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"Verfahren zur Herstellun von gekörnten Produkten"
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Feinkörnige Salze oder Güter können bekanntlich mittels Walzenpressen
zu Schülpen, Briketts oder ähnlichen Preßkörpern verpreßt werden.- Die Oberfläche
der Preßwalzen kann dabei glatt oder profiliert sein. In der Preßzone muß ein derartig
hoher Druck herrschen, daß die Körner des zu verpressenden feinkörnigen oder staubigen
Materials durch Zusammensintern oder Verschmelzen eine mechanisch stabile Verbindung
eingehen. Hierzu sind bei dem vorausgesetzten trockenen Aufgabegut allgemeine Preßdrücke
zwischen 1 und 4 t/cm Walzenbreite erforderlich. Die hierbei erzeugten Preßkörper
werden dann zerkleinert und abgesiebt, wobei das Unterkorn und das vermahlene Uberkorn
mit frischem Feingut vermischt zur Presse zurückgeführt werden.
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Es ist ferner bekannt, daß der Preßvorgang durch die in dem zu verpressenden
Gut eingeschlossene Luft außerordentlich ungünstig beeinflußt wird. Das zu verpressende
Gut kann zwischen ZO und 60 Vol-% Luft enthalten. Beim P:eßvorgang wird diese Luft
mit dem zu verpressenden Gut in die Presse eingezogen. Hierdurch entsteht bei glatten
Preßwalzen die bekannte Erscheinung, daß die erzeugten Platten oder Schülpen quer
zur Umlaufrichtung der Walze eine Bänderung aufweisen, die abwechselnd aus harten
und sehr weichen bzw.
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völlig unverpreßten Zonen besteht. Diese Bänderung wird offenbar dadurch
hervorgerufen, daß die mit dem Gut eingezogene Luft beim Preßvorgang nach cben bzw.
nach den Seiten entweicht, da sonst ein Zusammensintern der einzelnen Körner des
feinteiligen Materials nicht oder nur schlecht erfolgen kann.
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Dadurch- entstehen neben den Zonen hoher Verdichtung , aus denen die
Luft herausgetrieben ist, notwendigerweise Zonen, in denen das Aufgabegut nur mangelhaft
oder überhaupt nicht kompaktiert, da in diese Zonen die aus den anderen Zonen entwichene
Luft hineingedrückt wird.
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Auf diese Weise liefern höchstens 50 % der Walzenffäche efn gut verpreßtes
Material, während die übrige Walzenfläche ein ungenügend oder überhaupt nicht verpreßtes
Material ergibt.
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Das ungenügend verpreßte Material kann in das Endprodukt gelangen
und führt bei dessen Handhabung aufgrund seiner mangelnden Abriebfestigkeit zu einem
hohen Staubanfall.
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Zur Beseitigung dieser Nachteile sind Verfahren bekannt geworden,
nach denen vor der eigentlichen Verpressung das zu verpressende Gut durch rotierende
Walzen geschickt wird, deren Nanteiflächen aus gasdurchlässigem Filtermaterial bestehen.
Durch dieses Filtermaterial hindurch wird die in dem zu verpressenden Gut enthaltene
Luft mittels Unterdruck abgesaugt. Diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß
die Poren des Filtermaterials durch das feinteilige Aufgabegut sehr leicht verstopft
werden und damit die Entgasung des Aufgabematerials beeinträchtigt wird.
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Es ist auch bereits auf die Möglichkeit hingewiesen worden, das zu
verpressende Gut zunächst einer Entlüftungsvorrichtung, wie beispielsweise einer
Druckachnecke oder einer mit radialen Lamellen versehenen Walze, zuzuführen und
dort unter Entlüftung vorzuverdichten. Aber auch mit diesen Einrichtungen ist eine
vollkommene Entfernung der Luft aus dem zu verpressenden Gut und damit ein gleichmäßiges
Verpressen im anschließenden Preßvorgang nicht zu erreichen.
