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Verfahren zur Brikettierung von künstlichen oder natürlichen Stoffen
mittels eines Bindemittels Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Brikettierung
von künstlichen oder natürlichen Stoffen mittels eines Bindemittels.
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Erfahrungsgemäß besteht für jeden Stoff eine Korngröße, oberhalb der
keine genügend festen Briketts mehr hergestellt werden können. Je kleiner aber die
Korngröße des zu brikettierenden Stoffes ist, um so höher muß der Preßdruck bemessen
und um so mehr Bindemittel muß wegen der großen Gesamtoberfläche der Körner beigegeben
werden.
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Ferner ist schon beschrieben worden, daß zur Erzielung guter Festigkeitseigenschaften
unter Aufwendung der geringsten Verformungsarbeit dasjenige Kornband am geeignetsten
ist, dessen Siebdurchgangslinie sich möglichst der Fuller-Kurve angleicht, bei der
also das Lückenvolumen sich einem Minimum nähert. Auch wurde bei der Brikettierung
angestrebt, zu dem Grobkorn so viel Feinkorn zuzumischen, daß eine weitgehende Ausfüllung
des Lückenvolumens durch das Feinkorn erfolgt. Um jedoch aus einem Brikettiergut
ein Gemisch herzustellen, das ein möglichst geringes Lückenvolumen aufweist, war
der Fachmann bisher auf Versuche angewiesen. Da jedes Mischungsverhältnis zu einem
anderen Lückenvolumen führt, ist insbesondere, wenn es sich um ausgesprochen grobe
oder sehr. feine Stoffe handelt, eine große Zahl von Versuchen erforderlich, um
das jeweils günstigste Mischungsverhältnis herauszufinden.
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Die Erfindung ist aus der Aufgabe entstanden, ein Verfahren zum Brikettieren
eines künstlichen oder natürlichen Stoffes zu schaffen, das es gestattet, aus verschiedenen
Kornklassen dieses Stoffes dasjenige Mischungsverhältnis zu errechnen, bei dem das
Gemisch das geringste Lückenvolumen aufweist, d. h. die dichteste Packung
besitzt. Die Lösung besteht erfindungsgemäß darin, daß der Anteil D jeder
Kornklasse nach Formel D = (klk."#,)"3 bestimmt wird, in der
k die Korngröße der entsprechenden Kornklasse und k.. die maximale
Korngröße bedeutet. Auf diese Weise erhält man ohne jede Versuchsarbeit ein Gemisch,
das die dichteste Packung aufweist. Es hat sich gezeigt, daß ein solches Gemisch
bei der Verpressung zu Briketts nicht nur den Vorteil bietet, daß die Festigkeit
der Briketts erheblich erhöht wird, sondern auch, daß selbst im gröberen Kornbereich
beträchtlich an Bindemitteln gespart werden kann, und zwar um so mehr,
je größer die Anzahl der Kornklassen ist, in die der zu brikettierende Stoff
zerlegt wird.
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Will man entsprechend der Erfindung z. B. aus einem Stoff mit maximalem
Korndurchmesser von 4 mm die dichteste Packung herstellen, so errechnet sich
für k = 3 mm der Anteil D nach der Formel
D
= (klk...)113 zu (3/4)113 = 90,7 "/" d. h., es müssen
90,7 0/, unter und 100-90,7 = 9,3 0/, über 3 mm, also in der
Kornklasse 4 bis 3 mm, liegen. Die entsprechende Rechnung ergibt für
k = 2 mm einen Anteil D
= (2/4)111 = 79,41/"
d. h., es müssen 79,4"/, unter und 90,7-79,4- = 11,3 % über 2 mm,
also in der Kornklasse 3 bis 2 mm, liegen, usf. Mischt man nun die so errechneten
Anteile jeder Kornklasse miteinander, so weist das Gemisch die dichteste Packung
auf.
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Bei der Herstellung des Gemisches gemäß der Erfindung kann es vorkommen,
daß von einer oder mehreren Siebfraktionen ein Rest verbleibt. Handelt es sich dabei
um gröberes Korn, so kann dieses nach Zerkleinerung in einer geeigneten Mühle der
Aufgabe wieder zugeführt und auf die vorher gewonnenen einzelnen Siebfraktionen
aufgeteilt werden. Besteht der Rest aus feinem Korn, so wird dieses vorteilhaft
für sich brikettiert. Auch dann wird - auf die Gesamtmenge des zu brikettierenden
Stoffes bezogen -
noch eine beträchtliche Ersparnis an Bindemitteln erzielt.
