DE19512509B4

DE19512509B4 - Verfahren zur Zerkleinerung von Erzmaterial

Info

Publication number: DE19512509B4
Application number: DE19512509A
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl.-Ing. Patzelt; Johann Dipl.-Ing. Knecht
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1995-04-04
Filing date: 1995-04-04
Publication date: 2009-07-30
Anticipated expiration: 2015-04-05
Also published as: DE19512509A1; CA2172026A1; AU693657B2; US5897063A; CA2172026C; BR9601256A; PE22597A1; AU4809396A

Abstract

Verfahren zur Zerkleinerung von Erzmaterial, wobei
a) das Erzmaterial zunächst in einer Autogenmühle (1) vorzerkleinert wird,
b) das vorzerkleinerte Erzmaterial (4) sodann einer Nassklassierstufe (16) zugeführt wird, in der aus dem vorzerkleinerten Erzmaterial diejenigen Anteile (7'), die eine Gutbettzerkleinerung behindern, nämlich Feingut sowie plastische und klebrige Materialanteile, ausgewaschen und abgezogen werden,
c) während das übrige, die Nassklassierstufe (16) verlassende Material (6) einer Gutbett-Walzenmühle (5) zugeleitet wird, in der es im Mahlspalt (8) zwischen zwei mit relativ hohem Druck gegeneinander gedrückten, gegensinnig umlaufenden Walzen (9, 10) weiter zerkleinert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zerkleinerung von Erzmaterial.
Für die Gewinnung von Erz aus Erzmaterial muss frisch angeliefertes Erzmaterial in mehreren Prozessstufen aufbereitet, insbesondere zerkleinert werden.
Ein bekanntes Verfahren ( DE 35 44 798 A1 ) zur Zerkleinerung und Mahlung spröden Mahlgutes, wie z. B. des Ausgangsmateriales für Zementrohmehl, Zementklinker, Erz, Kohle oder dgl., verwendet als erste Zerkleinerungsstufe eine Prallhammermühle, der als zweite Zerkleinerungsstufe eine Gutbett-Walzenmühle (Hochdruck-Walzenpresse) nachgeschaltet ist. Zwischen den beiden Zerkleinerungsstufen ist dabei ein Luftstromsichter angeordnet, der die Feinfraktion als Fertiggut abtrennt, während das Sichtergrobgut der Gutbett-Walzenmühle zugeführt wird. In der Gutbett-Walzenmühle erfolgt eine weitere Zerkleinerung des Materiales im Mahlspalt zwischen zwei Walzen, die mit verhältnismäßig hohem Druck gegeneinander gedrückt und gegensinnig umlaufend angetrieben werden. Das Zerkleinerungsprodukt der Gutbett-Walzenmühle fällt wenigstens teilweise in Form von Agglomeraten, sogenannten Schülpen, an, die im Bedarfsfalle mit Hilfe einfacher Einrichtungen desagglomeriert werden können.
In Gutbett-Walzenmühlen lassen sich vor allem spröde Materialien sehr wirkungsvoll und energiesparend zerkleinern. Im praktischen Einsatz hat sich jedoch bei Erzmaterial gezeigt, dass die Durchsatzleistung der Gutbett-Walzenmühle stark herabgesetzt wird, wenn das zu zerkleinernde Material besonders feine, plastische, klebrige oder ähnliche Beimengungen enthält, wie es beispielsweise bei tonhaltigen frischen Erzmaterialien der Fall ist.
Es ist weiterhin eine Umlaufmahlanlage bekannt ( EP 0 238 432 B1 ), bei der Erzmaterialien in einer Autogenmühle vorzerkleinert, die hierbei anfallende Grobfraktion einem Brecher und die Feinfraktion einem Klassierer zugeleitet werden, wobei die vom Klassierer abgeschiedenen gröberen Bestandteile einer Kugelmühle zugeführt werden, während die vom Klassierer abgetrennten feinen Bestandteile das Fertiggut bilden. Bei einer Autogenmühle handelt es sich um eine Trommelmühle relativ großen Durchmessers, in der die Materialstücke gleichzeitig die Mahlkörper bilden. Bei bestimmten Materialen kann noch ein begrenzter Anteil zusätzlicher Mahlkörper in Form von Mahlkugeln oder dergleichen zugegeben werden (sogenannte Semi-Autogenmühlen).
