DE1178382B

DE1178382B - Verfahren zur elektrostatischen Aufbereitung von Mineralgemischen

Info

Publication number: DE1178382B
Application number: DEK49507A
Authority: DE
Inventors: Dr Gerd Peuschel
Original assignee: Kali Chemie AG
Current assignee: Kali Chemie AG
Priority date: 1963-04-18
Filing date: 1963-04-18
Publication date: 1964-09-24

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 03 c

Deutsche Kl.: Ib-6

Nummer: 1178 382

Aktenzeichen: K 49507 VI a /1 b

Anmeldetag: 18. April 1963

Auslegetag: 24. September 1964

Die Trennung von Mineralgemischen in ihre Komponenten im elektrostatischen Feld gelingt im allgemeinen nicht ohne eine Vorbehandlung des Aufbereitungsgutes. Die erforderlichen unterschiedlichen Eigenschaften der Einzelbestandteile eines Mineralgemenges können auf verschiedene Art erzeugt werden. Eine rein thermische Vorbehandlung führt häufig zum Ziel, erfordert aber in der Mehrzahl der Fälle einen Energieaufwand, der die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens gefährdet.

Eine wesentliche Erniedrigung der erforderlichen Vorbereitungs- und Trenntemperaturen und somit der Energiekosten ist auch durch eine chemische Konditionierung des Aufbereitungsgutes vor der elektrostatischen Scheidung zu erzielen. Voraussetzung für die Aufbereitung mit vorausgehender chemischer Konditionierung ist, daß die Gemengekomponenten keine zur raschen Ladungsaufnahme an Teilen der Trenntemperatur ausreichende Leitfähigkeit besitzen, da sonst die Wirkung der Konditionierungsmittel gestört oder aufgehoben wird. Diese Voraussetzung ist bei hohen Temperaturen meist erfüllt, da Leitfähigkeit erzeugende Wasser- oder Laugenfilme dann nicht existent sind. Trennungen bei Raumtemperatur oder nur leicht erhöhter Temperatur gelingen jedoch sehr viel seltener, da sich — in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Aufbereitungsgutes und den Klimabedingungen — bei Unterschreiten bestimmter Temperaturen Leitfähigkeitseffekte störend bemerkbar machen. Dies ist ganz besonders der Fall in Gebieten mit feuchtem Klima.

Es zeigt sich jetzt, daß diese durch unerwünschte Leitfähigkeiten erzeugten Störungen zu beseitigen sind, wenn man das Mineralgemisch mit Luft geringen Wasserdampfpartialdruckes vorbehandelt und wenn man jegliche Zufuhr von Wasser zum Aufbereitungsgut infolge Konditionierung mit wässerigen oder Wasser enthaltenden Lösungen vermeidet.

Die Vorbehandlung mit Luft ist ein an sich bekanntes Verfahren. Jedoch bezwecken die bisherigen Methoden der Luftkonditionierung die Erhaltung oder Erzeugung einer selektiven Leitfähigkeit eines oder mehrerer Gemengebestandteile, während das erfindungsgemäße Verfahren gerade diese Leitfähigkeit ausschließt bzw. beseitigt.

In den deutschen Patenten 1060331 und 1092401 z. B. wird die Abtrennung des Carnallits von den Begleitsalzen beschrieben. Der Erfolg der Trennung beruht darauf, daß der Carnallit auf Grund seiner hohen Hygroskopizität bei bestimmten Feuchtigkeitsgehalten der Luft, mit der er in Berührung kommt, Verfahren zur elektrostatischen Aufbereitung
von Mineralgemisehen

Anmelder: ' .

Kali-Chemie Aktiengesellschaft,
Hannover, Hans-Böckler-Allee 20

Als Erfinder benannt:

Dr. Gerd Peuschel, Ronnenberg

eine genügend hohe Oberflächenleitfähigkeit erhält, die seine elektrostatische Scheidung von den anderen, nicht leitfähigen Salzen ermöglicht. Die Erzeugung der für die Leitfähigkeitstrennung erforderlichen Differenzen in den Leitfähigkeiten der Komponenten durch Luftkonditionierung ist jedoch auf spezielle Mineralgemische beschränkt, da sich die Gemengebestandteile in den meisten Fällen nicht unterschiedlich genug gegen die Einwirkung von Feuchtigkeit aus der Luft verhalten. So zeigen z. B. bei dem Verfahren zur Abtrennung des Carnallits die Begleitminerale desselben, Kieserit, NaQ und KCl, die die Komponenten eines Hartsalzes bzw. Sylvinits darstellen, ein einheitliches, nur vom Carnallit verschiedenes Verhalten. Es war also nicht zu erwarten, daß sich die bei der Trennung carnallitischer Salze gewonnenen Erkenntnisse auf andere Mineralgemische übertragen ließen.

