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Verfahren zum Aufschließen von Stoffen, insbesondere Rohphosphaten,
Bauxit, Silikaten, Erzen od. dgl., in Gegenwart von zur Hydratbildung befähigten
Salzen vorzugsweise durch Saugzugsinterung Man hat bereits versucht, Verblaseverfahren,
insbesondere die Saugzugsinterung, bei der für die Stückigmachung feinkörniger Eisenerze
oder für die Sinterröstung von sulfidischen Erzen sowie auch zur Erzeugung von hydraulischen
Bindemitteln, z. B. Zement, beträchtliche Erfahrungen vorliegen für den Aufschluß
von Stoffen., wie Bauxit, Phosphate, Erze des Chroms, Niobs und Tantals od. dgl.,
in Gegenwart von Brennstoff und von Alkalisalzen als Aufschlußmittel einzusetzen.
Bei diesen Prozessen erfolgt zumeist vor der Aufgabe der Aufschlußmischung auf den
Rost eine Krümelung der Mischung, die in geeigneten =lpparaturen, z. B. umlaufenden
Trommeln, Mischschnecken oder Mischvorrichtungen anderer Art, unter Zusatz von Wasser
in an sich bekannter Weise durchgeführt wird. Während diese Krümelung bei Eisenerzen
od. dgl. oder auch bei Zementrohgut insofern erfolgreich ist, als dadurch Krümel
erhalten werden, die auf dem Sintergerät beständig sind und somit eine gute Gasdurchlässigkeit
der Beschickung gewährleisten, hat es sich bei der Verarbeitung von z. B. Alkalisalze
enthaltenden Aufschlußmischungen auf dem Verblaserost gezeigt, daß vielfach vorzeitig
schmelzende Verbindungen auftreten, die die Gasdurchlässigkeit so stark herabsetzen,
daß
der Sinterprozeß nur unvollkommen verläuft. Dies wurde z. B. auch bei der Sinterung
von üblichen Glasgemengen festgestellt.
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Es wurde nun gefunden, daß man. Stoffe der. genannten Art in Gegenwart
von zur Hydratbildung befähigten Salzen, z. B. Alkali- oder Erdalkalisalzen, insbesondere
auf Verblaseapparaturen, vorzugsweise Saugzugsintergeräten,nach Krümelung der Aufschlußmischung
oder deren Bestandteile oder auch eines Teiles davon mit Hilfe von z. B. Wasser
dann mit überraschendem Erfolg unter Erzielung einer hohen Gasdurchlässigkeit aufschließen
kann, wenn man die Krümel bei oder oberhalb derTemperatur des Umwandlungspunktes
des Salzhydrates, jedoch zweckmäßig unter etwa 100° trocknet oder herstellt und
die Krümel darauf unter Wärmezugabe behandelt. Als Umwandlungspunkt des Salzhydrates
wird hierbei die üblicherweise so bezeichnete Temperatur verstanden, bei der die
einzelnen Salzhydrate in ein Hydrat mit einer anderen Anzahl von Wassermolekülen
pro Molekül Salz übergehen. So wandelt sich z. B. das Dekahydrat der Soda, Na2C03#ioH20,
bei 32o in das Heptahydrat Nag C 03 - 7 H2 O um, während dieses bei 35,1' das Monohydrat
Nag C 03 # i@ H2 O ergibt. Ähnliche Verhältnisse existieren für die entsprechenden
Salze der übrigen Alkalimetalle oder auch für Salze z. B. der Erdalkalimetalle,
die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung vorzugsweise als Aufschlußmittel in Betracht
kommen. Wird erfindungsgemäß die Trocknung oder auch die Herstellung der Krümel
bei den Umwandlungstemperaturen oder insbesondere oberhalb dieser, jedoch zweckmäßig
unterhalb etwa ioo° durchgeführt, so werden Krümel erhalten, die z. B. auf Sintergeräten
beständig sind und einen befriedigenden Ablauf des Prozesses ermöglichen.
