DE3838500C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur hydro­ mechanischen Verarbeitung von dispergierbaren Mineral­ stoffen in Wasser.

In Wasser dispergierbare Stoffe können zum Beispiel Ton, Kaolin, Zeolith, Bauxit und ähnliche Stoffe sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zum Beispiel in der keramischen Industrie, in der Baustoffindustrie, in der Landwirtschaft, in der chemischen Industrie und pharmazeutischen Industrie oder Papierindustrie An­ wendung finden.

Zur Verarbeitung von dispergierbaren Mineralstoffen in Wasser sind mehrere Verfahren und dazugehörige Vorrichtungen bekannt. Die bekannten Vorrichtungen können in drei Gruppen untergliedert werden: Am weitesten verbreitet sind die in die erste Gruppe der Suspendiervorrichtungen zählenden, langsam laufenden Ketten- oder Rechenrührer.

Bei diesen Vorrichtungen gelangen die aufzubereiten­ den Produkte nach dem Vorzerkleinern in große Schlamm­ löffelbottiche, in denen aus dem Material mit Hilfe von Kamm- oder Kettenrührern eine wäßrige Suspension hergestellt wird, dann wird nach Naßklassifikation (mit Hydrozyklon, Zentrifuge) ein Teil des Wassers durch eine Filterpresse oder einen Trommelfilter ent­ fernt.

Die zweite Gruppe der bekannten Vorrichtungen bilden die sogenannten "Propeller"-Mischvorrichtungen. Diese Vorrichtungen sind jedoch nur für spezielle Aufgaben geeignet, schwer schlämmbare Stoffe können sie nicht verarbeiten.

In die dritte Gruppe der bekannten Vorrichtungen ge­ hören die Schnellmischer mit hoher Umdrehungszahl. Diese Vorrichtungen können jedoch nur kleine Mengen an Suspensionen herstellen und sind somit den Anforderun­ gen einer modernen Industrie nicht gewachsen.

Ein weiterer Mangel der oben erwähnten Vorrichtungen besteht darin, daß sie nicht kontinuierlich arbeiten. In die Bot­ tiche können nur Materialien gegeben werden, die bereits auf die entsprechende Größe vorzerkleinert wurden, da sich die großen Brocken auf dem Behälterboden absetzen würden und nur sehr schwer oder überhaupt nicht geschlämmt werden könnten. Die Mischbottiche müssen deshalb oft gereinigt werden. Die Zeit eines Herstellungszyklus ist deshalb außerordentlich lang. Die Vorrichtungen mit größeren Ausmaßen sind teuer oder verbrauchen zu viel Energie.

Die in der Praxis bekannten anderen Homogenisiervorrichtun­ gen besitzen keine zerkleinernden, desaggregierenden Ele­ mente, damit beschränkt sich ihr Anwendungsgebiet auf das Homogenisieren, Befeuchten und Vermischen mit chemischen Stoffen.

Eine solche Vorrichtung ist zum Beispiel die in der US-PS 41 12 517 beschriebene Vorrichtung, die eigentlich ein homogenisierender Mischer für das Mischen von Stoffen mit­ tels Zentrifugieren ist. Die trockenen und flüssigen Stoffe können in mehreren Etappen zugegeben werden, und der Mischer homogenisiert und vermischt diese Stoffe mit auf einer Wel­ le befestigten Scheiben und Kegeln. Diese Vorrichtung arbeitet zwar kontinuierlich, ist aber nur zum Befeuchten und Homogenisieren von feinkörnigen Stoffen und Granulaten geeignet. Naßmahlen bzw. Mahlen und Homogenisieren bzw. Lösen in Wasser kann sie nicht.

