Sieblinie

• Korngrößen in einem Haufwerk verteilen sich nach mathematisch mehr oder weniger beschreibbaren Gesetzmäßigkeiten

• Die Kornverteilung wird durch eine Prüfsiebung ermittelt

PDF-Die Siebanalyse

Deutschland: DIN 4187
Europa: ISO R-565

• Sieböffnungen werden in mm gemessen
• Normreihen: R5/R10/R20
• USA: nach Tyler, Siebgröße mesh, Maschen je inch²

Wie sieht eine tabellarische Prüfsiebung aus ?

• Wir erstellen eine Tabelle mit drei Spalten:
  

Kornklasse in mm (1. Spalte)
Siebrückstand in % (2. Spalte)
Rückstand kumuliert (3.Spalte)

• Wir beginnen mit dem Sieb mit der größten Maschengröße, z.B. 100mm, sie wird in Spalte der Kornklasse eingetragen.

• Nun wird das Material gesiebt. Alles was auf dem Sieb verbleibt, also nicht durch das Sieb gefallen ist, nennt man den Siebrückstand. Dieser Teilgröße der Gesamtmasse wird in die zweite Spalte eingetragen, z.B. 5 %
  

• Der gesamte Rückstand (kumuliert) beträgt also nach der 1.Siebung 5 Prozent, und wird in die dritte Spalte eingetragen

• Nun wird das Material, was durch das Sieb gefallen ist mit der nächstkleineren Maschengröße erneut gesiebt, z.B 80-60 mm.
  

• Der Siebrückstand wird ermittelt, in Spalte 2 aufgetragen und zu der dritten Spalte "Kumulierter Rückstand" addiert

• Dieser Vorgang wird bis zur kleinsten gewünschten Siebung durchgeführt

• In Geotechnik wurde vermittelt, dass man ab einer Größe bzw. Kleinheit eine Schlämmung durchführen muss.
  

Cave: "Zulässige Massenabweichung zwischen Einwaage und Rückwaage (<) 2%" bedeutet, dass der Verlust des Ausgangsmaterials am Ende der Sortierung nicht größer als 2% betragen darf.

Kornverteilung

• Siebanalyse und Auswertung wird nach DIN 22019 durchgeführt

Körnungsnetz:

• Ungleichförmigkeitszahl U = d60 / d10
• Krümmungszahl C = d²30 / (d10 * d60)

lineares Netz

• Abzisse: Korngröße, z.B. von 0,1 bis 100mm
  
• Ordinate: Siebrückstand in Prozent
• Es ergibt sich eine Sieblinie von rechts nach links abfallend

logarithmisches Netz

• die Werte werden aufgetragen, allerdings werden die Punkte nicht miteinander verbunden, sondern es wird eine Ausgleichsgerade gezogen.

weitere Lernpunkte

• Es gibt auch noch die Darstellung im RRSB-Netz (DIN 66 141)

Zusammenfassung der Siebrückstandskurven nach Zerkleinerung

• Kornverteilung Organik Siebrückstandskurve
• Kornverteilung Kst - folienf. Siebrückstandskurve
• Kornverteilung Textilien Siebrückstandskurve
• KlassierungKornverteilung PPK Siebrückstandskurve

Klassierung allgemein

Siebklassierung:

• Hier werden Korngemische nach Körngrößen getrennt => man kann nicht jedes einzelne Korn nach seinem Durchmesser messer, von daher wird eine Klassierung durchgeführt !
  

Stromklassierung

• Hier werden die Korngemische nach ihrer Sinkgeschwindigkeit eingeteilt

• Trennmedium: Wasser oder Luft

• Voraussetzung: alle Körner weisen die gleiche Dichte auf! !!!

Warum muss man Klassieren ?

• In der Regel erhält der Aufbereiter ein heterogenes Abfallgemisch. Der Kunde möchte aber ein aufbereitetes homogenes Produkt kaufen.
  

