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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Weisserden (Leucophylliten), Blattsilikaten und zur Verwertung von deren Aufbereitungsabfällen, insbesondere von Schlicker.
Es sind eine Reihe von Aufbereitungsverfahren zur Behandlung von komplex zusammengesetzten mineralischen, Blattsilikate enthaltende Rohmaterialien, wie Leucophyllite, Kaoline und ähnliche bekannt. Hier sind vor allem sogenannte Schlämmverfahren, deren Einzelschritte in Läutertrommein, Schraubenklassierem, Hydrozyklonen und anschliessenden Mahlung-, Siebungs- und Trocknungsstufen ablaufen, bekannt.
Die hiefür notwendigen Grundkenntnisse über technisch-physikalische Vorgänge werden in der Fachliteratur in ausreichendem Masse dargeboten (z. B. H. Schubert : Aufbereitung fester Rohstoffe, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1967. D. B. Puchas (Ed.) Solid / Liquid Separation Equipment Grade-up ; Croydon 1977. E. S. Perry et al. (Ed) Separation and Purifikation Methods ; New York 1973-1978).
Im Besonderen wird auf ein solches bekanntes Verfahren im Handbuch der Keramik, 1967, Verlag Schmid GmbH, Freiburg i. Br. BRD, Gruppe B1, Seite 1, Dr. H. Trawinski, Die Aufbereitung von Kaolin, hingewiesen Bei diesem beschriebenen Verfahren wird nach einer Grobklassierung in einem Trogklassierer (Trennung nach Komgrösse) das Einsatzmaterial in einer nachfolgenden mehrstufigen Feinklassierung durch Hydrozyklone behandelt ; die Produkte aus dieser Schlämmung sind Kaolin, Blattsilikate/Quarz als "Schlicker" und Quarzsand.
Das erwähnte Schlämmverfahren wird derzeit bei der Aufbereitung von blattsilikathältigen Rohstoffen wie z. B. bei den Lagerstätten Aspang, Schwertberg (00), Kaolin D'Avor (F) und Kaolin De Morbihan (F), eingesetzt.
Die besondere Problematik bei diesen Verfahren liegt zum grössten Teil in den sehr ähnlichen Flotationseigenschaften des gewünschten Produktes Kaolin beziehungsweise den natürlichen Verunreinigungen Glimmer, Quarz und Schwermineralen. Teillösungen dieser Probleme werden in den nachstehend angeführten Schutzrechten beispielsweise angegeben.
Im WO 9857888 A 1 wird eine Methode zur Trennung von Gemischen feinverteilter Minerale sowie die Gewinnung von Produkten aus diesem vorgestellt. Dabei wird ein selektiver Flotationsprozess mit speziellen Flotationsreagentien beschrieben, bei dem Magnetscheidungsstufen, Eindicker sowie Filterstufe zur Behandlung von Kaolinrohmaterial eingesetzt werden.
Die US 5, 603, 411 A zeigt ein Verfahren zur Behandlung von Mineralgemischen, im Besonderen von silikatischen Rohstoffen wie Gemengen von Kaolin I natürlichen Verunreinigungen, Zeolithen I Silikatgangart und ähnlichen unter Verwendung von wiederum speziellen Flotationsreagentien.
Die US 5, 143, 599 A behandelt die Abtrennung von Glimmer aus dem Kaolin mittels doppelter Flotation und anschliessender Magnetscheidung und Laugung.
Ebenfalls wird Glimmer durch ein in der US 3, 837, 488 A gezeigte doppelte Flotation aus Kaolin entfernt, wobei der Sammler ein Phosphatester eines Ethylenadduktes ist.
In der österreichischen Patentschrift AT 397 047 B wird ein Verfahren zur Anreicherung von Karbonatmineralien dargestellt. Bei dieser Prozedur werden als Sammelreagenz für siliciumhaltiges Ganggestein, Siliciumdioxid und Silikate quatemäre Ammoniumverbindungen in Kombination mit Ätheraminen eingesetzt. Die Umsetzung dieses Verfahrens auf Leucophyllite, Blattsilikate und Aufbereitungsabgänge gelingt jedoch nicht ohne Schwierigkeiten hinsichtlich Reinheit der Endprodukte und Ausbringungsraten, da die Flotationsstufen aufgrund der besonderen Feinheit des aufgeschlämmten Leucophyllit- und Blattsilikatmaterials nicht mehr selektiv wirken können. Zusätzlich ist die selektive Abtrennung des sehr fein verteilten Schwermineralanteiles in der Flüssigphase der Flotationszellen unzureichend.
Die Abbildung 1 zeigt schematisch ein Standard-Fliessschema eines Schlämmverfahrens.
