DE2550130A1

DE2550130A1 - Verfahren zur vermahlung von stoffteilchen und kugelmahlwerk zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2550130A1
Application number: DE19752550130
Authority: DE
Inventors: Jacques Leon Emil Decobert
Original assignee: Alcan Research and Development Ltd
Current assignee: Alcan Research and Development Ltd
Priority date: 1974-11-20
Filing date: 1975-11-07
Publication date: 1976-05-26
Also published as: US4056230A; JPS5173668A; FR2291793A1; JPS588296B2; GB1518820A; DE2550130C2; IT1052326B; NL7512955A; CA1072933A; ATA862175A; AT341310B; FR2291793B1

Description

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Alcan Research and Development Limited MONTREAL / Kanada

Verfahren zur Vermahlung von Stoffteil-

chen und Kugelmahlwerk zur Durchführung

des Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vermahlung von Stoffteilchen in einem Kugelmahlwerk, sowie auf ein Kugelmahlwerk zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einer horizontalen zylindrischen Trommel, die mit Hilfe eines Motors um ihre Achse in Drehung versetzbar ist, und die eine bzw. zwei Zuführöffnungen jeweils in der Mitte einer bzw. beider Enden und zumindest eine Auslaßöffnung in der Mitte ihres dem ersten gegenüberliegenden Endes bzw. auf dem Umfang der Trommel aufweist, wobef im letzteren Fall in Höhe der auf dem Umfang liegenden Öffnung bzw. Öffnungen eine feststehende Ablaufrinne rings um die Trommel velrauft, die mit einem auf der Unterseite der Trommel liegenden Auslaß versehen ist.

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Die Vermahlung von Stoffteilchen, insbesondere von Metal 1teilchen zur Herstellung von Metal 1 pigmenten, erfolgt im allgemeinen in einem Kugelmahlwerk. Ein solches Mahlwerk umfaßt eine horizontale zylindrische Trommel, die um ihre Achse in Drehung versetzt wird und gegebenenfalls mit Heberippen auf der Innenseite versehen ist. Diese Trommel wird zu 25% bis kS% ihres Fassungsvermögens mit Kugeln gefüllt.

Ein solcher Mahlvorgang erfolgt als Trockenmahlung in einer Schutzatmosphäre und in Gegenwart eines Gleitmittels. Somit ist es möglich, durch Gaszirkulation die Teilchen beim Mahlvorgang in Bewegung zu versetzen, dabei kontinuierlich eine Trennung nach Teilchengröße durchzuführen, die vermählenen Teilchen mit der gewünschten Teilchengröße zu extrahieren und die zu großen Teilchen wieder in das Mahlwerk einzuleiten. Bei dieser Verfahrensweise wird die Bildung von überfeinen bzw. zu feinen Teilchen vermieden, welche einer guten Qualität des erzeugten Pigments abträglich sind. Jedoch entstehen durch Verwendung eines Edelgases in der Schutzatmosphäre Nachteile.

Um diese Nachteile zu vermeiden, geht man dazu über, von der Trockenmahlung ab und zur Vermahlung in Gegenwart eines Lösungsmittels überzugehen. Auf jeden Fall macht das im allgemeinen pastenartige Aussehen der aus dem Metall, dem Gleitmittel und dem Lösungsmittel bestehenden ternären Mischung eine kontinuierliche Klassierung der Teilchen nach · ihrem jeweils verschieden weit fortgeschrittenen Stadium der Verarbeitung unmöglich. Daher werden gewisse Teilchen zu fein vermählen, wenn die zu großen Teilchen auf die gewünschte Teilchengröße vermählen werden.

