DE2412787A1 - Verfahren zur abtrennung von mindestens einer komponente aus einem mineralgemisch - Google Patents

Description

Köln, den 15-März 197^ Ke/Ax/Bt

St. Austeil, Cornwall, England _OM„„_O„

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Verfahren zur Abtrennung von mindestens einer Komponente

aus einem Mineralgemiseh

Die Erfindung betrifft die Behandlung von Mineralen und ein Verfahren zur Abtrennung einer oder mehrerer Komponenten eines Gemisches von Mineralkomponenten von den anderen Komponenten. Die Erfindung ist insbesondere, aber nicht ausschließlich auf ein Verfahren zur Abtrennung von Komponenten von rohen kaolinitischen Tonmineralen, die diese Komponenten als Verunreinigungen enthalten, gerichtet.

Es ist bekannt, Verunreinigungen von rohen Mineralen durch Schaum-Schwimm-Veffahren oder Flotation abzutrennen. Im allgemeinen wird bei einem Flotationsverfahren eine wässrige Aufschlämmung oder Trübe der rohen Mineralen mit einem Reagenz (einem sogenannten Sammler) behandelt, das an den Verunreinigungen (die vom gewünschten Mineral abgetrennt werden sollen) selektiv adsorbiert wird und die Verunreinigungen an der Oberfläche hydrophob macht. Als Beispiele gebräuchlicher Sammler sind Oleinsäure, langkettige Amine und sulphonierte Erdölkohlenwasserstoffe zu nennen. Die in dieser Weise gebildete, mit dem Reagenz versetzte Aufschlämmung des rohen Minerals wird dann in Gegenwart von Luft durchwirbelt, wobei ein Schaum gebildet wird. Die Verunreinigungen, die nunmehr eine hydrophobe Oberfläche haben, treten in die zwischen den Luftblasen und dem wässrigen Medium vorhandene Grenzfläche zwischen Luft und Wasser ein.

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Wenn eine Luftblase zur Oberfläche der mit dem Reagenz versetzten Trübe steigt, wird die Verunreinigung von ihr mitgenommen. Der an der Oberfläche der Trübe erscheinende Schaum kann dann entfernt werden. Auf diese Weise kann die Abtrennung der Verunreinigungen vom Mineral erreicht werden. Bei feinen Mineralen, d.h. Mineralen, die überwiegend aus Teilchen einer Größe von weniger als etwa 50/U bestehen, z.B. bei den Tonmineralen, ist die Abtrennung der Verunreinigungen durch Flotation nicht sehr wirksam und schwierig zu erreichen. Demzufolge wurden andere Verfahrenstypen für die Abtrennung von Verunreinigungen von feinen Mineralen vorgeschlagen. Bei einem dieser Verfahrenstypen wird

a) zu einer wässrigen Aufschlämmung des rohen Minerals ein hydrophober Sammler für die Verunreinigungen im rohen Mineral gegeben und

b) die Aufschlämmung des de η Sammler enthaltenden rohen Minerals mit einer organischen Flüssigkeit gemischt, die mit Wasser nicht mischbar ist, wodurch die Verunreinigungen, an denen der hydrophobe Sammler adsorbiert ist, selektiv durch die organische Flüssigkeit, die das gereinigte Mineral in der wässrigen Phase verläßt, extrahiert xverden. Zwei Ver- · fahren dieser Art werden in der USA-Patentschrift 3 4^2 OJO und in der britischen Patentschrift 1 222 508 beschrieben. Es wurde jedoch festgestellt, daß diese¹Verfahren sehr empfindlich gegenüber Änderungen der angewandten Bedingungen sind, und daß befriedigende Trennungen und Ausbeuten nicht leicht erreichbar sind, wenn diese Bedingungen nicht genau geregelt und eingehalten werden.

Gegenstand der Erfindung ist die Abtrennung wenigstens einer Mineralkomponente aus einem Gemisch von Mineralkomponenten nach einem Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man

a) das Gemisch der Mineralkomponenten in Wasser in einer solchen Menge dispergiert,daß eine wässrige Suspension gebildet wird,die 10 bis 60 Gew.-% des Gemisches von Mi-409840/0774

neralkomponenten enthält,

b) diese wässrige Suspension und eine nicht polare organische Flüssigkeit, in der ein anionaktiver Sammler für wenigstens eine der Komponenten des Gemisches von Mineralkomponenten gelöst oder suspendiert ist, mischt, wobei das Volumenverhältnis der wässrigen Suspension zur nicht-polaren organischen Flüssigkeit im Bereich von 1:1 bis 9:1 liegt und die Bedingungen, unter denen die wässrige Suspension und die nicht—polare organische Flüssigkeit gemischt werden, so gewählt werden, daß

l) die Gesamtmenge der Energie, die darin vernichtet wird, um die Vermischung zu bewirken, im Bereich von

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5 x 10 bis J)O χ 10 Joule/kg des trockenen Gemisches von Mineralkomponenten liegt und die Gesamtzeit, die zur Dissipation dieser Energie im Gemisch erforderlich ist, nicht länger ist als 8 Minuten und 2) eine Flüssigkeit gleichmäßig in der anderen dispergiert, aber keine stabile Emulsion gebildet wird, wodurch wenigstens eine Komponente des Gemisches von Mineralkomponenten in der Grenzfläche zwischen der nicht-polaren organischen Flüssigphase und der wässrigen Flüssigphase konzentriert wird und die verbleibende Komponente bzw. die verbleibenden Komponenten in der wässrigen Flüssigphase konzentriert wird und

c) anschließend die beiden Flüssigphasen getrennt oder der Trennung überlassen werden.

In der Stufe (a) des Verfahrens gemäß der Erfindung kann die Dispergierung des Gemisches von Mineralkomponenten im Wasser durch Verwendung eines oder mehrerer Dispergierungsmittel (deflocculating agents) beschleunigt werden. Das wirksamste Dispergierungsmittel hängt von dem zu trennenden Gemisch von Mineralkomponenten ab. Gewisse Minerale können durch Änderung des pH-Wertes entflockt werden. Im allgemei-

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nen ist es vorteilhaft, den pH-Wert der wässrigen Suspension auf wenigstens 8,0 einzustellen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung erwies sich als besonders vorteilhaft für die Trennung von verunreinigenden Mineralen aus- rohen kaolinitischen Tonmineralen. Wenn das Verfahren gemäß der Erfindung zur Abtrennung von verunreinigenden Mineralen aus einem kaolinitischen Tonmineral angewandt wird, wird vorteilhaft Ammoniak dem Wasser zugesetzt, um sicherzustellen, daß der pH-Wert der Suspension wenigstens 8,0 beträgt. Es ist möglich, anstelle von Ammoniak eine andere Base, z.B. Natriumhydroxyd, Kaliumhydroxyd, Natriumcarbonat oder Kaliumcarbonat, zu verwenden. Für kaolinitische Tonminerale können als Entflockungsmittel ein Natriumsilikat oder gewisse wasserlösliche organische makromolekulare Materialien verwendet werden, deren Zahlenmittel des Molekular-

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gewichts im Bereich von 700 bis 10 000 liegt. Als Beispiele des letztgenannten Typs von Materialien seien genannt: _; Wasserlösliche Salze von Acrylsäure- und Methacrylsäurepolymerisaten, wasserlösliche Copolymerisate, in denen 30 bis 95 Mol-# der wiederkehrenden Einheiten die allgemeine Formel

-CHR—CR¹-COOH

haben, in der R ein Wasserstoffatom, ein niederer Alkylrest, eine Carbonsäuregruppe oder eine niedere Alkylcarboxylatgruppe (-COOAIk) und R' ein Wasserstoffatom oder ein niederer Alkylrest ist, und 7° bis 5 Mol-# der wiederkehrenden Einheit die allgemeine Formel -

— CHR" — CHR"' —

haben, in der R" ein Wasserstoffatom oder ein niederer Alkylrest und R"' ein Chloratom oder eine niedere Alkylcarboxylat-

gruppe (-COOAIk),. ein Phenylrest oder substituierter Phenylrest ist, und die wasserlöslichen Salze dieser Copolymerisate« Die kondensierten Polyphosphate, die üblicherweise als Entflockungsmittel bei der Verarbeitung von kaolinitischen Tonmineralen verwendet werden, sind jedoch als Entflockungsmittel für die Behandlung von kaol-initischen Tonmineralen nach dem Verfahren gemäß der Erfindung ungeeignet.

