DE1783102B1 - Verfahren zur Aufbereitung von kohlehaltigem Bergematerial - Google Patents

Description

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teilung der Kohle, daß das Bergeprodukt zur un- Zyklons geschiedenen, an Bergen angereicherten

mittelbaren grobkeramischen Weiterverarbeitung ge- Teile entnommen wurde, auf die erforderliche Menge

eignet ist. ergänzt. Diese Kornklasse kann auch ergänzt werden

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß Bergemate- durch Zumischen des bei der Zerkleinerung der rial einer Sinkscheidung in Hydrozyklonen unter- 5 Stücke über 80 mm entstehenden Anteils unter 1 mm

worfen sind, und zwar mit einer Schwertrübe mit Korngröße. Von dem mit dem Zyklon an Bergen an-

einer Wichte von 1,22 bis 1,45. Dadurch ist es mög- gereicherten Teile können die Körnchen bis 3 mm

lieh, ein Bergeprodukt mit dem erstrebten Kohle- Größe z. B. mit einem Vibratorsieb getrennt werden,

gehalt in homogener Verteilung zu erhalten. Die bergereiche Fraktion enthält noch eine gewisse

Das Verfahren der Erfindung zur Aufbereitung io Ideine Menge an Kohle in Form von feinen, in

von kohlehaltigem Bergematerial unter Gewinnung Mineralsubstanz gebetteten Pigmenten oder feinen

einesteils von Kohle und andernteils von zur un- Adern. Diese Fraktion kann mit großem Vorteil als

mittelbaren grobkeramischen Weiterverarbeitung ge- Zusatzstoff zur Ziegelfabrikation verwendet werden,

eignetem Bergeprodukt ist im wesentlichen dadurch denn beim Brennen der Ziegel wird nicht nur durch gekennzeichnet, daß kohlehaltiges Bergematerial 15 Verbrennen ihres Kohlegehalts dessen Wärmeinhalt

zum Zwecke der Gewinnung eines Bergeprodukts mit nutzbar gemacht, sondern diese Fraktion ist auch

einem auf höchstens 30% eingestellten und homogen nach der Zusammensetzung des Bergematerials dazu

verteilten Kohlegehalt als Brennstoff für die nach- geeignet, dem Grundstoff der Ziegel beigemischt zu

folgende grobkeramische Weiterverarbeitung einer an werden. Das Bergematerial ist gewöhnlich als Magesich bekannten Sinkscheidung unterworfen wird und 20 rungsmittel gut zu verwenden, so daß hierdurch das

die Trennung von Kohle und Bergeprodukt mittels Trocknen der Ziegel beschleunigt wird. Der Kohle-

Hydrozyklonen erfolgt und in den Hydrozyklonen inhalt wiederum beschleunigt das Brennen der Ziegel,

eine Schwertrübe mit einer Wichte von 1,22 bis 1,45 Als Zusatzstoff für die Ziegelfabrikation kann mit

angewendet wird. " besonderem Vorteil die Fraktion bis 3 mm Korn-

Der Kohlegehalt des aufbereiteten Bergematerials 25 größe verwendet werden.

wird durch die entsprechende Einstellung der Trübe- Der Anteil an Körnern unter 3 mm kann auch sehr

wichte den jeweiligen Anforderungen gemäß ein- gut als Zusatzstoff zum Leichtbeton verwertet

gestellt. Dadurch wird erreicht, daß in dem Berge- werden.

produkt jeweils der der grobkeramischen Anwen- Das auf einen entsprechenden Kohlegehalt eindung entsprechende Energieträger in homogener Ver- 30 gestellte Bergematerial ermöglicht auf dem Sinterteilung vorhanden ist. Der Kohlegehalt oberhalb der rost durch Blähung die Herstellung eines Leichtnotwendigen Menge des ursprünglichen Berge- betonzusatzstoffes, zu dessen Ausbrennen außer der materials wird als reine Kohle erhalten. Initialzündung keine weitere Energie eingetragen

Die Menge des als Schwermittel bei der Sinkschei- werden muß.

