DE19607364A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen und Lagern von Pasten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Abtrennen der Flüs­ sigkeit aus Feststoff/Flüssigkeitsgemischen, insbeson­ dere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Her­ stellen und Erhalten einer Paste in einem Behälter.

Um untertägige Hohlräume vor einem Einbrechen zu schüt­ zen und zu erhalten, werden Füllstoffe unterschiedli­ cher Formulierungen in zuvor geöffnete Hohlstellen ein­ gebracht. Das Rückfüllen abgebauter Hohlräume verbes­ sert die strukturelle Beschaffenheit eines Bergwerks. Über die Jahre sind verschiedene Materialien zum Wie­ derauffüllen von Bergwerken eingesetzt worden. So wur­ den Gestein, Sand, Berge, Mörtelschlamm, Zement, ela­ stomere Materialien usw. mit unterschiedlichem struktu­ rellem und wirtschaftlichem Erfolg als Füllmaterial eingesetzt.

Das Wiederauffüllen von Bergwerken mit gebrochenem Geste in erfordert ein teures und arbeitsintensives System zur Materialbehandlung. Aus diesem Grunde besteht die am meisten gebräuchliche Bergbaupraxis darin, hydraulische Versatzstoffe zu verwenden. Bei den hydraulischen Versatzstoffen handelt es sich um ein Gemisch von Schwämmsand und/oder Mahlbergen sowie einem verhältnismäßig geringen Prozentsatz Zement. Das Ver­ fahren erfordert jedoch üblicherweise große Wassermen­ gen zum Einbringen des hydraulischen Versatzstoffes durch ein Rohrsystem zu den verschiedenen untertägigen Einsatzorten. Unglücklicherweise verringert die große Menge an Überschußwasser für einen wirksamen Leitungs­ transport die Hydratisierung des Zements in der hydrau­ lischen Aufschlämmung. Des weiteren muß das erhebliche Mengen Zement enthaltende Überschußwasser aus den Fest­ stoffen abgezogen und zur Erdoberfläche zurückgepumpt werden. Hydraulische Versatzstoffe aus Bergen werden normalerweise durch Klassifizieren von Mahlbergen mit­ tels eines Zyklons hergestellt. Im Zyklon werden die feineren Teilchen abgetrennt, um eine Fraktion mit einem hinreichend groben Korn zu gewinnen, durch das sich nach dem Einbringen in einen untertägigen Hohlraum das Wasser abziehen läßt.

In jüngster Zeit sind auch pastöse Füllstoffe als Alternative entwickelt worden. Mit Hilfe pastöser Füll­ stoffe läßt sich ein Material mit richtig eingestellter Teilchengröße im Wege einer Schwerkraft- oder Pumpen­ förderung bei minimalem Wassergehalt im Gemisch vor Ort bringen. Die mit pastösen Füllstoffen arbeitenden Ver­ fahren bringen im Vergleich zu der Verwendung hydrauli­ scher Füllstoffe eine Reihe merklicher Vorteile mit sich. Zum einen ergibt sich bei äquivalenter Bindemit­ tel- oder Zementmenge ein festerer Versatz. Zum anderen sind die normalerweise bei der Verwendung hydraulischer Füllstoffe auftretenden Probleme beim Entfernen und beim Aufbereiten des Wassers minimal oder fehlen ganz.

Während hydraulische Füllstoffe aus Materialien mit ausreichend grober Kornverteilung hergestellt werden, besitzen pastöse Füllstoffe eine hinreichend feintei­ lige Komponente, um eine Porösität zu vermeiden und die typischen Eigenschaften einer Paste einzustellen. Kom­ men beim Herstellen der Paste Mahlberge zur Verwendung, ist es die Entwässerung, die kapital- und betriebs­ kostenintensiv wird.