Die Klassierung dient zum einem der Konfektionierung und zum anderen zum Abtrennen von Störstoffen

1. Konfektionieren von Stoffen für die nachfolgende Verwendung:

• z.B. Bauschutt 16-32, 0-32 mm

• z.B. Splitt für Asphaltbeton 0-11 oder 2-11 mm

• z.B. Kompost <>

2. Abtrennen von Grob-bzw. Feinkorn, wenn dieses im folgenden Prozess stört

• Grobteile beschädigen die Anlagentechnik oder führen zu Verstopfungen im Förderweg

• Feinteile (z.B. Staub, Schluff) mit negativem Einfluss auf Sichtprozesse

3. Abtrennen einer Kornfraktion, in der bestimmte Eigenschaftsmerkmale angereichert sind, z.B. organische Verunreinigungen nach Aufschlusszerkleinerung z.B. Überkorn (Folie) aus Bauschuttzerkleinerung nach Prallzerkleinerung

4. Konfektionierung für weitere Trennvorgänge, die nur bei engem Körnungsband möglich sind

5. Entlastung einer Zerkleinerungsanlage durch Abscheiden des Feingutes;

• sog. Mühlen -Klassierer -Kreislauf

• Beispiel: Rotorschere "<150mm"

Siebvorgang (schematisch)

• auf ein leicht geneigtes Siebförderband wird ein heterogenes Korngemisch (=Haufwerk) aufgetragen (=A)

• aufgrund der Schwerkraft F fallen durch definierte Lochgrößen (=L) kleinere Körner durch das Förderband

• größere Körner werden weitertransportiert (=G)

Offene Siebfläche A0

• l = Sieböffnung, Breite * Länge, Durchmesser
• s = Stegbreite zwischen zwei Sieböffnungen
• d = Korndurchmesser

Quadratloch

• A0 = 100 * l² /(l+s)²

Rundloch

• A0 = pi * 100 * l² /4 * (l+s)²

Beispiel

• l = 100mm (=0,1m)
• s = 30mm (=0,03m)

• Quadratloch A0 = 0,01 / 0,0169 = 59,17 %

• Rundloch A0 = 3,14 * 0,01 / (4 * 0,0169) = 46,47 %

Gilt in jedem Fall, dass eine große offene Siebfläche das beste Ergebnis liefert ?

• Das Ergebnis hängt davon ab, wie sich das Sieb bewegt

• im Praktikum wurden z.B. in einem Trommelsieb Sperrholzsplitter verschiedener Dicken und Längen gesiebt. Hätte man das Trommelsieb unendlich lang gedreht, so wären fast alle Teile durch die Drehbewegung senkrecht durch die Löcher gefallen.

• Im Rüttelbandsieb haben die länglichen Teile durch die reine eindimensionale Rüttelbewegung weniger die Chance senkrecht durch die Löcher zu fallen, der Reinheitsgrad ist hier größer

Wahrscheinlichkeit W

Wahrscheinlichkeit, dass ein Korn mit dem Durchmesser d auf eine Sieböffnung trifft:

• es werden drei Wahrscheinlichkeiten (W1, W2, W3) aufgezählt

Welches Verhältnis bestimmt die Wahrscheinlich für einen Siebdurchgang ?

• W3 = A0 * (1 - d/l)²

• Abhängigkeit von A0 und Korndurchmesser zur Sieböffnung

• d.h. je näher d an l liegt, umso geringer ist die Wahrscheinlichkeit für das Passieren einer Sieböffnung

Frei vorliegende Einzelkörner in einem Haufwerk unterliegen Bindungskräften (FBW) durch Oberflächenfeuchtigkeit wie:

• -Kapillarwasser
• -Zwickelwasser
• -Adsorptions
• -Adhäsionswasser

• Von der Siebmaschine wird eine Kraft (FS) auf die abzusiebenden Körner übertragen

