DD240147A1 - METHOD FOR THE COMPLEX AND PARTIAL PREPARATION OF QUARTZ SANDS - Google Patents
METHOD FOR THE COMPLEX AND PARTIAL PREPARATION OF QUARTZ SANDS Download PDFInfo
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- DD240147A1 DD240147A1 DD85279551A DD27955185A DD240147A1 DD 240147 A1 DD240147 A1 DD 240147A1 DD 85279551 A DD85279551 A DD 85279551A DD 27955185 A DD27955185 A DD 27955185A DD 240147 A1 DD240147 A1 DD 240147A1
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur effektiven und umweltfreundlichen Aufbereitung von in natuerlichen Lagerstaetten vorkommenden Quarzsanden mit SiO2-Gehalten von97%, Humingehalten gemaess Extinktionswerten von2,0, Gluehverlusten von1%, Fe2O3-Gehalten von0,5% sowie Kornbaendern von 90% zwischen 0,1-1 mm Kantenlaenge, die als Glas-, Giesserei- und Spezialsande zum Einsatz kommen. Erfindungsgemaess wird das u. a. dadurch geloest, dass zur Quarzsandtruebebildung gekalktes Brauchwasser im Kreislauf verwendet wird, die Nassklassierung in Unterwasserdrehsieben und die hydraulische Foerderung in speziellen Attritionswasserstrahlfoerderern erfolgt, die Restfeuchte in mit Vakuumpumpen bestueckten Grossraumfilterbecken abgesenkt und die Trocknung durch Einbindung von Entspannungskammern und Wirbelnassabscheidern durchgefuehrt wird. Der Trockensand wird mit Spezialfoerderschnecken transportiert und auf Stoesselschwingsieben klassiert.The invention relates to a process for the effective and environmentally friendly treatment of quartz sands having SiO 2 contents of 97% occurring in natural reservoirs, huminities corresponding to absorbance values of 2.0, glow losses of 1%, Fe 2 O 3 contents of 0.5% and grain slivers of 90% between 0.1 -1 mm edge length used as glass, foundry and special sands. According to the invention, the u. a. It solves the fact that limed potable water is used in the circulation for the formation of quartz sand, the wet classification in underwater rotary screens and the hydraulic conveyance in special attrition water jet conveyors, the residual moisture is lowered into large-space filter basins equipped with vacuum pumps and the drying is carried out by incorporation of expansion chambers and fluidized bed separators. The dry sand is transported with special conveyor screws and classified on pushovers.
Description
Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hochreinen Quarzsanden aus natürlichen Lagerstätten bei weitestgehender Abminderung von Schadstoffen für die Verwendung als Glas-, Gießerei- und Spezialsande.The invention relates to a method for producing high-purity quartz sands from natural deposits with the greatest possible reduction of pollutants for use as glass, foundry and special sands.
Die Aufbereitung von Quarzsanden erfolgt derzeitig bei Anwendung naßchemischer Verfahren, beispielsweise nach der DD-PS 148305, durch technologische Reihung von Aufbereitungsschritten wie Klassieren, Schlämmen, Attritieren, Flotieren und Anwendung der Schwerkraft- oder Kreiselpumpentrübeförderung sowie durch Trocknung, Sichtung und Magnetscheidung.The treatment of quartz sands is currently carried out using wet chemical methods, for example according to DD-PS 148305, by technological ranking of treatment steps such as classifying, slurrying, Attritieren, floating and application of gravity or centrifugal pumping and also by drying, screening and magnetic separation.
Infolge der großen Härte des Quarzsandes (Mohs-Härte 7) und der daraus folgenden abrasiven Eigenschaften wird hauptsächlich die Schwerkrafttrübeförderung angewendet, da keine geeigneten Werkstoffe für eine ökonomisch vertretbare Pumpenförderung zur Verfugung stehen. Die bautechnische Konsequenz derartiger Aufbereitungsanlagen sind aufwendige Turmhochbauten aus Stahl bzw. Stahlbeton.Due to the high hardness of quartz sand (Mohs hardness 7) and the resulting abrasive properties, gravitational clouding is mainly used because there are no suitable materials for economically viable pumping. The constructional consequence of such treatment plants are complex tower superstructures made of steel or reinforced concrete.
Die Naßklassierung wird mit Stromklassieren oder mit Trommel-, Bogen- bzw. mechanisch erregten Sieben mit Bebrausung oder Spülung betrieben. Es wird üblicherweise unbehandeltes Wasser der Gewässer in meist offenen Wasserkreisläufen verwendet.The wet classification is operated with stream classifying or with drum, arc or mechanically excited sieves with spray or rinse. It is usually used untreated water of the waters in mostly open water circuits.
DieAttritierung wird in Rohrmühlen mit oder ohne Mahlkörpern durchgeführt, oder es kommen Attritionszellen zur Anwendung.The attrition is carried out in tube mills with or without grinding media, or attrition cells are used.
Die Entschlämmung erfolgt in Schrauben- bzw. Spiralklassierern.The desludging takes place in screw or spiral classifiers.
Die abschließende Entwässerung wird ausschließlich mit Schwerkraft bis zur Erdfeuchte durchgeführt.The final drainage is carried out exclusively by gravity up to the soil moisture.
Die üblicherweise ohne Energierückgewinnung arbeitenden Trocknungsverfahren belasten die Umwelt infolge der ungenügenden Wirkung und Betriebssicherheit der Entstaubungsaggregate (z. B. Zyklone, Gewebe- oder Elektrofilter) erheblich.The usually without energy recovery drying processes burden the environment due to the insufficient effect and reliability of Entstaubungsaggregate (eg cyclones, tissue or electrostatic precipitator) considerably.