Autogenmühlen besitzen einen relativ geringen Mahlwirkungsgrad, so dass für die Zerkleinerung sehr viel Energie aufgewendet werden muss. Manche Materialien neigen ferner in einer Autogenmühle zum Aufbau von kritischen Korngrößen, die nur noch in geringem Maße zerkleinert werden und dadurch bei einem Verbleib in der Mühle zu einer erheblichen Verringerung der Durchsatzleistung führen, was oft mit einem zusätzlich erhöhten Energieverbrauch verbunden ist. Das Auftreten kritischer Korngrößen ist bei Erzmaterialien vielfach auf Komponenten unterschiedlicher Mahlbarkeit zurückzuführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Zerkleinerung von Erzmaterial zu schaffen, durch das auch bei einer Zusammensetzung des Erzmateriales aus unterschiedlichen Komponenten und insbesondere beim Vorhandensein unerwünschter Feingutanteile, plastischer und klebriger Anteile im Ausgangs-Erzmaterial eine optimale Zerkleinerung des Erzmateriales mit relativ hoher Durchsatzleistung erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Erzmaterial zunächst in einer Autogenmühle vorzerkleinert. Bei der Autogenmühle kann es sich sowohl um eine vollkommen autogen, also ohne zusätzliche Mahlkörper arbeitende Autogenmühle, als auch um eine Semi-Autogenmühle handeln, in die ein begrenzter Anteil an Mahlkugeln oder sonstigen Mahlkörpern, beispielsweise etwa 3 bis 15% der Mahlraumfüllung (abhängig von den Eigenschaften des zu zerkleinernden Materiales), eingegeben wird.
Es hat sich gezeigt, dass sich in einer solchen Autogenmühle das frische Erzmaterial auch bei einem mehr oder weniger großen Anteil mit schwierigen Handhabungseigenschaften, z. B. bei unerwünschten Feinstanteilen, extrem plastischen und/oder klebrigen Anteilen (wie etwa bei tonhaltigen Erzmaterialien) und sonstigen Verunreinigungen, sowie bei relativ großer und stark unterschiedlicher Stückgröße, mit verhältnismäßig großer Durchsatzleistung vorzerkleinern läßt. Bei einem eventuellen Auftreten kritischer Korngrößen können diese mit dem genügend vorzerkleinerten Erzmaterial durch an sich bekannte Maßnahmen gleichzeitig aus der Autogenmühle abgezogen werden.
Das in der Autogenmühle vorzerkleinerte Erzmaterial wird sodann einer Nassklassierstufe zugeführt, in der aus dem vorzerkleinerten Erzmaterial diejenigen Anteile, die die folgende Gutbettzerkleinerung behindern, nämlich Feingut sowie plastische und klebrige Materialanteile, ausgewaschen und abgezogen werden.
Das übrige, die Nassklassierstufe verlassende Material wird einer Gutbett-Walzenmühle zugeleitet, in der es im Mahlspalt zwischen zwei mit relativ hohem Druck gegeneinander gedrückten, gegensinnig umlaufenden Walzen weiter zerkleinert wird. Durch die vorangegangene Entfernung der eine Gutbettzerkleinerung behindernden Anteile des Erzmateriales wird eine energiesparende Gutbettzerkleinerung mit hoher Durchsatzleistung erreicht.
Eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sehr raumsparend installiert werden, was vor allem auf die kompakte Bauweise der Gutbett-Walzenmühle zurückzuführen ist.