In der britischen Patentschrift Nr. 14 35 995 wird eine homo­ genisierende Mischvorrichtung beschrieben, die dem Vermi­ schen von trockenen oder flüssigen Stoffen u. a. durch Preß­ luft oder Gas dient und kontinuierlich arbeitet. Auch in dieser Vorrichtung findet weder Mahlen noch Desaggregation oder Suspendieren statt. Diese Vorrichtung kann ebenfalls nur vorbereitete Stoffe befriedigend verarbeiten.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist, die oben erwähnten Män­ gel auszuschließen, das heißt, eine Lösung zu finden, die zur hydromechanischen Verarbeitung von dispergierbaren Mineralstoffen in Wasser universell anwendbar ist, sich auch im Falle von Grundstoffen mit veränderlicher Qualität nach den an das Produkt gestellten Anforderungen richtet, die weiterhin wenig Platz beansprucht, bei der die Investitions­ kosten und Betriebskosten sowie der Energiebedarf weit unter denen der bekannten Lösungen liegen.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, da bei dispersen Systemen die Befeuchtungs- und Adsorptionseigenschaften be­ stimmend sind. Eine Verringerung der zwischen den Teilchen bestehenden Adhäsionskräfte, d. h. Desaggregation, kann hauptsächlich durch mechanisches Dispergieren erreicht wer­ den. Es wurde weiterhin gefunden, daß bei einem solchen Ar­ beitsvorgang die Zusammensetzung des Ausgangsmineralstoffes günstig beeinflußt werden kann, d. h. gleichzeitig mit der Verarbeitung ist es vorteilhaft, die Ausgangsstoffe aufzu­ bereiten (zu veredeln). Dies kann bei der kontinuierlichen Suspensionsherstellung durch Anwendung von Chemikalien und/oder Verflüssigungsmitteln gesteigert werden, die dem Wasser ständig zugesetzt werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse als liegender Zylinder ausgebildet ist, in dem in Stoffflußrichtung eine Dosiereinheit, eine Vorzer­ kleinerungseinheit, ein Feinzerkleinerer und eine Turbodis­ pergiereinheit angeordnet sind, welche voneinander durch Filtrierwände mit von Stufe zu Stufe kleiner werdenden Porengrößen begrenzt werden.

Es erfolgt also eine hydromechanische Verarbeitung der Mineralstoffe, die gegebenenfalls vorgebrochen, feucht zerkleinert und gereinigt und durch gesteuerte Stoß- und Scherkräfte bzw. durch turbulente Strömungen turbodisper­ giert, homogenisiert und/oder aufbereitet und/oder feucht klassiert werden. Das so gewonnene Endprodukt wird gegebe­ nenfalls filtriert bzw. getrocknet.

Die Turbodispergierung wird in mindestens drei Stufen durch­ geführt, indem in den einzelnen Stufen sich nach und nach steigernde Stoß- und Scherkräfte und immer größer werdende Strömungsgeschwindigkeiten verwendet werden.

Die als Zufluß für die Mineralstoffe dienende Öffnung und das Dosierrohr für die Wasser- und Chemikalienzufuhr sind im Be­ reich der Dosiereinheit angeordnet, während der Abfluß des Fertigproduktes im unteren Abschnitt der Turbodispergier­ einheit erfolgt.

Zweckmäßig ist eine Ausführungsform, bei der die schauflige Turbodispergierstruktur aus mindestens drei nacheinander an­ geordneten Stufen besteht. Bei diesen Stufen wächst der Durchmesser des mit (stabilen) Leisten versehenen Gehäuses und der äußere Durchmesser der auf einer gemeinsamen Welle befestigten Schaufeln nach und nach an, weiterhin besitzt jede Stufe einen eigenen Abfluß für das Fertigprodukt.

Vorteilhaft ist außerdem, wenn bei der Turbodispergierein­ heit die relative Winkelposition der Drehschaufeln einstell­ bar ist.

Gemäß anderen Merkmalen der Erfindung ist die Vorzerkleine­ rungseinheit vorzugsweise als kegelige Struktur mit Schlag­ stäben konstruiert, die aus einem stabilen kegeligen Gehäuse und aus einem auf der gemeinsamen Welle der Vorrichtung be­ festigten kegeligen Drehteil besteht. Auf dem inneren kege­ ligen Mantel des Drehteils ist eine Reihe von Schlagstäben angeordnet, die zusammenwirken.

