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VERFAHREN ZUR VORBEREITUNG DER BAUXITTRÜBE IN DER TONERDE-
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INDUSTRIE Die @e Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbereitung
der Bauxittrübe in der Tonerdeindustrie.
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Der den Rohstoff der @r Tonerdeindustrie bildende Bauxit wird von
der @r Stückgröße, die er im Bergwerk erhalten hat, den technologischen Ansprüchen
entsprechend im allgemeinen zwei Stufen auf eine Teilchengrbße der Größenordnung
@g µm zerkleinert. Beinahe ohne Ausnahme wird die @e Naßvermahlung angewendet. Als
flüssige Phase bei der Naßvermahlung wird
die zum Lösen des Al2O3
ohnehin notwendige Ätznatronlauge verwendet, die in der Fachsprache der Tonerdeherstellungstechnologie
auch als Dicklauge bezeichnet wird.
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Die Vermahlung wird als Mahlen im geschlossenen Zyklus bezeichnet,
wenn die aus der Mühle austretende Susponsion einer Klassifizierung unterzogen wird
und die oberhalb des vorgegebenen Grenzaaßes liegenden Teilchen zum Zwecke der weiteren
Zerkleinerung in die NUhle zurückgeführt werden.
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Für das System mit geschlossenem Zyklus ist die sogenannte Umlaufbelastung
kennzeichnend, die zahlenmäßig angibt, welohe Menge an Material - bezogen auf eine
Einheit Produkt -zusätzlich im Kreislauf gehalten werden muß. Die Kapazität der
Mühle und der Klassifiziervorrichtung muß auch für diese zusätzliche Belastung dimensioniert
sein, d.h. die Aufrecht erhaltung des Kreislaufes steigert die spezifischen Kosten
(Elektroenergie, Mehraufwand an Vorrichtungen usw Ferner ist für das Mahlen im geschlossenen
Zyklus noch die kompliziertere Betriebsführung und die Notwendigkeit einer Optimumeinstellung
kennzeichnend, Bei Mahlen im. offenen Zyklus wird im allgemeinen nioht klansifiziert,
was den Prozeß sehr vereinfacht. Die Korngröße ist in diesem Pille jedoch nicht
auf ein bestimmtes Grenze Mß limitiert, und dadurch treten in der Betriebsführung
der Tonerdeherstellung verschiedene Schwierigkeiten auf, deren Beseitigung oft außerordentlich
kostspielig ist.
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In seinen zerkleinerungstechnischen Eigenschaften weicht der Bauxit
wesentlich von den üblichen Gesteinen, wie zum Beispiel Basalt, Kalkstein usw. ab,
da er wegen der geologischen Bedingungen seines Entstehens ein Gemisch aus zahlreichen
verschiedenen Mineralen darstellt und so öine sehr unterschiedliche Zusammensetzung
aufweisen kann. Die physikalischen Eigenschaften weichen selbst bei Bauxiten ein
und desselben Fundortes oft grundlegend voneinander ab.
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Bei den meisten Bauxiten können im M@hlgut selbst mit freiem Auge
wahrnehmbare einzelne Teilchen unterschieden werden, die sich in der Pirbe, der
FormW dem spezifischen Gewicht usw.
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voneinander unterscheiden. Der auffallendste Unterschied zeigt sich
in der Härte, genauer gesagt in dem gege@ die Vermahlung auftretenden Widerstand.
Dieser Widerstand hängt in@ofern mit der Korngrößenverteilung zusammen, als daß
die leicht mahlbaren Teile, zum Beispiel Ton, eine kleinere Korngröße haben, die
einen größeren Widerstand gegen die Vermahlung bezeigenden Teile, zum Beispiel Korund,
Quarz, Dolomit, im allgemeinen als größere Teilchen vorliegen. Eine scharfe Abtrennung
ist wegen der zerkleinernden Wirkung der großen Menge Mahlkörpern in der Mühle trotzdem
nicht möglich, weil an den Berührungspunkten zwischen den einzelnen Mahlkörpern
und zwischen Mahlkörper und der Innenauskleidung der Mühle die bei der Zerkleinerung
wirksamen Kräfte sogar Teilchen der Größe von Elementerkristallen freisetzen. Diese
Teilchengröße liegt bei ungarischen Bauxiten ungefähr bei 0,1-0,5 µm.
