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Gewinnung aschenärmster Reinstkohle durch Flotation Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung besonders aschenarmer Reinkohlenerzeugnisse,
sog. Reinstkohle. Reinstkohle ist eine aschenarme Kohle, deren Aschengehalt unter
r % liegen soll. Bei der Verwendung von aschenarmen Erzeugnissen für metallurgische
Zwecke wirken sich die Bestandteile der Asche auf die Schmelze ungünstig aus, weshalb
man bestrebt sein muß, den Aschengehalt in den Reinstkohlenprodukten noch weiter
zu senken. Die Aschengehalte einer guten Reinstkohle müssen daher sogar zweckmäßig
weit unter o,5°/o gebracht werden. Um derart niedrige Aschengehalte auf rein mechanischem
Wege zu erhalten, bedarf es ganz besonderer Aufbereitungsvorgänge. Es ist technisch
und wirtschaftlich interessant, solche Verfahren zu entwickeln, da die chemische
$ntaschung der Kohle sehr teuer ist und durch sie die physikalischen Eigenschaften
ungünstig verändert werden können, z. B. Backfähigkeit, Reaktionsfähigkeit, Oxydierbarkeit
u. dgl.
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Zur Erzeugung von Reinstkohle auf rein mechanischem Wege wurden in
den vergangenen Jahren zahlreiche Aufbereitungsverfahren entwickelt, mit deren Hilfe
allerdings eine Entaschung unter o,5 °l0 nicht gelungen ist.
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r. Einfache Flotation von Feinstkohle: Die Kohle wird einer einmaligen
repetierenden Flotation unterworfen. Dabei lassen sich aber keine befriedigende
Aschengehalte erzielen.
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2. Kombinationsverfahren: Kohle von ro bis z mm wird in Schwereflüssigkeit
vorgereinigt und dann nach Zerkleinerung flotiert. Das Verfahren ist
maschinell-
sehr umfangreich und daher teuer. Da der Aufschluß der Kornspanne io bis i für den
ersten Aufbereitungsgang zu gering ist, lassen sich bei der nachfolgenden Flotation
sehr geringe Aschenwerte nicht erreichen: Kohle von i bis o"iz mm wird elektrostatisch
vor-aufbereitet und die vorgereinigte .Kohle nach Zerkleinerung fintiert. Das Verfahren
ist maschinell sehr umfangreich und teuer. Außerdem ist das Verfahren empfindlich
und hat bei kleinem Ausbringen den Nachteil, daß *das feinste Korn (-0,i5 mit der
reichsten natürlichen Anreicherung an reinsten Anteilen nicht aufbereitet werden
kann. Sehr niedrige Aschengehalte sind auch dabei nicht leicht zu erreichen,, weil
die elektrostatisch erzeugte Edelkohle zu viele Fehlausträge enthält.
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3. Flotationsverfahren mit einer Zwischenbehandlung der Schaumkonzentrate:
Die Konzentrate werden dabei wiederholt auf Filtern oder Schleudern entwässert,
die entwässerte Kohle erneut mit Wasser aufgeschlämmt und nachflotiert. Die wiederholte
Entwässerungsarbeit ist teuer und kann besonders beim Schleudern zu Verlusten reinster
feinster Kohleteilchen führen.
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Die Erfindung besteht in einer mehrfachen Flotation mit stufenweiser
Zwischenzerkleinerung zur Herstellung von aschenärmster Reinstkohle.
