DE2647554A1 - Verfahren zur aufbereitung von schlaemmen - Google Patents
Verfahren zur aufbereitung von schlaemmenInfo
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Landscapes
- Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)
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Description
- ο
BERGWERKSVERBAND GMBH
VERSUCHSBETRIEBE DER BERGBAU-FORSCHUNG
43 Essen-Kray
Frillendorfer Straße 351 Telefon (0201) 105-1
A 8/Stl/Ob
Verfahren zur Aufbereitung von Schlämmen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Schlämmen, insbesondere in der Steinkohlenaufbereitung.
Durch die Mechanisierung bei der Gewinnung von Steinkohle und durch die heute gegenüber der Wagenförderung
stärkere mechanische Beanspruchung der Kohle auf dem Weg zwischen Gewinnung und Aufbereitung ist in den letzten
Jahren der Feinstkorngehalt und im Zusammenhang mit verstärkten Bemühungen zur nassen Niederschlagung des
Flugstaubes der Wassergehalt der Rohförderkohle ständig
gestiegen. Das hat zwangsläufig zu einer Verschlechterung des Ergebnisses der ersten Trennverfahren in der Aufbereitung
- der Vorklassierung und der Sichtung - geführt. Die Folge ist ein erheblicher Anstieg des Schlammanfalls
in den Steinkohlenaufbereitungsanlagen und eine Überlastung der Einrichtungen für die Schlammaufbereitung.
Demzufolge sind Erweiterungsbauten für die Klärung, die Sortierung (Flotation) und die Entwässerung (Vakuumfilterung)
der Schlämme notwendig. Diese Maßnahmen sind sehr
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aufwendig und lassen sich wegen der hohen erforderlichen Investitionen nur über eine längere Zeit verwirklichen.
Häufig sind sie auch wegen Raummangels gar nicht durchführbar. Dann muß in Kauf genommen werden, daß mehr Feststoff
<0,5 mm in das für die Sortierung der gröberen Kohle erforderliche und im Kreislauf geführte Waschwasser
eingebracht wird als abgeschieden werden kann, also eine Anreicherung des Feststoffes im Waschwasser erfolgt. Der
Feststoff des Waschwassers durchläuft mehrmals alle naß arbeitenden Verfahrensstufen, bevor er abgeschieden wird.
Durch die längere Verweildauer und mehrfache mechanische Beanspruchung tritt eine starke Zerkleinerung des Feststoffes
ein, wodurch Trenneffekt und Belastbarkeit der Kläreindicker, Flotationsanlagen und Filter vermindert
werden. Außerdem führen hohe Feststoffgehalte im umlaufenden
Waschwasser zu Kohleverlusten in den Aufbereitungsabgängen.
Der Erfindung liegt die allgemeine Aufgabe zugrunde, dem gestiegenen Schlammanfall durch geeignete Maßnahmen zu
begegnen, um die Aufbereitungskosten niedrig zu halten und die hohen Wassergehalte in den Verkaufssorten und die dadurch
bedingten hohen Transportkosten ebenso zu vermeiden, wie die Erlöseinbußen.
Es ist bekannt, den Wassergehalt von Schlämmen durch thermische Trocknung zu senken. Dieses Verfahren ist jedoch
das mit Abstand teuerste für die Abtrennung von Wasser.
Es hat daher in der Vergangenheit nicht an Bemühungen und Maßnahmen gefehlt, diese allgemeine Aufgabe, eine Senkung
des Wassergehaltes in den Verkaufssorten zu erzielen, auf andere Weise zu lösen. Diese Bemühungen und Maßnahmen sind
jedoch darauf ausgerichtet gewesen, die Verfahren und Einrichtungen zur Entwässerung der fein- und feinstkörnigen
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.». /ö47bb<
Sorten zu verbessern, um die Auswirkungen der verschlechterten Rohstoffeigenschaften auszugleichen. Ziel dieser
Bemühungen war, die Anwendung der teureren thermischen Trocknung möglichst zu vermeiden.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß sich die heute in den Aufbereitungen anfallenden Schlämme vor allem
wegen einer ungünstigen Korngrößenverteilung nur sehr schwierig entwässern lassen.
