DE2916860A1

DE2916860A1 - Verfahren zur filtration von schlaemmen

Info

Publication number: DE2916860A1
Application number: DE19792916860
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Mueller; Josef Plattner
Original assignee: Eisenwerk Weserhuette AG
Current assignee: PHB WESERHUETTE AG 5000 KOELN DE
Priority date: 1979-04-26
Filing date: 1979-04-26
Publication date: 1980-11-06

Description

Verfahren zur Filtration von Schlümmen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Filtration von Schlämmen gemäß Oberbegriff des Anspruches.
Verfahren dieser Art werden zur Rückgewinnung feinkörniger Mineralien insbesondere aus Schlämmen mit einem hohen Anteil ultrafeiner Partikel angewandt und sind insbesondere dann von wirtschaftlicher Bedeutung, wenn die Restfeuchte des entwässerten Stoffes durch thermische Nachbehandlung entfernt werden muß, z.B. bei der Verbrennung von aus Kohleschlämmen zurückgewonnenen festen Bestandteilen in Kraftwerken. Ferner ist das Verfahren für das Auswaschen wertstoffhaltiger Lösungen aus festen Stoffen von Bedeutung, beispielsweise bei der Golderzaufbereitung.
Zur Durchführung vorgenannter Verfahren ist bekannt, der durch Ansaugung oder Sedimentation auf dem Filter gebildeten Feststoffschicht, der sog. Filterkuchen, durch Saugwirkung mittels Unterdruck oder durch Pressen, bzw. einer Kombination aus beiden, Flüssigkeit zu entziehen.
Die Zielgrößen der Filtration, das sind die Fil-erkuchenaustragsrate in kg/h je m2-Filterfläche und der prozentuelle Anteil der im Filterkuchen verbleibenden Restfeuchte, sind im wesentlichen von der Maschinenbauart, dem technisch apparativen Aufwand, der Filtrationsdauer und vom Aufbau und der Porösität des Filterkuchens abhängig. Kennzeichnend für die Maschinenbauart der Filter ist der Vorgai, der zur Filterkuchenbildung führt.
Bei SaugJcilen-Drehfiltern (OE-PS 294 716) wird die im Schlamm enthaltene freie Flüssigkeit mittels Unterdruck in das Innere einer in den Schlamm eintauchenden rotierenden Trommel gesaugt. Die dabei von der strömenden Flüssigkeit mitgenommenen Feststoffteilchen werden von dem auf größten Teil des trommelumfanges anliegenden Filtertuch zurückgehalten. Da feine Feststoffe der Flüssigkeitsströmung am leichtesten folgen und die Ansaugung in einem Teilbereich der trommel entgegen der Schwerkraft wirksam ist, lagern sich auf dem Filtertuch zunächst feine und feinste Partikel ab und bilden eine für den weiteren Flüssigkeitsentzug wenig durchlässige Feststoffschicht. Dieses hat eine Zunahme der Restfeuchte im Filterkuchen und insbesondere eine Minderung der Kuchenrate zur Folge.
Günstiger scheint das in der DE PS 23 51 097 offenbarte Filtrationsverfahren mittels Vakuumbandfilter zu sein, bei dem in einer ersten Zone die im Schlamm enthaltene freie Flüssigkeit in Richtung der Schwerkraft abtropft. Jedoch wird die natürliche Sedimentationsfolge vom groben zum feinen Partikel infolge der turbulenten Materialaufgabe auf das Filterband und der geringen Sedimentationshöhe gestört, so daß auch bei diesem Verfahren ein hoher Anteil feinster Partikel auf das Filterband gelangt und die Durchlässigkeit für den weiteren Flüssigkeitsentzug beeinträchtigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Kornaufbau des Filterkuchens so zu gestalten, daß dieser sich durch eine hohe Durchlässigkeit gegen Flüssakeit Luft und Dampf auszeichnet und damit günstige Bedingungen für einen FlUssigkeitsentzug oder einen Waschvorgang schafft.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im kennzeichnenden Teil des Anspruches beschriebene Verfahren gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß die auf dem Filtertuch aufliegende gröbere Kornklasse eine poröse und damit eine leicht durchlässige Schicht für die Flüssigkeit der feinen Kornklasse bildet. Die durch Zugabe von Sedimentationsbeschleunigern bei der feinsten Kornklasse bewirkte Ausflockung hat keinen Einfluß auf den Kornaufbau.
Aufgrund der frühzeitigen und besseren Durchlässigkeit des geschichteten Filterkuchens für Luft und Dampf ergibt sich eine bessere Ausnutzung der aktiven Filterfläche in Form einer kürzeren Filtrationsdauer und damit einer einer erhöhten Filterkuchenrate in kg/h je m Filterfläche.
Auch für das Auswaschen wertstoffhaltiger Lösungen, bei denen ein feststofffreies Filtrat erwünscht ist, beispielsweise bei der Goldlaugung, bildet die grobe Kuchenschicht eine natürliche Filterschicht zur Abtrennung uitrafeiner Partikel.
Als weiterer Vorteil ist zu werten, daß die auf dem Filtertuch liegende grobe Kornklasse die Abnahme des Filterkuchens erleichtert und die Versehmutzung des Filtertuches auf ein Minimum reduziert, wodurch der technische Aufwand und die Wartungskosten für die Reinigung des Filter-Buches und die Abnahme des Filterkuchens stark verringert werden.
Ein die Erfindung veranscnoulichendes Beispiel wird anhand der schematisch dargestellten Figur beschrieben und das Ergebnis der mit einer derartigen Anlage gefahrenen Versuche ist in den Tabellen 1-3 aufgezeichnet.
Zur Filterung dient ein Vakuumfilterband 1, bei dem die Flüssigkeit in die unterhalb des materialführenden Trums liegende Vakuumkammer 2 abgesaugt wird. Der zu entwässernde Schlamm 3 wird einem Zyklon 4 oder einer anderen Klassiereinrichtung zugeführt, an dessem/derem Unterlauf die gröbere Kornklasse 5 austritt, die als erste Schicht auf das Filterband aufgegeben wird. Aus dem Überlauf des Zyklons tritt die feinere Kornklasse 6 aus, die ggf. unter Zugabe von Sedimentationsbeschleunigern 7 auf die gröbere Kornklasse aufgetragen wird. Die Trennschnittlage zwischen grober und feiner Kornklasse ist in Abhängigkeit der Korngrößenverteilung und den Eigenschaften des Rohstoffes einstellbar.
Mit vorbeschriebener Anlage wurde ein Steinkohlenflotationskonzentrat mit einer in Tab. 2 aufgezeichneten Korngrößenverteilung mit und ohne Kornklassentrennung entwässert.
Das durch die Kornklassentrennung mittels des Zyklons erzielte Trennergebnis ist in der Tab. 2 aufgezeichnet.
Am Unterlauf des Zyklons treten 44,6 7<o der dem Zyklon zugeführten Masse aus. Dieses zuerst auf das Filterband aufgegebene Konzentrat enthält 88,7 Gewichtsprozente der Kornklasse größer als 0,1 mm und 11,3 Gewichtsprozente kleiner als 0,1 mm und ist gleichzeitig auf 440 g/l eingedickt.
Das am Überlauf anfallende Restkonzentrat enthält 18,0 Gewichtsprozente der Kornklasse größer als 0,1 mm und 82 Gewichtsprozente der Kornklasse kleiner als 0,1 mm und ist auf 114 g/l verdünnt.
Gemäß Tab. 3 werden durch die erfindungsgemäße Sedimentation gegenüber der nicht geordneten Sedimentation die Filterkuchen-Restfeuchte von 18,2 % auf 17,8 7<o, also um 0,4 7<o gesenkt und vor allem die Filterkuchen-2 rate von 500 auf 650 kg/h je m Filterfläche, d.h. um 30 erhöht.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch vorteilhaft bei anderen Maschinenbauarten anwendbar.
Je nach Beschaffenheit des Ausgangsmaterials ann es sich als zweckmäßig erweisen, zur Verbesserung der Zielgröl'¢n der Filtration das Aufgabegut durch Hintereinanderschalten von Kld@siereinrichtungen in mehrere Kornklassen zu trennen.