dung dienenden feinkörnigen Bergematerials erhält 35 Das Verfahren der Erfindung soll an folgenden

man in den meisten Fällen schon zum größten Teil Beispielen erläutert werden:

durch die Zerkleinerung des Haldengutes auf die 1. Aus der Bergehalde sandigen Charakters von Korngröße unter 30 mm. Nötigenfalls kann die Somsäly (Ungarn) wurde abgesiebtes Gut von Korn-Menge des Feinkornes durch Teilrückführung und größen bis 15 mm einem Hydrozyklon aufgegeben. Wiederaufgabe ergänzt oder das dieser Kornklasse 4° Der Anteil des Guts bis 1 mm Korngröße betrug entsprechende Gut dem an Bergen angereicherten 49 %. Die Kornverteilung des Teiles bis 1 mm war: Teil entnommen und der Arbeitstrübe zugegeben
werden. 1,0 bis 0,5 mm 48,5%

Es wurde festgestellt, daß eine Berghalde von 0 5 bis 0 05 mm 39 8%

tonigem Charakter, die mehr als 10% Tonmineralien 45 ' „'„,. „' ,

enthält, als Trübe von 1,32 bis 1,36 mit gutem Aus- ^unter °'^{05 1}^ ⁿ'⁷°^/o

bringen der Kohle verarbeitet werden kann. Sandige insgesamt 100,0 %

Halden, welche unter 10% Ton und über 25% Sand

enthalten, können vorteilhaft bei einer Trübewichte Die Trübe wurde — auf 100 kg trockenes Gut ge-

von 1,22 bis 1,31 verarbeitet werden. Bergehalden 50 rechnet — mit 120 kg Wasser angesetzt und hat eine

mit schieferigem Gut, die über 50% schieferige Wichte von 1,303 kg/1. Die Trübe wurde mit einem

Berge, unter 10% Ton und unter 25% Sand ent- Druck von 0,4 bis 0,5 atü durch einen Zyklon

halten, werden vorteilhaft mit einer Trübe von 1,24 (Durchmesser 250 mm, Kegelwinkel 60°) getrieben;

bis 1,34 Wichte verarbeitet. der Durchsatz war stündlich 18,61 Bergematerial.

Bei der Verarbeitung des Bergematerials kann 55 Bei einem Kohlegehalt der Bergehalde von z.B. in der Weise verfahren werden, daß das luft- 13,82% wurde durch das Trennen im Zyklon ertrockene Gut mittels Rosten, deren Spaltweite ent- halten: 2540 kg kohlereiche Fraktion mit 91,8% sprechend den Abmessungen der in der Halde ent- Kohlegehalt, so daß die kohlereiche Fraktion 90,7 % haltenen Stückberge gewählt wurde, in zwei Teile ge- des Kohlegehalts der Bergehalde enthielt, während trennt wird, z.B. in einen Teil von 0 bis 80mm 60 an Bergen 98,4% des Gesamtbergegehalts ausKorngröße und einen Teil, der die größeren Berge- gebracht wurden.

stücke enthält. Der die kleineren Stücke enthaltende Von der an Bergen angereicherten Fraktion wurde Teil wird auf die Korngröße 0 bis 30 mm zerkleinert. durch Aufgabe auf einen Vibrator von 2 mm Loch-Wenn dieses zerkleinerte Gut die zum Betrieb des weite die Fraktion der Korngröße bis 2 mm getrennt, Zyklons (oder anderer zweckentsprechenden Geräte) 65 deren Menge 11,41 betrug. Diese Fraktion wurde erforderliche Menge an Korn unter 1 mm nicht ent- weiter in Fraktionen der Kornklassen unter 1 mm hält, so wird diese aus der Fraktion gleicher Korn- und von 1 bis 2 mm zerlegt, deren Menge 9,11 bzw. größe, welche den in einem früheren Arbeitsgang des 2,5 t betrug. Der Kalorieninhalt dieser Produkte war

45 bzw. 33 kcal/kg. Die Fraktion über 2 mm betrug gefertigt und die Ziegel unter Einschütten von