Die Stufe (a) wird bei der Behandlung von kaolinitischen Tonmineralen vorzugsweise wie folgt durchgeführt: Man löst in wässrigem Medium, in dem das Tonmineral dispergiert werden soll, Ammoniak in einer Menge von 0,2 bis 5*0 g/kg trockenes rohes kaolinitisches Tonmineral un3 ein als Entflockungsmittel dienendes Na-triumsilikat in einer Menge von 0,2 bis 10,0 g/kg trockenem rohem kaolinitischetn Ton, wobei die Gesamtmenge von Ammoniak und Natriumsilikat so gewählt wird, daß der pH-Wert auf wenigstens 8,0 eingestellt wird. Anschließend dispergiert man das Tonmineral in wässrigem Medium in einer solchen Menge, daß der Feststqffgehalt der erhaltenen Suspension im Bereich von 10 bis 60 Gew.-^ liegt.

In der Stufe (b) des Verfahrens gemäß der Erfindung hat die wässrige Suspension des Gemisches von Mineralkomponenten vorteilhaft einen Feststoffgehalt im Bereich von 10 bis 30 Gew.-%, oder sie wird auf diesen Feststoffgehalt verdünnt. Wenn das Verfahren kontinuierlich durchgeführt werden soll, d.h. wenn die Vermischung und anschließende Trennung der beiden Flussigphasen kontinuierlich durchgeführt wird, erwies es sich als notwendig, daß die wässrige Suspension einen Feststoffgehalt von nicht mehr als etwa 20$, vorzugsweise einen Feststoffgehalt im Bereich von 10 bis Ί8 Gew.-% hat. Die nicht-polare organische Flüssigkeit hat vorzugsweise ein anderes spezifisches Gewicht als die wässrige Suspension und ist im wesentlichen nicht mischbar mit ihr. Ihre Löslichkeit in der wässrigen Phase beträgt vorzugsweise weniger als 1 Gew.-^ bei 25°C. Als organische Flüssigkeiten

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eignen sich Kohlenwasserstoffe und halogenierte Kohlenwasserstoffe, z.B. Kerosin (Leuchtpetroleum), Ligroin, Benzol, Dichloräthan, Tetrachlorkohlenstoff und Tetrabromäthan. Kerosin wird aufgrund seines niedrigen Preises im allgemeinen bevorzugt.

Der beste anionaktive Sammler hängt von der Art der Komponenten des Gemisches von Mineralkomponenten ab. Wenn beispielsweise kaolinitische Tonminerale behandelt werden, kann als Sammler eine-Fettsäure oder eine Seife mit 10 bis 20 C-Atomen in der Kohlenwasserstoffkette verwendet werden, wobei Oleinsäure aufgrund ihres niedrigen Preises und ihrer leichten Verfügbarkeit bevorzugt wird, jedoch kann es bei anderen Gemischen von Mineralkomponenten zweckmäßiger sein, sulphonierte Erdölkohlenwasserstoffe vom Typ der Grünsäure ( green acid) oder ein Salz oder eine Seife einer solchen Säure zu verwenden. Es hat sich allgemein gezeigt, daß befriedigende Ergebnisse erzielt werden, wenn die verwendete Menge des anionaktiven Sammlers im Bereich von 0,5 bis 2,0 g/kg des trockenen Gemisches der Mineralkomponenten liegt. Die beiden Flüssigkeiten, d.h. die wässrige Suspension und die nichtpolare organische Flüssigkeit werden so gemischt, daß das Volumenverhältnis der wässrigen Suspension zur nicht-polaren organischen Flüssigkeit im Bereich von 1:1 bis 9:1* vorzugsweise im Bereich von 1:1 bis 6:1 liegt, wobei ein Verhältnis von etwa 2:1 besonders bevorzugt wird.

Die Vermischung der beiden Flüssigkeiten erfolgt zweckmäßig in einem kontinuierlich arbeitenden Mischer, d.h. einem Mischer, in dem beispielsweise ein Rührer hochtourig in eine_ro fließenden Strom der Aufschlämmung rotiert, wobei die· Aufschlämmung kontinuierlich in den Mischer einströmt und die gleiche Menge der Aufschlämmung aus dem Mischer kontinuierlich ausströmt. Geeignet ist ein kontinuierlich arbeitender Mischer, der mit einem Schaufelrad versehen ist, das mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 500 bis 2500 UpM und

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mit einer Umfangsgeschwindigkeit im Bereich von 200 bis 1 200 m/Minute rotiert. Verschiedene Arten von Rührwerken können verwendet werden. Es ist unmöglich, die beiden Flüssigkeiten chargenweise zu mischen. In jedem Fall sollte die Dissipation von Energie in den beiden Flüssigkeiten während

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des Mischens im Bereich von 3 χ 10 bis JO χ 10 Joule/kg des trockenen Gemisches von Mineralkomponenten liegen, und die zur Dissipation dieser Energie im Gemisch der beiden Flüssigkeiten erforderliche: Zeit sollte nicht langer sein als 8 Minuten und liegt vorteilhaft im Bereich von 2 bis 6 Minuten. Allgemein wurde festgestellt, daß es vorteilhafter ist, die erforderliche Energiemenge im Gemisch in möglichst kurzer Zeit zu vernichten, jedoch immer vorausgesetzt, daß hierdurch keine stabile Emulsion gebildet wird. Die optimalen Bedingungen innerhalb der vorstehend genannten Bereiche für ein bestimmtes Verfahren können experimentell bestimmt werden.

In der Stufe (c) des Verfahrens gemäß der Erfindung wird vorzugsweise weiteres Wasser dem Gemisch der wässrigen Suspension und der nicht-polaren organischen Flüssigkeit beim Austritt aus dem Mischer zugesetzt. Bei Verwendung eines kontinuierlich arbeitenden Mischers erwies es sich als vorteilhaft, sauberes Wasser mit ungefähr der gleichen Raumströmungsgeschwindigkeit zuzusetzen, mit der die wässrige Suspension in dem kontinuierlich arbeitenden Mischer eingeführt wird. Die beiden Flüssigphasen können der Trennung entweder kontinuierlich oder chargenweise überlassen werden. Die das gereinigte Mineral enthaltende wässrige Phase kann gegebenenfalls einer oder mehreren weiteren Trennstufen unterworfen werden, damit etwaige mitgetragene nicht—polare organische Flüssigkeit sich abtrennen kann. V/eitere Zugaben von reinem Wasser können vor jeder weiteren Trennstufe vorgenommen werden. Wenn die organische Flüssigkeit ein niedrigeres spezifisches Gewicht als die wässrige Suspension hat, läßt man die organische Flüssigkeit überlaufen, und die

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suspendierten Feststoffe können durch Filtration oder Zentrifugieren daraus entfernt werden. Die organische Flüssigkeit kann einmal oder mehrmals mit weiteren Mengen reinen Wassers gewaschen werden, um eine weitere Menge des gereinigten Minerals aus den Feststoffen, die in der organischen Flüssigkeit suspendiert gehalten werden, zu extrahieren. Wenn es erforderlich ist, im wesentliche reine nicht-polare organische Flüssigkeit, die frei von suspendierten Feststoffen ist, zurückzugewinnen, was im allgemeinen wesentlich ist, wenn das Verfahren kontinuierlich im großtechnischen Maßstab durchgeführt werden soll,erwies es sich als zweckmäßig, die Feststoffe, die entweder Verunreingungen oder das gewünschte Produkt sein können, durch Zentrifugalabscheidung unter Verwendung einer Zentrifuge abzutrennen, die eine periphere Zentrifugalbeschleunigung hat, die wenigstens das 4 000-fache der auf die Schwerkraft zurückzuführenden Beschleunigung (d.h. 4 000 g) beträgt. Ein Beispiel eines für diesen Zweck geeigneten Zentrifugentyps ist die Tellerzentrifuge.ϊ. Beispiele dieses Zentrifugentyps werden in "The Chemical Engineers' Handbook", 5. Auflage, von R. H. Perry und CH. Chilton, herausgegeben von McGraw-Hill Book Company, New York, 1973, auf den Seiten 19- 90 bis 19-91 beschrieben.

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nachstehend ausführlich unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben.

Figur 1 zeigt schematisch eine zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung mit einem kaolinitischen Tonmineral geeignete Anlage.

Figur 2 zeigt als Seitenansicht im Schnitt einen Teil der in Fig. 1 dargestellten Anlage. j

Figur Z> zeigt als Draufsicht im Schnitt einen weiteren Teil der in Fig. 1 dargestellten Anlage.

