Van grof naar fijn in één processtap

Bij de opwerking van minerale grondstoffen als ertsen, zand en stenen tot bijvoorbeeld silicaatpoeders voor coatings, komen bij veel processen meerdere verkleiningsstappen en chemische behandelingen met zuren en logen om de hoek kijken. Bij de genoemde silicaatpoeders is aansluitend bovendien een loogbehandeling vereist met een zo hoog mogelijke zoutconcentratie. Hoewel voortdurend is gestreefd naar optimalisatie van de productiekosten was een nieuwe benadering noodzakelijk om op dit punt tot een daadwerkelijke doorbraak te komen.

Doelstelling

Bij de bestaande procesgang voor silicaatpoeders werd gebruik gemaakt van een slibsuspensie in een neutraal waterig milieu. Centrale vraag bij de nagestreefde procesoptimalisatie was of het in dagbouw gewonnen silicaat in een zoutoplossing zowel kon worden gemalen als uitgewassen. Daarvoor was een installatie vereist die qua capaciteit en maalprestatie kon voldoen aan de eisen en die bovendien kon bogen op een hoge chemische bestendigheid en een maximale slijtvastheid.

Doelstelling bij het nieuwe procedé was tevens om een hoger vaste stofgehalte te bereiken in de suspensie, wat automatisch een hogere viscositeit zou betekenen van het geproduceerde slib. De deeltjesgrootte in de slibsuspensie moest verder zodanig zijn dat op een zeef met maasgrootte van 32 µm niet meer dan 15 procent residu achterbleef. En de toegepaste installatie moest bestand zijn tegen de zeer abrassieve condities en ook in sterk zure zoutoplossing, met een chlorideconcentratie tot 120 g/l, corrosiebestendig zijn.

Na een grondige technische analyse en proeven met pilotopstellingen heeft de producent ervoor gekozen om samen met Hosokawa Alpine de ontwikkeling van een gemodificeerd nat kogelmaalproces op te pakken. Daarbij moesten afdoende oplossingen worden gevonden voor de volgende probleempunten:

  • Hoe kan het bodemvochtige, tot klonteren geneigde slilicaat op een gelijkmatige wijze in de molen worden gedoseerd?
  • Welke corrosiebeschermende materialen zijn bestand tegen de gestelde hoge eisen?
  • Laten de vochtige en plakkerige aardklompen zich door een slag- en wrijvingsprocedé verkleinen?
  • Is de maalefficiëntie voldoende om de inerte minerale bestanddelen bij de hoge viscositeit van de slibsuspensie te vermalen?
  • Wat is het kritische toerental en wat is de optimale dimensionering van de maallichamen?
  • Hoe kan worden voorkomen dat de maallichamen aan werking inboeten bij de hoge viscositeit van de slibsuspensie?
  • Welke maallichamen komen in aanmerking, met het oog op een maximale standtijd?
  • Welke deeltjesgrootte is haalbaar bij een eenmalige continue doorgang van de maalunit? Is terugvoer of afscheiding van de grovere deeltjes gewenst en in welke mate?

Resultaten

Al in het proefstadium met de natte doorvoerkogelmolen werd duidelijk dat aan alle mechanische randvoorwaarden moeiteloos kon worden voldaan. Daarnaast konden in dit vroege stadium zelfs al positieve effecten worden aangetoond ten aanzien van de kwaliteit en de hoeveelheden grondstoffen die verwerkt kunnen worden. Dat is te danken aan het feit dat er al in deze processtap chemische reacties optreden.

Het invoermateriaal bestond uit 13 ton/uur geëxtrudeerd silicaat met een deeltjesgrootte ˂ 10 µm. Het wateraandeel lag op 31 procent, het aandeel abrassieve en inerte mineralen kon oplopen tot 8 procent. Daar bovenop kwam nog 12 ton/uur aan sterk zure zoutoplossing. In totaal bedroeg de doorvoer 25 ton/uur aan slurry met een vaste stofgehalte van circa 30 procent.

Toegepast werd een natte doorvoerkogelmolen van het type Alpine Super Orion N 220/550 CL. De maaltrommel en alle andere delen die met het product in aanraking zouden komen werden met gevulkaniseerd rubber bekleed, omdat elk contact met metalen uit den boze was. Als materiaal voor de maallichamen is gekozen voor Al2O3. Op een zeef met maasgrootte van 32 µm bedraagt het residu 15 procent.

Samenvattend kan worden gesteld dat dit systeem bij uitstek geschikt is voor het malen van harde materialen in waterige en sterk zure suspensies met pH-waarden ˂ 3, waarbij vermaling en chemische behandeling in één enkele procesgang plaats moeten vinden.

Alpine Super Orion kogelmolen