Der Erfindung liegt daher die spezielle Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem die Korngrößenverteilung
des aufzubereitenden Schlammes berücksichtigt wird.
Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Verfahren zur Aufbereitung von Schlämmen, insbesondere in der Steinkohlenaufbereitung,
durch die Kombination der in Anspruch bezeichneten Verfahrensschritte a) bis c).
Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 17 niedergelegt.
Durch die Klassierung des Schlammes in eine für die nachfolgende Behandlung verfahrensoptimale Schlammfraktion
so\tfie durch die selektive Überführung der Feststoff
partikel in der feinstkornreichen Schlammfraktion, durch Flockung und/oder Agglomeration in ein ascheärmeres
Erzeugnis und in ein Erzeugnis mit geringerem Wassergehalt, werden beträchtliche Kosteneinsparungen und Mehrerlöse
erzielt. Bei der Neuerrichtung von Aufbereitungsanlagen können zusätzlich Investitionsmittel für sonst
erforderliche Sortier- und Entwässerungseinrichtungen eingespart
werden. Bei Erweiterungen bestehender Aufbereitungsanlagen sind die zusätzlich erforderlichen Flockungs-
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und Agglomerationseinrichtungen in ihrer Herstellung und in ihrem Betrieb wirtschaftlicher als eine Erweiterung
der vorhandenen Flotations- und Filteranlagen. Ähnliches gilt bei einer Gegenüberstellung der hier benötigten Einrichtungen
mit den alternativ erforderlichen Einrichtungen von thermischen Trocknungsanlagen. Außer zur Behandlung
von Schlämmen, die in Aufbereitungsanlagen für mineralische Rohstoffe anfallen, kann das vorgeschlagene Verfahren auch
zur Entwässerung von in Rohrleitungen als Suspension transportierten Feststoffen vorteilhaft angewendet werden.
Die Aufbereitung von feinstkornreichem Schlamm (etwa<O,l mm)
nach dem Flockungs- und Agglomerationsverfahren ist für sich bereits Stand der Technik, Müschenborn, W.: Entwässerung von
Steinkohlen mit Hilfe von Ölen. Vortrag, gehalten auf der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Mineralölwissenschaft
und Kohlechemie in Goslar, Oktober 1958. Dieses bekannte Verfahren beruht auf der Eigenart bestimmter flüssiger
Kohlenwasserstoffe, Kohleteilchen bei der Konditionierung
von Schlämmen in einem Mischreaktor selektiv zu benetzen und die dabei entstehenden Agglomerate in einem weiteren
Verfahrensgang durch geeignete Trennmethoden sowohl von den in Suspensionen verbliebenen Mineralstoffteilchen
als auch weitgehend vom Wasser zu trennen.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Beispiel anhand der Zeichnung näher erläutert:
In der Figur ist das Verfahren zur Aufbereitung von Schlämmen in einer schematischen Darstellung abgebildet.
Der Schlamm unter etwa 1 mm wird in einem Klassierer 1 in eine feinstkornreiche Schlammfraktion A und in eine gröbere
Schlammfraktion B getrennt. Dabei kann die Trennkorngröße
d„ im Bereich zwischen 0,03 und 0,15 mm liegen. Die Schlamm-
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ft .: 6 4 7 b b '-
fraktion B wird in einem Trennapparat 3 sortiert und entwässert. Gegebenenfalls kann jedoch die Sortierstufe entfallen.
Von der feinstkornreichen Schlammfraktion A kann
über einen Teiler 2 eine Teilmenge Al abgezweigt und der gröberen Schlammfraktion B zugegeben werden, um in dieser
eine für die Weiterbehandlung verfahrensoptimale Korngrößenverteilung einzustellen.
