DE587293C - Verfahren zum Trennen fester, in einer Fluessigkeit suspendierter Stoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen fester, in einer Flüssigkeit suspendierter Stoffe, insbesondere zum Trennen von Mischungen aus Calciumsulfat und organischen Stoffen durch kontinuierliche Einführung der Suspension in einen Absetzbehälter, aus dem die . feinen Festteüe am Umfang des Absetzbehälters überlaufen, während die sich schneller absetzenden Teile vom Boden des Behälters entfernt werden.

Das Verfahren nach der Erfindung ist also ein Hydroseparierungs- bzw. Hydroklassierungsverfahren. Diese an sich bekannten Verfahren umfassen die Trennung "bzw. die Klassierung von festen Teilen nach ihrer Absetzgeschwindigkeit. Die am langsamsten sich absetzenden Teilchen werden mit dem Überlauf herausgenommen, während die sich am schnellsten absetzenden Partikel getrennt am Boden des Be-

ao hälters ausgetragen werden.

Es ist bereits bekannt, mittels eines Spitzkasteiis eine Hydroseparierung durchzuführen, wobei ein Klarwasserstrom gegen den Eintragstrom von unten her getrieben wird. Dieses Verfahren ist -aber für die Trennung von Teilchen, die sich nur wenig im spezifischen Gewicht unterscheiden, -nicht zu gebrauchen. Ferner sind eine Reihe von Verfahren bekannt, bei denen aus dem Absetzbehälter der abgesetzte Schlamm mittels Förderschnecken oder Rechen eine schiefe Ebene hochgeführt wird. Dabei treten jedoch Strömungen auf, welche die Ausbildung einer horizontal strömenden Oberflächenzone verhindern. Außerdem wird bei einigen dieser Verfahren zusätzliche Flüssigkeit dem Eintrag nicht zugeführt, bei einigen wird der abgesetzte Schlamm teilweise in den Eintrag zurückgepumpt. Bei einem anderen bekannten Verfahren wieder erfolgt die Abscheidung in besonderen etagenförmig übereinander angeordneten Einsatzkästen, denen die zu behandelnde Flüssigkeit in der Mitte in nach'unten gerichtetem Strom zugeführt wird. Die Ableitung der Flüssigkeit erfolgt dabei aus dem großen Sammelbehälter, in dem sich die kleinen Hilfsbehälter befinden, mittels eines Überlaufs. Die Strömung ist im wesentlichen von unten nach oben gerichtet. Ferner wird zwar nach einem bekannten Verfahren so gearbeitet, daß man einen Teil der anfallenden Flüssigkeit wieder in den Behandlungsbehälter zurückpumpt. Es handelt sich dabei aber um ein Verfahren, bei welchem als trennendes Medium Emulsionen von Wasser und Sand zur Trennung benutzt werden.

Bei allen diesen Verfahren ist es unmöglich, mit einer horizontal strömenden Oberschicht zu arbeiten, während die darunterliegende Grundschicht im wesentlichen ruhig bleibt.

Die Erfindung besteht also darin, daß zur Ableitung der leichteren Stoffe eine zusätzliche Flüssigkeit zweckmäßig der gleichen oder ähnlicher Zusammensetzung, wie sie die Flüssigkeit im Absetzbehälter hat, in den Eintrag so eingeführt wird, daß sie auf ihrem Wege zum Überlauf im wesentlichen nur die Oberflächenzone durchströmt. Zweckmäßig ist es, einen Teil des Überlaufes zur Eintragstelle zurückzuführen.

Zu diesem Zweck wird nach der Erfindung der Überlauf zu einem Hilfsbehälter geleitet, aus dem er zur Rückführung in den Eintrag des Absetzbehälters entnommen werden kann.
Bei einem Absetzbehälter von einer bestimmten Oberfläche wird die eingetragene Menge annähernd dieselbe sein, wie die überlaufende Menge, abzüglich der relativ ldeinen Menge Material, welche sich absetzt. Daher wird die ίο Oberfläche des Behälters zwischen Eintragstelle und Überlaufstelle die Zeit bestimmen, die eine gewisse Menge eingetragenes Material verbraucht, um vom Eintrag zum Überlauf zu gelangen. Falls beispielsweise der Eintrag 30 cbm pro Stunde beträgt und der Absetzbehälter 10 qm Oberfläche besitzt, wird der Überlauf ungefähr auch 30 cbm pro Stunde betragen, was einer Überlauf geschwindigkeit von 30 cm in der Stunde entspricht. Falls daher der Eintrag Teilchen *2o enthält, welche sieh mit einer Geschwindigkeit von weniger als 30 cm pro Stunde absetzen, so werden diese Teilchen in den Überlauf gelangen, während Teilchen mit einer größeren Absetzgeschwindigkeit zum Boden des Behälters sinken, selbstverständlich unter der Voraussetzung, daß der Behälter so konstruiert ist, daß eine regelmäßige Strömung zwischen Eintrag und Überlauf stattfindet.

