmäßiger Schicht unmittelbar über das Sieb ausgebreitet, dann dieses wiederholt kräftig in das Wasser niedergestoßen (gestaucht) und langsam wieder angehoben. Beim Niederstauchen kommen die Körner einen Augenblick zum Schweben; dann fallen sie nieder, und zwar, da angenähert gleich große Körner vorhanden sind, die spezifisch schwereren schneller als die spezifisch leichten. Die Körner ordnen sich so auf dem Siebe an, daß sich Lagen bilden, in denen das spezifische Gewicht allmählich von oben nach unten zunimmt. Nehmen wir zunächst an, daß nur ein Erz und Berge vorhanden sind, so kommen die, letzteren obenauf zu liegen; dann folgt eine Lage Körner, die aus Bergen und Erz verwachsen sind, und endlich unmittelbar auf dem Siebe reines Erz: es hat das höchste spezifische Gewicht und die größte Fallgeschwindigkeit. Sind mehrere Erze vorhanden, so müssen sich notwendigerweise diejenigen von mittlerem spezifischem Gewicht mit den aus schwerem Erz und Bergen verwachsenen Körnern in derselben Lage finden. Das Abheben der einzelnen Schichten erfolgt mittels eines kleinen Streichbrettchens, Kiste genannt. – Die Arbeit wird wesentlich erleichtert, wenn das Sieb S, wie in Fig. 1, an einem zweiarmigen Hebel H aufgehängt und das Gewicht des mit Vorrat gefüllten Siebes durch ein Gegengewicht Q ausgeglichen wird; auch greift der Mann bequemer an einem Handgriffe der Zugstange Z an, um die Stauchbewegung auszuführen, als wenn er, um das Setzsieb unmittelbar zu fassen, sich über das Setzfaß F beugen muß. Letzteres ist mit einigen Spunden versehen, um das Wasser ablassen und etwa durch das Sieb gegangenes Erz (Faßerz) herausnehmen zu können. Der Setzvorrat wird auf die Bühne B gestürzt und von dort mittels Kratze auf das Sieb gezogen. –[86] Das Stauchsieb hat in der beschriebenen Ausführung den Nachteil, daß es mit der Hand beschickt und entleert wird und daß es mit Unterbrechung arbeitet; maschineller Antrieb läßt sich durch Anordnung eines Daumenrades am Hebel leicht anwenden; trotzdem eignet es sich nicht für große Leistung. Es haben sich immer mehr solche Setzmaschinen eingeführt, bei denen das Sieb S fest in der einen Abteilung eines U-förmigen Wasserkastens U (Fig. 2 und 3) eingebaut ist und das Wasser durch einen in der andern Abteilung auf und nieder gehenden Kolben K stoßweise durch das Sieb gedrückt wird (Kolbensetzmaschinen, hydraulische Setzmaschinen). Diese Anordnung wird nur seiten verlassen; zuweilen wird rings um einen Kolben eine größere Anzahl Siebe angeordnet (Rundsetzmaschinen, Ringsetzmaschinen).

Bei der hydraulischen Setzmaschine in der einfachsten Form (Querschnitt Fig. 3) ist nur ein Kolben und ein Sieb vorhanden. Beim Kolbenniedergang drückt das Wasser durch das Sieb und hebt die Körnchen an – gegenüber dem Stauchsieb eine neue Wirkungsweise –; hierbei werden die spezifisch leichten höher gehoben als die spezifisch schweren. Die Körner gelangen bei der Umkehr der Kolbenbewegung zum Schweben und fallen dann wie beim Stauchsieb auf das Sieb nieder, wobei nunmehr die schweren den leichten um so mehr voreilen, als sie nicht so hoch gehoben wurden wie die letzteren. Die hydraulische Setzmaschine arbeitet daher schneller als das Stauchsieb. Früher legte man besonderen Wert darauf, durch eigenartigen Antrieb den Kolben schnell abwärts und langsam aufwärts zu bewegen, um dadurch nach dem Wasserstoß eine langsame Abwärtsbewegung des Wassers auf dem Siebe zu erreichen; heute wird der Kolben gewöhnlich durch Exzenter e angetrieben, hat also beim Auf- und Niedergange gleiche Geschwindigkeit. Das Zurückströmen des Wassers durch das Sieb kann einigermaßen dadurch eingeschränkt werden, daß die Zuführung des Klarwassers aus einer Druckleitung unter dem Kolben erfolgt, es wird dann die größte Wassermenge beim Kolbenaufgang einströmen.

Das selbsttätige Austragen wird bei der hydraulischen Setzmaschine gewöhnlich auf folgende Weise erreicht: Ueber das Setzgut fließt ein wagerechter Wasserstrom; dieser führt das leichteste Korn (bei der Erzaufbereitung die Berge, bei der Steinkohlenaufbereitung die Steinkohle) über eine niedriger gehaltene Wand des Siebkastens mit fort; dieses Verfahren ist bei allen Setzmaschinen das gleiche. Dagegen ist das Austragen des schweren Kornes, welches sich auf dem Siebe ansammelt, bei Grobkorn und Feinkorn verschieden. Das schwere Grobkorn, z.B. in der Kohlenaufbereitung die Berge, verläßt gewöhnlich die Setzmaschine durch einen einstellbaren Schlitz, der unmittelbar über dem Siebe in der Wand des Siebkastens angebracht ist und mit einem angebauten Wasserkasten in Verbindung steht. In diesen fallen die Berge und werden durch ein Schöpfrad herausgehoben. Diese Austragweise ist bei der Kohlenaufbereitung allgemein in Anwendung. In der Erzaufbereitung, wo es sich für Grobkornsetzarbeit gewöhnlich um Graupen und Sand handelt, wird jetzt meistens ebenso wie für die Feinkornsetzmaschinen der Austrag durch das Graupenbett (Bettsetzmaschinen) angewendet. Letzteres besteht aus einer unmittelbar auf dem grobmaschigen Siebe ausgebreiteten Lage von Körnern von wesentlich größerem Durchmesser, aber etwa von dem spezifischen Gewichte des auszutragenden Minerals. Die schweren Körner des Setzgutes gelangen allmählich in die Zwischenräume des Graupenbettes und durch diese und die Siebmaschen in den unteren trichterförmigen Raum des Wasserkastens U; hier sammeln sie sich an und werden von Zeit zu Zeit durch Oeffnung eines Spundes p (Fig. 3) abgelassen. Das Graupenbett bietet außerdem den Vorteil, daß gröbere und daher haltbarere Siebe angewendet werden können, als der Korngröße des Setzgutes entsprechen würden, zugleich wirken die Wasserstöße besser auf das Gut. Für den Austrag von Bleiglanz wendet man gewöhnlich Eisen als Bett an, für Schwefelkies gröbere Stücke dieses Minerals; in der Steinkohlenaufbereitung wird für das Austragen der Berge auf den Feinkornsetzmaschinen überall Feldspat als Bett angewendet.