• Siebung ist dann erfolgreich, wenn FS >> FBW

• Für FBW> FS muss die Siebklassierung durch Transportwasser unterstützt werden, die Schleppkraft des Wassers ergänzt die Siebkraft

• Die nasse Siebklassierung kann wegen der Wasserschleppkraft erfolgreicher sein als die trockene Siebklassierung

• Bei Prüfsiebung kennzeichnen, ob trocken oder nass gesiebt wurde! Ergebnisse fallen unterschiedlich aus!
• 
  

Bindungskräfte (Diagramm)

• Ordinate: Bindungskräfte
• Abzisse: Wassergehalt
• mit steigendem Wassergehalt wachsen die Bindungskräfte, erreichen ihren Höhepunkt und fallen wieder ab
• waagerechte Siebkraftslinie im oberen Drittel
• senkrechte Einteilung von Suspension

Sieberfolg

• Ordinate: Sieberfolg
• Abzisse: Wassergehalt
• von links nach rechts (aufsteigender Wassergehalt): Einteilung in drei Bereiche => trocken, feucht und nass
• trocken: konstanter Sieberfolg
• feucht: Sieberfolg geht gegen Null
• nass: Sieberfolg steigt über dem Niveau von trocken

Siebwirkungsgrad

• Aufgabe
• Siebüberlauf>1mm
• Sieddurchgang<1mm

• wenn der Siebbelag intakt ist, können nur Körner<1mm>

• Wegen eines endlichen technischen Wirkungsgrades des Siebprozesses wird immer ein Teil der Körner d<1 style="color: rgb(255, 0, 0);">fehlausgetragen

• Die Güte eines Trennprozesses wird beschrieben durch: den Siebwirkungsgrad η bzw. das Feinkornausbringen RWF

• f = Massenanteil in %
  fa= Siebfeines in der Aufgabe
  fg= Siebfeines im Siebüberlauf (Grobgut)
  fd= Siebfeines im Siebdurchgang (Feingut)
  

mit fd üblicherweise 100% sofern keine Beschädigung am Siebbelag

Wertstoffausbringung Feingut = RWF


Grenzkorn

• das Korn, das aufgrund seiner Größe und Form eine Sieböffnung nicht mehr passieren kann

• Bei hohem Grenzkornmaterial "verstopft" der Siebbelag, die offene Siebfläche A0 der Siebmaschine verringert sich, die Siebgüte lässt nach

• Grenzkorn bei Auswahl des Siebbelages berücksichtigen

Bild: verstopfter Siebbelag


Trennkorngröße

• Trennkorngröße dT ist die Korngröße, bei der 50% der Körner dieser Korngröße in den Siebüberlauf und 50% in den Siebdurchgang gelangen (=statische Größe)
• Ordinate: Teilungszahl
• Abzisse: Korngröße
• von Teilungszahl (=hier 50) waagerecht eine Linie ziehen, am Schnittpunkt mit der Geraden ein Lot auf Korngröße fällen => Bsp: dT = 65 mm

Die Trennkorngröße ist immer kleiner als die Sieböffnung oder der „Siebschnitt“


Kornbeanspruchung

Siebkennziffer Kv = bs(max)/ (g*cosβ)

• b = Beschleunigung des Korns in Wurfrichtung
• g = Erdbeschleunigung
• β = Neigungswinkel Siebbelag zur Horizontalen
• α = Wurfwinkel

• Die Siebkennziffer ist eine Maschinenkennzifferund beschreibt die Kornbeanspruchung durch eine spezielle Maschine.

• Die Siebeigenschaften eines Korngemisches bestimmen die Auswahl der Siebtechnik

• Schwierige Siebaufgabez. B.-hoher / geringer Anteil an Siebdurchgang
• hohe Feuchte
• faserige und „wickelnde“ Stoffeigenschaften
  
• niedrige Trennkorngröße