DD270699A1 - Verfahren zur herstellung von hoechstwertigen mgo-wertprodukten mit sehr eng begrenzten koernungsbaendern und unterschiedlicher feinheit - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hoechstwertigen MgO-Wertprodukten mit sehr eng begrenzten Koernungsbaendern und unterschiedlicher Feinheit, welche in der Feuerfestindustrie, der keramischen Industrie, der Elektroindustrie, bei der Fuellstoff- und Pigmentherstellung sowie als Chemikalie und Arzneimittel eingesetzt werden koennen. Als Ausgangsmaterial werden Final-, Zwischen- oder Abprodukte von Sinter-MgO-Anlagen eingesetzt, welche in einer Siebtrommelmuehle mit verschleissarmer Innenauskleidung und hochchromlegierten Gussmahlkoerpern gemahlen werden. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass in der Siebtrommelmuehle monodisperse Kugelfuellungen mit Kugeldurchmessern zwischen 30 und 80 mm eingesetzt werden und ein Muehlenaustragsgut mit mindestens einer Koernungsluecke erzeugt wird, welche anschliessend mit einem Streuwindsichter oder einer Mehrdecksiebmaschine durch einen Klassierschnitt im Bereich einer Koernungsluecke in zwei oder mehr MgO-Wertprodukte mit einem Gleichmaessigkeitskoeffizienten der RRBS-Verteilung von n1,5 getrennt wird.

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von höchstwertigen MgO-Wertprodukten mit sehr eng begrenzten Körnungsbändern und unterschiedlicher Feinheit, welche in der Feuerfest .-oustiie, der keramischen Industrie, der Elektroindustrie, bei der Füllstoff- und Pigmentherstellung sowie als Chemikalie und Arzneimittel eingesetzt werden können.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik Die Herstellungsverfahren zur Erzeugung von MgO aus MgCI₂-Laugen sind Gegenstand einer Vielzahl von Erfindungsbeschreibungen, z.B. DD 46225, DD 51239, DD 88788. DD 218758, DD 220951, DD 234261, und werden gleichzeitig in

der Fachliteratur ausführlich beschrieben, z. B. Ulimann Enzyklopädie der technischen Chemie, Band 6, Verlag Chemie

Weinheim, BRD. Das Grundprinzip der in der DDR seit einigen Jahren in Betrieb befindliche Anlage basiert auf den Verfahrenspatenten AT 340365

und AT 356630. Einzelheiten sind der Firmenschrift Nr. 3 + 5 der Firma Andritz-Ruthner Industrieanlagen AG, Wien und

Sprechsaal 120 (1987) 12, S. 1115-1118 zu entnehmen. Ausgehend von einer konzentrierten, gereinigten MgCI₂ -Edelsole erfolgt bei 1000K im Pyrolysereaktor die Bildung von MgO- Sprühoxid, welches nach einer umfangreichen Naßreinigung im Etagenofen bei 1200K zu feindispersen MgO-Kauster

umgewandelt wird.

Nach einer Brikettierung zu mandelförmigen Grünbriketts erfolgt im Schachtofen bei 2200K die Erzeugung eines hochreinen MgO' Sinters mit air.em Kornraumgewicht von > 3,40g/cm³. Als verkaufsfähige Wertprodukte der MgO-Spaltanlage sind der

reaktive MgO-Kauster und dichtgesinter MgO-Sinter zu betrachten.

Im Herstel'ungsprozeß werden an mehreren Stellen mit den abzuführenden Verbrennungsgasan bzw. mit der Kühlluft auch

beträchtliche Mengen an Feststoff mit ausgetragen und in Zyklonen abgeschieden.

Auf Grund der heterogenen Eigenschaften, insbesondere bezüglich des Brenngrades, der Körnungsverteilung und des Mengenanfalles, stellen diese MgO-Stäube bisher technologisch nicht genutzte Abprodukte dar. Die bisher zum Teil praktizierte,

unkontrollierte Zumiichung dieser MgO-Stäube zu Zwischen- bzw. Endprodukten ist aus den oben genannten und weiteren

Gründen (z. B erhöhter Verschleiß der Brikettierwalzen, unerwünschtes Unterkorn im MgO-Sinter, Stäube sind mit Verunreinigungen wie B₂O₃ angereichert) auf jeden Fall abzulehnen. Bisher insgesamt unbefriedigende Teillösungen zur Verwertung der wertvollen chemisch reinen MgO-Stäube sind: Nach DE 2255517 wird ein Magnssitflugstaub mit Chromerz zu Chrommagnesitstein verarbeitet. Insbesondere die ,

unzureichende Gesamtmenge an MgO-Stäuben steht dieser Nutzungsvariante ontgegen.