4,4 t. 150 kg Kohle mit 3000 Kalorien Heizwert in einem

2. Haldenmaterial von Tatabänya (Ungarn) von Ringofen gebrannt. Die Druckfestigkeit der erzeugten tonigem Charakter mit einem Kohlegehalt von 23 % Ziegel beträgt 107 kg/cm², ihr Gewicht pro Stück wurde auf Korngrößen unter 20 mm zerkleinert. Die 5 2,8 kg, ihre Wasseraufnahmefähigkeit 33,8 %.
Trübe wurde mit Wasser auf Wichte 1,38 eingestellt. b) Die gemäß Beispiel 3 gewonnene Fraktion mit Die Kornverteilung unter lmm von 59% des ge- einem Heizwert von 850 kcal/kg wurde zwecks bessamten Trockengutes war folgende: serer Anwendbarkeit in den ziegelindustriellen Naßformmaschinen mit 2% Plastikator vermischt. Die

1 0 bis 0 5 mm 31% ^lo geformten rohen Ziegel wurden getrocknet und in

einen Ringofen gesetzt. Bei ständigem und eingeüb-0,5 bis 0,05 mm 47 % _{tem Betrieb} ^_1nJ_{6 zum} vollkommenen Ausbrennen

unter 0,05 mm 21 % kein fremdes Heizmaterial benötigt, da die zum Ausbrennen notwendige Kohle im Rohmaterial homogen

Durch einen Zyklon von 250 mm Durchmesser 15 verteilt vorhanden ist. Die Kohlemenge beträgt in wurden mit einem Druck von 0,5 atü stündlich diesem Fall maximal 15 %, auf Kohle mit 28,6 t Material geleitet. Die Menge der überlaufen- 7000 kcal/kg gerechnet. In den meisten Fällen wurden kohlereichen Fraktion betrug am Überlauf den zur Leitung des Feuers auch etwa 20 bis 40 kg 5,9 t/h, ihr Kohlegehalt 94,2%, so daß die kohle- Steinkohle für je eintausend Normalziegel beigegeben, reiche Fraktion 84,6% des Kohlegehalts der Halde 20 Die Druckfestigkeit der auf diese Weise hergestellten enthielt. Die bergereiche Fraktion am Unterlauf be- sogenannten Klinkerziegel erreichte 300 kg/cm²,
trug 22,7 t/h, von welcher mit Korngrößen über _ _rf , ., .
2 mm 8 t/h getrennt wurden, während das Gut mit ^. z,ementraDriKation
Korngröße bis 2 mm 14,7 t/h betrug. Der Kalorien- Die gemäß Beispiel 2 erhaltene Fraktion der Korngehalt dieser Produkte war 446 bzw. 496 kcal/kg. 25 größe bis 1 mm mit einem Heizwert von 460 kcal/kg

3. Polnisches Haldenmaterial mit schieferigem Cha- wurde in 20%iger Menge mit 80% Mergel und Ton rakter, welches 25% Kohle enthielt, wurde auf Korn- der Zementfabrikation gemischt und in einem Drehgrößen bis 20 mm zerkleinert. Die Arbeitstrübe ofen zum Sintern gebrannt. Die Güteangaben des erwurde durch Zugabe des aus dem vorhergehenden haltenen Zementes sind: Druckfestigkeit 636 kg/cm², Arbeitsgang des Zyklons gewonnenen feinkörnigen 30 die übrigen Angaben entsprechen der Norm. Aus Gutes als Schwermittel gebildet; dieser wurde so viel dem gleichen Zementrohstoff, jedoch ohne Zugabe Wasser zugesetzt, daß die Wichte 1,3 kg/1 betrug. Der von Bergehaldematerial erzeugter Zement wies eine Anteil des festen Gutes betrug 42,4%. Die Korn- Druckfestigkeit von 640 kg/cm² auf.

verteilung der Kornklasse bis 1 mm war folgende: Dieselben Ergebnisse wurden auch in dem Falle

35 erreicht, wo 20% Haldenmaterial, ohne Mergel und

1 0 bis 0 5 mm . 42 5 % Ton, zu etwa 80 % Kalkstein zugemischt wurden.