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Trockenes oder im wesentlichen trockenes rohes kaolinitisches Tonmineral von einer Halde 1 und Wasser, das bei 2 zugesetzt wird, werden einem Mischtank 3 zugeführt, in den eine Base, z.B. Ammoniak, bei 4 und ein Entflockungsmittel, z.B. Natriumsilikat, bei 5 eingeführt wird. Die Materialien werden im Tank gut gemischt, wobei eine wässrige Suspension gebildet wird, die dann einem zweiten Mischtank 6 zugeführt wird, wo sie mit V/asser, das bei 7 zugesetzt wird, auf den erforderlichen Feststoffgehalt verdünnt wird. Die wässrige Suspension wird durch ein Sieb mit Maschen einer Nennweite von 53/um geführt und ein etwaiger grober Rückstand, der auf dem Sieb zurückbleibt, wird bei 9 ausgetragen. Die gesiebte Suspension tritt in einen kontinuierlich arbeitenden Mischer 10 des nachstehend beschriebenen Typs ein. Eine reine, nicht" polare organische Flüssigkeit, z.B. Kerosin, wird nach Bedarf bei 11 in einen Behälter 12 eingeführt. Ein Sammler, z.B. Oleinsäure, wird in den Behälter bei IJ eingeführt. Die den Sammler enthaltenden nicht-polare organische Flüssigkeit wird dem Mischer 10 durch Leitung 14 zugeführt. Die erforderliche Energiemenge wird im Gemisch während einer Zeit von nicht mehr als 8 Minuten vernichtet, worauf das Gemisch von wässriger Suspension und nicht-polarer organischer Flüssigkeit den Mischer 10 durch eine Leitung 15 verläßt. Reines Wasser wird bei 16 zugesetzt, um die Trennung der beiden Fl'issigphasen zu beschleunigen. Eine Vortrennung der Phasen findet in einem ersten Abscheidegefäß 17 statt. Die Bodenschicht 18, die aus einer wässrigen Suspension von gereinigtem kaolinitischem Ton besteht, wird bei 19 als erstes Produkt abgezogen. Die obere Schicht 20, die aus einer Dispersion von nicht~polarer organischer Flüssigkeit und Feststoffteilchen in einem wässrigen -Medium besteht, strömt durch eine Leitung 21, in der sie mit zusätzlicher nicht~polarer organischer Flüssigkeit gut gemischt wird, die vom Vorratsbehälter 12 durch eine Leitung 22 zugeführt wird, in eine Zentrifuge 23 mit Spiraleinsatz. Diese Zentrifuge trennt das Gemisch in eine dicke Suspension von ver-

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hältnismäßig· grobem kaolinitischem Ton zusammen mit einer geringen Menge "Verunreinigungen, die bei 24 als zweites Produkt abgezogen werden, und eine verdünnte Suspension, die aus einem Gemisch von nicht-polarer organischer Flüssigkeit, Wasser und Feststoffteilchen besteht. Das letztgenannte Gemisch geht durch eine Leitung 25 in ein zweites Abscheidegefäß 26, in dem das Gemisch sich in eine obere Schicht 27, die im wesentlichen aus reiner,nicht-polarer organischer Flüssigkeit besteht, eine mittlere Schicht 28, die aus einem Gemisch von Wasser, nicht-polarer organischer Flüssigkeit und Feststoffteilchen (überwiegend Verunreinigungen) besteht, und eine untere Schicht 29 trennt, die aus einer wässrigen Suspension von im wesentlichen reinen feinen Teilchen von kaolinitischem Ton besteht. Die aus der reinen nicht-polaren organischen Flüssigkeit bestehende obere Schicht wird durch eine Leitung 30 dem Behälter 12 zugeführt, und die unte"re Schicht wird bei 33 als drittes Produkt ausgetragen. Die mittlere Schicht wird wahlweise mit einer bei 31 zugeführten Mineralsäure auf einen pH-Wert im sauren Bereich eingestellt und dann einer Tellerzentrifuge 32 zugeführt, die mit Düsen für den Feststoffaustrag versehen ist und eine periphere Fliegkraftbeschleunigung von 6000 g hat. Die Tellerzentrifuge trennt die mittlere Schicht in eine Uberlauffraktion. aus im wesentlichen reiner nicht-polarer organischer Flüssigkeit, die durch eine Leitung ~5k dem Vorratsbehälter 12. zugeführt wird, und in eine-Unterströir.ungsfraktion in Form einer wässrigen Aufschlämmung, die überwiegend aus abgetrennten verunreinigenden Teilchen besteht und bei 35 als Abfall ausgetragen wird.

In Abhängigkeit davon, ob die Qualität des Produkts oder die Gesamtgewinnung an kaolinitischem Ton der wichtigere Gesichtspunkt ist, kann das dritte Produkt oder sogar das zweite Produkt teilweise oder ganz mit dem ersten Produkt gemischt werden. Ein etwaiges verbleibendes zweites oder drittes Produkt kann in einem gesonderten Prozess erneut

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behandelt oder als Ausschuß verworfen werden.

Der in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellte Mischer 10 besteht aus einem Gehäuse 36 von quadratischem Querschnitt mit einer flachen Plaste 37* die quer über jede der vier Ecken senkrecht zum Boden des Gehäuses befestigt ist, wodurch eine innere Kammer mit 8-eckigem G.uerschnitt gebildet wird. Ein Leitblech 38, das sich radial einwärts in Richtung zur zentralen senkrechten Achse des Gehäuses erstreckt, ist an jeder der acht Ecken des Achtecks angeordnet. Um die Zirkulation der Flüssigkeit durch das gesamte Gehäuse zu beschleunigen, sind V-förmige Ausschnitte 39 ^am unteren Ende jeder Platte 37 und V-förmige Ausschnitte 40 am unteren Ende jedes Umlenkblechs 38 vorgesehen. Im Gehäuse ist ein Schaufelrad 41 mit einer senkrechten Welle42 vorhanden, an deren unterem Ende eine waagerechte Scheibe 43 befestigt ist. Auf der Oberseite der Scheibe 43 sind vier Schaufeln 44-und an ihrer Unterseite vier Schaufeln 45 befestigt. Die Schaufeln sind auf der Scheibe mit gleichem Abstand zueinander angeordnet. Die Gesamtweite des Gehäuses beträgt J>0 cm, der Durchmesser der Schaufelradscheibe 15 cm, die Höhe jeder der acht Schaufelräder 2,5 cm und der Abstand zwischen den Kanten der Leitbleche und dem Schaufelrad 0,25 cm. Das Schaufelrad-wird von einem (nicht dargestellten) Elektromotor von 5 PS angetrieben. Die durch die Leitung 46 strömende wässrige Suspension und die durch die Leitung 14 strömende nicht-polare organische Flüssigkeit werden an einem T-Stück 47 vereinigt und treten durch eine Leitung 48 in den Mischer 10 ein. Das Gemisch verläßt den Mischer 10 durch eine Leitung 49, die in das Gehäuse unterhalb des.Schaufelrades führt. Die Höhe des flüssigen Gemisches im Mischer 10 kann durch eine Flüssigkeitsstand-Uberwachungs- und Regelvorrichtung 50 überwacht werden. ;'

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert. ^

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Beispiel 1

Ein grober Rückstand von englischem China Clay (ein kaolinitisches Tonmineral) mit einer solchen Teilchengrössenverteilung, dass 26 Gew.-^ aus Teilchen mit einem äquivalenten Kugeldurchmesser von weniger als 2 u und 19 Gew.-^ aus Teilchen mit einem äquivatenten Kugeldurchmesser von mehr als 10 u bestanden, wurde behandelt. Der Ton wurde in Wasser dispergiert, das 0,67 g Ammoniak und 1,12 g Natriumsilikat pro kg trockenen China Clay enthielt, wobei eine Suspension mit einem Feststoffgehalt von etwa I5 Gew.-% gebildet wurde. Der p„-Wert der Suspension betrug 9»5· ί

Die Suspension wurde in einer Menge von 400 ml/Min, einem kontinuierlich arbeitenden Mischer zugeführt, der mit einem Schaufelrad versehen war,das mit 1250 UpM rotierte. Gleichzeitig wurde Kerosin, dem Oleinsäure zugesetzt worden war, dem gleichen Mischer in einer Menge von 200 ml 'Min. zugeführt. Die Menge der dem Kerosin zugesetzten Oleinsäure wurde so bemessen, dass 1,12 g Oleinsäure pro kg des zu behandelnden trockenen China Clay eingeführt wurden. Die Verweilzeit der beiden Flüssigkeiten im Mischer betrug 4 Minuten,und die Energie, die in den Flüssigkeiten während ihres Mischens

h. vernichtet wurde, lag im Bereich von J5 χ 10 bis 30 χ

10 Joule/kg des trockenen rohen China Clay. ;

Am Austritt des kontinuierlichen Mischers wurde weiteres Wasser dem Gemisch in einer Menge von J500 ml/Min, zugesetzt. Das Gemisch wurde dann einem ersten Abscheidegefäss zugeführt, das ein Volumen von 8,1 1 hatte. In diesem Behälter trat Schichtentrennung ein. Die Grenzfläche zwischen der wässrigen Suspension und dem Kerosin

