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Anlage zum Patentgesuch der Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft
vom 28.7.1975 Verfahren zur Aufbereitung von Erzen oder anderen Mineralien sowie
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Aufbereitung von Erzen oder anaeren Mineralien oder daraus erzeugten Vorkonzentraten
oder Mittelprodukten, mit einer Mahlung zur Erzeugung feiner Teilchen, die einer
Sortierung mittels Flotation, Iiagnetscheidung, Herdarbeit oder dergleichen zugeführt
erden. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses
Verfahrens.
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Innig verwachsene Erze und Mineralien muß man für eine Deilchensortierung
so fein aufmahlen, daß die Verwachsungen weitgehend aufgeschlossen werden, das heißt,
daß nach dem Mahlen der überwiegende Teil der Roherz - Teilchen jeweils nur aus
einem Erzmineral bzw. Wertmineral oder aus einem wertlosen Gangartmineral besteht.
Die gemahlenen Teilchen müssen zur Sortierung mittels Schaumschwimmaufbereitung,
Magnetscheidung, Herdarbeit oder dergleichen eine enge Korngrößenverteilung aufweisen,
Dazu ist die Mahlung so zu
steuern, daß die Teilchen nicht unnötig
fein gemahlen werden, weil dann der Sortiervorgang weniger trennscharf abläuft und/oder
nachfolgende Operationen wie zum Beispiel eine Entwässerung erschwert werden. Die
unnötig feine Mahlung wird Übermahlung oder Totmahlung genannt. Wird die Teichensortierung
nach einer Bufschlämme zu einer wässrigen Suspension durch geführt, so ist es bekannt,
die vorangehende Mahlung ebenfalls naß durchzuführen.
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Bei bekannten Aufbereitungsverfahren wird die Mahlung fast ausschließlich
in einer rotierenden Trommelmühle durchgeführt, die als Mahlkörper Kugeln oder sogenannte
Cylpebs ( zylindrische Mahlkörper mit einem Länge - zu Durchmesserverhältnis von
etwa 2:1 bis 1:1) enthält. Es ist auch bekannt, in einer rotierenden Trommelmühle
Stäbe als Mahlkörper zu verwenden. Eine solche Mühle ist aber nicht für eine einstufige
Mahlung auf die gewünschte Plotationsfeinheit" geeignet, es sei denn, daß sich das
betreffende Minneral infolge gutartiger Verwachsung und geringer Dichte auch bei
der sich ergebenden extrem groben Aufmahlung (zum Beispiel 80 feiner als 0,4 mm)
flotieren bzw. anderweitig sortieren läßt. Macht man andererseits zur Erzielung
einer feineren Aufmahlung die Länge der rotierenden Trommelmühle sehr groß, so wird
die schädliche Übermahlung bzw. Totmahlung begünstigt.
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Daraus ergibt sich, daß das Erz oder Mineral in einer Drommelmühle
nicht in einem einzigen Durchgang auf eine Endfeinheit mit einer solch engen Korngrößenverteilung
zerkleinert werden kann, wie sie für die anschließende Teilchensortierung mittels
Flotation, Magnetscheidung, Herdarbeit oder dergleichen notwendig ist. Daher begnügt
man sich beim bekannten Verfahren in der rotierenden Trommelmühle mit einer gröberen
Mahlung, trennt die bereits feinen Anteile in einem Klassierer, der zwischen Trommelmühle
und Sortiereinrichtung notwendigerweise vorhanden sein muß, ab und führt das Grobe
im Ereislauf zur Mühle zurück. Diese Verfahrensweise geschieht, um die Übermahlung
bzw. mahlung einzuschränken. Alæ Klassiergeräte dienen beim bekannten Verfahren
meistens Geräte, welche die Teilchen nach ihrer Fallgeschwindigkeit klassieren,
zum Beispiel Hydrozyklone, Schnecken- oder Rechenklassierer.
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Da die Fallgeschwindigkeit der Teilchen nicht nur von ihrer Korngröße,
sondern auch von ihrer Dichte abhängt, führt dieses Verfahren jedoch dazu, daß ausreichend
feine Mineralteilchen großer Dichte zur Trommelmühle zurückgeführt und zumindest
teilweise totgemahlen werden. Da häufig gerade die Wertminerale eine große Dichte
aufweisen (Beispiele: Bleiglanz, Zinnstein), ist dieser Effekt besonders nachteilig.
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Dieser Nachteil ließe sich dadurch vermeiden, daß man für die Klassierung
ein Sieb benutzen würde. Jedoch lassen sich ausreichend haltbare Siebe mit so feinen
Maschen, wie sie
hier nötig sind (meist feiner als 0,2 mm), bisher
nicht herstellen. Man hilft sich hier mit steil stehenden, geraden oder gebogenen
Spaltsieben mit quer zur Stromrichtung verlaufenden Spalten, die wesentlich weiter
sind als die angestrebten Trennkorngrößen. Bei solchen Sieben ist im wesentlichen
die Projektion der Spaltweite auf die Horizontale für den Trennschnitt bestimmend;
jedoch gelangen auch gröbere Körner durch die Spalten hindurch. Um diesen Effekt
auszugleichen, muß man den Trennschnitt gegenüber dem theoretisch richtigen Wert
weiter ins Feine verlegen, was wiederum zu einer unnütz feinen Aufmahlung eines
Teils des Erzes oder Minerals führt.
