DE1257071B - Verfahren zur Aufbereitung von Anthrazitkohlenstaub oder -schlamm - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

BO3b

Deutsche KI.: 1 a - 37

Nummer: 1257 071

Aktenzeichen: N 27268 VI a/l a

Anmeldetag: 31. August 1965

Auslegetag: 28. Dezember 1967

Auf den Anthrazitkohle fördernden Gruben fallen in vergleichsweise großen anteiligen Mengen — auf die Gesamtförderung bezogen — Anthrazitschlärnme und Anthrazitstäube an, die nicht für sich verbrannt werden können und deshalb ein verhältnismäßig geringwertiges Brennmaterial darstellen, das lediglich in verhältnismäßig geringen anteiligen Mengen der Kesselkohle beigemischt werden kann.

Die wirtschaftliche Verwertung der insgesamt anfallenden Mengen dieses Feinmaterials stößt deshalb auf erhebliche Schwierigkeiten. Es fehlte daher nicht an Versuchen, andere Verwendungsmöglichkeiten für dieses sonst Abfall darstellende Material zu finden. Eine der vorteilhaftesten Möglichkeiten hierfür, die mit gutem Erfolg in die Praxis umgesetzt werden konnte, ist die Verarbeitung der Anthrazitstaub- und -schlammkohle nach besonderen Verfahren zu hochwertigem Brennstaub für Kohlenstaubfeuerungen.

Eine weitere wesentliche der bekannten Verwengungsmöglichkeiten von Anthrazitstaub, die erst in neuerer Zeit erkannt wurde, ist die als Füllstoff für Kautschukmischungen an Stelle der üblichen inerten Füllstoffe, wie Kaolin, Betonit, Quarz- oder Kalkstaub u. dgl.

Für diesen Zweck eignet sich Anthrazitstaub an sich vorzüglich, jedoch sind bisher seiner Verwendungsmöglichkeit hierfür Grenzen durch die Forderungen, die an die Eigenschaften der herzustellenden Hart- oder Weichkautschukkörper vom Gesichtspunkt ihrer verschiedenen Verwendungszwecke zu stellen sind, wie insbesondere deren Dichte, Homogenität, Dielektrizitätskonstante, Porosität und allgemeinen Festigkeitseigenschaften, gezogen.

Es liegt nahe, die Forderung nach Homogenität der Fertigerzeugnisse dadurch zu erfüllen, daß der Anthrazitstaub in einer besonders feinen Korngröße verwendet wird.

Diese Möglichkeit scheitert aber daran, daß die Klassierung des Feinguts in die Korngrößenbereiche von 0 bis etwa 30 μ und über 30 μ. zwangläufig eine von 0 bis etwa 30 μ und über 30 μ zwangläufig eine vorherige Trocknung des Ausgangsmaterials (Schlämme und Staub) bedingt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Aufbereitungsverfahren, welches es ermöglicht, aus dem auf einer Zeche anfallenden Anthrazitfeingut, und zwar auch den feinsten Fraktionen derselben, ein den bisher daraus gewonnenen Füllstoffen für Hart- oder Weichkautschuk überlegenes Füllstoffmaterial von immer gleichbleibenden Eigenschaften herzustellen, das in hohen prozentualen Anteilen zugesetzt werden kann und dessen Verwendung sich insbesondere wegen Verfahren zur Aufbereitung

von Anthrazitkohlenstaub oder -schlamm

Anmelder:

Niederrheinische Bergwerks-Aktiengesellschaft,

Neukirchen-Vluyn

Als Erfinder benannt:
Heinz Merkel, Neukirchen-Vluyn;
Dipl.-Ing. Aloys Schlütter,
Tönisberg (Kr. Kempen)

seines im Vergleich zu den bisher verwendeten Füllstoffen außerordentlich niedrigen spezifischen Gewichts, der günstigen Beeinflussung der Elektrizitätskonstante, ferner der mechanischen Eigenschaften, wie der Schlag- und Kerbfähigkeit der Endprodukte, in einer erheblichen Verbesserung des Fertigproduktes auswirkt, wobei die bei diesem Verfahren außer dem für diese Zwecke verwendeten Feinstgutanteil anfallende Fraktion von über 30 μ Korngröße ein Material von derart gesteigerter Qualität darstellt. Hierdurch werden die Mehrkosten, die durch die Behandlungsmaßnahmen des Ausgangsgutes verursacht werden, bei weitem ausgeglichen.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß der sein Ausgangsmaterial bildende Anthrazitkohlenstaub oder -schlamm von maximal 2 mm Korngröße einer Trocknung bei Temperaturen von höchstens 300° C und einer nachfolgenden Prallzerkleinerung auf eine Korngröße von etwa 70 μ unter Aufrechterhaltung bzw. Freilegung der Strukturflächen der Teilchen unterworfen und anschließend durch eine Klassierung bei einer Kornscheide von etwa 30 μ in eine aschereichere Feinstgutfraktion und eine gegenüber dem Ausgangsmaterial hochwertigere ascheärmere gröbere Fraktion zerlegt wird.