0,5 bis 0,05 mm ... 41,5% 6. Leichtbetonzuschlagstoff

unter 0,05 mm 16,0 % _{Die gemäß BfäspM} 3 g_ewonn_ene Fraktion mit

insgesamt 100,0% 40 einem Heizwert von 800 kcal/kg, Korngröße unter

3 mm, wurde als Rohmaterial nach entsprechender

Bei einem Zyklon von 250 mm Durchmesser, Vorbereitung (Verformung) auf einen Sinterrost do-0,5 atü Druck und einem Durchsatz von 19,3 t/h war siert aufgegeben und hier ein Leichtbetonzuschlagdie Menge der kohlereichen Fraktion im Überlauf stoff durch Blähung gesintert. Zum Ausbrennen muß 4,2 t/h mit einem Kohlegehalt von 85,4%. Das Aus- 45 außer einer Initialzündung mit Erdgas oder Öl in bringen an Kohle, bezogen auf den Gesamtkohle- einer Menge von 110 kcal/kg Sinterprodukt keine bestand der Halde, war 75,6%; der Kaloriengehalt! weitere Energie eingetragen werden. Das abgekühlte der Bergefraktion bis 1 mm betrug 875 kcal/kg und Sintergut hat ein Volumgewicht von 0,7 kg/1 und eine der der Fraktion 1 bis 2 mm 833 kcal/kg. gute Druckfestigkeit.

. t, ·ι +; 5° Nach Zerkleinerung und Sortierung wurde der

4. ZAegeilaDnitatron Leichtbetonzuschlagstoff mit Portlandzement unter

a) Die gemäß Beispiel 3 gewonnene Fraktion mit nötiger Wasserzugabe verformt. Die so hergestellten

einem Heizwert von 850 kcal/kg wurde in einer Bauelemente haben eine Druckfestigkeit von 180 bis Menge von 885 kg mit 2050 kg Ziegeleiton ge- 350 kg/cm³ und gute Wärme- und SchalHsolationsmischt. Daraus wurden eintausend Ziegelsteine an- 55 werte.

Claims (5)

1 2 halden gesammelt. Falls dieselben verwertet werden Patentansprüche: sollten, konnte dies nur unter besonderen Schwierigkeiten mittels spezialer Einrichtungen und Verfahren

1. Verfahren zur Aufbereitung von kohlehalti- vorgenommen werden. Die Bergehalden nehmen begem Bergematerial unter Gewinnung einesteils 5 deutende nutzbare Flächen in Anspruch, und zufolge von Kohle und andernteils von zur unmittelbaren der langsamen Oxydation, oft der Selbstentzündung grobkeramischen Weiterverarbeitung geeignetem des noch darin befindlichen brennbaren Materials, Bergeprodukt, dadurch gekennzeichnet, verursachen sie die Verunreinigung der Luft—wobei daß kohlehaltiges Bergematerial zum Zwecke der auch das brennbare Material verlorengeht —, so daß Gewinnung eines Bergeprodukts mit einem auf io die wirtschaftliche Verwertung derselben bzw. die höchstens 30% eingestellten und homogen ver- restlose Beseitigung der Halden wünschenswert ist. teilten Kohlegehalt als Brennstoff für die nach- Bezüglich Verwertung solcher Halden bzw. der folgende grobkeramische Weiterverarbeitung einer Gewinnung ihres restlichen Kohlegehaltes ist ein Veran sich bekannten Sinkscheidung unterworfen fahren bekannt, nach welchem Bergehaldenmaterial, wird, die Trennung von Kohle und Bergeprodukt 15 dessen Kaloriengehalt einen Mindestwert übersteigt, mittels Hydrozyklonen erfolgt, wobei in den nach entsprechender Zerkleinerung in einer beson-Hydrozyklonen eine Schwertrübe mit einer Wichte deren Einrichtung verbrannt und seine Wärmeenergie von 1,22 bis 1,45 angewendet wird. in dieser Weise nutzbar gemacht wird. Hierzu ist je-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- doch eine teure, spezielle Feuerungsanlage erforderkennzeichnet, daß für die bei der Trennung ange- 20 lieh, die mit anderen Kohlen der üblichen Güte nicht wandte Schwertrübe ausschließlich die in dem betrieben werden kann.