Erfindungsgemäß kann der Feinzerkleinerer vorteilhaft als eine Struktur mit Schwingmessern konstruiert werden mit zum zylindrischen Gehäuse hin befestigte Rippen sowie mit diesen zusammenwirkenden Schwingmessern, welche auf der Welle ge­ lenkig angeschlossen sind.

Die Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann wei­ ter dadurch vereinfacht werden, daß sie eine einzige gemein­ same Welle besitzt, die vorzugsweise mit einem Antrieb, bei dem die Umdrehungszahl geregelt werden kann, verbunden ist.

Die Erfindung wird an der Zeichnung und an den folgenden Beispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Dispergiervorrichtung in schematischer Darstellung;

Fig. 2 eine vereinfachte Seitenansicht einer bei­ spielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, zum Teil geschnitten.

In Fig. 1 ist die prinzipielle Schaltskizze einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu sehen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat ein zuführendes Förderband 1, an dessen Ende sich ein an sich bekann­ ter Vorbrecher 2 befindet. Der Vorbrecher 2 zerklei­ nert das zugeführte aufzubereitende Produkt. Er ist zweckmäßig mit einem an sich bekannten Steinaussonde­ rer ausgerüstet, (was nicht extra eingezeichnet wurde). Der Abgabestumpf des Vorbrechers 2 ist an einen feine Steine aussondernden Zerkleinerungswäscher 3 ange­ schlossen.

Das über das Förderband 1 zugeführte aufzubereitende Produkt mit einer Körnchengröße von 10-400 mm wird vom Vorbrecher 2 auf eine Größe von 10-60 mm zerklei­ nert. Aus dem Zerkleinerungswäscher 3 gelangen die Teilchen, die kleiner als 10 mm sind, durch das nur skizzierte Klassiersieb direkt in die Turbodispergier­ einheit 4, welche in einem einzigen kontinuierlichen Arbeitsgang Naßmahlen, Desaggregieren und Suspendie­ ren durchführt.

Körner, die größer als 10 mm sind, wäscht der Zerkleinerungswäscher 3 und zerkleinert sie danach auf eine Korngröße von unter 20 mm. Die so zerkleinerten Stoffe können mittels Freifallentleerung in die Turbo­ dispergiereinheit 4 gelangen.

Aus Fig. 1 ist weiterhin ersichtlich, daß die Turbodispergier­ einheit 4 im vorliegenden Fall aufeinanderfolgende Stufen 4A, 4B und 4C besitzt. Die Stufen 4A, 4B, 4C sind hier in Reihe geschaltet, aber eine oder zwei von ihnen kann (können) nötigenfalls aus dem System ausgeschaltet werden. In der Turbodispergiereinheit 4 kann die Kornverteilung der Tone, Kaoline und Zeolithe zum Beispiel die folgende sein:

unter 30 µm 80-85%
unter  5 µm 40-50%.

Wie bereits oben erwähnt, können in die Stufen 4A, 4B, 4C Wasser und/oder entsprechende Chemikalien (zum Bei­ spiel Verflüssigungsmittel wie Trinatriumphosphat, Tripolyphosphat) und/oder Tonsuspension geleitet wer­ den.

Aus der letzten Stufe 4C der Turbodispergiereinheit 4 kann das feinsuspendierte Material an mehreren Abflüs­ sen abgezapft werden, abhängig von den physikalischen und chemischen Eigenschaften des Rohstoffes. Von hier kann die Suspension über die Leitungen 5 und 7 in eine Hydrozyklonanlage 6 weitergeleitet werden, und zwar durch eine in die Leitung 7 eingebaute Pumpe 8. In der Hydrozyklonanlage 6 kann die Suspension beispiels­ weise in Körnern von 10 µm, 30 µm bzw. 50 µm Größe klassiert werden, die tauben Stoffe, das heißt die Verunreinigungen, hingegen werden hier abgetrennt.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 bietet die Möglichkeit, daß die Suspension über die Leitungen 5 und 9 mit Hilfe einer in die Leitung 9 eingebauten Pumpe 10 auch ohne Klassierung in eine Zentrifuge 11 gelangen kann, wo die tauben Stoffe abgetrennt werden. Aus der Hydro­ zyklonanlage 6 kann die Suspension mit einer Pumpe 13 über einen Magnetausscheider 14 in einen Abstehmischer 15 weitergeleitet werden. Die für die Weiterverarbei­ tung fertige Suspension kann von hier direkt abtransportiert werden oder mit Hilfe einer Pumpe 16 an einem Filter 17 entwässert werden, dann kann in einem an sich bekannten Trockner 18 der gewünschte endgültige Feuchtigkeitsgehalt der Suspension nach Belieben ein­ gestellt werden.

Eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung wird in Fig. 2 näher dargestellt. Wie hier zu sehen ist, hat die Vorrichtung ein im Gan­ zen mit 19 gekennzeichnetes Gehäuse mit einer liegen­ den, stufigen trommelartigen Form. Das Gehäuse 19 ist - wie auf der linken Seite der Abbildung 3 zu sehen - mit einem Aufgabetrichter 20 zur Eingabe der Mineral­ stoffe, sowie mit einem Dosierrohr 21 für das Zusetzen der Flüssigkeiten ausgerüstet, in das ein Ventil 22 eingebaut ist. In dem dargestellten Fall befindet sich unter dem Aufgabetrichter 20 eine Dosiereinheit 23, die hier als Dosierschnecke ausgebildet ist. Die Schnecke der Dosiereinheit 23 ist hier auf einer ein­ zigen und gemeinsamen Welle 24 der Vorrichtung be­ festigt. Diese Welle 24 ist außerhalb des Gehäuses 19 in Stehlagern 25 und 26 gelagert und mit einem Antrieb 27 verbunden. Der Antrieb 27 ist hier ein Keilriemen­ antrieb mit Elektromotor, bei dem die Umdrehungszahl des Elektromotors auf an sich bekannte Weise geregelt werden kann.

Aus Fig. 2 ist gut zu entnehmen, daß sich bei der er­ findungsgemäßen Vorrichtung - in der Richtung des Stoffflusses betrachtet (mit einem durchgehenden Pfeil gekennzeichnet) - nach der Dosiereinheit 23 eine Vorzerkleinerungseinheit 28 befindet. Diese hat ein stabiles kegeliges Gehäuse 29 und besitzt ein auf der Welle 24 angeordnetes Drehteil 30, das auf der Welle mitlaufen kann und dessen kegeliger Mantel zum inneren kegeligen Mantel des Gehäuses 29 einen axialen Abstand hat. In den so gebildeten Raum ragen vom Innen­ mantel des kegeligen Gehäuses 29 bzw. vom Außenmantel des kegeligen Drehteils 30 Schlagstäbe 31 hinein. Die­ se zerkleinern das Material vor. Die Vorzerkleine­ rungseinheit 28 ist an ihrem unteren Teil mit einer Öffnung für Steine versehen, durch die die Steine in einen Steinbehälter 32 fallen können.

Der die Dosiereinheit 23 des Gehäuses 19 beinhaltende Raumteil wird von dem die Vorzerkleinerungseinheit 28 enthaltenden Raumteil durch ein Klassiersieb 33 (Fil­ ter) getrennt. Als Maschenweite dieses Klassiersiebes 33 wurden in diesem Fall 12 mm gewählt.

Im Gehäuse 19 ist hinter der Vorzerkleinerungseinheit 28 und koaxial zu dieser ein Feinzerkleinerer 34 ange­ bracht. Dieser ist in diesem Fall mit Schwingmessern 35 versehen. Seine längsgerichteten Rippen 36 sind am Innenmantel des Gehäuses 19 befestigt, das äußere Ende der gelenkig mit der Achse verbundenen Schwingmesser 35 hingegen wirkt zusammen mit dem Innenrand der Rip­ pen 36. Vor und hinter dem Feinzerkleinerer 34 ist je­ weils ein weiteres Klassiersieb (oder auch Filtrier­ wand) 37, bzw. 38 angebracht, für das in diesem Fall eine Maschenweite von 10, bzw. 8 mm gewählt wurde.

