DE2015073A1

DE2015073A1 - Verfahren zur Abtrennung von magneti sierbaren Teilchen

Info

Publication number: DE2015073A1
Application number: DE19702015073
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Stutgens Heribert Dr . Zander Hans Gunter 4150Krefeld P Kienast
Original assignee: Farbenfabriken Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1970-03-28
Filing date: 1970-03-28
Publication date: 1971-10-07
Also published as: FR2087874A5; AR204684A1; DE2015073B2; GB1352784A; NL7104129A; ZA711785B; US3754713A; CA926367A; DE2015073C3; BE764902A

Description

2015073 FARBENFABRIKEN BAYER AG

LEVERKU S EN-Btyerwerk Br/GW P.tem-AbteUung £6. MäfZ

Verfahren zur Abtrennung von magnetisierbaren Teilchen

Die vorliegende Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von magnet!sierbaren Teilchen aus zerkleinertem Material während des Mahlprozeßes.

Bei der Erzaufbereitung wird bekanntlich in den Aufbereitungs- und Anreicherungsverfahren mit Hilfe von einem oder mehreren Scheidungsprozeßen die Abtrennung der zu gewinnenden Bestandteile von den unerwünschten Anteilen, beispielsweise von der Gangart, durchgeführt. Da die in der Praxis zu verarbeitenden Erze, z.B. Eisenerze, jedoch fast ausschließlich sehr heterogene Gemische verschiedener Mineralien sind, ist eine saubere Trennung zwischen Gangart und reinem Erz schwierig,und man ist daher häufig gezwungen, mehrere Trennungsverfahren hintereinander anzuwenden, um zu einem brauchbaren Ergebnis zu gelangen.

Zur Aufbereitung von Erzen, vor allem eisenoxid-haltigen Erzen, sind daher bereits eine Reihe von Verfahren vorgeschlagen worden, bei denen Magnetscheider eingesetzt werden. Diese Magnetscheider haben die Aufgabe, magnetische Anteile z.B. metallisches Eisen bzw. magnetische oder magnetisierbare Oxide von der Schlacke bzw.der Gangart abzutrennen. Hier wären für den ersten Pail z.B. die folgenden Verfahren zu nennen: Das Krupp-Eisenschamm-Verfahren, das Krupp-Rennn-Verfahren, das SL-RIi- und das Eeso-Fior-Verfahren (vgl. Gmelin-Dürrer, Metallurgie des Eisens, 4. Auflage, 1968 Bd. 2a S. ff u. Bd. 2b S. 137 ff).

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Bei diesen Verfahren läuft das Material, das im allgemeinen einer reduzierenden Behandlung unterworfen wurde, nach einer Siebtrennung über Magnetscheider, wobei das metallische Eisen abgeschieden wird. Gegebenenfalls ist der Siebung noch eine Vorzerkleinerung vorgeschaltet. Doch besitzen alle diese Verfahren den Nachteil, daß - bedingt durch die noch vorhandenen groben Teilchen - ein relativ großer Anteil an magnet!Bierbarem Material vom nicht magnetieierbaren Material eingeschlossen bleibt.

Ein Sonderfall einer Aufbereitungsmethode liegt bei der Herstellung von Titanschlacke vor (vgl. Barksdale, Titanium, 2. Auflage, 1966, S. 201-212). Hierbei wird aus Ilmenit durch Reduktion mit Kohlenstoff neben Eisen eine wertvolle Titanschlacke gewonnen, die zur Herstellung von Titandioxidpigmenten eingesetzt wird. Das Eisen fällt dabei normalerweise im geschmolzenem Zustand an und kann als Schmelze abgezogen werden. In der zerkleinerten Schlacke zurückbleibende gröbere, freiliegende Eisenstückchen werden durch Magnetscheider entfernt. Die kleineren Eisenteilchen jedoch, die von der Titanschlacke noch umhüllt sind, werden auf diese Weise nicht erfaßt und bleiben in der Schlacke zurück. Ihr Anteil an der Schlacke beträgt ca. 1 Gew.-^. Dieser Anteil an metallischem Eisen kann aber bei der späteren Weiterverarbeitung der Titanschlacke zu unerwünschten Reaktionen führen.