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Nach dem in der DE-FS 1 667 141 beschriebenen Verfahren zum Verpressen
eines trockenen, feinkörnigen Schüttgutes, insbesondere chloridischer Kalisalze,
mittels Hochdruckpreßanlagen sollen aus dem Schüttgut vor dem Verpressen die in
ihm eingeschlossenen, schwer kondensierbaren Gase durch leicht kondensierbare trockene
Dämpfe, insbesondere überhitzten Wasserdampf von Alkoholen, Acetonen, Äthern, Kohlenwasserstoffen
und/oder Chlorkohlenwasserstoffe, verdrängt werden, wobei das Schüttgut vorher auf
eine oberhalb der Kondensationstemperatur dieser Dämpfe liegende Temperatur erwärmt
wird.
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Nach der DE-PS 1 667 144 kann dabei die Erzeugung des überhitzten
Wasserdampfes durch Zumischen von flüssigem Wasser in der Preßanlage vorgeschalteten
Mischern, SchneX-kenförderern und/oder im Aufgabeschacht zur Preßanlage zu dem Schüttgut
erfolgen, das auf eine Temperatur über dem Siedepunkt des Wassers bzw. der entstehenden
wäßrigen Lösung erhitzt ist. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß die Anwendung
dieses Verfahrens, insbesondere auf ein im wesentlichen aus sulfatischen Kallumsalzen
bestehenden feinkörnigen Aufgabegutes, zu Produkten führt, deren mechanische Festigkeit
und insbesondere deren Abriebfestigkeit lur eine problemlose Handhabung nicht ausreichend
ist.
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Daraus ergibt sich die technische Aufgabe, Maßnahmen zu finden, mit
denen es möglich ist, im wesentlichen aus sulfatischen Kallumsalzen bestehende,
feinteilige Schüttgüter mittels WalzenEressen in guter Ausbeute zu Schülpen zu verpressen,
die eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen.
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Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von gekörnten Proedukten aus
einem im wesentlichen aus sulfatischen Kalium-oder Ammoniumsalzen bestehenden feinkörnigen
Gut mittels einer Hochdruck-Walzenpresse, wobei das zu verpressende Gut vor dem
Eintrag in die Walzenpresse bei erhöhten Temperaturen mit Wasser bzw. Wasserdampf
behandelt wird, gefunden. Danach werden in dem zu verpressenden Gut ein Feuchtigkeitsgehalt
von 0,5 bis 2,0 Gew.-% und eine Temperatur von 40 bis 500C eingestellt und die Temperatur
des zu verpressenden Gutes während des gesamten Preßvorgangs unter der Kondensationstemperatur
von Wasserdampf gehalten.
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Als zu verpressende Güter können für die Durchführung des Verfahrens
der Erfindung alle feinkörnigen Substanzen bzw.
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Substanzgemische eingesetzt werden, die vollständig oder zum überwiegenden
Teil aus sulfatischen Ealiumsalzen, wie beispielsweise Kaliumsulfat, Kaolinit, Langbeinit,
Leonit,
Polyhalit, Schönit und dgl. oder aus Ammonlumsulfat hestehen.
Die Körnung dieser zu verpressenden Güter soll so fein sein, daß die durchschnittliche
Deilchengröße unterhalb 0,2 mm liegt.
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Erfindungsgemäß wird dem zu verpressenden Gut vor dem Eintrag in die
Walzenpresse bzw. vor dem eigentlichen Preßvorgang soviel Wasser bzw. Wasterdampf
zugemischt, daß der Feuchtigkeitsgehalt des zu verpressenden Gutes zwischen 0,5
und 2,0 Gew.-% liegt. Das Wasser bzw. der Wasserdampf können dem zu verpressenden
Gut in einem Mischer, einem Vorverdichter oder in einer Stopfschnecke zugemischt
werden, die der Walzenpresse vorgeschaltet sind. Anstelle des Wassers kann dem zu
verpressenden Gut auch die entsprechende Menge einer wäßrigen Salzlösung, wie beispielsweise
eine Kaliumsulfatlösung, zugemischt werden.