Es ist ferner klar, daß, falls man die Oberfläche eines Absetzbehälters in Übereinstimmung mit einer im voraus bestimmten Eintragsmenge und den gegebenen Absetzverhältnissen dimensioniert, es möglich sein wird, jede erwünschte Klassierung in Übereinstimmung mit der Absetzgeschwindigkeit zu erzielen. Es ist jedoch oft der Fall, daß die Eintragsmenge außerordentlich schwankt oder daß es erwünscht ist, von Zeit zu Zeit eine andere Klassierung in ein und demselben Behälter vorzunehmen. Unter diesen Umständen ist es bis jetzt nicht möglich gewesen, die erwünschten Resultate zu erhalten, wenn man nicht dazu greifen will, die eingetragene Lösung zu verdünnen, was meistens unerwünscht ist.

Die Erfindung ermöglicht nun, jede beliebige Klassierung von festen Teilchen innerhalb sehr weiter Grenzen in einem Absetzbehälter von gegebener Größe auszuführen, und zwar ohne Berücksichtigung der Variationen beim Eintragen und ohne die eingetragene Lösung zu verdünnen. Hierdurch kann außerdem die Klassierung geregelt werden, indem man die Korngröße der Teilchen, welche im Überlauf mitgeschwemmt werden, nach Belieben gestaltet. Dieser Zweck wird durch Herstellung einer nur in der Oberfläche des Absetzbehälters vom Zulauf zum Überlauf sich ausbreitenden Strömung mittels Zuführung einer zusätzlichen Flüssigkeit in den Eintrag oder Rückführung des Überlaufes des Absetzbehälters zur Eintragstelle erreicht.

Es ist somit möglich, die Überlaufmenge unabhängig vom Zulauf derart zu regeln, daß der Überlauf Teilchen der erwünschten Größe mit sich trägt. Durch diese Maßnahme kann man also eine Überlaufmenge kontinuierlich zirkulieren lassen, welche vier- bis fünfmal oder noch größer ist als die Eintragsmenge. Die genaue Klassierung wird einfach dadurch kontrolliert, daß man die Zirkulationspumpe oder den Preßluftinjektor regelt.

Das Verfahren eignet sich besonders für die Fabrikation von Phosphorsäure, bei der das Rohmaterial, wie z. B. Rohphosphat, mit Schwefelsäure behandelt wird, um Phosphorsäure und Calciumsulfat herzustellen. Bei diesem Verfahren, besonders wenn Alkalisulfate, wie beispielsweise Kaliumsulfat oder Ammoniumsulfat, anwesend sind, entsteht eine Suspension von Gips und organischem Material. Das letztere ist dunkel gefärbt, und ein Teil davon wird unter normalen Umständen mit dem Gips heruntergerissen, wenn die Phosphorsäure durch Absetzen oder Filtrieren vom Gips getrennt wird. Das ist besonders unerwünscht, falls das CaI-ciumsulfat für weitere Abbindung von Stickstoff benutzt wird, wie z. B. die Behandlung mit Ammoniumcarbonat, um Calciumcarbonat und Ammoniumsulfat herzustellen und, falls das gebildete Calciumcarbonat weiterhin mit go Salpetersäure behandelt wird, um Calciumnitrat zu gewinnen.

