DE102015106818A1

DE102015106818A1 - Verfahren zur Herstellung von Salzpartikeln sowie zugehörige Vorrichtung

Info

Publication number: DE102015106818A1
Application number: DE102015106818.4A
Authority: DE
Inventors: Jan P. Lampke; Cornelia Messerschmidt
Original assignee: Haver and Boecker OHG
Current assignee: Haver and Boecker OHG
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2017-03-09
Also published as: WO2016174214A1; DE112016002002A5

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zur Herstellung von Salzpartikeln, sowie eine damit hergestellte Salzzubereitung, wobei die Salzpartikel Durchmesser in einem definierten Durchmesserbereich aufweisen, wobei Salzteilchen, die zumindest teilweise kleinere Durchmesser aufweisen als die Salzpartikel, zu den Salzpartikeln agglomeriert werden. Um ein alternatives Verfahren bereitzustellen, mittels dessen eine Herstellung von Salzpartikeln aus Salzteilchen einfacher möglich ist als im Stand der Technik, werden die Salzteilchen mittels mindestens eines Agglomerators (9) agglomeriert, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst: a. Den Salzteilchen wird zumindest ein Bindemittel zugegeben. b. Die Salzteilchen, das mindestens eine Bindemittel und das Wasser werden dem Agglomerator (9) zugeführt. c. Mittels des Agglomerators (9) werden die Salzteilchen derart agglomeriert, dass aus einem Gemisch zumindest der Salzteilchen und des mindestens einen Bindemittels die Salzpartikel entstehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Salzpartikeln, wobei die Salzpartikel aus einer Menge von Salzteilchen agglomeriert werden. Die Salzpartikel weisen jeweils einen Durchmesser auf, der innerhalb eines definierten Durchmesserbereichs liegt. Die Salzteilchen weisen derweil zumindest teilweise solche Durchmesser auf, die unterhalb des Durchmesserbereichs der Salzpartikel liegen. Weiterhin betrifft die vorliegende Anmeldung eine Vorrichtung, mit der ein solches Verfahren durchführbar ist.
Salzpartikel werden in aller Regel in einem Unter-Tage-Bergbau gewonnen, können aber auch bergmännisch in einem offenen Bergbau Über-Tage gewonnen werden. Dabei entstehen während des Abbaus unter Tage als Abfallprodukt kleinere und kleinste Salzteilchen. Die Salzteilchen fallen dabei regelmäßig in Form von feinem Salzstaub an, der bei der Zerspanung von z. B. Steinsalz beispielsweise mittels einer Tunnelbohrmaschine entsteht. Derartige Salzteilchen werden heutzutage selten weiterverwendet, sondern häufig unmittelbar unter Tage zur Verfüllung entstehender Hohlräume eingesetzt.
Eine Vermarktung, das heißt ein Verkauf, des auf diese Weise gewonnenen Salzstaubes findet in der Regel statt. Mit anderen Worten stellt der Salzstaub einen Produktionsausschuss dar, der mitunter in einer Größenordnung von bis zu 10 % liegt.
Ein Verfahren sowie eine zugehörige Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art sind im Stand der Technik bereits bekannt. Beispielsweise offenbart die US 6,090,419 ein Verfahren, bei dem unter Einsatz von Hitze eine Menge an Salz gemeinsam mit einer Menge eines Bindemittels zu einer Schmelze verbunden wird. Nach einer Aushärtung der Schmelze werden durch Mahlen bzw. Zerspanen schließlich einzelne Salzpartikel gewonnen.
Die Herstellung von Salzpartikeln auf diese Art und Weise ist insoweit nachteilig, als das Verfahren mehrere, hintereinander auszuführende und insbesondere energieintensive Verfahrensschritte benötigt, um Salzpartikel herzustellen.
Die vorliegende Erfindung hat sich demzufolge zur Aufgabe gesetzt, ein alternatives Verfahren bereitzustellen, mittels dessen eine Herstellung von Salzpartikeln aus Salzteilchen einfacher möglich ist als im Stand der Technik.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mittels einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 19 und durch eine Salzzubereitung mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Salzteilchen zu Salzpartikeln agglomeriert, wobei die Salzpartikel Durchmesser in einem definierten Durchmesserbereich aufweisen und die Salzteilchen zumindest teilweise kleinere Durchmesser aufweisen als die Salzpartikel. Die Salzteilchen werden erfindungsgemäß mittels mindestens eines Agglomerators zu Salzpartikeln agglomeriert.
Als Agglomerator kommt insbesondere die Verwendung einer Pelletiervorrichtung in Betracht, mittels derer die Salzteilchen zu Salzpellets bzw. Salzpartikeln pelletierbar sind. Ebenso ist es denkbar, die Salzteilchen mittels einer Presseinrichtung zu den Salzpartikeln zu pressen. Auch ist eine Agglomeration der Salzteilchen mittels Granulieren denkbar. Die Art der Agglomeration ist für den Erfolg der vorliegenden Erfindung grundsätzlich nachrangig.
Für die Agglomeration wird den Salzteilchen zumindest ein Bindemittel zugegeben. Anschließend werden die Salzteilchen und das mindestens eine Bindemittel dem Agglomerator zugeführt. Hierbei ist es durchaus denkbar, dass die Zugabe des zumindest einen Bindemittels zu den Salzteilchen erst in dem Agglomerator erfolgt. Eine Reihenfolge der beiden Verfahrensschritte „Zugabe des Bindemittels zu den Salzteilchen“ und „Einfüllen der Salzteilchen und des Bindemittels in den Agglomerator“ ist insoweit nicht zwingend. Die Salzteilchen werden mittels des Agglomerators derart agglomeriert, dass aus einem Gemisch, das zumindest von den Salzteilchen und dem mindestens einen Bindemittel gebildet ist, die Salzpartikel erzeugt werden. Ein Anteil des Bindemittels an der Trockenmasse der fertigen Salzpartikel kann insbesondere im Bereich von 0,5 % bis 4 % liegen. Das erfindungsgemäße Verfahren hat viele Vorteile. Insbesondere ist es durch den Einsatz des Agglomerators nunmehr möglich, Salzpartikel unmittelbar durch die Agglomeration mittels des Agglomerators zu gewinnen. Die Salzpartikel werden nämlich unmittelbar aus dem genannten Gemisch von Salzteilchen und Bindemittel erzeugt. Ein zusätzlicher Verfahrensschritt, wie er im Stand der Technik notwendig ist, insbesondere ein weiterer mechanischer Eingriff wie beispielsweise eine Zerkleinerung bzw. Zerspanung, ist nicht länger notwendig.
Ein weiterer besonderer Vorteil liegt darin, dass die auf diese Weise hergestellten Salzpartikel in der Regel nur einen geringen Feuchtigkeitsanteil aus dem Bindemittel im Bereich zwischen ca. 8% und 15% aufweisen. Ein Entzug dieser vergleichsweise geringen Feuchtigkeitsmenge aus dem Bindemittel führt zu einer Aushärtung des Bindemittels, was eine Verfestigung der Salzpartikel bewirkt. Durch das Anlösen des Salzes bilden sich während des Trocknungsvorgangs auch Festkörperbrücken durch Rekristallisation, was ebenfalls zu einer Festigkeitssteigerung führt. Insbesondere eine thermische Trocknung unter Einsatz erklecklicher Energiemengen kann entfallen.
Zusätzlich zu der Vereinfachung der Herstellung der Salzpartikel als solcher ergibt sich bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens überdies der besondere potentielle Vorteil, dass die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugten Salzpartikel einen im Wesentlichen einheitlichen und bedarfsweise einstellbaren Durchmesser bzw. eine im Wesentlichen einheitliche und bedarfsweise einstellbare Korngröße aufweisen. Dieses Ergebnis liegt je nach verwendetem Agglomerator vor, insbesondere bei Verwendung einer Pelletiervorrichtung oder einer Presseinrichtung.
Insbesondere weisen die Salzpartikel Durchmesser in einem definierten Durchmesserbereich auf. Unter einem „definierten Durchmesserbereich“ wird ein Bereich verstanden, innerhalb dessen sich die Durchmesser der Salzpartikel bewegen. Ein typischer Durchmesserbereich von Salzpartikeln kann sich beispielsweise von 1 mm bis 7 mm erstrecken. Gegenüber den Salzpartikeln, deren Durchmesser in einem solchen oder einem vergleichbaren definierten Durchmesserbereich liegen, weisen die hier als „Salzteilchen“ bezeichneten Teile zumindest teilweise kleinere Durchmesser auf. Bezugnehmend auf das genannte Beispiel weist folglich zumindest ein Teil der Salzteilchen Durchmesser auf, die kleiner als 1 mm, beispielsweise 0,5 mm, betragen. Typischerweise können die Salzteilchen wenigstens zu einem erheblichen Anteil einen Durchmesser von weniger als 300 µm, insbesondere von weniger als 200 µm, aufweisen. Es versteht sich dabei, dass in der Regel ein übermäßig großer Anteil, vorzugsweise sämtliche, der Salzteilchen Durchmesser aufweisen, die unterhalb des definierten Durchmesserbereichs der Salzpartikel liegen.
Die Salzpartikel werden aus dem beschriebenen Gemisch gebildet, wobei das Gemisch zumindest die Salzteilchen und das mindestens eine Bindemittel umfasst. In der Regel umfasst das Gemisch ferner einen gewissen Anteil an Wasser.
Das gebrauchsfertige Bindemittel ist vorzugsweise fließfähig und weist insbesondere eine Konsistenz ähnlich der von angerührtem Tapetenkleister auf. Das Bindemittel umhüllt die Salzteilchen. Ein Feuchtigkeitsentzug dieser Bindemittelschicht führt zu einer Aushärtung des Bindemittels und somit zu einem Verkleben der Salzteilchen zu stabilen Salzpartikeln.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Bindemittel zumindest im Wesentlichen, vorzugsweise vollständig, von Stärke gebildet. Als Stärke kommen alle Stärkearten und insbesondere Kartoffelstärke und/oder Maisstärke und/oder Weizenstärke infrage. Untersuchungen haben überraschenderweise gezeigt, dass Stärke eine besonders vorteilhafte Bindewirkung für die Salzteilchen hat. Das heißt, dass sich unter Einsatz von Stärke die Salzpartikel besonders einfach mittels des Agglomerators herstellen lassen und hohe Festigkeiten erzielbar sind.
Das Bindemittel kann auf verschiedenen Wegen für die Agglomeration aufbereitet und zur Verfügung gestellt werden. Es wird fertig modifizierte Stärke, darunter fallen sowohl chemisch als auch physikalisch modifizierte Stärken, z. B. in Pulverform aus einem Silo entnommen und mit einem Fluid (z. B. Wasser, Lauge etc.) gemischt um die fließfähige Konsistenz zu erzeugen. Dies geschieht entweder vor dem Agglomerator oder es werden direkt alle Komponenten (Salzteilchen, Bindemittel, Fluid) in einem Mischer oder in einem Intensivmischer zusammengeführt, je nach eingesetzten Agglomerator. Mit der Wahl der Modifizierungsart können je nach Spezifikation besondere Eigenschaften (Festigkeit, Rieselfähigkeit, Auflöseverhalten, Temperaturstabilität etc.) der Salzpartikel beeinflusst werden.
Es kann auch im Prozess selbst die Modifizierung vorgenommen werden. Besonders vorteilhaft hat sich hier die physikalische Modifikation erwiesen. Hier wird die Stärke mit einem Fluid (Wasser, Lauge, etc.) gemischt und erwärmt/heißgequollen. Dies kann Batchweise oder auch kontinuierlich erfolgen. Auch abgekühlt behält die nun modifizierte (in diesem Falle gequollene Stärke) seine Eigenschaften bei.
Wenn das Verfahren im Berg angewendet wird, bietet es sich an, als Fluid zum Anmischen oder zum Quellen der Stärke Lauge in Form von im Berg häufig vorkommender Sole bestehend aus dem gelösten Ausgangssalz und Wasser zu verwenden.
Beim Heißquellen wird das Fluid/Stärke Gemisch mit einer auf die Stärke angepasste Temperatur erwärmt. Die Temperatur kann z. B. mindestens 50 °C, vorzugsweise mindestens 60 °C, weiter vorzugsweise mindestens 70 °C, betragen.
Wenngleich eine Mischung der Salzteilchen mit dem mindestens einen Bindemittel in dem Agglomerator stattfinden kann, kann es gleichwohl besonders vorteilhaft sein, wenn die genannten Komponenten im Vorfeld einer Zuführung zu dem Agglomerator mittels einer Mischvorrichtung zu einem zumindest im Wesentlichen homogenen Gemisch vermischt werden.
Als Mischvorrichtung kommt hierbei insbesondere ein so genannter „Intensivmischer“ infrage. Bei diesem handelt es sich um ein vollständig schließbares Mischgefäß, das mindestens ein Mischpaddel aufweist, das sich in einem Innenraum des Mischgefäßes rotierend bewegt. Unter einem „im Wesentlichen homogenen Gemisch“ wird in diesem Zusammenhang ein solches Gemisch verstanden, in dem die Salzteilchen und das mindestens eine Bindemittel derart gleichmäßig verteilt sind, dass in einem Kontrollvolumen, dass eine Teilmenge eines Gesamtvolumens des Gemisches darstellt, eine Konzentration der Salzteilchen und oder des Bindemittels innerhalb der Toleranzen (insbesondere maximal +/–10 % Abweichung) einer Zielkonzentration ebenjener Komponenten in dem Gemisch liegen.
Die Vermischung der Salzteilchen, des Bindemittels und gegebenenfalls des Wassers mittels einer separaten Mischvorrichtung kann insoweit vorteilhaft sein, als eine Mischleistung einer solchen Mischvorrichtung in der Regel größer ist als diejenige des Agglomerators. Das heißt, dass eine Homogenität des Gemisches im Zweifel mittels der Mischvorrichtung „besser“ erzielbar ist als mittels des Agglomerators. Die Homogenität des Gemisches ist im Hinblick auf die gewünschten Eigenschaften wie Einheitlichkeit und Festigkeit der erzeugten Salzpartikel von Vorteil. Das ist insbesondere gegeben, wenn auf die Zugabe von Wasser zu den Salzteilchen und dem mindestens einen Bindemittel verzichtet wird.
Die zusätzliche und optionale Zugabe von Wasser oder anderen Additiven zum Agglomerationsprozess in geringen Mengen kann jedoch auch von Vorteil sein: Das Wasser hat nämlich insbesondere den Effekt, dass eine Oberfläche der gebildeten Salzpartikel eine geringere Rauhigkeit aufweist als bei einer Herstellung der Salzpartikel ohne Zugabe von Wasser. Mit anderen Worten kann die Oberfläche der erzeugten Salzpartikel durch die Zugabe von Wasser geglättet werden. Durch Additive kann eine evtl. gewünschte Färbung eingebracht werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird den Salzpartikeln, die mittels des Agglomerators erzeugt werden, Feuchtigkeit entzogen. Insbesondere kann eine solche Trocknung stattfinden, nachdem die Salzpartikel den Agglomerator verlassen haben; eine Trocknung der Salzpartikel innerhalb des Agglomerators ist grundsätzlich ebenfalls denkbar.
Die Salzpartikel weisen nach ihrer Fertigstellung mittels des Agglomerators in aller Regel einen – zwar absolut niedrigen, aber für die Endanwendung dennoch – erhöhten Wassergehalt und/oder keine ausreichende Festigkeit auf. Der Wassergehalt liegt typischerweise oberhalb eines Wassergehalts, den übrige Salzpartikel regelmäßig aufweisen. Die Trocknung der hergestellten Salzpartikel kann sich besonders vorteilhaft auf die erzielte Festigkeit der Salzpartikel auswirken. Die Reduktion des Feuchtigkeitsgehalts der erzeugten Salzpartikel bzw. des darin enthaltenen Bindemittels geht mit einer Erhöhung von deren Festigkeit einher, sodass die Salzpartikel durch deren Trocknung gewissermaßen gehärtet werden. So kann man von selbsthärtenden Salzpellets sprechen.
Die Festigkeit der erzeugten Salzpartikel ist für deren Verwendbarkeit in der Praxis und somit für deren wirtschaftliche Verwendbarkeit von besonderer Bedeutung. Je nach Einsatzgebiet müssen jeweils verwendete Salzpartikel nämlich eine gewisse Mindestfestigkeit aufweisen. Mittels der Feuchtigkeitsreduktion der hergestellten Salzpartikel kann eine solche Mindestfestigkeit erreicht werden.
Typische, nicht von agglomerierten Salzteilchen gebildete Salzpartikel werden insbesondere unter Tage hergestellt bzw. gewonnen. Hierzu wird Salz abgebaut, was durch den Einsatz von Abbaumaschinen, insbesondere von Tunnelbohrmaschinen, erfolgt. Hierbei entsteht im Gegensatz zu dem früher häufig verwendeten Sprengen mehr Feinanteil, der verworfen werden muss. Dieser Anteil kann bis zu 10% und mehr betragen. Mit diesem vorgestellten Verfahren kann dieser Teil genutzt werden.
Das im Berg befindliche Salz weist eine Feuchtigkeit auf, die typischerweise im Bereich von weniger als 3 % z. B. bei 2% liegt. Eine derart geringe Feuchtigkeit des Salzes bzw. der aus diesem gewonnenen Salzpartikel ist für deren Einsatz als Streusalz oder als Industriesalz von besonderem Vorteil und mitunter sogar vorgeschrieben.
Die Salzpartikel weisen unmittelbar nach der Agglomeration einen Gesamtfeuchtigkeitsgehalt zwischen 5 und 15% auf. Bei der optionalen Zugabe von Wasser, um spezielle Eigenschaften zu erzielen, kann dieser Gehalt auch noch darüber liegen. Dieser Feuchtigkeitsgehalt kann auf verschiedene Weise entzogen werden. Mit diesem Trocknungsvorgang härtet das Bindemittel aus, was zu einer bedarfsgerechten Festigkeit führt. Darüber hinaus sinkt der Gesamtfeuchtigkeitsgehalt auf Werte, wie sie für die Verwendung z. B. als Streusalz vorgeschrieben sind.
Um den Feuchtigkeitsgehalt der Salzpartikel zu reduzieren, können selbige vorteilhafterweise auf einer Unterlage positioniert werden, sodass sie von einem Trocknungsvolumenstrom überströmbar und/oder durchströmbar sind. Ein derartiger Trocknungsvolumenstrom ist in aller Regel von einem Luftvolumenstrom gebildet. Dessen Eignung als Trocknungsvolumenstrom ist insbesondere von seiner Wasseraufnahmefähigkeit abhängig.
Eine Erwärmung des Trocknungsvolumenstroms ist grundsätzlich nicht notwendig. Gleichwohl kann ein vergleichsweise warmer oder erwärmter Trocknungsvolumenstrom besonders geeignet sein, da er im Vergleich zu einem kühleren Trocknungsvolumenstrom eine verbesserte Wasseraufnahmefähigkeit aufweist. In allen Fällen erfolgt durch die Reduzierung des Feuchtigkeitsgehalts eine Härtung der Pellets. Die Trocknung kann bei genügend langen Transportstrecken Unter-Tage auf einem Förderband erfolgen, wobei dort vorhandene Luft zur Trocknung eingesetzt wird. Eine spezielle Aufbereitung direkt vor der Zufuhr zu dem Förderband ist nicht nötig.
Eine Trocknung der Salzpartikel findet in der Regel bereits allein aufgrund einer Relativbewegung zwischen dem Trocknungsvolumenstrom und den Salzpartikeln statt, wobei die Salzpartikel zumindest anteilig, vorzugsweise vollständig, konvektiv getrocknet werden.
Bei dem „Trocknungsvolumenstrom“ muss es sich nicht gezwungenermaßen um einen sich selbstständig bewegenden oder mittels technischer Mittel angetriebenen Luftvolumenstrom handeln. Stattdessen ist es ebenso denkbar, dass der Trocknungsvolumenstrom dadurch entsteht, dass sich Salzpartikel durch eine zumindest im Wesentlichen stillstehende Luftmasse bewegen.
Bei dieser Variante kommt es – ebenso wie bei einer Führung eines angetriebenen Trocknungsvolumenstroms über bzw. durch stillstehende Salzpartikel hinweg bzw. hindurch – zu einer Relativbewegung zwischen den Salzpartikeln und der jeweiligen Luftmasse, wobei eine relative Strömungsgeschwindigkeit zwischen den Salzpartikeln und der Luftmasse vorhanden ist. Diese „Bewegung“ der Luftmasse relativ zu den Salzpartikeln im Sinne der vorliegenden Anmeldung gleichermaßen als Trocknungsvolumenstrom auffassbar.
Es versteht sich, dass eine Kombination eines sich bewegenden Luftvolumenstroms und sich insbesondere gegenläufig bewegender Salzpartikel gleichermaßen denkbar ist, wobei auch hier der Luftvolumenstrom als Trocknungsvolumenstrom auffassbar ist.
Diese Art der konvektiven Trocknung ist im Hinblick darauf von Vorteil, dass ein Energieeinsatz, der zur Trocknung der Salzpartikel aufgebracht werden muss, gering gehalten werden kann. Insbesondere ist es nicht vonnöten, die Salzpartikel unter Einsatz thermischer Energie zu trocknen, was hohe Energiekosten mit sich brächte. Stattdessen kann der Trocknungsvolumenstrom unmittelbar von einer Umgebungsluft gebildet werden, ohne speziell vorbehandelt werden zu müssen, wobei in erster Linie eine Erwärmung des Trocknungsvolumenstroms entfallen kann.
Der reduzierte Einsatz von Energie ist für eine Wirtschaftlichkeit des hier vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Verfahrens von potenziell wesentlicher Bedeutung, um eine Vermarktung der hergestellten Salzpartikel wirtschaftlich gestalten zu können. Dabei versteht es sich, dass ein Erlös für Salzpartikel, die sodann z. B. als Streusalz eingesetzt werden, derart gering ausfallen kann, dass eine sonst erforderliche thermische Trocknung nicht wirtschaftlich sinnvoll wäre.
Für die vorgeschlagene konvektive Trocknung ist es nicht zwingend erforderlich, dass sämtliche Salzpartikel in Kontakt zu der Unterlage stehen. Unter einer „Positionierung“ der Salzpartikel auf der Unterlage ist demzufolge eine Ausschüttung der Salzpartikel auf die Unterlage zu verstehen, wobei die Salzpartikel eine gewisse Schütthöhe aufweisen, die in eine Richtung senkrecht zu der Unterlage gemessen wird.
Für die konvektive Trocknung kann es besonders von Vorteil sein, wenn die Salzpartikel mittels mindestens einer Fördereinrichtung bewegt werden. Dies ergibt sich bereits im Ansatz aus der vorstehenden Erläuterung des Trocknungsvolumenstroms. Eine solche Fördereinrichtung kann beispielsweise von einem Förderband gebildet sein.
Im Zuge der Bewegung der Salzpartikel tritt eine Relativbewegung zwischen den Salzpartikeln und einer Umgebungsluft auf, die eine Trocknung der Salzpartikel bewirkt. Es versteht sich, dass es für die konvektive Trocknungswirkung grundsätzlich von nachrangiger Bedeutung ist, ob ein Trocknungsvolumenstrom über bzw. durch eine stillstehende Ausschüttung von Salzpartikel geleitet wird oder sich die Salzpartikel durch eine „stillstehende“ Umgebungsluft bewegen. Im Ergebnis ist es lediglich entscheidend, dass sich die Salzpartikel relativ zu einem Trocknungsvolumenstrom bewegen.
Selbstverständlich ist es ebenso denkbar, dass sowohl die Salzpartikel mittels einer Fördereinrichtung bewegt werden als auch ein Trocknungsvolumenstrom mittels einer entsprechenden Antriebseinrichtung beschleunigt wird. Vorteilhafterweise finden die Bewegung der Salzpartikel und die Strömung des Trocknungsvolumenstroms in entgegengesetzte Richtungen statt. Mittels dieser Variante ist eine Relativgeschwindigkeit, mit der sich die Salzpartikel und der Trocknungsvolumenstrom „aneinander vorbei“ bewegen, zusätzlich erhöhbar, was sich positiv auf die konvektive Trocknungswirkung auswirkt.
Eine Schütthöhe der Salzpartikel auf einer sich bewegenden Oberfläche der mindestens einen Fördereinrichtung beträgt vorteilhafterweise maximal 30 cm, vorzugsweise maximal 20 cm, weiter vorzugsweise maximal 10 cm. Dem liegt die Überlegung zugrunde, dass ein Trocknungsvolumenstrom die einzelnen Salzpartikel umso besser erreichen kann, desto näher sie sich zu einer „Oberfläche“ einer Schüttung der Salzpartikel auf der Fördereinrichtung befinden.
Somit versteht es sich, dass ein einzelnes Salzpartikel, das sich unmittelbar auf einer luftundurchlässigen Oberfläche der Fördereinrichtung befindet, tendenziell weniger dem Trocknungsvolumenstrom ausgesetzt ist, als dies auf ein vergleichbares Salzpartikel zutrifft, das sich nah an einer Oberfläche der Schüttung befindet.
Um eben diesen nachteiligen Effekt einer Abhängigkeit einer Trocknungswirkung von einer Position der jeweiligen Salzpartikel in der Schüttung zumindest im Wesentlichen zu eliminieren, kann es von Vorteil sein, wenn die Salzpartikel während eines Trocknungsvorgangs mindestens einmal umgewälzt werden. Vorteilhafterweise werden die Salzpartikel mehrfach umgewälzt, wobei bei jeder Umwälzung zumindest im statistischen Mittel abwechselnd verschiedene Salzpartikel an die Oberfläche oder zumindest in einen oberflächennahen Bereich der Schüttung gelangen und dort besonders effektiv getrocknet und somit insbesondere gehärtet werden können.
Um den oben genannten Produktionsausschuss von etwa 10% zu verringern, können ebendiese Salzteilchen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens nunmehr agglomeriert und somit wirtschaftlich nutzbar gemacht werden.
Dies ist dann besonders vorteilhaft möglich, wenn die Agglomeration der Salzteilchen direkt vor Ort, d. h. über Tage oder unter Tage, vorgenommen wird. Hierdurch entfällt vor allem ein Transport der sehr kleinen und folglich sehr leichten Salzteilchen.
Sofern die Agglomeration der Salzteilchen direkt unter Tage stattfindet, ist es besonders vorteilhaft, wenn die fertigen Salzpartikel, die – wie vorstehend beschrieben – gegenüber unmittelbar aus dem Berg gewonnenen Salzpartikeln meist einen gesteigerten Feuchtigkeitsgehalt aufweisen, zumindest anteilig, vorzugsweise vollständig, unter Tage getrocknet werden.
Dies kann in besonders vorteilhafter Weise mittels eines Trocknungsvolumenstroms vorgenommen werden, der mittels einer Belüftungseinrichtung erzeugt wird, die im Übrigen zur Belüftung des Unter-Tage-Bergbaus verwendet wird. Die Belüftung eines Unter-Tage-Bergbaus ist von zentraler Bedeutung für eine sichere Arbeitsumgebung unter Tage.
Insbesondere findet kein natürlicher Luftaustausch mit Frischluft statt, sodass sich potenziell schädliche Abgase in den jeweiligen Stollen ansammeln und ein erhebliches Gefährdungspotenzial darstellen. Daher ist in jedem Unter-Tage-Bergbau der Einsatz von Belüftungseinrichtungen obligatorisch. Diese sorgen dafür, dass den Stollen, in denen der jeweilige Abbau stattfindet, fortwährend Frischluft zugeleitet und Abluft aus den Stollen abgeleitet wird. Mit anderen Worten wird mittels einer derartigen Belüftungseinrichtung ein Luftvolumenstrom erzeugt, der sich mit einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit durch die Stollen bewegt.
Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung einer konvektiven Trocknung der hergestellten Salzpartikel ergibt, ist ein solcher Luftvolumenstrom unmittelbar als Trocknungsvolumenstrom zur Trocknung der Salzpartikel geeignet. Dies ist vor allem möglich, da eine Konditionierung des Trocknungsvolumenstroms nicht notwendig ist, um eine Trocknung der Salzpartikel in zufriedenstellender Weise herbeizuführen. Das heißt, dass der jeweilige Luftvolumenstrom, der zur Belüftung des Bergbaus verwendet wird, in seinen physikalischen Eigenschaften nicht verändert werden muss, um zu Verwendung als „Trocknungsvolumenstrom“ geeignet zu sein. Insbesondere ist eine thermische Vorbehandlung des Luftvolumenstroms nicht vonnöten.
Es ergibt sich, dass die Herstellung von Salzpartikeln ferner dann besonders vorteilhaft ist, wenn zusätzlich zu den Salzpartikeln, die mittels des Agglomerators erzeugt werden, weitere Salzpartikel mittels eines Abbaus in einem bergmännischen Abbaus gewonnen werden. Vorzugsweise erfolgt diese Gewinnung dieser „weiteren Salzpartikel“ unmittelbar mittels des bergmännischen Abbaus, das heißt ohne die Notwendigkeit einer speziellen Nachbehandlung oder Aufbereitung. Die auf diese Weise hergestellten weiteren Salzpartikel weisen von Natur aus eine besonders geringe Feuchtigkeit auf, wie vorstehend erläutert ist. Eine Trocknung dieser weiteren Salzpartikel ist demzufolge nicht notwendig.