Tab. 1

Körnung in mm # Gew. %
>0,75 1,5
0,75 - 0,5 8,5
0.5 - 0,3 # 13,5
0,3 - 0,2 9,5
0,2 - 0,1 16,5
0,1 - 0,06 10,5
<0,06 40,0

Tab12

Aufgabegut Unterlaufgut Überlaufgut

Gewichtsanteil >0,1 mm 49,5 % 88,7% 18,0%

der Körnung <0,1 mm 50,5 % 11,3% 82,0%

Masse (Wasser+Feststoff) 100 % 44,6% 55,4%

Feststoffgehalt 260 g/l 440 g/l 114 g/l

Tab. 3

ohne geordnete bei

Sedimentation erfindungsgemäßer

Sedimentation

Kuchen-Restfeuchte 18,2 % 17,8 %

Kuchenrate 500 650

(kg/h) e m² Fitterfläche)

Claims

Patentanspruch Verfahren zur Filtration von unterschiedliche Feinkornklassen aufweisenden Schlämmen mittels Filter mit oder ohne Auswaschung des Filterkuchens, dadurch gekennzeichnet, daß man a) die unterschiedliche Feinkornklassen aufweisenden Schlämme vor Aufgabe auf das Filter mittels einer Klassiereinrichtung in Kornklassen trennt, b) die Kornklassen so auf das Filter aufträgt, daß jeweils die feinere Kornklasse über der gröberen Kornklasse liegt, c) Sedimentationsbeschleuniger vorzugsweise der feinsten Kornklasse zugibt.