Pastöse Schlämme werden normalerweise im Wege eines zweistufigen Entwässerungsverfahrens hergestellt. Dabei werden zunächst mineralische Abfallschlämme unter Ver­ wendung von Eindickern teilentwässert. Sodann wird die dabei anfallende Aufschlämmung mit höherer Dichte mit Hilfe von Filtern wie Vakuumfilter weiterhin entwäs­ sert, um einen Filterkuchen herzustellen. Normalerweise muß der Filterkuchen mit einer geringen Wassermenge so eingestellt werden, daß sich eine förderfähige Paste ergibt. Versuche mit einer eindickenden Vakuumfiltra­ tion führten zu den folgenden Konzentrationsgrenzen für Feststoffe:

• 1. Beim Eindicken mit Flockungsmitteln ergibt sich eine maximale Feststoffkonzentration von 40 Vol.-%, die in starkem Maße von der Größe und dem spezifi­ schen Gewicht der Teilchen abhängt.
• 2. Eine Vakuum-Filtration führt zu einer maximalen Feststoffkonzentration von 65 Vol.-%.

In der nachfolgenden Tabelle I sind einige typische Feststoffkonzentrationen verschiedener Stoffe zusammen­ gestellt.

Tabelle I

Das Diagramm der Fig. 1 zeigt die Beziehung zwischen der generellen Eignung des Eindickens, des Herstellens von Pasten und der Filtration einerseits sowie dem Volumenprozentsatz des Feststoffanteils andererseits. Danach werden pastöse Massen im allgemeinen mit höherem Volumenanteil an Feststoff als eingedickte Lösungen und mit geringerem Volumenanteil als gefilterte Lösungen hergestellt. Der ideale Volumenanteil bei pastösen Mas­ sen ist materialabhängig.

Die kanadische Patentschrift 1 286 480 beschreibt eine einstufige Tunnel-Schneid-Vorrichtung zum Entwässern tonähnlicher Schlämme wie Rotschlamm als Ausgangsstoff zum Herstellen von Tonerde. Diese Entwässerungsvorrich­ tung eignet sich jedoch nicht zum Herstellen pastöser Massen aus verhältnismäßig schweren Ausgangsmaterialien wie Aufschlämmungen aus gemahlenen Mineralien. Hinzu kommt, daß die Vorrichtung einen aktiven Kern benutzt und sich daher deren Eignung zum Lagern noch nicht erwiesen hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung und ein Verfahren zu schaffen, mit denen sich pastöse Massen in einem einzigen Verfahrens schritt her­ stellen lassen, die zudem die herkömmlichen sequentiel­ len Verfahren beim Eindicken, Lagern des Eindickerpro­ dukts, Filtern und Lagern des Filterkuchens vermeiden.

Des weiteren zielt die Erfindung auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zum Herstellen und Lagern pastö­ ser Massen für ein Auffüllen untertägiger Hohlräume, die sich darüber hinaus aber auch für eine Anwendung bei Gegenstrom-Dekantier/Wasch-Kreisläufen, der Vorbe­ reitung von Röster-Einsatzstoffen, feingemahlenen Abfallprodukten mit hohem Feststoffgehalt und chemi­ schen Schlämmen eignen.

Die Erfindung besteht in einem einheitlichen Behälter und Verfahren, die Feststoffe konzentrieren, eine pastöse Masse herstellen und die pastöse Masse aus einem Gemisch von Feststoffen und Flüssigkeiten lagern. Der Behälter besitzt in seinem Innern eine vertikale Welle und Mittel, die Welle zum Zwecke des Zirkulierens der pastösen Masse in Rotation zu versetzen. Zu der Welle gehören Mittel zum Heben der pastösen Masse sowie ein sich vom unteren Ende der Welle aus erstreckender Rechenarm zum Bewegen der pastösen Masse radial nach innen. Ein vertikaler Leitkörper in dem Behälter ist mit der Welle verbunden und dient zur Aufrechterhaltung des Masseflusses und zur Erleichterung der Massezirku­ lation am äußeren Teil des Behälters. Ein Masseauslaß durch den unteren Teil des Behälters dient dem Masse­ austrag. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch Eintragen eines Gemischs aus Feststoffen und Flüssig­ keiten in den Behälter eine pastöse Masse erzeugt. Ein Teil der Feststoffe und der Flüssigkeiten werden verti­ kal angehoben, um eine Zirkulation innerhalb des Behäl­ ters zu gewährleisten. Diese Zirkulation der Feststoffe und Flüssigkeiten wird innerhalb des äußeren Teile des Behälters mit mindestens einer Fließrichtung aufrecht­ erhalten. Das Gemisch aus Feststoffen und Flüssigkeiten wird dann eine bestimmte Zeit lang zirkuliert, um eine pastöse Masse zu bilden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des nähe­ ren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen den Bereichen des Eindickens, der Herstellung einer pastösen Masse und der Fil­ tration einerseits und dem Volumenprozentsatz des Feststoffanteils,

Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt durch eine erfin­ dungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung der Fig. 2 und

Fig. 4 die Querschnittsansicht eines Leitkörpers.

Es wurde festgestellt, daß sich ein Behälter mit einer spiralförmigen Heberpumpe, einem Rechenarm und einem Leitkörper für einen Seitenstrom zum einstufigen Her­ stellen einer pastösen Masse eignet. Die Umdrehungs­ geschwindigkeit der Heberpumpe, des Rechenarms und des Leitkörpers lassen sich leicht einstellen, um pastöse Massen aus den unterschiedlichsten Materialien herzu­ stellen. Darüber hinaus läßt sich die Vorrichtung bei geschlossenem Auslaß kontinuierlich betreiben, um die Masse ohne die Gefahr einer Konsolidierung unbegrenzt zu lagern.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Herstellen und zum Lagern pastöser Massen besteht aus einem Behälter 12 und einem Masserührwerk 14. Der Behälter 12 besitzt eine zylindrische Seitenwandung 15 und höchst vorteil­ haft einen halbkugelförmigen Boden 17. Ein Topf 16 ist am Boden des Tanks 12 angeordnet und enthält ein Paar rotierender Schaufeln 18. Ein Antrieb 20 für das Masse­ rührwerk 14 ist am Kopf des Behälters 12 angeordnet. Vorteilhafterweise kommt dabei ein Motor mit einem Reduziergetriebe und einem Drehmoment zur Verwendung, das einen Betrieb der Vorrichtung mit einer Geschwin­ digkeit von etwa 0,1 bis 1,0 Upm erlaubt. Ein Deckel, beispielsweise ein Rost liegt über dem Tank 12 mit Streben 56 und trägt vorteilhafterweise den Antrieb und das Masserührwerk 14 (Fig. 3 zeigt den Deckel 52 der Vorrichtung 10 mit größerer Deutlichkeit).

Eine vertikale Welle 24 erstreckt sich vom Antrieb 20 durch den Behälter 12 und ist abgestützt durch ein Lager 26 in dem Topf 16. Das Masserührwerk 14 ist mit der Welle 24 verbunden und dreht sich im Uhrzeigersinn innerhalb des Behälters. Im Hinblick auf möglichst geringe Spannungen ist das Rührwerk 14 (Spiralpumpe 28, Rechenarm 30 und Fließleitkörper 33) symmetrisch zu der Welle 24 aufgebaut. Ein zylindrischer Topf sammelt vor­ teilhafterweise die pastöse Masse in einer Form, die sich ohne Übergang oder Brückenbildung zum Eintritt in ein Auslaufröhrensystem eignet. Vorteilhafterweise die­ nen Auslaßschaufeln 18 zum Abpumpen der pastösen Masse aus dem Topf 16 und/oder dazu, die pastöse Masse in dem Topf 16 zu halten.

Das Masserührwerk 14 besteht vorteilhafterweise aus einer Doppel-Spiral-Pumpe 28, einem Rechenarm 30 und mindestens einem vertikalen Leitkörper 33. Alternativ kommen auch eine einspiralige Pumpe oder andere Hebe­ mittel wie eine Serie von Winkelschaufeln oder -paddeln in Frage. Die Doppel-Spiral-Pumpe 28 ist näherungsweise auf halber Höhe der Welle 24 angeordnet und erstreckt sich nach unten in Richtung auf den Topf 16. Da sich die Doppel-Spiral-Pumpe 28 im Uhrzeigersinn dreht, hebt sie einen Teil der pastösen Masse nach oben und schafft so ein Zirkulationsbild A. Der Rechenarm 30 erstreckt sich vom Fuß der Welle 24 nach außen und vorteilhafter­ weise in enger Nähe zur Innenoberfläche 32 des Behäl­ ters 12. Vorteilhafterweise verläuft der Rechenarm 30 kurvenförmig nach außen und folgt dabei der Kontur des kalottenförmigen Behälterbodens 17.

