DD151633A1 - Verfahren zur herstellung und thermischen vorbehandlung von tonformkoerpern - Google Patents

Abstract

)Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Toriformkoerpern fuer den mineralsauren Aufschluss von jmosilikatischen Materialien. Ziel der Erfindung ist ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Tonformkoerpern id zur thermischen Vorbehandlung derselben,das die Verwendung des bei der thermischen Vorbehandlung anfallenden Irockneten und kalzinierten Flugstaubes ermoeglicht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Rueckfuehrung is bei der thermischen Tonvorbehandlung entstehenden getrockneten und kalzinierten Flugstaubes einen qualitativ neuen mfomnkoerper bereitzustellen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadruch geloest, dass dem zerkleinerten und igefeuchteten Rohton vor und/oder waehrend der Homogenisierung getrockneter und/oder kalzinierter Flugstaub urid/oder inkoerniges Kaizinat aus der nachfolgenden Stufe der thermischen Vorbehandlung und/oder andere Feststoffe zur jflockerung der Porenstruktur zugesetzt werden. Das Verfahren gestattet ausserdem den Einsatz bisher nicht rwendbarer minderwertiger und feststoffreicher Rohtone.

Description

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Verfahren zur Herstellung und thermischen Vorbehandlung von Tonformkörpern

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfinduag betrifft ein Verfahren zur Herstellung und thermischen Vorbehandlung von Tonformkörpern für den mineralsäuren Aufschluß von alumosilikatisehen Rohstoffen.

Bekannte technische Lösungen

Vor dem Aufschluß von alumosilikatischen Rohstoffen, wie z. B. Ton mit Mineralsäuren ist es notwendig, eine thermische Vorbehandlung dieser Materialien bei Temperaturen von 600 bis 850 ⁰C vorzunehmen, um die kaolinitische Struktur der Tonminerale in die metakaolin!tische Struktur umzuwandeln und damit eine hohe Säurelösliehkeit des Al~0.,-Inhaltes zu erzielen. Das Ausgangsmaterial, z. B. Rohtexi, wird dabei vorzugsweise als Formkörper eingesetzt, die dann getrocknet, kalziniert und mit Säuren behandelt werden. Für die Formkörperherstellung werden an sich bekannte Geräte, wie z. B. Strangpressen, Tonraspier, Siebkneter usw·, d. h. Apparate, die bezüglich der Formgebung mit Druck arbeiten, verwendet, wobei bisher nur Tone einsetzbar waren, die sehr gute plastische Eigenschaften aufwiesen und frei von körnigen Feststoffen, wie z. B« Sanden, waren« Es ist auch bekannt, daß die weitgehende Entfernung des Kohlenstoffinhaltes der Tonforrakörper besonders schwierig ist. Aufgrund der dichten Beschaffenheit der Formkörper ist ein ausreichend niedriger Restkohlenstoffgehalt im thermisch vorbehandelten Ton (EaIsinat) nur erzielbar, wenn kohlenstoffarme Rohtone mit OGehalte-a kleiner 1 % zum .Einsatz kommen. Der Einsatz von kohlenstoffreicheren.Tonen war daher bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht möglich. Die Trocknung und Ealzination der

Formkörper werden unter Zusatz hochwertiger Brennstoffe meist in Drehrohr- oder Wirbelschichtofen durchgeführt.

Bei der Trocknung und Kalzination entsteht trotz aller Sorgfalt in der Wähl der Aufheizgeschwindigkeit durch Abrieb und/oder Zerfall der Formkörper Feinkorn, das nach dem für die Formkör»· perlaugung allein verwendbaren Sickerlaugungsprinzip.nicht verarbeitet werden kann«, Dieses feinkörnige Material muß deshalb entweder verworfen oder einem unter beachtlichen Mehraufwand arbeitender gesonderten und aus Suspensionslaugung und Fest~Flüssig-Trennung bestehenden Verfahren unterzogen werden« Die Laugung, der Formkörper selbst nach dem Sickerlaugungsprinzip in Ze B* Umlauflaugeapparaturen hat den Nachteil, daB die unter Druck und damit durch Verdichtung erzeugten Formkörper wegen ihrer Dichtheit das Eindringen der Mineralsäuren behindern oder verzögern und auf diese Weise den Laugungsprozeß erheblich er~ schweren«

