DE3390020T1

DE3390020T1 - Naßverfahren zur Asbestanreicherung

Info

Publication number: DE3390020T1
Application number: DE19833390020
Authority: DE
Inventors: John Richard George Glen Waverley Victoria Andrews; George Theophilus Newport Victoria Hurst; Philip Sidney Brownrigg Beaumaris Victoria Stewart
Original assignee: Woodsreef Mines Ltd; ICI Australia Ltd
Current assignee: CLIFF RESOURCES CORP WEST TORONTO CA
Priority date: 1982-05-25
Filing date: 1983-05-13
Publication date: 1985-01-24
Also published as: WO1983004190A1; JPS59500951A; US4591103A; ZA833626B; CA1225977A; IT8321253A0; IT1169419B; AU1515683A; IT8321253A1; IN158865B

Description

Naßverfahren zur Asbestanreicherunq Technische s_ Geb iet

Diese Erfindung betrifft Verfahren zur Gewinnung von Asbestfaser aus asbesthaltigen Materialien. Insbesondere betrifft sie Naßverfahren zur Behandlung von asbesthal-

tigen Materialien.

Technischer Hintergrund

Die kommerzielle Gewinnung von Chrysotil aus seinen Erzen wird typischerweise in einer Anlage durchgeführt, in der die Asbestfaser mittels eines pneumatischen Systems von ihrem Wirtsgestein abgetrennt wird. Es ist eine komplizierte Anlage erforderlich, in der eine komplizierte Folge von Zerkleinerungs- und Faserentfernungs-Stufen ausgeführt wird. Trotzdem ist die Extraktion des Fasergehalts aus gewissen Erzen ineffizient, und eine beträchtliche Fasermenge kann in den Aufbereitungsbergen des Verfahrens zurückbleiben. Da die längeren Faserqualitäten einen Spitzenpreis erzielen, kommt es ferner häufig zu einem beträchtlichen Wertverlust des Produkts durch Brechen langer Fasern in kurze Fasern während der ZerkIeinerungsstufen.

Es ist normalerweise erforderlich, das in das herkömmliche pneumatische Verfahren eingesetzte Erz zu trocknen. Die Trocknung und anschließende Verfahrensstufen sind potentielle Quellen einer Abgabe von chrysotilhaltigem Staub an die Umgebung mit allen damit verbundenen Gesundheitsrisiken. Die für die überwachung der Gesundheit der Bevölkerung verantwortlichen Stellen der einzelnen Länder haben maximale zulässige Konzentrationen an respirablen Asbestfasern in Atmosphären festgesetzt, in denen Menschen arbeiten müssen. Diese Konzentrationsbeschränkungen haben sich in den letzten Jahren fortschreitend verschärft, und in der Folge davon wurde es für Trockenextraktions-Anlagen schwieriger, diese einzuhalten.

Ein Mittel zur Verminderung der Möglichkeit einer Abgabe von Asbeststäuben an die Atmosphäre besteht darin, die verschiedenen Betriebsschritte in einem wäßrigen Medium an Stelle von Luft durchzuführen. Es hat sich jedoch bis- ^r her als nicht möglich erwiesen, ein Naßverfahren anzugeben, das den Wirkungsgrad, die Wirtschaftlichkeit und die allgemeine Anwendbarkeit aufweist, die für eine kommerzielle Entwicklung erforderlich sind.

Ein Naßverfahren zur Abtrennung von Asbest aus seinen Erzen wurde beispielsweise in der US-PS 4 226 672 beschrieben. Dieses Verfahren umfaßt die Verwendung eines wäßrigen Mediums, das ein chemisches Reagens als ein Hilfsmittel in der Verfaserungsstufe und zur Verbesserung der Qualität des Faserprodukts enthält. Zusätzlich zur Schaffung einer weniger staubigen und somit weniger gefährlichen Arbeitsplatzumgebung sowie zu einer im Vergleich mit üblichen Trockenverfahren verbesserten Ausbeute kann das Verfahren gemäß US-PS 4 226 672 eine Faser von einem besonderen Verstärkungswert für die Her- stellung von Asbestzement-Produkten wie beispielsweise Asbestzementplatten liefern. Dieses Verfahren ist jedoch

infolge der Verwendung des chemischen Mittels und der Entfernung des chemischen Mittels aus den Prozeß-Flüssigkeiten zur Zurückführung in das Verfahren mit höheren Kosten verbunden.

Es ist daher eine Aufgabe unserer Erfindung, ein Naßverfahren zur Gewinnung von Asbestfasern aus einem weiten Bereich asbestführender Materialien zu schaffen, beispielsweise aus einem Roherz, einem Mahlgut, ausgewählten Strömen aus herkömmlichen Verfahren, Aufbereitungsbergen, Bergwerksabfällen und kurzen Fasern niedriger Qualität.

Offenbarung der Erfindung

Wir haben nunmehr ein Naßverfahren zur Gewinnung von Asbestfasern aus asbestführenden Materialien gefunden, das es erlaubt, die genannten Materialien während der Verarbeitung in einem im wesentlichen feuchten Zustand zu halten, und das Fasernausbeuten liefert, die denen bei Anwendung des herkömmlichen Trockenverfahrens auf die gleichen asbestführenden Materialien wenigstens gleich sind, typischerweise jedoch wesentlich größer sind. Es ist ein besonderes Merkmal unseres Verfahrens, daß es auf schwierig zu behandelnde asbestführende Materialien angewandt werden kann, die nach dem herkömmlichen Trockenverfahren nicht befriedigend behandelt werden können.