Die Doppel-Spiral-Pumpe 28 besteht vorteilhafterweise aus zwei ineinander gewundenen Spiralen 34 A und 34 B. Diese Spiralen sind äußerst vorteilhaft durch mehrere Tragstücke 36 an der Welle 24 befestigt, die gleichzei­ tig den Abstand zwischen den Spiralen 34A, 34B und der Welle 24 überbrücken.

Die Leitkörper 33 bewegen sich durch die Masse an der Behälterwand 15; sie sind vorteilhafterweise mit dem Rechenarm 30 und einem Tragbalken 38 verbunden. Ande­ rerseits können die Leitkörper aber auch unabhängig von dem Rechenarm 30 und dem Tragbalken 38 angeordnet sein. Die Leitkörperstäbe besitzen eine Konfiguration, die das an der Peripherie befindliche Material durch Ände­ rung der Fließgeschwindigkeit im Bereich der Behälter­ wandung von einer Brückenbildung abhält und auf diese Weise die nach unten gerichtete Zirkulationsbahn der Masse erleichtert. Beim Betrieb der Vorrichtung führen die Bewegung des Materials und die lokale Kraft der aufeinanderliegenden Teilchen dazu, daß sich die Teil­ chen dichter aneinanderlegen und eine Paste bilden. Die Bewegung des Rechenarms und der Leitkörper 33 verhin­ dert zusammenwirkend ein unerwünschtes Konsolidieren des Materials im Behälter. Versuche haben ergeben, daß mindestens ein Leitkörper 33 erforderlich ist, um die Vorrichtung wirksam zu betreiben. Die Leitkörper 33 schneiden durch die pastöse Masse und sichern so deren gleichmäßige Verteilung. Vorteilhafterweise enthält die Vorrichtung mindestens zwei Rechenarme 30 und minde­ stens zwei Leitkörper 33 in symmetrischer Anordnung um die Welle 24 und spiegelbildlich zu ihr. Mindestens zwei Rechenarme 30 und Leitkörper 33 sind erforderlich, um die Belastung der Welle 24 auszubalancieren. Vor­ teilhafterweise gehören zu dem Rührwerk 14 zwei Rechen­ arme 30 und zwei Leitkörper 33.

Der Rechenarm 30 erstreckt sich vorteilhafterweise von der Welle 24 nach außen als einziges einstückiges Teil mit U-förmiger, dem kalottenförmigen Boden 17 folgender Gestalt. Die gestaffelt angeordneten Schaufeln 42, 44 sind vorteilhafterweise als Segmente einer logarith­ mischen Spiralkurve positioniert und dienen dazu, das Material nach innen zu dem Topf 16 und der Doppel- Spiral-Pumpe 28 hin zu drücken. Die Schaufeln 42, 44 sind vorteilhafterweise asymmetrisch orientiert; sie sind so in einem optimalen Winkel zur Drehrichtung angeordnet und besitzen eine derartige Länge und Brei­ te, daß sie zusammen mit der Rotationsgeschwindigkeit die pastöse Masse radial nach innen bewegen. Die opti­ male Wirkung der Schaufeln 42, 44 hängt von dem zu behandelnden Material und der Größe des Behälters 12 ab. Die Doppelspirale 28 hebt das Material vertikal nach oben und bewirkt so eine Zirkulation in dem Behäl­ ter 12. Vorteilhafterweise sind die Schaufeln 42, 44 so bemessen, daß sie die Teilchen mit einer Geschwindig­ keit zur Behältermitte hin bewegen, die der Pumpwirkung der Doppelspirale 28 entspricht.

