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Verfahren und Vorrichtung zum Schlämmen von Kaolin o. dgl. Die Erfindung
betrifft -ein Verfahren zur Aufbereitung von Kaolin o: dgl., insbesondere zur Gewinnung
von rückstandfreiem Kaolin o. dgl., sowie eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Schlämme, insbesondere die erste
Grobschlämme, von Naturkaolin in einem oder in mehreren unmittelbar aufeinanderfolgenden
Arbeitsvorgängen durch Schleudern in eine rückstandfreies Kaolin enthaltende Feinschlämme
und in Restschlämme geschieden wird, wobei die Schlämme auf dem Boden eines hohlen
Umlaufkörpers gegen gleichmäßig am Umfang desselben verteilte Austrittsöffnungen
gedrängt wird, durch die die sinkfähigere Restschlämme austritt, während die Feinschlämme
abgedrängt wird und durch eine obere kreisförmige Öffnung abströmt, die einen kleineren
Durchmesser hat, als die Austrittsöffnungen für die Restschlämme besitzen. Der hier
gekennzeichnete Schleudervorgang ist seiner grundsätzlichen Art nach an sich bekannt.
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Die praktische Durchführung hat ergeben, daß durch die Erfindung das
Rinnenschlämmen mit dem umständlichen Reinigen der Rinnen erspart und infolgedessen
ein wirtschaftlicheres und schnelleres Arbeiten ermöglicht wird. Insbesondere kann
aber durch die Erfindung das Reinigen des Kaolins so weit getrieben werden, daß
ganz rückstandfreies Kaolin gewonnen wird. Mit Rückständen sind dabei die Bestandteile
gemeint, welche ihrer Gestalt oder ihrer spezifischen Schwere wegen eine größere
Sinkfähigkeit besitzen als das eigentliche Kaolinkorn. Besonders vorteilhaft ist
es, daß die feinsten Anteile an Eisenkies, die in einigen Naturkaolinen auftreten,
restlos entfernt werden können. Es ist damit nicht gesagt, daß das so gewonnene
rückstandfreie Kaolin nicht auch noch andere Beimischungen von gleicher oder geringerer
Sinkfähigkeit in feinschluffartigem Zustande besitzt. Dieser Gehalt stört aber erfahrungsgemäß
bei der Verwendung des Kaolins weniger als schon der kleinste Gehalt an irgendwelchen
Rückständen, insbesondere mit anderen Härtegraden. Da sich in der Regel der Feinschluff
nur in einer gewissen Verfärbung des Fertigkaolins äußert, sich aber durch Schleudern
auch ein großer Teil des, Feinschluffes entfernen läßt, wird in der Regel durch
die Erfindung auch ein weißeres Kaolin gewonnen als bisher.
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Weiterhin ist es bei dem Schlämmverfahren gemäß der Erfindung möglich;
das Kaolin einer-bestimmten Grube in feinerer Körnung zu gewinnen, als es bisher
durch das übliche Rinnenschlämmen möglich war, denn es gelingt auch, das an sich
reine, aber gröbere Kaolinkorn auszuschalten und gegebenenfalls für sich allein.
zu gewinnen. Das ist ganz besonders bedeutungsvoll, weil Kaolin für gewisse Zwecke
äußerst feinkörnig sein muß.
Hierauf beruht die überlegenhei:t bestimmter
Kaolinvorkommen auf dem Weltmarkt, die dieses feinere Korn in einem größeren Prozentsatz
enthalten. Durch die Erfindung werden infolgedessen alle anderen Lagerstätten den
eben genannten konkurrenzfähig gemacht, weil das Feinkorn nach dem Verfahren gemäß
der Erfindung stets abgeschieden werden kann, was bisher auf so einfache und wirtschaftliche
Weise noch nicht möglich war. Und auch die bisher schon bevorzugten Kaolinvorkommen
können in ihrer Qualität verfeinert werden, indem das stets - nur in geringerem
Prozentsatz - vorhanden gewesene gröbere Kaolinkorn auch noch ausgeschieden wird.