Hierbei besteht die eigentliche Schlämmstufe aus der Läutertrommel (1), dem Schraubenklassierer (2) und aus der Zyklonanlage (3). Die Produkte der Zyklonanlage sind "Berge" (a), die im wesentlichen aus dem sogenannten Schlicker, dem Sand, -grösstenteils bestehend aus Quarz (ca. 80 % Sitz)-, und dem gewünschtem Verkaufsprodukt Blattsilikat mit einer Komgrösse von < 15 pm (b) bestehen.
Der Nachteil der bekannten Schlämmverfahren sind sowohl die geringen Ausbringungsraten an Verkaufsprodukt als auch die grossen Mengen an zu verhaldenden, und damit "wertlosen" Abfällen, die nur unter grossem technischen Aufwand und Platzbedarf (z. B. Schlammteiche)
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gesetzeskonform abgelagert werden können. Bisherige Versuche, die grossen Mengen an Abfall, die in der Regel bei Schlämmverfahren bis zu 90 % des abgebauten Materials ausmachen können, zu reduzieren, indem verwertbare Produkte aus den Abfällen hergestellt werden, sind an der Komgrössenverteilung und an der mineralischen Zusammensetzung, wobei vor allem der störende Schwermineralanteil negative Auswirkungen auf das Endprodukt bzw auf die Qualitäten von Nebenprodukten ausübt, gescheitert Grundsätzlich beeinträchtigt auch ein sehr geringer Schwermineral bzw.
Pyritgehalt den Weissegrad des angestrebten Glimmerendproduktes (b)
Ein Teil des Pyrites kann nach den Schlämmverfahren nur im Zusammenhang mit einer Sandabtrennung aus dem Produktstrom entfernt werden, wobei dieser so entstandene geringwertige pyrithaltige Sand im Falle der Lagerstätte Aspang wiederum in die Lagerstätte eingebracht wird. Der restliche Pyrit findet sich im im bereits oben erwähnten Schlickerabfall, sodass dieser auch aus diesem Grund für die Herstellung eines verkaufsfähigen Produktes nach einem nochmaligen herkömmlichen (Schlämm) verfahren ungeeignet ist.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die bekannten Vorzüge des Schlämmverfahrens durch zusätzliche Aufbereitungsschritte zu erweitem und so aus den Abgängen der Schlämmstufe (a) weitere verkaufsfähige, pyritfreie Endprodukte herzustellen, zusätzlich einerseits bereits verhaldeten Schlicker aufbereitbar zu machen und andererseits die neu zu deponierende Abfallmenge drastisch zu senken.
In der Abbildung 2 wird das erfindungsgemässe Aufbereitungsverfahren schematisch dargestellt und näher erklärt Der Bereich (A) ist die bisher eingesetzte Schlämmstufe, der Bereich (B) zeigt die erfindungsgemässe Erweiterung des gegenständlichen Aufbereitungsverfahrens, wobei sich der wiederum bereits bekannte Bereich (C), Fest-Flüssig-Trennung, eventuelle Desagglomeration und Trocknung, anschliesst.
Im Einzelnen finden sich in der erfindungsgemässen Verfahrenserweiterungsstufe folgende Einzelaggregate : 'Stossherd (5) . Klassierer (6) 'Zyklon (7) 'Flotation (8) Überraschenderweise hat es sich nun gezeigt, dass bei Aufgabe des Produktes (a) auf den Stossherd (5) neben einem Quarz-Schwermineral (Pyrit) -Gemisch (5 : 95) (d) und einem entpyritisierten Quarz-Glimmer-Produkt (C) auch ein reines Quarzmaterial (Si02 > 90 %) (e) gewonnen werden kann. Diese Aufsplittung in drei Herdprodukte wird durch die Lattung, durch die speziell eingestellte Trübe, durch die Aufgabegeschwindigkeit sowie durch die spezifischen Eigenschaften der Zyklonabgänge aus der Schlämmstufe (A) erreicht.
Das Produkt (C) kommt nach dem Stossherd (5) in Klassierstufen (6) und (7), mit deren Hilfe wiederum eine bisher mit dem üblichen Schlämmverfahren nicht mögliche Trennung Feinglimmer (f) als Endprodukt und ein relativ grobkörniges Quarz-Glimmer-Gemisch (g) (Komgrösse < 60 um) hergestellt werden können. Um eine möglichst einfache und platzsparende Ausführung des Klassierer (6) zu erreichen, wird erfindungsgemäss vor diesem ein Hydrozyklon (7) zur Vorabtrennung von überschüssigem Wasser eingebaut Der so gewonnene Zyklonüberlauf (k) wird zusätzlich zum Klassiererüberlauf (j) der Zyklonanlage (3) der Schlämmstufe (A) aufgegeben.
