DE2845325A1

DE2845325A1 - Verfahren zum filtrieren einer waessrigen, ein gemisch aus siliciumhaltiger gangart und kohle oder einem wasserunloeslichen mineral enthaltenden aufschlaemmung

Info

Publication number: DE2845325A1
Application number: DE19782845325
Authority: DE
Inventors: Chester W Curtis; Charles T Peterson
Original assignee: General Mills Chemicals Inc
Current assignee: General Mills Chemicals Inc
Priority date: 1977-11-07
Filing date: 1978-10-18
Publication date: 1979-05-10
Also published as: ZA785425B; GB2007517B; GB2007517A; BR7807192A; CA1101568A; FR2407735A1; IT7869482A0; BE871466A

Description

Verfahren zum Filtrieren einer wäßrigen, ein Gemisch aus siliciumhaltiger Gangart und Kohle oder einem wasserunlöslichen Mineral enthaltenden Aufschlämmung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung des endgültigen Wassergehaltes von Filterkuc'hen, die durch Entwässern von Aufschlämmungen, die Kohlepartikel und siliciumhaltige (siliceous) Gangart enthalten oder Aufschlämmungen, die wasserunlösliche Mineralerzpartikel und siliciumhaltige Gangart enthalten, erhalten werden. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung den Zusatz einer Kombination von nicht in Derivate überführtem (underivatized) Guarmehl und einem Netzmittel zu einer siliciumhaltige Gangart und Partikeln aus Kohle oder einem wasserunlöslichen Mineralerz enthaltenden Aufschlämmung.

Kohle, die in dem östlichen Teil der Vereinigten Staaten vorkommt, wird in relativ dünnen Schichten,vermischt mit Bändern aus Ton oder Schiefergestein oder anderer siliciumhaltiger Gangart gefunden. Bei Entfernung der Kohle und der siiiciumhaltigen Gangart aus dem Gestein (ground) wird ein Teil der Ablagerungen so feinzerteilt, daß Pulver gebildet werden. Bei einigen Arbeitsweisen v/erden etwa 15 Gew.-% der Kohlefragmente mit fragmentierter oder zerkleinerter Gangart gemischt. Die Kohle wird aus der Gangart partiell durch Flotation abgetrennt. Die Kohlefragmente flotieren und der

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Hauptteil der Gangart setzt sich ab. Das überfließende Wasser enthält die Kohle und etwas von der siliciumhaltigen Gangart. Das überfließende Wasser wird durch Filter geleitet und die Kohle und die Gangart bleiben als Rückstand zurück. Üblicherweise sind die Filter Trommelfilter oder Scheibenfilter. Die siliciumhältige Gangart, die mit den Kohlefragmenten vermischt ist, liegt in hydratisierter Form vor und dieses Hydratwasser wird nicht leicht durch Filtration freigesetzt oder abgegeben.

Die Entfernung der Kohlefragmente und der begleitenden Gangart durch Filter führt zur Bildung von Filterkuchen, welche Kohle, Wasser und etwas hydratisiertes Schiefergestein oder Ton und andere Gangart enthalten. Kohle ist ein Brennstoff. Je größer der Wassergehalt des Filterkuchens ist, desto weniger Brennwert besitzt die Kohle in dem Filterkuchen, da ein Teil der durch die Kohle zugeführte Energie bei der Überführung des Wassers in Wasserdampf verbraucht wird. Daher stellt jede Methode, welche zu Filterkuchen, die nach der Filtration weniger Wasser enthalten, führt, eine positive Erhöhung des Brennwertes des Rückstandes dar.

Die Aufarbeitung von Mineralerz umfaßt die gleichen Fragmentierungs- und Gewinnungsprobleme, wie sie bei der Aufarbeitung der aus den östlichen Teilen stammenden Kohle auftreten. Exsenerz z.B. wird als Hematit und Magnetit klassifiziert. Magnetit ist selbst magnetisch und kann in der Aufschlämmung mit einem magnetischen Feld abgetrennt werden. Hematit ist nicht magnetisch, er kann jedoch durch sehr starke magnetische Felder beeinflußt werden. Nach Abtrennung der Komponenten der ursprünglichen Aufschlämmung, d.h. des eisentragenden Minerals und der siliciumhaltigen Gangart mittels eines magnetischen Feldes oder durch Flotation der Kieselerde wird in der Aufschlämmung verbleibendesExsenerz feinzerteilt. Die Teilchengröße ist derart, daß die Teilchen

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durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,044 bis 0,037 mm hindurchgehen. Diese feinen Eisenerzpartikel werden von gewisser Gangart begleitet. Die Konzentration der Feststoffe beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Aufschlämmung ,gewöhnlich etwa kO bis 60 Gew.-&. Diese Aufschlämmung wird auf die Filter gebracht.

