DE2251099C3 - Mahlkörper für Mühlen zur Vermahlung von Mineralien - Google Patents
Mahlkörper für Mühlen zur Vermahlung von MineralienInfo
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Description
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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 Naßvennahlung durchzuführer..
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 einen» 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.
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 Autgabe 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 Mahlkorper-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 Rührscheiben
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 geringer
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 überschreitbar
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
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 berücksichtigen,
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 weisen 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 Ausführungsbeispiels näher erläutert:
Eine Mühle wurde mit 920 kg Mahlkörpern in Form der erfindungsgemäßen Kugeln mit einem Durchmesser
zwischen 1 und 2£ mm beschickt
Das Mahlgut bestand aus einer wässerigen Aufschlämmung von Kreide mit einer Konzentration von
64% an Feststoffen. Der Durchsatz betrug 1.000 l/h. Es
wurde ein Produkt mit 95-98% Partikeln unter 2 Mikron und einem Weißgrad Elrdpho (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% Elrepho
(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: 0,3 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 1Z. 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 es 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)
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 i, 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 — 0,5 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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