Verfahren zum Entwässern körniger Haufwerke Bei der Aufbereitung von
Haufwerken, insbesondere Erzen und Kohle, wird das Aufbereitungsgut zumeist einer
Naß- und mechanischen Behandlung unterworfen, um bestimmte Anreicherungs- und Auslesevorgänge
herbeizuführen. Das in natürlicher Form als körniges Gemisch anfallende Erz bzw.
die Kohle wird dabei in der Regel in einer Flüssigkeit, sei es Wasser oder auch
eine sogenannte Schwere-Flüssigkeit, aufgeschwemmt und das so gebildete Gemisch
anschließend mechanischen Einwirkungen unterworfen, die dem gewünschten Auslesezweck
dienen. Die Aufbereitungsflüssigkeit ist hier also nur Mittel zum Zweck, und da
sie beim Endprodukt zumeist in hohem Maße unerwünscht ist, muß sie daraus wieder
entfernt werden. Obwohl nun mit den heute bekannten Mitteln eine weitgehende Entfeinung
großer Wassermengen aus dem Aufbereitungsgut ohne weiteres möglich ist, macht jedoch
die Entfernung der restlichen Wassermengen noch beträchtliche Schwierigkeiten. Da
nämlich die weitere Nutzung der Erze und Kohle fast immer mit der Anwendung von
Wärme verbunden ist, geht das Bemühen dahin, in der Schlußphase jeder Entwässerung
bis nahe an die sogenannte innere Feuchtigkeit des Entwässerungsgutes heranzukommen.
"Protz des Einsatzes großer Mittel sind gerade auf diesem Gebiete die Erfolge in
engen Grenzen geblieben. Selbst die Anwendung großer Zentrifugalkräfte zum Ausschleudern
des Restwassers sind Grenzen gesetzt insofern, als einmal der Verschleiß der Zentrifuge
mit zunehmender Drehzahl stark ansteigt und zum anderen dabei zwangläufig eintretender
Kornzerfall zu unerwünschter Neuschlammbildung führt. Auch der Einsatz von Wärme
zur Trocknung der Haufwerke ist problematisch geblieben, zumal er energetisch und
damit wirtschaftlich nicht vertretbar ist.Process for dewatering granular debris in the processing of
Heaps, in particular ores and coal, the processing material is usually one
Wet and mechanical treatment subjected to certain enrichment and selection processes
bring about. The ore or ore that occurs naturally as a granular mixture
The coal is usually in a liquid, be it water or also
a so-called heavy liquid, floated up and the mixture thus formed
then subjected to mechanical influences that achieve the desired readout purpose
to serve. The treatment liquid is only a means to an end here, and there
if it is mostly undesirable in the end product, it must be recovered from it
removed. Although now with the means known today, a far-reaching refinement
large amounts of water from the material to be processed is easily possible, however
the removal of the remaining amounts of water posed considerable difficulties. There
namely the further use of the ores and coal almost always with the application of
Heat is connected, the effort goes in the final phase of each dehydration
to get close to the so-called internal moisture of the drainage material.
"It is precisely in this area that the success of the large funds is evident
narrow limits remained. Even the use of large centrifugal forces for ejection
of the residual water are limits insofar as the wear and tear of the centrifuge
increases sharply with increasing speed and on the other hand it inevitably occurs
Grain breakdown leads to unwanted new sludge formation. Also the use of heat
to dry the pile has remained problematic, especially since it is energetic and
so that it is not economically justifiable.
Demgegenüber wird das hier vorliegende Entwässerungsproblem erfindungsgemäß
von einer ganz anderen Seite her gelöst. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis
aus, daß poröse Stoffe, die eine hinreichend große innere Oberfläche, also feine
Hohlkapillaren, besitzen sowie in bezug auf die zu entwässernde Flüssigkeit benetzbar
sind, erhebliche Wasser- bzw. Feuchtigkeitsmengen aufzunehmen in der Lage sind.
