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Verfahren zur Aufbereitung von Stoffen verschiedenen spezifischen
Gewichtes nach dem Sinkscheideverfahren Zur Trennung von Stoffen verschiedenen spezifischen
Gewichtes, z. B. von Erzen, Steinen und Erden untereinander oder von Gangart, ist
es bekannt, das sogenannte Schwerflüssigkeitsverfahren anzuwenden, bei dem die spezifisch
leichteren Stoffe in einer Flüssigkeit zum Aufschwimmen gebracht werden, während
die schwereren Teilchen des aufzubereitenden Gutes in der Flüssigkeit absinken.
Zu diesem Zweck muß selbstverständlich das spezifische Gewicht der angewendeten
Flüssigkeit zwischen den spezifischen Gewichten der zu trennenden Stoffe liegen,
und zwar ist es im allgemeinen günstig, eine Flüssigkeit anzuwenden, deren spezifisches
Gewicht nur wenig. über dem der leichten und beträchtlich unter dem der schweren
Komponenten liegt. Von der Verwendung homogener Schwerflüssigkeiten ist man in der
Praxis abgekommen, da diese zu teuer sind. Man verwendet fast ausschließlich Suspensionen
von feinzerteilten schweren Stoffen in Wasser.
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Als Beschwerungsstoff für die Herstellung der schweren Suspensionen
hat man bisher Bleiglanz, Magnetit, Ferro-Silizium oder auch Gemische einzelner
dieser Stoffe verwendet; ferner ist es bekannt, hierzu gesinterte Eisenerze oder
gesinterte Rösterzeugnisse von Eisenerzen, z. B. Kiesabbrand, zu benutzen sowie
Stoffe, die durch gemeinsames Verschmelzen von Bleiglanz mit magnetischen Stoffen,
vor allem Eisen oder Eisenoxyden, hergestellt wurden.
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Ein Vorteil der Verwendung von Magnetit oder Ferro-Silizium und deren
Gemischen liegt darin, daß diese Stoffe magnetische Eigenschaften haben und daher
aus den Waschwässern durch Magnetscheidung
wiedergewonnen werden
können. Magnetit wäre der ideale Beschwerungsstoff, da er hohe magnetische Permeabilität
hat, gegen Wasser völlig indifferent und außerdem billig ist, wenn er nicht den
entscheidenden Nachteil eines relativ niedrigen spezifischen Gewichtes hätte (in
chemisch reinem Zustand 5,18, als technischer Magnetit rund 5,00). Man kann nämlich
in der Praxis keine höhere Dichte der Schweir:stoffsuspension erreichen, als etwa
der Hälfte des Wertes für das spezifische Gewicht des suspendierten Schwerstoffes
entspricht, da sonst die Suspension so viskos wird, daß dann die Trennung mehr nach
Korngröße als nach dem spezifischen Gewicht erfolgt. Daher werden Magnetitsuspensionen
praktisch nur für die Trennung von Kohle und Bergen verwendet.
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Für alle anderen Sinkscheidetrennungen wird meist Ferro-Silizium der
Vorzug. gegeben, das aber den Nachteil hat, sich in Berührung mit Wasser langsam
zu zersetzen, wodurch die Viskosität der Suspension ungünstig beeinflußt, d. h.
erhöht wird. Der gleiche Nachteil gilt für Bleiglanz und magnetische Stoffe, die
durch Zusammenschmelzen von Bleiglanz mit magnetischen Oxyden erhalten wurden. Ferro-Silizium
hat außerdem den Nachteil, daß es infolge seiner besonders großen. Härte die Fördergeräte
stark verschleißt.
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Schwerstoffe, die aus Eisen- oder Eisenoxydpartikeln mit einem Überzug
aus Blei bestehen, haben den Nachteil einer geringen magnetischen Permeabilität
und niedriger Abrasionsfestigkeit, so daß im Betrieb der Bleiüberzug rasch abgeschliffen
wird.
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Die ideale Suspension soll wieder zuviel. noch zuwenig Feststoff aufgesdhlümmt
haben. Enthält sie zuviel, so wird sie zu viskos, enthält sie zuwenig, so bricht
sie leicht, d. h., der Schwerstoff setzt sich zu leicht ab, wenn man den Schwerstoff
nicht ganz besonders fein aufmahlt, was aber zusätzliche Mehrkosten verursacht.
Das Optimum ist dann erreicht, wenn die Dichte der Suspension etwas weniger als
401/o der Dichte des angewendeten Schwerstoffes beträgt.
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Diese Forderung ist aber mit Hilfe der bisher verwendeten Schwerstoffe
meist nicht zu erfüllen, da diese nur eine begrenzte Anzahl von spezifischen Gewichten
zur Verfügung stellt. Außerdem gibt es Fälle, in denen das spezifische Gewicht von
Ferro-Silizium noch nicht ausreicht, um eine Suspension genügender Dichte ohne allzu
großen Schwerstoffgehalt zu erreichen. Dies ist z. B. der Fäll bei der Trennung
Fluß.spat (D = 3,2) -Schwerspat (D = q.,5), die ein spezifisches Gewicht der Suspension
von etwa 3,3 notwendig machen würde. Eine solche Wichte ist zwar mit F.erro-Silizium
noch einstellbar, liegt aber wesentlich höher, als dem Optimum entsprechen würde.