Es wurde nun ein Verfahren gefunden, das sich zur Abtrennung von magnetisierbaren Teilchen aus einem in einem Zerkleinerungsprozeß befindlichen Material während dea Mahlprozesseß eignet und das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Material nach der Mahlung in an sich bekannter Welse durch Fliehkraft Sichtung in Peingut und Grieß getrennt und dae grieß-

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förmige Material nach Abtrennung der magnetisierbaren Teilchen durch einen Magnetscheider dem Mahlprozeß wieder zugeführt wird.

Das erfindungegemäße Verfahren läßt sich vorteilhafterweise bei der Aufbereitung von Materialien verwenden, die einerseits magnetische bzw. magnetisierbar Anteile enthalten und andererseits für diese Aufbereitung einem Zerkleinerungsprozeß unterworfen werden müssen. So können z.B. Erzegemische, die magnetische bzw. magnetisierbar Bestandteile enthalten, nach diesem Verfahren getrennt bzw. aufbereitet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich ebenfalls zur Anreicherung von titanhaltigen Materialien, wie z.B. Rutil oder Ilmenit. So kann das Verfahren beispielsweise zur Trennung von zwei natürlich nebeneinander vorkommenden Mineralien, wie es z.B. bei dem nichtmagnetischen Rutil und dem schwachmagnetischen Ilmenit der fall ist, angewandt werden. Bei der durch Reduktion von Ilmenit mit Kohlenstoff erhältlichen Titanschlacke können auf diese Weise letzte Spuren von metallischem Eisen entfernt werden.

Zur Durchführung des Verfahrens werden im Prinzip eine Zerkleinerungsvorrichtung, eine Vorrichtung zur Grob- und Feinguttrennung, sowie ein Magnetscheider benötigt.

Die Zerkleinerung des Materials erfolgt im allgemeinen in Mahlvorrichtungen, wie z.B. in Schlagmühlen, Schleudermühlen, Stampfmühlen, Stiftmühlen, Pendelmühlen, Kugelmühlen, Rohrmühlen, Maßmühlen, Prallmühlen oder Schwingmühlen. Besonders gut geeignet sind Rohr- oder Kugelmühlen. Die Korngröße des aus der Mühle ausgetragenen Materials sollte bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zweckmäßigerweise zwischen 5 Mikron und 400 Mikron liegen.

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Die Trennung in Feingut und Grieß kann z.B. in Siebvorrichtungen oder in Sichtern erfolgen. Besonders gut eignen sich Sichter, wie z.B. Fliehkraftsichter, Schleudersichter oder Umlenksichter. Eine Vorsichtung des zerkleinerten Materials kann bereits in der Mühle erfolgen, durch einen dort umlaufenden Luftstrom. Je nach Stärke des luftstromee, der durch die Mühle geht, wird ein Material Bit entsprechender Kornver- teilung aus der Mühle ausgetragen. Dies gelangt mit der Förderluft in eine Trennvorrichtung und wird hierin in Peingut und Grieß getrennt. Durch entsprechende Festlegung der " Bedingungen für den beispielsweise zu verwendenden Fliehkraft- bzw. Stromsichter kann die Körnungsgrenze zwischen Feingut und Grieß für die jeweils geforderten Korngrößen genau eingestellt werden. Dabei wird ein hohes Maß an Trennschärfe erreicht. Die Korngröße des Feinguts liegt je nach Sichter-Einsteilung zwischen 5 und 120 Mikron und die Korngröße des Grießes entsprechend"«wischen 30 und 400 Mikron, wobei die Trennung von Feingut und Grieß mit hinreichender Trennschärfe bei einer entsprechenden Korngröße erfolgt, die zwischen 30 und 120 Mikron liegt.