Die Trockenklassierung wird nur bis Korngrößen > 0,5 mm auf mechanisch erregten Sieben durchgeführt. Alternativ betriebene Windsichteranlagen arbeiten sehr trennunscharf.The dry classification is carried out only on particle sizes> 0.5 mm on mechanically excited sieves. Alternatively operated air sifter systems work very smoothly.
Es soll ein Verfahren zur Herstellung von Massen- und Spezialsanden durch Aufbereitung von stark qualitätsmäßig schwankenden, natürlich vorkommenden Quarzsanden geschaffen werden, wobei die Aufbereitung Einsparungen an Investitionen, Energie und Arbeitskräften gegenüber den herkömmlichen Methoden ermöglicht und die Umweltbelastungen mindert.The aim is to create a process for the production of bulk and special sands by processing highly fluctuating, naturally occurring quartz sands, whereby the treatment enables savings in investment, energy and labor compared to the conventional methods and reduces the environmental impact.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein effektiv und umweltfreundlich arbeitendes Verfahren zur komplexen und partiellen Herstellung von Quarzsandprodukten bei weitestgehender Abminderung von Schadstoffen durch Aufbereitung von stark qualitätsmäßig schwankenden, in natürlichen Lagerstätten vorkommenden Quarzsanden mit SiCVGehalten von > 97%, Humingehalten gemäß Extinktionswerten von < 2,0, Glühverlusten von < 1 %, Fe2O3-Gehalten von < 0,5% sowie Kornbändern von 90% zwischen 0,1-1 mm Kantenlänge zu schaffen.The invention is based on the object, an effective and environmentally friendly process for the complex and partial production of silica sand products as far as possible reduction of pollutants by treatment of highly qualitative fluctuating, occurring in natural deposits quartz sands with SiCVGehalten of> 97%, humin contents according to extinction values of <2 , 0, annealing losses of <1%, Fe 2 O 3 contents of <0.5% and grain bands of 90% between 0.1-1 mm edge length to create.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß durch Ersatz und Reduzierung uneffektiver, herkömmlicher Verfahrensschritte sowie durch Kopplung und komplexer Zusammenwirkung neuentwickelter Techniken die natürlich vorkommenden Quarzsande so aufbereitet werden, daßAccording to the invention the object is achieved in that the naturally occurring quartz sands are processed by replacing and reducing ineffective, conventional process steps as well as by coupling and complex interaction of newly developed techniques that
— in einem Mischfluter die Quarzsandtrübebildung mit gekalktem Brauchwasser, welches sich in einem geschlossenen Kreislauf befindet, mit pH-Werten von 10 bis 11 und Fe(OH)3-Gehalten von < 100mg/l erfolgt, wobei die Einhaltung der pH-Werte und Fe(OH)3-Gehalte durch eine automatisch arbeitende Regelanlage über eine ständige Dosierung von gebranntem Feinkalk bei gleichzeitiger Luftzugabe und kontinuierlicher Abführung des anfallenden Gips- und Eisenhydroxidschlammes gewährleistet wird,- In a mixed water the quartz sand turbidity with limed hot water, which is in a closed circuit, with pH values of 10 to 11 and Fe (OH) 3 content of <100mg / l is carried out, the maintenance of pH and Fe (OH) 3 content is ensured by an automatic control system via a constant dosage of quicklime with simultaneous addition of air and continuous removal of the resulting gypsum and Eisenhydroxidschlammes,
— in verschleißarmen Unterwasserdrehsieben mit Maschenweiten von 0,35 bis 5,0mm und einer Achsneigung von 1:60 die Naßklassierung erfolgt,- In low-wear underwater rotary screens with mesh widths of 0.35 to 5.0 mm and an axial pitch of 1:60, the wet classification takes place,
— in Attritionswasserstrah!förderern mit nachgeschalteter Aufstromentschlämmung in Spitzen die hydraulische Förderung der Quarzsandtrüben erfolgt, wobei die intensive Attrition durch die erzeugte Kavitation erreicht wird und die hydraulischen Fördergeschwindigkeiten zwischen 1-2 m/s liegen,- in attrition-water-jet conveyors with downstream flow-through slurry in tips, the hydraulic conveyance of the quartz-sand turbines takes place, the intensive attrition being achieved by the generated cavitation and the hydraulic conveying speeds being between 1-2 m / s,
— in mit Vakuumpumpen bestückten, offenen Großraumfilterbecken die Absenkung der.Restfeuchte des naßaufbereiteten Quarzsandes auf Werte der Erdfeuchte und darunter von < 7% erfolgt,- in vacuum-equipped, open large-capacity filter tanks, the lowering of the residual moisture of the wet-processed quartz sand to values of soil moisture and below of <7%,
— in automatisch arbeitenden Flotationsanlagen die weitestgehende Abminderung von Schadstoffen (z. B. Schwermineralien) erfolgt,- in automatic flotation plants, the greatest possible reduction of pollutants (eg heavy minerals) takes place,
— in automatisch arbeitenden Anlagen mit Heißgaserzeugern, Schleuderwellentrockner und nachgeschalteter- In automatic systems with hot gas generators, spin dryers and downstream