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Für den Feinheitsgrad des -neuen Erzeugnisses ist es bezeichnend,
daß es durch die feinsten im Handel befindlichen Siebe, ohne einen Rückstand zu
hinterlassen, hindurchgeht.
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Die Erfindung ist natürlich auch anwendbar auf ähnliche Stoffe, die
in Wasser oder einem anderen Lösungsmittel aufgeschlämmt werden können, wie z. B..
feine Erden und Mineralien, Kreide, Farben, bei denen es sich ebenfalls darum handelt,
reinste Qualitäten zu erhalten, und die sonst von als Verunreinigung empfundenen
Beimischungen schwer getrennt werden konnten.
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Man kann natürlich das Verfahren auch so anwenden, daß nur Flüssigkeit
abgedrängt wird, so daß eine- gegenüber der ursprünglichen verdickte Schlämme gewonnen
wird, wie das zur Vermeidung unnötigen Flüssigkeitsballastes in vielen Fällen wünschenswert
ist.
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Von den beiliegenden Zeichnungen betrifft Fig. i ein Mikroskopbild
von normalem Kaolin, wie es als Naturvorkomn4en auf den Markt gebracht wird, -Fig.
2 desgleichen zum Vergleich damit von feinstem Talkum und Fig. 3 desgleichen zum
Vergleich damit von Kaolin, wie es mit Hilfe der Erfindung gewonnen werden kann.
Die wesentlich größere Feinheit des Kornes eines solchen Feinkaolins springt ohne
weiteres in die Augen.
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Ausführungsfreispiele für Vorrichtungen zur Ausführung des Verfahrens
gemäß der Erfindung sind in den Fig..l bis io dargestellt, und zwar zeigen Fig.
q. einen senkrechten Schnitt durch eine Schleudervorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig.5 eine Ansicht auf den umlaufenden Körper, Fig. 6 einen schematischen Querschnitt
einer abgeänderten Ausführungsform, Fig. 7 einen senkrechten Querschnitt durch eine
andere Ausführungsform einer Schleudervorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 8 eine
Ansicht von oben auf den Umlaufkörper, Fig. 9 und i o senkrechten Querschnitt und
Ansicht von oben einer anderen Ausführungsform.
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Von einer senkrecht gelagerten Welle i (Fig. q. und 5) wird ein Teller
z beim Umlauf mitgenommen, der von einer beliebigen Kraftquelle her durch
ein Übertragungsrad 3 der Welle erteilt wird. Über dem Mittelpunkt des Tellers 2
mündet senkrecht von oben her ein Rohr q., durch das das zu verarbeitende Gut zuströmt.
An seinem Rande besitzt der Teller 2 in großer Zahl Lücken 5 nebeneinander. Von
der inneren Begrenzung der zwischen den Lücken befindlichen Stege -8 aus fügt sich
an den Teller nach unten ein kegelig nach unten sich erweiternder Mantel 6 an, der
aber nicht über den ganzen Umfang in gleicher Breite durchgeführt ist, -sondern,
beispielsweise, wie gezeichnet, je über -einen Viertelkreis von einer größten Tiefenausdehnung
an allmählich bis auf Null abnimmt, also vor derjenigen Stelle, an der der nächste
Viertelkreis beginnt, in die untere Begrenzungsfläche des Tellers selbst übergeht.
- Dieser Teller mit seinen vier Kegelmantelsegxnenten 6 wird umgeben von einem Kegelmantel
7, der oberhalb des Tellers als unterbrochene Seitenwandung dient, auf dem äußeren
Begrenzungskreis der zwischen den Lücken 5 befindlichen Stege 8 aufruht und nach
unten zu in Richtung seiner Kegelmantelfläche sich als Parallelwandung zu den Kegelmantelsegmenten
6 fortsetzt. Er kann dort ebenfalls wie diese vier Kegelmantelsegmente 9 bilden.