Bergematerial vorhandenen Feinanteile angewen- Zur vollständigen Verarbeitung von Bergehalden

det werden. des Kohlebergbaues ist auch ein Verfahren bekannt,

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- bei welchem das Haldenmaterial auf Rosten besonkennzeichnet, daß von dem bei der Aufbereitung 25 derer Bauart erhitzt wird und sein unverbrennbarer erhaltenen bergereichen Teil, gegebenenfalls von Anteil als Zusatzstoff für Leichtbeton verarbeitet wird, dem bei Zerkleinerung der größeren Bergestücke Auf diese Weise ist jedoch nur ein begrenzter Teil erhaltenen Gut, der Anteil bis 3 mm Korngröße des Haldenmaterials verwertbar; außerdem wird der mit einem Kohlegehalt von maximal 25 °/o (auf Kalorieninhalt des Haldenmaterials hierbei nicht ent-Kohle mit 7000 kcal/kg) getrennt wird. 30 sprechend ausgenutzt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Es ist auch bekannt, aus Steinkohlenschiefer oder kennzeichnet, daß von dem bei der Aufbereitung Waschbergen poröse keramische Massen unter gleicherhaltenen bergereichen Teil der Anteil bis 3 mm zeitiger Gewinnung von Wärme dadurch herzustellen, Korngröße mit einem Kohlegehalt von maximal daß das kohlehaltige Gut auf geeignete Korngröße 15 ⁰Zo (in Kohle mit 7000 kcal/kg gerechnet) ge- 35 zerkleinert und dann in einem Drehofen bei geeigtrenntwird. neter Temperatur, gegebenenfalls unter Zusatz von

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Brennstoffen oder durch Zuführung von Wärme zu kennzeichnet, daß von dem bei der Aufbereitung dem Drehrohrofen, ausbrennt.

erhaltenen bergereichen Teil der Anteil bis 30 mm Weiterhin ist bekannt, zur Herstellung von kohlen-

Korngröße mit einem Kohlegehalt von maximal 40 stoffhaltigen feuerfesten Schamotteerzeugnissen einem 25% (in Kohle mit 7000 kcal/kg gerechnet) ge- Gemisch von Ton oder Schamotte Waschberge mit trennt wird. einem Kohlenstoffgehalt von 28% zuzusetzen und

dann reduzierend zu brennen.

Die Erfindung bezweckt, den gesamten restlichen 45 Kohlegehalt aus dem Haldenmaterial von Kohlen-

" ^! bergwerken wirtschaftlich zu nutzen und als Brenn

stoff von hohem Kaloriengehalt selbst im Falle der Verarbeitung kohlearmer Halden zu verwerten. Das

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufberei- Verfahren der Erfindung bezweckt, einesteils die an tung von kohlehaltigem Bergematerial zur nachfol- 50 Bergematerial angereicherten Anteile zur Herstellung genden grobkeramischen Weiterverarbeitung. Wie be~ grobkeramischer Erzeugnisse und anderenteils als kannt, enthalten einerseits die Bergehalden und Zusatzstoff für Leichtbeton oder zu bergbaulichen andererseits die aus den Gruben erhaltenen frischen Versatzarbeiten nutzbar zu machen. Berge zwei Hauptkomponenten, und zwar einmal Gemäß der Erfindung können das gesamte Material

taubes Gestein und zum anderen einen gewissen An- 55 von Bergehalden sowie die aus den Gruben erhalteteil von Kohle. nen frischen Bergematerialien in verschiedene Frak-

Bergematerialien sind hinsichtlich der topologischen tionen getrennt zu den verschiedenen Zwecken verVerteilung des Kohleanteils inhomogen. Ziel der wendet werden, so daß das ganze Bergematerial auf Kohlenwäsche ist die Homogenisierung der Kohle wirtschaftliche Art beseitigt werden kann, hinsichtlich deren Hitzewert und Aschegehalt. Das 60 Es ist nicht das Ziel der Erfindung, aus dem bedeutet aber nun hinsichtlich der Wäschereineben- Bergematerial den Restkohlegehalt zu separieren. Es produkte, also der einzelnen Partien der Waschberge, soll lediglich, gleichsam als Nebenprodukt, der im ebenfalls eine Inhomogenität mit Bezug auf deren Bergematerial enthaltene Kohlegehalt als Kohle ge-Kohlegehalt. Wonnen werden, wobei dieser Kohlegehalt für ein zur

Das Ziel der bergbaulichen Aufbereitung war bis- 65 unmittelbaren grobkeramischen Weiterverarbeitung her immer, die Kohle aus dem Rohkohlenmaterial geeignetes Bergeprodukt überschüssig ist. Hauptpromöglichst vollständig zu gewinnen. Demzufolge wur- dukt ist also ein Bergeprodukt mit einem solchen den die dabei anfallenden Berge in hohen Berge- Kohlegehalt und einer solchen gleichmäßigen Ver-