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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum
Zerkleinern von körnigem Erzmaterial.
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Im bekannten Stand der Technik ist aus DE-C-40 02 29 eine Kugelmühle zum Zerkleinern von
Material mit Flüssigkeit bekannt. In ein Ende der Mühlentrommel werden kontinuierlich
Material und Flüssigkeit eingespeist und schlammig zerkleinertes Material wird am anderen Ende
ausgetragen.
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Im bekannten Stand der Technik ist eine Rostaustragsmühle bekannt, wodurch grobkörniges
Erzmaterial zur Weiterverarbeitung, insbesondere zur Flotation oder andere derartige
Verdichtungen, zerkleinert wird. Bei dem in einer Rostaustragsmühle angewendeten
Naßzerkleinerungsprozeß ist es typisch, daß die Schlammdichte in der Prozeßspeise in der Größenordnung
von 50-65% nach Gewicht ist, das heißt, daß das Feststoff/Wasser - Verhältnis in dem in
die Mühle einzuspeisenden Material gleich oder größer als 1 ist, und daß besagte
Schlammdichte praktisch immer gleich der Dauerzustandsdichte des in der Mühle gebildeten Schlamms
ist. In diesem Fall bewegen sich die Materialien in der Mühle immer als eine sogenannte
Idealströmung weiter, in welchem Fall sich Wasser und Feststoffe auf der selben
Geschwindigkeitsstufe durch die Mühle weiter bewegen. Daher ist es das traditionelle Verständnis gewesen, daß
ein gut arbeitender Zerkleinerungsprozeß selbstverständlich ein hochvolumetrisches Füllen der
Mühle und eine hohe Schlammdichte beinhaltet. Von der Rostaustragsmühle ist das Produkt
von der Austragsöffnung der Mühle als eine dickflüssige Strömung erhalten werden.
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Ein Nachteil bei den oben beschriebenen gewöhnlichen Mühlen und Zerkleinerungsprozessen
besteht darin, daß das Erzmaterial leicht überzerkleinert oder verschleimt wird, das heißt, daß
ein Teil des Materials in zu kleine Partikel zerkleinert wird. Dies führt Probleme bei der
Weiterverarbeitung des von Erzmaterial zerkleinerten Produkts herbei. Ein weiterer Nachteil
besteht darin, daß das Verschleimen viel Energie verbraucht; wie wohl bekannt ist, ist
Feinzerkleinerung eine im hohen Maße Energie verbrauchender Prozeß.
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Im bekannten Stand der Technik ist aus US-3094289 ein Verfahren und eine Einrichtung zum
Zerkleinern von Gestein wie etwa Erzmaterial bekannt. Das Erzmaterial und Wasser werden in
eine rotierenden Zerkleinerungstrommel eingespeist, worin sich das Material selbst quetscht.
Das Erzmaterial besteht aus einer willkürlichen Mischung aus grob- und feinkörnigen Stücken.
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Eine Mischung aus Wasser, feinkörnigen und übergroßen Partikeln wird von der
Zerkleinerungskammer ausgetragen und zur Abtrennung des Feinen und Rückführung der Übergrößen in
die Zerkleinerungskammer klassiert oder gesiebt. Es gibt keine Zerkleinererzuladung, sondern
nur das in Wasser zu zerkleinernde Material. Es wird versucht, die Partikelgrößenverteilung
und die Dichte des feinkörnig zerkleinerten Materials in einem vorbestimmten Bereich zu
halten, um das Wasservolumen zu steuern, das der Mühle durch die Vorrichtung zugesetzt wird,
welche die Dichte des Pulpeaustrags von der Mühle messen und bei der Ermittlung von
Veränderungen der Speise automatisch das der Mühle zugesetzte Wasservolumen einstellen kann.
Des weiteren werden zur Verwirklichung des gewünschten Ausstoßes verschiedene
Klassierungseinrichtungen in der Mühle verwendet. Ein Nachteil besteht darin, daß der Steuerprozeß
kompliziert ist, da er sich über den ganzen Zerkleinerungsprozeß, sogar einschließlich der
Klassierung, erstreckt und so das Resultat ungewiß ist.
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In praktischen Prozessen von industriellen Ausmaßen findet die Zerkleinerung von Erzmaterial
fast ausnahmslos in einem kontinuierlichen Ablauf statt. In Versuchen im Labormaßstab ist die
Zerkleinerung traditionell in einem satzweisen Zerkleinerungsprozeß durchgeführt worden.
Jedoch ist es die allgemeine Vorstellung, daß satzweise Zerkleinerung und kontinuierliche
Zerkleinerung zu unterschiedlichen Endprodukten führen - ersteres ergibt mehr feinkörniges
Material in der Korngrößenverteilung als letzteres. Je weicher das zu zerkleinernde Material, desto
größer der Unterschied. Folgerichtig liefert die Zerkleinerung von Experimentalmaterial im
Versuch nicht notwendigerweise eine korrekte Vorhersage für das im industriellen Maßstab
erzeugte Produkt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Zerkleinerungsprozeß zu verbessern,
insbesondere den Prozeß im Labormaßstab. Jedoch ist zu würdigen, daß das Verfahren der
Erfindung ebenfalls für einen Prozeß im industriellen Maßstab geeignet ist.
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Das Verfahren der Erfindung wird gekennzeichnet durch die neuartigen charakteristischen
Merkmale, welche im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgelistet sind.
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In dem Verfahren der Erfindung besteht die verwendete Speise aus vorzerkleinertem
Erzmaterial und Wasser, welche einer Mühle zugeführt wird, die als Zerkleinerungsvorrichtung dient,
welche eine mit einer Zerteilerzuladung wie etwa einer Kugelladung ausgestattete Zerkleinerungskammer
enthält, in welcher Zerkleinerungskammer die Feststoffe zerkleinert werden und
von der Zerkleinerungskammer ein Mühlenprodukt mit einer bestimmten
Korngrößenverteilung erhalten wird. Gemäß der Erfindung
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- ist der Feststoffgehalt in der Speise, Speiseschlammdichte genannt, auf 45% nach Gewicht
oder weniger eingestellt, in welchem Fall der Feststoffgehalt des in der Zerkleinerungskammer
zu bearbeitenden Schlamms eine Dauerzustandsschlammdichte einstellt, die höher als die
Speiseschlammdichte ist, und
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- wird das vom Unterschied der Schlammdichten gebildete überschüssige freie Wasser dazu
gebracht, durch die Zerkleinerungskammer zu strömen und das Mühlenprodukt während des
Zerkleinerungsprozesses in fein- und grobkörnige Feststoffe zu klassieren, so daß das
Mühlenprodukt, welches eine bestimmte Korngröße erreicht hat, aus dem Zerkleinerungsprozeß heraus
gespült wird.