In den Grieß sind neben den grobkörnigen auch die spezifisch schwereren Teilchen in erheblichem Maße angereichert. Aufgrund der schlechteren Mahlbarkeit und der größeren Dichte befinden sich bei der Aufarbeitung von Mineralien die Erzkomponenten, bei der Aufarbeitung von reduzierten Materialien das Eisen überwiegend im Grieß. Die auf diese Weise im Grieß angereicherten Komponenten werden dann anschließend mit Hilfe von Magnetscheidern abgetrennt. Die Sichtung in Feingut und Grieß kann sowohl kontinuierlich ale auch stufenweise durchgeführt werden.

In derselben Anlage kann durch Erhitzen des Luftstromes mit zugeführtem Heißgas, wie dies in bekannten Mahltrocknungs-

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109841/1005 BADOftfölNÄÜ

anlagen durchgeführt wird, auch bereits die Trocknung der aufzubereitenden Stoffe erfolgen. Dadurch wird die Magnetecheidung, vor allem beim Einsatz von Starkfeldmagneten, wesentlich erleichtert.

Als Magnetscheider kommen sowohl Schwachfeldmagnet scheider als auch Starkfeldmagnetscheider infrage. Die Schwachfeldmagnetscheider haben die beste Trennwirkung, wobei deren Überlegenheit mit abnehmender Korngröße zunimmt.

Nachfolgend soll das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Aufbereitung von Titanschlacke in einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben werden (vergleiche dazu auch beiliegende Figur).

In der Pigur bedeutet 1 einen Aufgabebunker, 2 eine Telleraufgabe, 3 eine Zellenschleuse, 4 eine Rohrmühle, 5 einen Sichter, 6 ist der Grießrücklauf zum Magnetscheider 7, β die Trommeloberfläche, 9 eine Bürstenwalze, 10 eine Zuleitung zum Vorratsbehälter n, 12 eine Rücklaufschnecke für den Grieß, 12 eine Zuleitung, 14 ein Zyklonabscheider, 15 eine Transportschnecke und 16 ein Vorratsbehälter für Feingut, 17 ist ein Ventilator, 18 ein Staubfilter, 19 und 20 stellen Zuleitungen dar.

Von dem Aufgabebunker 1 gelangt das Eohgut kontinuierlich über die Telleraufgäbe 2 und die Zellenschleuse 3 in die Rohrmühle 4, welche mit Stahlkugeln von verschiedenem Durchmesser teilweise gefüllt ist. Durch die Rotation der Mühle erfolgt dann die Mahlung des Rohgutes. Mit Hilfe eines starken Luftstrom®, der durch, die Mühle geleitet wird, wird darin bereits zerkleinertes Material 'vorgesichtet und pneumatisch zu dem Sichter 5 gefördert .--Dort findet in bekannter Weise die Abscheidung des grobkörnigeren und spezifisch schwereren Gutes als Grieß statt. Durch die exakte Einstellung der Einbauten im Sichter und durch- die sorgfältige Einhaltung der Irtiftgeschwindigkeiten wird die Korngrößengrenze, bei der die Trennung zwischen Feingut und Grieß erfolgen soll, genau

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bestimmt. Der Grieß gelangt als Rücklauf 6 zum Magnetscheider 7, wo das zu scheidende Gut auf die magnetisch induzierte und rotierende Trommeloberfläche 8 aufgestreut wird. Während das nicht zu magnetisierende Gut sofort von der rotierenden Trommel abgeworfen und dann von der Grießrücklaufschnecke 12"zurück in die Mühle transportiert wird, bleibt das ziehbare Gut vorübergehend an der Trommel haften und wird an der entgegengesetzten Stelle durch eine Bürstenwalze 9 von der Trommel abgenommen. Die dabei erhaltenen magnetisierbaren Bestandteile werden über die Zuleitung IO einem Behälter 11 kontinuierlich zugeführt.