Der Feuchtigkeitsgehalt des feinzerteilten Erzes, das als Rückstand auf dem Filter verbleibt, ist für die Wirtschaftlichkeit der nachfolgenden Verarbeitung sehr wichtig. Bei Feuchtigkeitsgehalten von etwa 8 bis 12 % Wasser, bezogen auf das Gewicht des Gesamtgemisches,kann das Erz pelletisiert werden. Bei Feuchtigkeitsgehalten außerhalb dieses Bereiches pelletisiert das Erz nicht. Die Pelletisierung der feinen Partikel erleichtert die Verladung und den Versand des Erzes und seine Verwendung als Rohmaterial in der Stahlindustrie in hohem Maße. Daher werden Rückstände von Eisenerz durch verschiedene Mittel auf diesen Feuchtigkeitsgehalt gebracht. Je näher der Feuchtigkeitsgehalt im Filtrationsprozess an den für die Pelletisierung erforderlichen Bereich gebracht werden kann, desto größer ist die Ersparnis im Hinblick auf die zusätzliche Entwässerung.

Die Verwendung von Alaun als Ausflockungshilfe bei der Abtrennung von feinzerteilten Partikeln ist gut bekannt. Weiterhin ist bekannt, daß der Zusatz von Guarmehl (guar gum) zu der Aufschlämmung, die auf die Filter gebracht wird, den endgültigen Feuchtigkeitsgehalt des auf einem Filter verbleibenden Restes vermindert. Es ist ebenfalls bekannt, daß Hydroxypropylguar bei der Gewinnung von Uranerz nützlich ist. Schließlich ist es bekannt, daß der Zusatz von Netzmitteln zu der Aufschlämmung, die auf Filter gebracht wird, den endgültigen Feuchtigkeitsgehalt des auf einem Filter verbleibenden Restes vermindert. Es war jedoch bisher nicht bekannt, daß durch Verwendung von bestimmten Kombinationen

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von Zusätzen Reduktionen des endgültigen Feuchtigkeitsgehaltes erhalten werden können, die über jenen liegen, die aufgrund des Beitrages jedes Zusatzes erwartet werden können.

Es wurde nun gefunden, daß eine Kombination von Guarmehl und Netzmitteln, wenn sie Aufschlämmungen von feinteiliger Kohle oder feinteiligem wasserunlöslichem Mineralerz vor dem Filtrieren zugesetzt wird, den Feuchtigkeitsgehalt des auf dem Filter zurückbleibenden Rückstandes stärker reduzieren, als dem additiven Effekt der beiden Komponenten entspricht. In der Kombination wird das Guarmehl vorzugsweise in einer Menge von etwa 22,7 bis 227 g/t Feststoffe in der Aufschlämmung verwendet. Das Netzmittel wird in einer Menge von etwa 90,7 bis 907 g/t Feststoffe in der Aufschlämmung verwendet. Ein Netzmittel ist eine Verbindung, die das Wasser veranlaßt, leichter in die Oberfläche eines anderen Materials einzudringen oder sich über dasselbe zu verteilen. Das Netzmittel bewirkt den vorstehend beschriebenen Effekt durch Verminderung der Oberflächenspannung des Wassers. Die Netzmittel, welche erfindungsgemäß bevorzugt sind, sind Netzmittel wie sulfonierte Kohlenwasserstoffe, Dioctylnatriumsulfosuccinat, N-Fettaminopropionate, N-Fettiminodipropionate und ein Netzmittel wie es unter dem Handelsnamen Seraban von Sanyo Chemical Corporation vertrieben wird.

Die vorliegende Erfindung ist bei der Filtration von Kohle oder Mineralerzaufschlämmungen, die Ton, Schiefergestein, Sand oder andere Gangart enthalten, wertvoll. Der Effekt der Verwendung einer Kombination aus Guarmehl und einem Netzmittel bei der Filtration wird durch die in den folgenden spezifischen Beispielen gezeigten Werte veranschaulicht.

Guarmehl, das erfindungsgemäß nützlich ist, ist nicht in Derivate überführtes Guarmehl. Dieses Guarmehl wird durch

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Mahlen des Endosperms von Guarbohnen erhalten und ist kommerziell in einem weiten Bereich von Partikelgrößen verfügbar. Netzmittel kombiniert mit Guarmehl zeigen gegenüber den additiven Effekten von Guarmehl allein und dem Netzmittel allein eine verbesserte Wirkung. Besonders verbesserte Ergebnisse werden erhalten, wenn die Kombination aus Guarmehl und Netzmittel als Netzmittel einen sulfonierten Kohlenwasserstoff, Dioctylnatriumsulfosuccinat, N-Fettaminopropionate, N-Fettiminodipropionate und ein unter dem Handelsnamen Seraban erhältliches Netzmittel umfaßt.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der Erläuterung der vorliegenden Erfindung.

