DE2251099B2 - Mahlkörper für Mühlen zur Vermahlung von Mineralien - Google Patents

Mahlkörper für Mühlen zur Vermahlung von Mineralien

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Mahlkörper mit relativ hohem spezifischen Gewicht, enthaltend Zirkonoxid, für Mühlen zur Vermahlung von Mineralien, die als Pigmente oder Füllstoffe verwendet werden.
Es ist bekannt, die Vermahlung mineralischer Produkte wie Kreide, kristallinisches Kalziumkarbonat, Dolomit, Kaolin, Kalk usw., die als Pigmente oder mineralische Füllstoffe verwendet werden, entweder als Trockenvermahlung oder Naßvermahlung durchzuführen. Im letzteren Fall erfolgt die Vermahlung entweder in Kugelmühlen mit horizontaler Achse, deren Mahlkörper im allgemeinen aus Mahlsteinen maritimen Ursprungs oder Stahlkugeln bestehen oder in Mühlen mit vertikaler Achse, sogenannten Sandmühlen, oder Perlenmühlen oder allgemein in Mühlen mit Mikromahlkörpern.
Die am häufigsten verwendeten Sandmühlen bestehen aus einem Mühlenkörper zylindrischer Form mit Vertikalachse und einem Rotor mit Scheiben oder Kronen, wobei der Rotor zugleich die Mahlkörper und die flüssige Suspension des Mahlguts im Zylinder • bewegt.
Die flüssige Suspension des Mahlguts tritt unten in die Mühle ein und wird oben mittels Überlauf abgenommen.
Die bekannten Mahlkörper bestehen aus Sand, Glaskugeln, Steatitkugeln, Molocitkugeln, Stahlkugeln oder Nylonkugeln.
Aus der US-PS 33 13 492 ist es bekannt, für das Mahlen von Mineralien Mahlkörper von kugeliger Gestalt aus Werkstoffen mit relativ hohem spezifischen Gewicht zu verwenden. Die dieser Patentschrift zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, den Wirkungsgrad eines Mahlprozesses zu erhöhen, bei welchem schwervermahlbare Materialien, insbesondere Mineralien, zu Pulvern vermählen werden sollen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein vergleichsweise komplizierter Mahlprozeß vorgeschlagen, bei welchem im wesentlichen eine vibrationsfreie, zylindrische Trommel mit glatter Innenoberfläche mit einer flüssigen Suspension gefüllt wird, die mit Mahlgut im Mikronbereich, Flüssigkeit und einem besonderen Mahlgut gefüllt wird, das eine wesentlich größere Dichte als die zu vermählenden Partikel haben soll und aus vergleichsweise kleinen runden Partikeln besteht. Insbesondere sollen dabei die Mahlkörper eine mindest doppelt so hohe Dichte haben wie das Mahlgut Hierzu seien vorzugsweise Stahlkugeln geeignet Es wird vorgeschlagen, daß das Mahlgut ein spezifisches Gewicht zwischen 2 und 3 haben soll und die Mahlkörper ein spezifisches Gewicht von 6 bis 8 haben sollen.
ίο Schließlich sind aus der DE-AS 12 34 500 Mahlkörper bekannt, die entweder aus Zirkonoxid oder aus Siliziumoxid oder aus Aluminiumoxid bestehen. Die dieser Auslegeschrift zugrunde liegende Auigabe besteht darin, eine Einrichtung zum Sandmahlen zu schaffen, bei der die Verweilzeit in der Mühle relativ kurz ist Zur Lösung dieser Aufgabe wird im wesentlichen eine Rührwerksmühle vorgeschlagen, in deren ein Mahlkörper-Haufwerk, wie Sand od. dgl. enthaltendem Mahlbehälter ein Rührwerk umläuft, das aus mehreren in axialen Abständen auf einer drehbaren Welle angeordneten Rührscheiben besteht, zwischen denen je eine feststehende, von der Behälterinnenwand ausgehende, den Außenrand der Rührscheiben überdekkende Ringscheibe angeordnet ist, wobei die Rührschei- ben wesentlich dicker sind als die feststehenden Ringscheiben.
Insbesondere wenn Pigmente oder Füllstoffe höchster Feinheit mit großem Weißgrad und hoher chemischer Reinheit herzustellen sind, weisen die bekannten Mahlkörper den Nachteil auf, daß sie durch ihre rasche Abnutzung die Mahlprodukte verunreinigen. Ein weiterer Nachteil der bekannten Mahlkörper liegt darin, daß sie auf Grund ihres geringen spezifischen Gewichts nur bei Suspensionen vergleichsweise gerin ger Viskosität eingesetzt werden können. Mit anderen Worten: Bei vorgegebenem Mühlentyp und z. B. Glaskugeln ist die Konzentration der Festkörper begrenzt durch die Viskosität die nicht Uberschreitbar ist
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Mahlkörper mit relativ hohem spezifischen Gewicht für Mühlen zur Vermahlung von Mineralien bereitzustellen, mit welcher Pigmente und Füllstoffe hohen Weißgrads und in großer Feinheit hergestellt werden können und mit welcher Suspensionen hoher Viskosität bearbeitet werden können, wobei der Abrieb der Mahlkörper bei etwa 0,25% liegen soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mahlkörper aus 30—70 Gewichtseinheiten
so Zirkonoxid, 0,1—5 Gewichtseinheiten Aluminiumoxid und 5—20 Gewichtseinheiten Siliziumoxid bestehen.