Um diesem Nachteil abzuhelfen, griff man zu verschiedenen Kunstgriff fen, die beispielsweise darin bestehen, den Mahlvorgang in einem kontinuiei— lieh fließenden Lösungsmittelstrom durchzuführen, der dazu dient, die zu vermählenden Teilchen in das Mahlwerk einzuleiten, die Teilchen zu extrahieren und sie einem Feinsieb zuzuleiten. Damit werden die großen Teilchen wieder dem Mahlwerk zugeführt. Aber die Gegenwart einer zu gro-

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Ben Menge Flüssigkeit im Mahlwerk beeinträchtigt die Mahlleistung, und im besonderen Fall der Herstellung von Aluminiumpigmenten verhindert dieser Flussigkeitsüberschuß bestimmte Reaktionen in ihrer Entstehung, was die Ursache für einen späteren Brand sein kann.

Dieser Nachteil führte dazu, daß die einzelnen¹ Vorgänge in vergleichsweise kurzen Arbeitszeiten diskontinuierlich durchgeführt werden, daß die vermahlene Mischung durch Spülung extrahiert wird und daß eine verhältnismäßig trockene Mischung dem Mahlwerk wieder zugeführt wird* Bei dieser Verfahrensweise sind im wesentlichen gleich lange Tot- bzw. Nebenzeiten die Folge, die von anderen Vorgängen unabhängig sind, jedoch eine umso größere Bedeutung erlangen, je mehr die gewünschte gute Klassierung zu Mahl vorgängen führt, die immer kürzere Zeiten in Anspruch nehmen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile dadurch zu vermeiden, daß der Vorgang der Vermahlung der Stoffteilchen, insbesondere der Metal 1teilchen, kontinuierlich durchgeführt wird, wobei der Stoffgehalt selbst relativ hoch ist, während die auf die Vermahlung folgenden Arbeitsgänge ebenfalls kontinuierlich stattfinden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelost, daß eine Mischung aus Kugeln und einer Charge, bestehend aus den zu vermählenden Stoffteilchen, aus einem Lösungsmittel und aus einem Gleitmittel in das bereits mit Kugeln gefüllte Mahlwerk kontinuierlich eingeführt wird, daß diese Mischung kontinuierlich am Auslaß des Mahlwerks aufgefangen wird, und daß die Kugeln aus der übrigen Mischung herausgetrennt werden und wiederum mit einer neuen Charge in das Mahlwerk eingeleitet werden.

Des weiteren wird das Ziel der Erfindung auch mit einem Kugelmahlwerk der eingangs erläuterten Art dadurch gelöst, daß eine Ablaßeinrichtung zur kontinuierlichen Ableitung vorgesehen ist, die fest mit der Trom-

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mel verbunden ist und aus einem horizontalen zylindrischen Ableitrohr besteht, dessen eines Ende in einen kegel stumpfförmigen und glockenförmig gebogenen Sammelbehälter übergeht und in eine kegel stumpfformige Klassierglocke einmündet, die sich Innerhalb des Sammelbehälters unter Einhaltung eines Abstands zu diesem befindet. Alternativ ist bzw. sind die Auslaßöffnung bzw. Auslaßöffnungen so bemessen, daß der Durchtritt der Kugeln und der Charge nach dem Mahlvorgang möglich ist, und daß der Auslaß der Ablaufrinne mit einer Trennglocke zur Trennung der Kugeln aus der übrigen Mischung ausgestattet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Gehalt an nichtflüchtigen Stoffen in der Charge relativ hoch; erliegt bei bis zu 80%.

Im folgenden wird nun die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele des Kugelmahlwerks unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben und erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine allgemeine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Kugelmahlwerks;

Fig. 2 eine perspektivische Tei.lansicht mit Anriß des Mahlwerks aus Fig. 1;

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Fig. 3 einen Mittellängsschnitt durch die Einrichtung gemäß Fig. 2, und

Fig. k eine allgemeine Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Kugelmahlwerks.

In der Zeichnung sind alle gleichen Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.