" Entspannungskammer die Trocknung erfolgt, wobei die Rauchgastemperaturen < 1000C betragen und sich zur Entschwefelung und Entstaubung des Rauchgases Wirbelnaßabscheider, gekoppelt mit Wärmepumpen, anschließen,"Drying chamber, the flue gas temperatures <100 0 C and connect to the desulfurization and dedusting of the flue gas vortex precipitator, coupled with heat pumps,
— in geschlossenen und mit Unterdruck arbeitenden Spezialförderschnecken mit außerhalb liegenden Wellenlagem die Förderung des trockenen Quarzsandes erfolgt, wobei die Spezialförderschnecken mit oder ohne Wasserkühlung arbeiten und die Relativgeschwindigkeiten zwischen dem Quarzsand und dem Schneckenflügel < 0,3m/s betragen,- the pumping of the dry quartz sand takes place in closed special vacuum screw conveyors with external shaft bearings, the special screw conveyors operating with or without water cooling and the relative speeds between the quartz sand and the screw blade being <0.3 m / s,
— in Stößeischwingsieben mit Maschenweiten zwischen 0,1 bis 1 mm die Trockenklassierung erfolgt und mit sich anschließenden Magnetabscheidern magnetische Sekundärverunreinigungen entfernt werden.- In Stößeischwingsieben with mesh sizes between 0.1 to 1 mm, the dry classification takes place and magnetic secondary contaminants are removed with subsequent magnetic separators.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können stark qualitätsmäßig schwankende, in natürlichen Lagerstätten vorkommende Quarzsande effektiv und kostengünstig aufbereitet werden bzw. wird ihre Aufbereitung in den geforderten Qualitäten und Quantitäten überhaupt erst ermöglicht. Mit dem Verfahren sind geringere Umweltbelastungen verbunden.With the method according to the invention, quartz sands which vary greatly in terms of quality and which occur in natural deposits can be treated effectively and inexpensively, or their preparation in the required qualities and quantities is made possible in the first place. The process is associated with lower environmental impact.
Anhand der auf den Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 dargestellten Fließschemata soll die komplexe und partielle Aufbereitung eines relativ im Trockenschnitt gewonnenen Quarzsandes einer natürlichenj_agerstätte mitunterschiedlichen Schadstoffen bezüglich absoluter Menge und Bindungsart wie sulfidische, oxidische und silikatische Schwermineralien, Humine und Tone zur Herstellung von Quarzsanden für verschiedene Anwendungszwecke näher erläutert werden.With reference to the flow diagrams shown in FIGS. 1, 2 and 3, the complex and partial preparation of a quartz sand obtained relatively dry in a natural deposit with different pollutants in terms of absolute amount and type of binding such as sulphidic, oxidic and siliceous heavy minerals, humins and clays Production of quartz sand for various applications will be explained in more detail.
Fig. 1 stellt die mechanische Grundaufbereitung, Fig. 2 die Flotationsaufbereitung und Fig. 3 die trockenmechanische Aufbereitung dar.Fig. 1 represents the mechanical preparation, Fig. 2, the flotation treatment and Fig. 3, the dry mechanical treatment.
Während der Aufbereitung werden nach entsprechenden Verfahrensschritten als Hauptkennwerte die Siebkennlinien sowie wesentliche Qualitätsparameter (Gehalt an SiO2, Fe2O3, AI2O3, Schlämmstoffen, Huminen und der Glühverlust) analytisch ermittelt und sind in den Tabellen 1—4 aufgeführt. Mit den Buchstaben A bis Q sind in den Fig. 1 bis 3 die Probenahmestellen bzw. die Quarzsandprodukte gekennzeichnet und in den Tabellen 1-4 die zugehörigen analytischen Ergebnisse.During reprocessing, the key characteristics and essential quality parameters (content of SiO 2 , Fe 2 O 3 , Al 2 O 3 , slurries, humins and loss on ignition) are determined analytically as the main characteristic values and are listed in Tables 1-4. The letters A to Q in FIGS. 1 to 3 identify the sampling points or the quartz sand products, and in Tables 1-4 the associated analytical results.
Der erdfeuchte Rohsand (u.a. Fe2O3-Gehalte von 200ppm bis 2000ppm) wird kontinuierlich mit dem Schaufelradbagger 1 vom Typ SR 130 über die Gurtförderanlage 2 mit einer Leistung von 400t/h in den Rohsandtagesbunker3 mit einem Fassungsvermögen von 1 000t gefördert. Mit einem Durchsatz von 50t/h Rohsand wird die Aufbereitungsanlage über den Bunkerentleerungswagen 4 und den Gurtförderer 5 kontinuierlich über Fernsteuerung mit Rohsand beliefert.The soil-wet raw sand (including Fe 2 O 3 contents from 200ppm to 2000ppm) is conveyed continuously with the bucket wheel excavator 1 type SR 130 via the belt conveyor 2 with a capacity of 400t / h in the Rohsandtagesbunker3 with a capacity of 1 000t. With a throughput of 50 t / h raw sand, the processing plant is continuously supplied with raw sand via bunker emptying trolley 4 and belt conveyor 5 via remote control.
Der Rohsand wird zunächst in einem Kreiswuchtschwingsieb 6 mit einer Maschenweite von 10 mm abgesiebt, die Bestandteile > 10 mm werden auf die Halde 7 gefahren. Der eintretende Masseverlust beträgt ca. 1 % (Probenahmestelle A).The raw sand is first screened in a Kreiswuchtschwingsieb 6 with a mesh size of 10 mm, the components> 10 mm are driven to the dump 7. The incoming mass loss is about 1% (sampling point A).