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Die für den Aufschluß notwendige Wärme kann man entweder dadurch erhalten,
daß man der Aufschlußmischung vor, während oder nach dem Krümelungsvorgang feste
Brennstoffe, z. B. :Koks, oder auch aschearme Brennstoffe, wie Petrolkoks, Holzkohle
od. dgl., zusetzt und diese auf der zum Aufschluß benutzten Apparatur durch Hindurchsaugen
oder -drücken von Luft, sauerstoffangereicherter Luft od. dgl. nach oberflächlicher
Zündung verbrennt. Es ist jedoch erfindungsgemäß auch möglich, die für den Aufschluß
notwendige Temperatur dadurch zu erhalten, daß durch die z. B. auf dem Rost befindliche
Mischung, die in diesem Falle keinen oder nur wenig Brennstoff zu enthalten braucht,
heiße Gase, z. B. Verbrennungsgase oder Abgase beliebiger Art, hindurchgeleitet
werden.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich auf alle Aufschlußmischungen
anwenden, die zur Hydratbildung befähigte Salze, insbesondere Alkali-oder Erdalkalisalze,
enthalten. Vorwiegend kommt es in Betracht zum Aufschluß von Rohphosphaten, in gewissem
Umfang von Bauxit, von Glasgemengen, anderen kieselsäurehaltigen Stoffen, beispielsweise
zur Herstellung von Natron- oder Kaliwasserglas, sowie Erzen, z. B. des Chroms,
Titans, Urans, Niobs, Tontals od-. dgl. Ein Schütz wird im Rahmen der vorliegenden
Erfindung jedoch nicht beansprucht für ein Verfahren zur Herstellung von Tonerde
aus tonerdehaltigem Gut, zweckmäßig Bauxiten, insbesondere kieselsäurereichen oder
diaporhaltigen Bauxiten, durch Saugzugsintern einer befeuchteten Mischung von tonerdehaltigem
Gut mit calcinierter Soda und Brennstoff sowie Auslaugen des erbrannten Sinters,
das darin besteht, daß man der zu sinternden Mischung ganz oder teilweise gebranntes
Gut als Rückgut in größeren Mengen und in Körnungen unter 8 mm vor dem Befeuchten
und Krümeln des Gutes beimischt, während die Soda in Form ihrer Hydrate, zweckmäßig
(7)- und (io)-Hydrat, zugesetzt wird und die Mischung und Krümelung alsdann bei
Temperaturen über 3:5° erfolgt, da dieses Verfahren Gegenstand eines gesonderten
Schutzbegehrens ist.
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Fügt man der Aufschlußmischung zur Erzeugung der für den Aufschluß
notwendigen Temperatur festen Brennstoff zu, so können dem gegebenenfalls angefeuchteten
Brennstoff vor seiner Vermischung mit dem Aufschlußmittel bzw. dem aufzuschließenden
Stoff oder deren Gemisch Stoffe zugesetzt werden, die geeignet sind, die verbrennungshemmende
Wirkung des Aufschlußmittels zu vermindern oder zu beseitigen, z. B. gebrannter
oder gelöschter Kalk, gebrannter Dolomit, Tonerde oder feinkörniger Ton. Durch diese
Maßnahme wird es möglich, den in der Auf schlußmischung enthaltenen festen Brennstoff
praktisch vollständig zu verbrennen und einen befriedigenden Ablauf des Sinterprozesses
zu erreichen.
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Das Wesen der Erfindung sei im folgenden an Hand der Sinterung eines
Glasgemenges mit Hilfe von durch das zu sinternde Gut in der Richtung von oben nach
unten hindurchgeleiteten heißen Gasen beschrieben. Dieses Beispiel ist typisch für
derartige Aufschlußprozesse, so daß sich die Behandlung von anderen Stoffen in Gegenwart
von z. B. Alkali- oder Erdalkalisalzen als Aufschlußmittel in entsprechend abgewandelter
Form ohne weiteres durchführen läßt.
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Behandelt wurde ein übliches Glasgemenge, das sich wie folgt zusammensetzte:
7:,6 Teile Sand . . . . . . . . . . . . . . . . 76% Si 02, 2,26 - Na2C03 (calciniert)
. . 14% Na20, 1,78 - CaCO3 . .... .... .. ... io% Ca0. Das Gemenge wurde insgesamt
in der Kugelmühle auf 25 bis 30% Rückstand auf dem 49oo-Maschen-Slel) feingemahlen.
Zur Krümelung, die bei Zimmertemperatur stattfand, wurde das feingemahlene Gemenge
in einem Eiricli-1lischer mit Wasser angefeuchtet. Die erhaltenen Krümel waren rund
und fest und erstarrten bei längerem Lagern zu sehr festen Kugeln. Diese Krümel
zerfielen jedoch sofort, wenn man versuchte, sie auf einer Sinterpfanne mit heißen
Gasen von etwa 700 bis 8'oo° zu sintern. Der Unterdruck stieg sehr stark an, die
durchgehende Luftmenge fiel entsprechend ab. Werden diese Krümel aber auf der
Pfanne
zunächst mit z. B. Warmluft getrocknet, deren Temperatur 70° zweckmäßig nicht übersteigt,
so werden wesentlich bessere Ergebnisse erhalten, wenn man die getrockneten Krümel
anschließend, z. B. durch Hindurchleiten heißer Gase, sintert. Naturgemäß braucht
die nach der Erfindung vorzunehmende Trocknung nicht auf der für die Sinterung benutzten
Apparatur zu erfolgen, sondern es ist auch möglich, für die Trocknung und Sinterung
verschiedene Vorrichtungen zu benutzen.