In Richtung des Stoffflusses gesehen ist hinter dem Feinzerkleinerer 34, koaxial zu diesem eine in ihrem Ganzen mit 4 gekennzeichnete Turbodispergiereinheit angebracht. Diese besteht in diesem Fall aus drei Stufen 4A, 4B und 4C, die koaxial und hintereinander angeordnet sind.

Am Feinzerkleinerer 34 wurde der zylindrische Durch­ messer des Gehäuses 19 mit D gekennzeichnet. Im Vergleich dazu wachsen die Durchmesser in den Stufen 4A, 4B und 4C der Turbodispergiereinheit 4 nach und nach an. Diese Durchmesser sind mit D₁, D₂, bzw. D₃ bezeichnet.

In dem dargestellten Fall ist die erfindungsgemäße Turbodispergiereinheit 4 eine Konstruktion mit rotierenden Schaufeln, die dafür geeignet ist, die zu ver­ arbeitenden Stoffe Stoß- und Scherkräften sowie gere­ gelten Turbulenzen auszusetzen.

Die Stufen 4A, 4B und 4C erhöhen die turbodispergie­ rende Wirkung infolge der in den einzelnen Stufen nach und nach anwachsenden Durchmesser D₁ bzw. D₂ bzw. D₃ und den ebenfalls nach und nach anwachsenden relativen Umlaufgeschwindigkeiten.

In Fig. 2 werden die Schaufeln der Stufe 4A mit 39, die der Stufe 4B mit 40, und die der Stufe 4C mit 41 bezeichnet. Diese Schaufeln 39-41 sind alle an der gemeinsamen Welle 24 befestigt, so daß sie auf der Welle mitlaufen können und ihr von der Achsenmittel­ linie gemessener Abstand wächst immer mehr an - wie aus Abbildung 2 ersichtlich.

In dem vorliegenden Fall wurde die Breite B 1, B 2, B 3 der Schaufeln 39-41 so gewählt, daß sie stufen­ weise schmaler werden. Die Schaufeln 39-41 wirken mit am Innenmantel des Gehäuses 19 starr befestigten Leisten 42, 43, 44 zusammen. Es soll außerdem bemerkt werden, daß die relative Winkelposition der Schaufeln 39-41 zur Drehrichtung zweckmäßigerweise verstell­ bar ist, um die jederzeit notwendige Turbulenz hervor­ zurufen.

Hinter der Stufe 4A ist ein Klassiersieb 45, hinter der Stufe 4B eine weiteres Klassiersieb 46, und hinter der Stufe 4C eine Filtrierwand 47 angebracht. Als Maschenweiten wurden hier 6 mm, 4 mm bzw. 2 mm gewählt.

In Fig. 2 ist weiterhin zu sehen, daß die Stufen 4A, 4B und 4C an ihrem unteren Teil jeweils mit einem gesonderten Ab­ fluß 48, 49 bzw. 50 versehen sind. Über diese Abflüsse 48-50 kann die gewünschte Menge Suspension verschiedener Qualität aus der Vorrichtung entnommen werden.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 2 hat die folgende Funktions­ weise:

Nach Starten des Antriebs 27 werden über den Aufgabetrichter 20 und das Dosierrohr 21 die zu verarbeitenden Mineralstoffe bzw. die flüssigen Zusatzstoffe eingegeben. Diese leitet die Dosiereinheit 23 in die Vorzerkleinerungseinheit 28 weiter. Dabei wird entsprechend der Maschenweite des Klassiersiebes 33 filtriert. Im Vor­ zerkleinerer 28 wird das Material durch die Schlagstäbe 31 wirkungsvoll zerkleinert, dann gelangt es durch das Sieb 37 in den Feinzerkleinerer 34. Aus der Vor­ zerkleinerungseinheit 28 fallen die Steine in den Steinbe­ hälter 32.

Im Feinzerkleinerer 34 wird das Material durch die Schwing­ messer 35 und die mit diesen zusammenwirkenden Rippen 36 weiter zerkleinert. Von hier gelangt das zu verarbeitende Material durch das Klassiersieb 38 in die Stufen 4A, 4B und 4C der Turbodispergiereinheit 4. Diese verrichtet die oben bereits näher erläuterte Turbodispergierung, das heißt die eine immer feinere Naß-Zerkleinerung verrichtenden Stufen 4A, 4B, 4C arbeiten mit immer größer werdenden Umlaufgeschwindig­ keiten, somit befindet sich das zu verarbeitende Material in axialer Richtung, indem es in Richtung immer feiner werden­ der Stufen bis zum Abfluß 50 fließt, in einer ständigen Turbulenzbewegung.

Zu bemerken sei noch, daß die Siebe 33, 37, 38, 45, 46 und 47 das zu verarbeitende Material klassieren, während es durch diese hindurchgepreßt wird.

Ein wichtiger Vorteil der dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß sie sehr kompakt ist, das heißt neben einer Vorrichtung mit geringem Platzbedarf wird eine kontinuierliche Verarbeitung mit einem wesentlich höheren Wirkungsgrad, einer viel geringeren Zy­ kluszeit und einem wesentlich geringeren Energieverbrauch als bei den bekannten Lösungen ermöglicht. Ein weiterer Vor­ teil besteht darin, daß sie universell anwendbar ist, das heißt sie kann zur hydromechanischen Verarbeitung jedes in Wasser dispergierbaren Mineralstoffes verwendet werden. Außerdem ist von Vorteil, daß sich die erfindungsgemäße Vor­ richtung gut an die Qualität des Grundstoffes und an die an die als Endprodukt auftretende Suspension gestellten Anfor­ derungen anpassen kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist eine verhältnismäßig einfache Konstruktion und betriebs­ sicher.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß sie auch zur Aufbereitung eines Ausgangsstoffes gerin­ gerer Qualität geeignet ist, worunter zu verstehen ist, daß man aus einem Grundstoff geringerer Qualität als Endprodukt sogar eine Suspension sehr guter Qualität gewinnen kann, die nach dem Aufbereiten selbst den höchsten Anforderungen gerecht wird, und zum Beispiel als Grundstoff für Porzellan guter Qualität oder in der feinkeramischen Industrie Verwendung finden kann.

Die Technologie wird an den folgenden Beispielen näher er­ läutert.

Beispiel 1

Ausgegangen wurde von Kaolin als in Wasser dispergierbarem Mineralstoff. Vor der Verarbeitung betrug sein SiO₂-Gehalt 65-85%, sein Al₂O₃-Gehalt 10-23% und sein Fe₂O₃-Gehalt 1%. Ziel der Verarbeitung war in diesem Fall die Herstel­ lung eines Grundstoffes für die feinkeramische Industrie.

Das Kaolin mit einer maximalen Korngröße von 400 mm wurde (in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2) auf eine Korn­ größe von maximal 60 mm zerkleinert, dann nach dem Abson­ dern des feinen Gesteins naß zerkleinert und gewaschen. Da­ nach wurden Körner mit einer Größe von weniger als 10 mm durch ein Klassiersieb direkt in die Turbodispergiereinheit geleitet, wo Naßmahlen, Desaggregation und Suspendieren in einem Schritt erfolgten. Nach dem Turbodispergieren hatte das Kaolin die folgende Kornverteilung:

unter 30 µm 80-85%
unter  5 µm 40-50%.

Nach dem Schlämmen und Aufbereiten betrug der SiO₂-Gehalt des Kaolins 56-60%, der Al₂O₃-Gehalt 26-32% und sein Fe₂O₃- Gehalt 0,6%. Dieses Produkt gelangte als Grundstoff für die feinkeramische Industrie mit sehr guter Qualität zur Weiterverarbeitung.