Das in Fig.1 dargestellte Kugelmahlwerk weist in bekannter Weise eine zylindrische horizontale Trommel 10 auf, die mit Hilfe eines Motors 12 über ein auf der Motorwelle 16 befestigtes Antriebsritzel Ik mittels eines mit dem Ritzel Ι*» kämmenden Zahnkranzes 18, der fest mit der Trommel verbunden ist, um ihre Achse in Drehung versetzbar ist. Die Trommel 10 weist eine Zuführöffnung auf, die sich in der Mitte des Endes 20 der Trommel befindet, sowie eine Auslaßöffnung in der Mitte des gegenüberliegenden Endes 22. Die zu vermählende Mischung wird der Trommel über eine Zuleitung 2k zugeführt, die in einen fest mit der Trommel verbundenen und von einer Lagerstütze 28 getragenen zylindrischen Abschnitt 26 einmündet. Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung weist das Kugelmahlwerk eine Ableitvorrichtung 30 zur kontinuierlichen Ableitung auf, die fest mit der Trommel verbunden ist und aus einem zylindrischen Ableitrohr 32 besteht, das in einer Lagerstütze 3^ gelagert ist; ein Ende des Ableitrohres mündet in die Trommel 10 ein, während sich das andere Ende in einem kegelstumpfförmigen und glockenförmig gebogenen Sammelbehälter 36 fortsetzt und dann in einer kegelstumpfförmigen Klassierglocke 38 endet, die sich im Inneren des Sammelbehälters 36 befindet und im Abstand von diesem angeordnet ist.

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Wie Fig. 2 und 3 zeigen, weist die kegel stumpfförmige Klassierglocke 38 eine Vielzahl langgestreckter Schlitze - beispielsweise kO - auf, die sich entlang der Mantelflächen der Klassierglocke erstrecken und die eine Breite aufweisen, die kleiner ist als die Kugel abmessungen, so daß eine Trennung der Kugeln aus der übrigen Mischung möglich ist. Das Ableitrohr 32 ist mit einer Förderschnecke kl über seine gesamte Länge versehen; beispielsweise handelt es sich hierbei unieine archimedische Schraube, die im Inneren dieses Rohres befestigt ist und die wegen der Drehung der Trommel eine fortlaufende Beförderung der vermahlenen Mischung zur Klassierglocke 38 ermöglicht.

Eine solche Schnecke muß nicht unbedingt vorgesehen werden, ist jedoch wünschenswert, um die fortlaufende Entleerung der Mischung nach dem Mahl Vorgang sicherzustellen.

Das Mahlwerk weist außerdem eine Spüleinrichtung auf, die aus einem gekrümmten Rohr hh mit einer Vielzahl von öffnungen - beispielsweise Ηβ - besteht, so daß die in der Klassierglocke ankommende Mischung mit einem Lösungsmittel besprüht wird.

Das Mahlwerk wird nun folgendermaßen verwendet. In das anfänglich mit Kugeln gefüllte Mahlwerk wird kontinuierlich eine Mischung aus Kugeln und einer Charge eingeleitet, wobei die Charge aus zu vermählenden Teilchen, einem Lösungsmittel und einem Gleitmittel besteht. Vor dem ersten Mahlvorgang muß die Trommel zu mehr als der Hälfte ihres Fassungsvermögens mit Kugeln gefüllt sein, damit eine Ableitung der Mischung durch die Auslaßöffnung der Trommel möglich wird. Der Gehalt an nichtflüchtigen Stoffen in der Charge liegt im allgemeinen zwischen 20 und 80 Gew.%. Die verwendeten Kugeln sind beispielsweise Kugeln aus rostfreiem Stahl, wie sie derzeit bei Mahlwerken dieser Art verwendet werden.

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Entsprechend der Drehung der Trommel wird die Mischung aus der Trommel durch das Äbleitrohr 32 abgeleitet und in das Innere der kegelstumpfförmigen Klasslerglocke 38 geführt, wo sie mit Hilfe der Spüleinrichtung mit Lösungsmittel besprüht wird. In der Klassierglocke werden die Kugeln aus der übrigen Mischung herausgetrennt und die noch verbleibende Mischung ohne Kugeln läuft durch die Schlitze der Klassierglocke in den freien Raum zwischen der Klassierglocke 38 und dem Sammelbehälter 36. Die auf diese Weise abgetrennten Kugeln werden mit Hilfe eines geeigneten Förderers wieder dem Mahlwerk zusammen mit einer neuen Charge aus Teilchen, Lösungsmittel und Gleitmittel zugeführt. Nun kann die verbliebene Mischung - ohne Kugeln - zu verschiedenen Feinsieben in bekannter V/eise geleitet werden, um die Teilchen in der gewünschten Teilchengröße zu erhalten.