Will man das Setzgut in mehr als zwei Porten zerlegen, so werden mehrteilige Setzmaschinen (Fig. 2 zeigt eine dreiteilige) angewendet. Man regelt den Gang durch richtige Bemessung der Menge des eingetragenen Gutes und der Stärke des horizontalen Wasserstromes so, daß in der ersten Abteilung das schwerste Mineral tunlichst rein ausgetragen wird; alle übrigen Körner führt der horizontale* Wasserstrom durch den Spalte auf die zweite Abteilung; hier gehen diejenigen Körner, welche im spezifischen Gewicht folgen, im allgemeinen reiches Zwischenprodukt, durch das Bett; die dritte Abteilung gibt armes Zwischenprodukt, und reine Berge sollen diese durch den Spalt A¹ verlassen.

Bei der Baumschen Setzmaschine (D.R.P. Nr. 142930) wird, abweichend von den bisher beschriebenen Setzmaschinen, die Stoßbewegung des Wassers dadurch hervorgebracht,[87] daß durch einen Verteilungschieber abwechselnd Preßluft von 0,1 Atmosphäre Ueberdruck, die durch ein an die Transmission angeschlossenes Kapselgebläse erzeugt wird, auf die Wasserfläche in dem einen Schenkel des u-förmigen Gefäßes wirkt und dann wieder entweicht. Außerdem hat Baum mit gutem Erfolge auf einer Anzahl Steinkohlenwäschen den Grundsatz durchgeführt, die Kohle von 0–80 mm Korngröße nacheinander auf zwei großen Setzmaschinen ohne Bett zu setzen und dann erst auf einem Siebapparate nach Korngrößen zu trennen. Die erste Setzmaschine scheidet reine Berge, die zweite durchwachsene Kohle aus; diese wird nach entsprechender Zerkleinerung der ersten Setzmaschine wieder zugeführt. Beide Produkte werden durch Schlitz und Schieber in den unten zusammengezogenen Wasserkasten der Setzmaschinen ausgetragen, durch Schnecke ohne Ende in je einen seitlich angebauten wasserdichten Karten befördert und durch je ein Becherwerk herausgehoben.

Eine in den letzten Jahren viel besprochene theoretische Frage geht dahin: wodurch wird es ermöglicht, daß auf den Feinkornsetzmaschinen Sande, welche in Stromapparaten nach der Gleichfälligkeit (s. Sortieren der Trübe) abgesondert wurden, weiter aufbereitet werden können [1]. Die Antwort ist kurz die folgende: 1. In den Stromapparaten kommen die Maximalfallgeschwindigkeiten in Frage; es handelt sich um den Fall im Wasser durch große Höhen. Auf den Setzmaschinen fallen die Körner wiederholt durch sehr kleine Höhen, die Maximalgeschwindigkeiten werden nicht erreicht, es kommt die Anfangsgeschwindigkeit in Frage, und hierbei eilt von gleichfälligen Körnern das kleine, aber schwere Korn dem großen und leichten etwas voraus; auch werden beim Anheben der Körner durch den Wasserstoß die leichteren höher gehoben, da hier die Differenz zwischen der Geschwindigkeit des aufwärts gerichteten Wasserstromes und der Anfangsgeschwindigkeit der fallenden Körner in Frage kommt. 2. Beim Fallen der einzelnen Körner des Setzgutes in der Setzmaschine und besonders beim Fall in den Zwischenräumen des Graupenbettes gelten nicht die gleichen Gesetze wie für den Fall im freien Wasser. Es eilt nämlich beim Fall im engen (röhrenförmigen) Räume von gleichförmigen Körnern das kleine und schwere dem großen und leichten erheblich voraus, weil die Reibungshindernisse bei dem letzteren wesentlich größere sind. 3. Der wagerechte Wasserstrom wirkt ähnlich wie bei der Herdarbeit (Bd. 5, S. 41) auch bei der Setzarbeit stärker auf die größeren, spezifisch leichteren Körner, namentlich da diese, wie schon unter 1. erwähnt, durch die aufwärtsgerichteten Wasserstöße höher angehoben werden als die kleinen, spezifisch schweren Körner.

Literatur: Vgl. die Bd. 1, S. 350, unter [1]–[5] aufgeführten Werke. – [1] Hoppe, O., Das natürliche und das künstliche Aufbereitungswesen, Zeitschr. für das Berg-, Hütten- und Salinenwesen im preußischen Staate, Berlin 1893, S. 1.

Treptow.

Fig. 1., Fig. 2., Fig. 3.