DE2546722C3

DE2546722C3 - Verfahren zur Vorbereitung der Bauxittrübe für den Tonerdeaufschluß

Info

Publication number: DE2546722C3
Application number: DE2546722A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: ALUTERV ALUMINIUMIPARI TERVEZOE VALLALAT BUDAPEST
Current assignee: ALUTERV ALUMINIUMIPARI TERVEZOE VALLALAT BUDAPEST
Priority date: 1975-10-17
Filing date: 1975-10-17
Publication date: 1978-06-08
Also published as: DE2546722A1; DE2546722B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Bauxittrübe für den Tonerdeaufschluß, bei dem man den Rohstoff in einer im offenen Zyklus betriebenen Mühle mahlt und die Trübe vor dem Aufschlußprozeß durch einen oder mehrere Entkieselungsbehälter führt. Der den Rohstoff der Tonerdeindustrie bildende Bauxit wird von der Stückgröße, die er im Bergwerk erhalten hat, den technologischen Ansprüchen entsprechend im allgemeinen in zwei Stufen auf eine Teilchengröße der μηι-Größenordnung zerkleinert. Beinahe ohne Ausnahme wird die Naßvermahlung angewendet. Als flüssige Phase bei der Naßvermahlung wird die zum Lösen des AI2O3 ohnehin notwendige Ätznatronlauge verwendet, die in der Fachsprache der Tonerdeherstellungstechnologie auch als Dicklauge bezeichnet wird.

Die Vermahlung wird als Mahlen im geschlossenen Zyklus bezeichnet, wenn die aus der Mühle austretende Suspension einer Klassierung unterzogen wird und die oberhalb des vorgegebenen Grenzmaßes liegenden Teilchen zum Zwecke der weiteren Zerkleinerung in die Mühle zurückgeführt werden. Für das System mit geschlossenem Zyklus ist die sogenannte Umlaufbelastung kennzeichnend, die zahlenmäßig angibt, welche Menge an Material — bezogen auf eine Einheit Produkt — zusätzlich im Kreislauf gehalten werden muß. Die Kapazität der Mühle und der Klassiervorrichtung muß auch für diese zusätzliche Belastung dimensioniert sein, d. h. die Aufrechterhaltung des Kreislaufs steigert die spezifischen Kosten (Elektroenergie, Mehraufwand an Vorrichtungen usw.). Ferner ist für das Mahlen im geschlossenen Zyklus noch die komplizierte Betriebsführung und die Notwendigkeit einer Optimumeinstellung kennzeichnend.

Beim Mahlen im offenen Zyklus wird im allgemeinen nicht klassiert, was den Prozeß sehr vereinfacht. Die Korngröße ist in diesem Fall jedoch nicht auf ein bestimmtes Grenzmaß limitiert und dadurch treten in der Betriebsführung der Tonerdeherstellung verschiedene Schwierigkeiten auf. deren Beseitigung oft außerordentlich kostspielig ist.

In seinen zerkleineningstechnischen Eigenschaften weicht tlc Bauxit wesentlich von den üblichen CicMeinen. wie / B. B;ts;ili. KalkMein usw. ab, da er wegen der geologischen Bedingungen seines Entstehens ein Gemisch aus zahlreichen verschiedenen Mineralien darstellt und so eine sehr unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen kann. Die physikalischen Eigenschaften weichen selbst bei Bauxiten ein und desselben Fundortes oft grundlegend voneinander ab.

Bei den meisten Bauxiten können im Mahlgut selbst mit freiem Auge wahrnehmbare einzelne Teilchen unterschieden werden, die sich in der Farbe, der Form, dem spezifischen Gewicht usw. voneinander unterscheiden. Der auffallendste Unterschied zeigt sich in der Härte, genauer gesagt, in dem gegen die Vermahlung auftretenden Widerstand. Dieser Widerstand häiigt insofern mit der Korngrößenverteilung zusammen, als die leicht mahlbaren Teile, zum Beispiel Ton, eine kleinere Korngröße haben, während 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 Mahlkörper 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

Elementarkristallen freisetzen. Diese Teilchengröße liegt bei ungarischen Bauxiten ungefähr bei 0,1 —0,5 μΐη.