Gemäß DD 226133 wird MgO-Staub nach einer Fraktionierung als Einbettmasse bzw. für Fouer/asterzeugnisse vorgeschlagen. Nachteilig ist, daß nur Teilmengen verwendbar sind und dem Fakt einer prozeßbedingten Verunreinigungsanreicherung

einschließlich Feuchtigkeitsaufnahme keine Bedeutung beigemessen wird. Außerdem wird der verfahrenotechnische

Lösungsweg völlig offen gelassen. Im Falle von DD 234261 wird eine Kombination von Mehlung und Fraktionierung für MgO- Stäubo und MgO-Sinter für obige Anwendungsfälle vorgeschlagen, ohne daß der verfahrenstechnische Lösungsweg und die

dabei zu lösenden Schwierigkeiten auch nur andeutungsweise genannt wei dsn.

Unter Beachtung der konkreten Eigenschaftsbeziehungen werden Produkte von Spalt-MgO-Sinteranlagen im Rahmen von

mechanischen Verfahrenstufen in entsprechende Wertprodukte umgewandelt.

Für derartig hergestellte MgC-Produkte ist die Verwendung in der Feuerfestindustrie, Keramik, Elektroindustrie, Füllstoff- und Pigmentharstellung sowie als Chemikalie und Arzneimittel bekannt. Als mechanische Verfahrensctufen werden im allgemeinen bekannte Zerkleinerungs- und Klassieraggregate eingesetzt. Bezüglich maschinantechnischer Einzelheiten kann auf Standardwerke vorwiesen werden (z. B. K. Höffl, Zerkleinarungs-und Klassiermaschinen, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1985). In DD 154096 und DD 154C97 werden Verfahren beschrieben, wo MgO-Produkta in Federrollenmühlen mit anschließender Windsichtung bzw. in DD 137090 in eiiwr Schlagstiftmühle mit nachgeschaltetem Vibrationssieb erzeugt werden. Sowohl Fedorrüllenmühlen unc! eret recht Schlagstiftmühlen sind sehr verschleißintensive Zerkleinerungsaggregate, die sich im

technischen Maßstab aus Verschleißgründen nur zur Zerkleinerung von weichen bzw. mittelharten Stoffen durchge -etzt haben.

MgO-Sinter dagegen als harter und sehr abrasiver Stoff verursacht in diesen Zerkleinerungsaggregaten einen hv^h'<ri

metallischen Abrieb und führt zu starken chemischen Verunreinigungen.

Neben der chemischen Reinheit werden die Grbrauchswerteigenschaften von feindispersen MgO-Pulvern für die b' kannten Anwendungsfälle von der Korngrößenverteilung bestimmt. Zur analytischen Darstellung der Korngrößenverteilung von Zerkleinerungsprodukten hat sich die RoEUi-iiPmmler-Sperling-Bennet-Verteilung (E. Rammler, A. Bahr: Korngrößenverteilungen Chem. Techn. 24 [1972] 6, S. 345-351 und 12, S. 738-743) bewährt. Durch die Parameter d' und η ist

diese Verteilung eindeutig beschrieben, wobei beide Parameter voneinander nicht unabhängig sind. Während der Parameter d' mit Einschränkungen die Feinheit des Körnerkollektiv* beschreibt, charakterisiert der Parameter η als Anstieg der RRSB-Geradan die Kornbandbreite und wird als Gleichmäßigkeitskot.rizient bezeichnet.

Die geforderten Gebrauchswerieigenschaften von feindispersen MgO-Pulvern in Form von hoher Packungsdichte und Fließfähigkeit u. v. a. m. bedingen teilweise sehr enge Körnungsbänder bei unterschiedlichem Parameter d' der RRSB-Verteilung. So weist z. B. ein gebräuchliches Schmelz-MgO, welches als Einbettmasse für Heizleiter in der Elektroindustrie Verwendung

findet, Parameter der RRSB-Verteilung von d' = 220μη. und η = 2,5 auf.

Zerkleinerungsprodukte besitzen in der Regel Gleichmäßigkeittkoeffizienten η von 0,8 bis 1,2 und lassen sich durch einen

nachgeschalteten einstufigen Klassierschnitt durch Windsichtung oder Siebklassierung im Parameter η nur unwesentlich erhöhen, das heißt im Körnungsband einengen.