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Noch bessere Ergebnisse werden dann erzielt, wenn man die Herstellung
der Krümel bei der Umwandlungstemperatur der Hydrate, vorzugsweise oberhalb dieser
Temperatur, vornimmt. Zu diesem Zweck kann man z. B. so vorgehen, daß Gemenge, Krümelwasser
und die für die Krümelung benutzte Mischvorrichtung, z. B. ein Eirich-Mischer, auf
beispielsweise etwa 70° vorgewärmt werden. Auf diese Weise wird erreicht, daß die
Krümel, da sich das leicht zerfließende Dekahydrat nicht bilden kann, bei der Sinterung
beständig bleiben. Nach Aufgabe der Krümel auf z. B. eine Sinterpfanne, wobei der
Aufgabe gegebenenfalls eine kurze Vorwärmperiode nachgeschaltet werden kann, werden
die Krümel zwecks Sinterung durch Hindurchleiten heißer Gase auf z. B. Temperaturen
von 8oo bis iooo' erhitzt und eine Zeitlang auf dieser Temperatur gehalten. Es zeigt
sich hierbei, daß der Unterdruck des Sinterprozesses praktisch nicht ansteigt, was
ein Zeichen dafür ist, daß die Krümel erhalten bleiben. Der gewonnene Sinter ist
von ausgezeichneter Beschaffenheit, z. B. hinsichtlich seiner Stückigkeit, und gleichmäßig
durchgebrannt. Beim Übergießen mit Salzsäure ist ein Schäumen nicht mehr feststellbar,
was beweist, daß Soda und Kalkstein vollkommen umgesetzt sind, während das Sintergut
gleichzeitig ein poröses Aussehen hat und bereits erfolgte Glasbildung anzeigende
geschmolzene Partien aufweist.
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Es ist offensichtlich, daß eine derartige Vorbehandlung eines Glasgemenges
für die Glasfabrikation bedeutende Vorteile bringt. So werden durch die bereits
bei der Herstellung des Vorproduktes erfolgte GYasbildung die gefürchteten Entmischungsvorgänge
in der Glaswanne vermieden, bei denen bisher durch das zuerst schmelzende Alkali
das feuerfeste Mauerwerk der Wanne angegriffen und schnell zerstört wurde. Bei der
Aufgabe des Gemenges in die Glaswanne läßt sich eine Staubbildung weitgehend unterbinden,
da nunmehr das einzutragende Gut in stückiger Form vorliegt. Schließlich ist es
infolge des gleichmäßigen Schmelzens des Aufgabegutes möglich, die Schmelzwanne
kontinuierlich zu chargieren, da es bei dem Einbringen des noch heißen Gutes nicht
mehr zu stoßweisen Temperaturschwankungen und Strömungsstörungen in der Wanne kommt.
Werden für die Sinterung des Gemenges heiße Gase verwendet, so hat dies bei der
insbesondere in Glashütten bisher schlechten Wärmebilanz noch den Vorteil, daß man
die Abgase der Glasöfen für die Sinterung verwenden kann, deren weitgehende Ausnutzung
bislang nicht möglich war. Durch den Einsatz eines erfindungsgemäß hergestellten
Glasvorproduktes kann der für das Schmelzen benötigte Ofenraum entsprechend klein
gehalten werden, und es lassen sich alle Vorzüge eines kontinuierlichen Schmelzens
erreichen, wobei Zwischenlagerungen und Zwischenerhitzungen im allgemeinen nicht
mehr notwendig sind. Ähnliche Vorteile sind bei der Herstellung anderer Aufschlußmischungen
erzielbar, wobei es vielfach möglich ist, die in dem beispielsweise von der Entwässerung
oder von der Mühle kommenden warmen Gut noch enthaltene Wärme für die Krümelung
nutzbar zu machen oder auch bei Zugabe von Rückgut dieses noch warm in den Krümelungsvorgang
einzubringen. In vielen Fällen ist in den Betrieben auch überschüssiges warmes Wasser
vorhanden, das vorteilhaft für das Verfahren gemäß der Erfindung eingesetzt werden
kann, falls nicht von vornherein z. B. salzhaltige Waschlaugen od. dgl., die gegebenenfalls
auch warm anfallen, für die Krümelung benutzt werden.
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Es sei abschließend noch bemerkt, daß nach einem Vorschlag der Patentinhaberin
beim Aufschluß von Rohphosphaten auf dem Verblaserost beachtliche Ergebnisse schon
dadurch erzielt werden können, daß eine in körnige Form gebrachte Mischung angewendet
wird, die auf i Teil fein gemahlenes Rohphosphat nebst Aufschlußmittel etwa i bis
4 Teile .des in einem früheren Arbeitsgang hergestellten, aufgeschlossenen Gutes
in körniger Form enthält. Die Erfindung erlaubt es, die seinerzeit erhaltenen Ergebnisse
weiter zu verbessern.