Beispiel 1

Pur Testzwecke wurden feinteilige Kohle und Schiefergestein in einer Aufschlämmung dispergiert. Eine wäßrige Lösung von Guarmehl und einem Netzmittel wurde der Kohleaufschlänunung zugesetzt. Die Aufschlämmung wurde anschließend in einen mit Filterpapier ausgestatteten Buckner-Trichter gebracht. Mittels einer Saugpumpe wurde auf den Kolben Vakuum angewandt. In der nachfolgenden Tabelle sind die Kombinationen aus den Bestandteilen und die bei ihrer Verwendung erhaltenen Ergebnisse zusammengestellt:

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co σ co co

	Tabelle I	2	; Kohleaufschlämmungen	4'	5	6	JL	8
	Filtration von	337g	3 .	31Ög	308g	308g	307g	34lg
Probe	1	keines	324g	36,3	36,3	36,3	36,3	keines
Gewicht der Kohle feststoffe in der Aufs chlämmung	332g	DSS⁺	keines	DSS ⁺	keines	SHC ⁺ "¹"	SHC⁺*	SHC⁺⁺
Guar, g/t	keines	227	keines	227.	keines	227	454	454
Netzmittel	DSS⁺	363	keines	363	363	363	363	363
Netzmittel, g/t	227	5:45	keines	2:10	2:02	0:48	0:38	1:20
Alaun, g/t	keines	2	35:00	2	2	. 2	2	2
Abflußzeit, Min.:Sek.	33:00	309,1	2	286,85	285,43	268,1	270,25	313
Verweilzeit nach Abfluß, Min.	2	231,1	309,28	223	219,8	212	215,7	233,25
Gewicht des feuchten Kuchens, g	333	34,0	227,7	31,1	32,4	29,1	28,7	31,0
Gewicht des trockenen Kuchens, S	230		36,8
Feuchtigkeit % im Kuchen	39,9

Dioctyl-natriumsulfosuccinat (Aerosol OT 75, American Cyanamid Inc.) Sulfonierter Kohlenwasserstoff, vertrieben unter dem Handelsnamen Petronate L (von Witco Chemical Co.)

Beispiel 2

Unter Verwendung des im Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens wurde siliciumhaltige Gangart enthaltendes Eisenerz filtriert. Die Filtrationsbedingungen und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt:

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Tabelle II

Filtration von Eisenerz

Probe

Guar, g/t Feststoffe

Dioctyl-natriumsulfosuccinat, g/t Alaun, g/t Abl\fußzeit, Min. :Selc.

Verweilzeit nach Abfluß, Min.

Gewicht des feuchten Kuchens, S Gewicht des trockenen Kuchens, g % Feuchtigkeit

keines 18,1 18,1 18,1 18,1 18,1

454 keines keines 363

11:40 3:17

340	340	227
363	363	363
3:30	3:30	3:0
2	2	2

235,17 239,46 241,85 244,24 244,7 249,7

207,1 216,35 221,82 224,4 224,8 23O 17,8 14,3 12,8 12,4 12,1 12,4

. VD I

- ίο -

Für: General Mills Chemicals, Inc. Minneapolis, Minn., V.St.A.

Dr.H.J.Wolff Rechtsanwalt

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Claims

L WOiFF & BUIl

FRANKFUßT AM MAiM 80 2845325

Patentanspruches

1,1 Verfahren zum Filtrieren einer wäßrigen Aufschlämmung, e ein Gemisch aus siliciumhaltiger Gangart und Kohle oder einem

wasserunlöslichen Mineral enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man der zu filtrierenden Aufschlämmung eine Kombination aus einem Netzmittel und Guarmehl zusetzt, wobei,bezogen auf das Gewicht der Feststoffe in der Aufschlämmung,das Netzmittel in einer Menge von etwa .0,0907 bis 0,907 kg/t und das Guarmehl in einer Menge von etwa 0,0227 bis 0,227 kg/t zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Netzmittel Dioctylnatriumsulfosuccinat verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Netzmittel sulfonierte Kohlenwasserstoffe verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Netzmittel N-Fettaminopropionate verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Netzmittel N-Fettiminodipropionate verwendet.

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