Die teilweise an feindisperse MgO-Pulver gestellten Kornbandforderung (n von 1,5 bis 2,5) sind a!s extrem zu bezeichnen und

werden auch nicht mit der in DD 253605 vorgestellten Lösungsvariante dor Mahlung in einer Siebtrommelmühle (n von 1,0 bis 1,4) erfüllt. Bisher wurde dieser Umstand bei allen bekannten Lösungen kaum beachtet.

Ausgehend vom Stand der Technik lassen sich KörnungsbSnder mit η zwischen 1,5 und 2,5 nur durch eine enge Fraktionierung

von Zerkleinerungsprodukten in viele Kornfraktionen und anschließendem Mischen bestimmter Kornklassen, wie in DD 234261 beschrieben, herstellen. Ein derartiges Vorgehen ist sehr aufwendig, bedingt hohe Produktkosten und gestattet nur eine

Teilnutzung des Zerkleinerungsproduktes. Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein effektives Verfahren zur Herstellung höchstwertiger MgO-Wertprodukte mit sehr eng begrenzten Körnungsbändern und unterschiedlicher Feinheit zu entwickeln, das eine Nutzung der Final-, Zwischen- oder Abprodukte von Sinter-MgO-Anlagen ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung höchstwertiger MgO-Wertprodukte mit sehr eng begrenzten Körnungsbändern und unterschiedlicher Feinheit zu entwickeln, bei dem als Ausgangsprodukt Final-, Zwischenoder Abprodukte von Sinter-MgO-Anlagen eingesetzt werden und dieses in Siebtrommelmühlen mit verschleißarmer Innenauskleidung und hochchromlegierten Gußmahlkugeln gemahlen wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Siebtrommelmühle monodisperse Ku jelfüllung6n mit Kugeldurchmessern zwischen 30 und 80mm eingesetzt werden und ein Mühlenaustragsgut mit mindestens einer Körnungslücke erzeugt wird, welches anschließend durch einen Klassierschnitt im Bereich einer Körnungslücke in zwei oder mehr MgO-Wertprodukte mit Gleichmäßigkeitskoeffizienten der RRBS-Verteilung von η > 1,5 getrennt wird. Frfindungswesentlich ist, daß die monodispersen Kugelfüllungen in der Siebtrommel bei der Mahlung des MgO-Sinterfinalproduktes 60 bis 80mm, vorzugsweise 70nm, und bei der Mahlung von Zwischen- oder Abprodukten in Form von MgO-Sinterstaub oder MgO-Zyklonstaub 30 bis 50mm, vorzugsweise 40mm, beträgt.

Weiterhin ist kennzeichnend, daß die Klassierung des Mühlenaustragsgutes der Siebtrommelmühle im Bereich einor Körnungslücke herab bis zu einer Tr6nnkorngröße von 630μητι mit einer Mehrdecksiebmaschiene erfolcc wobei das obere Siebdeck zur Schutzsiebung für das Überkorn mit der gleichen Maschenweite wie die Siebtrommelmühle bespannt ist und das untere Siebdeck bzw. die unteren Siebdecks mit der Maschenweite bzw. den Maschenweiten für die jeweils erforderliche Trenngröße bestückt ist bzv/. sind, und daß zur Klassierung dec Mühlenaustragsgute» der Siebtrommelmühle im Bereich einer Körnungslücke bei erforderlichen Trennkorngröß· η > 630 μτι ein regulierbarer Streuwindsichter zum Einsatz kommt, wobei der auf die Sichtraumfläche bezogene spezifische Sici)terdurchsatzm_A ^# < 1,0t/hm² beträgt.

Die Herstellung von feindispersen MgO-Pulvern mit unterschiedlicher Reaktivität und sehr en 3 begrenzten Körnungabändern mit η > 1,5 gelingt erfindungsgemäß durch die Erzeugung von unüblichen Körnungsverteilunt,en im Zerkleinerungsprodukt der Siebtrommelmühle unter beschriebenen Proießbedingungen und einem nachgeschalteten trennscherfen Klassierschnitt. Für das Erzielen der erforderlichen sehr steilen Körnungsbänder im Klassierprodukt ist es wesentlich, daß der Klass'erschnitt bei sehr guter Trennschärfe im Bereich einer schwach besetzte« KornfraMJon bzw. einer Körnungslücke orfolg..