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Aus dem Gesagten folgt, daß die Zerkleinerung ftir die den größeren
Widerstand zeigenden Teilchen dimensioniert wird, daß also der Zerkleinerungsgrad
verstärkt wird, was zu einer Übermahlung, Überzerkleinerung der weicheren Bestandteile
führt. In der Praxis wird meistens ein zu feines Bauxitmahlgut hergestellt, dessen
nsch Rosin-Rammler-Benett bestimmte Durchschnittsteilchengröße unter 50 µm liegt
(# = 50 µm), und bei dem der Streufaktor der Verteilung außerordentlich klein (n-0,6)
ist. Bei den ungarisohen Bauxiten beträgt die ideale Teilchengröße (Durchschnitt)
#=800 µm, der Streufaktor n r 1,2.
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Die aus gemahlenem Bauxit und Lauge bestehenden TrUbe wird in Wärmeaustauschern
auf etwa 100-105 °C erhitzt und dann in B@hältern, die im allgemeinen einen kegelförmigen
Boden haben, durch zehnstündiges Rühren vorentkieselt. Danach erfolgt der Aufschluß,
das Expandieren, die Verdünnung der
Trübe und die Abtrennung des
Rotschlammes von der Aluminatlauge mittels Absetzen. Bevor der Rotsohlarnm auf die
Halde gepumpt wird, wird er mehrstufig gewaschen und/oder filtriert und auf diese
Weise die in ihm enthaltene Lauge zurückgewonnen. Während dieses Prozesses werden
die Teilchen weiter zerkleinert, und im Endergebnis hat der Rotschlamm eine Teilchengröße
(Durchschnitt) von unter 5 µm, während sich der Streufaktor kaum ändert. Durch die
mechanischen Einwirkungen werden auch hier die weicheren Bestandteile zerkleinert,
und die härteren Teilchen unterliegen keiner oder kaum einer V.ränderung. Dadurch
entstehen zwei gut voneinander abgegrenzte Teilchengruppen, was mehrere fUr die
Tonerdeherstellung charakteristische Schwierigkeiten verursacht.
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Die feingemahlenen Teile bedeuten reaktionskinetisch keinen Vorteil,da
der Wirkungsgrad des Auslaugens bei beiden Fraktionen ungefähr gleich ist. Das durch
Absetzen und Piltrieren vorgenommene Abtrennen des Rotschlammes wird Jedoch durch
die feine Fraktion erschwert. Zum Absetzen dieser feinen Fraktion müssen Flockuliermittel
zugesetzt werden; trotzdem ist die Absetzgeschwindigkeit im allgemeinen nicht ausreichend,
was den Bau von Absetzbehältern großen Volumens erforderlich macht. Bei der Anwendung
von Schlammfiltern sind die Probleme noch größer.
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Die groben Teile haben eine entgegengesetZte Wirkung. Duroh ihr schnelles
Absetzen können in den verschiedenen Behältern, Autoklaven, Filtermulden usw. Betriebsstürungen
verursacht werden. Beim Filtrieren des Rotschlammes ist das schnelle Absetzen der
Teilchen auch deswegen shädlich, weil sie sich in entgegengesetzter Richtung wie
die 8augwirkung des Filters bewegen, en der Ausbildung des Filterkuchens nicht teilnehmen
und sich in der Filtermulde anreichern. Die Anhäufung von Teilchen einer Teilchengröße
von Uber 800 µm kann bereits nach einigen Stunden
derartige Ausmaße
annehmen, daß das @n der Filtermulde auge sammelte Material die Bewegung der Rührelemente
unmöglich macht. Um dies zu verhindern, werden Klassifiziervorrichtungen (Hydroseparator,
Rechen-, Schneckenklassifizierer, Bogensieb usw.) in den Weg des Rotschlammes eingebaut.