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Nun werden die im Zerkleinerungsprozeß zu bearbeitenden Feststoffe klassiert, so daß das
grobkörnige Material im Schlamm länger im Mühlenzerkleinerungsprozeß bleibt, wobei das
feinkörnige Material einher gehend mit der Überschußwasserströmung schneller von der Mühle
ausgetragen wird, und die Korngrößenverteilung im zerkleinerten Produkt wird im
wesentlichen auf einer Höhe festgesetzt, welche wesentlich weniger feinkörnige Elemente enthält, als
bei einer normalen Zerkleinerung mit hoher Schlammdichte. Infolgedessen findet die erste
Stufe der Klassierung im Zerkleinerungsprozeß mittels der Wasserströmung statt.
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In einem spezielleren Zerkleinerungsverfahren der Erfindung wird die Speiseschlammdichte so
eingestellt, daß ihr Feststoffgehalt innerhalb des Bereichs von 25-45% nach Gewicht liegt, in
welchem Fall sich die Dauerzustandsschlammdichte in der Zerkleinerungskammer innerhalb
des Bereichs von 45-65% nach Gewicht einstellt.
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Jedoch wird darauf hingewiesen, daß die Schlammdichte der Speise unter 25% nach Gewicht
fallen kann; sie kann sogar innerhalb des Bereichs von 15-25% nach Gewicht liegen. Die
Untergrenze der Schlammdichte der Speise wird letztendlich durch den nächsten Prozeß
eingestellt, der normalerweise ein Verdichtungsprozeß ist, wie etwa eine Flotation oder dergleichen.
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In einem Flotationsprozeß ist die Schlammdichte in der Größenordnung von 15-20% nach
Gewicht.
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Eine Zerkleinerungsvorrichtung für die Durchführung des Verfahrens der Erfindung enthält
eine mit einer Zerkleinerungskammer ausgestattete Mühle und eine Zerkleinererzuladung, wie
etwa eine darin enthaltene Kugelzuladung zur korrekten Ausführung des Zerkleinerns, wobei
besagte Mühle Beschickungs- und Austragsöffnungen, Beschickungsmittel zur Beschickung
der Mühle mit aus vorzerkleinertem Erzmaterial und Wasser zusammengesetzter Speise durch
die Beschickungsöffnung und die Austragsmittel zur Entlassung des Mühlenprodukts aus der
Mühle enthält und besagtes Mühlenprodukt eine bestimmte Korngrößenverteilung aufweist.
Gemäß der Erfindung enthalten die Beschickungsmittel
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- eine Einstelleinrichtung zum Einstellen der Speiseschlammdichte auf 45% nach Gewicht
oder weniger, in welchem Fall der Feststoffgehalt des in der Zerkleinerungskammer zu
bearbeitenden Schlamms eine solche Dauerzustandsschlammdichte einstellt, die höher als die
Speiseschlammdichte ist, und
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- Mittel zum Klassieren des Mühlenprodukts in feinkörnige und grobkörnige Feststoffe
während des Zerkleinerungsprozesses, so daß der Teil des Mühlenprodukts, der eine bestimmte
Korngröße erreicht hat, mit dem vom Unterschied der Schlammdichten gebildeten und zur
Strömung durch die Zerkleinerungskammer gebrachten überschüssigen freien Wasser aus dem
Zerkleinerungsprozeß heraus gespült wird.
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Die Schlammdichte der Speise ist auf eine Höhe eingestellt, welche in der Größenordnung von
maximal 45% nach Gewicht liegt, aber eindeutig darunter fallen kann. In diesem Fall wird im
Zerkleinerungsprozeß im Verhältnis zu den Feststoffen so viel Wasser verwendet, daß das
Mühlenprodukt, das eine bestimmte Korngröße erreicht hat, schneller aus der
Zerkleinerungskammer der Zerkleinerungsvorrichtung gespült wird, als das grobkörnigere Element und dieses
grobkörnigere Element in der Zerkleinerungskammer verbleibt, bis es auf die gewünschte
Größe zerkleinert ist. Bei diesem Typ von Zerkleinerungsvorrichtung findet die erste
Klassierungsstufe mittels der Wasserströmung statt.
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Das Betriebsprinzip im Zerkleinerungverfahren der Erfindung ist Klassierung. Es ist ein Vorteil
dieses Zerkleinerungsprozesses, daß die Korngrößenverteilung des verwirklichten
Mühlenprodukts auf eine solche Weise optimiert wird, daß es nicht länger bemerkenswerte Mengen von
überzerkleinerten feinkörnigen Feststoffen beinhaltet, wie es oft bei bekannten
Zerkleinerungsprozessen der Fall ist. Die Optimierung der Korngrößenverteilung beruht auf der Realisierung,
daß die Schlammdichte der Speise relativ niedrig gehalten wird, das heißt, daß die
Wassermenge im Verhältnis zu den Feststoffen groß gehalten wird, in welchem Fall in der
Mühlenzerkleinerungskammer eine Dauerzustandsschlammdichte gebildet wird, die höher als die
Speiseschlammdichte ist. Nun durchläuft das Überschußwasser die Zerkleinerungskammer merklich
schneller als die Feststoffe. Dieses durch die Zerkleinerungskammer spülende Wasser befördert
wirksam die feinen Korngrößenklassen von Feststoffen durch die Zerkleinerungskammer.
Daher werden die feinen Korngrößenklassen vor der Verschleimung bewahrt.
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Ein weiterer Vorteil des Zerkleinerungsverfahrens der Erfindung ist die eingesparte Energie; es
ist wohl bekannt, daß das Zerkleinern von feinkörnigem Material in noch feinkörnigeres
Material ein Prozeß ist, der viel Energie erfordert. Durch Anwendung des Verfahrens der Erfindung
ist das Überzerkleinern von feinkörnigen Materialien verhinderbar. Dies ist ein Vorteil für viele
Verdichtungsprozesse, weil das besonders feinkörnige Material (Schleim) den Prozeß
schwieriger macht (erhöht Kosten und schwächt gleichzeitig das erhaltene Verdichtungsergebnis).