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Die Temperatur des zu verpressenden Gutes muß vor, während oder nach
dem Zumischen des Wassers bzw. des Wasserdampfs und vor dem Eintritt des zu verpressenden
Gutes in die Walzenpresse auf einen Wert zwischen 40 und 500C eingestellt werden.
Auch während des Preßvorgangs ist Vorsorge zu treffen, daß die Temperatur des Preßgutes
nicht über den Kondensationspunkt von Wasserdampf steigt.-Erforderlichenfalls sind
die Walzen der Hochdruckpresse mit Kühleinrichtungen zu versehen, die so zu bemessen
sind, daß sie die Einhaltung einer Temperatur unterhalb des Kondensat ionspunkt
es von Wasserdampf in dem Preßgut gewährleisten.
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Nach der Einstellung des angegebenen Feuchtigkeitsgehalts und einer
Temperatur von 40 bis 500C wird das Preßgut über gebräuchliche Zuführurgs einrichtungen,
wie beispielsweise eine Stopfachnecke, einer Hochdruck-Walzenpresse zugeführt, deren
Walzen vorzugsweise mit einer UmSangsgeschwindigkeit von 0,1 bis 1,0 m/s rotieren
und einen Preßdruck von 1,0 bis 6,0 t/cm Walzenbreite ausüben.
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Das aus der Hochdruck-Walzenpresse, vorzugsweise mit einer Temperatur
von 55 bis 95 0C abgezogene Produkt besteht aus Schülpen, die anschließend vermahlen
werden. Aus dem Mahlprodukt wird dann das Gutkorn, vorzugsweise mit einem mittleren
Korndurchmesser von 1 bis 4 mm, von dem Grob-und Feinkorn als Produkt abgetrennt
und auf Raumtemperatur abgekühlt. Das Grobkorn wird nach Vermahlung zur Siebanlage
rezirkuliert. Das aus der Absiebung entnommene Feinkorn wird dem Aufgabegut wieder
zugemischt. Die Gutkornausbeute des Verfahrens der Erfindung liegt mindestens bei
etwa 60 %. Die als Produkt aus dem Verfahren der Erfindung entnommenen Schülpen
zeichnen sich vor allem durch eine hohe mechanische Festigkeit aus, die wiederum
die Ursache für einen geringen Abrieb und für einen geringen Staubanfall bei der
Handhabung der erfindungsgemäß erzeugten Produkte ist.
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Die Erfindung wird durch nachfolgende Beispiele erläutert.
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Zur Bestimmung der Abriebfestigkeit der nach diesen Beispielen erhaltenen
Produkte werden jeweils 50 g der Kornfraktion von 2 bis 3,15 mm des zu untersuchenden
Produkts mit 70 Stahl kugeln von 10 mm Durchmesser für die Dauer von 10 min auf
einem Sieb mit 0,5 mm Maschenweite geschüttelt.
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Der dabei abgesiebte Anteil wird als Abrieb bestimmt.
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Beispiel 1 (Vergleich gemäß DE-PS 1 667 141) Auf einer Walzenpresse
mit platten Walzen werden 1,2 t/h technisches und auf eine DemDeratur von 130°C
erwärmtes Kaliumsulfat, das einen K20-Gehalt von 51,4 Gew.-%o und das nachstehend
angegebene Kornspektrum aufweist: > 0,2 mm 16 % 0,1 bis 0,2 mm 54 % <0,1 mm
30 % unter einem Preßdruck von 4,3 t/cm Walzenbreite und einer Umfangsgeschwindigkeit
der Walzen von 0,31 m/sec zu Schülpen verpreßt, nachdem dem zu verpressenden Gut
im Schacht der Stopfschnecke 11 kg/h Wasserdampf zugemischt worden sind. Die Schülpen
werden anschließend in einer Prallmühle aufgemanlen. Aus dem Mahlprodukt wird das
Gutkorn mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 1 bis 4 mm abgesiebt und
als Produkt gewonnen. Des verbleibende Feinkorn mit einer durchschnittlichen Teilchengröße
von unter 1 mm wird dem zu verpressenden Gut zugemischt.
