DE608094C - Process for reducing the swelling of solid suspensions in heavy fluid structures - Google Patents

Description

Verfahren zur Verminderung der Quellung von Feststoffsuspensionen bei Schwerflüssigkeitstrüben Die an sich bekannten Schwerflüssigkeitsaufbereitungsverfahren, bei denen mit Feststoffsuspensionen gearbeitet wird, haben durchweg den Nachteil, daß durch die Anlagerung und Bindung von Wassermolekülen an der inneren und äußeren Oberfläche der suspendierten Feststoffpartikel eine Quellung der Feststoffteilchen eintritt. Diese Quellung ist verbunden mit einer Volumenvergrößerung der Feststoffteilchen, die ihrerseits eine Erhöhung der Reibung der Teilchen an sich in der Flüssigkeit hervorruft. Die Bindung oder Anlagerung von Wassermolekülen an der inneren und äußeren Oberfläche von Feststoffteilchen in wässerigen Aufschlämmungen, wie Ton, Bauxit, Baryt, Eisenspat usw., ist bekannt; man bezeichnet diesen Vorgang als Hydratisation und das gebundene bzw.' angelagerte Wasser als Hydratwasser. Die durch die Aufnahme von Hydratwasser hervorgerufene Quellung der suspendierten Feststoffteilchen führt nun bei Anwendung der an sich bekannten Schwerflüssigkeitsaufbereitungsverfahren zu einer Hemmung der Beweglichkeit der mittels der genannten Verfahren zu trennenden Stoffgemenge, derart, daß die Stoffe von verschiedenen spezifischen Gewichten nicht mehr frei absinken bzw. aufsteigen können. Die Folge davon ist, daß keine vollkommene Trennung stattfindet. Die spezifisch leichteren Stoffe, die sich an der Oberfläche der Schwerflüssigkeit ansammeln, zeigen noch einen erheblichen Anteil an spezifisch schwereren Stoffen an, und die bei bewegten oder strömenden Schwerflüssigkeiten in das Innere gebrachten Stoffmengen verharren dort, ohne sich in spezifisch leichte, aufsteigende Stoffe und. schwere, absinkende Stoffe zu scheiden. Der Trennungseffekt ist dadurch unvollkommen oder meist gar nicht vorhanden.Process for reducing the swelling of solid suspensions for heavy liquid turbidity The known heavy liquid treatment processes, who work with solid suspensions always have the disadvantage that by the accumulation and binding of water molecules on the inner and outer Surface of the suspended solid particles causes swelling of the solid particles entry. This swelling is associated with an increase in the volume of the solid particles, which in turn increases the friction of the particles themselves in the liquid evokes. The binding or accumulation of water molecules on the inner and outer Surface of solid particles in aqueous slurries such as clay, bauxite, Barite, iron spar, etc., are known; this process is called hydration and the bound or ' accumulated water as hydration water. The by the inclusion Swelling of the suspended solid particles caused by water of hydration leads now with the use of the known heavy liquid treatment process to an inhibition of the mobility of the to be separated by means of the processes mentioned A mixture of substances in such a way that the substances do not have different specific weights can sink or rise more freely. The consequence of this is that there is no perfect Separation takes place. The specifically lighter substances that are on the surface the heavy liquid accumulate, still show a considerable proportion of specific heavier materials, and those with moving or flowing heavy liquids Amounts of substance brought into the interior remain there without being transformed into specifically light, ascending substances and. to separate heavy, sinking material. The separation effect is therefore imperfect or mostly not present at all.

Die heute bekannten, technisch verwertbaren Schwerflüssigkeitstrennungsverfahren, bei denen mit Feststoffaufschlämmungen gearbeitet wird, haben alle den Nachteil einer zu starken Quellung der Feststoffteilchen; es ist daher nicht möglich, mit Hilfe dieser Verfahren eine Trennung solcher Stoffgemenge herbeizuführen, die einen geringeren Körnungsgrad als 5 mm besitzen.The technically usable heavy liquid separation processes known today, which work with solid slurries all have the disadvantage excessive swelling of the solid particles; it is therefore not possible to use With the help of these methods, a separation of such substance mixtures can be achieved have a grain size lower than 5 mm.