Die beeiden unteren Begrenzungsränder der parallel laufenden Segmentkegebnäntel
sind durch -eine Bodenwandung nach unten abgeschlossen. Dort, wo die Kegelsegxnentkanäle
ihre größte Breite besitzen, die ebenfalls durcheine Querwandung verschlossen ist,
- sind sie mit der unteren Ecke mit einem Auslauf i o versehen, der durch einen
Schieber i i überwacht wird, welcher in Führungen 12 geführt ist. Der Schieber i
i besitzt eine Öffnung 13, die zur vollen Eröffnung des Austrittskanals genau vor
die Mündung dieses Kanals gestellt wird, aber auch zur stärkeren oder- geringeren
Drosselung des Austrittes teilweise zur Dekkung mit ihm gebracht werden kann. Der
Schieber sitzt an einer Stange, die in am Teller 2 befestigten Böcken
15 lagert und mit einer Rolle 16 gegen einen Kegel 17 durch Feder 18 angedrückt
wird. Der Kegel 17 kann der Höhe nach verstellt werden und beeinflußt dadurch- die
Stellung des Schiebers. Er dreht sich nicht mixt der Welle. Auf dem oberen Rande
des -Kegelmantelrandes ,^ liegt eine ebene Ringplatte 14. Alle bisher
beschriebenen
Teile laufen .- bis auf den Kegel-17, der aber auch mit umlaufen könnte - mit der
Welle r um. - - -Ortsfest ist eine Ringmulde 19 derart gelagert; daß der äußere
Rand der Ringplatte 14 in ihre Ringöffnung hineinragt. Aus dieser Mulde wird dasjenige
Gut an geeigneter Stelle abgeleitet, welches aus dem Innern des Tellers über die
Ringplatte 14 .hinweg nach auswärts drängt. An diesen. Muldenring ist ein sich tief
nach unten -erstreckender Ringtrichterraum 2o .angebaut, in den die Austrittskanäle
i o der vier Kanalsegmente münden, durch welche dasjenige Gut austritt, welches
auf dem. Boden des Tellers 2 entlang sich durch die Lücken 5 nach außen drängt.
_ Die Wirkungsweise spielt sich wie folgt ab: Die aufzubereitende Schlämme gelangt
durch die Leitung 4 auf .den Teller 2. Es ist aber nicht notwendig, da:ß diese -
Zuführung, wie gezeichnet, im Mittelpunkt des Tellers. erfolgt. Vom Teller wird
sie durch den Umlauf mit-.gerissen *und fließt in dünner Schicht auf .dem Teller
allseitig nach außen. Am äußeren Rande erfolgt die Veizögerung dieser Bewegung durch
die Änderung der Bewegungsrichtung in die des Kegelmantels 9 und auch durch die
zwischen den Lücken 5 befindlichen Stege 8, welche den Durchtritt durch die Lücken
etwas hemmen. Versuche haben ergeben, daß -sich die schwereren b.zw. gröberen Bestandteile
der Schlämme in dem Winkel vor den Lücken etwa bis zu der punktierten Linie 42 -ansammeln,
während die leichteren bzw. feineren Teile oder die Feinschlämme an dieser Linie
entlang nach oben über die Ringplatte 14 in die Mulde 19 strömen. Dabei bleibt
dauernd ein Abfluß auch der schwereren bzw. gröberen Stoffe durch die Lücken und
den Austritt 13 nach dem Behälter 20 in Gang.
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In Fig.6 ist rein schematisch die Wiederholung des Verfahrens derselben
Vorrichtung behandelt. Das Gemenge wird zuerst dem Teller 44 zugeleitet, von dem
das gröbere Gut in den Fangbehälter 45 und das feinere über eine Ringplatte 46 abströmt,
welche wiederum zur weiteren Trennung dieser feineren Bestandteile benutzt wird.
Zu diesem Zwecke befinden sich an ihrem Umfange nochmals ein Kegelmantel 47 und
Lücken 48, durch die die gröberen Bestandteile in den Fangbehälter 49 und die feinsten
Bestandteile über die Ringplatte 5o nach der Mulde 51 geleitet werden.