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Die Erfindung und ihre Vorteile werden nachstehend mit Bezug auf die anliegenden
Zeichnungen genauer beschrieben, wo
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Fig. 1 eine Zerkleinerungsvorrichtung für die Durchführung des Verfahrens der
Erfindung illustriert;
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Fig. 2 die Mühle der Zerkleinerungsvorrichtung in einem in Längsrichtung entlang
ihrer Achse genommenen Vertikalschnitt illustriert;
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Fig. 3 ein entlang der Linie A-A der Mühle von Fig. 2 genommener Schnitt ist;
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Fig. 4 die Abhängigkeit der Mühlenkapazität von der Größe der Kugelzuladung anhand
einiger geprüfter Erzmaterialien illustriert;
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Fig. 5 die Abhängigkeiten der Mühlenkapazität, der Kugelzuladung und der
Mühlenspeise anhand eines Erzmaterials illustriert;
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Fig. 6 die Abhängigkeiten der Mühlenkapazität, die Kugelzuladung und der
Mühlenspeiseschlammdichte anhand eines weiteren Erzmaterials illustriert;
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Fig. 7 die Abhängigkeiten der Mühlenkapazität, die Kugelzuladung und der
Mühlenspeiseschlammdichte anhand eines dritten Erzmaterials illustriert;
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Fig. 8 die Strömungsvolumina des durch die Mühle strömenden freien Wassers anhand
unterschiedlicher Speiseschlammdichten illustriert;
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Fig. 9 die Verzögerungszeiten von Feststoffen und Wasser in der Mühle anhand
unterschiedlicher Speiseschlammdichten illustriert;
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Fig. 10 das Verhältnis der Mühlenbeschickungsrate zur Kapazität anhand
unterschiedlicher Speiseschlammdichten für ein Erzmaterial illustriert;
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Fig. 11 das Verhältnis der Mühlenbeschickungsrate zur Kapazität anhand
unterschiedlicher Speiseschlammdichten für ein weiteres Erzmaterial illustriert;
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Fig. 12 die Verzögerungszeiten von Feststoffen und Wasser in der Mühle anhand
unterschiedlicher Beschickungsraten und Schlammdichten der Speise illustriert;
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Fig. 13 die gemessenen Werte der Korngrößenverteilung des Mühlenprodukts eines
bestimmten Erzmaterials anhand unterschiedlicher Speiseschlammdichten
illustriert; und
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Fig. 14 eine weitere Mühle der Zerkleinerungsvorrichtung im entlang der Längsachse
genommenen Schnitt illustriert.
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Die Zerkleinerungsvorrichtung für die Durchführung des Verfahrens der Erfindung
wird in Fig. 1 schematisch illustriert. Die Zerkleinerungsvorrichtung enthält eine Mühle,
welche in den Fig. 2 und 3 genauer dargestellt wird. Die Mühle 1 ist mit einer
Zerkleinerungskammer 2 ausgestattet. Die Zerkleinererzuladung 3, in diesem Fall eine Kugelzuladung, ist zur
Verwirklichung der korrekten Zerkleinerung in der Zerkleinerungskammer 2 angeordnet. Die
Zerkleinerungskammer 2 ist ein zylindrischer Raum, dessen gegenüber liegende Enden mit
einer Beschickungsöffnung 4 und einer Austragsöffnung 5 ausgestattet sind. Die
Zerkleinerungskammer 2 ist auf Rollen 6 angeordnet, wodurch die Zerkleinerungskammer 2 um ihre
Längsachse B-B gerollt werden kann.
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Die Zerkleinerungsvorrichtung enthält ferner Beschickungsmittel zur Beschickung des durch
vorzerkleinertes Erzmaterial und Wasser gebildeten Schlamms, das heißt der Speise, in die
Zerkleinerungskammer 2 der Mühle 1 durch die Beschickungsöffnung 4. Beziehungsweise
enthält die Zerkleinerungsvorrichtung Austragsmittel zum Austragen des Mühlenprodukts von
der Zerkleinerungskammer 2 der Mühle 1 durch die Austragsöffnung 5. Die
Beschickungsmittel enthalten eine Einrichtung zur Einstellung der Schlammdichte, welche Einrichtung in dieser
Ausführungsform einen Schwingbeschicker 7 oder einen entsprechenden Beschicker, und eine
in Verbindung damit vorgesehene Waage 8 zum Wiegen der durch den Schwingbeschicker
einzuspeisenden Feststoffe, und einen Wassertank 9 oder dergleichen, eine Waage 10 zum
Wiegen des Wassertanks und eine Pumpe 11 zum Pumpen von Wasser enthält. Der Auslaß des
Schwingbeschickers 7 ist mit dem Beschickungskanal 12 der Mühle 1 verbunden, und der
Beschickungskanal ist ferner über die Beschickungsöffnung 4 mit der Zerkleinerungskammer 2
verbunden. Ebenso ist der Auslaß der Wasserpumpe 11 mit dem Beschickungskanal 12
verbunden. Die Einrichtung zur Einstellung der Schlammdichte enthält auch eine Steuereinheit 42
zur Ausgabe von Feststoffen und Wasser in geeigneten Proportionen und als ein geeignetes
Gesamtvolumen.
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Mittels der oben beschriebenen Beschickungsglieder werden die in die Mühle 1
einzuspeisenden ziemlich großkörnigen Feststoffe und Wasser im Beschickungskanal 12 in gewissen
Gewichtsproportionen gemischt, so daß die gewünschte Schlammdichte für die Speise erzielt
wird. Die Einstellung der Schlammdichte wird durch Einstellung des Schwingbeschickers 7
und der Pumpe 11 auf der Grundlage der durch die Waagen 8 und 10 bestimmten
Gewichtsinformationen mittels der Steuereinheit 42 verwirklicht.
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Offensichtlich können die Beschickungsglieder mittels anderer Einrichtungen verwirklicht
werden, als jene zur Ausgabe der Speise, das heißt Wasser und Feststoffe, in die Mühle und zur
Definition und Einstellung der Schlammdichte oben vorgeschlagenen.
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Die Speise, welche so aus körnigen Feststoffen und Wasser gebildet wird, wird über den
Beschickungskanal 12 und die Beschickungsöffnung 4 zur Zerkleinerungskammer 2 der Mühle 1
geleitet. Im Zerkleinerungsprozeß wird die Zerkleinerungskammer 2 mittels der
Rotationseinrichtung 6 um ihre Längsachse B-B rotiert. Nun bewegt sich die aus einzelnen
Zerkleinererstücken, wie etwa Kugeln 13, zusammengesetzte Zerkleinererzuladung 3, wie etwa eine
Kugelzuladung, am Boden der Zerkleinerungskammer 2, und während sie sich bewegt und rollt,
zerkleinert sie die in die Zerkleinerungskammer 2 eingespeisten Feststoffe in kleiner und kleiner
werdende Partikel.
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Die Rolleinrichtung 6 enthält zwei horizontale, parallel zueinander verlaufende Achsen 6; 6%
6b, von denen eine, zum Beispiel die Rotationsachse 6a, am vorteilhaftesten mittels eines
Elektromotors und einer geeigneten Übertragungseinrichtung rotiert wird. Zur zuverlässigen
Messung der durch die Mühle 1 erforderlichen tatsächlichen Energie, das heißt der
Rotationsenergie, wird eine geeignete Drehmomentmeßeinrichtung an die Rotationsachse 6a
angeschlossen, um die darauf gerichtete Drehmomentbelastung zu messen. Eine solche
Drehmomentmeßeinrichtung ist beispielsweise ein an die Rotationsachse 6a angeschlossener
Belastungsmeßfühler. Nun wird die Rotationsenergie unmittelbar an der Rotationsachse gemessen, die
durch einen Elektromotor oder einem ähnlichen Servomotor rotiert wird, in welchem Fall die
durch die Mühle erforderliche Energie unmittelbar gemessen wird.