Sofern entsprechende weitere Salzpartikel vorliegen, kann es besonders vorteilhaft sein, die mittels des Agglomerators hergestellten Salzpartikel einer gewissen Menge der weiteren Salzpartikel zuzugeben, sodass die von den Salzteilchen hergestellten Salzpartikel und die weiteren Salzpartikel gemeinsam eine Salzzubereitung ergeben. Ein Massenanteil der künstlich von Salzteilchen hergestellten Salzpartikel in Bezug auf die Salzzubereitung beträgt dabei vorteilhafterweise maximal 20 %, vorzugsweise maximal 15 %, weiter vorzugsweise maximal 10 %. Diese Mengenaufteilung zwischen den hergestellten Salzpartikeln und den weiteren Salzpartikeln ist im Hinblick auf eine geforderte Durchschnittsfeuchtigkeit der Salzzubereitung empfehlenswert. Insbesondere für den Einsatz als Streusalz ist eine maximale Durchschnittsfeuchtigkeit der hierfür verwendeten Salzzubereitung reglementiert.
Sofern die weiteren Salzpartikel, die mittels eines bergmännischen Abbaus gewonnen werden, eine besonders geringe Feuchtigkeit aufweisen, ist es selbst unter Zumischung von vergleichsweise feuchten, künstlichen Salzpartikeln möglich, die geforderte Durchschnittsfeuchtigkeit, die für den Einsatz einer so gewonnenen Salzzubereitung als Streusalz nicht überschritten werden darf, trotz der hohen Feuchtigkeit der künstlichen Salzpartikel einzuhalten. Bei einem solchen Vorgehen kann die Trocknung der aus Salzteilchen hergestellten Salzpartikel folglich möglicherweise vollständig vermieden werden. Zumindest ist es jedoch denkbar, dass eine Trocknung der hergestellten Salzpartikel weniger intensiv stattfinden muss, als dies womöglich ansonsten notwendig wäre.
Selbstverständlich ist es gleichermaßen denkbar, die Salzpartikel vollständig zu trocknen und trotzdem mit weiteren Salzpartikeln, die mittels eines bergmännischen Abbaus z. B. in dem Unter-Tage-Bergbau gewonnen werden, zu einer Salzzubereitung zu mischen.
Insbesondere im Hinblick auf deren Eignung für Streusalz ist das Verfahren dann besonders vorteilhaft, wenn die Salzpartikel eine Korngröße zwischen 0,5 mm und 8 mm, vorzugsweise zwischen 1 mm und 7 mm, weiter vorzugsweise zwischen 1,5 mm und 6,5 mm, aufweisen. Vorteilhafterweise weisen die Salzpartikel einen Durchmesservarianz im Bereich von ±30 %, vorzugsweise von ±20 %, auf.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Salzpartikeln aus Salzteilchen umfasst mindestens einen Salzbehälter zur Bevorratung der Salzteilchen sowie mindestens einen Bindemittelbehälter zur Bevorratung mindestens eines Bindemittels. Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung ferner mindestens einen Agglomerator, mittels dessen die Salzteilchen agglomerierbar sind, sodass aus einem Gemisch zumindest der Salzteilchen und des mindestens einen Bindemittels die Salzpartikel entstehen. Eine derartige Vorrichtung ist für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders gut geeignet.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist insbesondere eine Salzzubereitung herstellbar, die eine Vielzahl von Salzpartikeln umfasst, wobei zumindest ein nennenswerter Anteil aller Salzpartikel eine im Wesentlichen künstliche Form aufweisen kann. Unter einem nennenswerten Anteil wird hierbei ein solcher verstanden, der oberhalb von mindestens 3 %, vorzugsweise mindestens 5 %, weiter vorzugsweise mindestens 10 %, liegt. Insbesondere ist eine Salzzubereitung vorstellbar, bei der sämtliche Salzpartikel eine im Wesentlichen künstliche Form aufweisen.
Unter einer „künstlichen Form“ wird in diesem Zusammenhang eine solche insbesondere geometrische Form der Salzpartikel verstanden, die nicht natürlich bedingt ist. Eine künstliche Form ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass sie durch einen Herstellungsprozess oder dergleichen vorgegeben ist und planmäßig entsteht. Als künstliche Form können bei der Herstellung von Salzpartikeln insbesondere Kugeln, Zylinder, Quader oder Platten entstehen.
Vorteilhafterweise weisen die Salzpartikel eine rotationssymmetrische Form auf, insbesondere eine Kugelform.
Eine kugelförmige Form ergibt sich beispielsweise unter Verwendung einer Pelletiervorrichtung als Agglomerator. Durch die Rotation eines Pelletiertellers oder einer Granuliertrommel einer Pelletiervorrichtung wird das Gemisch von Salzteilchen und Bindemittel bzw. von Salzteilchen, Bindemittel und Wasser zu kugelförmigen Salzpellets agglomeriert. Eine Pelletiervorrichtung weist beispielsweise in aller Regel einen rotierenden Pelletierteller auf, der um eine Rotationsachse rotierbar ausgeführt ist. Im Zuge der Rotation des Pelletiertellers werden mit der Zeit aus dem Gemisch der Salzteilchen und des mindestens einen Bindemittels sowie gegebenenfalls des Wassers einzelne, typischerweise etwa kugelförmige, Salzpellets gebildet, die die Salzpartikel darstellen. Die Salzpellets weisen einen im Wesentlichen einheitlichen Durchmesser auf. Die fertiggeformten Salzpellets treten sodann typischerweise selbsttätig über einen Rand des Pelletiertellers über und verlassen auf diese Weise die Pelletiervorrichtung.
Möglich sind auch andere geometrische oder sonstige Formen, wenn die Salzpellets z.B. gepresst werden.
Die erfindungsgemäße Salzzubereitung kann, beispielsweise im Anschluss an eine Trocknung, gegebenenfalls auch als Speisesalz verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Salzzubereitung umfasst eine Vielzahl von Salzpartikeln, wobei zumindest ein nennenswerter Anteil aller Salzpartikel eine im Wesentlichen künstliche Form aufweist. Insbesondere besteht ein Anteil von wenigstens 3 oder 5 oder 7 % der Masse der Salzzubereitung aus Salzpartikeln mit im Wesentlichen künstlicher Form, insbesondere einer rotationssymmetrischen Form.
Besonders bevorzugt wird die Salzzubereitung vollständig oder wenigstens zum Teil mit einem Verfahren wie zuvor beschrieben hergestellt.
In einer bevorzugten Weiterbildung bestehen wenigstens 70 %, vorzugsweise wenigstens 80%, weiter vorzugsweise wenigstens 90 % der Salzzubereitung oder die Salzzubereitung insgesamt aus künstlich hergestellten (agglomerierten) Salzpartikeln.
In allen Ausgestaltungen und Weiterbildungen kann vorzugsweise die Salzzubereitung im Wesentlichen aus dem Mineral Halit bzw. Natriumchlorid, NaCl bestehen. Es können geringe Beimengungen von anderen Evaporitmineralen wie Anhydrit, Gips oder Sylvin, sowie Tonmineralen vorhanden sein, wie sie mineralogisch beim Bergbau vorhanden sind. Des Weiteren sind bei künstlich hergestellten Salzpartikeln der Salzzubereitung noch Bindemittel, wie zuvor beschrieben, in geringen Mengen enthalten. Es ist aber auch möglich, dass die Salzzubereitung aus anderen bergmännisch gewonnenen Salzen besteht.
Eine Salzzubereitung kann Salzpartikel in einem vorgegebenen Durchmesserbereich aufweisen, z. B. eine Durchmesservarianz zwischen 1 mm und 6 mm oder aber auch einen Durchmesserbereich zwischen 3 mm und 5 mm. Möglich ist auch eine homogene Verteilung mit Durchmesserunterschieden von z. B. 10 % oder 20 % oder bis zu 30 %.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, die im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
Darin zeigen:
1 ein Schaubild einer Vorrichtung zur Klassierung abgebauter Salzelemente; und
2 ein Schaubild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, mittels derer das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist.