Demgemäß schaffen wir ein Naßverfahren zur Gewinnung von Asbestfaser aus asbestführendem Material, wobei das Verfahren eine erste Stufe der Herstellung eines Faserkonzentrats durch die Stufen der Zerkleinerung, Klassieranreicherung und eine zweite Stufe der Freisetzung und Gewinnung der Faser umfaßt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in der ersten Stufe die Anreicherung mit Hilfe von Spiralklassierern erfolgt, und daß in der zweiten

Stufe eine Auftrennung mit Hilfe eines Hydrozyklons mit einem Durchmesser von weniger als 150 mm in eine gut geöffnete Fraktion und in eine schlecht geöffnete Fraktion erfolgt, und bei dem die abgetrennte Faser auf einem Sieb gewonnen wird.

Vorzugsweise ist das Sieb vom Bogensieb-Typ. In einer bevorzugteren Ausführung wird der Unterlauf einer weiteren Zerkleinerung unterworfen, typischerweise in einer Stabmühle, und wiederum mit einem Hydrozyklon behandelt.

Die Verwendung von Spiralklassierern oder -scheidern und Hydrozyklonen hat bei der kommerziellen Verarbeitung von asbestführenden Materialien wenig Anwendung gefunden, weshalb es überraschend ist, daß diese spezielle Kombination nicht nur ein durchführbares Naßverfahren schafft, sondern in den meisten Fällen auch eine beträchtliche Ausbeutesteigerung. Die Angabe einer Ausbeute bezeichnet hierbei einen zusammengesetzten Produktwert, der sich von dem tatsächlichen Ausbeutegewicht und der Faserqualität ableitet.

Bestes Ausführungsbeispiel der Erfindung

Ein wichtiges kommerzielles Ziel der Verarbeitung von Asbesterzen ist die Optimierung des Werts des Faserprodukts, das wirtschaftlich extrahiert werden kann. Die Natur von Asbesterzen variiert in breitem Umfange, insbesondere im Hinblick auf die Herstellung und die Eigenschäften des Chrysotil-Bestandteils. Das Verfahren gemäß unserer Erfindung bietet die technische Flexibilität, mit derartigen Variationen auf wirtschaftliche Weise fertig zu werden. Ein bedeutender Vorteil der vorliegenden Erfindung ist ihre Fähigkeit, wertvolle Faser aus den Aufbereitungs-Rückständen zu gewinnen, die aus herkömmlichen Trockenmahl-Schritten verworfen werden. Das

390020 typische allgemeine Fließdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Fig.1 gezeigt, und unser Verfahren wird nunmehr unter Bezugnahme auf dieses Schaubild diskutiert, wobei jedoch nicht beabsichtigt ist, daß unsere Erfindung auf dieses spezielle Fließdiagramm beschränkt ist.

Bevor die Chrysotilfaser aus einem Äsbesterz angereichert werden kann, muß sie in geeigneter Weise aus dem Wirtsgestein herausgelöst werden. Das kann durch eine gesteuerte Zerkleinerung erreicht werden. Um die Qualitätsverminderung einer potentiell qualitativ hochwertigen Faser durch eine übermäßige Einwirkung von Brech- und Mahlvorrichtungen minimal zu halten, ist es ein wichtiger Aspekt unseres Verfahrens, daß die freigesetzte Faser von der Masse des Gesteins-Stroms zum frühestmöglichen Zeitpunkt des Behandlungsschemas abgetrennt wird.

Die Zerkleinerung wird in einer Folge aus einem Hauptschritt (1), dem die Masse des rohen Erzes unterworfen wird, und einem Folgeschritt (3) erreicht.

Jede Zerkleinerungsstufe verwendet eine Brech- oder Mahlvorrichtung, die für den erforderlichen Teilchengrößebereich geeignet ist und die ein festes Einsatzprodukt aufnehmen kann, das mindestens feucht ist, jedoch auch in Form einer Aufschlämmung vorliegen kann. Zusätzlich zur Freisetzung der Faser aus. dem Gestein wird eine gewisse Öffnung von Faserbündeln bewirkt, die die nach-

3Q folgenden hydraulischen Trennschritte unterstützt.

Die Wahl der Typen der Brech- und Mahl-Ausrüstung, die zur Größenverminderung unter bestimmte Teilchengrößen-Grenzen verwendet werden kann, erfolgt nach sowohl wirtschaftlichen als auch technischen Gesichtspunkten.

Brecher vom Schlag- oder Druck-Typ können dazu verwendet werden, die Teilchengröße des Einsatzmaterials auf unterhalb von etwa 10 bis 15 mm zu vermindern. Das primäre Brechen des nassen Feststoffs kann beispielsweise unter Verwendung eines Backenbrechers erfolgen. Das sekundäre Brechen, ggf. unter Zugabe von weiterem Wasser zu den Feststoffen, kann beispielsweise mit Hilfe eines Kegelbrechers durchgeführt werden.

Bei dieser ersten Stufe (1) der Zerkleinerung führt unser Verfahren zur Entfernung der Faser (2), die im wesentlichen von Gestein befreit wurde, wobei ein erstes faserangereichertes Rohprodukt erzeugt wird. Wir verwenden für die Auftrennung dieses angereicherten Produkts einen

ic mechanischen Klassierer (2), wie beispielsweise einen Schneckenklassierer. Dieses rohe Faseranreicherungsprodukt (A) wird weiter dadurch angereichert, daß man es einer Anreicherungsvorrichtung (7) zuführt, vorzugsweise einem Spiralscheider.