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In der Ausführungsform von Fig. 2 sind in Verbindung mit der Austragsöffnung 5 der
Zerkleinerungskammer 2 der Mühle 1 Austragsmittel vorgesehen. Die Austragsmittel enthalten
vorteilhafterweise eine Pumpeinrichtung, welche in dieser Ausführungsform von Fig. 2 und 3
mittels eines Pump- und Siebklassierers 14 verwirklicht wird. Die Bewegung von grobkörnigen
Feststoffen durch die Zerkleinerungskammer 2 zur Austragsöffnung 5 wird mittels des
Klassierers 14 verhindert; sie werden in die Zerkleinerungskammer 2 zurückgeführt, um durch die
Kugelzuladung 3 weiter zerkleinert zu werden. Nur solche Elemente des Mühlenprodukts
werden durch den Klassierer 14 aus der Mühle entlassen, die unter eine bestimmte Korngröße
fallen.
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Der Klassierer 14 enthält einen Sieb 15, der in Siebsegmente aufgeteilt ist, vorteilhafterweise in
vier ähnliche und gleich große Siebsegmente 16, 17, 18, und 19. Die Siebsegmente sind
innerhalb eines zylindrischen Gehäuses 20 angebracht. Jedes Siebsegment 16, 17, 18 und 19 enthält
eine sich direkt von der Achse B-B radial auswärts erstreckende Segmentseite 22, 23, 24 und
25. Die Sieboberflächen 26, 27, 28 und 29 sind zwischen besagten Seiten 22, 23, 24 und 25 auf
einer vertikal zur Achse B-B verlaufenden Fläche angeordnet, so daß sich die
Sieboberflächen von der ersten Segmentseite 22 zur zweiten Segmentseite 23 und so weiter
erstrecken und ebenfalls so, daß sich die Befestigungspunkte in den Segmentseiten im
Verhältnis zur Achse B-B auf unterschiedlichen Höhen befinden.
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Der Sieb 15 ist mit einer Frontplatte 21 ausgestattet. Die Frontplatte 21 ist derart mit
Öffnungen versehen, daß sich die Öffnungen 30, 31, 32 und 33 der ersten Gruppe in der Nähe des
Umfangs eines jeden Siebsegments nahe dem zylindrischen Gehäuse 20 und angrenzend an die
Segmentseite 22, 23, 24 und 25 mit Bezug auf die Rotationsrichtung C nächststehend nach der
fraglichen Seite befinden. Beziehungsweise sind die Öffnungen 34, 35, 36 und 37 der zweiten
Gruppe in Verbindung mit jedem Siebsegment nahe der Achse B-B und der Austragsöffnung
5 angeordnet, so daß sie sich angrenzend an die Segmentseiten 22, 23, 24 und 25 in
Rotationsrichtung C gesehen vor besagten Seiten befinden, wie in Fig. 3 zu sehen ist. Die Öffnungsgröße
der Sieboberflächen 26, 27, 28 und 29 des Siebs 15 kann vorteilhafterweise je nach zu
zerkleinerndem Material im Bereich 10-200 um ausgewählt werden. Die Wahl der
Sieböffnungsgröße beeinflußt unmittelbar die Korngröße, welche klassiert wird.
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Im Zerkleinerungsprozeß wird die Speiseschlammdichte so eingestellt, daß ihr Trockengehalt
im Bereich von 45% nach Gewicht oder weniger liegt. In diesem Fall stellt der Trockengehalt
des in der Mühle 1 und insbesondere in der Zerkleinerungskammer 2 zu bearbeitende Schlamm
die Dauerzustandsschlammdichte ein. Besagte Dauerzustandspulpedichte ist höher als die
Speiseschlammdichte, vorteilhafterweise innerhalb des Bereichs 45-60% nach Gewicht. Das vom
Unterschied der Schlammdichten gebildete Überschußwasser strömt schneller durch die
Zerkleinerungskammer 2 der Mühle 1 als der gerade in Bearbeitung befindliche Schlamm. An der
Auslaßseite der Mühle wird das Produkt in dieser Ausführungsform ebenfalls im Klassierer 14
klassiert, so daß das grobkörnige Element im Schlamm in den Zerkleinerungsprozeß
zurückgeführt wird. Der Klassierer 14, und insbesondere seine Siebstruktur 15, führt das Pumpen aus,
während die Zerkleinerungskammer 2 in der Richtung C rotiert. Anschließend wird der in der
Zerkleinerungskammer 2 zu bearbeitende Schlamm im Auslaßende der Kammer durch jede in
der Frontplatte 21 des Klassierers 14 vorgesehene Öffnung 30, 31, 32 und 33 zu den
Vorderräumen 38, 39 der jeweiligen Siebsegmente 16, 17, 18 und 19 bewegt, wenn besagte Öffnung
unter die Schlammoberfläche L fällt. Am untersten Punkt befindet sich jede Öffnung (zum
Beispiel 32) in einem Abstand heff von der Schlammoberfläche L. In dieser Position ist der
hydrostatische Druck zum Bewegen des Schlamms von der Zerkleinerungskammer 2 zum
Vorderraum (zum Beispiel 38) eines Siebsegments (zum Beispiel 19) am höchsten Punkt. Der
Vorderraum (zum Beispiel 38) eines Siebsegments (zum Beispiel 19) beginnt sich sofort zu
füllen, nachdem die Öffnung (zum Beispiel 32) des Siebsegments einher gehend mit der
Rotation der Mühle unter die Schlammoberfläche L fällt und die Füllung endet, wenn die Öffnung
über die Schlammoberfläche L steigt. Die Segmentseiten (zum Beispiel 25) verhindern den
Transport des Schlamms von einem Vorderraum des Siebsegments (zum Beispiel 13) in der
Rotationsrichtung C zum Vorderraum des nachfolgenden Siebsegments (zum Beispiel 16).