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wurde aufrechterhalten, indem der Austrittsstrom so bemessen wurde., dass 8θ bis 85 ^ des Volumens des Abscheidegefässes durch die wässrige Suspension und 15 bis 20% durch das Kerosin besetzt waren. Die wässrige Suspension wurde als Produkt der ersten Stufe durch ein Ventil am Boden des ersten Abscheidegefässes abgezogen. Das Kerosin lief über und wurde einem zweiten Abscheidegefäss zugeführt, das ein Volumen von 4,6 1 hatte. Vor dem Eintritt des Kerosins in das zweite Abscheidegefäss wurde ihm weiteres Wasser in einer Menge von 500 ml/Min, zugesetzt. Die aus dem zweiten Abscheidegefäss austretenden Ströme wurden wiederum so eingestellt, dass 80 bis 85 % des Volumens durch die wässrige Suspension eingenommen wurde. Das aas dem zweiten Abscheidegefäss überlaufende Kerosin wurde durch eine Zentrifuge mit Spiraleinsatz mit einem : Trommeldurchmesser von I50 mm geführt, um die sus- ^: pendierten Peststoffe zu entfernen, die als Abfall verworfen wurden. Das die Oleinsäure in Lösung enthaltende Kerosin wurde im Kreislauf geführt* wobei nach Bedarf if eitere Oleinsäure zugesetzt wurde» Die Unterströmung aus-dem zweiten Abscheidegefäss, die.aus dem Produkt der zweiten Stufe bestand, wurde dem Produkt der ersten Stufe zugesetzt«,

Der Ton im Gemisch der Produkte der ersten und zweiten Stufe wurde auf Reflexion von Licht einer Wellenlänge von 458 bis 574 nm -untersuchte Ferner x-nirde die Gesaratgewinnung von Ton aus den beiden Trennstufen ermittelt. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 1 genannt.

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Tabelle 1

Gewinnung des Tons, prozentuale Reflexion von % Licht einer Wellenlänge von nm 574 nm

Ursprünglicher roher

China Clay - 79,0 82,7

Behandelter China Clay 73,0 84,1 89,3

Beispiel 2

Ein grober Rückstand von englischem China Clay mit einer solchen Teilchengrössenverteilung, dass 35 Gew.-^ aus Teilchen mit einem äquivalenten Kugeldurchmesser von weniger als 2 u und 19 Gew.-% aus Teilchen mit einem äquivalenten Kugeldurchmesser von 10 yx bestanden wurde behandelt. Der rohe Ton hatte eine Reflexion von Licht einer Wellenlänge von 458 nm von 78,9 % und eine Reflexion von Licht einer Wellenlänge von 574 nra von 83,0 %, Der Ton wurde mit Wasser _s das genügend Ammoniak enthielt, um den p^-Wert auf 9,5 zu erhöhen, in 'einer solchen Menge gemischt, dass der Festsfcoffgehalt der gebildeten Suspension 50 Gew«,=^ betrug«, Das Geraisch wurde 1 Minute gerührt und- dann in 4 Chargen A, B, C und D unterteilt.

Die beiden Chargen A und B wurden mit Oleinsäure in Mengen von 1,1 g bzw. 1,4 g pro kg trockenen Ton konditioniert. Die Konditionierungszeifc betrug in jedem Fall 8 Minuten. Diese beiden Chargen wurden dann auf ein spezifisches Gewicht von 1,155 (etwa 22 Ge?;.-# Pest stoffe) verdünnt und dann mit Kerosin in einer?! Volumenverhältnis von 2 Raumteilen der konditionierten wässrigen Suspension zu 1 Rsumteil Kerosin gemischt.

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Der Mischer war mit einem Turbinenrührer versehen, der mit 1250 UpM rotierte. Die Mischzeit betrug 4 Minuten. Die Trennung der beiden Flüssigkeiten bei jeder Charge wurde in einem Abscheidekolben vorgenommen. Für die Trennung wurden 3 Minuten vorgesehen. ■

Die beiden anderen Chargen C und D wurden auf ein spezifisches Gewicht von 1,155 verdünnt und dann mit Kerosin gemischt. Das mit der Charge C gemischte Kerosin' enthielt 1,1g Oleinsäure und das mit der Charge D gemischte Kerosin enthielt 1,4 g Oleinsäure jeweils pro kg des zu behandelnden trockenen Tons. Die Vermischung und Trennung wurden in genau der gleichen V/eise, wie vorstehend für die beiden ersten Chargen beschrieben, ! durchgeführt. ,

Bei jeder der 4 Chargen lag die Energie, die in den beiden Flüssigkeiten während ihrer Vermischung vernichtet wurde, im Bereich von 3 χ 10 bis j50 χ 10 Joule/ kg trockenen rohen China Clay. In jedem Fall wurde der , Ton in der wässrigen Schicht auf Lichtreflexion untersucht und die Gewinnung von Ton ermittelt. Die er- j haltenen Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle II genannt. . ■ j

Tabelle II

Charge

Oleinsäure in g/kg Ton Tongewinnung, prozentuale Reflexion von

% Licht einer Wellenlänge von nm 574 nm

1,1 g Oleinsäure/kg in der wässrigen

Schicht-Charge A 68,7 81,5 85,9

1,4 g Oleinsäure/kg in der wässrigen

Schicht - Charge B 67,6 80,4 84,9

1,1 g Oleinsäure/kg

in Kerosin - Charge C 69,4 82,0 86,6

1,4 g Oleinsäure/kg in _r ' .^

Kerosin - Charge D 67,9 82,0 . 86,4

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- Io - j

Die Ergebnisse zeigen,dass eine höhere Helligkeit und j

eine höhere Gewinnung von Ton erzielt werden, wenn die !

Oleinsäure dem Kerosin zugesetzt und nicht mit der j

wässrigen Suspension des Tons vor dem Zusatz des Kerosins ■

gemischt wird. ί

Beispiel 3

Zwei Chargen E und P des gleichen China Clay wie in Beispiel 2 wurden wie folgt behandelt: Die erste Charge E wurde mit Wasser gemischt, das 1,16 g Ammoniak pro kg trockenen Ton und kein Natriumsilikat enthielt, wobei eine Suspension gebildet wurde, die einen Feststoffgehalt von 50 Gew.-# und einen pH-Wert von 9*5 hatte. Die Mischdauer betrug 1 Minute. Die Suspension wurde mit Wasser auf ein spezifisches Gewicht von 1,100 (.etwa 15 Gew. -% Peststoffe) verdünnt und dann mit Kerosin gemischt, in dem 1,12 g Oleinsäure pro kg trockenen rohen Ton gelöst v/orden waren. Die Flüssigkeiten wurden im Volumenverhältnis von 2 Raumteilen wässriger Tonsuspension pro Raumteil des Oleinsäure enthaltenden Kerosins gemischt. Der Mischer war mit einem Turbinenlaufrad versehen, das mit 1250 UpM rotierte. Die Mischdauer betrug 4 Minuten. Die während des Mischens in den beiden Flüssigkeiten vernichtete Energie lag im Bereich von 3 x 10 bis JO χ 10 Joule/kg des trockenen rohen China Clay. Die beiden Flüssigkeiten wurden dann 3 Minuten der Trennung in einem Abscheidekolben überlassen, bevor die untere wässrige Schicht abgezogen wurde.

Die zweite Toncharge F wurde in genau der gleichen Weise behandelt, jedoch vorher mit V/asser aufgeschläramt, das 0,67 g Ammoniak und 1,12 g Natriumsilikat pro kg trockenen Ton enthielt. Der Feststoffgehalt betrug wiederum 50 Gew.-% und der pH Wert 9*5.

In jedem Fall wurde die wässrige Schicht auf Reflexion untersucht und die Gewinnung an Ton ermittelt. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle III genannt.

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Tabelle III

Tongewinnung, prozentuale Reflexion % von Licht einer Wellenlänge von 458 nm 574 nm

unbehandelter Ton

nur Ammoniak 65,8

Ammoniak und Natriumsilikat 73,9

78,9
81,5

83,1

83,0 85,6

88,0

Diese Ergebnisse zeigen, daß die Gewinnung von Ton und die Helligkeit des Produkts verbessert werden, wenn Ammoniak und Natriumsilikat verwendet werden.