So sind poröse Stoffe bekannt, die beispielsweise bei normalen Temperaturen zwischen
25 und 35° C Wasser bis zu 36% ihres Eigengewichtes aufnehmen können. Solche Stoffe
entziehen in ungesättigtem Zustand ihrer Umgebung das Wasser, und zwar mit größter
Begierde und innerhalb einer Zeitspanne von wenigen Minuten. Erfindungsgemäß wird
daher vorgeschlagen, bei der Entwässerung von Haufwerken obiger Art so zu verfahren,
daß dem Entwässerungsgut ungesättigte, kapillares Saugvermögen besitzende und dem
Entwässerungsgut die Feuchtigkeit entreißende sowie an sich bindende Saugkörper,
wie beispielsweise Kieselgel, keramische Materialien, Sinterkörper od. dgl., zugesetzt
werden, deren Korngröße vorzugsweise größer als die des Entwässerungsgutes ist und
die nach bestimmter Einwirkungsdauer von dem Entwässerungsgut wieder abgetrennt
werden. Wie die Praxis gezeigt hat, wird das Haufwerk um so besser und weitgehender
entwässert, wenn mit ihm eine möglichst weitgehende Vorentwässerung vorgenommen
worden ist, d. h. das Entwässerungsgut im Wege der Vorentwässerung auf einen Wassergehalt
gebracht wird, dessen untere Grenze durch die Wirtschaftlichkeit der bisher angewendeten
Entwässerungsmittel bestimmt ist. Bei der Entwässerung von Feinkohle liegt dieser
Wassergehalt zwischen 10 und 15%, sofern aus den obenerwähnten Gründen auf eine
Zentrifugenentwässerung verzichtet wird. Die Restfeuchtigkeit aus dem Haufwerk kann
dann auf einfache Weise dadurch entfernt werden, daß man das Entwässerungsgut in
einer Vorrichtung, beispielsweise einer Mischtrommel, oder auch in einem gewöhnlichen
Entwässerungsbunker mit den Saugkörpern nach der Erfindung zusammenbringt und gleichmäßig
vermischt. Letztere reißen dann auf Grund ihres kapillaren Saugvermögens aus der
Umgebung des zu entwässernden Haufwerkes die Flüssigkeit bis zur Grenze ihrer Saugfähigkeit
an. Da die Sättigung der Saugkörper innerhalb weniger Minuten erfolgt, ist nur eine
geringe Verweilzeit für das Gemisch erforderlich, so daß die Saugkörper von dein
Entwässerungsgut bald wieder getrennt werden können, beispielsweise durch anschließendes
Sieben des Haufwerkes. Eine solche Siebung kann dann besonders
einfach
durchgeführt werden, wenn die Korngröße der verwendeten Saugkörper größer als die
des zu entwäsernden Haufwerkes ist. Das Absieben kann dann auf einer normalen Siebmaschine
mit geringer Beschleunigung schonend vorgenommen werden. -Natürlich ist auch möglich,
den letzten Teil der zum Mischen der Haufwerke dienenden Mischtrommel als Siebtrommel
auszubilden, wobei dann das entwässerte Gut im Durchlauf und die mit Feuchtigkeit
beladenen Saugkörper im Überlauf der Siebtrommel bzw. Siebmaschine erhalten werden.In contrast, the dewatering problem present here becomes according to the invention
solved from a completely different angle. The invention is based on the knowledge
from that porous substances, which have a sufficiently large inner surface, so fine
Hollow capillaries have and are wettable with respect to the liquid to be dehydrated
are able to absorb considerable amounts of water or moisture.