Alternativ dazu kann dann, wenn die Konzentration einer qualitativ hochwertigen Faser in dem Einsatzmaterial relativ hoch ist, die Auftrennung des ersten rohen Faseranreicherungsprodukts mit Vorteil unter Verwendung eines großen Niederdruck-Hydrozyklons, vorzugsweise von mehr als 150 mm, an Stelle des Klassierers bei (2) durchgeführt werden. Dabei wird ein überlauf-Strom erzeugt, der Faser enthält, die vergleichsweise frei von Gesteinsteilchen ist, die größer sind als die Trenngrenze des

oQ Hydrozyklons. Für eine dg^-Trenngrenze von 25 μΐη ist die Faser beispielsweise vergleichsweise frei von Gesteinsteilchen mit einer längsten Ausdehnung von mehr als etwa 30 μπι. Unter einer speziellen dgr-Trenngrenze meinen wir die Größe, bei der 95% der Teilchen dieser Größe

im Unterlauf erscheinen, der seinerseits einer Nach-35

reinigungs-Behandlung unter Verwendung eines Spiral-

-S-

scheiders unterzogen werden kann, um weitere Faser zu gewinnen, wobei sich die Faser in der leichten Fraktion ansammelt. Die schweren oder Gang-Feststoffe, die den Spiralabscheidern zugeführt werden, weisen für einen wirksamen Betrieb vorzugsweise längste Abmessungen von weniger als 1,5 mm auf.

Der nach der Entfernung des rohen Faseranreicherungsprodukts (A) zurückbleibende Strom wird weiteren Zerkleinerungsstufen (3) unterworfen, wobei Mahlmühlen verwendet werden, in denen das Mahlmedium Stangen, Kugeln, Klumpen oder Zähne oder Kies sein kann, um die Teilchengröße der schweren Fraktion (Gesteinsstrom) aus dem mechanischen Klassierer zu vermindern und diese für eine Einführung in die Anreicherungsvorrichtung (4) vorzubereiten, die vorzugsweise ein Spiralabscheider ist. Die schwere (Gesteins-) Fraktion aus diesem Spiralabscheider kann einer weiteren Nachreinigungsbehandlung unterzogen werden. Der Gesteinsstrom wird einem Sieb (5) zugeführt, vorzugsweise einem Bogensieb, das eine öffnungsweite von etwa 300 um aufweist. Der Siebrückstand (D) von diesem Sieb wird wiederum durch eine Kugelmühle (3) und anschließend einen weiteren Spiralscheider geleitet, um ein weiteres Faseranreicherungsprodukt zu schaffen, das mit dem vorherigen Faseranreicherungsprodukt (B) kombiniert und einem Reinigungsschritt (7) unterzogen wird.

Der Siebdurchgang des Siebs oder Bogensiebs (5) enthält in der Hauptsache Gesteinsteilchen (E), typischerweise von einer Größe, deren weiteres Vermählen nicht als ökonomisch nützlich betrachtet wird. Die kleinen Mengen vorhandener kurzer Faser und zusammengesetzter Teilchen werden aus diesem feinen Gesteinsstrom entfernt, bevor dieser aus dem System abgeführt und verworfen wird, in~ dem man ihn durch einen weiteren Spiralscheider führt. Die Aufschlämmung der Gesteins-Aufbereitungsrückstände

A-

wird einem Eindicker (6) zugeführt, aus dem ein geklärtes Wasser erhalten wird, das in dem Kreislauf wieder verwendet werden kann.

Durch Wahl eines geeigneten Querschnittsprofils der Spiralscheider können die ankommenden Feststoffe in drei Fraktionen getrennt werden. Die stärker geöffnete Faser ist in einer Leichtfraktion enthalten, die weniger geöffnete oder stachelige Faser ist in einer Mittelfraktion enthalten, deren Weiterbehandlung zur Freisetzung stärker geöffneter Fasern sich lohnen kann, und die, im wesentlichen nicht-faserigen Feststoffanteile finden sich in * einer schweren Fraktion. Spiralscheider haben sich als ganz besonders geeignet erwiesen, Teilchen des Abraumgesteins oder Grobsand (größer als etwa 200 mesh) aus dem Behandlungs-Kreislauf auszusondern. Es versteht sich dabei, daß dann, wenn von einem Spiralscheider gesprochen wird, es in der Praxis nötig sein kann, mehrere Durchgänge von ausgewählten Prozeßströmen durch verschiedene Spiralscheider in Reihe zu bewirken, um sicherzustellen, daß die erforderliche Wirksamkeit der Fasergewinnung erreicht wird. Dabei können unterschiedliche Querschnittsprofile gewählt werden, um für unterschiedliche Gesteinsgrößen-Bereiche die beste Wirkung zu erzielen.

Die rohen Faseranreicherungsprodukte (A), (B), aus denen der Grobsand in Spiralscheidern entfernt wurde, werden weiter dadurch qualitativ verbessert, daß sie durch große (vorzugsweise größer als 150 mm) Niederdruck-Hydrozyklone

(7) geleitet werden, in denen die Gesteinsteilchen, die größer sind als die Trenngrenze des Hydrozyklons (typischerweise etwa 30 μΐη) weitgehend in den Unterlauf (F) entfernt werden.

Das gereinigte Faseranreicherungsprodukt aus dem Oberlauf des großen Hydrozyklons wird dadurch in eine gut

geöffnete Fraktion (B) und eine schlecht geöffnete oder stachelige Fraktion (H) fraktioniert, daß man es durch kleine (typischerweise 50 mm) Hochdruck-Hydrozyklone (8) leitet. Die erhaltene gut geöffnete Faserfraktion wird einem feinen Sieb (9) zugeführt, das typischerweise eine öffnungsweite von 100 um aufweist, dessen Siebdurchgang ein wertloser feiner Abraum ist, während der Siebrückstand ein im wesentlichen entwässerndes Faserprodukt von Handelsqualität (Pfeil J) darstellt. Das feine Sieb ist vorzugsweise ein Bogensieb; eine Einheit, die druckgespeist und periodisch gereinigt oder abgeklopft wird, ist besonders wirksam.

