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Verfahren zur Aufbereitung von Erzen oder Erzkonzentraten Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbereiten von Erzen oder Erzvorkonzentraten
bzw. Aufbereitungszwischenprodukten von Erzen.
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Bei der Aufbereitung von rohen Erzen, die z. B. körniges Eisenoxyd
und körnige Gangart enthalten, wird das Erz zerkleinert zwecks Freilegung seiner
Bestandteile, worauf das zerkleinerte Gut einer Scheidung zur Gewinnung des körnigen
Eisenoxydes unterzogen wird.
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Die Härte der Gangart- und der Erzkomponenten eines rohen Erzes kann
sehr unterschiedlich sein, wodurch während der Naßvermahlung von einer der Komponenten
ein feinerer Schlamm gebildet wird als von anderen Komponenten. Bei gewissen sedimentären
Eisenerzen, z. B. beim Hämatit, besteht die Gangart zu einem großen Teil, praktisch
zu 50°/o, aus Quarz in Korn- und Streifenform, das kristallinisch und im Vergleich
zu dem anderen Hauptbestandteil, den in Korn- und Bandform vorliegenden Eisenoxyden,
verhältnismäßig hart ist. Bei vielen Erzen, z. B. bei zersetzten Hämatiterzen und
Ocker, besitzen die Eisenoxyde sogar eine weiche Beschaffenheit. Diese Erze sind
gewöhnlich sehr fein verwachsen. Wenn ein solches Erz nach den üblichen Methoden
durch Vermahlung bis zur Freigabe des kornförmigen Materials aufgeschlossen wird,
müssen beide Komponenten, die Gangart und die Eisenoxyde, zu einer sehr kleinen
Teilchengröße vor der Trennung vermahlen werden. Wenn die Scheidung in nassem Zustand
durchgeführt wird, wird das zerkleinerte Produkt in einer schlammigen, sehr schwer
zu trennenden Suspension anwesend sein, und wenn wirklich eine Trennung der Gangart
und des Eisenoxydes möglich sein sollte, müssen die feinen schlammigen Eisenoxyde
durch Absetzen und Filtrieren entwässert «-erden; diese Maßnahme erfordert kostspielige
Methoden und führt zu verhältnismäßig hohen Verlusten durch den Überlauf der Entwässerungsapparatur.
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Die Erfindung betrifft ein neues Aufbereitungsverfahren, das auf der
Ausnutzung des Härteunterschiedes der Gangart- und Erzkomponenten beruht. Das Erz
wird beispielsweise zu einer Korngröße von 1 mm aufgebrochen und in Gegenwart von
Wasser einer Knetbehandlung unterzogen. Hierbei werden die einzelnen Teilchen gegeneinandergerieben
und geknetet. Die auf der Oberfläche der Quarzkörner anwesenden wichen Eisenoxyde
werden von den härteren Ouarzkörnerrn gelöst und in Wasser suspendiert. An sich
müßte angenommen werden, daß bei dieser Behandlung lediglich derjenige Teil der
Eisenoxyde, der auf der Oberfläche der Quarzkörner anwesend ist, abgelöst und suspendiert
wird. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, daß auch die weichen Eisenoxyde, die
mit den Quarzkörnern verwachsen sind, ausgewaschen und suspendiert werden, wenn
die Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt.
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Das Wasser dringt durch Poren und Kanäle zu den von Quarzkörnern eingeschlossenen
Eisenoxyden vor. Beim Kneten der OOuarzkörner zu einem dicken Schlamm tritt ein
Pulsieren mit abwechselnder Druck-und Saugwirkung ein. Die Eisenoxyde werden in
eine schlammige Masse übergeführt und aus den Quarzkörnern durch die abwechselnde
Druck- und Saugwirkung herausgeschlämmt. Um diese Wirkung zu erreichen, müssen die
Quarzkörner zu einem dicken Schlamm geknetet werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird das Wasser allmählich während der Knetbehandlung in einem solchen Maße zugegeben,
daß der Wassergehalt des Eisenoxydschlammes konstant auf etwa 50°/o gehalten wird.
Je mehr Eisenoxyd in den Schlamm übergeht, desto mehr Wasser muß zugegeben werden,
um die erforderliche pulsierende Pumpwirkung des Schlammes zu erzielen. Während
dieser Behandlung werden die Körner gegeneinandergerieben und geknetet. Die weichen
Eisenoxyde werden hierbei von den härteren Quarzkörnern gelöst und in Wasser suspendiert,
während die aus Gangart bestehenden Körner durch diese Behandlung weniger beeinflußt
-,werden. Gegebenenfalls wird eine dicke Suspension erhalten, die aus grobkörniger
Gangart und aus einem Schlamm feinverteilter Eisenoxyde besteht, der leicht abgetrennt
werden kann. Durch Absetzen, Zentrifugieren oder ähnliche Methoden kann die grobkörnige
Gangart durch Ausfällung abgetrennt werden, die noch Eisenoxyd in Form von harten
Körnern enthält und in üblicher Weise, beispielsweise
durch Vermahlen
und Entfernen der harten Eisenoxyde, weiter aufgearbeitet werden kann.