Im Vorfeld einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es notwendig, zunächst die hier als „Salzteilchen“ definierten Salzelemente von den übrigen Salzelementen, das heißt den Salzpartikeln, zu trennen. Wie eingangs erläutert, handelt es sich bei den Salzpartikeln um solche Salzelemente, deren Durchmesser zumindest in der Regel oberhalb von Durchmessern der Salzteilchen liegen.
Eine Klassierung der Salzelemente in Salzteilchen und Salzpartikel kann mittels einer Vorrichtung 1 erfolgen, die in 1 dargestellt ist. Die Vorrichtung 1 umfasst einen Salzbehälter 2, eine Zerkleinerungsvorrichtung 3 sowie eine Siebvorrichtung 4.
In dem Salzbehälter 2 sind Salzelemente bevorratet, die einen Durchmesser bzw. eine Korngröße aufweisen, die oberhalb solcher Korngrößen liegen, die für eine Nutzung der Salzelemente beispielsweise als Streusalz auftreten dürfen. Um die Korngrößen der Salzelemente des Salzbehälters 2 zu reduzieren, werden die Salzelemente mittels einer Fördereinrichtung 5 der Zerkleinerungsvorrichtung 3 zugeführt.
In der Zerkleinerungsvorrichtung 3 können Salzelemente zerkleinert werden. Im Zuge der Zerkleinerung der Salzelemente entstehen auch solche, die im Sinne der vorliegenden Anmeldung als Salzteilchen bezeichnet werden. Solche Salzteilchen entstehen auch direkt beim Abbau und wurden bislang meist direkt im Berg wieder eingelagert. Die Salzteilchen werden von den Salzpartikeln mittels der Siebvorrichtung 4 getrennt. Abgesiebt werden Salzteilchen, die kleiner als die geforderte Gutkorngröße sind. Die abgesiebten Salzteilchen werden in dem gezeigten Beispiel der Pelletierung zugeführt. Die Salzpartikel, das heißt diejenigen Salzelemente, deren Durchmesser oberhalb der Gutkorngröße liegen, können sodann entweder unmittelbar verwendet oder müssen womöglich ein weiteres Mal mittels der Zerkleinerungsvorrichtung 3 zerkleinert werden. Dies wird im vorliegenden Beispiel davon abhängig gemacht, ob Korngrößen der Salzpartikel oberhalb von 5 mm liegen. Sollte dies der Fall sein, werden diese Salzpartikel abermals der Zerkleinerungsvorrichtung 3 zugeführt, sodass deren Durchmesser weiter reduziert wird. Die Salzteilchen, das heißt diejenigen Salzelemente, deren Durchmesser unterhalb der Gutkorngröße liegt, werden gesondert gelagert.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es nunmehr möglich, diese von den Salzelementen abgesonderten Salzteilchen und die direkt aus dem Abbau stammenden Salzteilchen zu agglomerieren und auf diese Weise wirtschaftlich nutzbar zu machen. Durch die Agglomeration werden Salzelemente erzeugt, deren Durchmesser zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, oberhalb der Durchmesser der Salzteilchen liegen. Mit anderen Worten werden die Salzteilchen gewissermaßen zu Salzpartikeln verbunden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist mittels einer Vorrichtung 6, die in 2 dargestellt ist, durchführbar.
Die Vorrichtung 6 umfasst einen Salzbehälter 7 sowie einen Bindemittelbehälter 8. Weiterhin umfasst die Vorrichtung 6 eine Pelletiervorrichtung 9, mittels derer Salzpellets herstellbar sind. In dem Salzbehälter 7 sind Salzteilchen gelagert. Diese weisen in dem gezeigten Beispiel Durchmesser auf, die unterhalb einer Gutkorngröße von in diesem Fall 160 µm liegen. Die Salzteilchen werden mittels einer Fördereinrichtung 10 ausgehend von dem Salzbehälter 7 zu einer Mischvorrichtung 11 gefördert. Neben den Salzteilchen wird der Mischvorrichtung 11 ferner ein Gemisch aus einem Bindemittel und Wasser zugeleitet. Das Bindemittel wird in dem Bindemittelbehälter 8 vorgehalten. Ausgehend von dem Bindemittelbehälter 8 wird das Bindemittel einem Bindemittelmischer 12 zugeleitet, in dem das Bindemittel aufbereitet wird, in dem es zum Beispiel mit Wasser oder Lauge gemischt wird.
Anschließend wird – sofern erforderlich – ein Gemisch, das von dem Bindemittel und Wasser gebildet ist, einer Konditionierungsvorrichtung 13 zugeleitet, mittels derer das Gemisch konditioniert wird. Insbesondere wird das Gemisch mittels der Konditionierungsvorrichtung 13 erwärmt und homogenisiert. Das Bindemittel ist in dem gezeigten Beispiel von Kartoffelstärke gebildet. Diese quillt in dem zugegebenen Wasser auf, wobei mittels der Erwärmung des Gemisches von Bindemittel und Wasser in der Konditionierungsvorrichtung 13 heißgequollene Stärke bzw. modifizierte Stärke gebildet wird.
Ausgehend von der Konditionierungsvorrichtung 13 wird diese modifizierte Stärke schließlich der Mischvorrichtung 11 zugeleitet. Die Mischvorrichtung 11 ist hier von einem sogenannten Intensivmischer gebildet. Dieser ist besonders gut dazu geeignet, das Gemisch von Bindemittel und Wasser mit den Salzteilchen zu vermischen, wobei nach Abschluss einer Vermischung ein Salzteilchen-Bindemittel-Wasser-Gemisch vorliegt, welches dazu geeignet ist, mittels der Pelletiervorrichtung 9 pelletiert zu werden. Hierfür wird das genannte Gemisch ausgehend von der Mischvorrichtung 11 der Pelletiervorrichtung 9 zugeführt.
Die Pelletiervorrichtung 9 umfasst einen in 2 nicht dargestellten Pelletierteller, der um eine Rotationsachse drehbar gelagert ist. Die Rotationsachse ist in der Regel gegenüber einer Vertikalen um einen Schwenkwinkel verschwenkt, sodass eine Bodenebene eines Bodens des Pelletiertellers gleichermaßen schräg, das heißt, gegenüber der Rotationsachse um 90° verdreht, angeordnet ist. Der Pelletierteller, der typischerweise rund ausgeführt ist, weist eine umlaufende Wandung auf, die entlang eines Randes des Bodens des Pelletiertellers um den Boden umläuft. Diese umlaufende Wandung ist in einem Winkel von 90° relativ zu dem Boden des Pelletiertellers ausgerichtet. Während der kontinuierlichen Zuführung des Gemisches aus den Salzteilchen, dem Bindemittel und dem optionalen Wasser in die Pelletiervorrichtung 9 wird der Pelletierteller mittels einer Antriebseinheit um die Rotationsachse gedreht.
Es versteht sich, dass sich das Gemisch aufgrund der Wirkung der Schwerkraft an einer tiefsten Stelle des Pelletiertellers ansammelt, wobei mittels der Rotation des Pelletiertellers eine fortwährende Durchmischung des Gemisches vorgenommen wird. Über die Zeit bilden sich in der Pelletiervorrichtung einzelne Fragmente (Pelletkeime) des Gemisches, die Salzpellets. Diese Salzpellets werden derart automatisch an eine Oberfläche des in der Pelletiervorrichtung 9 befindlichen Gemisches befördert (Segregationseffekt), sodass sie schließlich als sogenannte „Grünpellets“ über die Wandung des Pelletiertellers aus dem Pelletierteller „herausfallen“.