Ausfuhrungsbeispiele Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiel näher erläutert. Beispiel 1

Ein Teilstrom des Finalproduktes einer Sinter-MgO-Anlage, der MgO-Sinter mit Korngrößen von > 15mm, wird in einer Sieb:rommelmühle mit einer verschleißarmen Innenauskleidung und hochchromlegierteri Gußmrhlkugeln gemahlen. Der Kugeldurchmesser der eingebrachten monodispersen Kugelfüllung beträgt 70mm. Die Siebtrommelmühle ist mit einem Siebbelag mit 500 pm Maschenweite bestückt, besitzt für einen Durchsatz von etwa 50 kg/h einen Mahlraumdurchmesser von 630mm und ist mit einer Kugelmasse von 100kg gefüllt. Unter diesen Randbedingungen ergibt sich für das Mühlenaustragsgut der Siebtrommelmühle folgende Körnungsverteilung:

Kornfraktion	Fraktionsmasse	Verteilungsdichte
	anteil
μνη	%	%/μιτι
>500	3,5	0,03
500-400	9,5	0,10
400-315	11,0	0,13
315-250	13,0	0,20
250-200	7,5	0,15
200-160	4,0	0,10
160-125	9,5	0,27
125-90	6,5	0,19
90-63	3,0	0,11
63-40	9,0	0,39
<40	23,5	0,59

Die graphische Darstellung der Verteilungsdichto F₃(d) des Mühlenaustragsgutes über der Korngröße in Fig. 1 zeigt, daß in den Kornfraktionen 90-63pm und 20Ο-160μπι »Körnungslücken" bzw. schwach besetzte Komfraktionen auftreten. Das Mühlenaustragsgut der Siebtrommelmühle wird zur Klassierung im Bereich einer Körnungslücke einem regulierbaren Streutellersichter zugeführt. Bei einem Durchsatz bis zu 100kg/h wird ein Sichter vom Typ USR400 mit einem Sichtraumdurchmessor von 400mm eingesetzt (m_A· = 1t/hm²) Folgende Sichtereinstelldaten werden gewählt: Drehzahl des innenliegenden Ventilators: 1400U/min Streutellerdrehzahl: 800U/min Bei dem Körnungsaufbau des Mühlenaustragsgutes der Siebtrommelmühle erreicht der Sichter dabei eineTrennkc; r.größe von Die Trennprodukte des Sichters weisen folgende Kornzusammensetzung auf:

Korngroße	Grobgut	2	Feingut
in pm	Rückstand in %	30
500	46	0
315	76	0,5
250	PG	1.0
125	93	1,5
90	98	2,0
63	6,0
40	30,0

Die Parameter der RRSB-Vertei'ung der Sichtertrennprodiikte betragen:

η d'inpm

Grobgut 1,75 200

Feingut ',6 35

Bei dieser Klassierung im Sichter fallen etwa 70% des Aufgabegutmassestromes als Grobgut an. Beispiel 2

"er aus den Abgasen des Sinterofens einer Sinter-MgO-Anlage mittels Zyklons abgeschiedene MgO-Zyklonstaubs, der mit MgOGehalten zwischen 98,5% und 99,9% chemisch rein ist, ein Körnungsspektrum von 10r..m bis 0mm besitzt, verschiedene Brenngrade aufweist und bei 8₂O_rGehalten >0,02% ein für die MgO-Sinterherstellung nicht verwendbares Abprodukt dargestellt, wird in einer Siebtrommelmühle mit 630mm Mahlraumdurchmesser, bestückt mit einem Siebbelag mit 31*ϊμη> Maschenweite, gemahlen. Die eingebrachte monodisperse Mahlkugelfüllung weist einen Kugeldurchmesser von <0rr„n aui, und die eingebrachte Kugelmasse beträgt 80kg. Bei einem Durchsatz von 60kg/h besitzt das Mühlenaustrg. £>it der SieNrimmelmühle folgende Körnungsverteilung:

Kornfraktion	Fraktionsmasseanteil
in pm	in%
>31ö	1,0
315-250	10,0
250-200	13,0
200-160	12,5
160-125	13,0
125-90	9,0
90-63	6,5
63-40	13,5
<40	21,5

Das Mühlenaustragsgut weist eine „Körnungslürke" in de Fraktion 125pm bis 63pm auf.

