Titel: | Verfahren zur Aufbereitung unreiner Phosphate. |
Fundstelle: | Band 257, Jahrgang 1885, S. 407 |
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Verfahren zur Aufbereitung unreiner
Phosphate.
Mit Abbildungen auf Tafel
27.
Drevermann's Verfahren zur Aufbereitung unreiner
Phosphate.
Zur Aufbereitung unreiner Phosphate, namentlich der Entphosphorungsschlacken sollen
dieselben nach Drevermann in Königsborn (* D. R. P. Kl.
16 Nr. 32071 vom 2. Oktober 1883) mit überschüssigen Erdalkalien in einem
Schachtofen heruntergeschmolzen und dadurch aufgeschlossen werden. Bei den
Entphosphorungsschlacken ist dies meist nicht erforderlich. Die Massen werden
möglichst fein zerkleinert und zur Entfernung der Eisenkörner und der stärker
magnetischen freien Mangan-Eisenoxyduloxyde durch einen zum gleichzeitigen Trennen
nach der Korngröſse (Klassiren) eingerichteten elektromagnetischen Erzscheider
getrieben. Dieser Erzscheider besteht aus zwei concentrisch angeordneten Trommeln,
deren innere eine kupferne oder bronzene Siebtrommel A
(Fig. 11
und 12 Taf.
27) die Trennung nach der Korngröſse in bekannter Weise bewirkt, während die
äuſsere, eine mit der ersteren verbundene zweite Trommel C, welche von den Rollen D gedreht wird, aus
nicht zu dünnem Eisenbleche hergestellt und für die elektromagnetische Scheidung
bestimmt ist. Der elektrische Strom wird durch eine Anzahl von Isolirdrahtwindungen
um die Trommel C geleitet, welche dadurch magnetisirt
wird, und ist derart bemessen, daſs nur die erwähnten stärker magnetischen von den
durch die Siebtrommel bezieh. Schlitze a bereits
klassirt hindurchfallenden Körnern an der inneren magnetischen Fläche der
elektromagnetischen Eisenblechtrommel zurückgehalten werden, während die nur schwach
magnetischen sowie die nicht magnetischen Bestandtheile dem Gefälle der schrägen
Trommeln folgen. Die so zurückgehaltenen Bestandtheile werden demnächst abgestrichen
und durch Schneckenrinnen E entfernt, um zu anderen
Zwecken verwendet, z.B. zur Hochofenbeschickung
zurückgegeben zu werden.
Es wird nun eine abermalige feine Zerkleinerung der noch gröberen, ebenfalls
gesondert abgeschiedenen Theile bewirkt. Die klassirten, magnetisch nicht
abgeschiedenen Körner (bezieh. das Staubmehl) werden durch Feinkorn-, Staub-, Satz-
oder Schlammwäschen, z.B. Stromapparate, getrieben. Der entstandene staubfeine
Schlamm wird durch Stromgerinne (Labyrinth) in Sammelbecken geführt und zum Absetzen
gebracht, wobei die alkalischen Erdhydrate (Volumengewicht 2,08 bis 2,34) von den
alkalischen Erdphosphaten (Volumengewicht 2,9 bis 3,1) gesondert sich absetzen und
gleichfalls für andere Zwecke abgeschieden und verwendet werden.
Die Trichtervorrichtungen F und H führen das geschiedene Haufwerk nach den beiden Etagenstromapparaten J und G zur Entfernung des
gröſsten Theiles der Erdalkalihydrate durch Absetzenlassen in Stromgerinnen und
Sammelbecken, während die übrigen Massen durch Rinnen auf die beiden aus nicht
magnetischen Stoffen hergestellten Aufgabe-Vorrichtungen K und L, dann von hier auf Rundherde
gelangen, deren kegelförmig geneigte Flächen M und N aus Eisenblech die Pole sehr starker Magnete bilden.
Dieselben sind durch ein Eisenrohr O verbunden, so daſs
der so gebildete Hufeisenmagnet durch Drahtlagen P auf
einem Holzgestelle S stark magnetisirt werden kann. Um
die Abstreichvorrichtungen Q des Rundherdes sind
kreisförmige Rinnen R nebst verstellbaren
Abführungsrinnen zum Labyrinth und Klärbehälter angebracht.
Beim Verwaschen werden die nicht magnetischen Theile durch den Wasserstrom über den
Rand des Rundherdes in die den Herd umgebende Rinne fortgeführt und hierbei
gleichzeitig auch die schwächst magnetischen Theilchen durch die Abstrichvorrichtung
unter vielfachen Wendungen der Lage auf der schwach geneigten Fläche des Herdes bis
zum Rande desselben zwar heruntergeschoben, aber durch die unmittelbare Berührung
mit den stark magnetischen Rundherdflächen vollständig zurückgehalten.
Nach Einstellung des Schlämmens wird der elektrische Strom unterbrochen und werden
dadurch die magnetischen Flächen entmagnetisirt. Durch erneuten Wasserzufluſs werden
die bis dahin zurückgehaltenen Theile in einen besonderen Behälter geführt und zum
Absetzen gebracht. Hierdurch werden alle auch noch so schwach magnetischen bezieh.
Mangan-Eisenoxyduloxyd haltigen Theilchen von den zurückbleibenden
Erdalkaliphosphaten sowie Silicaten, welche bei dieser letzten Behandlung zugleich
von dem etwa verbliebenen letzten Reste von freien Erdalkalihydraten in
Schlammgräben und Klärbehälter befreit sich absetzen, getrennt. Die magnetisch
abgesonderten freien oder an Kieselsäure oder Thonerde gebundenen
Erzmetalloxyduloxyde, theilweise mit beim Erstarren mechanisch anhaftenden Theilen
von Erdalkaliphosphat zusammenhängend, können wegen dieses Gehaltes an letzterem zum
Zwecke der Verwerthung der Posphorsäure verarbeitet oder dem Hochofen zurückgegeben
werden.
Die so von den magnetischen Oxyden getrennten Erdphosphate, Aluminate und Silicate
werden in mit Rührwerk versehene Bottiche eingetragen, welche halb mit Wasser oder
Restabfalllauge der vorhergehenden Behandlung angefüllt sind; gleichzeitig wird
Salzsäure so eingeführt, daſs nicht mehr als 1 bis 1,5 Proc. freie Salzsäure
vorhanden ist und daſs die Concentration der Lösung nicht so hoch steigt, um eine
Ausscheidung von gelatinösen sauren Thonerde-, Kalk- oder Magnesiasilicaten zu
veranlassen. Es darf also nicht mehr Salzsäure verwendet werden, als nöthig ist, um
die das Zweidrittel-Kalkphosphat übersteigende Menge von Basen zu sättigen, worauf
dasselbe in kleinen, glänzenden Krystallen sich abscheidet. Die Menge der Salzsäure
kann zu diesem Zwecke durch einen Vorversuch bestimmt werden. Während der
beschriebenen gleichzeitigen Eintragung der Salzsäure und der Phosphate, unter heftigem
Umrühren, entzieht die verdünnte Salzsäure die etwa vorhandene kleine Menge freier
alkalischer Erdhydrate sowie die Hälfte der Basen der Vierdrittel-Phosphate der
alkalischen Erden, ferner sämmtliche Aluminate und Silicate, wobei alkalische
Chloride in Lösung übergehen, während Zweidrittel-Kalkphosphat in kleinen
glänzenden, dünnen Tafeln und Prismen sich abscheidet. Sofern dieses
Zweidrittel-Kalkphosphat nahe bei der Siedehitze gebildet wird, ist dasselbe nach
der Formel CaHPO5 zusammengesetzt und enthält kein
Krystallwasser; sofern dies aber, wie beim gröſsten Theile derselben der Fall,
unterhalb der Siedehitze geschehen ist, kommt denselben die Formel CaHPO5.2H2O zu und
enthalten sie 26,16 Proc. Krystallwasser.
Zur Concentrirung des Gehaltes an Phosphorsäure, namentlich aber der Zerstörung der
krystallinischen Textur und Herstellung der vollständigsten mikroskopisch feinsten
Zertheilung bezieh. der leichtesten und vollständigsten Aufschlieſsbarkeit mittels
Schwefelsäure, sowie zur Erzielung eines hoch concentrirten, sogleich nach der
Aufschlieſsung trocken werdenden Superphosphates wird dieses Zweidrittel-Phosphat
nach vorheriger Absonderung der Mutterlauge mittels Decantation oder Filterpressen
durch Erhitzen bis über 150° von seinem Krystallwassergehalte vollständig befreit.
Zur Herstellung bezieh. zur vollständigen Aufschlieſsung des von Krystallwasser
befreiten Zweidrittel-Orthophosphates ist nur die Hälfte der bei anderen
gleichgerichteten Fabrikationen erforderlichen Salzsäure und Schwefelsäure
nothwendig.
Die Mutterlauge wird bis zur vollständigen Neutralisation zunächst mit einem neuen
Posten der zu verarbeitenden aufbereiteten Phosphate im Ueberschusse behandelt und,
nachdem alle in Lösung befindliche Phosphorsäure dadurch vollständig ausgefällt ist,
abgelassen.
Nach dem Zusatzpatente Nr. 32152 vom 2. Oktober 1883 sollen die basischen Schlacken
dadurch zerkleinert werden, daſs man die darin enthaltenen basischen Erdalkalien
durch Wasser in Hydrate überführt. Durch die hierbei eintretende
Volumenvergröſserung wird die Schlacke durchweg in kleine Theilchen zersprengt. Sind
die freien Erdalkalien in hinreichend groſser Menge vorhanden, so ist diese
Zertheilung eine vollkommen staubförmige; anderenfalls ergibt sich neben dem
staubförmigen Pulver eine gröſsere oder kleinere Menge von grobkörnig zerkleinerter
Schlacke, welche noch weiter mechanisch zerkleinert werden muſs.
Die Behandlung mit Wasser kann in zweifacher Weise stattfinden. Die naturgemäſseste
ist, während die Schlacke nach ihrer Erzeugung sich noch in weiſsglühend flüssigem
Zustande befindet, dieselbe in bewegtes Wasser einflieſsen zu lassen. Aus der
Bessemerbirne wird die Schlacke in ein Zwischengefäſs abgegossen, aus dem sie durch
eine an dessen unterem Theile hergestellte kleine Oeffnung zum Abstiche in einem möglichst dünnen Strahle
in flieſsendes oder durch ein Rührwerk bewegtes Wasser abgelassen wird. Die
Zerkleinerung der gröſseren Stücke soll durch Schleudermühlen geschehen. Würde man
statt dessen gewöhnliche Mahlgänge oder Kugelmühlen anwenden, so würde eine
allgemeine und gleichmäſsigere Zermalmung der Bestandtheile stattfinden und die
folgende mechanische Aufbereitung erschwert werden. Eine sehr viel gröſsere
Zerkleinerung der Schlacke wird mit Hilfe der Schleudermühlen erhalten, wenn man die
weiſsglühend flüssige Schlacke in dünnem Strahle gleichzeitig, aber getrennt, mit
einer zur Abkühlung hinreichenden Menge von Wasser in den im Gange befindlichen
Apparat einflieſsen läſst.