Durch Temperaturerhöhung läßt sich die Quellung nicht rückgängig machen oder vermindern; es wurde im Gegenteil in der Mehrzahl der Fälle festgestellt, daß beim Erwärmen von Feststoffsuspensionen die Hydratisation bzw. Quellung der Feststoffteilchen zunimmt und die Beweglichkeit der Trübe entsprechend geringer wird.The swelling cannot be reversed by increasing the temperature or decrease; on the contrary, in the majority of cases it was found that when solid suspensions are heated, the hydration or swelling of the solid particles increases and the mobility of the turbidity is correspondingly lower.

Durch Anwendung chemisch wirkender Mittel, wie z. B. Eisenchlorid, Aluminiumsulfat usw., läßt sich die Quellung bei Feststoffsuspensionen zwar herabsetzen; es zeigte sich jedoch, daß die durch diese Mittel erzielbare Quellungsverminderung zu gering ist, um eine Verbesserung des Trennungseffektes bei der Schwerflüssigkeitsaufbereitung herbeizuführen.By using chemically acting agents, such as. B. ferric chloride, Aluminum sulfate, etc., the swelling of solid suspensions can be reduced; however, it was found that the reduction in swelling that can be achieved by these agents is too low to improve the separation effect in heavy liquid treatment bring about.

Es wurde nun gefunden, daß die Quellung von Feststoffsuspensionen bei Schwerflüssigkeitstrüben vermindert werden kann durch Verwendung von Oxyfettsäuren oder deren Salze. Durch geringe Mengenzusätze von Oxyfettsäuren oder deren Salze pro Kubikmeter Schwerflüssigkeitstrübe kann die Quel-(ung von Feststoffsuspensionen so erheblich vermindert und dadurch die Reibung der Feststoffteilchen an sich in der Schwerflüssigkeitstrübe so verringert werden, daß es gelingt, mit derselben auch Stoffgemenge von verschiedenen spez. Gewichten bis herunter zu einer Körnung von etwa o18 mm zu trennen. Bei Anwendung der richtigen Zusatzmenge ist es möglich, die Quellung der Feststoffsuspensionen von Schwerflüssigkeitstrüben wahlweise herabzusetzen, so daß nun selbst bei Verarbeitung feinkörniger Stoffgemenge nach den Schwerflüssigkeitstrennungsverfähren Trennungsgrade von 85 bis 9ö % erzielt werden können.It has now been found that the swelling of solid suspensions in heavy fluid turbidity can be reduced by using oxy fatty acids or their salts. By adding small amounts of oxy fatty acids or their salts per cubic meter of heavy liquid slurry, the swelling of solid suspensions so considerably reduced and thereby the friction of the solid particles per se in the heavy liquid slurry can be reduced so that it succeeds with the same also amounts of substances of different spec. Weights down to one grain separated by about 18 mm. When using the correct additional amount, it is possible to optionally reduce the swelling of the solid suspensions of heavy liquid pulp, so that now even when processing fine-grained material mixtures according to the heavy liquid separation process Degrees of separation of 85 to 90% can be achieved.