Andererseits wird mittels der Segmentseite (zum Beispiel 25) Schlamm im Vorderraum (zum
Beispiel 19) über die Schlammoberfläche L gehoben, wo das Durchsieben des Schlamms
hauptsächlich stattfindet, während der Schlamm teilweise vom Vorderraum (zum Beispiel 38)
jedes Siebsegments durch die Sieboberfläche (zum Beispiel 28) zum Rückraum (zum Beispiel
40 des Siebsegments bewegt wird. Der Teil des Schlamms mit einer kleineren Korngröße als
die der Öffnungen im Sieb 15 wird durch die Sieboberflächen 26, 27, 28 und 29 weiter zum
Rückraum 40, 41 des Siebs und von da durch die Austragsöffnungen 46 des Siebs zur
Austragsöffnung 5 der Mühle und weiter bewegt. Material, welches nicht durch die Öffnungen der
Sieboberflächen 26, 27, 28 und 29 paßt, wird von den Vorderräumen 38, 39, 40 und 41 über die
zweiten Sieböffnungen 34, 35, 36 und 37 zum weiteren Zerkleinern in die
Zerkleinerungskammer 2 zurückgeführt.
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Der Auslaß der Mühle 1, das heißt die Austragsöffnung 5 der Zerkleinerungskammer 2, ist
über den Auslaßkanal 47 an den Mühlenproduktsammeltank 48 oder dergleichen
angeschlossen. In dieser Ausführungsform ist in Verbindung mit dem Sammeltank 48 eine Waage 49 zum
Wiegen des von der Mühle 1 erhaltenen Mühlenprodukts vorgesehen.
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Zusätzlich zur Feststoff und Wasserbeschickung können an den Beschickungskanal 12 der
Mühle 1 ebenfalls ein oder mehrere Kanäle 50 angeschlossen werden, um geeignete
Chemikalien von der Chemikalieneinheit 51 in den Zerkleinerungsprozeß einzuspeisen. Die
Chemikalieneinheit 51 umfaßt beispielsweise eine Anzahl von Chemikalienpumpen 52 und damit
verbundene Behälter 53.
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In Verbindung mit dem Auslaßkanal 47 der Mühle 1 ist ebenfalls vorteilhafterweise unter
anderem eine pH Meßeinheit 54 und eine Redoxpotentialmeßeinheit 55 vorgesehen, um die
Eigenschaften des Mühlenprodukts zu definieren.
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Die in der Zerkleinerungsvorrichtung der Fig. 1, 2 und 3 vorgesehene Mühle 1 ist eine
Labormühle, die kontinuierlich betrieben wird und klassiert. Der Außendurchmesser D der
Zerkleinerungskammer 2 dieser Mühle 1 beträgt 190 mm und die Länge L des Zerkleinerungsteils
beträgt
220 mm. Das Anschließen des Klassierers 14 an die Mühle 1 als Fortführung ihres
Zerkleinerungsteils hat die Gesamtlänge Ltot der Mühle auf 255 mm ausgedehnt. Im Prinzip ist der
Klassierer 14 ein Sieb, wie oben erläutert wurde. Er wird aus vier, fünf oder sechs auf der Höhe
der Endplatte der Mühle angeordneten Siebsegmenten zusammengesetzt. Das Gesamtvolumen
der Mühlenkapazität beträgt ungefähr 6,6 l, wovon die Zerkleinerungskammer 6,24 l und der
Klassiererbereich 0,36 l ausmacht. Die Zerkleinerungskammer 2 der Mühle 1 wird mittels
Rotationsrollen 6 bei einem Standardwert rotiert, der bei einer Mühle dieser Größe im
Allgemeinen 60 rpm beträgt, aber auch einstellbar ist.
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Das Zerkleinerungsverfahren gemäß der Erfindung ist mittels der oben beschriebenen
Vorrichtung und mit verschiedenen unterschiedlichen Erzmustern untersucht worden. Diese
Erzmuster waren folgende: (1) Ni Erz (harte Gangart) von Talvivaara, Sotkamo, (2) Cr Erz (harte
Gangart) von Kemi, (3) Cr Erz (weiche Gangart) von Kemi, (4) Ni Erz (weiche Gangart) von
Hitaru, (5) oxidisches Cu Erz (mittelharte Gangart) von Zaldivar, und (6) Talkerz von Vuonos.
Die Materialien wurden zu 100% auf 1 mm auf den selben Grad von Grobkörnigkeit
gequetscht, wie es für Speisematerialien in Laborexperimenten üblich ist.
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Die Bedeutung der Größe der Kugelzuladung in der Mühle für verschiedene Faktoren wie etwa
die Mühlenkapazität, das Mühlenfüllvolumen und die Feinkörnigkeit des Produkts wurden
durch schrittweises Verändern der Größe der Zerkleinererzuladung in der Mühle innerhalb des
Bereichs von 3-12 kg (6-24% Volumen des Zerkleinererteils) untersucht. Beziehungsweise
wurde die Bedeutung der Speiseschlammdichte durch schrittweises Verändern innerhalb des
Bereichs von 45-35% nach Gewicht untersucht. Mit Hitura Erz (Material 4) war die
niedrigste getestete Schlammdichte 25% nach Gewicht. Der Grund für die Tatsache daß die höchste
in den Experimenten verwendete Schlammdichte lediglich 45% nach Gewicht betrug, war eine
in vorläufigen Tests gemachte Beobachtung, das heißt, daß einige Materialien (4 Hitura, 3
Kemi Cr Erz/weiche Gangart) zu einer dickflüssigen Masse durcheinandergeworfen wurden, die
sehr schwer zu handhaben war, wenn zu wenig Wasser verwendet wurde (zum Beispiel 60%
nach Gewicht Schlammdichte). Offensichtlich wird das Bewegen des Materials in der Mühle
und/oder seine Siebbarkeit bereits vor dem Erreichen besagten verfestigten Stadiums merklich
schwierig.
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Das Zerkleinerungsverfahren gemäß der Erfindung wurde im ersten Schritt durch
Untersuchung des Einflusses der Größe der Kugelzuladung auf die Mühlenkapazität durch Schritt für
Schritt Veränderung der Kugelzuladung in der Mühle von 3 auf 12 Kilos und Suchen einer
Maximalkapazität für jede Kugelzuladung durch gleichzeitiges Beobachten der Entwicklung
der Mühlenfüllrate erforscht. Als akzeptierte Kapazitätswerte wurden nur solche
Beschickungswerte anerkannt, die zu einer ausgeglichenen Situation führten (= das
Mühlenfüllvolumen wurde mit Standardspeise auf einer bestimmten Dauerzustandshöhe unabhängig von Zeit
stabilisiert). Mittels dieser Vorgehensweise wurde für die zu untersuchenden Materialien 1-5
eine Kapazitätsabhängigkeit von der Größe der Kugelzuladung erhalten. Die Resultate werden
beispielsweise in Fig. 4-7 präsentiert. Die in den Zeichnungen dargestellten Kurven können
als spezifische Kurven der verschiedenen Erzmaterialien 1-5 bezeichnet werden. Besagte
Kurven zeigen, daß sich diese Erzmaterialien nicht auf ähnliche Weise verhalten, sondern in
der Regel jedes von ihnen ein Individuum ist und sich nach seinen eigenen Regeln verhält.