Über einen Gurtförderer 8 wird der Rohsand dem Mischfluter 9 zugeführt, wobei zur Trübebildung der Rohsand mit einer Menge von 100m3/h gekalktem Brauchwasser, welches sich im geschlossenen Kreislauf befindet, versetzt wird. Eine automatisch arbeitende pH-Wert-Regelanlage sorgt durch die Zugabe von gebranntem Feinkalk und bei gleichzeitiger Zugabe von Luft, daß der pH-Wert zwischen 10 bis 11 liegt und der Fe(OH)3-Gehalt < 100mg/l beträgt. Der sich absetzende Gips-und Eisenhydroxidschlamm wird kontinuierlich abgeführt.About a belt conveyor 8, the raw sand is fed to the mixed flux 9, which is added to the turbidity of the raw sand with a quantity of 100m 3 / h gekalktem hot water, which is in a closed circuit. An automatically operating pH-value control system ensures that the pH is between 10 and 11 and the Fe (OH) 3 content is <100 mg / l by the addition of quick lime and simultaneous addition of air. The settling gypsum and Eisenhydroxidschlamm is continuously discharged.
Mit diesem Verfahrensschritt wird die elektrochemische Korrosion der brauchwasserbenetzten Eisenteile in der Naßaufbereitung abgemindert und werden spürbare Aufbereitungseffekte hinsichtlich der Senkung des Humingehaltes im Rohsand erreicht.With this process step, the electrochemical corrosion of the water-wetted iron parts in the wet processing is mitigated and noticeable treatment effects are achieved with regard to the reduction of the humus content in the raw sand.
Die Quarzsandtrübe gelangt vom Mischfluter 9 in das Unterwasserdrehsieb 10 mit einer Maschenweite von 3 mm zur Abtrennung grober Bestandteile (> 3 mm), die auf die Halde 7 gefahren werden. Der Masseverlust beträgt < 0,5% (Probenahmestelle B). Das Unterwasserdrehsieb 10 hat eine Achsneigung von 1:60 und zeichnet sich durch den absoluten Unterwasserbetrieb der Siebung sowie die Verwendung von Siebbelegungen aus Kunststoff durch seine Verschleißarmut aus, folglich ergeben sich Einsparungen an Betriebskosten. Die Quarzsandtrübe wird anschließend hydraulisch vom Attritionswasserstrahlförderer 11 in die nachgeschaltete Entschlämmungsspitze 12 gefördert, dabei wird die schadstoffreiche Kornfraktion von < 0,1 mm stark abgemindert, welche dem Klärbecken 13 zugeführt wird. Die Fördergeschwindigkeit liegt zwischen 1-2 m/s.The quartz sand slurry passes from the mixing washer 9 in the underwater rotary screen 10 with a mesh size of 3 mm for the separation of coarse components (> 3 mm), which are driven onto the heap 7. The mass loss is <0.5% (sampling point B). The underwater rotary screen 10 has an axle pitch of 1:60 and is characterized by the absolute underwater operation of the screening and the use of Siebbeschegungen of plastic by its low wear, thus resulting in savings in operating costs. The quartz sand slurry is then hydraulically conveyed by the attrition water jet conveyor 11 in the downstream Entschlämmungsspitze 12, while the pollutant-rich grain fraction of <0.1 mm is greatly reduced, which is fed to the clarifier 13. The conveying speed is between 1-2 m / s.
Die intensive Attrition wird in den speziell entwickelten Attritionswasserstrahlförderern durch bewußt erzeugte Kavitation erreicht. Die Vorteile dieser Lösung liegen in den hohen Aufbereitungseffekten, den niedrigen Betriebskosten durch billige, handelsübliche und schnell auswechselbare Verschleißteile, in der hohen Betriebssicherheit und in den niedrigen Investitionskosten. Durch diese Lösung entfallen bei Aufbereitungsanlagen (z.B. auch bei Flotationsanlagen) aufwendige Turmhochbauten aus Stahl oder Stahlbeton durch Anwendung von Baulinien.The intensive attrition is achieved in the specially developed attrition water jet conveyors by deliberately generated cavitation. The advantages of this solution are the high processing effects, the low operating costs due to cheap, commercially available and easily replaceable wear parts, high operational reliability and low investment costs. This solution eliminates the need for complex tower towers made of steel or reinforced concrete in processing plants (for example, in flotation plants) by using building lines.
Die Quarzsandtrübe (Kornfraktion 0,1-3mm) wird dem Unterwasserdrehsieb 14 mit einer Maschenweite von 0,8mm zugeführt, der Siebrückstand mit einer Kornfraktion von 0,8-3mm wird als Filterstand oder Baukies gewonnen (Probenahmestelle C).The quartz sand slurry (grain fraction 0.1-3 mm) is fed to the underwater rotary screen 14 with a mesh size of 0.8 mm, the screen residue with a grain fraction of 0.8-3 mm is obtained as a filter stand or construction gravel (sampling point C).
Die Quarzsandtrübe (Probenahmestelle D) mit einer Kornfraktion von 0,1-0,8 mm wird mit dem Attritionswasserstrahlförderer 15 in die nachgeschaltete Entschlämmungsspitze 16 gefördert, wobei die schadstoffreiche Kornfraktion von < 0,1 mm dem Klärbecken 13 zugeführt wird.The quartz sand slurry (sampling point D) with a grain fraction of 0.1-0.8 mm is conveyed with the attrition water jet conveyor 15 in the downstream Entschlämmungsspitze 16, wherein the pollutant-rich grain fraction of <0.1 mm is fed to the clarifier 13.