Die zu großen Teilchen werden nach der Klassierung gegebenenfalls nocheinmal vermählen, und zwar entweder im selben Mahlwerk oder in einem zweiten Kugelmahlwerk, das dem ersten entspricht; oder die Zusammensetzung der auf diese Weise eingeleiteten neuen Mischung wird der neuen Größe der eingeführten Teilchen angepaßt.

Das aus Fig. k zu entnehmende Mahlwerk besteht in an sich bekannter Weise aus einer zylindrischen horizontalen Trommel 50, die mit Hilfe eines Motors 52 über ein auf der Motorwelle 56 befestigtes Antriebs^ ritzel 5^ und einen'mit dem Ritzel kämmenden Zahnkranz 58, der fest mit der Trommel 50 verbunden ist, um ihre Achse in Drehung versetzt werden kann. Die Trommel weist zwei Zuführöffnungen auf, die jeweils an den beiden Trommelenden ausgebildet sind. Die Zufuhr erfolgt mit Hilfe von zwei Zuleitungen 60 und 62, die jeweils in zwei zylindrische Teile Gk bzw. 66 einmünden, die jeweils in Lagerstützen 68 bzw. 70 gelagert sind.

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Nach dem Mahlvorgang wird die Mischung mit Hilfe von mindestens einer Auslaßöffnung abgeführt, die auf dem Umfang der Trommel ausgebildet aber in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Die auf diese V/eise abgelassene Mischung wird in einer fest angebrachten Ablaufrinne 72 aufgefangen, die die Trommel in Höhe der Auslaßöffnung rundum umgibt und die einen Auslaß 7^ aufweist, der im unteren Abschnitt der Ablaufrinne, also auf der Unterseite der Trommel 50, angebracht ist.

Gemäß einem wesentlichen Merkmal dieses Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Mahlwerkes ist bzw. sind die Auslaßöffnung bzw. Auslaßöffnungen so bemessen, daß der Durchtritt der Charge und der Kugeln nach dem Mahlvorgang ermöglicht wird. Der Auslaß der Ablaufrinne ist mit einer Klassiereinrichtung versehen, mit welcher die Kugeln aus der übrigen Mischung herausgetrennt werden. In Höhe der Klassiereinrichtung wird die Mischung mit Hilfe einer Spüleinrichtung mit Lösungsmittel so besprüht, daß die übrige Mischung gesonders aufgefangen wird und in herkömmlicher Weise über Feinsiebe geführt wird. Die auf diese Weise aufgefangenen Kugeln werden zusammen mit einer neuen Charge über die Leitungen 60 und 62 der Trommel wieder zugeführt. Die auf diese Weise abgetrennten zu großen Teilchen können entweder in dasselbe Mahlwerk oder in ein anderes Mahlwerk geführt werden, wo die Zusammensetzung der Mischung auf die neue Teilchengröße abgestimmt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Kugelmahlwerk lassen steh für die Vermahlung verschiedener StoffteiIchen anwenden, und insbesondere finden sie bei der Vermahlung von Metal 1teiIchen für die Herstellung von Metal 1 pigmenten Anwendung. .

Zusammengefaßt bezieht sfch die Erfindung auf ein Verfahren zur Vei— mahlung von StoffteiIchen und ein verbessertes Kugelmahlwerk zur Durchführung dieses Verfahrens.