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In den Kurven von Fig. 4 ist zu sehen, daß wenn die Größe der Kugelzuladung von 3 auf 12
Kilos erhöht wurde, stieg mit den getesteten Materialien die Kapazität zuerst in einer linearen
Weise mit einer für jedes Material charakteristischen Neigung an. Als Allgemeinregel ist der
Winkelkoeffizient nur bis zu einer bestimmten Grenze konstant, das heißt bis zum
Veränderungspunkt, und danach wird der Winkelkoeffizient auf einen anderen konstanten Wert
reduziert. In der Kurvengrafik der Fig. 4 befindet sich der Veränderungspunkt sowohl bei beiden
Kemi Chromeisenerzen (Materialien 2 und 3) und beim Talvivaara Nickelerz (Material 1) bei
einem Punkt, wo die Kugelzuladung in der Mühle 8 kg beträgt. Andererseits wurde beim
Zaldivar Kupfererz (Material 5) keine auffallende Punktveränderung ermittelt, aber eine kleine
Veränderung im Winkelkoeffizienten fand in Richtung auf niedrigere Werte statt, wenn die
Kugelzuladung 6 kg betrug. Bezüglich des Hitura Erzes (Material 4) wurden keinerlei
offensichtliche Veränderungen im Winkelkoeffizienten ermittelt, weil das Material leicht zu
zerkleinern ist.
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Jedoch kann auf der Grundlage der Kurvengrafik von Fig. 4 aufrechterhalten werden, daß der
Veränderungspunkt die Größe einer optimalen Kugelzuladung anzeigt. Das Anwachsen der
Kugelzuladung über den Veränderungspunkt hinaus erhöht die Mühlenkapazität nicht in einem
ähnlichen Umfang wie zuvor den Veränderungspunkt. Es ist ebenfalls möglich, für die Kugelzuladung
eine optimale Größe zu finden, deren Überschreitung in der Verringerung der
Mühlenkapazität resultiert (cf. Fig. 7).
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Die Abhängigkeit des Mühlenfüllvolumens von der Größe der Kugelzuladung bei einer
Standardschlammdichte wird in Fig. 5, 6 und 7 illustriert. Selbstverständlich hat das Anwachsen der
Kugelzuladung eine ähnliche Wirkung auf das Mühlenfüllvolumen wie auf die Kapazität, das
heißt Erhöhung. Das Mühlenfüllvolumen ist die Summe zweier Faktoren: gesamtes
Füllvolumen = Kugelvolumen + Schlammvolumen. Infolgedessen: sogar wenn die Schlammfüllung
nicht erhöht werden würde, erhöht sich das gesamte Füllvolumen bereits bei einer Erhöhung
der Kugelfüllung.
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Bei Betrachtung der Fig. 5 ist zu sehen, daß die Mühlenkapazität bei Kugelzuladungen von 4-
10 kg merklich anwächst, während die Speiseschlammdichte von 45,5 auf 35% nach Gewicht
abnimmt. Die selbe Beobachtung kann auf der Grundlage der in Fig. 6 gezeigten Kurvengrafik
gemacht werden, wo das Mustererz das Hitura Nickelerz (Material 4) mit zwei
unterschiedlichen Speiseschlammdichten ist: 25% und 45,5 % nach Gewicht. Es wird darauf hingewiesen,
daß die mit dem Hitura Erz erhaltenen Kapazitätswerte die höchsten sind, was sich
hauptsächlich aus der Tatsache ergibt, daß sich dieses Material gut zerkleinern läßt.
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In Fig. 7 ist zu sehen, daß bei einem Erzmaterial (Material 6: das Vuonos Talkerz) das
Anwachsen der Kugelzuladung über eine gewissen Grenze, grob 8 kg, die Mühlenkapazität
verringert. Zudem zeigt Fig. 7, das die Verringerung der Speiseschlammdichte von 45,5% auf 35
% nach Gewicht die Mühlenkapazität erhöht und daß für die Kugelzuladung eine optimale
Größe gefunden werden kann, welche grob 8 kg beträgt. Es ist zu würdigen, daß die
Mühlenkapazität nicht in linearer Weise einhergehend mit dem Anwachsen der Kugelzuladung
anwächst (cf. auch Fig. 4). Der Winkelkoeffizient der Kurven ist bis zum Veränderungspunkt
konstant, aber verändert sich danach radikal.
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Im Betriebsprinzip bedeutet eine das Zerkleinerungsverfahren gemäß der Erfindung
verwirklichende Mühle Klassieren (Wasserklassierung oder kombinierte Wasserklassierung und
Sieben). Nun erzeugt die Mühle bezüglich Korngröße im wesentlichen ein Standardprodukt und es
bestehen keine merklichen Unterschiede in der Feinkörnigkeit des Produkts, sogar wenn die
Größe der Kugelzuladung verändert wird. Dies ist unter der Bedingung richtig, daß die Zerkleinerungskapazität
der Mühle die gemeinsame Obergrenze der Siebkapazität und des
Schlammpumpens nicht übersteigt. Es wurde heraus gefunden, daß diese Bedingung mit
normalen Mühlenkapazitäten erfüllt wird. Des weiteren haben Untersuchungen in den
verschiedenen Fällen ergeben, daß beim Vergleich der mit Zuladungen von unterschiedlichen Größen
erhaltenen Produkte in den Fällen, wo die Speiseschlammdichte auf einem Standardwert
gehalten wurde, nur geringe Unterschiede in der Feinkörnigkeit des Mühlenprodukts bestanden.
Die Feinkörnigkeit (maximale Grobkörnigkeit) des Mühlenprodukts kann nur durch
Veränderung der Öffnungsgröße des Siebs des Mühlenklassierers verändert werden.
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Bei dem Zerkleinerungsverfahren der Erfindung ist die Dauerzustandsschlammdichte in der
Mühle in der Regel unabhängig von der Schlammdichte des in die Mühle eingespeisten
Materials. Deswegen durchläuft in einer ausgewogenen Situation des Zerkleinerungsprozesses freies
Wasser die Mühle merklich schneller als der dickflüssigere Schlamm mit einer
Dauerzustandsschlammdichte und damit einhergehend die Feststoffe. Dieses dickflüssige Element wird
mitten in der Zwischenmatrix zwischen den Zerkleinererstücken gebildet und der freie
Schlammraum wird über ihnen gebildet. Daraus ergibt sich naturgemäß, daß das sich schneller als die
Feststoffe bewegende Wasser die feinen Korngrößen des zu zerkleinernden Materials
wirkungsvoll durch die Mühle befördert.