Das Einbringen des verdünnten Feststoff/Flüssigkeits­ gemischs in den Behälter geschieht in derselben Weise wie beim Eindicken, jedoch mit der Ausnahme, daß es vorteilhaft ist, eine spezielle Flockulationszugabe 48 zu benutzen. Diese Flockulationszugabe 48 dient als einzige Zugabe, die das Material in das Behälterzentrum leitet. Abbauschlämmen wird vorzugsweise direkt ein Flockulationsmittel zugesetzt. Das Flockulationsmittel erleichtert das Absetzen der Feststoffe im Hinblick auf eine effektivere Phasentrennung Flüssigkeit/Feststoff. Ein auf der Welle 24 sitzender Ableitkonus zwingt das Material, sich beim Herunterfallen innerhalb des Behälters 12 zu verteilen. In dem Maße, wie Material durch den Einspeiser 48 in den Behälter eintritt ver­ läßt Flüssigkeit über eine Überlaufrinne 58 den Behäl­ ter. Vorteilhafterweise wird das Material am Kopf des Behälters 12 eingespeist, um ein Absetzen vor einer Berührung mit der pastösen Masse zu ermöglichen.

Mit besonderem Vorteil erstrecken sich zwei Arme 52 zwischen der Welle 24 und dem Rechenarm 30 und sind dabei mittels eines Paars nicht dargestellter Spann­ klammern befestigt. Außerdem besitzt der Behälter mit besonderem Vorteil eine nicht dargestellte Türe, um eine periodische Wartung zu ermöglichen. Da sich die Teile jedoch mit extrem niedriger Geschwindigkeit bewe­ gen, kommt es, wenn überhaupt, nur zu einem geringen Verschleiß.

Zwei Austragöffnungen 54 erlauben der pastösen Masse oder Aufschlämmung, die Vorrichtung 10 zu verlassen und einem Zementmischer oder einer anderen Vorrichtung zugeführt zu werden. Die Auslaßschaufeln 18 bewahren die Fluidität des Materials und erleichtern ein Aus­ fließen durch die Auslässe 54. Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich chargenweise oder kontinuierlich betreiben. Vorteilhafterweise geschieht dies jedoch kontinuierlich. Bei einer Verwendung als Füllmaterial wird das Paste/Zement-Gemisch nach dem Verlassen des Zementmischers vorteilhafterweise über eine Erdbohrung und ein Rohrsystem bis vor Ort geleitet.

Die Rechen und die Leitkörper besitzen vorteilhafter­ weise eine hydrodynamische Kontur. So dient die hydro­ dynamische Form des Stabilisators 60 gemäß Fig. 4 dazu, das für das Drehen des Masserührwerks erforderliche Drehmoment zu verringern. Mit besonderem Vorteil besitzt der Stabilisator eine stumpfe Leitkante 62 und eine rückwärtige Messerkante 64 zur Verringerung des Widerstands beim Drehen des Rechens und der Leitkörper. Alternativ kommen bei relativ kleinen Behältern auch Platten oder zylindrische Rohre für die Rechen und/oder Leitkörper in Frage.

Beispiel

In Verfolgung eines Stufentests in einem Behälter mit einem Durchmesser von 30,5 cm wurde eine Pilotvorrich­ tung mit einem Durchmesser von etwa 183 cm und einem Rührwerk gemäß Fig. 1 konstruiert und getestet. Das Versuchsmaterial bestand aus Basismetallbergen, einer Feinfraktion von Basismetallbergen und Goldbergen. Die wesentliche Variable der Versuche war der Prozentsatz an Feinem in dem Gemisch. Die Menge des Feinen ran­ gierte von den Basismetallbergen mit 25 Gew.-% unter 20 µm bis zu Goldbergen mit 60 bis 70 Gew.-% unter 20 µm.

Ein Vergleich der optimalen Bedingungen zum Herstellen der pastösen Masse enthält die nachfolgende Tabelle II.

Tabelle II

Die Vorrichtung zum Herstellen pastöser Massen unter Verwendung von Leitkörpern ließ sich rasch auf Bedin­ gungen einstellen, die es erlauben, bei allen unter­ suchten Materialien und Teilchengrößen einstufig eine pastöse Masse herzustellen. Der Versuch (d) zeigt dabei, daß die Leitkörper wesentlich für eine gleich­ bleibende Produktion pastöser Massen bei einem kommer­ ziell praktikablen Drehmoment sind.