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Die Steinkohle baut sich aus verschiedenen Streifenarten auf, die
sehr unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisen. Ihr Aschengehalt ist
recht unterschiedlich. Vitrite und sporenarme Clarite sind meist in den Streifenkohlen
mit sehr niedrigen Aschengehalten. anzutreffen, während sporenreiche Clarite und
Durite nur selten. in größeren Mengen sehr rein auftreten. Sehr oft sind diese Clarite
und Durite aber mit feinsten Tonen und Mineralien durchsetzt, so daß sie aus der
Reinstköhle ferngehalten werden müssen. Auch Fusite und Semifusinite sind aschenreich
und obendrein meist stark mit Mineralien, imprägniert.. Der Brandschiefer ist eine
mit feinstem Ton: verunreinigte Kohlenstreifenart (Vitrit, Clarit öder Durit). Dazu
kommen noch reine Bergestreifen, welche in den Kohlenflözen vom feinsten Tonstreifen
bis zu mächtigen Bergebänken auftreten. Die aschenarmen Streifen der Kohlenflöze
sind meist aber obendrein noch mit den verschiedensten Mineralien verunreinigt und
müssen weitgehendst aufgeschlossen werden, um die im Gefüge enthaltenen Imprägnationen
und Auflagerungen in Schlechten und Rissen freizulegen bzw. abzuspalten. Es würde
demnach naheliegen, die .Kohle so weit zu zerkleinern, bis die aschenärmsten Teilchen
weitgehendst aufgeschlossen sind. Dieser Zustand wird in befriedigender Weise erst
bei einer Zerkleinerung unter o, i mm erreicht. Bei einer derart weitgehenden Zerkleinerung
werden aber auch alle aschenreichen Anteile der Kohle so weitgehend zerkleinert,
daß sie sich auf Grund ihrer großen Feinheit nicht mehr von den reinsten Teilchen
wirksam trennen: lassen, weil sie selbst zu leicht aufschwimmen.: Auf diese Weise
kann man keine reinsten Konzentrate herstellen. Um die Trennung dieser bunten Mischung
von reinen--und unreinen Bestandteilen -der Kohle zu erreichen, bedarf es einer
ganz besonderen selektiven Flotation.
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Die Erfindung-zeigt einen Weg, wie durch Ausnutzung des selektiven
Zerfalls der Kohlenstreifen und der Unreinheiten der Kohlen eine selektive Flotation
zur Anreicherung reinster Kohlenkonzentrate, welche vorwiegend aus vitritischen
Bestandteilen aufgebaut- sind, geführt wird.
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Die Erfindung macht sich die Erscheinung des sog. selektiven Zerfalls
zunutze. Die verschiedenen Baustoffe der Kohle haben nämlich sehr unterschiedliche
Festigkeiten. Es ist eine sehr günstige Voraussetzung für die keinstkohlengewinnung,
daß die reinsten Anteile der Kohle, also die vitritischen Streifenarten, auf Grund
ihrer Sprödigkeit sehr leicht zerfallen und sich daher in den feineren und feinsten
Kornklassen, auffallend stark anreichern. Die mineralisierten und sporen:durchsetzten
Streifen, vor allem aber Durite, sind härter und zäher und setzen dem Zerfall größeren.
Widerstand entgegen, das heißt also, daß sie sich in den gröberen Kornklassen anreichern.
Eine stärkere Beteiligung der Unreinheiten findet man bisweilen auch in den allerfeinsten
Körnungen. Es handelt sich dabei um feinsten Bergeabrieb und Abrieb von fusitischen
Streifen.
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Um das Ausbringen an Reinstkohle, dem aufbereitungstechnisch umfangreichen
Vorgang entsprechend, -günstig zu erhalten, ist es natürlich angebracht, als Ausgangskohlen
Kohlen zu nehmen, welche von vornherein eine große Menge reinster, vitritischer
Streifen enthalten. Solche Anreicherungen finden sich in bestimmten Flözen, in bestimmten
Kohlensorten und vor allem aber auf Grund des natürlichen selektiven Zerfalls in
der Fein- und Feinstkohle. . _ Als Einsatzkohle kommt also eine auf natürlichem
Wege zerfallene flotationsfähige Feinstkohle oder eine auf Flotationsfeinheit zerkleinerte
Flözkohle oder Sortenkohle in Frage. Diese Kohle wird gemäß der Erfindung einer
repetierenden Flotation unterworfen. Die obere Korngrenze wird dabei vorsätzlich
über der eigentlich üblichen oberen Flotationskorngröße (o.,5 bis 0,75 mm) gewählt,
in den meisten Fällen um i mm. Da es bei dieser Flotation darum geht, nur die reinsten
bzw. vitritreichen Teilchen zu sammeln, also sozusagen, abzurahmen, verwendet man
Flotationsmittel, welche nur die leicht schwimmenden Anteile in den Schaum tragen.