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Fig. 8 illustriert Spülströmungen des der Speiseschlammdichte entsprechenden freien Wassers,
wenn die Feststoffe in der Mühlenspeise 100 g, 150 g und 200 g betragen. Auf der Grundlage
dieser Kurven wird beobachtet, daß während die Speiseschlammdichte von 45 auf 25%
abnimmt, das Volumen des sich durch die Mühle bewegenden Wassers bestenfalls von der Rate
von 100 ml/min auf 350 ml/min anwächst, wenn die Feststoffbeschickungsrate
200 g/min beträgt.
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Fig. 9 zeigt einige Berechnungen, die auf Messungen bezüglich der Verzögerungszeiten von
Feststoffen und Wasser in der Mühle mit von 35 bis 45% nach Gewicht variierenden
Speiseschlammdichten beruhen. Aus den gemessenen Werten ist zu ersehen, daß die
Verzögerungszeit von Feststoffen (k.a.) 11 Minuten beträgt, wenn die Zerkleinererzuladung aus 3 Kilos
Eisenkugeln (Fe) besteht, und beziehungsweise die Verzögerungszeit von Wasser ungefähr 3,7
Minuten beträgt. Weitere Punkte der Kurve können auf die selbe Weise untersucht werden.
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Infolgedessen spült Wasser während des Zerkleinerungsprozesses die Mühle und dieses Spülen
bewahrt die kleinsten Partikel vor dem Überzerkleinern; als Ergebnis wird Energie eingespart
und ein besseres Produkt et halten. Es ist wohl bekannt, daß das Zerkleinern von feinkörnigem
Material in noch feinkörnigeres viel Energie verbraucht. Während das Spülen fertig
zerkleinertes Material aus der Mühle entleert, schafft es Raum für neue Beschickung und erhöht somit
die Mühlenkapazität. Je mehr die Speiseschlammdichte von der Dauerzustandsschlammdichte
der Mühle in Richtung auf eine dünnflüssigere Schlammdichte abweicht, desto stärker ist
dieses Phänomen. Diese Fakten können ebenfalls in den Kurvengrafiken von Fig. 6, 7 und 8
beobachtet werden.
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Bei einem Produktionsprozeß in einer gewöhnlichen Mühle ist die Speiseschlammdichte in der
Größenordnung von 50-65% nach Gewicht, in welchem Fall das beschickte
Feststoff/Wasser - Verhältnis praktisch gleich der in der Mühle erzeugten Dauerzustandsschlammdichte ist.
In diesem Fall bewegen sich die Materialien in einer sogenannten Idealströmung durch die
Mühle, wo sich Wasser und Feststoffe in der selben Rate durch die Mühle bewegen und das
Spülphänomen nicht auftritt. Im Zerkleinerungsverfahren gemäß der Erfindung wird die
Materialströmung durch die Mühle in eine Klassierströmung umgewandelt, so daß die
Schlammdichte des in die Mühle einzuspeisenden Materials im Vergleich zum bekannten Stand der
Technik merklich verringert wird. Das neue Zerkleinerungsverfahren steigert ebenfalls
beträchtlich die Kapazität von Mühlen im industriellen Maßstab und verringert das überfeine
Kornelement im Mühlenprodukt, was ebenfalls den Energieverbrauch bei dem Prozeß
reduziert.
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Bei den Experimenten wurde herausgefunden, daß die Schlammdichte in der Mühle in einer
ausgewogenen Situation, das heißt eine Dauerzustandsschlammdichte, bei ungefähr 60% nach
Gewicht (58-62% nach Gewicht) vornehmlich nahezu konstant ist, was fast unabhängig von
der Speiseschlammdichte ist. Dies ist beispielsweise beim Talvivaara Erz (Material 1) der Fall.
Ein ähnliches Phänomen wurde beim Hitura Erz (Material 4) ermittelt, aber die einer
ausgewogenen Situation entsprechende Dauerzustandsschlammdichte in der Mühle fiel ab, so wie die
Speiseschlammdichte abfiel. Mit diesem Material wurden zwei unterschiedliche
Dauerszustandsschlammdichten, 60 und 45% nach Gewicht, in der Mühle gebildet, wenn die
Speiseschlammdichten 45 und 25% nach Gewicht betrugen. Fig. 10 illustriert ein mit dem Talvivaara
Erzmuster erhaltenes Mühlenschlammfüllvolumen im Verhältnis zur Maximalbeschickung von
Feststoffen, und beziehungsweise illustriert Fig. 11 das mit dem Hitura Erzmuster erhaltene
Mühlenschlammfüllvolumen im Verhältnis zur Maximalbeschickung von Feststoffen. Bei
beiden dieser Erzmaterialien wurde herausgefunden, daß sich das Mühlenfüllvolumen unabhängig
von einer erhöhten Mühlenkapazität verringerte, wenn die Speiseschlammdichte abnahm. Aus
diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß bei den mit dem Hitura Erzmaterial erhaltenen
Ergebnissen die Verringerung der Speiseschlammdichte einen merklich positiveren Einfluß hatte, weil
die Fluidität des Hitura Erzschlamms stark von der Schlammdichte (umgekehrt proportional)
abhängt. Im Fall des Hitura Erzes wird die Verringerung der Dauerzustandsschlammdichte
innerhalb der Mühle hauptsächlich durch das Material mit leichter Gangart hervorgerufen.
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Beim Zerkleinerungsprozeß gemäß der Erfindung erhöht die Verringerung der
Mühlenspeiseschlammdichte die Zerkleinerungskapazität der Mühle. Wie oben behauptet wurde, ist dies ein
Ergebnis eines wirkungsvolleren Austrags von fertig zerkleinertem Material von der Mühle,
welcher Austrag die Verzögerungszeit der leichter transportierten Elemente (feinkörnige
und/oder leichte Elemente) in der Mühle abkürzt. Je mehr die Speiseschlammdichte von der
Dauerzustandsschlammdichte innerhalb der Mühle nach unten abweicht, desto stärker ist das
Spülen innerhalb der Mühle und desto kürzer wird die Verzögerungszeit der feinstkörnigen
Elemente in der Mühle. Das war bereits aus den Fig. 8 und 9 oben offensichtlich, sowie aus
Fig. 12.
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Fig. 12 illustriert die Verzögerungszeiten von Feststoffen und Wasser in der Mühle mit
unterschiedlichen Beschickungsraten der Feststoffe in der Speise. Die Verkürzung der
Verzögerungszeit der feinkörnigeren Elemente in der Mühle ergibt naturgemäß eine Verringerung der
Proportion dieser Elemente im Produkt. Dies wird ebenfalls in der anliegenden Zeichnung 13
gezeigt, welche die gemittelten Siebanalysen des Produkts mit zwei Schlammdichten, 35 und
45,5% nach Gewicht, zeigt. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß eine Verringerung der
Schlammdichte eindeutig den Durchlaufwert der feinkörnigen Elemente verringert. Bei den
feinkörnigeren Elementen wird der Winkelkoeffizient der Funktion der Korngrößenverteilung
des Mühlenprodukts vorteilhafter (größerer Winkelkoeffizient = relativ weniger feinkörnige
Elemente).