Die Vorrichtung und das Verfahren nach der Erfindung werden vorteilhafterweise nach den folgenden Grundsät­ zen betrieben.

• 1. Grundsätzlich wird in dem Behälter eine Stoffzirku­ lation eingestellt, die der eine Sedimentation bewirkenden Schwerkraft entgegenwirkt. Ansammlungen natürlich sedimentierter Teilchen werden aufgelöst zugunsten einer gleichmäßigeren Verteilung bzw. Pastenbildung. Die Schwerkraft dient dazu, Wasser aus den Porenräumen zu treiben, während die von dem Rührwerk (Rechen/Spiralpumpe/Leitkörper) ausgehende Störwirkung feinere Teilchen in die Zwischenräume der größeren Teilchen hineindrückt. Bei der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung wird das Material in der Bodenzone radial zur Mitte hin bewegt, dann verti­ kal nach oben gefördert und so eine Zirkulations­ bewegung entsprechend den Pfeilen A in Fig. 2 ein­ gestellt.
• 2. Der Materialtransport radial nach innen sollte nicht rascher vonstatten gehen als der vertikale Materialtransport. Bei größerer radialer Transport­ geschwindigkeit drückt das radial angeförderte Material gegen das sich langsam bewegende Material in der Kernzone und führt dort zu einem Kompaktie­ ren mit höherer Feststoffkonzentration. Übermäßig kompaktiertes Material verliert seine pastösen Eigenschaften und sein Fließvermögen.
• 3. Die Stirnkanten der Rechenarme und der Pumpenspira­ len sind vorteilhafterweise so beschaffen, daß die Kanten minimale Scherspannungen auf die pastöse Masse ausübt.
• 4. Die Konturen der Bauteile, insbesondere der Rechen­ arme, Schaufeln und der Pumpenspiralen werden so ausgewählt, daß sich möglichst geringe Wirkungen der Grenzschicht-Druckgradienten ergeben. So ver­ ringert eine Änderung der Form des Querschnitts der Arme von zylindrisch in flügelartig (Fig. 4) bei großen Vorrichtungen mit einem Durchmesser über 10 m wirksam das Drehmoment.
• 5. Die Bewegung der pastösen Masse wird durch Heben und/oder Gleiten, nicht aber durch Drücken und Pressen erreicht. Beides fördert die Entwässerung und die Bildung einer verhakten und immobilen Teil­ chenstruktur (Brückenbildung).
• 6. Aufgrund der Verwendung vertikaler Leitkörper im Bereich der Behälterwandung entsteht eine turbulen­ te Zone, die das natürliche Entstehen hochkompak­ tierter Feststoffe verhindert, die instabil werden und sich beim Abziehen der pastösen Masse ablösen können.
• 7. Des weiteren hat sich erwiesen, daß ein Zusammen­ hang besteht zwischen dem notwendigen Drehmoment und der notwendigen Geschwindigkeit des Rührwerks einerseits sowie der Größenverteilung der Teilchen im Hinblick auf das Herstellen einer geeigneten pastösen Masse andererseits. Dies erlaubt es, für unterschiedliche Mineralien oder chemische Schlämme eine einstufig arbeitende Vorrichtung zum Herstel­ len und Lagern pastöser Massen zu entwerfen. Ohne die notwendige Berücksichtigung der Umdrehungs­ geschwindigkeit würde sich keine pastöse Masse bil­ den. Die optimale Umdrehungsgeschwindigkeit ist materialspezifisch. Beispielsweise ergibt eine zu geringe Umdrehungsgeschwindigkeit kompaktierte Teilchen, die nicht aus dem Behälter ausfließen. In ähnlicher Weise läßt eine zu hohe Umdrehungs­ geschwindigkeit die Vorrichtung als Mischer arbei­ ten und führt zu einem im Hinblick auf die Pasten­ bildung unzureichenden Abtrennen von Wasser.