Falls das Calciumsulfat vom organischen Material nicht vor dieser Reaktion befreit worden ist, müssen die resultierenden Lösungen von Ammoniumsulfat und Calciumnitrat vor der Verdampfung geklärt werden. Nun ist aber die Trennung von organischem Material und Calciumsulfat besonders schwierig, weil beide relativ feinkörnig sind. Die Trennung kann durch Hydroseparierung in einem Absetzbehälter oder Eindicker erfolgen, welcher genau für den vorliegenden Zweck dimensioniert ist, und zwar derart, daß die Aufenthaltsperiode der Flüssigkeit zwischen der Absetzgeschwindigkeit von organischem Material und Calciumsulfat liegt. Schwankungen in den Eigenschaften der festen Teile und in der Menge des Eintrages machen es aber schwierig und oftmals unmöglich, sich allein auf die genaue Bemessung des Absetzbehälters zu verlassen, um die notwendige sorgfältige Trennung vorzunehmen. Die Zirkulation des Überlaufes kann aber derart geregelt werden, daß eine sehr genaue und vollständige Entfernung des organischen Materials mit dem Überlauf zustande kommt.

Eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist durch die beigefügte Zeichnung veranschaulicht, welche eine schematische Abbildung einer für diesen Vorgang geeigneten Vorrichtung darstellt. Der Eintrag wird durch eine Rinne 1 dem Absetzbehälter 2 zugeführt.

Dieser wird am zweckmäßigsten mit kontinuierlich arbeitenden Schabern 4 für den Austrag der abgesetzten festen Teile durch Austragkonus 5 zur Austragrohrleitung 6 versehen, durch welche die abgesetzten festen Teile mittels einer Pumpe 7 wegbefördert werden. Der Überlauf geht durch eine peripherisch angeordnete Überlaufrinne 8 durch einen' Austragstutzen 9 zu einem besonderen. Hilfsbehälter 10. Dieser ist ebenfalls mit einem Überlauf 11 versehen. Eine zweckentsprechende Menge des Inhaltes des Behälters 10 wird durch eine Zirkulationsrohrleitung 12 durch irgendeine zweckmäßige Vorrichtung, beispielsweise dem Preßluftinjektor 13, zur Eintragsrinne 1 befördert. Der Behälter 10 dient im wesentlichen dazu, einen passenden Vorrat an Flüssigkeit zu erhalten, die in den Eintrag des Absetzbehälters zurückgeführt werden kann, um die im Absetzbehälter notwendige Strömung in der Oberfläche aufrechtzuerhalten, umsomehr als die Tiefe der Flüssigkeit in der Überlaufrinne 8 notwendigerweise klein ist, so daß von hier aus nicht die zirkulierende Lauge entnommen werden kann.

Durch diese Anordnung kann die genaue Größe der Teilchen, welche im Überlauf mitgeschwemmt werden, einfach dadurch geregelt werden, daß man die Luffmenge, welche in den Preßluftinjektor 13 eingeführt wird, variiert.

Selbstverständlich sind zur Durchführung des Verfahrens noch eine Reihe anderer Anordnungen in der Praxis verwendbar.

Die Erfindung findet beispielsweise in einer Gegenstromdekantation Verwendung, welche be-' kanntlich aus einer Reihe von Absetzbehältern in Serie besteht, wobei der Überlauf von jedem Absetzbehälter wie gewöhnlich zu der Eintragsrinne des nächsten Absetzbehälters gelangt.

Hierbei wird die Klassierung dadurch kontrolliert, daß die erwünschte Flüssigkeitsmenge durch die Dekantationsserie zirkuliert. Diese Flüssigkeitsmenge kann entweder von vornherein in das System eingeführt werden, oder sie kann für sich in einem oder mehreren Behältern zirkulieren.

Das Verfahren nach der Erfindung liefert auch gute Resultate, wenn man mit ihm Feinkohle behandelt, welche mit Ton verunreinigt ist.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Trennen fester, in einer Flüssigkeit suspendierter Stoffe, insbesondere zum Trennen von Mischungen aus Calciumsulfat und organischen Stoffen durch kontinuierliche Einführung der Suspension in einem Absetzbehälter, aus dem die feinen Festteile am Umfang des Absetzbehälters überlaufen, während die sich schneller absetzenden Teile vom Boden des Behälters entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ableitung der leichteren Stoffe eine zusätzliche Flüssigkeit zweckmäßig der gleichen oder ähnlicher Zusammensetzung, wie sie die Flüssigkeit im Absetzbehälter hat, in den Eintrag so eingeführt wird, daß sie auf ihrem Wege zum Überlauf im wesentlichen nur die Oberflächenzone durchströmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Überlaufes zur Eintragstelle zurückgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlauf zu einem Hilfsbehälter geleitet wird, aus dem er zur Rückführung in den Eintrag entnommen werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen