CH421904A - Verfahren zum Herstellen eines verbesserten Perliterzeugnisses - Google Patents

Description

  



  Verfahren zum Herstellen eines verbesserten Perliterzeugnisses
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein neues Verfahren zum Herstellen   verbesserter Perlit-    erzeugnisse und   dessein    Anwendung zur Herstellung eines Filterhilfsmittels. Insbesondere wird bhierbei ein Filterhilfsmittel erhalten, dass hohe Filtrations   geschwindiigkeiten erlaubt. Die erfindüngsgemässe    Herstellungsmethode gestatte die Produktion einer Reihe von   Perlit-Filterhilfsmitteln, welche bezüglich       der zu erzielenden Filtergeschwindigkeiten anderen      Hajidelsprodukten, wie    beispielsweise   Diatomeent-    erde, ebenbütig sind.



   Im   Handels ! spnachgebrauch    bezieht sich der Ausdruck     Perlits' afuf jedes natürlich vorkommende       Glas vulkamsohen Ursprungs, welches sich beim    Erhitzen aufbläht und leichte,   zellenförmige Partikeln    liefet.  Perlit  wird in der folgenden Beschreibung in diesem Sinne verstanden.



   In streng   geologischem    Sinne ist die Verwen   dung ! dos Ausdrucks auf'eine einzige Glasart vulkani-    schen Ursprucngs beschränkt, in welcher Spanungen   zufolge Abkühlung eine konzentrische-oder      Zwie   beln-Struktur der Bruchstücke bedimgten. Diese Struktureigenheiten wenden bereits dem unbewaffnc-    ten Auge offenbar und sind noch besser im Mikroskop zu erkannen. Die vulkanischen Gläser, die beim Erbitzen die handelsüblichen produkte liefern, weisen, auf wasserfreier Basis   berechnet, im all-    gemeinen eine dem     Rhyolitev ((eingetragene Manke),      d.    h. einer Art Bimsstein, ähnliche keramische Zusammensetzung auf, obwohl einige dem Dazit näher stehen.



   Der   handelsübliche Perlit. enthält im allgemeinjen    mehr als 70 % Silizimidoyd und etwa 2 bis 5 % gebundenes Wasser. Ünerdies sind noch Aluminium  oxyd, Sada, Pottasche    und   andere Bestandteiile    vor  handen.   



   Aus Perlit hergestellte Filterhilfsmittel   faniden    bei der Filtration der verschiedensten Trüben weitver   breitete Verwendung in den gebräuchlichen Filter-    anlagen. Wie bei allen Filterhilfsmitteln wird auch bei den aus Perlit hergestellten'die zu filtrierende    Flüssigkeit durch eine durchlässige Schicht'desselben      hindurchgcpresst    oder -gesaugt, wobei die Festteil e im   Filterhilfsmittel zurückgehalten werden.

   D. er durch    die   Perlitteilchen    gebildete,   poröss    Filterkuchen   schei-    det selbst gelatinöse oder   feinte,    in der   Trube    vorhandene Teilchen ab und weist   dennochfreieKanäle    .

   auf, durch welche die   Klarlösungbeiwirtschaftlich    noch tragbar zu erzaugenden Druckdifferenzen mit    fg & nügenderGeschwindigkeit.abfliesst.Esistbekannt,    dass sich bei der Verwendng von Filterifsmitteln    FiltrationsgeschwindigkeitundKlarheitdesFUtrats umgekehrtproportionalveBbalten.DiestgiltaSfgemem .amch'fürPerlit-FUterhilfsmittel.Beim.selbenDruck- 'unterEchiedwirddieFiltergeschwindigkeitheiVer-    wendung eines feinteiligen   Filterhilfsnüttels beträcht-    lich   nisdriger sein    als bei   Verwendung eines grob-    teiligen. Umgekehrt wird die klarheit des durch einen   wenigerpoms & nKuchenpassierendenFUtBats'       besser'sein-alsbeimPassierendurcheinenporösen    Kuchen.



   Das herkömmliche Verfahren zur   Herstelluntg von      Filterhilfsmitteln    aus   Perlitmineral    besteht darin, dass man das   zweckmässigaufetwaD,60Ms    0, 15 mm zerkleinerte Mineral sich in einem Ofen bis zur Erreichung einer Dichte von 0, 032   g/cmss bis    0,   064      g/am3    iaublähen lässt. Werden   Perlittoilchen    in einer Flamme auf etwa 870 , den ungefähren    ErweichungspunktdesGlases,erhitzt,verursachtdas VerdampfendesausgetriebenengebundenenWassers .einAufblähanoderAufbauschenderTeilchenauf    ein Vielfaches ihrer ursprünglichen Grösse.

   Jedoch   verhalte.!),sich.PerlitmineralienunterschiedlicherHer-      kunft    verschieden   hinsiohtlich    der zur Auslösung des    Blähvorganfgs erforderlichen Zeit und Temperatur.   



  Gewöhnlich sind Temperaturen zwischen etwa. 870 und 1100  einzuhalten. Natürilch liegen die Flammentemperaturen selbst wesentlich höher, doch werden   dieselben. gewöhnlich mcht gemessen.   



   Bisher wurden bei der Herstellung von Perlitfilter   vertikaleodergeneigtestationäre    Öfen verwendet, um Produkte der gewünschten Dichte zu erhalten. Horizontale Ofen gelangten zur Erzeugung von Produkten grösserer Dichte für die Gips-und   ZementwarenEabrikation    zum Einsatz.



  Nach dem Blähvorgang werden die Ofenprodukte in Mühlen zerkleinert und anschliessend klassiert, entsprechend den'an das Endprodukt gestellten Anfordertungen.



   Um die für verschiedene Filterhilfsmittel   charak-    teristischen   Durchflussgeschwindigkaitenzahlenmässig    ausdrücken zu können, wurde eine Prüfmethode entwickelt, die die relative   Faltergeschwindiigkeiten    feinteiliger Filterhilfsmittel zu besimmen erlaubt. Die dabei   erhaltenenZahlen'beziehensich.auf    die mittlere Filtnationsgeschwindigkeit in ml/sec einer ¸%igen   A'ufschlämmun)gd!esFilterhilfsmittelsdurchein    Sieb mit 0, 044 mm maschenweite und 50 mm Dm bei 200   mm Hg Druckdifferenz.    Der betreffenden Zahl wunde der Name     Alphawertzugeschrieben,    um sie so zu kennzeichnen., Beisher wurden mit   Perlit-Filterhilfsmitteln Alphawerte    von 30 bis 50 erreicht.

   Andreseits wurden an   Diatomeenerde-Filter-      Mtsmitteln    Alphawerte bestimmt, die ein Vielfaches der Perlit-Werte betrugen.



   Ziel vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zur    Behandlumg perlitischer Materialien, durch welches    die Herstellug von Filterhilfsmitteln mit grosser Filtergeschwindigkeit bei gleichzeitig hoher Klärfähig  kait möglich wird.   



   Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines   verbesserten Perliterzomgnisses.    aus   aufgebläh-      tem.    feinteiligem Perlit ist dadruch gekennzeichnet,   dass der. afuifgeblähte    Perlit   m bewagtem Zustand    durch Zusatz zerstäubter   Flüsswgkeitströpfchen      agglo-      meriert und : anschliessend kalziniert wird.   



   Die Flüssigkeit, die vorzugsweise Wasser ist, enthält vorzugsweise ein Flussmittel, wie kalzinierte Soda,   Natriunchlorid, Natriumsihkat oder Kalk. Das    gemäss der   Erfindung erhaltene Perliterzemgnis    ist insbesondere als   Filterhilfsmittel!geeiignet.Zudiesem    Zweck wird das perliterzeugnis zweickmässigerweise gemahlen   umd      Idassiert.MitdemneuenFilterhilfs-    mittel können Filtergeschwindigkeiten erzielt werden, die mit denen anderer handelsüblicher Produkte, z. B. von Diatomeenerde, vergleichbar sind.



   Das   erEindiumgagemässe Verfahren wird aus den    nachfolgenden Beispielen noch besser verständlich.



  In diesen Beispielen sind. unter     Teilenn Gewichts-      tuile    und   umter        Prozenbangaben   Gewichtsprozenbe    zu verstehen.



   Bei, der Durchführung'das Verfahrens wird das rohe   Perlitmineral erst gebläht und gemahlen gemäss    bekannter Methoden, wobei ein Fillterhilfsmittel mit normalen Filtereigenschaften anfällt.