Durch diese Art der Trocknungsbehandlung bei Temperaturen von höchstens 300° C, zweckmäßig noch darunter von unterhalb 250° C, wird sichergestellt, daß auf keinen Fall Verkokungserscheinungen beginnen und auch die leichtflüchtigen Bestandteile, die in dem Ausgangsmaterial erhalten sind, insbesondere der Wasserstoff, erhalten bleiben. Diese Trocknung wird unter Bedingungen durchgeführt, die es ausschließen, daß das Material irgendwie mit Rauchgasen bzw. Koksbestandteilen in Kon-

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Claims (8)

takt gelangt. Ferner werden hierdurch sowohl die dielekrisch isolierenden Eigenschaften wie die Oberflächenaktivität, die dem Anthrazit im Urzustand eigen sind, erhalten und gegebenenfalls noch verbessert. Durch die nachfolgende Prallzerkleinerung des getrockneten Gutes auf etwa 70 μ Korngröße wird erzielt, daß die Strukturflächen des Materials erhalten bleiben bzw. die Teilchen nach ihren Strukturflächen voneinander getrennt werden. Diese Prallzerkleinerung erfolgt gemäß der vorzugsweisen Ausführungsform des neuen Verfahrens durch Aufprallenlassen der Teilchen auf Prallflächen, z. B. in einer Pralltellermühle. Die in dieser Weise nach ihren Strukturflächen zerkleinerten Teilchen besitzen eine sehr hohe Oberflächenaktivität und einen außerordentlich guten spezifischen elektrischen Widerstand in der Größenordnung von 1012 Ohm/mm2. Der nach dem neuen Verfahren gewonnene Feinst- so gutanteil von 0 bis 30 μ Korngröße stellt nunmehr einen idealen Füllstoff für Kautschukmischungen dar. Die gleichzeitig erzielte Verbesserung der Eigenschaften des Uberkorns über 30 μ bezieht sich für den Fall seiner Verwendung als Brennstoff, auf den gegenüber dem des Ausgangsmaterials verringerten Aschegehalt dieser Fraktion, die sich automatisch bei der Klassierung ergibt. Bei der Klassierung beispielsweise eines nach der Trocknung auf etwa 70 μ aufgeschlossenen Anthrazit-Schlamms nach der Kornscheide von etwa 30 μ ergibt sich im Fall eines Ausgangsaschegehalts von 15 bis 17°/o ein Aschegehalt des Feinstguts von etwa 20 0Zo, der dessen Verwendungsmöglichkeit als Kautschukfüllstoff in keiner Weise beeinträchtigt. Seme Eigenschäften ermöglichen es, bei seiner Verwendung als Füllstoff für Erzeugnisse aus Weichgummi diesen der Mischung in wesentlich größeren anteiligen Mengen als der der bisher für Weichgummi verwendeten Füllstoffe, nämlich solche von bis zu 3O°/o, zuzusetzen, während die bisher zusetzbare Menge an diesen Füllstoffen größenordnungsmäßig auf etwa 20 °/o beschränkt war. Damit ergibt sich, ohne daß die Elastizität der hergestellten Körper beeinträchtigt wird, wegen des im Vergleich zu den üblichen Füllstoffen wesentlich niedrigeren spezifischen Gewichts ein entsprechend vermindertes spezifisches Gewicht dieser Kautschukerzeugnisse. Das bei dem abschließenden Klassiervorgang anfallende Grobgut besitzt bei etwa gleichem Gewichtsausbringen der beiden Fraktionen einen Aschegehalt von nur 12 bis 13 % und stellt damit einen Brennstoff von gegenüber dem des Ausgangsmaterials erheblich größeren Heizwert dar. In dem vorstehend angenommenen beispielsweisen Fall eines Ausgangsaschegehalts von 15 bis 17% erhöht sich der Heizwert der groben Fraktion demgegenüber von 6800 auf 7250 kcal/kg, d. h. um etwa 6,5 */o, wobei gleichzeitig auch die Brenneigenschaften dieses Materials wesentlich günstiger werden, weil ein solches Material für seine Verbrennung wegen der gleichmäßigen Korngrößenverteilung wesentlich weniger Luft benötigt, und im Rauchgasstrom der Kessel eine Flugasche anfällt, die wesentlich ärmer an Feinstbestandteilen und deshalb leichter zu filtern ist. Nebenher besitzt dieser Brennstoff noch den Vorteil, daß er wegen seines günstigen Schüttgewichts weniger Bunkerraum benötigt. Auch diese grobe Fraktion kann aber, und zwar mit sehr gutem Erfolg, als Füllstoff, und zwar für Hartkautschukmischungen, verwendet werden, wobei dann der bisher erforderliche Zusatz eines Bindemittels, wie eines Phenolharzes, überflüssig wird, weil die Oberflächeneigenschaften seiner Teilchen erhalten bleiben. Seine günstigen dielektrischen Eigenschaften machen ihn besonders geeignet für Hartkautschukerzeugnisse, für die diese Eigenschaften entscheidend sind, wie z. B. Akkumulatorenkästen. Wenn in weiterer Ausbildung des Grundgedankens der Erfindung die Zerkleinerung des Feinstgutes noch weiter, bis auf unter 3 μ Korngröße getrieben wird, so eignet sich das derart hergestellte Material wegen seiner hohen, durch die angewendete Prallzerkleinerung erzielten bzw. erhalten bleibenden Oberflächenaktivität auch zum völligen oder wenigstens teilweisen Ersatz für den bisher als oberflächenaktiven Füllstoff verwendeten vergleichsweise teuren Ruß. Da Anthrazitstaub regelmäßig eine gewisse, wenn auch minimale Menge an Schwermetallen als Spurenelemente enthält, deren Vorhandensein sich bekanntlich ungünstig auf ddas Alterungsverhalten auswirkt, muß er im Zug seiner Herstellung einer Behandlung unterworfen werden, durch welche diese Schwermetall in unschädliche komplexe Verbindungen übergeführt werden. Das kann z. B. durch Zusatz bekannter Alterungsschutzmittel erfolgen. Außer für die vorstehend aufgezeigten Verwendungsmöglichkeiten in der Kautschukindustrie eignet sich das nach dem neuen Verfahren hergestellte Feinstgut wegen seiner neutralen chemischen Beschaffenheit auch als Füllstoff für andere, insbesondere Kunststoffkörper. Weitere Verwendungsmöglichkeiten, bei denen seine vorteilhaften oberflächenaktiven Eigenschaften angewendet werden, sind z. B. die als Pigment für Ölfarben — zum Ersatz des bisher verwendeten Rußes — sowie schließlich auch als Düngemittel. Die Fraktion von 30 bis 70 μ ist wegen ihrer gleichmäßigen Korngrößenverteilung ferner auch geeignet zur Verwendung als Mahlhilfsmittel bei der Zementklinkeraufmahlung. Ein Zusatz von größenordnungsmäßig 0,3 bis 0,4 °/o dieses Materials zu den aufzumahlenden Klinkern ergibt in überraschender Weise eine Steigerung der Durchsatzleistung der Rohrmühlen auf 15 bis 2O°/o, die offenbar darauf zurückzuführen ist, daß die gleichmäßig großen Kohleteilchen von ebenso gleichmäßiger Beschaffenheit und grundsätzlich kugelförmiger Gestalt, die sich in den Zwischenräumen zwischen den Klinkern befinden, nunmehr dafür sorgen, daß vergleichsweise große Flächen der Klinker für den Angriff der Mahlkörper frei werden. Weitere Verwendungsmöglichkeiten sind die der Verwendung der feineren Komponente nach Kalzinieren als leitfähiger Füllstoff in Kunststoffen, ferner der gröberen Komponente ebenfalls nach Kalzinieren als Filterhilfsmittel oder als wenn auch eine geringere Oberflächenaktivität aufweisende Aktivkohle. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Aufbereitung von Anthrazitkohlenstaub oder -schlamm, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial von maximal 2 mm Korngröße einer Trocknung bei Temperaturen von höchstens 300° C und einer nachfolgenden Prallzerkleinerung auf eine