Die Herabsetzung der Quellung von Schwerflüssigkeitstrüben kommt vor allen Dingen den bekannten Schwerflüssigkeitstrennungsverfahren für die Kohlenaufbereitung zugute. Diese Verfahren waren bisher infolge der geringen Beweglichkeit der Trübe nur für die gröberen Kornklassen, d. h. für Kohle über 5 mm Korndurchmesser, anwendbar. Die Feinkohlen, die meist in einer Körnung von 5 bis o mm vorliegen, konnten in den meisten Fällen mit Hilfe der bekannten Schwerflüssigkeitstrennungsverfahren nicht aufbereitet werden. Bei Verwendung von Schwerflüssigkeitstrüben, die mit Oxyfett-@säuren behandelt sind, gelingt es nun auch, die Feinkohle von 5 bis etwa o18 mm mit gutem Trennungsgrad aufzubereiten.The swelling of heavy fluid turbidity is reduced all things the well-known heavy liquid separation process for coal processing benefit. These methods have hitherto been due to the low mobility of the slurry only for the coarser grain classes, d. H. Can be used for coal with a grain diameter of more than 5 mm. The fine coals, which are mostly available in a grain size of 5 to 0 mm, could be in in most cases with the help of the known heavy liquid separation processes cannot be processed. When using heavy liquid pulp containing oxyfett @ acids are treated, it is now also possible to treat the fine coal from 5 to about 18 mm with good To prepare degree of separation.

Zur Erläuterung der Wirkung der mit Oxyfettsäuren behandelten Schwerflüssigkeitstrüben seien folgende Beispiele aus dem Gebiet der Feinkohlenaufbereitung aufgeführt-Beispiel I iooo g einer Fettkohle aus dem Ruhrgebiet von 5 bis o18 mm Korngröße wurden in einer aus fein gemahlenem Baryt und Wasser her-' gestellten Schwerflüssigkeit von 1,46 spei. Gewicht bei einer Temperatur von ro bis 1a° C getrennt. Bezogen auf Zoo Teile Feinkohle wurden folgende Produkte gewonnen: a) Produkt Gewichts- Asche- Asche- Asche- prozent prozent kg Ausbr. Kohle 74,9 9,4 7,04 26,60/0 Berge 25,1 77,6 19,46 73,40/0 Feinkohle xoo,o (26,5) 26,50 xoo,o % Ein Vergleichsversuch mit gleicher Schwerflüssigkeit, jedoch mit Zusatz von 5o g Zuckersäure, bezogen auf i cbm Schwerflüssigkeit, ergab unter sonst gleichen Bedingungen: b) Produkt Gewichts- Asche- Asche- Asche- prozent prozent kg Ausbr. Kohle 70,2 3,1 2,17 8,40/'o Berge 2g,8 79,6 23,70 91,6% Feinkohle ioo,o (25,8) 25,80:100,01/0 DieScheideanalyse mit organischer Schwerelösung ergab bei einem spez. Gewicht von 1,46 folgende theoretischen Werte: 68,4 Gewichtsprozent Kohle mit 2,4 % Asche, 31,6 Gewichtsprozent Berge mit 77,9 0j0 Asche. Die Vergleichsversuche a und b zeigen, daß bei Anwendung des Zusatzmittels der beste Trennungseffekt zwischen Kohle und Bergen erreicht wurde.The following examples from the field of fine coal processing are given to explain the effect of the heavy liquid turbidity treated with oxy fatty acids: Example Iooo g of a fatty coal from the Ruhr area with a grain size of 5 to 18 mm were poured into a heavy liquid of 1 made from finely ground barite and water , 46 spei. Weight separated at a temperature of ro to 1a ° C. In relation to zoo parts fine coal, the following products were obtained: a) Product Weight Ash Ash Ash percent percent kg outbreak. Coal 74.9 9.4 7.04 26.60 / 0 Mountains 25, 1 77.6 19.46 73.40 / 0 Fine coal xoo, o (26.5) 26.50 xoo, o% A comparative test with the same heavy liquid, but with the addition of 50 g of sugar acid, based on 1 cbm of heavy liquid, resulted under otherwise identical conditions: b) Product Weight Ash Ash Ash percent percent kg outbreak. Coal 7 0 2 3.1 2.17 8.40 / 'o Mountains 2g, 8 7 9 , 6 23.7 0 91.6% Fine coal 100.0 (25.8) 25.80: 100.01 / 0 The separation analysis with organic gravity solution resulted in a spec. Weight of 1.46 following theoretical values: 68.4 percent by weight coal with 2.4% ash, 31.6 percent by weight mountains with 77.9 % ash. Comparative experiments a and b show that the best separation effect between coal and mountains was achieved when the additive was used.