Die Vorrichtung und das Verfahren nach der Erfindung eignen sich in besonderem Maße zum Herstellen von Ver­ satzmaterial aus Abbaubergen. Sie eignen sich jedoch auch für Gegenstrom-Dekantierungs/Wasch-Kreisläufe, die Vorbereitung von Einsatzstoffen für Röster, feingemah­ lene Abfallstoffe mit hohem Feststoffanteil und die Konzentration chemischer Schlämme und Aufschlämmungen.

Die Erfindung erleichtert das Abziehen der Feststoffe aus dem Behälter ohne die Gefahr eines Dekantierwasser­ kreislaufs zum Behälterauslaß, wie er typisch für die industrielle Praxis bei Vorratsbehältern mit hochdich­ ten Schlämmen ist. Die Erfindung schafft des weiteren eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen und Lagern pastöser Massen in einem. Das Erzeugen pastöser Massen in einem einzigen Verfahrens schritt verringert die Anforderungen an die Installationen und geschwin­ digkeitsabhängige Verfahrensschritte und vermeidet die Kosten einer Filtration. Die Erfindung erlaubt zudem eine Kontrolle der Umdrehungsgeschwindigkeit zur Opti­ mierung des Flüssigkeitsgehalts der Paste. So lassen sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung pastöse Mas­ sen erzeugen, deren Konsistenz der kommerziell erhält­ licher Zahnpasta entspricht. Hinzu kommt, daß ange­ sichts der geringen Rührwerksgeschwindigkeit der Ver­ schleiß der Rechenarme und Leitkörper unproblematisch ist. Schließlich eignet sich die Vorrichtung auch zum unbegrenzten Lagern pastöser Masse ohne die Gefahr einer Konsolidierung.

Claims (21)

1. Vorrichtung zum Herstellen pastöser Massen aus Feststoff/Flüssigkeits-Gemischen mit

• - einem Behälter (12),
• - einer vertikalen Welle (24) im Behälter,
• - einem Rührwerk mit Mitteln (28; 34A, 34B) zum Heben der Masse,
• - einem Rechenarm (30) am unteren Teil der Welle,
• - einem Leitkörper (33) zur Erleichterung der Massezirkulation im peripheren Bereich des Behälters.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Masseauslaß (54) im unteren Teil des Behäl­ ters (12).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Behälterboden (17) kalottenförmig ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechenarm (30) der Kontur des Behälterbodens (17) folgt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechenarm (30) mit im Abstand voneinander angeordneten, die Masse in Richtung der Welle (24) bewegenden Schaufeln (42, 44) besetzt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Topf (16) am Boden (17) des Behälters (12) mit dem Masseauslaß (54).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (24) mit einem Abweiskonus (50) versehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Materialeinspeisung (48) im oberen Teil des Behälters (12).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Spiralpumpe (28).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Welle (24) sym­ metrisch zwei Rechenarme (30) und zwei Leitkörper (33) angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkörper (60, 33) eine hydrodynamische Konfiguration besitzen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch flügelartige Leitkörper (33; 60, 62, 64).

13. Verfahren zum Herstellen pastöser Massen durch

• - Einbringen eines Gemischs aus Feststoff und Flüssigkeit in einen Behälter,
• - vertikales Heben eines Teils des Feststoffs und der Flüssigkeit zum Erzeugen einer Masse­ zirkulation im Behälter,
• - Aufrechterhalten der Massezirkulation im Außenbereich der Masse mit Hilfe mindestens eines Leitkörpers und
• - Zirkulation der Masse mit einer das Entstehen einer pastösen Masse ergebenden Geschwindig­ keit.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch radial bewegt und so der Hebezone zugeführt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gemisch mit Hilfe einer Spiral­ pumpe angehoben wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse am Boden des Behälters abgezogen wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die pastöse Masse und die Flüssigkeit kontinuierlich abgezogen werden.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter mit Abraumbergen und Wasser beschickt wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flockungsmittel in den Behälter gegeben wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse mit Hilfe eines mit Leitschaufeln besetzten horizontalen Rechenarms horizontal bewegt wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse in dem Behäl­ ter zirkulierend gelagert wird.