   In all den angeführten Beispielen wurde ein druch die Eirma Johns-Manville unter dem namen          Celte    J5   gehandeltes, geblähtes perlit-Produkt verwendet. Dieses Filterhilfsmittel weist einen Alphawert von etwa 55 auf.   



   DasAfusg'angsmaterial < sCeliteJ5 wurdeeinem      B'andmischer'aufgegeben    und   während'des Misch-    vongangs   erfolgtederZusatz    von Wasser und zweckmässig   tkalziaierter    Soda. Die Komponenten wurden   daim während    10 min gemischt.

   Mit der entstandenen    Mischung wunde ein Flachbett-Muffelofen beschickt,    in welchem sie während   30    min   verblieb.    Das kalzi   nierbe Material wurde durch Passieren durch ein    Gebläse   zerkleineinert    und in gebräuchlichen Gasreinigungsvorrichtungen, d. h. zyklonen und Sack  filtern,'abgeschieden.    Die   einzelnen Fraiktionen wur-      den-wiadeBvereinigt    und   bildetensodasEndprodukt.   



   Die Erfahrung lehrt, dass die Übereinstimmung zwischen dem im Muffelofen erzielten und dem im Drehrohrofen bei technischer Produktion zu erreichenden Kalzinationsgrad gut ist. Es ist deshalb   vonauszusehen,      sdtass, die    hier   fwiedeigegebenen,    vor  züglichen    Ergebnisse auch bei   grosstechnischer    Produktion   zu.'reproduzierensind.   



   Beispiel 1
300 Teile geblähten Perlits wurden mit 150 Tei   lenWassergemischtundbei930 kalziniert.Nach    dem Mahlen zeigte das Produkt einen Alphawert von 100, 5.



   Beispiel 2
300 Teilegeblähten Perlits wurden mit 150 Teilen Wasser und 12 Teilen kalzinierter Soda gemischt und bei   740 kalziniert.DasProdukthatteeinen    Alphawert von 169, 0.



   Beispiel 3
300 Teile geblähten   Perlitswurdeninnig'mit    150 Teilen Wasser und 18 Teilen   kalzinierter    Soda gemischt und bei   670     kalziniert Das Produkt wies nach dem   MahleneinenAlphawert    von 218, 0 auf.



   Weitere Eigenschaften, der nach Beispielen 1 bis 3 hergestellten Produkte   geheri    aus nachfolgender Tabelle I hervor. 
Tabelle
Produkteigenschaften Probe Beispiel   1    Beispiel 2 Beispiel 3 Alphawert Kuchendichte,   g/cmS    Rückstand auf 0, 1 mm Sieb, % Filtrationsgeschwindigkeit von Zuckersirup im Ver gleich zu dem in Klammern stehenden     Celite     
Filterhilfsmittel, % Klärvermögen bei Zuckersirup im Vergleich zu dem in Klammern stehenden Filterhilfsmittel, %    . Das Verhältnis der Filtratioosgeschwdndigkeit von      -sCelite535-zuderjenigen    von   Celite 545  ist 100 :   160iun)ddieKlärvermögenderbeidenProdukte    verhalten sich wie 100 : 78.

   Beides sind Produkte   , aus Diatomeenende    und werden von der Firma Johns   Maiwillegehandelt.Sie.stellenoptimaleProdukte    bezüglich der mit Diatomeenerde zu erreichenden   Fätergeschwindigkeiten dar.   



   Die   wiedengagebeniien    Alphawerte   veranschauli-    chen die Zunahme der filtergeschwindigkeit am besten. Die Filtrationsdaten für Zuckersirup sind zum Beleg dafür angeführt, dass die erfindungsgemässen   Produkte ein angemessenes Klärvermögem    besitzen und demzufolge als einwandfreie Filterhilfsmittel zu bezeichnen sind.



   Gemäss dem beschriebenen Verfahren wird der geblähte Perlit mit   ednem Agglomeriermittel bah. an-    delt, bevor er   dn    den Ofen   wandert. Der'EeinteiHge    Perlit   windeinerderartigenMischvorriohtungafuf-    gegeben, die   ein'gründlichesMisobeinunter    Schonung   des Matemals,    d. h. Erhaltung der Teilchengrosse und-struktur, bei gleichzeitiger Agglomeration gewährleistet. Jede geeignete Vorrichtung, die auf das   fsintailigc    Material keine zerstörende Wirkung    ausübt,.barniindieserVerfahrensstufeziumEinsatz    gelangen.