Die Quarzsandtrübe (Probenahmestelle E) wird durch den Attritionswasserstrahlförderer 17 in acht Großraumfilterbecken 18 mit je 150t Fassungsvermögen zur Entwässerung gespült.The quartz sand slurry (sampling point E) is rinsed by the attrition water jet conveyor 17 into eight large-capacity filter basins 18 with a capacity of 150 t each for dewatering.
Nach einer Entwässerungszeit von 10 h bei Schwerkraftentwässerung oder nach 5 h bei Einsatz von Vakuumpumpen liegt ein tropffreier Quarzsand mit einem Wassergehalt von 4-6% vor (Probenahmestelle F), der mittels automatisch arbeitendem Entleerungsgerät 19 mit einer Leistung von 100t/h entweder als Fertigprodukt (Quarzsand, feucht) zur Silo- und Verladeanlage 20 gelangt oder weiteren Aufbereitungen (siehe Fig. 2 und Fig. 3) zugeführt wird.After a dehydration time of 10 hours with gravity drainage or after 5 hours with the use of vacuum pumps is a drip-free quartz sand with a water content of 4-6% before (sampling point F), by means of automatically operating emptying device 19 with a capacity of 100t / h either as a finished product (Quartz sand, moist) reaches the silo and loading plant 20 or further processing (see Fig. 2 and Fig. 3) is supplied.
Der Vorteil der Großraumfilterbecken liegt bei der weiterführenden Aufbereitung zum getrockneten Quarzsand in der erheblichen Einsparung an Energiefür den Trocknungsprozeß bzw. bei Anwendung der Entwässerung unter Vakuum darin, daß bei Verwendung des aufbereiteten Quarzsandes im erdfeuchten Zustand der Bauaufwand für die Großraumfilterbecken um ca.The advantage of the large-capacity filter basins is in the subsequent treatment for dried quartz sand in the considerable saving of energy for the drying process or when using the drainage under vacuum that when using the processed quartz sand in humid conditions, the construction costs for the large-capacity filter basins by approx.
50% reduziert werden kann.50% can be reduced.
Über das Entleerungsgerät 19, den Gurtförderer 21, das Dosiergerät 22 und den Attritionswasserstrahlförderer 23 mit einer Leistung von 20t/h (Probenahmestelle G) gelangt der Quarzsand bzw. die Quarzsandtrübe in die Flotationsaufbereitung (Fig.2).About the emptying device 19, the belt conveyor 21, the metering device 22 and the Attritionswasserstrahlförderer 23 with a capacity of 20t / h (sampling point G) passes the quartz sand or silica sand slurry in the Flotationsaufbereitung (Figure 2).
Zunächst wird die unflotierbare Kornfraktion von > 0,35 mm mit dem Unterwasserdrehsieb 24 (0,35 mm Maschenweite) abgetrennt und als Grobkornfraktion über den Attritionswasserstrahlförderer 25 in das Großraumfilterbecken 26 gefördert, einem Trocknungsprozeß unterworfen (Probenahmestelle I), mittels automatisch arbeitendem Entleerungsgerät 27 der SiIo- und Verladeanlage 20 zugeführt oder in der trockenmechanischen Aufbereitung (Fig. 3) weiterveredelt.First, the unflotable grain fraction of> 0.35 mm with the underwater rotary screen 24 (0.35 mm mesh size) separated and conveyed as a coarse grain fraction through the attrition water jet conveyor 25 in the large-capacity filter tank 26, subjected to a drying process (sampling point I), by means of automatically operating emptying device 27 of SiIo and loading system 20 fed or refined in the dry mechanical treatment (Fig. 3).
Die Unterlauffraktion wird durch den Attritionswasserstrahlförderer 28 in die nachgeschaltete Entschlämmungsspitze 29 gefördert, wobei die Kornfraktion von < 0,1 mm dem Klärbecken 13 zugeführt wird.The underflow fraction is conveyed through the attrition water jet conveyor 28 in the downstream Entschlämmungsspitze 29, wherein the grain fraction of <0.1 mm is fed to the clarifier 13.
Zur stabilen Trübebildung wird die Quarzsandtrübe (Probenahmestelle H) mit dem Schraubenklassierer 30 zwecks stabiler Trübebildung eingedickt. Die Kornfraktion von < 0,1 mm und Wasser werden dem Klärbecken 13 und die Quarzsandtrübe (Probenahmestelle J) sowie eine definierte Frischwassermenge' den Flotationsapparaten 31 zugeführt.For stable turbidity, the quartz sand slurry (sampling point H) is thickened with the screw classifier 30 for the purpose of stable turbidity formation. The grain fraction of <0.1 mm and water are the clarifier 13 and the Quarzsandtrübe (sampling point J) and a defined amount of fresh water 'the flotation 31 supplied.
Die von Schwermineralien abgeminderte Quarzsandtrübe gelangt über den Attritionswasserstrahlförderer 32 zur Entwässerung in das Großraumfilterbecken 33 (Probenahmestelle L) und über das Entleerungsgerät 34 zur Silo- und Verladeanlage 20 oder in die trockenmechanische Aufbereitung (Fig. 3).The quartz sand slurry, which is isolated from heavy minerals, passes through the atmospheric water jet conveyor 32 for dewatering into the large-capacity filter basin 33 (sampling point L) and via the emptying device 34 to the silo and loading plant 20 or into the dry-mechanical preparation (FIG. 3).