Beispiel 4

Ein feiner roher Kaolinton von North E=.st Georgia, USA, mit einer solchen Teilchengrößeverteilung, daß 8l Gew.-% aus Teilchen mit einem äquivalenten Kugeldurchmesser von 2/U und 7 Gew.-% aus Teilchen mit einem äquivalenten Kugeldurchmesser von 10/U bestanden, wurde in V/asser dispergiert, das. 2,5 g Ammoniak und 3*1 g Natriumsilikat pro kg trockenen ■ Kaolinton enthielt, wobei eine Suspension mit einem Feststoff gehalt von etwa 36 Gew.-% gebildet -wurde. Der pH-Wert der Suspension betrug 9*5 und die Verweilzeit des Gemisches in der Dispergierungsstufe 40 .Minuten. Der Mischer war mit einem Turbinenschaufelrad versehen, das mit 1400 UpM rotierte.

Die in der beschriebenen Weise hergestellte Suspension wurde dann mit Wasser auf einen Feststoffgehalt von 21 Gew.-% verdünnt. Die verdünnte Suspension wurde einem Mischer zugeführt, in den außerdem gleichzeitig Kerosin eingeführt wurde, in dem Oleinsäure in einer Menge, die 1,3 g pro kg trockenem rohem Kaolinton entsprach, gelöst war. Die wässrige Suspen-

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sion wurde dem Mischer in einer Menge von 3*43 l/Minute zugeführt. Das Kerosin wurde in einer Menge von 1,71 l/Minute in den Mischer eingeführt. Der Durchsatz von trockenem Kaolinton betrug somit 0,83 kg/Minute.

Der verwendete Mischer hatte die Konstruktion, die in Fig. und Fig. 3 dargestellt ist und unter Bezugnahme auf diese Abbildungen beschrieben wurde.

Die beiden Flüssigkeiten hatten im Mischer eine aus den Durchflußmengen und dem durch die Flüssigkeiten im Mischer eingenommenen Volumen berechnete durchschnittliche Verweilzeit von 4 Minuten. Die Drehgeschwindigkeit des Rührer betrug 800 UpM. Die in den Flüssigkeiten vernichtete Energie, berechnet aus dem Produkt von V und A, die vom Elektromotor aufgenommen wurden (d.h. unter Vernachlässigung des Leistungsfaktors des Motors und der in der Leitung verlorenen Energie), betrug 11,5 x 10 Joule/kg trockenen Kaolinton. Dem Gemisch wurde beim Austritt aus dem Mischer Wasser in einer Menge von 2 Raumteilen pro 3 Raumteile der gemischten Flüssigkeit zugesetzt.

Das Gemisch wurde dann 24 Stunden stehen gelassen, bis sich die wässrige Phase und die Kerosinphase vollständig getrennt hatten. Die denKaolin enthaltende wässrige Phase wurde entfernt. Eine Probe wurde genommen und der Rest der Sedimentierung durch die Schwerkraft während einer Zeit überlassen, die laut Berechnung für die Sedimentierung aller Teilchen, die einen äquivalenten Kugeldurchmesser von mehr als 3/^u haben, genügen würde. Der in der Suspension bleibende feine Kaolin wurde mit 4,45 g Natriumditionit/kg Kaolin bei 35°C und pH 3 gebleicht, wobei das Endprodukt erhalten wurde.

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Der ursprüngliche Ton wurde ausserdem der Sedimentation durch die Schwerkraft in der oben beschriebenen Weise unterworfen. Die feine Fraktion aus Teilchen mit einem äquivalenten Kugeldurchmesser,von weniger als J5 u wurde in der oben beschriebenen Weise gebleicht. Alle 4 Proben wurden auf Reflexion von Licht einer Wellenlänge von 458 nm und 574 nm und auf den TiOp-Gehalt untersucht. Die Gesamtgewinnung an Kaolin in der wässrigen Schicht und die Gewinnung von Teilchen mit einem äquivalenten Kügeldurchmesser von weniger als 3 >i wurden ebenfalls ermittelt. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle IV genannt. · , '

Tabelle IV

Gewinnung prozentuale Reflexion ₂ v. Kaolin von Licht einer Wellen- Gew.-% % länge von

458 nm ' 574 nm'

unbehandelter

Kaolin - 85,4 91,5 1,58

unbehandelter "

Kaolin kleiner ■ i

als 3 u (gebleicht) -■ 89,1 93,9 1,56

behandelter Kaolin 58 91,4 · 95J 0 0,59

behandelter Kaolin, \

kleiner als ;5 u j

(gebleicht) ' 64 92,8 94,7 0,57 ^:

Beispiel 5 . j

Ein feiner roher Kaolinton von North East Georgia, USA, mit einer solchen Teilchengrössenverteilung, dass 86 Gew.-% aus Teilchen mit einem äquivalenten Kugeldurchmesser von weniger als 2 11 und 7 Gew.-^ aus Teilchen mit einem äquivalenten Kugeldurchmesser von mehr als 10 u bestanden, wurde in Wasser dispergiert, das 2,5 g , Ammoniak und 3,1 g Natriumsilikat pro kg trockenem Kaolinton enthielt, wobei eine Suspension mit einem Feststoff gehalt von etwa 36 Gew. -Jo gebildet wurde. Die

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Verweilzeit des Gemisches in der Dispergierungsstufe und die Geschwindigkeit des Turbinenmischers wurden so

eingestellt, dass die Dissipation von Energie in der

4
Suspension 10,6 χ 10 Joule pro kg trockenem Ton betrug.

Die Suspension wurde dann mit Wasser auf einen Feststoff gehalt von 21 Gew.-^ verdünnt. Die verdünnte Suspension wurde in 5 Teile eingeteilt. Jeder Teil wurde dem in Beispiel 4 beschriebenen Mischer zusammen mit Kerosin zugeführt, in dem Oleinsäure in einer Menge, die 1,3 s/kg trockenem rohem Kaolinton entsprach, gelöst worden war. In jedem Fall wurde die wässrige Suspension in einer Menge von 3Λ3 l/Min, und das Kerosin in einer Menge von 1,71 i/Min, in den Mischer eingeführt. Der Durchsatz an trockenem Kaolinton betrug somit 0,83 kg/Min. Jeder Teil wurde einer anderen Kombination von durchschnittlicher Verweilzeit im Mischer und Geschwindigkeit des Turbinenmischers unterworfen. In jedem Fall wurde die Dissipation von Energie in der Suspension aus dem Produkt von Volt und Ampere, die vom Elektromotor aufgenommen wurden, berechnet. In" jedem Fall wurde dem Gemisch beim Austritt aus dem Mischer blasser in einer Menge von 2 Raumteilen pro 3 Raumteile Flüssigkeitsgemisch zugesetzt.

Jedes Gemisch wurde dann -24 Stunden stehengelassen,bis die wässrige Phase und die Kerosinphase sich im wesentlichen vollständig getrennt hatten. Die den Kaolin enthaltende wässrige Phase wurde entfernt., Eine Probe wurde genommen, und der als Produkt erhaltene Kaolin wurde auf Reflexion von Licht einer Wellenlänge von 458 nm und 574 nm und auf den TiOg-Gehalt mitersucht» Die Gesamtgewinnung an Kaolin in der wässrigen Schicht wurde ebenfalls ermittelt. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle V genannt.

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89,8	90,6	91	,4	88,8	89,2	86	,0
93,9	94,5	95	,0	93,8	9^,2	91	,6
0,92	0,70	0,	54	1,22	1,00	1,	62
6ο	58	58		52	48

- 21 -

Tabelle V

der verdünnten 1 2 3 4 5 ursprüngl, Suspension Hr. Kaolin

Mischdauer, Minuten 4 4 4 6 6

Geschwindigkeit des Turbinenmischers UpM 600 700 800 600 700

Dissipation von Energie, - _s

(JKcT¹XlO⁴) 7,5 9,0 10,9 8,5 9,5

Reflexion von Licht einer Wellenlänge von:

458 nm

574 nm

TiO₂, Gew.-^ Kaolingewinnung, %

Diese Ergebnisse zeigen, dass bei den Teilen der wässrigen Suspension, die 6 Minuten gemischt wurden, die Helligkeit geringer, der TIOg-Gehalt höher und die prozentuale Gewinnung geringer war als bei den Teilen, die 4 Minuten gemischt wurden.