Die Nassklassierung kann in einer Siebvorrichtung durchgeführt werden, indem aus dem über ein Sieb hinweggleitenden, vorzerkleinerten Erzmaterial Feingut sowie gegebenenfalls enthaltene plastische, klebrige und/oder andere Materialanteile durch Aufsprühen von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, ausgewaschen und als Siebdurchgang abgezogen werden, während das übrige Erzmaterial als Siebüberlauf der Gutbett-Walzenmühle zugeleitet wird. Die Nassklassierung kann ferner auch unter Verwendung einer Zyklonstufe durchgeführt werden, wobei das untere Zyklonauslaufprodukt (d. h. die Grobfraktion) in einer nachgeschalteten Siebvorrichtung durch Aufsprühen von Wasser von anhaftendem Feingut befreit wird.
Das in der Nassklassierstufe anfallende Feingut sowie die übrigen mit dem Feingut abgezogenen Materialanteile können direkt einer weiteren Aufbereitungsstufe zugeleitet werden. Das Feingut aus der Klassierung kann im Bedarfsfalle auch noch in wenigstens einer Feinmühle, z. B. einer Trommel- oder Rührwerksmühe, auf eine vorgegebene Produktfeinheit feinzerkleinert bzw. feingemahlen werden.
Wenigstens ein einstellbarer Anteil des in der Gutbettzerkleinerung anfallenden Zerkleinerungsproduktes kann abgeleitet und zur Gutbett-Walzenmühle und/oder zur Autogenmühle rezirkuliert werden. Hierdurch kann zum einen ein höherer Zerkleinerungsgrad und zum anderen eine bessere Auslastung der Gutbett-Walzenmühle und der Autogenmühle erreicht werden.
Bei einer solchen Verfahrensweise kann es für eine optimale Auslastung der Gutbett-Walzenmühle sowie für ein besonders wirksames Guteinzugsvermögen der Walzen dieser Mühle besonders zweckmäßig sein, wenn ein weiterer einstellbarer Anteil des abgeleiteten Zerkleinerungsprodukt-Anteiles direkt zur Gutbett-Walzenmühle rezirkuliert wird.
Hierbei kann es ferner vorteilhaft sein, wenigstens den größten Teil des abgeleiteten Zerkleinerungsprodukt-Anteiles, insbesondere nach vorheriger Desagglomeration, einer Klassiervorrichtung zuzuführen. Aus dieser Klassiervorrichtung wird dort anfallendes Feingut zweckmäßig wahlweise als Fertiggut abgezogen oder mit dem übrigen Zerkleinerungsprodukt aus der Gutbett-Zerkleinerung (also mit dem nicht abgeleiteten Anteil dieses Zerkleinerungsproduktes) zusammengeführt. Schließlich kann das in der Klassiervorrichtung anfallende Feingut auch in einstellbaren Anteilen einerseits als Fertiggut abgezogen und andererseits mit dem übrigen Zerkleinerungsprodukt zusammengeführt werden. Das in der Klassiervorrichtung anfallende Grobgut wird in einstellbarer Weise entsprechend den jeweiligen Erfordernissen zur Gutbett-Walzenmühle und/oder zur Autogenmühle rezirkuliert.
Vor allem bei besonders großbrockigem frischen Erzmaterial kann es mitunter zweckmäßig sein, letzteres vor der Aufgabe in die Autogenmühle zunächst noch in einem Primärbrecher (z. B. einem Kegelbrecher oder dergleichen) vorzubrechen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht.
Die dargestellte Anlage zur Zerkleinerung von Erz enthält eine Autogenmühle 1 zur Vorzerkleinerung von frischem Erzmaterial 2, eine auf die Autogenmühle 1 folgende Nassklassierstufe 16 zur Klassierung des vorzerkleinerten Erzmateriales 4 sowie eine Gutbett-Walzenmühle 5 zur weiteren Zerkleinerung des in der Nassklassierstufe 16 erhaltenen Grobgut-Materiales 6.
In der Gutbett-Walzenmühle 5 erfährt das Material 6 eine Gutbettzerkleinerung im Mahlspalt 8 zwischen zwei Walzen 9, 10, die mit relativ hohem Druck gegeneinander gedrückt und dabei gegensinnig umlaufend angetrieben werden.
Die Nassklassierstufe 16 enthält eine Siebvorrichtung mit einem oberen Siebdeck 16a, über dem eine geeignete Wassersprüheinrichtung 17 angeordnet ist. Aus dem über das Siebdeck 16a hinweggleitenden, vorzerkleinerten Erzmaterial 4 werden Feinstanteile bzw. Feingut sowie ggf. darin enthaltene plastische und/oder klebrige Materialanteile mit Hilfe der Wassersprüheinrichtung 17, also durch Aufsprühen von Wasser, ausgewaschen und dann als Siebdurchgang 7' abgezogen. Damit werden in der Nassklassierstufe 16 sehr wirkungsvoll diejenigen Materialanteile aus dem vorzerkleinerten Erzmaterial 4 abgetrennt, die eine Gutbettzerkleinerung in der Gutbett-Walzenmühle 5 behindern würden.
Für die Weiterleitung des bei der Gutbettzerkleinerung in der Gutbett-Walzenmühle 5 zumindest teilweise in Form von Agglomeraten (sogenannten Schülpen) anfallenden Zerkleinerungsproduktes 11 bestehen mehrere Wahlmöglichkeiten. Unterhalb der Gutbett-Walzenmühle 5 ist zweckmäßig eine geeignete Stellklappe 18 angeordnet, mit der ein einstellbarer Anteil 11a, im Bedarfsfalle aber auch das gesamte Zerkleinerungsprodukt 11 aus der Gutbett-Walzenmühle 5 abgeleitet werden kann. Der übrige Zerkleinerungsprodukt-Anteil, im Bedarfsfalle jedoch auch das gesamte Zerkleinerungsprodukt 11, wird als Fertiggut 12 abgezogen und ggf. einer weiteren Aufbereitungsstufe zugeleitet.
Wie durch die gestrichelten Linien veranschaulicht, kann wahlweise der größte Teil oder auch die Gesamtmenge des abgeleiteten Zerkleinerungsprodukt-Anteiles 11a einer Klassiereinrichtung 19 zugeführt werden. Im allgemeinen wird es zweckmäßig sein, den der Klassiereinrichtung 19 zugeführten abgeleiteten Zerkleinerungsprodukt-Anteil 11a zuvor in einer geeigneten Desagglomerationseinrichtung 20 aufzulösen bzw. zu desagglomerieren. Es kann vielfach zweckmäßig sein, von dem noch nicht desagglomerierten abgeleiteten Zerkleinerungsprodukt-Anteil 11a mit Hilfe einer weiteren Stellklappe 21 einen weiteren einstellbaren Anteil 11b direkt zur Gutbett-Walzenmühle 5 zu rezirkulieren. Als Klassiereinrichtung 19 wird zweckmäßig eine Siebvorrichtung oder ein Schneckenklassierer verwendet, die für feuchtes Erzmaterial besonders geeignet sind.
Die Klassiereinrichtung 19 klassiert den abgeleiteten Zerkleinerungsprodukt-Anteil 11a in Feingut 22 und Grobgut 23. Das Feingut 22 wird mit dem übrigen, nicht abgeleiteten Zerkleinerungsprodukt der Gutbett-Walzenmühle zusammengeführt und mit diesem gemeinsam als Fertiggut 12 abgezogen. Das Grobgut 23 aus der Klassiereinrichtung 19 kann über eine weitere Stellklappe 24 wahlweise entweder ganz oder in einstellbaren Anteilen entsprechend Pfeil 25 zur Gutbett-Walzenmühle 5 und/oder entsprechend Pfeil 26 zum Einlaufstutzen 1a der Autogenmühle 1 rezirkuliert werden. Dadurch können in der Gutbett-Walzenmühle 5 und in der Autogenmühle 1 optimale Zerkleinerungsverhältnisse eingestellt werden.