Aus dem Gesagten folgt, daß die Zerkleinerung für

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 nach Rosin — Rammler— Benett bestimmte Durchschnittsteilchengröße unter 50 μπι liegt (x=50 (im) und bei dem der Streufaktor der Verteilung außerordentlich klein ^n = 0,6) ist. Bei den ungarischen Bauxiten beträgt die ideale Teilchengröße (Durchschnitt) x = 800 μηι, der Streufaktor η = 1,2.

Die aus gemahlenem Bauxit und Lauge bestehenden Trübe wird in Wärmeaustauschern auf etwa 100—105°C erhitzt und dann in Behältern, 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 Rotschlamm 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 μίτι, während sich der Streufaktor kaum ändert. Durch die mechanism sehen Einwirkungen werden auch hier die weicheren Bestandteile zerkleinert, und die härteren Teilchen unterliegen keiner oder kaum einer Veränderung. Dadurch entstehen zwei gut voneinander abgegrenzte Teilchengruppen, was mehrere für die Tonerdeherstel-

(K) lung charakteristische Schwierigkeiten verursacht.

Die feingemahlenen Teile bedeuten reaktionskinetisch keinen Vorteil, da der Wirkungsgrad des Auslaugens bei beiden Fraktionen ungefähr gleich ist. Das durch Absetzen und Filtrieren vorgenommene

iv Abtrennen des Rotschlammes wird jedoch durch die feine Fraktion erschwert. Zum Absetzen dieser feinen Fraktion müssen Flockulierinittel zugesetzt werden trotzdem ist die Absei/geschwindigkeit im allgemeinen

nicht ausreichend, was den Bau von Absetzbehältern großen Volumens erforderlich macht. Bei der Anwendung von Schlammfiltern sind die Probleme noch größen

Die groben Teile haben eine entgegengesetzte Wirkung. Durch ihr schnelles Absetzen können in den verschiedenen Behältern, Autoklaven, Filtermulden usw. Betriebsstörungen verursacht werden. Beim Filtrieren des Rotschlammes ist das schnelle Absetzen der Teilchen auch deswegen schädlich, weil sie sich in entgegengesetzter Richtung wie die Saugwirkung des Filters bewegen, an der Ausbildung des Filterkuchens nicht teilnehmen und sich in der Filtermulde anreichern. Die Anhäufung von Teilchen einer Teilchengröße von über 800 μιη kann bereits nach einigen Stunden derartige Ausmaße annehmen, daß das in der Filtermulde angesammelte Material die Bewegung der Rührelemente unmöglich macht Um dies zu verhindern, werden Klassiervorrichtungen (Hydroseparator, Rechen-, Schneckenklassierer, Bogensieb usw.) in den Weg des Rotschlammes eingebaut

Die Folge davon ist auf jeden Fall, daß beim Arbeiten mit offenem Zyklus die Klassierung nicht bei der Mühle, sondern an einem späteren Punkt des Prozesses vorgenommen wird, während beim geschlossenen Zyklus zweimal klassiert wird. Dies belastet die Selbstkosten der Tonerdeherstellung schwer.

Durch eigene Untersuchungen wurde nun festgestellt, daß sich die Teilchengröße der aus den harten Bestandteilen des Bauxits stammenden Teilchen während und nach der Entkieselung kaum oder überhaupt nicht verringert. Auch die chemischen Analysen zeigen ein überraschendes Ergebnis. Aus den Analysenwerten der einzelnen Siebfraktionen konnte festgestellt werden, daß die Hauptverbindungen des Bauxits bis zum Ende stets die gleichen sind und es sich bei den groben Fraktionen nur um durch Klassierungsfehler auftretende Bauxitmengen, und nicht — wie bisher angenommen wurde — um die sich aus den im Bauxit enthaltenden Titanverbindungen während des Aufschlusses bildenden Gebilde handelt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu finden, mit dem unter Ausnutzung vorhandener Vorrichtungen eine für den Aufschluß günstige Korngrößenverteilung unter geringerem Aufwand erreicht werden kann, als dies bisher der Fall war.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man aus dem unteren Teil des (der) kegelförmigen Bodens (Böden) eines oder mehrerer als Absetzbehälter fungierenden Entkieselungsbehälter(s), der (die) ohne Rührwerk ausgelegt ist (sind), 1 bis 10% der hindurchströmenden Trübe kontinuierlich oder diskontinuierlich abnimmt und in die Mahlvorrichtung zurückführt.