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Die Folge davon ist auf Jeden Fall, daß beim Arbeiten mit offenem
Zyklus die Klassifizierung nicht bei der Mühle, sondern an eine späteren Punkt des
technologischen Prozesses vorgenommen wird, während beim geschlossenen Zyklus zweimal
klassifiziert wird Dies belastet die Selbstkosten der Tonerdeherstellung schwer.
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Durch eigene Untersuchungen wurde nun festgestellt, daß sich die Teilchengröße
der aus den harten Bestandteilen des Bauxit.
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stammenden Teilchen nährend und nach der Entkieselung kaum oder überhaupt
nicht verringert. Auch die chemischen Analysen zeigten ein überraschendes Ergebnis.
Aus den Analysenwerten der einzelnen Siebfrsktionen konnte festgestellt werden,
daß die Hauptverbindungen des Bauxits bis zum Ende stete die gleichen sind und es
sioh bei den groben Fraktion@n nur um durch Klassifizierungsfehler auftretende Bauxitmengen,
und nicht - wie bisher angenommen wurde - um die Rich aus den im Bauxit enthaltenen
Titanverbindungen während des Aufschlusses bildenden Gebilde handelt.
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Im Sinne des Gesagten bestand die Zielstellung in der Ausarbeitung
eines Verfahrens, mit dem unter Ausnutzung der vorhandenen Vorrichtungen eine fUr
den Aufschluß günstige Korngrößenverteilung erreicht werden kann.
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Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Vorbereitung
der Bauxittrübe in der Toner@eindustrie, bei dem die TrUbe zwischen dem Mahl- und
dem Aufschlußprozeß durch einen oder mehrere Entkieselungsbehälter geführt wird.
Erfindungsgemäß wird so vorgegangen, daß man aus den unteren Teil des (der) zweckmäßig
kein RUhrwerk aufweisenden Entkieselungsbehälter
(s) 1-10 % der
hindurchströmanden Trübe kontinuierlich oder diskontinuierlich abnimmt und in die
Mahlvorrichtung zurückführt.
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Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert,
ohne daß sie indessen auf dieses Beispiel beschränkt bliebe.
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Beispiel Die bei Vermahlung im offenen Zyklus gewonnene und auf das
Bauxit-Lauge-Verhältnis des Aufschlusses verdünnte Trübe wird kontinuierlich in
eine aus fünf in Reihe geschalteten, mit kegelförmigem Boden versehenen Entkieselungsbehältern
von Je 1000 a3 Volumen bestehende Behälterreihe geführt.
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In dem ersten Behälter wird nicht gerührt, d.h. der Behältor fungiert
als Großvolumen-Absetzbehälter, in da sich die grobe Fraktion schnell absetzt. Aus
dem kegelförmigen Bodenteil des Behälters wird eine kleine Menge der Trübe, etwa
6 %, in die Mühle zurückgeführt. In dieser Verfahrensweise wird ein kontinuierlicher
Betrieb aufrechterhalten und währenddessen die Siebanalyse vorgenommen. Die Ergebnisse
sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt, in der x die Größe der Sieböffnungen,
R1 den Siebrückstand der einzelnen Siebe bei Vorgehen nach dem bekannten Verfahren
und R2 den Siebrückstand der einzelnen Siebe bei da erfindungsgemäßen Verfahren
bedeutet.
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x µm R1 % R2 % 2500 0,01 b 1600 0,1 -1000 0,5 -800 1,0 -500 3,5 2,53
250 11,0 10,11 125 25,0 24,25 90 30,0 29,30 45 46,0 45,46 Aus den Angaben ist ersichtlich,
daß bei Mahlen im offenen Zyklus rund 1 % des Mahlgutes aus Teilchen größer als
800 µm besteht, was bei einem stündlich 150 t Bauxit aufarbeitenden Betrieb 1,5
t grobe Teilchen stündlich bedeutet, deren Ansammlung die beschriebenen Schwierigkeiten
bereitet.