Beispiel 2

Ein Illit ist ein weißbrennender Rohstoff mit einer außer­ ordentlich hohen Plastizität, seine technologischen Eigen­ schaften sind jedoch auf Grund seiner Verunreinigungen (Quarz, Hämatit, Limonit, Geothit, Alumit) sehr veränder­ lich. Sein SiO₂-Gehalt betrug vor der Verarbeitung 55-64%, sein Al₂O₃-Gehalt 20-32%, sein Fe₂O₃-Gehalt hingegen 1%. Nach der Aufbereitung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung er­ hielt man einen Porzellangrundstoff von sehr guter Qualität, dessen SiO₂-Gehalt 50-52%, Al₂O₃-Gehalt 30-34% und Fe₂O₃-Gehalt 0,3% betrug. Die Verarbeitung ging wie in Beispiel 1 vonstatten.

Beispiel 3

Bei der in Beispiel 1 beschriebenen Technologie und mit dem dort beschriebenen Ziel zur Weiterverarbeitung wurde von Illit-Kaolin ausgegangen. Dieser Ausgangsstoff hatte im rohen Zustand die folgende Zusammensetzung: 20-30% Kaolin, 15-17% Illit, 40-50% Quarz und 5% Feldspat. Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Naßaufbereitung veränderte sich die Zusammensetzung wie folgt: 30-38% Kaolin, 20-29% Illit, 28-45% Quarz und 5% andere amorphe Stoffe. Im Er­ gebnis der obigen Naßaufbereitung wurde also ein für die Weiterverarbeitung wertvollerer Stoff hergestellt.

Beispiel 4

Zur industriellen Feinkeramikherstellung wurde als Ausgangs­ stoff feuerfester Ton verwendet, welcher 43-48% Kaolin und 8-9% Illit-Tonmineral enthält. Sein Fe₂O₃-Gehalt, der unter industriellem Gesichtspunkt ausgesprochen nachteilig war, betrug 2-7%. Nach der Naßaufbereitung erhöhte sich der Al₂O₃-Gehalt auf 33-34%, der Fe₂O₃-Gehalt sank auf einen Wert unter 1%, der Feuerfestigkeitsparameter erhöhte sich (von ursprünglich 158-163 PK) auf 167-173 PK.

Wie aus den bisherigen Ausführungen hervorgeht, besteht eine Eigenheit der Technologie darin, daß während der kontinuier­ lichen Verarbeitung des Grundstoffes, beim Naßmahlen bzw. Zerkleinern die für die weitere Verarbeitung unnötigen bzw. schädlichen Verunreinigungen entfernt werden. Dies hat den wesentlichen Vorteil, daß selbst aus Mineralstoffen von ge­ ringerer Qualität, zum Beispiel aus Kaolinen, nach der Ver­ arbeitung ein veredelter Stoff gewonnen wird, der danach auch für Zwecke, bei denen höhere Anforderungen gestellt werden, weiter verwendet werden kann. Dies war bei der Ver­ arbeitung mit den bekannten Verfahren bisher unvorstellbar.

Schließlich ist noch zu erwähnen, daß zumindest ein Teil der Siebe 33, 37, 38, 45, 46 und 47 ausgewechselt oder ihre Maschenweite variiert werden kann. Weiterhin kann die Umdre­ hungszahl der zentralen Welle 24 geregelt werden. In Zu­ sammenhang mit der Turbodispergiereinheit 4 soll darauf ver­ wiesen werden, daß diese sowohl aus nur einer einzigen Stufe, als auch aus mehr als drei Stufen bestehen kann. Auch die Drehschaufeln 39-41 müssen nicht nach und nach größer wer­ dende Durchmesser besitzen, und es ist nicht unbedingt not­ wendig, daß sie von einer einzigen zentralen Welle ange­ trieben werden. Es ist nämlich auch eine Ausführungsform möglich, bei der z. B. alle Schaufeln sämtlicher Stufen den selben Außendurchmesser besitzen, aber jede einzelne Stufe mit einem gesonderten Antrieb versehen sind, dessen Umdre­ hungszahl vorteilhaft regelbar ist.