So porous materials are known, for example, at normal temperatures between
25 and 35 ° C water can absorb up to 36% of their own weight. Such substances
In an unsaturated state they remove the water from their surroundings, and with the greatest possible amount of water
Desire and within a few minutes. According to the invention
It is therefore proposed to proceed in this way when dewatering heaps of the above type,
that the drainage material has unsaturated, capillary suction capacity and the
Dewatering material that snatches away moisture and binds absorbent bodies,
such as silica gel, ceramic materials, sintered bodies or the like. Added
whose grain size is preferably larger than that of the material being drained and
which are separated again from the dewatered material after a certain period of exposure
will. As practice has shown, the pile becomes the better and more extensive
drained, if as far as possible pre-drainage is carried out with it
has been, d. H. the drainage material by means of pre-drainage to a water content
is brought, the lower limit of which is due to the economics of the previously used
Dehydrating agent is intended. This is the case with the dewatering of fine coal
Water content between 10 and 15%, provided for the reasons mentioned above on a
Centrifuge drainage is dispensed with. The residual moisture from the pile can
can then be removed in a simple manner that the drainage material in
a device, for example a mixing drum, or in an ordinary one
Brings drainage bunker with the absorbent bodies according to the invention and evenly
mixed. The latter then tear out of the due to their capillary suction capacity
In the vicinity of the pile to be dewatered, the liquid up to the limit of its absorbency
at. Since the saturation of the absorbent body takes place within a few minutes, there is only one
short residence time required for the mixture, so that the absorbent body of your
Drainage material can soon be separated again, for example by subsequent
Sieving the pile. Such a sieving can then be special
simple
be carried out if the grain size of the absorbent body used is larger than that
of the debris to be drained. The sieving can then be done on a normal sieving machine
can be carried out gently at low acceleration. -Of course it is also possible
the last part of the mixing drum used to mix the piles as a sieve drum
train, with the dewatered material in the flow and with moisture
loaded absorbent body can be obtained in the overflow of the sieve drum or sieve machine.
Es sei hier erwähnt, daß bei der Entwässerung körniger Haufwerke,
insbesondere bei der Entwässerung von Kohlenschlämmen, der Zusatz von die Entwässerung
begünstigenden Festkörpern bekannt ist. Dabei werden in einem Falle dem zu entwässernden
Schlamm Feststoffe beigemengt, die als Filter den Schlamm durchsetzen und dadurch
eine Entwässerung durch anschließendes Pressen ermöglichen. Der Zusatz der Faserstoffe
erfolgt dabei also ausschließlich zu dem "Zweck, das nachfolgende Abfiltrieren bzw.
Auspressen der Flüssigkeit aus solchen Schlämmen zu vereinfachen, und zwar dadurch,
daß die Faserstoffe gewissermaßen als zusätzliches Filter wirken, nämlich die Kohlepartikel
und nicht etwa die Flüssigkeit an sich binden sollen. Damit unterscheidet sich dieses
Verfahren aber grundsätzlich von dem nach der Erfindung, weil bei letzterem das
Wasser von den Saugkörpern begierig aufgenommen, also an letztere gebunden wird,
ohne daß es nötig wäre, das körnige Haufwerk, um es vom Wasser zu trennen, einer
Filtrierung oder gar einem Auspreßvorgang zu unterwerfen. Die Trennwirkungen sind
also hier ganz anderer, geradezu entgegengesetzter Art. Das gleiche gilt auch im
Hinblick auf ein anderes, bekanntgewordenes Verfahren, bei dem den zu entwässernden
Schlämmen, insbesondere den Flotationsabgängen aus der Kohle- und Erzaufbereitung,
poröse Festkörper in Gestalt körniger, nicht zu kolloidaler Bindung mit dem Wasser
neigende Stoffe, z. B. Abfallstoffe, wie Koksgrieß bzw. Koksasche, zugesetzt werden.
Diese Stoffe sollen also nicht etwa das Wasser an sich binden, sondern lediglich
die Filterwirkung bzw. das Auspressen des Wassers in einer Filterpresse verbessern
helfen, und zwar dadurch, daß die beigemischten Stoffe die kolloidale Bindung der
feinsten Schlammpartikeln an das Wasser weitgehendst zerstören. Es handelt sich
hier also nicht wie beim erfindungsgemäßen Verfahren um Festkörper, die auf Grund
ihres kapillaren Saugvermögens in der Lage sind, dem zu entwässernden Gut die Feuchtigkeit
zu entreißen und sie aufzunehmen, sondern um Stoffe, die lediglich die zwischen
dem Entwässerungsgut und dem anhaftenden Wasser stehenden Bindungskräfte aufheben
und auf diese Weise die Trennung des Wassers von dem Entwässerungsgut begünstigen.