Das Quarz-Glimmer-Gemisch (g) gelangt schliesslich in eine mehrstufige Flotationseinheit (8), in weicher nochmals ein Glimmerprodukt (h) (Komgrösse < 50 um) und ein als Füller geeignetes Quarz-Glimmer-Gemisch (50 : 50) (i) getrennt voneinander gewonnen werden können Darüber hinaus wird es überraschender Weise möglich, durch die erfindungsgemässe Anordnung der Aggregate im Zusammenwirken mit dem in den Ausführungsbeispielen angegebenen Reagens zusätzlich den letzten Rest ( < < 1 % der Gesamtpyriteinbringens) von Fein-Pyrit mit den Flotationsabgängen (i) abzuscheiden.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann somit nicht nur zur Aufbereitung von bergmännisch gewonnenem Blattsilikat-enthattendes Rohmaterial herangezogen, sondern auch für die Aufarbeitung der bisher angefallenen "Berge" (a) bzw. Klärteichinhatte verwendet werden. Das Gesamtausbringen an verwertbaren Produkten steigert sich hinsichtlich der Glimmerprodukte um das 2, 5-fache, hinsichtlich der zu deponierenden mineralischen Abgänge wird deren Menge gegenüber dem herkömmlichen Schlämmverfahren um ca. 60 % gesenkt.
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Durch eine getrennte Wasserführung in den einzelnen Aufbereitungsstufen, aber auch in einzelnen Aggregatgruppen ist es bei Anwendung des neuen Verfahrens möglich, sowohl die Kontamination des Abwassers durch Reagentien erheblich zu vermindem als auch die zu entsorgenden Wassermengen zu senken.
Ausführungsbeispiele
Das Ausführungsbeispiel 1 gibt die Durchschnittsergebnisse der am Ende der erfindungsgemässen Erweiterungsstufe befindlichen Flotation wieder, bei der die Abgänge der Flotations-cleaner" -und- rougher"-Stufe verworfen werden. Als Sammler in der rougher-Stufe wird Resanol" (eine Kombination aus Fettsäuren und Alkyl ky Arylsulfonaten der Firma EKOF eingesetzt.
Tabelle 1 : Ergebnisse der Versuchsreihe 1 (Durchschnitt)
EMI3.1
<tb>
<tb> Produktbezeichnung <SEP> Masse <SEP> Gehalte
<tb> Muskovit <SEP> Quarz
<tb> [% <SEP> i <SEP> [%] <SEP> [%] <SEP>
<tb> Konzentrat <SEP> cleaner <SEP> 19, <SEP> 53 <SEP> 85, <SEP> 50 <SEP> 14, <SEP> 50 <SEP>
<tb> Ruckstand <SEP> 80,47 <SEP> 64,00 <SEP> 36,00
<tb> Aufgabe <SEP> 100 <SEP> 68,20 <SEP> 31,80
<tb>
Das Ausführungsbeispiel 2 zeigt die Resultate einer Flotationsweise, bei der die Abgänge der cleaner-Stufe in die Aufgabe der rougher-Stufe rückgeführt werden. Der Rückstand des roughers wird dabei verworfen. Als Sammler in der rougher-Stufe wird ebenfalls nResanot" eingesetzt. Die Ergebnisse der entsprechenden Versuchsreiehe sind aus Tabelle 2 ersichtlich.
Tabelle 2 : Ergebnisse der Versuchsreihe 2 (Durchschnitt)
EMI3.2
<tb>
<tb> Produktbezeichnuing <SEP> Masse <SEP> Gehalte
<tb> Muskovit <SEP> Quar
<tb> [%] <SEP> [%] <SEP> [%]
<tb> Konzentrat <SEP> cleaner
<tb> Rückstand <SEP> 19,53 <SEP> 85,50 <SEP> 14,50
<tb> cleaner+rougher <SEP> 80,47 <SEP> 64,00 <SEP> 36,00
<tb> Aufgabe <SEP> 100,0 <SEP> 68,20 <SEP> 31,80
<tb>
PATENTANSPRÜCHE : 1.
Verfahren zur Aufbereitung von Weisserden (Leucophylliten), Blattsilikaten und zur
Verwertung der Aufbereitungsabfälle, insbesondere von Schlicker mithilfe von einer
Schlämmstufe, bestehend aus Läutertrommel, Schraubenklassierer und Zyklonanlage und einer darauf folgenden Weiterbehandlungsstufe mit Endbehandlung für Abgänge der Zyklonanlage aus der Schlämmeinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die
Weiterbehandlungsstufe aus einer Kombination Stossherd, Schraubenklassierer und mehrstufiger Flotationseinheit besteht.