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Bezogen auf die der Walzenpresse zugeführte Menge an Kaliumsulfat
werden Ausbeuten an Schülpen von 63 Gew.-% und an Gutkorn von 31 Gew,-% erhalten.
Die Feuchte der Schülpen beträgt 0,021 Gew.-% und der Abrieb des Gutkorns 93 Gew.-%.
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Beispiel 2 (Erfindung) Entsprechend den Angaben in Beispiel 1 wird
Saliumsulfat zu Schülpen verpreßt, wobei das eingesetzte Kallumsulfat auf eine Temperatur
von 45 0C vorgewärmt ist und ihm 28 kg/h Dampf zugemischt werder. Die Schülpen haben
beim Austritt aus der Walzenpresse eine Temperatur von 800C.
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Bezogen auf die der Walzenpresse zugeführte Menge an Kaliumsulfat
werden Ausbeuten an Schülpen von 82 Gew.-% und an Gutkorn von 62 Gew.-% erhalten.
Der Abrieb des Gutkorns beträgt 2,8 Gew.-% und die Feuchtigkeit der Schülpen 1,1
Gew.-%.
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Beispiel 3 (Erfindung) Entsprechend den Angaben in Beispiel 1 wird
Kaliumsulfat zu Schülpen verpreßt, wobei das eingesetzte Kaliumsulfat auf eine Temperatur
von 50°C vorgewärmt ist und in einem der Walzenpre3se vorgeschalteten Zwangsmischer
mit 26 kg/h Wasser vermischt wird. Die Schülpen haben beim Austritt aus der Walzenpresse
eine Temperatur von 70°C, Bezogen auf die der Walzenpresse zugeführten Menge an
Kaijumsulfat werden Ausbeuten an Schülpen von 79 Gew.-% und an Gutkorn von 59 Gew.-%
erhalten. Der Abrieb des Gutkorns beträgt 3,1 Gew.-% und die Feuchtigkeit der Schülpen
1,47 Gew-%.
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Beispiel 4 (Erfindung) Nach den Angaben in Beispiel 1 werden 1,3 t/h
eines Gemisches aus technischen Kaliumsulfat der in Beispiel 1 angegebenen Qualität
und Kieserit mit einem MgO-Gehalt von 27,6 Gew.-% und mit einem Kornspektrun: >
0,5 mm 19,5 % 0,1 bis 0,5 mm 75,5 % < 0,1 mm 5,0 % verpreßt, wobei das Gemisch
einen K20-Gehalt von 31,2 Gew.-% und einen MgO-Gehalt von 11,5 Gew.-% hat. Dem auf
eine Temperatur von 40°C vorgewärmten Gemisch werden unterhalb des Stopfechneckenschachtes
31 kg/h Dampf zugemischt. Die Schülpen haben beim Austritt aus der Walzenpresse
eine Temperatur von 700C.
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Bezogen auf die der Walzenpresse zugeführte Menge an Gemisch werden
Ausbeuten an Schülpen von 78 Gew.-% und an Gutkorn von 57 Gew.-O/o erhalten. Der
Abrieb des Gutkorns beträgt 4,1 Gew.-%.
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BeisDiet 5 (Erfindung) Entsprechend den Angaben in Beispiel 1 werden
1,3 t/h technisches bmmnniumsulfat zu Schülpen verpreßt, wobei das eingesetzte Ammoniumsulfat,
das einen N-Gehalt von 20,8 % und das nachstehende Kornspektrum aufweist: 0,2 mm
11,9 % 0,1 - 0,2 mm 61,2 % 0,1 mm 26,9 % auf eine Temperatur von 450C vorgewärmt
ist und ihm 29 kg/h Dampf unterhalb des Stopfschneckenschachtes zugemischt werden.
Die Schülpen haben beim Austritt aus der Walzenpresse eine Temperatur von 750C.
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Bezogen auf die der Walzenpresse zugeführte Menge an Ammoniumsulfat
werden Ausbeuten an Schülpen von 87 % und an Gutkorn von 64 % erhalten. Der Abrieb
des Gutkorns beträgt 2,4 Gew.-% und die Feuchtigkeit der Schülpen 1,2 Gew.-%.