Der Unterlauf (H) der kleinen Hydrozyklone enthält im wesentlichen ungeöffnete Faserteilchen, Büschel, Stacheln und dgl. Bei bestimmten Erzen kann diese Fraktion einen überwiegenden Anteil des gesamten Fasergehalts ausmachen, weshalb es wichtig ist, die Qualität dieser Fraktion zu optimieren. Das wird dadurch erreicht, daß man die Faserbündel in einer geeigneten Verfaserungsvorrichtung (10) wie beispielsweise einer Stab- oder Kugelmühle oder einer Kolloidmühle vom Drehtellertyp verfasert oder öffnet. Wiederum wird das verfaserte Produkt durch einen kleinen Hochdruck-Hydrozyklon geleitet, um im Unterlauf alle nicht geöffneten Faserteilchen für die abermalige Behandlung zu entfernen. Der Oberlauf wird wiederum dadurch gereinigt, daß man ihn einem feinen Sieb (11) zuführt, das die Entfernung feiner Gangart sowie eine wesentliche Entwässerung des Faserprodukts K bewirkt.

Ggf. kann die ungeöffnete Faserfraktion aus dem kleinen Hydrozyklon unter Zusatz chemischer Reagenzien verfasert werden. Beispielsweise ist es durch die Anwendung der chemischen Verfaserungsbehandlung, die in US-PS 4 226 beschrieben ist, möglich, diese Faser qualitativ unter Bildung eines Faserprodukts zu verbessern, das einen

hohen Verstärkungswert in Asbestzement aufweist. Die selektive chemische Behandlung der ungeöffneten Faserfraktion sowie die mögliche anschließende Vermischung dieses Produkts mit der vorher abgetrennten Fraktion geöffneter Faser macht es möglich, den Einfluß der Kosten der chemischen Behandlung minimal zu halten, da nach dem vorliegenden Verfahren feine Gesteinsteilchen von der Faser entfernt werden können, die in unnötiger Weise in dem Verfahren gemäß US-PS 4 226 672 Chemikalien verbrauchen.

Somit wird bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die schlecht geöffnete Faserfraktion weiter in einer geeigneten Verfaserungsvorrichtung unter Zuhilfenahme eines chemischen Verfaserungs-Reagens geöffnet.

Das teilweise entwässerte Produkt (J, K) wird vorzugsweise aus Gründen der Lager- und Transport-Ökonomie weiter entwässert. Das kann dadurch bewirkt werden, daß ^man das teilweise entwässerte Produkt (J, K) Druck aussetzt. Die zur Anlegung des Druckes verwendete Ausrüstung kann im Einklang mit den Anforderungen an die endgültige physikalische Form des Produkts gewählt werden. Beispielsweise kann der Druck in einer Brikettiermaschine angelegt werden. Alternativ kann ein vorläufiges Entwässern in einer Ausrüstung bewirkt werden, wie sie für die Erzeugung von Asbestpapier oder -karton verwendet wird, und die Bögen aus nasser Faser aus diesen Einheiten können dadurch wie erforderlich weiter ontwässert werden, daß man sie geeigneten Drucken unterwirft, beispielsweise durch Hindurchführen durch Kompaktierwalzen.

Während herkömmliche Druck/filter oder Zentrifugen typischerweise den Feuchtigkeitsgehalt des Faserprodukts nicht wesentlichen unter 40 Gew.-%.vermindern, ist es

möglich, Feuchtigkeitsgehalte bis hinunter zu etwa 17 Gew.-% dadurch zu erreichen, daß man Drücke im Bereich, der in den Beispielen 6 bis 10 illustriert ist, ausübt. Es ist dabei wesentlich, daß die Gesamtheit der Faser über die ganze Zeit feucht bleibt, um eine Erzeugung eines Luftstaubes zu vermeiden. Das würde im Falle anderer kommerziell durchführbarer und wirtschaftlicher Verfahren zur Verminderung des Wassergehaltes nicht möglich sein? beispielsweise bei solchen, bei denen erwärmt wird oder Gase hindurchgeleitet werden, da es bei derartigen Verfahren schwierig sein würde, eine Ubertrocknung eines Teils der Faser zu vermeiden.

Es ist somit eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß wir ein Verfahren zur Entwässerung nasser Asbestfasern durch Filtration unter hohen Drücken angeben. Typische geeignete Vorrichtungen für diese Hochdruck-Filtration umfassen beispielsweise Schnek kenpressen und V-Pressen. Ein besonderer Vorteil dieser Pressen liegt darin, daß der entwässerte Asbest in der Form von Pellets gewonnen wird, die auf bequeme Weise verpackt und versandt werden können.

Wir haben ferner festgestellt, daß die feuchten Asbestfasern in wirksamer Weise nach einer elektrokinetischen Technik entwässert werden können.

Industrielle Anwendbarkeit

Es ist ein besonderes Merkmal des Verfahrens unserer Erfindung, daß es ein Mittel zur Gewinnung von Asbestfaser aus einem asbesthaltigen Material zur Verfügung stellt, das relativ frei von den Staubgefahren ist, die mit dem herkömmlichen Verfahren verbunden sind. Darüber hinaus sind die Ausbeuten, die bei unserem Verfahren aus einem gegegebenen Roherz erhalten werden, wesentlich größer als

diejenigen, die bei einem herkömmlichen Trockenverfahren aus vergleichbaren Proben des gleichen Erzes erhalten werden. Im Falle schwieriger Erze, die nach dem Trockenverfahren nur schwer zu behandeln sind, erreicht die Steigerung der Ausbeute bis zu 100%, da das Naßverfahren sowohl den Verlust an Faser infolge eines Zerbrechens in feine Fragmente und Staub minimal hält, sowie allgemeiner gesprochen dadurch, daß ein Verlust an Faserqualität oder -wert infolge eines Brechens hochwertiger langer Fasern vermindert wird.

