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Verfahren und Vorrichtung zur Vorbereitung feinkörnigen Materials
für das Agglomerieren Zur technisch-metallurgischen Behandlung feinkörniger Erze,
wie zum Sintern von Erzkonzentraten oder Schwefelkiesabbränden, ist es in den meisten
Fällen notwendig, das Rohmaterial einem Agglomerierungsprozeß zu unterziehen. Zu
diesem Zweck ist es erforderlich, daß dem Material nach Hinzufügen einer Flüssigkeit
- in der Regel Wasser - leicht eine gewünschte Form verliehen werden kann, z. B.
die Form kleiner Kügelchen, durch Rollen in einer sich drehenden Trommel. Um Kügelchen
zufriedenstellender Art zu erhalten, ist es von Wichtigkeit, daß die Porosität des
Materials so gering als möglich ist. Dies kann bis zu einem gewissen Grade durch
Mahlen erreicht werden, wobei jedoch die Gefahr besteht, daß die Poren in dem Kapillarsystem
der Kügelchen sehr klein werden und daß die Kügelchen daher bei einem eventuell
darauffolgenden Erhitzen leicht bersten. Dieses Verhalten ist auch für Reduktionsprozesse
von Bedeutung.
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Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, diesen Nachteil zu, beseitigen
und dennoch ein hohes Raumgewicht zu erreichen, ohne doch praktisch die Korngröße
zu vermindern oder die Anteile der verschiedenen Korngrößen zu ändern. Ebenso ist
e's ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Produkt von verhältnismäßig geringer
Porosität und Flüssigkeitsaufnahmefähigkeit, welches für derartige Formverfahren
wie Agglomerieren und anschließendes Sintern geeignet ist, zu. erhalten. Im allgemeinen
wird dieses Ziel in der Weise erreicht, daß man die einzelnen Teilchen des feinkörnigen
Materials an anderen Teilchen des Materials abschleifen läßt. Das Verfahren der
vorliegenden Erfindung
zur Vorbereitung feinkörnigen Materials,
wie Erzkonzentraten oder Schwefelkiesabbränden, für das Agglomerieren ohne wesentliche
Korngrößenverminderung, ist daher dadurch gekennzeichnet, daß das feinkörnige Material
in angefeuchtetem Zustand in zwei je für sich zusammenhängende Körper mit gegeneinander
gerichteten ebenen Flächen geformt wird, die Körper unter Zusammendrücken im Verhältnis
zueinander rotiert werden, wobei das zwischen den Berührungsflächen der Körper behandelte
Material durch die bei der Rotation hervorgerufenen Fliehkräfte entfernt wird. Es
entsteht also eine Reibungswirkung zwischen den Berührungsflächen, wodurch die einzelnen
Körner abgeschliffen, aber nicht zerbrochen werden. Durch eine solche Behandlung
wird der Charakter der Teilchen nach Form und Oberfläche so verändert, daß die Neigung
der kleinen Körner, die Zwischenräume zwischen den größeren Körnern auszufüllen,
erhöht wird. Nach der Theorie der vorliegenden Erfindung werden bei solch unregelmäßigen
und zackigen Körnern, wie sie bei Schwefelkiesabbränden auftreten, dabei die Spitzen
und sonstige besonders hervorstehende Teile derselben abgeschliffen, wodurch man
ein sehr feines Pulver erhält, während der verbleibende Körper des Korns hinsichtlich
seiner Größe nicht sehr viel kleiner wird. Der pulverförmige Anteil ist nicht nur
ein Füllmaterial für die Zwischenräume der größeren Körner, sondern bildet auch
eine Art Bindemittel, welches wirksam zu der Bildung von Kügelchen oder Preßkörpern,
die für eine nachfolgende Behandlung, wie z. B. Sintern, genügend fest sind, beiträgt.