Es ist in diesem Zusammenhang bekannt, daß bei einer drucklosen Agglomeration stabile laugbare Pellets erzeugt werden können, wenn das natürliche Gefüge des aluminiumsilikathaltigen Erzes aufgelockert und nahezu vollständig bis auf die Porenstruktur zerstört wird und die Feinteilchen unter Zusatz von Agglomera» tionshilfsmitteln wie Kaolin und Ton bei Feuchtigkeitsgehalten von 20 bis 30 % agglomeriert werden (AS 2801274)*

Ziel der_r Erfindung;

Ziel der Erfindung ist ein verbessertes Verfahren zur Herstellung und thermischen Vorbehandlung von Tonformkörpern, das einmal die Verwendung des bei der thermischen Tonvorbehandlung entstehenden getrockneten und/oder kalzinierten Flugstaubes auf einfache Weise ermöglicht und zum anderen die'Nutzung bisher nicht, einsatzfähiger minderwertiger, z« B. sandiger und/oder kohlenstoffreicher Tone für den mineralsauren Aufschluß zuläßt.

Wesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Rückführung des bei der thermischen Tonvorbehandlung entstehenden getrockneten und/oder kalzinierten Flugstaubes einen qualitativ neuen Tonformkörper bereitzustellen»

.Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß dem feuchten und zerkleinerten Rohton vor und/oder während der Formgebung getrockneter und/oder kalzinierter Flugstaub und/oder feinkörniges KaIzinat £ 3 wsl aus der nachfolgenden Stufe der thermischen Tonvorbehandlung zugesetzt wirde

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden den Tonformkörpern bis 10 % Staubanteil zugegeben, da sich bis zu diesem Prozentsatz die Eigenschaften der Formkörper (Form und Größenverteilung, Stabilität und Festigkeit) kaum verändern, wobei Staubgehalt und Rohtonfeuchte so aufeinander abgestimmt werden müssen, daß die Formkörper Feuchtigkeitsgehalte von ca. 22 bis 23 % besitzen. Bei Gehalten größer 10 % steigt der Anteil an plattigschuppigen Formen an, die Festigkeit und Größenverteilung nehmen ab, da durch den erhöhten Staubanteil ein Rückgang der Feuchtigkeit und damit ein Verlust an Plastizität eintreten.

Die durch die Flugstaubrückführung erreichte erhöhte Porenstruktur des Kalzinatkornes wirkt sich positiv auf das AlpO--Ausbringen beim mineralsauren Aufschluß aus, da das Eindringen des Lösungsmittels in das Kalzinatkorn erheblich erleichtert wird. Gleichzeitig wird die Entfernung des Kohlenstoffinhaltes der Formkörper wesentlich verbessert, da auch Oxydationsmittel leicht Zutritt in das Formkörperinnere haben und auf diese Weise eine schnelle und für die Tonerdeherstellung möglichst vollständige Entfernung des Kohlenstoffs herbeigeführt wird» Dabei gelingt es, auch sehr hohe C-Gehalte gut zu entfernen. Die Verwendung des Flugstaubes aus der Stufe der thermischen Tonvorbehandlung hat weiterhin den Vorteil, daß dieses Abfallprodukt damit einer Vollständigen Nutzung zugeführt werden kann, d. tu, das Gesamt-AlpO^- Ausbringen aus dem Eohton erhöht wird. Im Bedarfsfall können zur Auflockerung der Tonformkörper auch KaIzinat -3m und/oder andere Feststoffe, wie z. B. Feuerraumaschen der Kohleverbrennung zugesetzt werden. Von wirtschaftlichem Vorteil kann es sein, als

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Feststoff minderwertige Brennstoffe, wie z, B« Rohbraunkohle oder Koksgrus zuzugeben« Der Rohton kann dann ohne zusätzliche Energiezufuhr thermisch verarbeitet werden* Durch das an sich nicht zu erwartende Ergebnis der erfindungsgemäß erreichten gleich guten Formkörpereigenschaften nach Staubzusatz gegenüber staublosen Tonformkörpern gewinnen Tone für den mineralsauren Aufschluß im Rahmen der Tonerdeerzeugung erheblich an Bedeutung, die aufgrund ihrer relativ hohen Beimengungen an Sanden oder Kohle bisher nicht als Tonerderohstoff verwendet werden konnten« Im Falle kohlereicher Tone kann der Prozeß der thermischen Tonvorbehandlung sogar ohne zusätzliche Energie oder mit beachtlicher Energie einsparung durchgeführt werden_e

