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Gerinneloses Schlämmverfahren zur kontinuierlichen Aufbereitung von
Kaolin- und Tonvorkommen Es ist bekannt, Rohkaolin oder Rohton dadurch zu reinigen,
daß das Rohmaterial in Quirl- oder Schlämmapparaten unter Zusatz von Wasser im Verhältnis
x : 5 bis x : 8 aufgeschlämmt wird und nach dem Aufschlämmen die Ausscheidung des
Grob- und Feinsandes teils im Aufschlämmapparat, teils in Ausscheidungsanlagen erfolgt,
während der Rest in Gerinnen zum Absetzen gebracht wird. Die aus den Gerinnen abfließende
Suspension wird Klärbassins zugeführt, aus denen das geklärte Wasser im Kreislauf
zum Aufschlämmapparat zurückgeführt wird, während die Kaolin- oder Tonschlämpe durch
mechanische Filterpressen ausgebracht wird. Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen
darin, daß nur Reinheitsgrade des Endproduktes von- höchstens 83°/o in Frage kommen,
da eine weitergehende Ausschlämmung das Verfahren unwirtschaftlich macht.
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Es ist ferner bekannt, die Reinigung des Rohmaterials auf elektroosmotischem
Wege herbeizuführen. Hierbei wird unter Zusatz basischer Elektrolyte, z. B. von
Wasserglas, eine Suspension von möglichst hohem spezifischem Gewicht (s = 1,18 bis
1,3o) hergestellt, die durch Osmosemaschinen oder elektroosmotische Filterpressen
ausgebracht wird. Der Elektrolytzusatz hat hierbei eine dreifache Aufgabe. Er wirkt
teilweise verflüssigend und teilweise sedimentierend auf das Rohmaterial und erhöht
die elektrische Leitfähigkeit der Suspension. Wie beim alten Schlämmverfahren muß
auch hier die Suspension Ausscheidungsanlagen und Gen rinne durchlaufen; die verarmte
Suspensiowird dem Schlämmapparat im Kreislauf zurückgeführt.
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Es ist ferner bekannt, mit Hilfe von alkalischen Lösungen hergestellte
Tonsuspensionen durch Säurezusatz unter Vermeidung der Neutralisation auszuflocken.
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Es wurde gefunden, daß sich obige Übelstände unter gleichzeitiger
Vereinfachung der erforderlichen Apparatur vermeiden lassen, wenn man folgendermaßen
verfährt.
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Wird dem Schlämmapparat kontinuierlich Wasser und Wasserglas in einem
konstanten Verhältnis zugeführt und wird diesem Flüssigkeitsgemisch Rohton oder
Rohkaolin unter Rühren zugesetzt, so zeigt sich, daß die unter diesen Verhältnissen
erreichbare wirtschaftliche Ausscheidung von Grob- und Feinsand erst dann zu dem
gewünschten Endprodukt führt, wenn auf der Oberfläche der Suspension Schlierenbildung
auftritt. Diese Schlierenbildung ist ganz unverkennbar: plötzlich entstehen dunkle,
langsam fortschreitende Streifen, die ebenso plötzlich wieder verschwinden, um an
einer anderen Stelle der Suspensionsoberfläche wieder aufzutreten. Von einer Erklärung
dieser Erscheinung muß zur Zeit abgesehen werden. Es wurde gefunden, daß diese Erscheinung
kausal mit dem spezifischen Gewicht der Suspension zusammenhängt. Sie tritt beispielsweise
in einer Suspension eines
Rohkaolins mit durchschnittlich 300/a
Tonsubstanz nur auf bei einem spezifischen Gewicht von z,08 bis z,og; sie läßt sich
an Hand einiger Vorversuche bei jedem anderen Rohmaterial leicht herbeiführen.
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Obige Schlierenbildung weicht ab von der oft gesehenen Schlierenbildung
verdünnter Kaolinsuspensionen, beispielsweise beim Rühren und bei Betrachtung der
Suspension in Durchsicht, die als Moireebildung bekannt ist. Im Gegensatz zur Moireebildung
ist die Schlierenbildung sehr deutlich schon bei Aufsicht (statt wie gewöhnlich
bei Durchsicht) erkennbar; sie tritt also an der Oberfläche der Suspension auf und
ist in bezug auf Intensität der optischen Effekte ungewöhnlich ausgebildet. Die
Schlierenbildung tritt nur bei einer bestimmten Dichte der Suspension auf. Die hingegen
zwischen weiten Grenzen des spezifischen Gewichts der Suspension auftretende Moireebildung
ist als Dichtendikator von vornherein unbrauchbar.
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Ist der erfindungsgemäße Zustand der Suspension erreicht, so wird
die aus dem Schlämmapparat abfließende Suspension durch Zusatz von Salzsäure neutralisiert
und hierauf durch mechanische Filterpressen ausgebracht.