Die nach unserem Verfahren hergestellten Asbestfasern können in allen herkömmlichen Verwendungen für Asbestfasern verwendet werden. Insbesondere stellt das entwässerte Produkt, das 17 bis 18 Gew.-% Wasser enthält und entweder in Form von Pellets, Briketts oder "Papierrollen" vorliegt, eine bequeme Form für die Herstellung von zementartigen Zusammensetzungen dar, wie beispielsweise von Asbestzement-Gegenständen. Das Produkt zerfällt sehr leicht, wenn es in Wasser eingetaucht wird, und kann danach auf einfache Weise wie nötig redispergiert werden.

Die Erfindung wird anschließend durch die nachfolgenden Beispiele illustriert, ohne auf diese beschränkt zu sein. Alle Teile und Prozentangaben werden auf Gewichtsbasis gemacht, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben.

Beispiel 1

Etwa 300 kg eines gebrochenen Erzes aus der Woodsreef-Mine (Durchgang durch ein 16 mesh-Sieb) wurden in einer halbkontinuierlichen Demonstrationsanlage gemäß dem allgemeinen Fließdiagramm von Fig. 1 behandelt.

Das Erz wurde mit 2 bis 3 kg/min in einen Sumpf gefördert, wo es mit Wasser vermischt wurde, und die Aufschlämmung wurde in die Stufe 2 der rohen Faseranreicherung gepumpt .

Die durchgeführten Arbeitsschritte und die Grundmerkmale der in jeder Verfahrensstufe verwendeten Ausrüstung werden nachfolgend beschrieben.

Stufe 2. Erste Rohanreicherung von Faser

Die primäre Trennung von Faser und Gesteinsteilchen wurde in einem 150 mm Hydrozyklon durchgeführt. Ein Spiralscheider wurde dazu verwendet, weitere. Rohfaser aus dem Unterlauf des 150 mm Hydrozyklons (Gesteinsstrom) auszuwaschen.

Stufe 3. Zerkleinerung

j Eine weitere Freisetzung von Faser aus dem Gestein und die öffnung von Faserbündeln wurde dadurch durchgeführt, daß man die Aufbereitungsrückstände von Stufe 2 einem Mahlen in einer Stabmühle unterzog.

Stufe 4. Zweite Rohanreicherung von Faser

Nach dem Mahlen wurde ein weiteres rohes Faseranreicherungsprodukt aus dem im wesentlichen Gesteinsstrom in einem Spiralscheider abgetrennt. Die Konfiguration dieses I Spiralscheiders gestattete die Abtrennung einer Mittel-, ; fraktion sowie einer Rückstandsfraktion. Die Mittelfraktion wurde zurückgeführt.

Stufe 5. Klassieren

Der Gesteinsrückstands-Strom aus dem Spiralscheider von Stufe 4 wurde einem überlauf-gespeisten 45° Bogensieb mit einer öffnungsweite von 100 μπι zugeführt, und der erhaltene Siebrückstand wurde in Stufe 3 zurückgeführt, wo er abermals zerkleinert wurde.

Stufe 6. Abfalls-Entwässerung

Der Siebdurchgangs-Strom aus Stufe 5 wurde einem Lamellen-Eindicker zugeführt, in dem die feine Gangart von der Ilauptmenge des Wasser abgetrennt wurde, so daß sie als eingedickter Abfall verworfen werden konnte. Das Wasser wurde in die Anfangsstufen des Verfahrens zurückgeführt.

Stufe 7. Reinigung der Faseranreicherungsprodukte

Die rohen Faseranreicherungsprodukte aus den Spiralanreicherungen in Stufe 2 und 4 wurden dadurch gereinigt, daß man sie durch einen 150 mm Hydrozyklon leitete. Der in dem Unterlauf abgetrennte Grobsand wurde wiederbehandelt, um Rückstandsfaser zu extrahieren, wie in Stufen 3 und 4, indem man ihn durch eine Kugelmühle und anschließend durch Spiralscheider leitete.

Stufe 8. Faserfraktionierung

Die als Oberläufe eines jeden der 150 mm Hydrozyklone (Stufen 2 und 7) erzeugten faserreichen Ströme wurden fraktioniert, um die gut geöffnete Faser von der schlecht geöffneten Faser abzutrennen, indem man sie durch einen kleinen (50 mm) Hydrozyklon leitete. Die schlecht geöffnete Fraktion wurde dadurch qualitativ verbessert, daß man in Spiralscheidern Grobsand entfernte, wobei das aus ihnen erhaltene Anreicherungsprodukt ein Faser-Zwischen-

Λ^>

produkt darstellte, das eine weitere öffnung erforderte, um seinen optimalen Wert zur Verstärkung von Zement zu erhalten« Die Rückstandsfraktion aus diesen Spiralscheidern wurde wie in den Stufen 3, 4 und 5 weiterbehandelt, um Reste nützlicher Faser zu extrahieren.

Um die hohen Zementverstärkungswerte zu erreichen, die in diesem Versuch angestrebt wurden, wurde die schlecht geöffnete Faserfraktion ferner dadurch angereichert, daß man sie abermals in Spiralscheidern behandelte, um restlichen Grobsand zu entfernen, sowie mit Bogensieben, um feine Gangart zu entfernen.