Um so überraschender war es, daß es nun doch gelang, durch eine Luftkonditionierung die Scheidung carnallitfreier Kalisalze und andere Mineralgemische wesentlich zu verbessern.

Hauptmerkmal des neuen Verfahrens im Gegensatz zu den bisher bekannten ist, daß keinerlei selektive Leitfähigkeiten erzeugt oder erhalten werden sollen, sondern daß im Gegenteil während des Trennvorganges keine der Mineralkomponenten eine Leitfähigkeit, die zur raschen Aufladung an Teilen der Trennapparatur befähigt, besitzt. Dieses wird erreicht durch eine Behandlung mit zum Teil oder vollständig entfeuchteter Luft. Entscheidend ist, daß ein bestimmter Wdsserdampfpartialdruck derselben, der von der Art des Mineralgemisches, der Art der chemischen Konditionierung, soweit diese erforderlich ist, und der Trennapparatur abhängt, unterschritten werden muß, um die Abwesenheit leitfähiger Wasser- bzw. Laugenfilme zu gewährleisten.

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die Konditionierungsmittel in Substanz oder aber aus wasserfreien Lösungsmitteln auf das Aufbereitungsgut aufgebracht werden.

Vor oder nach der chemischen Konditionierung 5 wird das Mineralgemisch nach bekannten Verfahren, z. B. in einem Drehrohrofen, in einer Wirbelschicht, während einer pneumatischen Förderung oder bereits während der Aufmahlung des Aufbereitungsgutes auf die zur Trennung benötigte Körnung mit

und die Trennung kann bei relativ niedrigen Temperaturen — von etwa 40° C und erheblich darunter — durchgeführt werden.

Zusätzlich zu der Luftkonditionierung kann eine 15 chemische Konditionierung vorgeschaltet oder angeschlossen werden. Sie ist nicht immer erforderlich, wird aber in den meisten Fällen zweckmäßig sein.

Die Wirkung der Konditionierung mit feuchtig-

Auf jeden Fall muß der Wasserdampfpartialdruck
der zur Konditionierung benutzten Luft unter 60%,
vorzugsweise unter 40%, des Dampfdruckes einer
gesättigten Lösung des zu trennenden Minerals liegen
und bei unlöslichen Mineralien ebenfalls unter 60%,
vorzugsweise unter 40%, relativer Luftfeuchte bei
der Temperatur, bei der die Konditionierung und die
Trennung durchgeführt werden. Die zur Scheidung
erforderliche Aufladung der Mineralkomponenten
erfolgt dann ausschließlich durch Berührung und 10 Luft, deren Wasserdampfpartialdruck den zur ErReibung ohne Mitwirkung von Leitfähigkeitseffekten, möglichung einer guten elektrostatischen Trennung

erforderlichen Maximalwert unterschreiten muß, behandelt. Gleichzeitig kann, soweit notwendig, eine Erwärmung des Gutes vorgenommen werden.

Das so vorbehandelte Mineralgemisch wird in einem elektrostatischen Scheider bekannter Bauart in seine Komponenten aufgespalten.

Die Abhängigkeit der elektrostatischen Scheidung vom Wasserdampfpartialdruck bei verschiedenen

keitsarmer Luft gleicht im allgemeinen derjenigen 20 Trenntemperaturen veranschaulicht die Abbildung einer thermischen Behandlung. In einigen Fällen, vor an den K₂O-Gehalten der Rückstände einer Hartallem immer dann, wenn die angewandten chemi- salzscheidung, die als charakteristisch für den Trennschen Konditionierungsmittel bei tiefen Trenntempe- erfolg gelten können. Aus der Abbildung ist zu erraturen eine größere Wirksamkeit entfalten als bei kennen, daß das verwendete Hartsalz bei der angehöheren, ist der Trennerfolg nach der Luftkonditio- 25 gebenen Konditionierung mit Salicylsäure einer Vornierung größer als nach der Erwärmung der Mineral- behandlung mit Luft bedarf, deren Wasserdampfgemische. Der Hauptvorteil des neuen Verfahrens druck weniger als 10 mm Hg beträgt, wenn die der Luftkonditionierung liegt in der teilweisen oder Trenntemperatur 28° C betragen soll. Bei höheren völligen Einsparung der thermischen Energie und in Trenntemperaturen sind entsprechend höhere Feuchder Möglichkeit, auch dort das elektrostatische Trenn- 30 tigkeitsgehalte der Luft, die zur Vorbehandlung dient, verfahren anzuwenden, wo eine Zufuhr von Wärme- zulässig.