Die so erzeugten Salzpellets weisen typischerweise eine Kugelform auf, die sich aufgrund der Rotation des Pelletiertellers und des damit verbundenen Abrollens der Pelletkeime auf dem zugeführten Gemisch einstellt. Eine Verweildauer einzelner Salzteilchen bzw. einzelner Volumina des in die Pelletiervorrichtung 9 eingefüllten Gemisches in der Pelletiervorrichtung 9 ist zumindest in etwa bei allen fertigen Salzpellets gleich. Die Durchmesser der auf diese Weise gewonnenen Salzpellets liegen typischerweise innerhalb eines Durchmesserbereichs von 1 mm bis 7 mm. Ausgehend von der Pelletiervorrichtung 9 können die fertigen Salzpellets auf unterschiedliche Weise weiterverarbeitet werden. Hierfür ist es von besonderer Relevanz, dass die Salzpellets, wenn sie die Pelletiervorrichtung 9 verlassen, einen vergleichsweise hohen Feuchtigkeitsgehalt aufweisen. Insbesondere liegt dieser Feuchtigkeitsgehalt deutlich oberhalb dessen von Salzpartikeln, die unmittelbar in einem Unter-Tage-Bergbau gewonnen werden. Der hohe Feuchtigkeitsgehalt der Salzpellets führt dazu, dass diese nicht unmittelbar verkaufsfähig sind. Dies ist darauf zurückzuführen, dass eine Eignung der Salzpellets insbesondere zur Verwendung als Streusalz von dem Feuchtigkeitsgehalt und der Festigkeit der Salzpellets abhängt. Der durchschnittliche Feuchtigkeitsgehalt einer Salzzubereitung, die als Streusalz verwendet werden soll, darf in aller Regel 3 % nicht übersteigen. Um die Salzpellets nutzbar zu machen, ist demzufolge eine weitere Verarbeitung vonnöten.
Es ist denkbar, die vergleichsweise feuchten Salzpellets weiteren Salzpartikeln zuzumischen, die einen geringeren Feuchtigkeitsgehalt aufweisen. Die Salzpellets bilden gemeinsam mit den weiteren Salzpartikeln, mit denen sie gemischt werden, schließlich die Salzzubereitung. Die Feuchtigkeit verteilt sich in der Salzzubereitung. Dadurch härten die agglomerierten Salzpartikel aus und es entsteht eine den Spezifikationen entsprechende Salzzubereitung mit einem Feuchtigkeitsgehalt innerhalb der zulässigen Toleranz.
Eine Mischung der weiteren Salzpartikel mit den Salzpellets erfolgt in dem gezeigten Beispiel mittels einer weiteren Mischvorrichtung 14. Die weiteren Salzpartikel werden in einem weiteren Salzbehälter 15 vorgehalten.
Ausgehend von diesem Salzbehälter 15 werden die Salzpartikel der Mischvorrichtung 14 zugeleitet. Dasselbe gilt für die Salzpellets, die der Mischvorrichtung 14 ausgehend von der Pelletiervorrichtung 9 zugeleitet werden. Durch die Zumischung der weiteren Salzpartikel zu den Salzpellets wird eine Salzzubereitung erzeugt, deren Feuchtigkeitsgehalt oberhalb des Feuchtigkeitsgehalts der Salzpartikel, jedoch deutlich unterhalb eines Feuchtigkeitsgehalt der Salzpellets liegt. Das heißt, dass die Salzpellets mittels der weiteren Salzpartikel gewissermaßen „verdünnt“ werden, bzw. der Feuchtigkeitsgehalt der Salzpellets und weiteren Salzpartikel je nach Mischungsverhältnis in einem vorbestimmten Bereich einstellt.
Es versteht sich, dass die Salzzubereitung vorwiegend von den weiteren Salzpartikeln und lediglich zu einem geringeren Anteil von den Salzpellets gebildet ist. In dem vorliegenden Beispiel weist die fertige Salzzubereitung einen Massenanteil an Salzpellets von 10 % auf. Die übrigen 90 % der Salzzubereitung bestehen aus den weiteren Salzpartikeln. Dieses Verhältnis ergibt sich aus den heute üblichen Bergbauverfahren. Die so erzeugte Salzzubereitung weist idealerweise einen durchschnittlichen Feuchtigkeitsgehalt auf, der sie dazu befähigt, als Streusalz oder für andere Zwecke, die einen bestimmten maximalen Feuchtigkeitsgehalt erfordern, eingesetzt zu werden. Eine Trocknung der Salzpellets ist demzufolge nicht notwendig, um die Salzpellets wirtschaftlich nutzbar zu machen.
Alternativ oder zusätzlich zu dieser vorgeschlagenen Variante zur Weiterverarbeitung der Salzpellets kann Letzteren auch ohne Beimengung direkt gewonnener Salzpartikel Feuchtigkeit entzogen werden. In dem gezeigten Beispiel werden die Salzpellets hierfür ausgehend von der Pelletiervorrichtung 9 mittels zweier in Reihe geschalteter Fördereinrichtungen 16 bewegt. Die Salzpellets werden hierfür auf eine Unterlage 18 der jeweiligen Fördereinrichtungen 16 geschüttet, wobei eine maximale Schütthöhe, die ausgehend von der Unterlage 18 in eine senkrechte Richtung nach oben gemessen wird, über die Fördereinrichtungen 16 hinweg hier maximal 20 cm beträgt.
Gleichzeitig zu der Bewegung der Salzpellets mittels den Fördereinrichtungen 16 werden die Salzpellets mit einem Trocknungsvolumenstrom 17 beschickt. Dieser Trocknungsvolumenstrom 17 wird hier von einer nicht dargestellten Belüftungseinrichtung angetrieben. Der Trocknungsvolumenstrom 17 ist auf keine besondere Weise konditioniert, insbesondere ist er nicht speziell thermisch vorbehandelt. Der Trocknungsvolumenstrom 17 darf nicht gesättigt sein, sondern muss lediglich eine Wasserdampfaufnahmefähigkeit aufweisen. Die spezifische Fähigkeit der Feuchtigkeitsaufnahme bestimmt letztendlich in der Anlagenauslegung die Mindestlänge der Förderanlage.
Das heißt, dass eine Temperatur des Trocknungsvolumenstroms 17 im Wesentlichen auf dem Niveau einer Umgebungsluft liegt. Eine Reduzierung des Feuchtigkeitsgehalts der Salzpellets erfolgt mithin rein konvektiv, nicht thermisch. Ein Energieeinsatz, der zur Trocknung der Salzpellets aufgewendet werden muss, fällt entsprechend niedrig aus. Dies ist für die Wirtschaftlichkeit der Aufbereitung und folglich der Herstellung der Salzpellets besonders von Vorteil. Die Hintereinanderschaltung der beiden Fördereinrichtungen 16 ist insoweit besonders vorteilhaft, als bei einer Übergabe der Salzpellets von der ersten Fördereinrichtung 16 auf die zweite Fördereinrichtung 16 die Salzpellets bzw. die Schüttung der Salzpellets umgewälzt werden. Dies führt dazu, dass die Salzpellets auf den beiden Fördereinrichtungen 16 jeweils unterschiedliche Positionen innerhalb der Schüttung einnehmen.