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Die Fig.7 und 8 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform. Hier besitzt
der Teller 21 einen kegelig auswärts neigenden Rand 24. Die Hohlwelle 23 dieses
Tellers dient gleichzeitig zur Zuführung des Gemenges aus einer Leitung 26, welches
durch öffnungen 27 auf den Tellerböden austreten kann. Oberhalb des Tellers 21,
24 sitzt auf der Hohlwelle ein LNabenkörper 28, von dessen Unterseite am Umfang
gleichmäßig verteilte Tragarme i9 einen entgegengesetzt zum Rande 24 des Tellers
kegelig geneigten Kranz 2 5 tragen, der mit seinem äußeren Rande dem des Tellerrandes
in gleichem Abstande von der Welle gegenüberliegt, während sich oben auf ihn eine
waagerechte Ringplatte 3o aufsetzt, die nach innen zu eine Kreisfläche -bestimmten
Durchmessers frei -läßt. Die Ringplatte läßt durch Schlitze 34 die Arme 29 durchtreten.
.Ortsfest um die bisher genannten umlaufenden Teile ist eine Behälterwandung 3 i
gezogen,. die die aus dem durch die beiden Kegelmäntel ä4, 25 gebildeten Ringspalt
austretende schwerere bzw. gröbere Schlämme sammelt, und eine ringförmige Mulde
32 vorgesehen, die die über der Ringplatte 3o abströmende leichtere bzw. feinere
Schlämme fängt und ' durch Auslaß 33 abzuziehen gestattet. Die Nabe 28 wird von
einem Kugellager 35 in einer Eindrehung ümfaßt. Das Gehäuse des Kugellagers durchtritt
gängig eine Schnecke 36, die' durch Kegelräder 37, 38 vermittels Handrades 39 oder
auf sonst geeignete Weise angetrieben werden kann. Die Achse des Kegelrades 37 ist
in einem Halslager 4o für die Hohlwelle 23 gelagert. Durch Verdrehen des Handrades
39 kann man das Kugellager 35 und damit den gesamten Kegelmante125 mit Ringplatte
3o heben und senken, ohne daß die Umlaufbewegung dadurch gestört wird. Auf diese
Weise wird der Austrittsspalt 41 weiter oder enger ge-
stellt und dadurch
die dort austretende Durchflußmenge je nach Wunsch auf das einfachste geregelt.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel staut sich die schwerere bzw. gröbere Masse
bis zu der punktiert gezeichneten Linie 43, der entlang das feinere Gut nach oben
über die Ringplatte 3o in die Mulde 32 abströmt.
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In der Ausführung nach den Fig.9 und io bilden die beiden Kegelmäntel
des Umlaufkörpers ein festes gemeinsames Gehäuse 53. An die--Stelle des Ringspaltes.
treten gleichmäßig auf -dem Umfang verteilte Austrittsöffnungen 54, die sich nach
dem Innern zu taschenförmig erweitern, so daß sich das radial nach auswärts strebende
grobe Gut gleichmäßig auf diese Austrittsöffnungen verteilt, aus denen es dauernd
ausspritzt. Die Feinschlämme nimmt den Weg über das Ringblech 55. Es kann auch noch
ein Deckblech 5 6 vorgesehen sein, welches ein Verspritzen nach oben verhindert
und die Feinschlämme sicher in den Fangkanal 57 leitet.
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Es ist hierbei nicht erforderlich, daß die
beiden
Kegelmäntel symmetrisch zueinander stehen. Man kann auch die Austrittsebenen der
Öffnungen 54 heben, und zwar bis unmittelbar unter das Ringblech 5 5. Die richtige
Wahl hängt zum Teil von der natürlichen Beschaffenheit des zu behandelnden Gutes
ab, zum Teil von dem Feinheitsgrad, den die Feinschlämme erreichen soll.
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Anstatt wie bei diesem Ausführungsbeispiel von oben kann die Grobschlämme
der Schleuder bei entsprechender Ausgestaltung auch von unten zugeführt werden..
Auch kann die Schleuderwirkung anstatt durch die Bewegung eines Umlaufkörpers dadurch
erzeugt werden, daß die Schlämme unter einem Druck senkrecht gegen den ortsfesten
Schleuderteller geführt wird, der genügt, die Schleuderwirkung gegen den Tellerrand
zu -erzielen.