   Mischvorrichtungen wie Bandmischer, Flü  gsimiischer,    Taumelmischer, Trommelmischer, die das Material an der Trommelwand hochtragen und dann    zurückfallen lassen (Zementmischer), Konusmischer    usw. können verwendet werden.



     ZuderbewegtenfeintaiMgen    Masse wird dann eine geeignete Flüssigkeit in solcher Menge zugegeben, dass die Mischung plastisch wird, d. h. etwa 10 bis 100 Gew.   %    des   Trockenmaterials.    Für die   Bildung emzelner Agglomerate fist    es wichtig, dass die Flüssigkeit in Form feinster Tröpfchen aufgesprüht wird. Der Mischvorgang wird so lange fort  gesetzt, Ms eine völlige Vermischung    der Tröpfchen mit der   bewagten Perlitmasse unter Bildung einer    plastischen Mischung einzelner Agglomerate erfolgt ist.

   Die Mischdauer beträgt je nach Apparateabmes  sungen,    und   ZufhissgeschwindigkeitderSprührlüssig-    keit   etwa l Ms    60 min und beläuft sich vorzugsweise auf etwa 2 bis 20 min.



   100, 5 169, 0 218, 0
0, 26 0, 23 0, 25
8, 6 8, 7 8, 9
108 102 120  ( Celite 535 ) ( Celite 545 ) (  Celite   545  )   
84 91 81  ( Celite 535 ) ( Celite 545 ) ( Celite 545 )
Da das Zufügen der Flüssigkeit in Form feinster Tröpfchen, wie sie beispielsweise bei der Verwen  dungbekannterSprühdüsen    entstehen, zu erfolgen hat, muss natürlich die betreffende   Flüssigkeit hei den    vorherrschenden Temperaturen eine geringe Viskosi  tät    aufweisen, um versprüht und in dieser Form auf die Perlitmasse aufgebracht wenden zu können.   All-    gemein wird Wasser den Vorzug gegeben, doch eignen sich auch andere Flüssigkeiten mit ähnlichen   Bigenscbaft¯:n,wiespäter    noch   dargelagt'wird.   



   Falls der   Perlit m Gegenwart von Flussmitteln,    z. B.   (kalzinierter    Soda, Kochsalz, Natriumsilikat, Kalk usw., kalziniert werden soll, können die ge  mlisohten    Stoffe direkt vom Mischer dem Ofen zugeführt und dort auf die erforderliche Kalziniertemperatur gebracht wenden. Es ist nicht nötig, das Material in feuchtem Zustand in den Ofen einzubringen, da die durch das beschriebene Verfahren zu erzielenden Vorteile auch dann erhalten wenden, wenn die   Misohmg nach dem Einsprühen getrocknet    , und erst nachträglich dem Klaziniervorgang im Ofen unterworfen wird.



   Das   Flussmittel bann    vor oder nach dem Mischen des Perlibs mit der Flüssigkeit zugefügt werden. In einer bevorzugten Art der Durchführung des Verfahrens wird die   kalzinierteSodaoderirgendein    , anderes Flussmittel trocken zugemischt und Wasser   a) uf die    bewegte Masse aufgesprüht. Da gewise Ein  sparungen      möglichsind,    wenn die zwei beizumischenden Stoffe in Form einer   Lösmagstattgetrenntals       Diissigkeit und Feststoff eingetragen werden, kann    wahlweise eine Lösung des Flussmittels. auf die sich in Bewegung   beMindende    Masse aufgesprüht werden.



     Selbstverständlich sind dann    bei der Wahl der Kon   zentrationderFlussmittellösumgz)weibestimmende    Faktoren zu berücksichtigen. Die Menge Wasser muss im vorher angegebenen Bereich von etwa 10 bis    100    Gew. % des trockenen Perlits liegen. Die be  nötigte    Menge Flussmittel riohtet sich nach dem gewünschten Grad der   Sinterung, idie selbst wieder    von der Liquidskurve von   Flussmittel-und      Perlitgemi-    schen abhängt, Vorzugsweise werden bis zu etwa 20 Gew. % Flussmittel, bezogen auf den Perlit, zu    gegeben und meist sind.    2 bis   12    Gew. % hinreichend. 