Liste der Bezugszeichen

 1 Förderband
 2 Vorbrecher
 3 Zerkleinerungs-Wäscher
 4 Turbodispergiereinheit
 4A fein zerkleinernde Stufe
 4B fein zerkleinernde Stufe
 4C fein zerkleinernde Stufe
 5 Leitung
 6 Hydrozyklonanlage
 7 Leitung
 8 Pumpe
 9 Leitung
10 Pumpe
11 Zentrifuge
12 Leitung
13 Pumpe
14 Magnetausscheider
15 Abstehmischer
16 Pumpe
17 Filter
18 Trockner
19 Gehäuse
20 Aufgabetrichter
21 Dosierrohr
22 Ventil
23 Dosiereinheit
24 Achse/Wellen
25 Lagerbock/Stehlagern
26 Lagerbock/Stehlagern
27 Antrieb
28 Vorzerkleinerungseinheit
29 kegeliges Gehäuse
30 kegeliges Drehteil
31 Schlagstab
32 Steinbehälter
33 Filtrierwand/Klassiersieb
34 Feinzerkleinerer
35 Schwingmesser
36 Rippe
37 Filtrierwand/Klassiersieb
38 Filtrierwand/Klassiersieb
39 Schaufel
40 Schaufel
41 Schaufel
42 Leiste
43 Leiste
44 Leiste
45 Filtrierwand/Klassiersieb
46 Filtrierwand/Klassiersieb
47 Filtrierwand/Klassiersieb
48 Abfluß
49 Abfluß
50 Abfluß

Claims (6)

1. Vorrichtung zur hydromechanischen Verarbeitung von dispergierbaren Mineralstoffen in Wasser, bestehend aus einem mit einer Dosiereinheit und mit einem Zu- und Abfluß ausgestatteten Gehäuse sowie mit im Gehäuse auf einer drehbaren Achse angeordneten Verarbeitungsorganen, welche mit einem Drehantrieb in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (19) als liegender Zylinder ausgebildet ist, in dem in Stoffflußrichtung eine Dosiereinheit (23), eine Vorzerkleinerungseinheit (28), ein Feinzerklei­ nerer (34) und eine Turbodispergiereinheit (4) angeord­ net sind, welche voneinander durch Filtrierwände (33, 37, 38, 45, 46, 47) mit von Stufe zu Stufe kleiner werdenden Porengrößen begrenzt werden.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbodispergiereinheit (4) als eine Einheit mit Drehschaufeln ausgestaltet ist, und mindestens drei aufeinanderfolgende Stufen (4A, 4B, 4C) aufweist, wobei der innere Durchmesser (D₁, D₂, D₃) des mit sta­ bilen Leisten (42, 43, 44) versehenen Gehäuses, sowie der äußere Durchmesser der mit der Achse (24) dreh­ festen Schaufeln (39, 40, 41) nach und nach anwächst, und jede Stufe (4A, 4B, 4C) einen eigenen Abfluß für Fertigstoff (48, 49, 50) besitzt.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Winkelposition der Schaufeln (39, 40, 41), und gegebenenfalls auch ihr radialer Abstand von der Achse (24) einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorzerkleinerungseinheit (28) aus einem kegeligen Gehäuse (29) und einem, auf der Achse (24) befestigten kegeligen Drehteil (30) besteht, wobei auf dem inneren Mantel des Gehäuses (29) und auf dem äußeren kegeligen Mantel des Drehteils (30), der sich hierzu in einem axialen Abstand befindet, eine Reihe von zusammenarbeitenden Schlagstäben (31) ange­ ordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinzerkleinerer (34) an dem zylindrischen Gehäuse (19) befestigte Rippen (36) sowie mit diesen zusammenarbeitende Schwingmesser (35) besitzt, die mit der Achse (24) gelenkig verbunden sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine einzige gemeinsame Achse (24) besitzt, die vorzugsweise mit einem regelbaren Antrieb (27) in Antriebsverbindung steht.