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In das schon mit Kugeln gefüllte Mahlwerk wird kontinuierlich eine Mischung aus Kugeln und einer Charge eingeleitet, die aus zu vermählenden Teilchen, einem Lösungsmittel und einem Gleitmittel besteht, worauf die Mischung am Auslaß des Mahlwerkes kontinuierlich aufgenommen wird und die Kugeln aus der übrigen Mischung abgetrennt werden, die dann zusammen mit einer neuen Charge wieder dem Mahlwerk zugeführt werden.

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Claims

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Patentansprüche

Verfahren zur Vermahlung von Stoffteilchen in einem Kügelmahlwerk, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung aus Kugeln und einer Charge bestehend aus den zu vermählenden Stoffteilchen, aus einem Lösungsmittel und aus einem Gleitmittel in das bereits mit Kugeln gefüllte Mahlwerk kontinuierlich eingeführt wird, daß diese Mischung kontinuierlich am Auslaß des Mahlwerkes aufgefangen wird, und daß die Kugeln aus der übrigen Mischung herausgetrennt werden und wiederum mit einer neuen Charge in das Mahlwerk eingeleitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß das Mahlwerk anfänglich zu mehr als der Hälfte seines Fassungsvermögens mit Kugeln gefüllt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennze ΐ chnet ,.daß der Gehalt an nichtflüchtigen Stoffen in der Charge zwischen 20 und 80% Gew.? liegt.
k. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der vermahlenen Teilchen wieder in das Mahlwerk eingeleitet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der vermahlenen Teilchen in ein zweites Kugelmahlwerk eingeleitet wird.

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6. Kugel mahl werk zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bestehend aus einer horizontalen zylindrischen Trommel, die mit Hilfe eines Motors um ihre Achse in Drehung versetzbar ist und die eine Zuführöffnung in der Mitte eines ihrer Enden und eine Auslaßöffnung in der Mitte ihres dem ersten gegenüberliegenden Endes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ablaßeinrichtung (30) zur kontinuierlichen Ableitung vorgesehen ist, die fest mit der Trommel (10) verbunden ist und aus einem horizontalen zylindrischen Ableitrohr (32) besteht, dessen eines Ende in die Auslaßöffnung der Trommel (10) führt, während dessen anderes Ende in einen kegelstumpfförmigen und glockenförmig gebogenen Sammelbehälter (36) übergeht und in eine kegelstumpfförmige Klassierglocke (38) einmündet, die sich innerhalb des Sammelbehälters (36) unter Einhaltung eines Abstands zu diesem befindet.
7. Kugelmahlwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kegel stumpfförmige Klassierglocke (38) eine Vielzahl langgestreckter Schlitze {kO) aufweist, die sich entlang ihrer Mantelflächen erstrecken und eine Breite aufweisen, die kleiner ist als die Abmessungen der Kugeln.
8. Kugelmahlwerk nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ableitrohr (32) eine archimedische Schraube (42) befestigt ist. ,
9- Kugelmahlwerk nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spüleinrichtung {kk, kG) zur Einspritzung von Lösungsmittel in die Klassierglocke (38) vorgesehen ist.

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10. Kugelmahl werk zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bestehend aus einer horizontalen zylindrischen Trommel, die mit Hilfe eines Motors um ihre Achse in Drehung versetzbar ist und die zwei Zuführöffnungen jeweils in der Mitte beider Enden und zumindest eine Auslaßöffnung auf dem Umfang der Trommel aufweist, wobei in Höhe der auf dem Umfang liegenden Öffnung bzw. Öffnungen eine feststehende Ablaufrinne rings um die Trommel verläuft, die mit einem auf der Unterseite der Trommel Hegenden Auslaß versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung bzw. Auslaßöffnungen so bemessen ist bzw. sind, daß der Durchtritt der Kugeln und der Charge nach dem Mahlvorgang möglich ist, und daß der Auslaß (7^) der Ablaufrinne (72) mit einer Trennglocke zur Trennung der Kugeln aus der übrigen Mischung aus- ■ gestattet ist.
11. Kugelmahlwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich net, daß eine Spüleinrichtung zur Einspritzung von Lösungsmittel in die Trennglocke vorgesehen ist.

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