In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß zwar die Porosität von Festkörpern
Voraussetzung für deren kapillares Saugvermögen ist, daß aber dennoch eine große
Zahl poröser Körper keine kapillare Saugwirkung besitzt. Das hängt nämlich entscheidend
davon ab, ob die betreffenden Flüssigkeiten in bezug auf den porösen Körper benetzend
sind oder nicht. Nur im ersteren Falle kann nämlich die Flüssigkeit in die Kapillaren
des Porenkörpers eindringen, während sie es im letzteren Falle nicht tut.It should be mentioned here that when draining granular heaps,
especially in the dewatering of coal sludge, the addition of the dewatering
favoring solids is known. In one case, this is the one to be drained
Sludge solids added, which penetrate the sludge as a filter and thereby
allow drainage by subsequent pressing. The addition of fiber
is therefore carried out exclusively for the "purpose of the subsequent filtration or
To simplify the squeezing out of the liquid from such sludge by,
that the fibrous materials act as an additional filter, namely the carbon particles
and not supposed to bind the liquid to itself. This differs from this
The method, however, basically differs from that according to the invention, because in the case of the latter the
Water is eagerly absorbed by the absorbent bodies, i.e. bound to the latter,
without the need for the granular pile to separate it from the water, one
Filtration or even a squeezing process. The separation effects are
so here a completely different, downright opposite kind. The same also applies in the
With regard to another, known method, in which the to be dewatered
Sludge, especially the flotation waste from coal and ore processing,
porous solids in the form of granular, not too colloidal bond with the water
prone substances, e.g. B. waste materials, such as coke grits or coke ash, are added.
These substances should not bind the water to themselves, but only
Improve the filtering effect or the squeezing out of the water in a filter press
help, namely, that the added substances the colloidal binding of the
Destroy the finest sludge particles in the water as much as possible. It is about
So here not, as in the case of the method according to the invention, about solids that are due to
their capillary suction capacity are able to absorb moisture from the material to be dehydrated
to snatch them away and to absorb them, but to substances that are merely the between
Remove the binding forces from the drainage material and the adhering water
and in this way favor the separation of the water from the drainage material.
In this context it should be pointed out that the porosity of solids
A prerequisite for their capillary pumping speed is that, however, a large one
Number of porous bodies has no capillary suction. That depends crucially
depends on whether the liquids in question are wetting with respect to the porous body
are or not. Only in the first case can the liquid get into the capillaries
penetrate the pore body, while it does not in the latter case.
Um den Verbrauch der erfindungsgemäß zu verwendenden, kapillares Saugvermögen
besitzenden Festkörper möglichst gering zu halten, werden die Saugkörper nach ihrem
Abtrennen von dem Entwässerungsgut in einer Trockenapparatur regeneriert und anschließend
wieder mit neuem Entwässerungsgut vermischt. Da in den meisten Betrieben der Rohstoff-und
Grundstoffindustrie Wärme von niedrigem Temperaturwert in reichlichem Maße zur Verfügung
steht, läßt sich eine solche Trocknung in einfacher und billiger Weise ohne weiteres
durchführen. Da sich die Zeiten für die Wasseraufnahme und die Wasseraustreibung
der Entwässerungskörper genau festlegen lassen, ist es ohne weiteres möglich, das
neue Trocknungsverfahren vollkontinuierlich durchzuführen.To the consumption of the capillary pumping speed to be used according to the invention
To keep solids as low as possible, the absorbent bodies are after their
Separation from the material to be dewatered in a drying apparatus and then regenerated
mixed again with new drainage material. As in most of the factories of the raw material and
Primary industry heat of low temperature value is available in abundance
such drying can be carried out in a simple and inexpensive manner without further ado
carry out. Since the times for water absorption and expulsion
Let the drainage body be precisely determined, it is easily possible that
carry out new drying processes fully continuously.