Beispiel 6

Der gleiche rohe Kaolinton wie In Beispiel 5 wurde In der in Beispiel 5 beschriebenen Weise In Wasser dlspergiert, wobei jedoch die Natriumsilikatmenge 6,2 g/kg trockenem Kaolinton betrug. Die in dieser Weise hergestellte Suspension wurde dann mit Wasser auf einen Feststoffgehalt von 21 Gew.-^ verdünnt. Die verdünnte ■ Suspension wurde in vier Teile geteilt. Jeder Teil wurde dem in Beispiel 4 beschriebenen Mischer zusammen mit Kerosin zugeführt, indem Oleinsäure in einer Menge, die 1,3 g/kg trockenem rohem Kaolinton entsprach, gelöst worden war. Die Durchflussmengen der wässrigen Suspension und des Keroslns waren die gleichen wie in Beispiel 5. Jeder Teil wurde während einer mittleren Verweilzeit im Mischer von 4 Minuten gemischt. Die Drehgeschwindigkeit des Turbinenmischers war bei jedem

4098Λ0/077Α

Teil verschieden. Die Dissipation von Energie in der Suspension wurde aus dem Produkt von Volt und Ampere, die vom Elektromotor aufgenommen wurden, berechnet. In jedem Fall wurde dem Gemisch beim Austritt aus dem Mischer Wasser in einer Menge von 2 Raumteilen pro 3 Raumteile Flüssigkeitsgemisch zugesetzt.

Jedes Gemisch wurde 24 Stunden stehengelassen, bis die wässrige Phase und die Kerosinphase sich im wesentlichen vollständig getrennt hatten. Die dem Kaolin enthaltende wässrige Phase wurde entfernt. Eine Probe wurde genommen, und der -als Produkt erhaltene Kaolin wurde auf Reflexion von Licht einer Wellenlänge von 458 nm und 574 nm und auf den TiOp-Gehalt untersucht. Die Gesamtgewinnung an Kaolin in der wässrigen Schicht wurde ebenfalls ermittelt. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle YI genannt.

	T	1	a b e	lie	VI	ursprüngl. Kaolin
Probe Nr.<	6OO	2		4
Drehgeschwindigkeit des Turbinenmischers, UpM	6,8	700	800	900
Dissipation von Energie (J Kg-I χ 104}	90,1	8,9	10,8	12,7	86,0
Reflexion von Licht einer Wellenlänge von 458 nm	94,1	90,9	91,2	91,5	91,6
574 nm	0,90	94,6	94,8	94,6	1,62
TiO2, Gew.-^	70	0,79	0,69	0,52
Kaolingewinnung,%	66	65	61

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Beispiel 7

Fünf Proben eines rohen kaolinitischen Tons mit einer solchen Teilchengrössenvertellung, dass 8l Gew.-^ aus Teilchen mit einem äquivalenten Kugeldurchmesser von weniger als 2 u und 7 Gew.-% aus Teilchen mit einem äquivalenten Kugeldurchmesser von mehr als 10 u bestanden, wurden dem vorstehend unter Bezug auf Figur 1, Figur 2 und Figur 3 beschriebenen Prozess unterworfen. Jede Toncharge wurde in Wasser dispergiert, das 2,5 S Ammoniak und ^Ig Natriumsilikat pro kg trockenem Ton enthielt, wobei eine Suspension mit einem p„-Wert von 9,5 und einem Feststoffgehalt von etwa 36 Gew.-% gebildet wurde. Jede Suspension wurde im zweiten Mischtank 6 durch Zusatz der entsprechenden Wassermenge auf einen gewählten Feststoffgehalt verdünnt und die verdünnte Suspension durch ein Sieb einer Maschenweite von 53 fin den Mischer 10 geleitet,- der in der in Beispiel 4 beschriebenen Weise ausgebildet war. Dem Mischer wurde ausserdem Kerosin in einer solchen Menge zugesetzt, dass das Volumenverhältnis von verdünnter wässriger Suspension zu Kerosin 2 ;1 betrug„ Dem Kerosin war Oleinsäure in einer Menge, die 1,3 g/kg trockenem rohen kaolinitischem Ton entsprach, zugemischt worden. Der Turbinenmischer hatte eine Drehgeschwindigkeit von 8oO UpM, und die mittlere Verweilzeit im Mischer betrug in jedem Fall 4 Minuten. Dem aus dem Mischer austretenden Gemisch wurde Wasser in einer Menge von 2 Raumteilen pro 3 Raumteile Flüssigkeitsgemisch zugesetzt. Eine Vortrennung der beiden Phasen fand im ersten Abscheidegefäss 17 statt. Die untere wässrige Schicht wurde als erstes Produkt abgezogen« Eine zusätzliche Kerosinmenge wurde der oberen Schicht zugesetzt, und eine zweite Trennung wurde in der Zentrifuge 23 mit Spiraleinsatz durchgeführt. Der Unterstrom wurde als zweites Produkt

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abgezogen und der oben abgenommene Strom dem zweiten Abscheidegefäss 26 zugeführt, wo sich J> deutlich verschiedene Schichten bildeten. Die untere Schicht wurde als drittes Produkt abgezogen. Die mittlere Schicht wurde mit Schwefelsäure auf p„ 4,0 eingestellt und

il

dann erneut in der Tellerzentrifuge J52 behandelt, wobei ein Unterstrom, der als Abfall verworfen wurde, und ein oberer Strom aus reinem Kerosin abgezogen wurden. Die obere Schicht bestand aus reinem Kerosin und wurde zusammen mit dem reinen Kerosin aus der Tellerzentrifuge in den Vorratsbehälter 12 zurückgeführt. Der Feststoffgehalt der in den Mischer eingeführten verdünnten wässrigen Suspension, die Menge an zusätzlichem Kerosin, die dem in die Zentrifuge mit Spiraleinsatz eingeführten Gemisch zugegeben wurde, die Dissipation von Energie in dem Gemisch, berechnet aus dem Produkt von Volt und Ampdre, die vom Motor aufgenommen wurden, der den Turbinenmischerantrieb, und die Durchsatzmenge en Ton, die Gewinnung an Kerosin und kaolinitischem Ton : und die Eigenschaften der Tonprodukte wurden notiert und sind nachstehend in Tabelle VII genannt.

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	Zusatz von über schüssi gem Kerosin, Vol.-Ji'	Kerosln- rück- gewinnung, Vol.-#	. ■	, 100	-	T	a b e 1 1 e	Produkt 1	VII	Reflexion ,von Licht einer Wellenlänge von 458 nm 574 nm	91,5	TlO2 Gew.. -%	Pe2°5 Gew.-#	■
Feststoff gehalt der dem Mischer zugeführten Suspension, Gew.-%					Dissi pation von Energie, J kg-λ χ . ΙΟ*	Produkt	Produkt 2	Produkt- gewin- nung, Gew.-^ .	85,4 ;	95,0	1,60	1,11	I W \ η
	100	0			Einsatz	Produkt 5		91,0	95,0	0,65	1,00	Ul \
19	500	0	100	12,4 Gesamtprodukt	Produkt 1	56	90,8	95,6	0,65	1,05
19	200	100	12,4	Produkt 2	58	90,8	85,8	0,55	1,00
17			14,1	Produkt 5	65	79,5	94,0	1,60	1,10
			^Produkt 1	5·	90,2	94,0	0,84	0,99
	100		Produkt 2	12	91,2	86,5	0,45	1,10
16		15,1	Produkt 5	75	78,8	95,5	1,60	1,10
			9	89,5	95,8	1,10	0,91
	100		6	90,9	85,1	0,54	1,10
15		16,2	80	78,2	94,2	2,40	1,10
			8	89,8		1,20	1,02
			4

Beispiel 8 ^;

In einer Anlage zur Reinigung von Strontiumsulfat oder Celestit fällt bei den Mahl- und Waschstufen eine Menge von "Slimes" oder feinen Peststoffteilchen an, die im wesentlichen alle ein Sieh einer Maschenv/eite von 53 p. passieren. Eine Probe dieses Materials, das eine solche Teilchengrößenverteilung hatte, daß 26 Gew.-% aus Teilchen mit einem äquivalenten Kugeldurchmesser von weniger als 2yU und 50 Gew.-^ aus Teilchen mit einem äquivalenten Kugeldurchmesser von mehr als 10 u bestanden, wurde in Wasser dispergiert, das 6,2 g Hatriumsilicat pro kg des trockenen Einsatzmaterials enthielt, wobei eine Suspension mit einem Feststoffgehalt von etwa 15 Gew.-?& und einem p^-Wert von 8,5 gebildet wurde.