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Das Verfahren besteht hiernach darin, daß man dem Schlammapparat kontinuierlich
Frischwasser und Na-Wasserglas von 36 bis 38' B6 in konstantem Verhältnis,
bezögen auf die Gewichtseinheit des jeweiligen Rohmaterials, zuführt und den kontinuierlichen
Zusatz von Rohmaterial derart regelt, daß Schlierenbildung auf der Oberfläche der
Suspension eintritt, worauf man die aus dem Schlammapparat abfließende Suspension
durch Zusatz von Salzsäure neutralisiert und sodann in bekannter Weise ausbringt.
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Ähnlich wie Na-Wasserglas verhalten sich K-Wasserglas, Mischungen
von Na- und K-Wasserglas.
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Das von. den Filterpressen ablaufende ton-bzw. kaolinhaltige Wasser
wird nicht mehr zum Schlammapparat zurückgeführt. Das darin enthaltene Material
läßt sich erfindungsgemäß durch folgende Abänderung des Verfahrens zurückgewinnen.
Man leitet das von den Filterpressen abfließende, durch Zusatz von Salzsäure angesäuerte
Wasser in Klärbassins, läßt das hierbei anfallende Klarwasser abfließen und bringt
die verdickte, saure Suspension zusammen mit der aus dem Schlammapparat abfließenden
alkalischen Suspension durch mechanische Filterpressen aus: Ausführungsbeispiel
Ausgangsmaterial: Rohkaolin des Kemmlitzer Beckens mit durchschnittlich 300/, Tonsubstanz.
Das konstante Verhältnis von Frischwasser zu Na-Wasserglas ist =,i3 kg Frischwasser
zu- 4,8 ccm Na-Wasserglas von 36 bis 38' Be pro Kilogramm Rohkaolin. Man
setzt zu. dein Gemisch von Frischwasser und Na-Wassergla; Rohkaolin so zu, daß kontinuierlich
das spezi. fische Gewicht der Suspension zwischen =,oE und i,og liegt.
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Kontrolle: Schlierenbildung: Hilfsmittel; Spindeln, um festzustellen,
ob das spezifische Gewicht unter oder über i,08 bis i,og liegt.
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Schlammapparatur. Die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche
Schlammapparatur besteht aus einem Schlammquirl mit anschließendem trichterförmigen
Behälter: Dem Schlammquirl werden kontinuierlich Rohkaolinmassen, Frischwasser und
Wasserglas in konstantem Verhältnis zugeführt. Die Rohkaolinzugäbe wechselt mengenmäßig
je nach dem Tonsubstanzgehalt des Rohkaolins. Demnach muß magerer Kaolin in erhöhter
Menge, tonreicher Rohkaolin in verringerter Menge kontinuierlich zugegeben werden,
damit immer die gleiche reine Tonsubstanz sich mit Wasser und Wasserglas in ganz
gleichem Verhältnis mischt.
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Während des Aufwaschens im Schlärnmquirl wird der Grobsand bereits
automatisch ausgeschieden und ausgebracht. Dagegen werden feinere Verunreinigungen,
wie Feinsand oder Schliff, durch die bewegte Kaolinsüspension mitgerissen. Sie lassen
sich leicht zur Abscheidung bringen, indem man die Kaolinsuspension kontinuierlich
in einen trichterförmigen Behälter fließen läßt. Dieser Behälter, der oben etwa
6 m Durchmesser hat, ist an seinem Rand als Überlaufwehr ausgebaut. Durch eine weite
Rohrleitung wird die Kaolinsuspensinn zur Mitte des Behälters geführt und tritt
in der Mitte desselben in diesen ein. Sie wandert dann strahlenförmig nach allen
Seiten auf den Rand des Behälters zu und fließt über dessen Rarid in eine Sammelrinne.
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Die unten im trichterförmigen Behälter sich ansammelnden Feinsande
und Verunreinigungen werden ununterbrochen durch Membranpumpen abgesaugt und ausgebracht.
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Mit obiger Apparatur, welche ununterbrochen Tag und Nacht dreischichtig
die ganze Woche hindurch arbeitet, werden in sechs Arbeitstagen aus 4.2o Tonnen
Rohkaolin i20 Tonnen Fertigprodukt gewonnen.
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A. Die aus der Sammelrinne kontinuierlich abfließende Suspension hat
einen Reinheitsgrad von go°/°, so daß die Anwendung von Gerinnen sich erübrigt.
Sie wird durch Zusatz von Salzsäure neutralisiert; zu den Pressen weitergeleitet
und dort mechanisch ausgebracht.
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B. Das von den Filterpressen abfließende Wasser wird zwecks Ausfällung
der Kaolinsubstanz mit Salzsäure angesäuert und in Klärbassins geleitet. Die hier
erhaltene verdickte 3 saure Suspension wird zusammen mit der aus 3er Sammelrinne
des Schlammapparates fließenden
alkalischen Suspension im Verhältnis
von 25 bis 35 °/o saurer Suspension zu 75 bis 65 o/a alkalischer Suspension gemischt,
worauf das Gemisch durch mechanische Filterpressen ausgebracht wird.