-Bei Umsetzung der vorliegenden Erfindung in die Praxis wird das feinkörnige Material
vorteilhaft unter Druck in den geschlossenen Raum einer aus zwei Hohlkörpern gebildeten
Mahlkammer gefüllt, wo es den besagten Raum vollständig ausfüllt, und die besagten
Hohlkörper erhalten eine Relativbewegung zueinander, während der geschlossene Raum
und der darin herrschende Druck gleichbleiben, so daß zwei Körper des Materials
und eine Mahlfläche zwischen ihnen gebildet werden. Eine zur Durchführung des vorliegenden
Verfahrens bevorzugte Vorrichtung besteht aus zwei kreisrunden Platten, welche am
Umfange mit Flanschen versehen und mit den sich gegenüberstehenden Flanschen gleichachsig
angeordnet sind, so daß sie eine Mahlkammer bilden, wobei mindestens eine der Platten
einen vorzugsweise zentralen Einlauf für das Material hat und mindestens eine der
Platten drehbar- ist.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Beispiels des näheren
erläutert, jedoch keineswegs darauf beschränkt.
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Fig. i -ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens, während Fig.2 ein Querschnitt der Vorrichtung nach
Linie A-A der- Fig. i ist.
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Das Rohmaterial wird in trockenem oder angefeuchtetem Zustand durch
den Aufgabetrichter i des Schneckenspeiseapparates 2 zugeführt und durch die Schnecke
3 weiter in die zylindrische Mahlkammer 4 zwischen die Stirnplatten 5 befördert.
Eine dieser Platten ist mit dem- Schneckenspeiseapparat a starr verbunden, während
die andere Platte an einer Welle io, die in Lagern ii läuft und durch hier nicht
dargestellte, mit dem Rad 12 gekuppelte Mittel angetrieben wird, befestigt ist.
An der Innenseite der Stirnplatten sind Mitnehmerrippen 6 angebracht, welche verhindern
sollen, daß sich das Material innerhalb der Höhlungen, welche an jedem Hohlkörper
durch jede der Stirnplatten und ihren Flansch gebildet werden, im Kreise bewegt.
Die für das Vermahlen geeignete Flüssigkeitsmenge wird dem Material durch die Öffnung
7 in dem Schneckenspeiseapparat beigegeben. Nach Füllen der Mahlkammer 4, nachdem
das darin befindliche Material eine hohe Dichte erreicht hat und die drehbare Stirnplatte
angelaufen ist, findet an der durch die Schnittlinie II-II angegebenen Oberfläche
ein Schervorgang statt. Dadurch werden in dem Material zwei Mahlflächen gebildet,
welche erhalten bleiben, solange die Vorrichtung läuft und das Material nacheinander
zugeführt wird. Infolge der Drehbewegung und des von dem Schneckenspeiseapparat
ausgeübten Druckes wird das Mahlprodukt durch die Schlitzöffnung 8 zwischen- den
Flanschen 13, welche von den Stirnplatten aus hervorstehen und sich einander gegenüberstehen,
herausgedrückt. Die Weite des Schlitzes kann' durch die Backen 9, welche aus leicht
austauschbaren, durch Schrauben 14 einstellbaren Flacheisenringen bestehen, reguliert
werden.
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Der Kraftbedarf P in Pferdestärken, zur Überwindung 'der Reibung zwischen
den beiden Mahlflächen, kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
Hierin bedeutet p den Kompressionsdruck in kg/m2, ,u den Reibungskoeffizienten,
n die minutliche Drehzahl der drehbaren Stirnplatte und D den Durchmesser
der Stirnplatte in Metern. .
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Aus dieser Gleichung geht hervor, daß der Kraftbedarf der dritten
Potenz des Plattendurchmessers proportional ist, woraus folgt, daß die Leistung
der Maschine, selbst bei kleinen Abmessungen, groß ist.
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Als Beispiel sei hier angeführt, daß bei Behandlung einer gewissen
Art feinkörniger Schwefelkiesabbrände in dieser Vorrichtung die Porosität des Materials
von 65 auf 4% vermindert werden konnte. Dadurch konnte die Wassermenge zur Überführung
der Abbrände in Kügelchen in einer drehbaren Trommel von 3o auf io °/o, auf die
trockenen Abbrände bezogen, herabgesetzt werden.