Beispiel II iooo g einer Gasflammkohle von 5 bis o18 mm Korngröße wurden in einer aus fein gemahlenem Baryt, Ton und Wasser hergestellten Schwerflüssigkeit von 1,45 spez. Gewicht bei einer Temperatur von io bis i2° C getrennt. Aus Zoo Teilen Feinkohle wurden erhalten: ' a) Produkt Gewichts- Asche- Asche- Asche- prozent prozent kg Ausbr. Kohle 87,9 913 8,15 46,2 0/0 Berge 12,1 78,4 9,48 53,80I0 Feinkohle ioo,o (12,65) 17,65 100,0"/" Bei Verwendung der gleichen Baryttontrübe von 1,45 spez. Gewicht, jedoch mit Zusatz von 40 g Gluconsäure pro Kubikmeter Schwerflüssigkeit wurden aus der gleichen Gasflammkohle erhalten: b) Produkt Gewichts- Asche- Asche- Asche- prozent prozent kg Ausbr. Kohle 7910 2,4 1,89 11,01/, Berge 21,0 72,9 15,32 89,00/0 Feinkohle ioo,o (17,21) 17,21 ioo,o 0/0 Laut Scheideanalyse enthält die Feinkohle bei 1,45 spez. Gewicht: 77,o Gewichtsprozent Kohle mit 1,2 % Asche, 23,o Gewichtsprozent Berge mit 73,2 % Asche. Durch Anwendung des Zusatzmittels gelang es in Versuch b nahezu einen theoretischen Trennungseffekt zu erzielen.EXAMPLE II 10000 g of a gas flame coal with a grain size of 5 to 18 mm were in a heavy liquid of 1.45 spec. Produced from finely ground barite, clay and water. Weight separated at a temperature of 10 to 12 ° C. From zoo parts fine coal were obtained: ' a) Product Weight Ash Ash Ash percent percent kg outbreak. Coal 87.9 9 13 8.15 46.2 0/0 Mountains 12.1 78.4 9.48 53.80 I0 Fine coal ioo, o (12.65) 17.65 100.0 "/" When using the same baryttone pulp of 1.45 spec. Weight, but with the addition of 40 g of gluconic acid per cubic meter of heavy liquid, were obtained from the same gas flame coal: b) Product Weight Ash Ash Ash percent percent kg outbreak. Coal 791 0 2.4 1 89 11.01 /, Mountains 21.0 72.9 15.32 89.00 / 0 Fine coal ioo, o (17.21) 17.21 ioo, o 0/0 According to separation analysis, the fine coal contains at 1.45 spec. Weight: 77, o percent by weight coal with 1.2% ash, 23.o percent by weight mountains with 73.2% ash. By using the additive, it was possible in experiment b to achieve almost a theoretical separation effect.