Das Feingut (Siebdurchgang 7') aus der Nassklassierstufe 16 kann im Bedarfsfalle in wenigstens einer Feinmühle (Trommel- oder Rührwerksmühle) auf eine vorgegebene Produktfeinheit feinzerkleinert werden.
Das erfindunggemäße Zerkleinerungsverfahren kann damit in optimaler Weise dem jeweils vorliegenden Erzmaterial, d. h. sowohl einem frisch aus einer Mine kommenden Erzmaterial als auch einem aus mehreren Ausgangskomponenten zusammengesetzten Erzmaterial bzw. Erzgemisch, angepasst werden. Dabei kann auch durch Abziehen von Anteilen bereits genügend fein zerkleinerter Erzmaterialien eine entsprechende Entlastung der nachfolgenden Mühle bzw. Klassiereinrichtung geschaffen werden, so dass diese Anlagenteile für entsprechend kleinere Durchsatzleistungen ausgelegt werden und damit wirtschaftlicher arbeiten können.

Claims

Verfahren zur Zerkleinerung von Erzmaterial, wobei a) das Erzmaterial zunächst in einer Autogenmühle (1) vorzerkleinert wird, b) das vorzerkleinerte Erzmaterial (4) sodann einer Nassklassierstufe (16) zugeführt wird, in der aus dem vorzerkleinerten Erzmaterial diejenigen Anteile (7'), die eine Gutbettzerkleinerung behindern, nämlich Feingut sowie plastische und klebrige Materialanteile, ausgewaschen und abgezogen werden, c) während das übrige, die Nassklassierstufe (16) verlassende Material (6) einer Gutbett-Walzenmühle (5) zugeleitet wird, in der es im Mahlspalt (8) zwischen zwei mit relativ hohem Druck gegeneinander gedrückten, gegensinnig umlaufenden Walzen (9, 10) weiter zerkleinert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nassklassierung in einer Siebvorrichtung (16) durchgeführt wird, indem aus dem über ein Sieb (16a) hinweggleitenden Erzmaterial Feingut sowie plastische und klebrige Materialanteile durch Aufsprühen von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, ausgewaschen und als Siebdurchgang (7') abgezogen werden, während das übrige Material (6) als Siebüberlauf der Gutbett-Walzenmühle (5) zugeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Nassklassierstufe (16) anfallende Feingut einer weiteren Aufbereitungsstufe zugeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein einstellbarer Anteil (11a) des in der Gutbettzerkleinerung anfallenden Zerkleinerungsproduktes (11) abgeleitet und zur Gutbett-Walzenmühle (5) und/oder zur Autogenmühle (1) rezirkuliert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein einstellbarer Anteil (11b) des abgeleiteten Zerkleinerungsprodukt-Anteiles (11a) direkt zur Gutbett-Walzenmühle (5) rezirkuliert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der größte Teil des abgeleiteten Zerkleinerungsprodukt-Anteiles (11a) – insbesondere nach vorheriger Desagglomeration (20) – einer Klassiereinrichtung (19) zugeführt wird, aus der dort anfallendes Feingut (22) wahlweise als Fertiggut abgezogen und/oder mit dem übrigen, nicht abgeleiteten Zerkleinerungsprodukt der Gutbett-Walzenmühle (5) zusammengeführt und mit diesem gemeinsam als Fertiggut (12) abgezogen wird, während das in der Klassiereinrichtung (19) anfallende Grobgut (23) in einstellbarer Weise zur Gutbett-Walzenmühle (5) und/oder zur Autogenmühle (1) rezirkuliert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das frische Erzmaterial (2) vor der Aufgabe in die Autogenmühle (1) in einem Primärbrecher vorgebrochen wird.