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Der durch die Knetbehandlung und die anschließende Bearbeitung ausgetrennte
Eisenoxydschlamm muß so dick gehalten werden, daß er direkt gefiltert werden kann.
In diesem Falle können Verluste vermieden werden, wie sie beim Absetzen feiner schlammiger
Eisenoxydkörner aus einem dünnen Schlamm eintreten können.
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Die gefilterten Eisenoxyde werden getrocknet, agglomeriert und können
direkt einem Schmelzofen zuge-
führt werden.
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Beispiel 1 Als Rohmaterial wurde ein Eisenerz des Takonittyps benutzt,
das praktisch aus Quarz und aus Eisenoxyd (Fe20.;) bestand. Die Eisenoxyde waren
zum Teil anwesend als feinere und gröbere Streifen und teilweise als sehr fein mit
dem Quarz verwachsene Körner. Zum Teil waren die Eisenoxyde weich, während der Rest,
insbesondere die größeren Körner und Streifen, im Innern hart waren. Der Eisengehalt
des Erzes betrug annähernd 38°/o Eisen und war daher zu niedrig für eine direkte
Schmelzung im Hochofen. Das Erz wurde zu einer Korngröße von ungefähr 1 min aufgebrochen
und der Reib- und Knetapparatur zugeleitet, die in diesem Falle aus einem horizontal
angeordneten. mit einer rotierenden Schnecke in der Art einer Transportschnecke
ausgestatteten Apparat b°-stand. Das Erz wurde der Apparatur fortlaufend an dem
einen Ende zugeführt und wurde zufolge der Schraubwirkung der Schnecke unter gleichzeitigem
Reiben und Kneten durch den Apparat transportiert. Während der Behandlung wurde
nach und nach Wasser zugegeben, so daß die in der Apparatur b:findliche -lasse eine
schlammartige Beschaffenheit erhielt. Die G.esamtm@°nge des zugegebenen Wassers
betrug ung;:-fähr 50'% des Schlammgewichtes. Nachdem die Masse den Apparat passiert
hatte, wurde sie ohne weitere Verdünnung sich absetzen gelassen, wodurch die gröberen
Körner, d. h. die Körner über 28 Maschen DIN, entferntwurden. Die -Menge des durch
die Knetbehandlung aus dem Erz gewonnenen Eisenoxyds betrug 36,8 Gewichtsprozent
bei einem 50%igen Eisengehalt. Die Eisenausbeute betrug =18,5 % des in dem ursprünglichen
Erz .enthaltenen totalen Eisenanteiles.
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Die groben Körner bestanden teilweise aus fr-ien Körnern aus Gangart
und freien Körnern aus Eisenoxyd und zum Teil aus Körnern aus Gangart. die größere
und geringere Eisenoxydrnengen enthielten. Der Eisenanteil betrug annähernd 31%
Fe und war in der Hauptsache in Form harter Körner anwesend. Diese Fraktion wurde
der üblichen Vermahlung und Aufarbeitung unterworfen.
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Der Eisenoxydschlamm wurde gefiltert, getrocknet und agglomeriert.
Das Agglomerat enthielt annähernd 50% Eisen und entsprach damit einem niedriggradigen
Hochofenerz.
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Beispiel 2 In diesem Falle wurde als Rohmaterial ein titanhaltiges
Eisenerz mit einem Gehalt von 44% Ti O@ und einer Feinheit von ungefähr 7 Maschen
DIN benutzt. Die weichen Eisenoxyde waren entstanden durch Überführung des gebundenen
Eisens des Ilmenits (Fe O Ti 02) in freies Eisenoxyd im Wege der Reduktion und der
anschließenden Rückoxydation. Die Eisenoxyde waren in sehr fein verteiltem Zustand
in Poren und Kanälen der Quarzkörner enthalten. Die Aufgabe bestand darin, die Eisenoxyde
zu entfernen, um ein Titankonzentrat mit einem höheren Ti 02 Gehalt zu erzielen.
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Die üblichen Waschmethoden hatten kein befriedigendes Ergebnis.
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Das Material wurde unter allmählicher Wasserzugabe geknetet. Die gesamte
zugegebene Wassermenge betrug 50% des Schlammgewichtes. Das Produkt wurde dann klassiert
und getrennt und ergab ein Titankonzentrat mit einem Ti O; Gehalt von 700/a und
ein Eiseiloxvdlconzentrat mit 66% Fe. Eine Nachprüfung zeigte, daß praktisch die
gesamten weichen Eisenoxyde suspendiert waren und von dem Titankonzentrat abgetrennt
waren.
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Die eigentliche Knetbehandlung dauerte in diesem Falle nur etwa 10llinuten.
Ein Vergleichsversuch, der mit dem gleichen Rohmaterial unter Verwendung gleicher
Gewichtsteile Erz und Wasser in einer rotierenden Waschtronnnel durchgeführt wurde,
ergab nach lstündiger Behandlung ein Titankonzentrat, das nur 60% T i O., enthielt.
Bei dieseln Vergleichsversuch waren nur 2601`o der «-eichen Eisenoxyde extrahiert
worden.