Stufe 9. Faserreinigung

Die geöffnete Faser aus den Oberläufen der kleinen Zyklone in Stufe 8 wurde weiter qualitativ dadurch verbessert, daß man sie einer Reihe von Sieben zuführte, um wertlose Feinstteilchen zu entfernen. Der Strom aus Stufe 8 wurde zuerst druckgespeisten 120° Bogensieben (200 μΐη) zugeführt, die das Faserprodukt zurückhielten. Der Wasserstrom, der durch diese Siebe hindurchging, wurde 45° überlauf-gespeisten Bogensieben (100 mn) zugeführt, um vor der Zurückführung restliche Faser abzutrennen. Die feine Gangart in dem Wasserstrom, der dieses Sieb passierte, wurde dadurch aus dem System entfernt, daß man den Strom durch einen Lamelleneindicker (Stufe 6) leitete. Das geöffnete Faserprodukt wurde weiterbehandelt, indem man es durch kleine Hydrozyklone und Bogensiebe leitete, und zwar im wesentlichen wie in den Stufen 8 und 9. Dabei wurde das Produkt A (Tabelle 1) erhalten.

Stufe 10. Faseröffnung

Das schlecht geöffnete Faserzwischenprodukt aus Stufe 8 wurde einer Verfaserungsbehandlung unterzogen, bei der ein chemisches Verfaserungsreagens, fatexil WA-OT, gemäß dem Verfahren von US-PS 4 226 672 verwendet wurde.

Gut geöffnete Faser wurde von einer restlichen schlecht geöffneten Faser durch Durchleiten durch 50 mm Hydro-Zyklone getrennt, wobei der letztgenannte Bestandteil zur weiteren Behandlung zurückgeführt wurde.

Stufe 11. Faserreinigung

Die offenfaserige Fraktion aus Stufe 10 wurde dadurch gereinigt, daß man sie zur Entfernung feiner Gangart unter Druck 120° Bogensieben (200 um öffnung) zuführte. Die zurückgehaltene Faser war das Produkt B (Tabelle 1).

Die Produkte A und B wurden durch neuerliches Aufschlämmen vermischt und entwässert, wobei ein einziges Mischprodukt aus diesem Versuch erhalten wurde (Tabelle 1).

Die Ergebnisse der Messungen für jedes der Produkte jeder Stufe sind in Tabelle 1 wiedergegeben. Diese Ergebnisse umfassen die Ausbeute eines jeden extrahierten Produkts als Prozente des Gewichts des Einsatzerzes, den Bruchmodul (MRA) für Platten, die 12,5% Faser enthalten, die Bauer-McNett-Teilchengrößenanalyse (nur Ober- und Untergo Fraktionen gezeigt), und die spezifische Oberfläche (SSA), gemessen in einem Wasser-Permeabilitäts-Test.

-Vf-

Tabelle

Faser produkt	Ausbeute %	MRA kg/cm²	Teil chen + 14 mesh	(%) -325 mesh	SSA cm² /g Faser
gut ge öffnetes Produkt (J)	1,4	443	4ü	9	33 000
schlecht geöffnetes Zwischenpro dukt	2,3	284	2	8	9 000
chemisch verfasertes Produkt (K)	1,9	340	76	9	48 000
Misch produkt	3,3	407	63	7	35 000

Eine passende Probe des gleichen Rohmaterials wurde in dem Kernlaboratorium der Herkunft des Erzes verarbeitet. Die Standardauswertung der Ergebnisse zeigte, daß der Geldwert der nach dem Naßverfahren extrahierten Faser gerade über das Doppelte des Werts der Faser betrug, die nach dem Trockenverfahren extrahiert wurde.

Beispiel 2

Eine Probe von 700 kg eines canadischen Chrysotil-Erzes (vorgebrochen auf einen Siebdurchgang durch 16 mesh) wur-

de unter Verwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Ausrüstung und in einem ähnlichen Kreislauf behandelt. Die Ausbeute des Faser-Mischprodukts betrug 6,8%, wobei es für Platten mit einem Gehalt von 12,5% Fasern einen Bruchmodul (MRA) von 320 kg/cm² lieferte.

Eine passende Probe dieses Ausgangsmaterials wurde in dem gleichen Kernlaboratorium (Trockenverfahren) wie in Beispiel 1 verarbeitet. Die Ausbeute betrug 5,3% eines Faserprodukts, das einen niedrigeren Verstärkungswert aufwies als das Produkt aus dem Naßverfahren.

Beispiel 3

Eine Probe von 400 kg von Aufarbeitungsrückständen der herkömmlichen Trockcnnufbercitung des in Beispiel 2 verwendeten canadischen Chrysotil-Erzes wurde unter Verwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Ausrüstung und in einem ähnlichen Kreislauf behandelt. Die Ausbeute des Faser-Mischprodukts betrug 8,3%, Und die Faser wies bei Platten mit einem Gehalt von 12,5% Fasern einen Bruchmodul (MRA) von 308 kg/cm² auf.

Eine passende Probe dieses Rohmaterials wurde in dem gleichen Kernlaboratorium (Trockenverfahren) wie in Beispiel 1 verarbeitet. Die Ausbeute betrug 2,4% eines Faserprodukts, das einen Verstärkungswert aufwies, der etwas niedriger lag als bei dem Produkt des Naßverfahrens.

Beispiele 4 und 5

Eine Probe des schlecht geöffneten Faser-Zwischenprodukts aus Beispiel 1 (20 kg Fasergehalt) wurde einer Verfaserung in einem mechanischen Naßverfahren unterworfen, an Stelle der Zugabe des chemischen Reagens, wie es in Beispiel 1 verwendet worden war. Wie in Beispiel 1 (Stu-

fen 10 und 11) war der Kreislauf durch einen 50 mm Hydrozyklon geschlossen, und die geöffnete Faser wurde über einem Bogensieb (300 μΐη Öffnungsweite) gereinigt.

Es wurden zwei Verfaserungsvorrichtungen verglichen; eine Colloidmühle vom Drehtellertyp und eine Stabmühle. Die an dem Faserprodukt vorgenommenen Messungen entsprechend Beispiel 1 sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.