Zur Auffindung dieser Lösung war davon auszugehen, daß eine enge Beziehung zwischen der Feinheit des Mahlguts einerseits und dem Durchsatz durch die Mühle andererseits besteht Je geringer der Durchsatz, desto höher die Feinheit Es war daher ein Kompromiß zu suchen, bei welchem ohne störenden Abrieb gleichzeitig ein Optimum an Durchsatz und ein Optimum an Feinheit gegeben ist Andererseits war zu berücksichti gen, daß die Erhöhung des spezifischen Gewichts der Mahlkörper durch den damit verbundenen Abrieb eine Verunreinigung des Mahlguts zur Folge hatte. Überraschenderweise können diese Schwierigkeiten durch die erfindungsgemäßen Mahlkörper überwunden werden, die zwar ein vergleichsweise hohes spezifisches Gewicht haben, jedoch ein Minimum an Abrieb aufweisen. Vorzugsweise können Kugelmühlen, deren Kugeln
einen Durchmesser von 0,5— 10 cm aufweisen, Perlmühlen, deren Kugeln einen Durchmesser von 0,05—0,5 cm, vorzugsweise 0,1 —0,25 cm aufweisen, oder Sandmühlen verwendet werden.
Die erfindungsgemäß verwendeten Mahlkörper wei- sen eine glatte Oberfläche auf. Außer der großen Härte und der Widerstandskraft gegen Abrieb der erfindungsgemäßen Mahlkörper liegt eine ihrer wichtigsten Eigenschaften im spezifischen Gewicht, das je nach Gehalt an Zirkonoxid 3,5—5 beträgt
Mit den erfindungsgemäßen Mahlkörpern können jetzt sogar »weiche« Mineralien (Härte 1 nach Mohs), insbesondere Kreide aus Coccolithenschalen und Talk derart vermählen werden, daß eine spezifische Oberfläche von über 12m2/g erhalten wird, was bisher in wirtschaftlicher Weise allenfalls bei »harten« Mineralien, wie z. B. Carraramarmor möglich war.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines J Ausführungsbeispiels näher erläutert:
Eine Mühle wurde mit 920 kg Mahlkörpern in Form der erfindungsgemäßen Kugeln mit einem Durchmesser zwischen 1 und 24 mm beschickt
Das Mahlgut bestand aus einer wässerigen Auf schlämmung von Kreide mit einer Konzentration von 64% an Feststoffen. Der Durchsatz betrug 1.000 l/h. Es 2s wurde ein Produkt mit 95—98% Partikeln unter 2 Mikron und einem Weißgrad Elrepho (blauer Filter) von 95% erhalten.
Bei Betrieb der Mühle unter gleichen Bedingungen und mit der gleichen Kreide, aber mit Glaskugeln, konnte nur eine maximale Feinheit von 90% Partikeln unter 2 Mikron und ein Weißgrad von nur 93% Elrfepho (blauer Filter) erzielt werden.
Gegenüber der Verwendung von Glaskugeln als Mahlkörper wurde eine Zunahme der spezifischen Oberfläche des fertigen Produkts um 20—25% festgestellt Weiterhin wurde festgestellt, daß im Gegensatz zur Verwendung von Glaskugeln die Mühle mit einer guten Mahlregelmäßigkeit arbeitet und bei konstanter Amperezahl keinerlei Vibration aufkam.
Die durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Mahlkörper erzielte Zunahme des Weißgrads läßt sich nicht nur durch die Zunahme der Feinheit erklären, sondern auch durch eine viel geringere Verunreinigung des fertigen Produkts. Tatsächlich war auch die Abnützung der erfindungsgemäß verwendeten Kugeln wesentlich geringer als diejenige der Glaskugeln, was folgender Vergleich zeigt
Erfindungsgemäß verwendete Kugeln: 03 kg/t Fertigprodukt Glaskugeln: 1 — 13 kg/t Fertigprodukt
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Tatsache, daß die Mahlkörper auf Zirkonoxidbasis im Gegensatz zu den Kugeln aus Glas oder anderen Substanzen keine Metalle wie z. B. Blei, Mangan, Kupfer usw. enthalten, die zu einer Verunreinigung des fertigen Produktes führen würden.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Mahlkörper liegt in der Möglichkeit, bei der Vermahlung wässeriger Aufschlämmungen viel höhere Viskositäten und damit viel höhere Feststoffkonzentrationen verwenden zu können als bei anderen Mahlkörperzusammensetzungen, was höhere Durchsätze bei gleicher erhaltener Feinheit erlaubt. Auf Grund des hohen spezifischen Gewichts der erfindungsgemäßen Mahlkörper ist ei möglich, die Konzentration an Feststoffpartikeln des Mahlguts auf 70% zu erhöhen, während im Falle z. B. von Glaskugeln die optimale Konzentration bei 64% liegt, wobei in beiden Fällen die gleiche Feinheit erzielt wird.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Mahlkörper liegt in der Möglichkeit, Substanzen mit relativ hohem spezifischen Gewicht zu vermählen, wie z. B. Baryt oder verschiedene Bleisalze.

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Mahlkörper mit relativ hohem spezifischem Gewicht, enthaltend Zirkonoxid, für Mühlen zur Vermahlung von Mineralien, die als Pigmente oder Füllstoffe verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 30—70 Gewichtseinheiten Zirkonoxid, 0,1 —5 Gewichtseinheiten Aluminiumoxid und 5—20 Gewichtseinheiten Siliziumoxid bestehen.
2. Mahlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Kugelmühlen als Kugeln mit einem Durchmesser von 0,5—10 cm verwendet werden.
3. Mahlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Perlmühlen als Kugeln mit einem Durchmesser von 0,05 - 03 cm verwendet werden.
4. Verwendung der Mahlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Vermahlung von weichen Mineralien der Härte 1 nach Mohs.
5. Verwendung der Mahlkörper nach Anspruch 4 zur Vermahlung von Kreide aus Coccolithenschalen und Talk.
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