Beispiel III 50o g einer Magerfeinkohle 5 bis o,8 mm Korngröße wurden in einer aus fein gemahlenem Eisenspat, Ton und Wasser hergestellten Schwerflüssigkeit bei einem spei. Gewicht von 1,51 und einer Temperatur von io bis 12° C getrennt. Hierbei wurden aus ioo Teilen Feinkohle gewonnen: Produkt Gewichts- Asche- Asche- Asche- prozent prozent kg Aüsbr. Kohle 8o,5 3,1 2,49 1:4,61/0 Berge 19,5 74,6 1455 8540/0 Feinkohle ioo,o (17,o4) 17,04 ioo,o °/o Bei Durchführung der Trennung in der gleichen Eisenspattontrübe von 1,5, spez. Gewicht, jedoch mit Zusatz von q.o g Weinsäure pro Kubikmeter Schwerflüssigkeit entfielen aus derselben Magerfeinkohle folgende Produkte: Produkt Gewichts- Asche- Asche- Asche- prozent prozent kg Ausbr. Kohle 78,4 i,8 1,41 8,3 0/0 Berge 21,6 72,5 1567 9i,70/0 Feinkohle ioo,o (17,o8) 17,o8 ioo,o °/" Die theoretischen Gehalte der Magerfeinkohle waren laut Scheideanalyse bei i,5 i spei. Gewicht: 76,4 Gewichtsprozent Kohle mit i,o °/o Asche, 23,6 Gewichtsprozent Berge mit 7o,3 % Asche. Auch im vorliegenden Beispiel wurde durch Verwendung des Zusatzmittels zur Eisenspattontrübe das günstigste Trennungsergebnis zwischen Kohle und Bergen erreicht.EXAMPLE III 50o g of a fine lean coal with a grain size of 5 to 0.8 mm were poured into a heavy liquid prepared from finely ground iron spar, clay and water at a spei. Weight of 1.51 and a temperature of 10 to 12 ° C separately. Here, fine coal was obtained from 100 parts: Product Weight Ash Ash Ash percent percent kg ousbr. Coal 8o, 5 3.1 2.49 1: 4.61 / 0 Mountains 19.5 74.6 1455 8540/0 Fine coal ioo, o (17, o4) 17.04 ioo, o ° / o When carrying out the separation in the same iron spatton slurry of 1.5, spec. Weight, but with the addition of qo g tartaric acid per cubic meter of heavy liquid, the following products were omitted from the same lean fine coal: Product Weight Ash Ash Ash percent percent kg outbreak. Coal 78, i 4, 8 1.41 0/0 8.3 Mountains 21.6 7 2 , 5 1567 9i, 70/0 Fine coal ioo, o (17, o8) 17, o8 ioo, o ° / " According to the separation analysis, the theoretical contents of the lean fine coal were 1.5%. Weight: 76.4 percent by weight coal with 100% ash, 23.6 percent by weight mountains with 70.3% ash. In the present example, too, the most favorable separation result between coal and mountains was achieved by using the additive for iron spatton pulp.

Die zur Verminderung der Quellung von Feststoffsuspensionen bei Schwerflüssigkeitstrüben benötigten Mengenzusätze an Oxyfettsäuren oder deren Salzen liegen im allgemeinen zwischen 2o bis 6o g pro Kubikmeter Trübe; sie können für Sonderfälle höher oder geringer sein. Der Zusatz der Mittel kann entweder in festem Zustande oder als Lösung erfolgen, jedoch erscheint es erfahrungsgemäß zweckmäßig, den Zusatz eine gewisse Zeit vor der Verwendung der Sch`verflüssigkeit als Trennungsmedium vorzunehmen, damit die gewünschte Verminderung der Quellung sich rechtzeitig einstellen kann.To reduce the swelling of solid suspensions in heavy fluid turbidity Required amounts of oxyfatty acids or their salts are generally added between 2o to 6o g per cubic meter of pulp; they can be higher or higher for special cases be less. The agent can be added either in a solid state or as a solution take place, however, experience has shown that it is advisable to add a certain amount Time before using the shear fluid as a separation medium, so that the desired reduction in swelling can be achieved in good time.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Verminderung der Quellung von Feststoffsuspensionen bei Schwerflüssigkeitstrüben, gekennzeichnet durch die Verwendung von Oxyfettsäuren. z. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung von Salzen der Oxyfettsäuren.PATENT CLAIMS: i. Process for reducing the swelling of solid suspensions in heavy fluid turbidity, characterized by the use of oxy fatty acids. z. The method according to claim i, characterized by the use of salts of Oxy fatty acids.