Korngröße von etwa 70 μ unter Aufrechterhaltung der Strukturflächen der Teilchen unterworfen und anschließend durch eine Klassierung bei einer Kornscheide von etwa 30 μ in eine aschereichere Feinstgutfraktion und eine gegenüber dem Ausgangsmaterial hochwertigere ascheärmere gröbere Fraktion zerlegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung bei einer Temperatur von unterhalb 250° C durchgeführt wird.

3. Verwendung der durch das Verfahren nach Anspruch 1 und 2 erhaltenen gröberen Komponente als Füllstoff für Hartkautschukmischungen.

4. Verwendung der durch das Verfahren nach Anspruch 1 und 2 erhaltenen feineren Komponente als Füllstoff für Hartgummimischungen oder Kunststoffmischungen.

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5. Verwendung der durch das Verfahren nach Anspruch 1 und 2 erhaltenen feineren Komponente nach Kalzinierung derselben als leitfähiger Füllstoff für Kunststoffmischungen.

6. Verwendung der durch das Verfahren nach Anspruch 1 und 2 erhaltenen gröberen Komponente nach Kalzinierung derselben als Filterhilfsmittel bzw. als Aktivkohle mit geringerer Oberflächenaktivität.

7. Verwendung der durch das Verfahren nach Anspruch 1 und 2 erhaltenen gröberen Komponente als Mahlhilfsmittel zur Steigerung der Durchsatzleistung von Zementmühlen.

8. Verwendung der durch das Verfahren nach Anspruch 1 und 2 erhaltenen feineren Komponente als Färb- und Füllstoff für Pech- und Bitumenprodukte.

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