energie aus betrieblichen Gründen vermieden werden Qualitativ ähnliche Kurven ergeben sich, wenn

muß. man beliebige andere Konditionierungsmittel an-

Zum Beispiel muß in Aufbereitungsanlagen, die wendet sowie wenn andere Kalisalztypen oder Mineunter Tage betrieben werden, jegliche Zufuhr von 35 ralgemische anderer Art getrennt werden. Die Höhe Wärme vermieden werden, da «ine Kühlung der An- des maximal zulässigen Feuchtigkeitsgehaltes der lagen durch Wetter außerordentliche Schwierigkeiten Konditionierungsluft hängt von der Zusammen- und Kosten verursacht und da außerdem der Versatz Setzung des Mineralgemisches sowie, wenn zusätzwarmer Rückstände wegen der Erwärmung des Hch eine chemische Konditionierung vorgenommen Grubengebäudes untragbar ist. Eine solche Auf- 40 wird, von dem angewandten Konditionierungsmittel bereitung unter Tage kann aber dadurch zu einer ab, auf jeden Fall muß er unter 60%, vorzugsweise erheblichen Einsparung von Kosten führen, daß nur
die wertvollen Mineralien gefördert werden müssen
und daß aus diesem Grunde mit Fördereinrichtungen
gearbeitet werden kann, die eine erheblich geringere 45
Kapazität besitzen als diejenigen, die neben dem zu
gewinnenden Gut den Ballast der Begleitminerale zu
bewältigen haben. Das neue Verfahren gestattet jetzt
den Untertragebetrieb elektrostatischer Anlagen, da
die Trennung bei so niedrigen Temperaturen durch- 50 dampfpartialdruck unterschritten. In der Tabelle 2 geführt werden kann, wie es bisher nicht möglich erfolgt die gleiche Gegenüberstellung für andere war. Mineralgemische, wobei der Versuch 1 ohne che-

Da nur außergewöhnlich geringe, analytisch nicht mische Konditionierung durchgeführt wurde; das erfaßbare Wassermengen während der Luftkonditio- Mineral wurde lediglich, wie beschrieben, mit feuchnierung von den Mineraloberflächen entfernt werden 55 tigkeitsarmer Luft behandelt.

müssen, ist auch der Bedarf an getrockneter Luft Die angeführten Ergebnisse dienen lediglich als

sehr gering, so daß — vor allem bei ständiger Re- Beispiele und beschränken das Verfahren in generierung der verwendeten Luft — mit geringstem keiner Weise. Der Effekt der Vorbehandlung mit Aufwand gearbeitet werden kann. Luft ist eindeutig aus den Werten der Tabelle zu er-

Zur Aufbereitung der Mineralgemische werden 60 sehen.

unter 40%, des Dampfdruckes einer gesättigten Lösung des zu trennenden Minerals bzw. des Sättigungsdruckes über Wasser liegen.

In der Tabelle 1 sind Beispiele für die Trennung einiger Kalisalze einander gegenübergestellt. Bei den Versuchen a) enthielt die Luft einen zu hohen Feuchtigkeitsgehalt: bei den Versuchen b) wurde durch Luftkonditionierung der maximal zulässige Wasser-

diese wie üblich so weit zerkleinert, daß ein weitgehender Aufschluß der Verwachsungen erreicht wird und somit bei der nachfolgenden Scheidung im Hochspannungsfeld mit hohem Ausbringen Konzen-

Es ist selbstverständlich auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren mit anderen bereits bekannten elektrostatischen Methoden zu kombinieren. So kann man z. B. die Vorkonzentrierungsstufe mit

träte der erforderlichen Reinheit gewonnen werden 65 einer Luftkonditionierung durchführen, die Nachkönnen, konzentrierung des Vorkonzentrates aber ohne eine Die chemische Konditionierung erfolgt nach be- solche bei erhöhter Temperatur. Auch kann es evenkannten Methoden. Zu beachten ist lediglich, daß tuell von Vorteil sein, bei niedriger Temperatur mit

Luftkonditionierung gewonnene Vorkonzentrate in einem Flotations-, Löseprozeß, einer Magnetscheidung oder einem anderen Aufbereitungsverfahren weiterzuverarbeiten.