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Über diese Nachteile hinaus verursacht beim bekannten Verfahren der
Betrieb der rotierenden Trommelmühle im Kreislauf mit einem KlassiergerätS gleich
welcher Art, zusätzliche Investitions-, Wartungs- und Betriebskosten für das Klassiergerät
und für zusätzliche Gebläse, Pumpen und Rohrleitungen, die zum Einsatz und Betrieb
des Klassiergeräts notwendig sind.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren
zur Aufbereitung von Erzen oder daraus erzeugten Vorkonzentraten oder Mittelprodukten
oder von anderen Mineralien mit einer Mahlung für eine anschließende Teilchensortierung
zu schaffen, bei dem zwischen der Mahlung und der
Sortierung der
Verfahrensschritt der Klassierung nicht erforderlich ist.
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Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mahlung in einer mit Stäben als Mahlkörper
gefüllten Schwingmühle durchgeführt wird, deren gesamtes Mahlprodukt direkt der
Teilchensortierung zugeleitet wird.
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Beim erfindungsgemäßen Aufbereitungsverfahren erfolgt die Mahlung
in einer Schwingmühle, deren Mahlkörper Stäbe sind.
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Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß eine solche Schwingmühle
nicht nur für eine relativ grobe Mahlung geeignet ist, wie das bei rotierenden Trommelmühlen
mit Stäben als Mahlkörper der Fall ist, sondern daß in einer Schwingmühle mit Stäben
als Mahlkörper so feine Teilchen mit einer so engen Korngrößenverteilung erzeugt
werden, wie sie für eine anschließende Teilchensortierung mittels Flotation, Magnetscheidung,
Herdarbeit oder dergleichen notwendig ist. Beim erfindungsgemäßen Aufbereitungsverfahren
können also die Teilchen in der Schwingmühle in einem einzigen Durchgang auf eine
Feinheit von 80 % feiner als 0,2 mm oder feiner (sogenannte Flotationsfeinheit)
gemahlen werden. Dadurch kann das gesamte Mahlprodukt direkt der Teilchensortierung
zugeleitet werden, ohne daß zwischen der Mahlung und der Sortierung der
Verfahrensschritt
einer Klassierung mit Rückführung des Groben erforderlich ist. Andererseits wird
eine Übermahlung bzw. Totmahlung durch die in der Schwingmühle als Mahlkörper verwendeten
Stäbe vermieden. Werden bei der Teilchensortierung die Teilchen zu einer wässrigen
Suspension aufgeschlämmt, zum Beispiel bei der Flotation, Naßmagnetscheidung oder
Herdarbeit, so werden die Teilchen in der Schwingmühle zweckmäßigerweise ebenfalls
naß gemahlen.
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Dadurch wird mit Vorteil gleichzeitig auch die Oxidation von beispielsweise
sulfidischen Erzen gehemmt.
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Zwar ist es aus dem Prospekt Nr. 2-170 d der Anmelderin bekannt, eine
Schwingmühle auch zum Mahlen von Erzen zu verwenden. Es ist dort aber nicht zu entnehmen,
daß eine Schwingmühle auf Flotationsfeinheit mahlen kanny wenn als Mahlkörper Stäbe
verwendet werden. Dementsprechend wurden zur Mahlung von Erzen oder anderen Mineralien
für eine anschließende Teilchensortierung z. B. mittels Flotation bisher noch keine
Schwingmühlen eingesetzt.
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Vielfach ist es nötig oder zweckmäßig, in einer Aufbereitungsanlage
beispielsweise durch Flotation erzeugte Vorkonzentrate oder Mittelprodukte zum Zweck
der anschließenden weiteren Sortierung noch feiner aufzumahlen. Auch für diese Aufgabenstellung
ist das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft anzuwenden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist
gekennzeichnet durch eine mit Stäben als Mahlkörper gefüllte Schwingmühle, deren
Austragsleitung unmittelbar mit einer Sortiereinrichtung wie Flotationsmaschine,
Magnetscheider, Setzherd oder dergleichen in Verbindung steht.
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Der Querschnitt des bzw. der Mahlbehälter der Schwingmühle kann kreisrund,
eliptisch, polygonal oder trogförmig sein.
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Die Mahlbehälter der Schwingmühle können Kreisschwingungen oder Ellipsenschwingungen
ausführen. Der bzw. die Mahlbehälter der Schwingmühle können mehr als drei mal so
lang sein als breit, ohne daß dadurch die Vorteile der Erfindung vermindert werden.
Dagegen wäre eine rotierende Trommelmühle mit einem solchen Verhältnis von Länge
zu Durchmesser für die Mahlung auf Flotationsfeinheit mit engem Kornband nicht geeignet,
weil in einer langen Trommelmühle die Ubermahlung bzw. Totmahlung begünstigt werden
würde.