Di© Erfindung wird an nachstehendem Beispiel näher erläutert«

Grubenfeuchter Rohton mit einer Ausgangsfeuchte von 22 % wird unter Anfeuchtung auf etwa 26 % in einem Naßsiebkollergang feinzerkleinert und gleichzeitig mit z. B. 7»5 % kalziniertem Flugstaub der Korngröße O bis 1 mm intensiv homogenisiert« Das Ton-Staubge-Eiisch wird anschließend auf einer Strangpresse oder in einem Tonraspler fonagebend behandelte Der eingestellte Formkörperdurchmesser beträgt 10 mm. Die unter Staubzusatz hergestellten Formkörper weisen folgende Eigenschaften aufs

mittlere Korsgröße

(dc_o-Komgröße) 12m 8,4 (8,7)

Schüttdichte g/cm³ 0,86 (0,87)

Festigkeit % 95 (100)

Feucht© % 22,8 (23,0)

Die in Klammer» gesetzten Werte sind für staublose Formkörper.

Die mechanisch erzeugten Formkörper wurden in einem Drehrohrofen mit Rauchgas von 700 ⁰C getrocknet und anschließend in einem Wirbelschichtofen bei t = 75O ⁰C kalziniert. Dabei wurde ein Bettaustrag von 96,6 % und ein Flugstaubaustrag von 3,4 % ermittelt (Flugstaubanfall bei staublosen Fornikörpern 3 bis 4 %). Die unter Staubrückführung erzeugten Formkörper verloren während der thermischen Vorbehandlung ihre Stabilität nicht« Das Einbinden von Flugstaub übt damit keinen negativen Einfluß auf das Festig·»

keitsverhalten der Tonformkörper aus. Die mittlere Korngröße des Kalzinates betrug 7 »2 rom (8,3 mm bei staublosen SOrxnkörpern)» Bei der Laugung der kalzinierten Tonformkörper, die unter Staubzusatz erzeugt wurden, konnte eine Ausbringenssteigerung an AIpOo von ca. 5 % erzielt werden. Die durch die ELugstaubeinbindung eingetretene veränderte Porenstruktur bewirkte auch eine Herabsetzung des C~Gehaltes von ca. 0,05 % "bei staublosen Foriakörpern auf 0,01 bis 0,02 % bei "BOrntkörpern mit üugstaubzu-

Claims (3)

1. Erfindun^sansgrucli

   1. Verfahren zur Herstellung von Tonformkörpern aus grubenfeuchtem Rohton für den mineralsauren Aufschluß, wobei dieser zerkleinert, homogenisiert und anschließend unter Druck.zu Form=» körpern verarbeitet und ein- oder mehrstufig auf Temperaturen von 600 bis 800 ⁰C erhitzt

   daß dem aufbereiteten Ton vor und/oder während der Homogenisierung ge nach gewünschter Porenstruktur getrockneter und/ oder kalzinierter Flugstaub und/oder KaIzinat der Korngröße - 3 Επη aus der nachfolgenden Stufe der thermischen Tonvorbehandlung zugesetzt werden.
   2. Verf ahren nach Punkt Λ ,

   daß der Staub» bzw* Kalzinatgehalt 0 bis 10%, vorzugsweise 7t5 % beträgt und das Kalzinat eine Korngröße 0 bis 3 mm aufweist«,
2. 3. Verfahren nach Punkt 1 und 2,

   daß außer oder neben feinkörnigem Flugstaub auch andere fein körnige Feststoffe, wie z. B. Feuerraumaschen der Kohleverbrennung und/oder feinkörnige minderwertige Brennstoffe in der Korngröße 0 bis 3 ek& zugesetzt werden.
3. 4. Verfahren nach Punkt 1 bis 3,

   daß für die Tonf ormliörpar her st ellung Tone verwendet werden, die primär körnige Bestandteile in der Korngröße 0 bis 3 wie ζ. Β* feinkörnige Sande und/oder Kohle und/oder andere kohlenstoffhaltige Bestandteile enthalten.