Tabelle Aufbereitungsgut: Kalisalze

o/o K₂O

Chemische Konditionierung Substanz ! g/t

pH₂O
der
Luft¹)
mm Hg

o/o des
Sätti
gungs-
wertes¹)²)

Tempe
ratur ')
⁰C

Aus
beute
%

Vorkon
zentrat
% K₂O

Erstes Nachkon zentrat »/ο K₂O

Hartsalz

Sylvinit

11,9 *11,9

11,9 11,9

11,7 11,7

15,6 15,6

lNa-Laurylsulfat-Jpulver

Na-Caprinatpulver Al-Salicylatpulver

■ Cd-Caprinatpulver

|Phthalsäure-(anhydridpulver

!Benzoesäure in JMethanollösung

[/i-Naphtholpulver

Salicylsäurepulver

ß-Naphthalin-(sulfosäurepulver

Fettsäuregemisch C₆-C₁₂ in Methanol

500 500	11,5 8,5	52,3 39,7	28 28	70,9 92,2	26,0 29,7
500 500	10,6 6,6	48,2 29,8	28 28	81,7 92,3	18,1 27,5
200 200	14,1 5,0	45,5 6,2	35 35	65,8 94,4	16,4 33,0
200 200	14,1 5,0	45,5 6,2	35 35	70,1 95,2	19,2 32,8
500 500	12,8 6,5	41,3 21,0	35 35	75,8 87,7	19,3 26,1
100 100	13,6 8,5	34,0 21,2	40 40	80,1 94,0	25.4 39,6
500 500	11,8 5,6	49,2 23,4	30 30	83,6 97,7	21,8 35,5
200 200	14,0 7,0	58,3 29,2	30 30	80,3 95,8	24,9 40,2
500 500	12,7 6,2	53,0 25,8	30 30	73,4 85,9	22,1 38,8
100 100	14,0 5,5	35,0 13,8	40 40	80,4 95,6	28,9 41,1

35,1 47,4

49,3 58,7

34,5 57,2

40,0 59,7

30,9

55,2

49,2 58,9

*) Die Werte beziehen sich sowohl auf die Luftkonditionierung als auch auf ²) Bezogen auf den Dampfdruck einer gesättigten Mineralsalzlösung bei der

Tabelle

die elektrostatische Trennung,
angegebenen Temperatur.

Nr.	Aufbereitungsgut	Chemische Konditionierun Substanz	ι g/t	PH₂O der Lufti) mm Hg	Relative Luft- feuchte¹)²)	Tempe ratur !) ⁰C	Aus beute	Erstes Konzentrat o/o-Gehalt an nutzbarem Mineral *)
la Ib	) Flußspat mit j 52,2% CaF₂	{	—	14,3 4,2	45,0 13,2	40 40	82,3 92,7	65,0 82,9
2a 2b	\ Flußspat mit j 52,2% CaF₂	Phthalsäure in Methanol <	100 100	14,4 8,5	45,2 26,6	30 30	83,1 95,6	70,2 90,3
3a 3b	1 Flußspat mit J 52,2% CaF₂	Phthalsäureanhydrid- J pulver \	200 200	13,6 9,0	42,7 28,4	30 30	82,0 94,7	69,7 85,1
4a 4b	\ Flußspat mit J 52,2% CaF₂	/i-Naphtholpulver j	500 500	13,6 9,0	42,7 28,4	30 30	85,6 98,5	65,8 89,2
5a 5b	\ Schwerspat mit j 88,4% BaSO₄	Na-Laurylsulfatpulver <	500 500	13,7 8,7	45,0 27,4	30 30	80,0 95,9	93,8 97,2
6a 6b	I Schwerspat mit J 88,4% BaSO₄	Fettsäuregemisch C₆-C₁₂ J in Methanol \	100 100	14,2 9,5	44,6 30,0	30 30	84,8 94,5	92,9 97,5
7a 7b	[ Sideritmit [ 57,2% FeCO₃	Fettsäuregemisch C₆-C₁₂ j in Methanol \	100 100	13,9 8,5	43,7 26,6	30 30	86,8 95,1	80,7 88,9
OO 00 er ρ	Sideritmit J 57,2% FeCO₃	Salicylsäurepulver I	500 500	14,9 10,0	46,9 31,4	30 30	81,3 94,6	81,4 87,2

*) Versuche 1 bis 4 = CaF₂, Versuche 5 und 6 = BaSO₄, Versuche ¹J Die Werte beziehen sich sowohl auf die Luftkonditionierung als ²) Bei der angegebenen Temperatur.

und 8 = FeCO₃.

auch auf die elektrostatische Trennung.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur elektrostatischen Aufbereitung von Mineralgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbereitungsgut vor der Trennung mit teilweise oder ganz vom Wasserdampf befreiter Luft behandelt wird, und zwar soll der Wasserdampfdruck bei löslichen Mine-

ralien unter 60%, vorzugsweise unter 40%, des Dampfdruckes einer gesättigten Lösung des zu trennenden Minerals liegen und bei unlöslichen Mineralien ebenfalls unter 60%, vorzugsweise unter 40 %, relativer Luftfeuchte bei der Temperatur, bei der die Konditionierung und die Trennung durchgeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 688/4S 9.64 © Bundesdruckerei Berlin