Da die gröberen Teilchen in der Flotationstrübe ohnedies selbst mit starken Schwimmitteln
schwer zum Aufschwimmen; gebracht werden können, wirkt sich die bei der Reinstkohlenflotation
übliche Verwendung milder Sammlerschäumer besonders günstig auf die beabsichtigte
selektive Trennung im gröberen Kornbereich aus. Auf diese Weise wird gemäß der Erfindung
folgender Vorgang erreicht: Ein großer Teil der feinsten Unreinheiten, die Masse
der feinen aschenreichen Teilchen und sämtliche gröberen Unreinheiten werden durch
diese repetierende Flotation einfach und schnell ausgeschieden, ehe noch
die
Schiefertone im Wasser zu hochdispersen Letten zerfallen können. Da sich die Masse
der unreinen Streifenarten und Verunreinigungen durch den selektiven Zerfall in
den Körnungen. etwa zwischen o,5@ bis i mm angereichert hatte, gelingt die selektive
Abtrennung der vitritreichen Anteile sehr weitgehend, weil zur oberflächenmäßig
bedingten schlechten Schwimmfähigkeit der aschereichenen Anteile noch das große
Gewicht dieser unreinen groben Teilchen kommt. Es schwimmen praktisch nur sehr reine
der gröber verbliebenen Vitritteilchen aus den gröberen Kornklassen mit auf.
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Die auf diese besondere Weise abgerahmte vitritreiche Edelkohle enthält
noch sehr viel gröberes Korn (über o,1 mm), welches, wie bereits angedeutet, noch
durch innere Mineralisationen und Anwachsungen zu aschereich ist. Der Aschengehalt
dieser Edelkonzentrate liegt in der Regel zwischen o,8 bis i,2 % Asche. Mit diesem
Ergebnis haben sich bisher alle angewandten Verfahren zufriedengeben müssen, vor
allem, weil man eine weitere Entaschung für unmöglich hielt.
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Nachdem die aschenreichen Anteile der Kohle abgeschieden sind, kann
gemäß der Erfinduhg der weitere Feinstaufschluß der vitritreichen Kohle vorgenommen
werden. Da nun keine Tone und Hartfusite mehr in der Edelkohle enthalten sind, kann
man bei dem Feinstaufschluß keine flotationsgefährlichen hochdispersen Feinststoffe
erzeugen. Es werden bei dieser selektiven Mahlung nunmehr die mineralischen Imprägnationen
aus den Vitritteilchen herausgebrochen,.von den Schlechten abgelöst und Verwachsungen
mit unreineren Teilchen getrennt. Die Vitrite liegen nach dieser selektiven Zerkleinerung
weitgehend aufgeschlossen und reinstens neben den auch hier wieder vorwiegend gröber
verbliebenen Unreinheiten zur weiteren flotativen Trennung bereit.
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Gemäß der Erfindung wird nach dieser Feinstzerkleinerung, welche erst
in einem entscheidenden Augenblick des Aufbereitungsvorganges erfolgen darf, die
Kohle einem weiteren repetierenden Flotationsvorgang unterworfen, bei dem die restlichen
Unreinheiten, vorwiegend Spate und Kiese sowie restliche Durite und Fusite und schließlich
die noch in der Trübe anteiligen feinsten Tone verhältnismäßig leicht ausgeschieden
werden. Die weitgehende Abscheidung hochdisperser feinster Unreinheiten gelingt
bei der Repetition der Schaumkonzentrate durch Wasserzugabe, wodurch diese immer
anteilig mit der abgehenden Trübemenge ausgewaschen werden. Die an sich wegen ihrer
adhäsiven Luft leichter schwimmenden Fusitnadeln verlieren durch die fortschreitende
Benetzung während der mehrmaligen Repetitionen ihr Schwimmvermögen und gehen in
die Abgänge.
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Das Verfahren ist maschinell sehr einfach und betrieblich sicher.
Außerdem zeichnet es sich durch ein hohes Ausbringen und große Wirtschaftlichkeit
aus. Es ist besonders geeignet für die Herstellung von Reinstkoble aus billigerFeinstkohle
(i bis o mm) und bringt Aschengehalte der Reinstkohle, die um o,5,o/a liegen. Bei
höheren Ansprüchen. (Aschengehalte weit unter o,5,%) ist die Vorschaltung einer
Voraufbereitung der Einsatzkohle durch Lesearbeit, Setzarbeit, Schwereflüssigkeitsatifbereitung
usw. vor den: oben beschriebenen Flotationsprozeß mit nachfolgender Zerkleinerung
möglich und erfolgreich. Hierbei ist besonders die Wahl aschenarmer vitritreicher
Stückkohle erfolgreich.