Tabelle

Beispiel	Vo r f a se rung s-	MRA	Teilchen %	-325
Nr.	vorrichtung	(12,5%)	+ 14	mesh
		kg/cm² )	mesh	4
4	Tellermühle	376	11	14
5	Stabmühle	413	5

Beispiel 6

Zur Demonstration der Wasserentfernung aus einer nassen Paser durch Anwendung von Druck wurde eine mechanische Presse verwendet. Die Presse wies einen Metallkolben auf, der dicht in einen Metallring eingepaßt war, der etwa 4 cm hoch war und einen Innendurchmesser von 2 cm aufwies, Der Ring war mit einer Metall-Grundplatte mit einem mesh-Drahtnetz verklammert, das zwischen den beiden Teilen festgehalten wurde. Die Probe der nassen Faser

-ϊλ-

wurde in den Ring zwischen den Kolben und die Metall-Grundplatte eingeschlossen.

Eine Probe der nassen Faser (10,4g) - Produkt A von Beispiel 1 -, die 82 Gew.-% Wasser enthielt, wurde in die Presse eingegeben, und der Kolben wurde belastet, so daß die Faser einem Druck von 6,4 MPa ausgesetzt war. Zwischen dem Ring und der Grundplatte trat im wesentlichen klares Wasser aus. Der Wassergehalt des erhaltenen Faserkuchens betrug 30 Gew.-%. Beim Eintauchen in Wasser begann der Kuchen zu zerfallen und wurde anschließend leicht durch Rühren disperyierL.

Beispiele 7 bis 10

Vier Proben einer nassen Faser, ähnlich dem Produkt Λ von Beispiel 1, wurden einer Reihe von Drucken in einer mechanischen Presse ausgesetzt, wie sie in Beispiel 6 beschrieben wurde. Der restliche Wassergehalt des Preßkuchens ist in Tabelle 3 wiedergegeben.

	Tabelle 3	Wassergehalt Gew.-%
		30
Beispiel Nr.	ausgeübter Druck MPa	24
7	3	20
8	14	16,8
9	21
10	34,5

-ZL-

Der Preßkuchen von Beispiel 10 wurde in Wasser getaucht. Er dehnte sich auf etwa das Doppelte seines Volumens aus und begann zu zerfallen, wonach er durch Rühren dispergiert werden konnte.

Beispiel

Das Verfahren wurde im wesentlichen wie beschrieben mit Erzproben der Woodsreef Mine (Barraba, New South Wales) während des Zeitraums vom Januar bis April 1982 durchgeführt. Jede Probe wurde auch nach dem Kernlaboratoriums-Trockenverfahren behandelt,. Tabelle 4 faßt das Trockengewicht des Erzes, Gewicht und Ausbeute (%) dos Produkts sowohl des Naß- als auch des Trocken-Verfahrens, den mittleren FSU-Wert (Faserfestigkeits-Einheiten für einen MRA von 275) sowie das effektive Naß/Trockcn-Ausbcuten-Verhältnis zusammen.

Tabelle

Zeitraum (Proben)	Trockenerz (t)	Naßverfahren	Mittel· pen	Trocken- Kern-Lab.- -Verfahren	Mittel· FSU	effektiv« Verhältn Naß/Troc
1 ( 1-9)		Ausbeute	Γ OU	Aus beute	68
2 (10-20)	19,1		62	2,72	87	1,74
3 (21-25)	64,5	5,26	93	2,63	80	1,27
4 (26-30)	52,9	3,13	86	2,6 7	74	1,47
5 (31-35)	70,2	3,64	83	2,38	75	1 ,46
6 (36-38)	22,7	3, 10	92	2,81	74	1 ,50
27,1	3,40	102	2,64	1,71
3,28

* Verhältnis =

Naßausbeute χ Naß-FSU

Trockenausbeute χ Trocken-FSU

Die individuellen Ausbeuten der Proben lagen bei dem Naßverfahren im Bereich von 4,2 bis 7,9 Gew.-%, und für das Trockenverfahren im Bereich von 2,5 bis 3,4 Gew.-%. Die Ausbeuten des Naßverfahrens sind für das getrocknete Faserprodukt angegeben.

Beispiel

Ein ähnlicher Vergleich wie der in Beispiel 11 wurde für den Zeitraum von Juli bis September 1982 durchgeführt, außer daß in den in Tabelle 5 wiedergegebenen Daten die individuellen Proben nach Sprengungen (und somil bestimmten Erz-Lagerstätten) sowie chronologisch geordnet wurden.

Tabelle

Sprengung	Datum	Tonnen	Naßverfahren -	Mittel FSU	Trocken-	Mittel FSU	effektives
	Juli 8-12	12,6	Ausbeu te %	118	Kern-Lab.- Verfahren	80	Verhältnis* Naß/Trocken
	Aug. 3-9	25,0	3/35	80	Ausbeu te %	90
131	Sept. 7-9	26,2	4,46	81	2,89	85	1,71
84	Sept. 10-16	19,6	4,56	78	2,12	88	1,87
84	Sept. 16-22	31,4	6,78	77	2,28	93	1,91
151	5,01	2,73	2,20
131	2,01	2,06

Das durchschnittliche effektive Naß/Trocken-Verhältnis betrug 1,90.

Beispiel 13

Tabelle 6 gibt einen Vergleich des Naßverfahrens der vorliegenden Erfindung mit sowohl dem Kern-Labor-Trockenverfahren und dem kommerziellen Trockenanlagen-Verfahren für verschiedene Erzproben aus der Woodsreef Mine wieder.

Tabelle 6

Sprengung	AquivnlontnuHbouto EUr einen	Kernlabor	FSU von 8 5
94	Naßverfahren	2,28	Trockenanlage
113	3,07	2,23	2,63
129/130	4,00	2,38	2,40
149/151	3,50	2,81	3,01
156	6,19	2,41 . "	3,77
4,38	3,22

Beispiel 14

Proben von Abfall-Aufbereitungsrückständen der Woodsreef-Trockenanlage wurden nach dem erfindungsgemäßen Naßverfahren behandelt. Wie in Tabelle 7 gezeigt ist, variierten die Ausbeuten beträchtlich, wobei jedoch im allgemeinen eine Ausbeute bis zu 2 Gew.-% (Äquivalentqualität für FSU 85) aus den Aufbereitungsrückständen erhalten werden kann, die ansonsten verworfen würden.

Tabelle

herkunft	Tonnen	% Aus beute	FSU	berechnete Ausbeuteäqui valente für FSU = 85
(Mai 20-21)	12,4	1,51	72	0,98
tfMT (Mai 26-27)	14,4	0,85	105	1 ,05
DT 4 (Juli 6-8)	9,4	2, 14	77	2,10
DT 6 (Okt. 22-25)	17,9	2,26	71	2,0 3
DT 3 (Aug. 10-25)	38,3	4,74	65	2,97
DT 7 (Aug. 26- Sept. 3)	47,6	3,56	73	2,01
OT 8 (Sept. 23-27)	13,9	2,64	91	1,95

Beispiel

Proben von nassen Asbestfasern aus dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden in einem RVP-36 Tellertrockner entwässert. Bei 0,6 U/min und einem maximalen Betriebszylinderdruck von 2500 psi wurde aus einem Einsatz mit einem Feststoffgehalt von 39,5 Gew.-% ein Produkt mit einem Feststoffgehalt von 58 Gew.-% erhalten. Das ausgepreßte Wasser enthielt 0,0075 Gew.-% Feststoffe. Der Durchsatz betrug

-U -

18.5 MT/Tag. Bei einer Geschwindigkeit von 1,5 U/min sank der Feststoffgehalt des Produkts auf 53,4%, wobei jedoch die Geschwindigkeit auf -te" MT/Tag anstieg.

Claims

Patentansprüche

1· Naßverfahren zur Gewinnung von Asbestfaser aus einem asbestführenden Material, wobei das Verfahren eine erste Stufe der Herstellung eines Faser-Anreicherungsprodukts mit den Schritten der Zerkleinerung und der Klassieranreicherung sowie eine zweite Stufe der Freisetzung und Gewinnung der Faser umfaßt, dadurch gekennzeichnet , daß in der ersten Stufe die Anreicherung unter Verwendung von Spiralklassicrorn erfolgt, und daß in der zweiten Stufe eine Auftrennung unter Verwendung eines Hydrozyklons mit einem Querschnitt von weniger als 150 mm in eine gut geöffnete Fraktion und eine schlecht geöffnete Fraktion erfolgt, und daß die abgetrennte Faser auf einem Sieb gewonnen wird.
2. Verfanren nach Anspruch 1, bei dem das asbestführende Material Chrysotil enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das genannte asbestführende Material aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Roherz, Faser-Anreicherungsprodukten von Trocken- und Naß-Verfahren, Gruben-Rückständen und Aufarbeitungsrückständen sowie kurzer Ι-'πκογ einer minderen Qual itiit besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, das die Behandlung der 9^ut geöffneten Fraktion nacheinander mit einem Spiralscheider und einem Hydrozyklon mit einem Querschnittsdurchmesser von weniger als 150 mm, die Zerkleinerung des schlecht geöffneten Materials und dessen nachfolgende Behandlung nacheinander mit einem Spiralscheider, einem Hydrozyklon mit einem Querschnittsc.urchmesser von wenigstens 150 mm und einem Hydrozyklon mit einem Querschnitts-

durchmesser von weniger als 150 mm sowie die Gewinnung der freigesetzten Faser auf einem Sieb umfaßt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die gut geöffnete Fraktion ein Fasermaterial umfaßt, das aus dem asbestführenden Material durch Zerkleinerung unter minimaler Brechung der Fibrillen abgetrennt wurde, und die schlecht geöffnete Fraktion ein faseriges Material umfaßt, das bei der Zerkleinerung einem beträchtlichen Fibrillen-Bruch unterliegt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder Anspruch Lj, bei dem das Mittel zur Zerkleinerung eine Kugelmühle, eine Stabmühle oder eine Cölloidmühle vom Drehteller-Typ uinfaßt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem ein Unterlauf der Hydrozyklon-Behandlung der gut geöffneten Fraktion einer weiteren Zerkleinerung unterzogen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die der genannten weiteren Zerkleinerung unterzogene Fraktion zusätzlich einen Unterlauf der Hydrozyklon-Behandlung der schlecht geöffneten Fraktion umfaßt.
9. Verfahren nach Anspruch 5, Anspruch 6, Anspruch

oder Anspruch 8, bei dem das Sieb ein Bogensieb umfaßt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das zur Gewinnung des Faser-Anreicherungsprodukts verwendete Sieb eine Maschengröße von nicht weniger als'300.um aufweist.
11. Verfahren nach Anspruch 5, Anspruch 6, Anspruch 7, Anspruch 8, Anspruch 9 und Anspruch 10, bei dem das zur Gewinnung der freigesetzten Faser verwendete

1 Sieb eine Maschengröße von nicht weniger als 100 um aufweist.
12. Asbestfaser, die nach dem Verfahren von Anspruch 5 1 hergestellt wurde.
13. Zementhaltige Zusammensetzungen, die mit Asbestfasern verstärkt sind, die nach dem Verfahren von Anspruch 1 hergestellt wurden.