Wie bereits oben dargelegt, wurde es bei hohem Grobkornanteil für erforderlich gehalten, durch entsprechende Ausbildung der nachfolgenden Anlage zum Aufschließen und durch Vorsehen von Sondereinrichtungen wie Rührwerken u. dgl. dafür zu sorgen, daß ein Absetzen auch in den Entkieselungsbehältern gerade verhindert wird. Nur bei in geschlossenem Zyklus arbeitenden Mühlen, deren Ausgängsprodukt keinen schädlichen Grobkornanteil enthält, konnte bisher auf Rührwerke und ähnliche Einrichtungen verzichtet werden, da dort ein Sedimcntici cn in schädlichem Umfange nicht auftritt.

Aufgrund des erfindungsgcmäßen Verfahrens wird jedoch bewußt auf d;is Rührwerk in einem oder mehreren F-'ntkiesclungsbehältern, die an ein im offenen Zyklus arbeitendes Mahlwerk angeschlossen sind, verzichtet, um die bisher als schädlich erachtete Sedimentierung des Grobkornanteils in den Entkieselungsbehaltern zu erhalten und somit die Entkieselungsbehälter selbst als Klassiereinrichtung zu verwenden; es bilden also gewissermaßen die im offenen Zyklus betriebene Mühle und der erste Teil der nachgeschalteten Anlage ein im geschlossenen Zyklus arbeitendes Mahlwerk, so daß an die nachfolgenden, weiteren Anlagenteile kein unerwünschtes Grobkorn in nennenswertem Umfang abgegeben wird. Es kann bei diesen Anlagenteilen trotz der verwendeten, kostengünstigen, im offenen Zyklus arbeitenden Mühle auf die Verwendung aufwendiger Einrichtungen zum Handhaben des Grobkornanteils verzichtet werden.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der im Entkieselungsbehälter angesetzte, der Mühle zurückgeführte Grobkornanteil bereits durch die in den Entkieselungsbehältern befindliche Ätznatronlauge teilweise aufgeschlossen wurde, so daß die nachfolgende weitere Zerkleinerung in der Mühle nach erfolgter Zurückführung weniger arbeitsintensiv ist. als wäre der Grobkornanteil aus einem unmittelbar der Mühle nachgeschalteten Klassierer zugeführt worden. Wegen der unerwarteterweise verringerten erforderlichen Zerkleinerungsenergie können in Wechselwirkung Einsparungen an der Anlagengröße bzw. den Betriebskosten vorgenommen werden.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

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 m³ Volumen bestehende Behälterreihe geführt. In dem ersten Behälter wird nicht gerührt, d. h. der Behälter fungiert als Großvolumen-Absetzbehälter, in dem 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, zu der unmittelbar an der Mahlvorrichtung Proben entnommen werden. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt, in der χ die Größe der Sieböffnungen, R, den Siebrückstand der einzelnen Siebe bei Vorgehen nach dem bekannten Verfahren und R2 den Siebrückstand der einzelnen Siebe bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bedeutet.

X	Ri	R>
μιη	%	%
2500	0,01
1600	0,1	—
1000	0,5	—
800	1,0	—
500	3,5	2.53
250	11,0	10,1 1
125	25,0	24,25
QO	30,0	29,30
45	4b,0	45,4b

Aus den Angaben ist ersichtlich, daß bei Mahlen im offenen Zyklus rund 1% des Mahlgutes aus Teilchen größer als 800 μΐη besteht, was bei einem stündlich 150 t Bauxit aufarbeitenden Betrieb 1,5 t ,<rrobe Teilchen stündlich bedeutet, deren Ansammlung die beschriebenen Schwierigkeiten bereiten würde, wenn man die Grobfraktion nicht, wie erfindungsgemäß vorgesehen ist, zur Mühle zurückführen würde.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Bauxittrübe für den Tonerdeaufschluß, bei dem man den Rohstoff in einer im offenen Zyklus betriebenen Mühle mahlt und die Trübe vor dem Aufschlußprozeß durch einen oder mehrere Entkieselungsbehälter führt, dadurch gekennzeichnet, daß man aus dem unteren Teil des (der) kegelförmigen Bodens (Böden) eines oder mehrerer als Absetzbehälter fungierenden Entkieselungsbehälter(s), der (die) ohne Rührwerk ausgelegt ist (sind), 1 bis 10% der hindurchströmenden Trübe kontinuierlich oder diskontinuierlich abnimmt und in die Mahlvorrichtung zurückführt.