Mit der Anwendung der bereits beschriebenen Techniken (Unterwassersiebung, Attritionsförderung mit Entschlämmungsspitze sowie Trocknung in Großraumfilterbecken) wird die Flotation zur Herstellung von hochreinen Quarzsanden mitweitestgehender Abminderung von Schadstoffen optimiert bzw. überhaupt erst ermöglicht. Es besteht auch die Möglichkeit, die Flotationsapparate 31 über den Attritionswasserstrahlförderer 35 zu umfahren und die Quarzsandtrübe zur Trocknung dem Großraumfilterbecken 36 zuzuführen (Probenahmestelle K). Das Quarzsandprodukt kann über das Entleerungsgerät 37 der SiIo- und Verladeanlage 20 zugeführt oder in der trockenmechanischen Aufbereitung (Fig. 3) weiterveredelt werden.With the application of the techniques already described (underwater screening, Attritionsförderung with Entschlämmungsspitze and drying in large-capacity filter basins) the flotation for the production of high-purity quartz sands mitweitestgehem reduction of pollutants is optimized or made possible in the first place. It is also possible to bypass the flotation apparatus 31 via the attrition water-jet conveyor 35 and to feed the quartz sand slurry for drying to the large-capacity filter basin 36 (sampling point K). The quartz sand product can be supplied via the emptying device 37 of the SiIo and loading system 20 or further refined in the dry mechanical preparation (FIG. 3).
Der Rohsand (Probenahmestelle A) oder die Quarzsandprodukte entsprechend den Probenahmestellen F, I, K und L nach der mechanischen Grundaufbereitung und Flotationsaufbereitung werden anschließend in der separaten trockenmechanischen Aufbereitung (Fig.3) weiterveredelt.The raw sand (sampling point A) or the quartz sand products corresponding to the sampling points F, I, K and L after the basic mechanical preparation and flotation preparation are then further refined in the separate dry-mechanical preparation (FIG. 3).
Über die Entleerungsgeräte 19, 27,34 oder 37 wird das entsprechende Quarzsandprodukt über den Gurtförderer 38 mit einer Leistung von 100t/h oder der Rohsand mit dem Gurtförderer 8 dem Dosiergerät 39 mit einer Leistung von 45t/h dem Trocknungsprozeß automatisch zugeführt. Das Dosiergerät 39 sorgt für eine kontinuierliche Quarzsandaufgabe in Abhängigkeit der Trockneraustrittstemperatur des Rauchgases. Nachfolgend wird die trockenmechanische Aufbereitung des Quarzsandproduktes F betrachtet.About the emptying devices 19, 27, 34 or 37, the corresponding quartz sand product via the belt conveyor 38 with a capacity of 100t / h or the raw sand with the belt conveyor 8 the metering device 39 with an output of 45t / h automatically fed to the drying process. The metering device 39 ensures a continuous quartz sand task as a function of the dryer outlet temperature of the flue gas. The dry mechanical treatment of the quartz sand product F is considered below.
Der in den Schleuderwellentrockner 40 (Typ ASS, SKET Magdeburg) gelangende Quarzsand wird innerhalb von ca. 20 min auf 0% Feuchte getrocknet. Als Energieträger dient Stadtgas, welches im Heißgaserzeuger 41 auf 600cC erhitzt wird. Der Verbrauch beträgt ca. 20 m3 i.d.N./t Sand. Die Trocknerluftaustrittstemperatur von 80—1000C, die der Sandaustrittstemperatur entspricht, wird durch die Feuchtsanddosierung gewährleistet. Der Quarzsand (Probenahmestelle M) mit einer Temperatur von 80-1000C wird in geschlossenen, mit Unterdruck arbeitenden und wassergekühlten Spezialförderschnecken 42 mit außerhalb liegenden Wellenlagern und einer Relativgeschwindigkeit zwischen dem Quarzsand und dem Schneckenflügel von < 0,3 m/s zur Silo- und Verladeanlage 20 gefördert. Diese Spezialförderschnecken zeichnen sich durch Verschleißarmut, hohe Standzeit und geringen Entstaubungsaufwand aus.The quartz sand entering the spin dryer 40 (type ASS, SKET Magdeburg) is dried to 0% moisture within about 20 minutes. City gas, which is heated in the hot gas generator 41 to 600 c C serves as an energy carrier. The consumption is about 20 m 3 idN / t sand. The dryer air outlet temperature of 80-100 0 C, which corresponds to the sand outlet temperature, is ensured by the wet sand dosing. The quartz sand (sampling point M) with a temperature of 80-100 0 C is in closed, working with vacuum and water-cooled special screw conveyors 42 with outboard shaft bearings and a relative speed between the quartz sand and the screw flights of <0.3 m / s to the silo and loading system 20 promoted. These special screw conveyors are characterized by low wear, long service life and low dedusting effort.