Diese Suspension wurde einem kontinuierlich arbeitenden Mischer zugeführt, der mit einem Schnellrührer versehen war, der mit 1250 TJpM rotierte. Gleichzeitig wurde dem gleichen Mischer Kerosin zugeführt, dem ein Sulfat als anionaktiver Sammler ("ABRO PROMOTSR 8oi", Hersteller Cyanamid Great Britain Limited) in einer Menge, die 0,55 g/ kg des trockenen Einsatzmaterials entsprach, zugesetzt worden war. Das Verhältnis der Raumströmungsgeschwindigkeit der wässrigen Suspension zur Raumströmungsgeschwindigkeit des Kerosins betrug 2:1, und die Dissipation von Energie in den flüssigkeiten während der Vermischung lag im Bereich von 3x10 bis 30 χ 10 Joule/kg trockenes Einsatzmaterial. Am Austritt des Mischers wurde weiteres Wasser dem Gemisch in einer Menge von 2 Raumteilen pro 3 Raumteile Gemisch zugesetzt. Das Gemisch wurde dann einem ersten Abscheidegefäß zugeführt. Die Trennung fand in diesem Gefäß statt, und die Grenzfläche zwischen der wässrigen Suspension und dem Kerosin wurde aufrecht erhalten, indem die ausströmenden Mengen so eingestellt wurden, daß 80 Vol.-# des Abscheidegefäßea von der wässrigen Suspension und ZOfo vom Kerosin eingenommen wurden.

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Die das erdige Abfallmaterial enthaltende wässrige Suspension wurde durch ein Ventil am Boden des ersten Abscheidegefäßes abgezogen. Die Feststoffe wurden durch Sedimentation infolge Schwerkraft konzentriert und als Abfall verworfen. Das Kerosin,das das Gelestitkonzentrat enthielt, lief über und ging zu einem zweiten Abscheidegefäß. Bevor das Kerosin in das zweite Abscheidegefäß eingeführt wurde, wurde ihm eine gleiche Volumenmenge Wasser zugesetzt. Die aus dem zweiten Abscheidegefäß austretenden Flüssigkeitsströme wurden wiederum so eingestellt, daß 80$ des Volumens von der wässrigen Suspension eingenommen wurde. Das ' mit Celestit beladene Kerosin, das aus dem zweiten Abscheidegefäß überlief, wurde in eine Tellerzentrifuge geleitet, die eine periphere Fliehkraftbeschleunigung von 6000 g hatte, um reines Kerosin von einem Gemisch vcn Gelestit und Wasser abzutrennen. Das den gelösten Sammler enthaltende Kerosin wurde im Kreislauf geführt, nachdem eine weitere Menge des Sammlers zur Aufrechterhaltung der richtigen Konzentration zugesetzt worden war. Das CeIestitkonzentrat wurde dann filtriert und getrocknet und auf den Anteil an Strontiumsulfat, Siliciumdioxyd und Eisen-(Ill)-oxyd untersucht. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle VIII genannt.

Tabelle VIII

Material,

des Einsatzes

Gewinnung SrSO, SiO, von CeIe- ^ ' stit,Gew.-^

Einsatzmaterial 100

Celestitkonzentrat 24

Abfall 76

100

29,7 39,0 18,4

84 89,1 3,6 0,83 16 10,9 50,2 20,0

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Beispiel· 9

"Slimes" oder Schleim wird auch während der Vorextraktion "bei einem Verfahren zum Abbau von Celestit gebildet. Dieses Material ist im allgemeinen feinteiliger als das in Beispiel 8 beschriebene Material. Eine Probe von feinem Celestitschleim mit einer solchen Teilchengrößenverteilung, daß 85 Gew.-?» aus Teilchen mit einem äquivalenten Kugeldurchmesser von weniger als 2 α und 10 Gew.-$ aus Teilchen mit einem äquivalenten Kugeldurchmesser von mehr als 1Ou bestanden, wurden in Wasser dispergiert, das 6,2 g llatriumsilicat pro kg des trockenen Einsatzmaterials enthielt, wobei eine Suspension mit einem Feststoff gehalt von etwa 15 Gew.-^ und einem Pj,-Wert von 8,5 erhalten wurde.

Die Suspension wurde einem Mischer des in Pig.2 und Fig.3 dargestellten und unter Bezugnahme auf diese Abbildungen beschriebenen Typs zugeführt. Dieser Turbinenmischer war mit einem Schaufelrad versehen, das mit 800 TJpM rotierte. Gleichzeitig wurde dem gleichen Mischer Kerosin zugeführt, dem der gleiche anionaktive Sammler wie in Beispiel 8 in einer Menge, die 0,55 g pro kg des trockenen Einsatz-= matei'ials entsprach, zugesetzt worden war. Das Verhältnis der Raumströmungsgeschwindigkeit der wässrigen Suspension zur Raumströmungsgeschwindigkeit des Kerosins betrug 2:1. Die Verweilzeit im Mischer betrug 4 Minuten,

und die Dissipation von Energie in den Flüssigkeiten

4 während ihrer Vermischung lag im Bereich von 3x10 bis 30 χ 10 Joule/kg des trockenen Einsatzmaterials. Am Austritt des Mischers wurde dem Gemisch weiteres Wasser im Verhältnis von 2 Raumteilen V/asser pro 3 Raumteile Gemisch zugesetzt. Das Gemisch wurde dann in ein erstes Abscheidegefäß eingeführt. Eine Vortrennung der Phasen fand im ersten Abscheidegefäß statt. Die untere wässrige Schicht wurde abgezogen und als Abfall verworfen. Eine zusätzliche Menge von reinem Kerosin wurde der oberen

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Schicht zugesetzt, und eine zweite Trennung wurde in einer Zentrifuge mit Spiraleinsatz vorgenommen, aus der der untere Ablauf als weiterer Abfall abgezogen und der Überlauf einem zweiten Abscheidegefäß zugeführt wurde, wo sich drei deutlich getrennte Schichten bildeten. Die untere wässrige Schicht wurde als weiteres Abfallmaterial abgezogen und die mittlere Schicht mit Schwefelsäure auf P_H 4,0 eingestellt und erneut in der in Beispiel 8 beschriebenen Tellerzentrifuge behandelt, wobei ein unterer Ablauf, der Celestitkonzentrat enthielt, und ein Überlauf aus sauberem Kerosin erhalten wurden. Die obere Schicht bestand aus sauberem Kerosin und wurde zusammen mit dem sauberen Kerosin aus der Tellerzentrifuge im Kreislauf geführt. Das Celestitkonzentrat wurde dann filtriert, getrocknet und auf den Anteil an Strontiumsulfat, SiIiciumdioxyd und Eisen(Ill)-oxyd untersucht. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle IX genannt.

Tabelle IX

•	des Ein satz— mate rials	Gewinnung von CeIe- stit, Gew. -fo	SrSO^ Gew. ~fo	SiO2	2	Ge w	\	!
Einsatz material	100	100	2,4	80,	3	12,	6
Celestit konzentrat	5	71	34,0	49,	8	6,	1
Abfall	95	29	0,7	81,		12,	9
		Beispiel	10

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines keramischen Flußmittels aus einem Pegmatit, der überwiegend aus Quarz, Feldspat und (als Verunreinigung) schwarzem Türmalin bestand, fiel während des Mahlens ein Anteil von "Slimes" oder Teilchen an, die im wesentlichen alle einen Durchmesser von weniger als 53/U hatten» Es ist notwendig,

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den schwarzen Turmalin möglichst weitgehend aus dem Pegmatit zu entfernen, bevor das Material als keramisches Flußmittel verwendet werden kann, da die Anwesenheit des schwarzen Turmalins die Helligkeit jedes gebrannten keramischen Artikels, in dem das Flußmittel verwendet wird * stark beeinträchtigen würde. Die beim Raffinationsprozess von Pegmatit anfallenden "Slimes" sind jedoch üblichen Verfahren zur Entfernung des Turmalins, z.B. der Flotation, nicht zugänglich, und die "Slimes" wurden bisher als Abfallmaterial mit entsprechendem Verlust an wertvollem Material verworfen.