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Wird eine Suspension benötigt, deren spezifisches Gewicht höher ist,
als mit Magnetit erreichbar ist, aber niedriger, als dem Optimum von Fea-ro-Silizium-Suspensionen
entspricht, so half man sich bisher damit, daß eine Suspension aus Wasser und zwei
Beschwerungsstoffen, z. B. Magnetit und Ferro-Silizium, verwendet wird. Diese Methode
hat aber den Nachteil, daß Entmischungen während des Betriebes nicht mit Sicherheit
vermieden werden können, so daß die Wichte der Suspension in der Scheidezone zeitlichen
.Schwankungen unterzogen ist.
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Die vorliegende Erfindung besteht in der Anwendung von Suspensionen
von Schwerstoffen, die die gleichen günstigen Eigenschaften wie natürlicher Magnetit
haben, d. h. chemisch widerstandsfähig gegen die Suspensionsflüssigkeit, zumeist
Wasser, und mechanisch fest sind, hohe magnetische Permeabilität haben, damit sie
durch Magnetscheidungen wiedergewonnen werden können, und spezifische Gewichte,
die über dem des natürlichen Magnetits liegen, aus Teilchen bestehen, die in sich
homogen sind und weder so weich sind, daß sie im Betrieb zu rasch zerfallen, noch
so hart, daß sie eine starke Erosionswirkung haben wie Ferro-Silizium. Darüber hinaus
bezweckt die Erfindung die Herstellung und Verwendung von Besohwerungss.toffen,
die eine lückenlose Skala der spezifischen Gewichte von dem des natürlichen Magnetits
bis zu dem des Ferro-Siiliziums und darüber hinaus ergeben, so daß es für jeden
Einzelfall möglich ist, einen einheitlichen Beschwerungsstoff anzuwenden, dessen
spezifisches Gewicht gerade für diesen Einzelfall optimal ist.
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Es wurde gefunden, daß beim Zusammenschmelzen bzw. -sintern von schweren
Oxyden, wie Oxyden von Pb, Ba, Bi und Sb, zusammen mit Magnetit, Eisenerzen od.
dgl., sehr stabile Lösungen von Oxyden ineinander oder auch die sogenannten Spinelle
entstehen, die nach Zerkleinerung vorteilhafte Schwermittel abgeben. Besonders geeignet
sind hierfür Mischungen von Eisenoxyden mit Bleioxyden, Barium-, Wismut- oder Antimonverb.indungen.
Aus diesen Komponenten lassen sich die Schwerstoffe beispielsweise wie folgt gewinnen:
Man stellt eine Mischung aus 35 Teilen Bleioxyd und 65 Teilen Eisenoxyd oder Magnetit
her und bringt diese Mischung am zweckmäßigsten nach Zumischung von Brennstoff nach
Verblaseverfahren, insbesondere dem Saugzugsinterverfahren, zum Schmelzen bzw. Sintern.
Das erzeugte Sinter-oder auch Schmelzgut wird. dann auf die notwendige Körnung zerkleinert
und bildet den Ausgangsstoff für die Schwerflüssigkeitsbereitung.
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Eine weitere Möglichkeit besteht nach der Erfindung darin; daß man
beispielsweise ein hocheisenhaltiges Eisenerz in Mischung mit Eisenpulver, Eisenspänen,
Feilspänen od. dgl. oder anderen Metallspänen oder Metallpulver und gegebenenfalls
einigen Prozent Brennstoff nach demSaugzugsinterverfahren behandelt, wobei ein magnetischer
Grundstoff - entsteht, in welchem ein sehr großer Prozentsatz Fe 0 in Lösung gegangen
ist, so daß dieses Produkt dann wesentlich schwerer ist als natürlicher Magnetit.
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Auch Produkte, deren spezifisches Gewicht höher liegt als das von
Ferro-Silizium, sind gemäß der Erfindung herstellbar.
Naturgemäß
lassen sich auch andere als die erwähnten Stoffe, insbesondere zusammen mit Eisenoxyden,
durch Schmelzen oder Sintern behandeln, wobei man den Zusatz in der Menge und Art
z. B. nach der Wichte, die man vom Schwerstoff erwartet bzw. verlangt, richten kann.
Der Grad der magnetischen Permeabilität richtet sich dabei im wesentlichen nach
dem Anteil an Eisen, den das Schmelz- oder Sinterprodukt enthält.
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Die erfindungsgemäß zu verwendenden Schwerstoffe besitzen den Vorteil,
daß sie korrosionsbeständiger sind als die bekannten Beschwerungsstoffe. Sie sind
darüber hinaus auch schwerer als Magnetit oder Ferro-S,i-li.zium bzw. die bekannten,
durch Sinterung von Eisenerzen gewonnenen Beschwerung sstoffe, besonders dann, wenn
erfindungsgemäß Mischungen von Eisenoxyden mit Bleioxyden und/oder Oxyden des Ba,
Bi, Sb geschmolzen bzw. gesintert werden.
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Da nach der Erfindung auch Suspensionen besonders hohen, spezifischen
Gewichtes und sehr niedriger Viskosität sowie hoher Stabilität verwendet werden
können-, kann auch Feinkorn, bis zu i mm in einer weiten Kornspanne bei so hohen
Wichten durchgesetzt werden, bei denen nach bisfherigen Verfahren Feinkorn nach
dem Sinksdheideverfahren überhaupt nicht mehr abgetrennt werden konnte.