-4- ^fU It/-4- ^ fU It /
Dem Schleuderwellentrockner 40 ist die'Entspannungskammer 43 nachgeschaltet, der dabei sich abscheidende Quarzsand (Probenahmestelle N) wird über die Spezialförderschnecken 44 der Silo- und Verladeanlage 20 zugeführt oder kann auch beispielsweise zum Verschnitt des Fertigproduktes M verwendet werden. Da mit dem Rauchgasstrom ca. 20% der getrockneten Quarzsandmenge ständig ausgetragen wird, gewährleistet die Entspannungskammer 43 eine problemfreie Erhöhung des Ausbringens bis zu 93% des Fehlaustrages, sie zeichnet sich durch hohe Standzeit und Betriebssicherheit aus. Nach der Entspannungskammer 43 gelangt der 80-1000C heiße Rauchgasstrom zur Entstaubung und Entschwefelung in den Wirbelnaßabscheider 45. Dabei wird der Staubgehalt von ca. 40g/m3 auf 500 mg/m3 abgesenkt und eine Entschwefelung von 50% bei einem pH-Wert von 10 des Eingangswassers erreicht. Ein Teil der Wärmeenergie des Rauchgases wird an das kontinuierlich zufließende Eingangswasser des Wirbelnaßabschneiders 45 abgeführt (ca. 4,2 · 106kJ/h) und die Rauchgastemperatur auf 40-50°C abgesenkt. Die Anteile < 0,1 mm werden der Halde 7 zugeführt.The spin drying drier 40 is followed by the discharge chamber 43, the quartz sand (sampling point N) which separates out is fed via the special screw conveyors 44 to the silo and loading plant 20 or can also be used, for example, to mix the finished product M. Since with the flue gas stream about 20% of the dried quartz sand amount is constantly discharged, the expansion chamber 43 ensures a problem-free increase of the yield up to 93% of the faulty, it is characterized by high durability and reliability. After the expansion chamber 43 of 80-100 0 C hot flue gas stream passes to the dedusting and desulfurization in the Wirbelnaßabscheider 45. Here, the dust content of about 40g / m 3 to 500 mg / m 3 and a lowered desulfurization of 50% at a pH Value of 10 of the inlet water reached. A portion of the heat energy of the flue gas is removed to the continuously flowing inlet water of the fluidized bed cutter 45 (about 4.2 x 10 6 kJ / h) and the flue gas temperature is lowered to 40-50 ° C. The proportions <0.1 mm are fed to the heap 7.
Das Wasser im Wirbelnaßabscheider 45 erwärmt sich dabei von ca. 10°Cauf 220C und dient als Kälteträgerstrom in einer nachgeschalteten Wärmepumpe 46 vom Typ KWS 560, wo ein Wärmeträgerstrom (Heizungswasser) erzeugt und der Heizungsanlage 47 zugeführt wird. Die Wärmepumpe 46 wird automatisch in Abhängigkeit von der einstellbaren Temperatur des Kälteträgerstromes geregelt. Auf diese Art und Weise können ca. 30% der Trocknungseingangsenergie zurückgewonnen werden.The water in the fluidized bed separator 45 heats up from about 10 ° C to 22 0 C and serves as a refrigerant flow in a downstream heat pump 46 type KWS 560, where a heat transfer (heating water) generated and the heating system 47 is supplied. The heat pump 46 is automatically controlled in response to the settable temperature of the brine stream. In this way, about 30% of the drying input energy can be recovered.
Zur Herstellung weiterer spezieller Quarzsande erfolgt eine scharfe Trockensandklassierung in der Form, daß der Quarzsand mit den Spezialförderschnecken 42 der Stößelschwingsiebanlage 48 mit Maschenweiten von 0,2; 0,25; 0,315; 0,4 und 0,5 mm zugeführt wird. Der Quarzsand des Unterlaufes wird mit der Spezialförderschnecke 49 und über den Magnetabscheider 50 (Probenahmesteile 0) und der des Oberlaufes mit der Spezialförderschnecke 51 und über den Magnetabscheider 52 (Probenahmesteile P) zur Silo- und Verladeanlage 20 transportiert. Die Magnetabscheider 50 und 52 dienen zur Entfernung von magnetischen Sekundärverunreinigungen, z. B. Rost und Abrieb.For the production of further special quartz sands, a sharp dry sand classification takes place in the form that the quartz sand with the special screw conveyors 42 of the ram vibrating sifter 48 with mesh sizes of 0.2; 0.25; 0.315; 0.4 and 0.5 mm is supplied. The quartz sand of the underflow is transported to the silo and loading plant 20 with the special screw conveyor 49 and via the magnetic separator 50 (sampling parts 0) and the upper run with the special conveyor screw 51 and via the magnetic separator 52 (sampling parts P). The magnetic separators 50 and 52 serve to remove secondary magnetic contaminants, e.g. As rust and abrasion.
Mit dieser Trockensandklassierung sind bei niedrigen Betriebskosten scharf klassierte Kornbänder erzielbar. Solche Quarzsande können z. B. als Filtersand für Gasfilter, Formsand für Feingußverfahren und bei Spezialglasschmelzen verwendet werden. Bei Einsatzeines geeigneten erdfeuchten Rohsandes bei der trockenmechanischen Aufbereitung wird der Rohsand mit dem Gurtförderer 5 und dem Dosiergerät 39 in den Schleuderwellentrockner 40 eingebracht, mit den Spezialförderschnecken 42 zu den Stößelschwingsieben 53 mit einer Maschenweite von 0,8mm transportiert und der Unterlauf (Probenahmestelle Q) als verkaufsfähiges Produkt mit der Spezialförderschnecke 54 der Silo- und Verladeanlage 20 zugeführt. Bei dieser Aufbereitungstechnik gibt es erfindungsgemäß weiterhin eine ganze Reihe von Kombinationsmöglichkeiten der mechanischen Grund-, Flotations- und trockenmechanischen Aufbereitung, die es gestatten, die verschiedensten Quarzsandprodukte mit sehr engen bzw. spezifischen Kornbändern und Qualitätsparametern herzustellen. Dabei zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere dadurch aus, daß die Investitions- und Betriebskosten niedrig sind und daß es umweltfreundlich ist.With this dry sand classification, sharply classified grain bands can be achieved at low operating costs. Such quartz sands can z. As filter sand for gas filters, foundry sand for investment casting and special glass melts are used. When using a suitable earth-moist raw sand in the dry mechanical treatment of the raw sand is introduced with the belt conveyor 5 and the metering device 39 in the spin dryer 40, transported with the special screw conveyor 42 to the ram vibrating screens 53 with a mesh size of 0.8 mm and the lower reaches (sampling point Q) as salable product with the special screw conveyor 54 of the silo and loading system 20 supplied. According to the invention, in this processing technology there is also a whole series of possible combinations of mechanical ground, flotation and dry mechanical preparation, which make it possible to produce the most varied quartz sand products with very narrow or specific grain bands and quality parameters. In this case, the inventive method is characterized in particular by the fact that the investment and operating costs are low and that it is environmentally friendly.