Hierdurch wird erreicht, dass sich zumindest mit einer überwiegenden Wahrscheinlichkeit jedes der Salzpellets zumindest zeitweise in einem oberflächennahen Bereich der Schüttung befindet. Es versteht sich, dass dies für eine Trocknung eines jeweiligen Salzpellets besonders vorteilhaft ist. Mittels der Trocknung der Salzpellets ist es möglich, einen jeweilig geforderten Feuchtigkeitsgehalt zu erreichen, der die Verwendung der Salzpellets auch in weiteren Anwendungen ermöglicht. Eine Mischung bzw. „Verdünnung“ der feuchten Salzpellets mit weiteren Salzpartikeln ist nicht erforderlich. Es versteht sich, dass eine Mischung der Salzpellets mit weiteren Salzpartikeln und eine Trocknung der Salzpellets auch kombiniert anwendbar ist.
Die Vorrichtung 6 ist vorteilhafterweise unter Tage installiert, das heißt unmittelbar in dem Abbaugebiet des jeweiligen Salzes. Ein Transport der feinen Salzteilchen über Tage ist folglich nicht notwendig; stattdessen können die Salzpellets unmittelbar unter Tage hergestellt werden. Der vorstehend beschriebene Trocknungsvolumenstrom 17 kann unter Tage besonders einfach mittels derselben Belüftungseinrichtung erzeugt werden, die auch für die Belüftung (Bewetterung) der Stollen verwendet wird. Die weiteren Salzpartikel, die für eine Mischung mit den feuchten Salzpellets geeignet sind, können dem Salzbehälter 15 unmittelbar unter Tage zugeführt werden. Ein Transport von Rohstoffen von einem Abbaugebiet zu der Vorrichtung 6 kann folglich vollständig entfallen.
Gleiches gilt ebenso für offene Tagebaue, sofern die Witterungsbedingungen eine konvektive Trocknung zulassen. Um den Trocknungsvorgang zu beschleunigen oder wenn die klimatischen Umgebungsbedingungen keine konvektive Trocknung zulassen, können zusätzlich auch herkömmliche Trocknungsanlagen vor- und/oder nachgeschaltet werden.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Salzbehälter
3: Zerkleinerungsvorrichtung
4: Siebvorrichtung
5: Fördereinrichtung
6: Vorrichtung
7: Salzbehälter
8: Bindemittelbehälter
9: Pelletiervorrichtung
10: Fördereinrichtung
11: Mischvorrichtung
12: Bindemittelmischer
13: Konditionierungsvorrichtung
14: Mischvorrichtung
15: Salzbehälter
16: Fördereinrichtung
17: Trocknungsvolumenstrom
18: Unterlage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6090419 [0004]

Claims

Verfahren zur Herstellung von Salzpartikeln aus Salzteilchen, die zumindest teilweise kleinere Durchmesser aufweisen als die Salzpartikel zu denen die Salzteilchen agglomeriert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Salzteilchen mittels mindestens einer Agglomerators (9) agglomeriert werden, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst: A) Den Salzteilchen wird zumindest ein Bindemittel zugegeben. B) Die Salzteilchen und das mindestens eine Bindemittel werden dem Agglomerator (9) zugeführt. C) Mittels des Agglomerators (9) werden die Salzteilchen derart agglomeriert, dass aus einem Gemisch zumindest der Salzteilchen und des mindestens einen Bindemittels die Salzpartikel entstehen.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel zumindest im Wesentlichen von modifizierter Stärke gebildet ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest im Wesentlichen von Stärke gebildete Bindemittel in einem Quellmittel gelöst wird, sodass das Bindemittel gequollen und so modifiziert wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Quellmittel eine Flüssigkeit wie Wasser oder Lauge enthält.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Quellmittel und/oder eine Mischung aus dem Bindemittel und dem Quellmittel auf eine Temperatur von mindestens 50 °C, vorzugsweise von mindestens 60 °C, weiter vorzugsweise von mindestens 70 °C, erwärmt wird bzw. werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Salzteilchen und das mindestens eine Bindemittel im Vorfeld einer Zuführung zu dem mindestens einen Agglomerator (9) mittels einer Mischvorrichtung (11), insbesondere mittels eines Intensivmischers, zu einem zumindest im Wesentlichen homogenen Gemisch vermischt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Salzpartikeln, die mittels des Agglomerators (9) erzeugt werden, Feuchtigkeit entzogen wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Salzpartikel derart auf einer Unterlage (18) positioniert werden, dass sie von einem Trocknungsvolumenstrom (17) überströmbar und/oder durchströmbar sind, sodass die Salzpartikel zumindest anteilig, vorzugsweise vollständig, konvektiv getrocknet werden.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Salzpartikel mittels mindestens einer Fördereinrichtung (16), insbesondere mittels mindestens eines Förderbandes, bewegt werden, wobei die Salzpartikel vorzugsweise im Zuge ihrer Bewegung getrocknet werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Salzpartikel auf einer sich bewegenden Unterlage (18) der mindestens einen Fördereinrichtung (16) aufliegen, wobei vorzugsweise eine Schütthöhe der Salzpartikel maximal 30 cm, vorzugsweise maximal 20 cm, weiter vorzugsweise maximal 10 cm, beträgt.
Verfahren nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Salzpartikel während eines Trocknungsvorgangs umgewälzt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Agglomeration der Salzteilchen in einem Unter-Tage-Bergbau vorgenommen wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung der Salzpartikel in dem Unter-Tage-Bergbau vorgenommen wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trocknungsvolumenstrom (17), mittels dessen die Salzpartikel zumindest teilweise getrocknet werden, zumindest anteilig, vorzugsweise vollständig, mittels mindestens einer Belüftungseinrichtung erzeugt wird, die im Übrigen zur Belüftung des Unter-Tage-Bergbaus verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den aus den Salzteilchen hergestellten Salzpartikeln weitere Salzpartikel, vorzugsweise unmittelbar, mittels eines Abbaus in einem bergmännischen Abbaus gewonnen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Salzteilchen hergestellten Salzpartikel einer Menge weiterer Salzpartikel zugegeben werden, wobei die aus den Salzteilchen hergestellten Salzpartikel einen Massenanteil von maximal 20 %, vorzugsweise maximal 15 %, weiter vorzugsweise maximal 10 %, einer Salzzubereitung ausmachen, wobei die Salzzubereitung von den aus den Salzteilchen hergestellten Salzpartikeln und den weiteren Salzpartikeln gebildet ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Feuchtigkeitsverteilung im Gemisch allen agglomerierten Salzpartikeln Feuchtigkeit entzogen wird und diese so gehärtet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Salzpartikel Durchmesser in einem definierten Durchmesserbereich aufweisen.
Vorrichtung (6) zur Herstellung von Salzpartikeln, umfassend mindestens einen Salzbehälter (7) zur Bevorratung der Salzteilchen, sowie mindestens einen Bindemittelbehälter (8) zur Bevorratung mindestens eines Bindemittels gekennzeichnet durch, mindestens einen Agglomerator (9), mittels derer die Salzteilchen derart agglomerierbar sind, dass aus einem Gemisch zumindest der Salzteilchen und des mindestens einen Bindemittels die Salzpartikel entstehen.
Salzzubereitung, umfassend eine Vielzahl von Salzpartikeln, wobei zumindest ein nennenswerter Anteil aller Salzpartikel eine zumindest im Wesentlichen künstlich erzeugte geometrische Form aufweist, insbesondere eine rotationssymmetrische Form.
Salzzubereitung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein nennenswerter Anteil aller Salzpartikel eine zumindest im Wesentlichen kugelförmige Form aufweist.
Salzzubereitung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wenigstens teilweise hergestellt mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Salzzubereitung nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei die Salzpartikel wenigstens im Wesentlichen aus Salzpellets bestehen.