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Ausführungsbeispiel Es wurden Briketts aus Manganerz mittels Sulfitablauge
als Bindemittel hergestellt. Zum Vergleich wurde das Erz zuerst in der angelieferten
Korngröße, und zwar jeweils mit 5, 4 und 3 0/" Lauge, verpreßt. Danach
wurde das Erz auf eine maximale Korngröße
von 2 mm zerkleinert und
ebenfalls mit 5, 4 und 3 0/, Lauge brikettiert. Alsdann wurde das
Erz gemäß der Erfindung in mehrere Siebfraktionen zerlegt und aus den Siebfraktionen
nach der erwähnten Formel D
= (k/km"#,)113 ein Gemisch - mit
der dichtesten Packung hergestellt. Dieses Gemisch wurde jeweils mit 5, 4,
3 und 2 "/, Sulfitablauge versetzt und brikettiert.
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Das jeweilige Brikettiergut besaß folgenden Kornaufbau:
| Gewichtsprozent |
| Korngröße des des auf 2 de |
| angelieferten ..rkl"ie=en dichtesten |
| (MM) Erzes Erzes Packung |
| 4 bis 3 1,3 9,3 |
| 3 bis 2 1,3 - 11,3 |
| 2 bis 1 4,5 4 ' 6 164 |
| 1 bis 0,5 9,3 9 5 13:1 |
| 0,5 bis 0,3 10,4 10:7 7,9 |
| 0,3 bis 0,1 43,5 44,7 12,8 |
| < 0,1 29,7 30,5 29,2 |
| loo,0 loo,0 100,0 |
| Mittlere Korn- |
| größe (mm) 0,29 0,37 1,02 |
Die hieraus hydraulisch bei einem Druck von
500 kg/CM2 hergestellten Briketts
wiesen folgende Eigenschaften auf:
| Brikettiergut |
| in angeliefertem nach Zerkleinerung |
| Zustan( auf 2 nun in der dichtesten Packung |
| Laugezusatz, 0/, ....... 5 4 3 5
4 3 5 4 3 2 |
| Raumgewicht, g/cm3 ... 1 1, 1 :,0 1, #O 1,85 1,82 222
1 2 10 206 2,04 |
| Festigkeit, kg/CM2 75 j 4,7 28 8,5 2,8 1 |
| .... |
| : 1,4 26:9 22:8 11:8 2,8 |
Aus dieser Tabelle geht hervor, daß die erfindungsgemäß hergestellten Briketts bei
gleichem Bindemittelaufwand beträchtlich höhere Festigkeiten besitzen als diejenigen,
die aus einem Brikettiergut mit dem herkömmlichen Kornaufbau verpreßt worden sind.
Weiterhin sieht man aus der Tabelle, daß man bei der Erfindung zur Erzielung von
Briketts mit einer gewünschten Festigkeit mit einem erheblich geringeren Bindemittelbedarf
als bisher auskommt.
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In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, den zu brikettierenden
Stoff, beispielsweise Erz, in zwei Mischungen oder mehr aufzuteilen, von welchen
jede die dichteste Packung aufweist. Ein Beispiel für eine solche Aufteilung gibt
die nachstehende Tabelle wieder:
| Gewichtsprozent |
| Korngröße des der der |
| (in angelieferten Mischung 1 Mischung II |
| Erzes |
| 5 bis 4 35 3,5 |
| 4 bis 3 4:5 4,5 |
| 3 bis 2 ii,o 5,0 6,0 |
| 2 bis 1 16 5 7,5 9,0 |
| 1 bis 0,5 1430 |
| 1 6:5 7,5 |
| 0,5 bis 0,3 8> 0 35 4,5 |
| 0,3 bis 0,1 13 ' 0 6,0 i 7,0 |
| < 0,1 29,5 1315 16,0 |
| lo0,0 50,0 50,o |
Enthält das Brikettiergut in angeliefertem Zustand verhältnismäßig wenig Feinkorn,
so werden vorteilhaft aus dem Rohgut ohne vorherige Zerkleinerung eine oder mehrere
Mischungen mit der dichtesten Packung hergestellt. Das restliche Gut kann dann nach
Zerkleinerung in der Kornzusammensetzung, wie es aus der Mühle austritt, brikettiert
werden. Es ist aber auch möglich, aus dem gemahlenen Gut eine Mischung mit der dichtesten
Packung herzustellen und dieses Gemisch zu brikettieren. Die nachstehende Tabelle
gibt ein Beispiel für die Aufteilung eines Erzes mit geringem Feinkornanteil in
zwei Mischungen mit der dichtesten Packung wieder:
| Gewichtsprozent |
| Korngröße |
| des sder i- der Mi- des |
| angelieferten ;ch"#g I schung 11 Restes |
| (MM) Erzes |
| 20 bis 10 5 5,0 - - |
| 10 bis 5 10 3,8 5,6 0,6 |
| 5 bis 3 13 2,4 32 7,4 |
| 3 bis 1 27 3,8 5:4 17,8 |
| 1 bis 0,5 15 1,9 2 , 7 10,4 |
| 0,5 bis 0,3 9 1 1,0 1,6 6,4 |
| 0,3 bis 0,1 11 1,9 2,4 6,7 |
| < 0,1 10 4,1 5,9 - |
| 100,0 23,9 26,8 49,3 |