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Die in Fig. 9 und 12 illustrierten Kurvengrafiken werden durch Berechnung der
Verzögerungszeiten von Feststoffen und Wasser als Funktionen der Beschickungsrate und der Speiseschlammdichte
erhalten. Die Berechnungen werden auf der Grundlage des gemessenen
Dauerzustandsmühlenfüllvolumens und der Dauerzustandsschlammdichte durchgeführt. Daher sind
die Ergebnisse lediglich Grobschätzungen, aber sie beweisen eindeutig die Existenz des
Spülphänomens und sein Anwachsen, wenn auf eine niedrigere Speiseschlammdichte gewechselt
wird.
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In der Mühle 1 von Fig. 2 können die in Verbindung mit der Austragsöffnung 5 vorgesehenen
Austragsmittel anstelle des Klassierers 14 eine Pumpeinrichtung sein, wie oben behauptet
wurde. In diesem Fall ähnelt die Pumpeinrichtung dem Klassierer 14, mit dem Unterschied, daß ein
Sieb 15 nicht verwendet wird. Der sich frei durch die Zerkleinerungskammer 2 bewegende
Schlamm wird mittels der Pumpeinrichtung aus der Austragsöffnung 5 gehoben.
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Das Verhältnis der Länge L der Mühle in Fig. 2 zum Mühlendurchmesser D ist ungefähr 1. Zu
würdigen ist, daß durch Erhöhung des D/L - Verhältnisses in der Mühle die
Wasserströmungsrate durch die Mühlenkammer erhöht werden kann, weil wenn sich der Durchmesser D
erhöht, sich der transversale Bereich im Vergleich zur Kapazität verringert. Beziehungsweise,
wenn sich der Mühlendurchmesser D erhöht, können die Größe der Beschickungsöffnung 4
und der Austragsöffnung 5, sowie die Größen der an den Klassierer angeschlossenen
Öffnungen (falls ein Klassierer verwendet wird) erhöht werden. Die Öffnungsgröße des Siebs 15 kann,
falls erforderlich, passend eingestellt werden. In der Regel hängt die Öfnungsgröße der
Siebsegmente des Siebs 15 von der Mühlengröße ab; bei einer Mühle im Labormaßstab ist die
Öffnungsgröße beispielsweise in der Größenordnung von 10-200 um, wohingegen die
Öffnungsgröße in einer Mühle industriellen Maßstabs beispielsweise in der Größenordnung von 0,5-10
mm sein kann. Das Verhältnis des Durchmessers D der Zerkleinerungskammer 2a der Mühle
1a zu ihrer Länge L wird am vorteilhaftesten so eingestellt, daß D/L ≥ 2 beträgt, wie in Fig. 14
illustriert. So wird eine optimale Gestalt der Mühle und insbesondere der
Zerkleinerungskammer erreicht, wo niedrige Werte der Speiseschlammdichte weiter ausgenutzt werden, wie oben
beschrieben wurde. In diesem Fall wird ein Klassierer an der Austragsseite der Mühle nicht
notwendigerweise gebraucht, wie in der Mühle von Fig. 2, aber kann natürlich der Mühle
hinzugefügt werden, falls erforderlich.
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Lassen Sie uns nun auf der Grundlage der oben beschriebenen Testergebnisse die Vorteile des
Zerkleinerungsverfahrens gemäß der Erfindung zusammenfassen:
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- Im Forschungsstadium können Erzmaterialien mit unterschiedlichen Härten als einzelne
getrennt und in Härtegruppen gruppiert werden (Fig. 4: unterschiedlicher Winkelkoeffizient der
Feststoffe und der Mühlenkapazität und der Kugelzuladung, sowie der Veränderungspunkt des
Winkelkoeffizienten). Auf der Grundlage der erhaltenen Ergebnisse kann eine individuelle
Gebrauchsvorhersage für jedes Erzmaterial getroffen werden.
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- Für die unterschiedlichen Erzmaterialien kann eine optimale Größe der Zerkleinererzuladung
bestimmt werden (Fig. 4, 5 und 7).
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- Für die unterschiedlichen Erzmaterialien kann eine optimale Speiseschlammdichte bestimmt
werden (Fig. 6, 7, 8 und 9).
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- Durch Absenkung der Speiseschlammdichte wird sowohl eine Senkung des
Mühlenfüllvolumen als auch eine Erhöhung der Zerkleinerungskapazität erzielt (Fig. 6 und 10, sowie Fig. 7
und 11).
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- Die Korngrößenverteilung im Mühlenprodukt verändert sich in die gewünschte Richtung, das
heißt die Proportion des besonders feinkörnigen Elements verringert sich (Fig. 13).
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- Im Zerkleinerungsprozeß werden in der Zerkleinerungskammer der Mühle sowohl der
Transport als auch die Klassierung verbessert, welche Faktoren ein Überzerkleinern verhindern
helfen (Fig. 8, 9 und 13). Dies spart Energie und verringert die Proportion der überfeinen
Korngrößen in weiteren Prozessen. Feine Korngrößen (= Schleim) erhöhen die Prozeßkosten bei der
Verdichtung und verschlechtern insgesamt das Verdichtungssergebnis.
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Es wird ferner darauf hingewiesen, daß der Zerkleinerungsprozeß gemäß der Erfindung als
solches Klassieren ist, wofür der Klassierer 14, beispielsweise im Zusammenhang mit der Mühle
1 von den Fig. 2 und 3 beschrieben, in der Mühle nicht unbedingt erforderlich ist. Die
Wasserströmung als solche klassiert das in der Zerkleinerungskammer 2 zu zerkleinernde Material und
befördert die feinkörnigeren und leichteren Elemente des zerkleinerten Materials schneller als
andere. Der Hauptzweck des Klassierers ist es, den Zugang von zu großen Partikeln durch die
Mühle zu verhindern und einen geschlossenen Klassierkreislauf zu bilden, wo eine
Zweistufenklassierung durchgeführt wird. Dies ist besonders wichtig, wenn die Mühlendimension, das
heißt das Verhältnis des Mühlendurchmessers D zur Länge L des Zerkleinerungsteils nicht
größer als oder gleich 1 ist.
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In der obigen Beschreibung wurden die Erfindung und einige ihrer Modifikationen mit Bezug
auf eine bevorzugte Ausführungsform der Mühle und deren Testergebnisse erläutert. Jedoch ist
es offensichtlich, daß die Erfindung im Rahmen der in den anliegenden Ansprüchen definierten
erfinderischen Idee auf viele verschiedenen Weisen angewendet werden kann.