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Die Erfindung und deren weiteren Vorteile werden anhand der in den
Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 in Ansicht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Aufbereitungsverfahrens
und Fig. 2 drei Kurven, welche die Wirkung und den Erfolg des erfindungsgemäßen
Verfahrens veranschaulichen.
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Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine Schwingmühle mit zwei horizontal
übereinanderliegenden Mahlbehältern 10 und 11, die an zwei Tragstegen 12 und 13
befestigt sind, welche über Federn, z. B. Gummifedern 14 und 15 auf einem Rahmen
16 und 17 schwingend gelagert sind. Mittels eines zentralen Unwuchtantriebs 18 werden
die Tragstege 12 und 13 und damit auch die Mahlbehälter 10 und 11 in schnelle Kreisschwingungen
oder Ellipsenschwingungen versetzt. Das aufzubereitende Erz, Vorkonzentrat, Mittelprodukt
oder anderes Mineral 19 wird dem oberen Mahlbehälter 10 zugeführt, gelangt durch
Leitung 20 in den unteren Mahlbehälter 11 und verläßt diesen fertiggemahlen durch
Leitung 21.
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In den Mahlbehältern 10 und 11 befinden sich als Mahlkörper zylindrische
Stäbe. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß dadurch die Teilchen in der
Schwingmühle auf eine Feinheit von 80 % feiner als 0,2 mm oder feiner (sogenannte
Flotationsfeinheit) gemahlen werden. Weil diese enge Korngrößenverteilung des Mahlproduktes
eingehalten werden kann, ist die Austragsgleitung 21 der Schwingmühle über eine
Leitung 22 unmittelbar mit einer Flotationsmaschine 23 verbunden, in welcher die
Trennung von Erzmineral und Gangartmineral erfolgt. Innerhalb der Flotationszelle
befindet sich ein Rührer 24. Das Erzmineral wird bei 25 und das Gangartmineral bei
26 abgezogen. Zwischen der Mahlung und der Teilchensortierung ist kein Klassierer
vorhanden.
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Die Korngrößenverteilung eines Mahlgutes wird üblicherweise als Rückstands-
Summen-Kurve (oder Durchgangs - Summen-Kurve) dargestellt, wobei durch Auswahl entsprechender
Maßstäbe eine mehr oder weniger gute Begradigung des Kurvenverlaufs möglich ist.
Fig. 2 zeigt graphisch die Korngrößenverteilung des Mühlenaufgabegutes sowie der
Mahlprodukte aus einem sulfidischen NE-Metallerz, dargestellt im Körnungsnetz nach
Rosin-Rammler-Sperling (DIN 66145 Entwurf). In dieser Darstellung ist die Neigung
der Siebrückstandskurven ein Maß für die Breite der Kornverteilung: je steiler die
Kurve verläuft, desto enger ist das Mahlgut klassiert, desto weniger Unter-und/oder
Überkorn enthält es. Die mit A bezeichnete Kurve kennzeichnet das Aufgabegut der
Mühle. Mit B ist die Kurve des mit dem bekannten Verfahren (rotierende Stabmühle
zur Vormahlung, rotierende Kugelmühle mit Naßklassierer im geschlossenen Kreislauf
zur Fertigmahlung) erzeugten Mahlgutes bezeichnet. Die Kurve C zeigt die Korngrößenverteilung
des mit dem erfindungsgemäßen Aufbereitungsverfahren in der Schwingmühle ohne Einschaltung
eines Klassierers einstufig erzeugten Mahlgutes aus dem gleichen Aufgabegut A. Das
aufzubereitende Erz verlangt für die nachfolgende Sortierung eine Zerkleinerung
auf etwa 70 um. Der bei der Zerkleinerung anfallende Anteil feiner als 10 um ist
unerwünscht, unter anderem deswegen, weil er die Trennschärfe der Sortierung, zum
Beispiel Flotation, beeinträchtigt. Das mit dem bekannten
Verfahren
(rotierende Mühlen) erzeugte Mahlgut (Kurve B) enthält noch etwa 15 % Anteile gröber
als 70 Fm, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Mahlgut (Kurve C)
nur 5 %. Der Anteil feiner als 10 Fm beträgt im konventionell hergestellten Mahlgut
etwa 39 %, im erfindungsgemäß erzeugten Mahlgut nur etwa 28 %.
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Das heißt also, daß der Sollkornanteil 70 bis 10 um im konventionell
erzeugten Mahlgut nur 100 minus 15 minus 39 = 46 %, im erfindungsgemäß hergestellten
Mahlgut dagegen 100 minus 5 minus 28 = 67 % beträgt; das mit dem erfindungsgemäßen
Aufbereitungsverfahren erzeugte Mahlgut ist also um 21 % - Punkte besser.
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Das erfindungsgemäße Aufbereitungsverfahren läßt sich auch auf Feststoffe
anwenden, die nicht natürliche Erze oder Mineralien sind, aber nach den in der Erzen
und Mineralaufbereitung üblichen Verfahren sortiert werden sollen.
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Patentansprüche