  Unter Berücksichtigung dieser getrennten, die   Was-       ser-undFlussmittelmengebastimmendenFaktoren,    kann eine Lösung entsprechender Konzentration zubereitet wenden.



   Wie   erwähnt,zeigtenm;herkömmlicherArt,d.    h. druch Aufblähen und Mahlen, hergestellte Filterhilfsmittel auf Perlit Filtergeschwindigkeiten von 30 {bis 50, ausgedrückt als Alphawert.



     Das hier beschmobene Verfahren gestattet    die Herstellung von   Filterhufsmitteln,    mit wesentlich   gro-      sseren    Filtergeschwindigkeiten als sie das   Ausgangs-      material iaufweist.   



   Wie bereits erwähnt ist Wasser, zufolge seiner guten   Spriihllaankeit    sowie aus wirtschaftlichen Überlegungen, die bevorzugte Flüssigkeit zur   Agglomera-      tion des Materials vongängig der Kalzmation.    Es fällt    jedochdieVerwendungirgendeinerFlüssigkeitmit    relativ geringer Viskosität in Betracht, sei es, dass sie eine solche bereits bei niednigen Temperaturen aufweist ader, dass diese vorerst   durch Erwarmen    erniedrigt werden   muss,,    um ein Versprühen. zu er   mögtichen. Geeignete Flüssigkeiten sind beispiels-    weise wässrige Lösungen,   aromatische md alipha-    tische   Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Aldehyde, Ke-       tone.

   Carbonsäuren, Amine, Öle und ahnliche. Ins-      besondereeignen    sich Wasser,   Methanol,Bemzol,    Mehylätylketon, Stoddarnd-Lösungsmittel, perchlor äthylen, Heizöl Nr 2, Glyzerin, Triäthanolamin, Ölsäure und leinöl.



   Praktisch kann also jede Flüssigkeit mit Erfolg zur Agglomerierung der perlitpartikeln verwendet werden.



   Gemäss den gemachten   Ausfühnmgen lässt sich    das Verfahren mit Erfolg auf verschiedene technische Anwendungsgebiete übertragen. So können gemäss Beispiel 1 aus   No Agua - und gewissen anderen Arten von Perlitmineralien druch Kalzinieren unter    FlussmittelzusatzFilterhilfsmittelmmtibishernichter-      reichten    iltergeschwindigkeiten erzeugt werden. Die in Beispiel   4    angegebenen Werte zeigen, dass Produkte mit   Alphawerten    erhältlich sind, die einem Vergleioh mit solchen aus Diatomeenerde hergestell  ten,    mit den höchsten Alphawerten, durchaus standhalten.

   Es wird daher   klar,dassgemässdembe-    schriebenen Verfahren auch Filtehifsmittel hergestellt werden können, die mit solchen   anderen Ur-       sprungsvergleichbarsind.DieHerstellungderart hochwertiger Produkte bringt offensichtlich wirt-    schaftliche Vorteile mit sich. Das Verfahren gestattet ebenfalls die Verwendung von   geblähtem und ge-    mahlenem Perlit mit einem durhcschnitlich höher als normal liegenden Feinkornanteil, da das Produkt    gglomeriert    wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung eines verbesserte Perliterzeugnisses'ausaufgeblähtemfeinteil'igemPer- lit, dadurch gekennzeichnet, dass der'aufgeblähte Perlit in bewegtem Zusatnd durch Zusatz zerstäubter Flüssigkeitströpfchen agglomeriert und anschliessend kalziniert wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit ein flssmittel, wie Malzinierte Soda, Natriumchloird, Natriumsilikat oder Kalk, enthält.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeit Wasser in Mengen von 10 bis 100 Gew. %, bezogen auf idas Trocken- gewicht des Perlit, verwendet wird.

   3. Verfahren nach P, atenb nspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das èste Flussmittel in einer Menge von bis zu 20, vorzugsweise von 2 bis 12 Gew. % dem geblähten Perlit zugesetzt wird.

   PATENTANSPRUCH II Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch 1 zur Herstellung eines Filterbilfsmittels.