Das'im Sichter abgetrennte Feingut 13 - bei der Erzreduktion die oxidischen Bestandteile, bei der Erzaufbereitung die Gangart wird in einem Zyklonabscheider 14 von der Förderluft abgetrennt und über die Transportschnecke 15 in die Feingutbunker 16 eingetragen. Die Förderluft wird vom Mtihlenventilator 17 angezogen und z.T. wieder in das Mühlensystem zurückgeführt; der übrige Teil der Luft gelangt über Staubfilter in die Atmosphäre. Von der Umluft 19 kann noch vor der Mühle ein Teil abgezweigt werden, der am Mühlenende als Bypass mit dem Produktstrom wieder zusammengeführt wird. Dadurch wird bekanntlich die pneumatische Förderung des ausgetragenen Gutes unterstützt und für die notwendigen Windgeschwindigkeiten im Sichter gesorgt. Bei entsprechender Verteilung der Luftmengen, die jeweils durch die Mühle und durch den Bypass gehen, kann die Grießmenge, die im Sichter anfällt, vorbestimmt werden. Mit Hilfe dieser Maßnahme und durch die Einstellung des Sichters wird die kontinuierlich anfallende Grießmenge, die über den Magnetscheider läuft, festgelegt, so daß hiervon auch die Leistung bei der Abtrennung der magnetisierbaren Bestandteile¹ abhängt.

Anhand der folgenden Beispielen soll das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert werden:

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— D *·

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BAD ORIGINAL

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Beispiel 1

Aus einer Titanschlacke, die bis zu 1 & metallisches Pe enthielt, wurde das metallische Eisen weitgehend entfernt, um bei der Weiterverarbeitung Schwierigkeiten zu vermeiden.

a) Entfernung aus der ungemahlenen Titansehlacke mit Hilfe eines Trommelmagnet-Äbscheiders. (Umlaufgeschwindigkeit der Trommel 150 Upm)

	Eingesetzte	Nichtmagnetische	Magnetische
	Ti-Schlacke	Fraktion	Fraktion
Gewicht /kg/		29,875	0,125
Gewichtsjt.	30,000	99,6	0,4
CornverteilunK	LOO,O
> 300/u		67,8 $	B2,l 96
300-200/U	68,3 3t	8,7 9t	5,0 96
200-150/U	7,8 +	6,0 #	3,0 i>
L50-100/U	5,7 3t		2,9 56
LOO- 60/U	6,2 3t	4,7 f>	2,1 96
60- 40/U	4,6 3t	2,2 i>	1,4 96
< 40/U	2,8 3t	4,7 1>	3,596
Analyse	4,6 3t
t TiO₂		70,6	21,6
i» Fe met.	70,4	0,6	51,7
Gewicht Fe met.	0,81	0,178 kg	0,065 kg
i° Ausbringung	0,243 kg		27 96
an Fe met.

b) Entfernung aus den Grießrücklauf der Mahl-Anlage mit Hilfe eines Trommelmagnet-Abscheiders. (Umlaufgeschwindigkeit der Trommel 176 Upm)

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	Eingesetzter Grießrücklauf	Unmagneti sehe Fraktion	•	Magnetische Fraktion
Gewicht Zkg7	25,660	27,735	0,925
Grewichts-56	100,0	96,4	3,6
Kornverteilung
> 150/U	18,2 *	16,7 *	31,4 fo
150-lOO/U	19,7 Jf	20,6 Ji	10,2 96
100- 60/u	33,8 Jf	35,4 *	20,3 Jf
60- 40/U	13,1 *	14,5 *	13,3 #
< 40/U	15,2 96	12,8 *	24,8 *
Analyse
1o TiO₂	70,1	71,0	4,5
i» Fe met.	3,48	0,23	90,60
Gewicht Pe met.	0,894 kg	0,057 kg	0,837 kg
i> Ausbringung an Fe met.		93,7 %

c) Entfernung aus dem Feingut mit Hilfe eines Magnetscheider

	Eingesetztes Feingut	Unmagnetische Fraktion	Magnetische Fraktion
Gewicht Zkg7	5,534	5,490	0,044
Gewichts^	100,0	99,2	0,8
Kornverteilung
> 4OyU	16,3 Ji	16,1 Ji	15,4 Ji
< 40/U	83,7 Ji	83,9 *	84,6 ?i
Analyse
i TiO₂	70,6	70,9	39,2
io Fe met	0,67	0,34	41,3
Gewicht Fe met,	0,037 kg	0,019 kg	0,018 kg
i» Ausbringung an Fe met.			49 5t