Am Beispiel der Entwässerung von Feinkohle mit einer Kornspanne von
10 bis 0 mm sei das neue Verfahren noch eingehender erläutert. Nachdem die Feinkohle
in normalen Entwässerungsstürmen hinreichend vorentwässert worden ist, wird sie
vor ihrer Verladung einer Mischtrommel zugeführt, in der sie mit den kapillares
Saugvermögen besitzenden Entwässerungskörpern zusammengebracht und gut durchgemischt
wird. Nach einer etwa 8 bis 10 Minuten währenden Verweilzeit verläßt die entwässerte
Feinkohle zusammen mit den Entwässerungskörpern die Mischtrommel, um anschließend
auf einer Siebmaschine mit geringer Neigung schonend getrennt zu werden, und zwar
in die fertig entwässerte Kokskohle und in die gesättigten Entwässerungskörper.
Letztere werden dann einer Trockentrommel zugeführt, in der sie regeneriert werden.
Aus der Trockentrommel heraus können die Entwässerungskörper, beispielsweise unter
Verwendung eines Zwischenbunkers und einer Dosiereinrichtung, die zweckmäßigerweise
von der Menge des Entwässerungsgutes gesteuert wird, wieder mit neuem Entwässerungsgut
zusammengebracht werden. Der Durchlauf-Trockenofen für die Entwässerungskörper kann
mit den auf jeder Zeche im Abdampf oder in den Abgasen reichlich vorhandenen Wärmemengen
bei einer Temperatur von 100 bis 110° C beheizt werden. Zweckmäßig ist es dabei,
den Trockenofen im Gegenstrom mit vorgewärmter Frischluft zu beheizen.Using the example of the dewatering of fine coal with a grain range of
10 to 0 mm, the new method will be explained in more detail. After the silt
has been sufficiently pre-drained in normal drainage storms, it becomes
fed to a mixing drum prior to loading, in which they are combined with the capillaries
Drainage bodies with absorbency are brought together and mixed well
will. After a residence time of about 8 to 10 minutes, it leaves the dehydrated
Fine coal together with the drainage bodies the mixing drum to subsequently
to be gently separated on a screening machine with a low inclination, namely
into the completely drained coking coal and into the saturated drainage bodies.
The latter are then fed to a drying drum in which they are regenerated.
From the drying drum out, the drainage body, for example under
Use of an intermediate bunker and a metering device, which is expedient
is controlled by the amount of drainage material, again with new drainage material
be brought together. The conveyor drying oven for the drainage body can
with the amount of heat that is abundant in the exhaust steam or in the exhaust gases on every colliery
be heated at a temperature of 100 to 110 ° C. It is useful
to heat the drying oven in countercurrent with preheated fresh air.
Sofern Haufwerke entwässert werden sollen, deren Körnung größer als
die der Trockenkörper ist, so kann man letztere in feuchtigkeitsdurchlässigen Beuteln
oder dergleichen Behältern unterbringen und sie in dieser Form mit dem Entwässerungsgut
vermischen. Da die in der Trockenstufe verwendeten Temperaturen verhältnismäßig
gering sind, lassen sich solche Beutel wiederholt verwenden, so daß Verluste an
Trockenmaterial praktisch ausgeschlossen sind.If heaps are to be drained, their grain size is greater than
which is the dry body, the latter can be put in moisture-permeable bags
or the like to accommodate containers and they in this form with the drainage material
mix. Since the temperatures used in the drying stage are relatively
are small, such bags can be used repeatedly, so that losses occur
Dry material are practically excluded.
Schließlich sei noch bemerkt, daß das Abtrennen der Entwässerungskörper
von dem entwässerten Gut nicht nur durch Absieben, sondern auch durch andere bekannte
Trennverfahren vorzunehmen ist. Beispielsweise ist es ohne weiteres möglich, bei
Verwendung magnetischer Sinterkörper als Entwässerungsmaterial letzeres magnetisch
von dem Entwässerungsgut abzuscheiden.Finally it should be noted that the separation of the drainage body
of the dehydrated material not only by sieving, but also by other known ones
Separation process is to be carried out. For example, it is easily possible at
Use of magnetic sintered bodies as drainage material, the latter being magnetic
to be separated from the drainage material.