Bei Herd- oder anderer Grobschlammsortierung wird zweckmäßig der Feinstkornanteil -d™ in der Schlammfraktion B
minimiert, d.h. die Trennung im Klassierer 1 möglichst trennscharf durchgeführt. Bei wechselnder Zusammensetzung
der Schlämme kann es sich empfehlen, die Korngrößenverteilung der Schlammfraktion B - insbesondere bei Filterung
unter Anwendung des Bedampfungsverfahrens - durch Steuerung oder Regelung der Trennkorngröße d™ möglichst gleichzuhalten.
Die Korngrößenverteilung der Schlammfraktion B kann aber auch dadurch verfahrensoptimal eingestellt werden, daß die
Zugabe der Teilmenge Al der feinstkornreichen Schlammfraktion A zur gröberen Schlammfraktion B gesteuert oder geregelt
wird.
Bei der Steinkohlenaufbereitung empfiehlt es sich, den Trennschnitt
bei etwa 0,1 mm zu legen und den Feinstkornanteil -0,1 mm in der Schlammfraktion B auf einen Wert zwischen
15 bis 30 % einzustellen.
Die feinstkornreiche Schlammfraktion A bzw. deren nach Abzug der Teilmenge Al verbleibende Restmenge wird einem Umbenetzer
4 aufgegeben und dort mit selektiv wirkenden Flockungs- und/oder Agglomerationsmitteln behandelt. Vorzugsweise
werden hierzu flüssige Kohlenwasserstoffe verwendet.
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OR/G/NAL INSPECTED
.: 6 4 '/ b 5
Zur Weiterbehandlung wird der Austrag aus dem Umbenetzer 4 in einem Trennapparat 5 sortiert und entwässert. Sortierung
und Entwässerung können in einer Klassiereinrichtung, z.B. auf einem Sieb, schonend vorgenommen werden. Der Austrag
kann aber auch auf einem als Trennapparat 5 verwendeten Filter sortiert und entwässert werden, oder in einer
Zentrifuge. Eine Nachbehandlung des Gutes kann, wenn die Vorbehandlung in einer als Trennapparat 5 dienenden Klassiereinrichtung
erfolgt ist, auf einem weiteren Trennapparat 8 erfolgen, beispielsweise ebenfalls auf einem Filter
oder in einer Zentrifuge.
Der Austrag aus dem Trennapparat 5 oder auch bereits aus dem Umbenetzer 4 kann auch mit Grobschlamm von etwa 3 bis
0,5 mm in einem Mischer 70 gemischt werden und diese Mischung kann dann in einem Trennapparat 81, vorzugsweise in
einer Zentrifuge, nachbehandelt werden. An die Stelle von Grobschlamm kann auch gewaschene Feinkohle von etwa 10 bis
0,5 mm treten. Auch diese Mischung kann in einem Mischer 7 vorgenommen und dann in einem Trennapparat 80, vorzugsweise
in einer Zentrifuge, nachbehandelt werden. Schließlich können auch Feinkohle, Grobschlamm und der Austrag
aus dem Umbenetzer 4 oder dem Trennapparat 5 gemischt und gemeinsam nachbehandelt werden. Gleiches gilt für entwässertes
Flotationskonzentrat oder entwässerten Rohschlamm, die aus der Schlammfraktion B gewonnen wurden und ebenfalls
allein oder gemeinsam mit dem Austrag aus dem Lmbenetzer 4 oder dem Trennapparat 5 gemischt und damit gemeinsam
nachbehandelt werden können.