Zwei Proben A und B von Pegmatitslimes mit niedrigem bzw, hohem Turmalingehalt hatten eine solche ähnliche Teilchengrößenverteilung, daß 20 Gew.-^έ aus Teilchen mit einem äquivalenten Kugeldurchmesser von weniger als 2 a und 20 Gew.-^o aus Teilchen mit einem äquivalenten Kugeldurchmesser von mehr als 10 ju bestanden. Beide Proben wurden in genau der gleichen Weise wie folgt behandelt:

Das Einsatzmaterial wurde in Wasser dispergiert, das 0,67 g Ammoniak und 1,12 g liatriumsilicat pro kg des trockenen Einsatzmaterials enthielt, wobei eine Suspen- ' sion mit einem Pp-Wert von 9,0 und einem Feststoffgehalt von etwa 15 Gew.-fo gebildet wurde. Diese Suspension wurde einem kontinuierlich arbeitenden Turbinenmischer zugeführt, dessen Laufrad mit 1250 UpM rotierte. Gleichzeitig wurde dem gleichen Mischer Kerosin zugeführt, dem Oleinsäure in einer Menge, die 1,12 g pro kg des trockenen Einsatzmaterials entsprach, zugesetzt worden war. Das Verhältnis der Raumströmungsgeschwindigkeit der wässrigen Suspension zur Raumströmungsgeschwindigkeit des Kerosins betrug 2:1, und die Dissipation von Energie in den Flüssigkeiten während ihrer Vermischung lag im Bereich von 3 χ 10 bis 30 χ 10 Joule pro kg des trockenen Einsatzmaterials. Am Ausgang des Mischers wurde dem Gemisch weiteres Wasser in einer Menge von 2 Raumteilen

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Wasser pro 3 Raumteile Gemisch zugesetzt. Das Gemisch wurde dann einem ersten Abscheidegefäß zugeführt. Die Trennung fand in diesem Gefäß statt, und die Grenzfläche zwischen der wässrigen Suspension und dem Kerosin wurde aufrecht erhalten, indem die ablaufenden Ströme so eingestellt wurden, daß 85 Vol„-$ von der wässrigen Suspension und 15 Vol.-$> vom Kerosin eingenommen wurden. Die wässrige Suspension wurde als Produkt der ersten Stufe durch ein Ventil am Boden des ersten Abscheidegefäßes abgezogen. Bevor das Kerosin in das zweite Abscheidegefäß eingeführt wurde, wurde das gleiche Wasservolumen zugesetzt. Die ablaufenden Ströme aus dem zweiten Abscheidegefäß wurden auch hier so eingestellt, daß 85$ des Volumens von der wässrigen Suspension eingenommen wurde. Das aus dem zweiten Abscheidegefäß überlaufende Kerosin wurde in eine Tellerzentrifuge eingeführt, die eine periphere Pliehkraftbeschleunigung von 6000 g hatte, wobei sauberes Kerosin von einem Gemisch von Turmalin und Wasser abgetrennt wurde. Das Kerosin, das Oleinsäure in Lösung enthielt, wurde, nach Bedarf mit weiterem Zusatz von Oleinsäure zur Aufrechterhaltung der richtigen Konzentration, im Kreislauf geführt. Der untere Ablauf aus dem zweiten Abscheidegefäß, der das Produkt der zweiten Stufe darstellte, wurde dem Produkt der ersten Stufe zugesetzt.

Der Pegmatit im Gemisch der Produkte der ersten Stufe und der zweiten Stufe wurde auf die Reflexion von Licht einer Wellenlänge von 504 nm nach dem Brennen bei 1180 C und auf den Gehalt an Eisen(IIl)-oxyd (ein Maß des Turmalingehalts) untersucht» Ferner wurde die Produktgewinnung aus den beiden Trennstufen ermittelt. Die erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle X genannt.

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Tabelle X

Reflexion nach dem Brennen Dei 1180⁰C Produktgewinnung in Gew.-56 des Einsatzmaterials

Probe A
Einsatzmaterial

Gesamtprodukt

75,2

0,35 0,06

100 94

Probe B

Einsatzmaterial Gesamtprodukt

61,9

0,85 0,08

100 87

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Claims (12)

Pat entansprüche b) die wässrige Suspension und eine nicht-polare organische Flüssigkeit, in der ein anionaktiver Sammler für wenigstens eine der Komponenten des Gemisches der Mineralkomponenten gelöst oder suspendiert worden ist, mischt, wobei das Volumenverhältnis der wässrigen Suspension zur nicht-polaren organischen Flüssigkeit im Bereich von 1:1 bis 9:1 liegt und die Bedingungen, unter denen die wässrige Suspension und die nicht-polare organische Flüssigkeit gemischt werden, so gewählt werden, daß

1) die gesamte Energiemenge, die darin vernichtet ■ wird, um die Vermischung zu bewirken, im Bereich von 3 χ 10 bis 30 χ 10 Joule/kg des trockenen Gemisches von Mineralkomponenten liegt und die Ge- . samtzeit, die für die Dissipation dieser Energie im Gemisch erforderlich ist* nicht langer ist als

8 Minuten, und ^j

2) eine Flüssigkeit gleichmässig in der anderen dispergiert, aber keine stabile Emulsion gebildet
wird, wodurch wenigstens eine Komponente des Gemisches von Mineralkomponenten in der Grenzfläche zwischen der Phase der nichtpolaren organischen
Flüssigkeit und der wässrigen Flüssigphase
konzentriert wird und die übrigen Komponente bzw. die übrigen Komponenten in der wässrigen Flüssigphase konzentriert werden, und

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c) die "beiden Flüssigphasen anschließend getrennt werden oder der Trennung überlassen werden.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mineralgemisch ein rohes kaolinitisches Tonmineral verwendet und die das Mineralgemisch enthaltende wässrige Suspension einen p_w-Wert von wenigstens 8,0 hat oder so "behandelt wird, daß sie diesen p_H-Wert hat.

3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Vermischung der Mineralkomponenten in Wasser beschleunigt, indem man dem Wasser ein oder mehrere Entflockungamittel zusetzt.

4) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Entflockungs- oder Dispergierungsmittel ein Natriumsilicat oder ein wasserlösliches organisches makromolekulares Material mit einem Zahlenmitirel des Molekulargewichts im Bereich von 700 bis 10000 verwendet.

5) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeich-· net, daß man als wasserlösliches organisches makromolekulares Material

a) ein wasserlösliches Salz von Polyacrylsäure oder Polymethacrylsäure,

b) ein wasserlösliches Copolymerisat, das zu 30 bis 95 Viol.-fo aus wiederkehrenden Einheiten der allgemeinen Formel

CHR— CR^!

in der R ein Wasserstoffatom," ein niederer Alkylreat, eine Carbonsäuregruppe oder eine niedere Alkylcarboxylatgruppe (-COOAIk) und R^! ein Wasserstoffatom oder ein niederer Alkylrest ist, und zu 70 bis 5 Mol.-^ aus wiederkehrenden Einheiten der

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241278?

allgemeinen Formel

-[-CHR¹¹ - GHR¹¹¹J-

besteht, in der R" ein Wasserstoffatom oder ein niederer Alkylrest und R¹'' ein Chloratom, ein niederer Alkylcarboxylatrest (-COOAIk) oder ein Phenylrest oder substituierter Phenylrest ist, oder c) ein wasserlösliches Salz dieses Copolymerisate enthält.

6) Verfahren nach Anspruch 1 "bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Durchführung der Stufe (b) die wässrige Suspension des Gemisches der Mineralkomponenten vorteilhaft einen Peststoffgehalt im Bereich von 10 "bis 30 Gew.-^ hat oder auf diesen Feststoffgehalt verdünnt wird. ^;

7) "Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Vermischung und die anschließende Trennung der beiden Flüssigpbasen kontinuierlich durchführt und die wässrige Suspension einen Peststoffgehalt von nicht mehr als 20 Gew.-f> hat oder auf diesen Feststoff gehalt verdünnt wird.

8) Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man eine nicht-polare organische Flüssigkeit verwendet, die ein anderes spezifisches Gewicht als die wässrige Suspension-und in der wässrigen Phase

eine hat.

eine Löslichkeit von weniger als 1 Gew.-% bei 25°C

9) Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als nicht-polare Flüssigkeit einen Kohlenwasserstoff oder einen halogenierten Kohlenwasserstoff verwendet.

10) Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als anionaktiven Sammler eine Fettsäure

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oder eine Seife mit 10 bis 20 C-Atomen in der Kohlenwasserstoff kette verwendet. j

11) Verfahren nach Anspruch 1 "bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Stufe (b) die beiden Flüssigkeiten in solchen Mengen mischt, daß das Yolumenverhältnis ; der wässrigen Suspension zur nicht-polaren organischen Flüssigkeit im Bereich von 1:1 bis 6:1 liegt. j

12) Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man so arbeitet, daß die erforderliche Zeit

für die Dissipation der erforderlichen Energiemenge
im Gemisch der beiden FIVb sigkeiten im Bereich von '■ 2 bis 6 Minuten liegt. ^]

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