Zur Klassierung des Mühlenaustragsgutes im Bereich der Körnungslücke wird eine Mehrdecksiebmaschine M/018 mit Siebdeckabmessungen 1,5m χ 0,5m eingesetzt. Es werden drei Siebdecks mit 315pm, 100μηι und 63pm Maschenweite verwendet. Das obere Siebdeck, mit einer Maschenweite von 315pm bespannt, dient zur Schutzsiebung gegen Überkorn. Das zweite Siebdeck ist nur Durchsatzentlastung der dritten Trennfläche eingesetzt. Die Trennprodukte der Mehrdecksiebmaschine weisen folgende Kornzussrnrnensetzung auf:

Korngröße	Grobgut	0	Fe
in pm	Rückstand in %	16
315	76	0
250	92	0
125	96	5
90	98	15
63	30
40	58

Die Parameter der RRSB-Verteilung der Trennprodukte betragen:

Grobgut η = 2,60; d' = 200prr

Feingut η = 1,65; d' = 60 pm

Vom Aufgabegut der Mahldecksiebmaschine fallen etwa 55% als Grobgut an. Auf gleiche Art wird der aus der Kühlluft des Sinterofens mittels Zyklons abgeschiedene MgO-Sinterstaub aufbereitet. Der MgO-Sintorstaub, der mit MgO-Gehalten > 99% chemisch sehr rein, vom Brenngrad homogen, d. h. endgesintert, ist und im

anfallenden Kornspektrum etwa dom MgO-Zyklonstaub entspricht, stellt dabei das wertvolle Ausgangsmaterial dar. Bei der bisher gebräuchlichen technologischen Fahrweise wird der MgO-Sinterstaub dem MgO-Sinter zugeschlagen, obwohl er den

Körnungsforderungen an das Finalprodukt nicht entspricht un<i somit dieses in der Qua'ität verschlechtert. Die Erfindung hat gegenüber den» Stand der Technik folgen je Vorleile:

— Nutzung von Abprodukten der MgO-Sinteranlagen

— effektive Verarbeiting des Finalproduktes MgO-Sinter zu höchstwertigen Wertprodukton

— - Erzeugung höchstwertiger homogener Produkte mit eng begrenzten· Körnungsband

— Optimierung der Produktionsoigenschaften.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   1. Verfahren zur Herstellung von höchstwertigen MgO-Wertprodukten mit sehr eng begrenzten Körnungsbändern und unterschiedlicher Feinheit aus Final-, Zwischen-oder Abprodukten von Sinter-MgO-Anlagen durch Mahlung h einer Siebtrommelmühle mit einer verschleißarmen Innenauskleidung und hochchromtagierten Gußmahlkugel, gekennzeichnet dadurch, daß mor.odisperso Kugelfüllungen mit Kugeldurchmessern zwischen 30mm und 80mm in der Siebtrommelmühle eingesetzt worden und ein Mühlenausiragsgut mit mindestens einer Körnungslücke erzeugt wird, welches anschließend durch einen Klassierschnitt im Bereich einer Körnungslücke in zwei oder mehr MgO-Wertprodukte mit Gleichmäßigkeitskoeffizierrten der RRSB-Verteilung von η > 1,5 getrennt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Kugeldurchmesser der monodispersen Kugelfüllung m der Siebtrommelmühle bei der Mahlung des Finalproduktes der gesinterten Mg O-Briketts 60 mm bis 80 mrn, vorzugsweise 70 mm, und beider Mahlung von Zwischen- oder Abprodukt in Form von MgO-Sinterstaub oder MgO-Zyklonstaub 30mm bis 50mm, vorzugsweise 40 mm, beträgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Klassierung des Mühlenaustragsgutes der Siebtrommelmühle im Bereich einer Körnungslücke herab bis zu einer Trennkorngröße von 63pm mit einer Mehrdecksiebmaschine erfolgt, wobei das obere Siebdeckzur Schutzsiebung für das Überkorn mit der gleichen Maschenweite wie die Siebtrommelmühle bespannt ist und das untere Siebdeck bzw. den Moschenweiten für die jeweils erforderliche Trennkorngröße bestückt ist bzw. sind.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß zur Klassierung des Mühlenaustragsgutes der Siebtrommelmühle im Bereich einer Körnunpsiücko bei erforder'ichen Trennkorngrößen < 63/im ein regulierbarer Streuwindsichter zum Einsatz kommt, wobei der auf die Sichtraumfläche bezogene spezifische Sichtdurchsatz m_A* < 1,Ct/hm² beträgt.