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; ■ '■ AötäkAL !MSPECTED
| 1 | Klassierer |
| 2 | Teiler |
| 3 | Trennapparat |
| 4 | Benetzer |
| 5 | Trennapparat |
| 7 | Mischer |
| 70 | ti |
| 8 | Trennapparat |
| 80 | t! |
| 81 | Il |
264755*·
-M-
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ORtGtNAL INSPECTED
-η-
Leerseife
Claims (17)
1) Verfahren zur Aufbereitung von Schlämmen, insbesondere in der Steinkohlenaufbereitung, gekennzeichnet durch
die Kombination folgender Verfahrensschritte:
a) Klassierung des im Schlamm enthaltenen Feststoffes bei einer Trennkorngröße dm, die im Bereich zwischen
0,03 und 0,15 mm liegt, in eine feinstkornreiche Schlammfraktion (A) und in eine gröbere Schlammfraktion
(B);
b) Einstellung einer verfahrensoptimalen Korngrößenverteilung in der Schlammfraktion (B) für die nachfolgende
Entwässerung mit oder ohne vorherige Sortierung;
c) Behandlung der Schlammfraktion (A) mit selektiv wirkenden Flockungs- und Agglomerationsmitteln und anschließender
Sortierung und Entwässerung.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinstkornanteil -dT in der Schlammfraktion (B)
bei Herd- oder anderen Grobschlammsortierungen minimiert wird.
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16 4 7 b S
3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Korngrößenverteilung der Schlammfraktion (B) vor der Flotation und/oder Filterung durch Steuerung oder Regelung
der Trennkorngröße dT auf einen verfahrensoptimalen
Wert eingestellt wird.
4) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngrößenverteilung der Schlammfraktion (B) vor der
Flotation und/oder Filterung durch Steuerung oder Regelung der Zugabe einer Teilmenge (Al) der feinstkornreichen
Schlammfraktion (A) auf einen verfahrensoptimalen Wert eingestellt wird.
5) Verfahren nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Steinkohlenaufbereitung ein Feinstkornanteil -0,1 mm der Schlammfraktion (B) auf 15 bis
30 % eingestellt wird.
6) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 oder 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die feinstkornreiche
Schlammfraktion (A) bzw. die verbleibende Teilmenge in einem Umbenetzungsreaktor mit flüssigen Kohlenwasserstoffen
behandelt und anschließend entwässert und entascht wird.
7) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Austrag aus dem Umbenetzungsreaktor auf einer .Klassiereinrichtung
schonend sortiert und entwässert wird.
8) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Austrag aus dem Umbenetzungsreaktor auf einem Filter sortiert und entwässert wird.
9) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Austrag aus dem Umbenetzungsreaktor in einer Zentrifuge sortiert und entwässert wird.
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ORKÄL INSPECTED
/54755'
10) Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der sortierte und entwässerte Austrag aus dem Umbenetzungsreaktor auf einem Filter
nachentwässert wird.
11) Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der sortierte und entwässerte Austrag aus dem Umbenetzungsreaktor in einer Zentrifuge
nachbehandelt wird.
12) Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der sortierte und entwässerte Austrag aus dem Umbenetzungsreaktor mit Grobschlamm gemischt
und die Mischung in Zentrifugen entwässert wird.
13) Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der sortierte und entwässerte Austrag aus dem Umbenetzungsreaktor mit gewaschener Feinkohle
von etwa 10 bis 0,5 mm gemischt und die Mischung in Zentrifugen entwässert wird.
14) Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der sortierte und entwässerte Austrag aus dem Umbenetzungsreaktor mit Grobschlamm und/
oder gewaschener Feinkohle und Filterschlamm gemischt
und die Mischung in Zentrifugen entwässert wird.
15) Verfahren r nach den Ansprüchen 6, 8, 9, 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Austrag aus dem Umbenetzungsreaktor mit Grobschlamm gemischt und die
Mischung in Zentrifugen entwässert wird.
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ORIGINAL INSPECTED
- 4 - --- O it
16) Verfahren nach den Ansprüchen 6, 8, 9, 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Austrag aus dem Umbenetzungsreaktor mit gewaschener Feinkohle von
etwa 10 bis 0,5 mm gemischt und die Mischung in Zentrifugen entwässert wird.
17) Verfahren nach den Ansprüchen 6, 8, 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrag aus dem
Umbenetzungsreaktor mit Grobschlamm und/oder gewaschener Feinkohle und Filterschlamm gemischt und
die Mischung in Zentrifugen entwässert wird.
80981 8/0018
INSPECTED
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