Tabelle 1: Hauptkennwerte der Aufbereitung — SiebkennlinienTable 1: Main characteristics of the preparation - sieving characteristics
D — Quarzsandtrübe;D - quartz sand slurry;
Trübedichte 500 g/l E — Quarzsandtrübe;Cloud density 500 g / l E - quartz sand slurry;
Trübedichte 500 g/l F — Quarzsand, feucht;Cloud density 500 g / l F - quartz sand, wet;
Restfeuchte 5% G — Quarzsandtrübe;Residual moisture 5% G - quartz sand slurry;
Trübedichte 500 g/l H — Quarzsandtrübe;Cloud density 500 g / l H - silica sand slurry;
Trübedichte 500 g/lDirt density 500 g / l
Tabelle 2: Hauptkennwerte der Aufbereitung — SiebkennlinienTable 2: Main characteristics of the preparation - sieving characteristics
Probenahmestelle BezeichnungSampling point designation
Maschenweite/mmMesh / mm
0,63 0,5 0,4 0,315 0,25 0,20.63 0.5 0.4 0.315 0.25 0.2
Rückstand/%Residue/%
0,10.1
0,0630.063
I — Quarzsand, feucht;I - quartz sand, damp;
Restfeuchte 5% — 0,2 3,0Residual moisture 5% - 0.2 3.0
J — Quarzsand, feucht;J - quartz sand, damp;
Restfeuchte 18 % — —Residual moisture 18% - -
K — Quarzsand, feucht;K - quartz sand, damp;
Restfeuchte 5% — — —Residual moisture 5% - - -
L — Quarzsand, feucht;L - quartz sand, damp;
Restfeuchte 5% — — —Residual moisture 5% - - -
M— Quarzsand, getrocknet — 0,9 2,1M-quartz sand, dried - 0.9 2.1
N — Quarzsand, getrocknet;N - quartz sand, dried;
Entspannungskammer — — —Relaxation chamber - - -
O — Quarzsand, getrocknet,O - quartz sand, dried,
klassiert; Unterlauf — — —classified; Underflow - - -
P — Quarzsand, getrocknet,P - quartz sand, dried,
klassiert; Oberlauf — 1,6 4,4classified; Headwaters - 1.6 4.4
Q — Quarzsand, getrocknet, ungewaschen,Q - quartz sand, dried, unwashed,
gesiebt; Unterlauf — 1,2 3,1sieved; Underflow - 1,2 3,1
Tabelle 3: Hauptkennwerte der Aufbereitung — QualitätsparameterTable 3: Main characteristic values of the preparation - quality parameters
11 Bestimmung der Extinktion nach TGL 14317/12 11 Determination of extinction according to TGL 14317/12
Tabelle 4: Hauptkennwerte der Aufbereitung — QualitätsparameterTable 4: Main characteristic values of the preparation - quality parameters
Probenahmestelle — BezeichnungSampling point - designation
SiO2/ Ma.-%SiO 2 / Ma .-%
Fe2O3/ Ma.-%Fe 2 O 3 / Ma .-%
AI2O3/ Schlämm- Glühver- Humine11 Al 2 O 3 / sludge incinerators 11
Ma.-% , stoff/Ma.-% lust/Ma.-%% By mass, substance /% by mass lust /% by mass
I — Quarzsand, feucht; 99,3 0,021 0,58 0,6I - quartz sand, damp; 99.3 0.021 0.58 0.6
Restfeuchte 5 % J — Quarzsand, feucht;Residual moisture 5% J - quartz sand, moist;
Restfeuchte 18% K — Quarzsand, feucht;Residual moisture 18% K - quartz sand, damp;
'Restfeuchte 5% L — Quarzsand, feucht;Residual moisture 5% L - quartz sand, wet;
Restfeuchte 5 % M — Quarzsand, getrocknet N — Quarzsand, getrocknet;Residual moisture 5% M - quartz sand, dried N - quartz sand, dried;
Entspannungskammer O — Quarzsand, getrocknet, klassiert;Relaxation chamber O - quartz sand, dried, classified;
Unterlauf P — Quarzsand, getrocknet, klassiert;Underflow P - quartz sand, dried, classified;
Oberlauf Q — Quarzsand, getrocknet, ungewaschen, gesiebt;Overflow Q - quartz sand, dried, unwashed, sieved;
Unterlauf 98,8 0,036 0,072 2,7Underflow 98.8 0.036 0.072 2.7
II Bestimmung der Extinktion nach TGL 14317/12 II Determination of extinction according to TGL 14317/12
0,130.13
0,170.17
0,200.20
0,60.6
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