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Beispiel 2

Die Wirksamkeit der Magnetscheidung nach Anreicherung des Pe met. im Grießrücklauf der Mahl-Anlage durch die entsprechende Einstellung der Sichter soll an den folgenden Beispielen gezeigt werden. Gemahlen wurde eine Ti-Schlacke mit 0,7 i° Fe met. in einer kontinuierlich beschickten technischen Mahltrocknungs-Anlage. Die Magnetscheidung erfolgte mit Trommelmagnet-Scheidern. Die Umlaufgeschwindigkeit der Trommel betrug jeweils 180 Upm,

rewi cht s-rVerhäl tni s Grießrücklauf zu Peingut

Fe met in der ungemahlenen Ii-Schlacke

Pe met. im Grießrücklauf

Anreicherung des Gehalts an Fe met. im Grießrücklauf

Pet met in der magnetischen Fraktion

Anreicherung des Gehaltes an Pe met. in der magnetischen Fraktion gegenüber Ausgangsschlacke

Fe met im Feingut la Ausbringung an Fe met.

2,2-fach	0,15-fach
0,7 #	0,7 $
3,4 *	4,8 %
4,9-fach	6,9-fach
58,8 £	76,4 #
84-fach	107-fach
0,20 io	0,18 $>
72 *	75 io

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Beispiel 3

Eine hergestellte Mischung von Ilmenit-Erz und Rutilsand Korngrößen zwischen 60 und 200/u - wurde nach entsprechender VorSichtung durch einmalige magnetische Trennung in 2 Fraktionen geteilt.

	Ilmenit-Erz	61 g/cnr	Rutil-Sand	48 g/cm³
Schüttgewicht	2,		2,
Mischung,:		Teile		Teile
100 Gewichtsteile Auegangs mischung davon:	65		55
Magnetische Trennung:		Gew.-Teile = 89 1° Gew.-Teil		Ge*.-Teile = 11 # Gew.-Teile = 96 +
a) 72 Gewichtsteile magnetische Fraktion davon: b) 28 Gewichsteile unmagnetisch Fraktion davon:	64 1	8 27

Sie Jeweils durchgeführte ehem. Analyse ergab folgende Werte:

	[lmenit- Erz	Rutil sand	Mischung 65 Ilm.i 35 Ru.	Magn. Fraktion 89 i» Ilmeniterz	Unoagn. Fraktion 96 $ Rutil sand
Gew.£ TiO₂ Gew.jt Fe gee. (als Eisenoxide vorliegend)	50,3 35,7	96,1 0,28	. 66,8 23,4	55,2 31,9	93,2 1,8

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Claims

Patentansprüche ι

1. Verfahren zur Abtrennung von magnetisierlbaren Teilchen aus einem in einem Zerkleinerungsprozeß befindlichen Material während dee Mahlprozesses, dadurch, gekennzeichnet, daß das Material nach der Mahlung in an sich bekannter Weise durch Fliehkraftsichtung .in Feingut und Grieß getrennt, und das grießförmige Material nach Abtrennung der magnetisierbaren Teilchen durch einen Magnetscheider dem Mahlprozeß wieder zugeführt wird,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Vermahlung das feinkörnige Material getrocknet wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial Erze eingesetzt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangematerial reduzierte Erze eingesetzt werden.

5. Verfahren nach einen der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß ala Ausgangsmaterial titanhaltige Materialien eingesetzt werden·

6. Verfahren nach einen der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial Titanschlacke eingesetzt wird»

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It

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