DE1471260B2

DE1471260B2 - Verfahren zur Verbesserung der Filtrationseigenschaften von Asbestfasern

Info

Publication number: DE1471260B2
Application number: DE1471260A
Authority: DE
Inventors: Frederick L. Somerville; Reimschussel George P. Flemington; N.J. Pundsack (V.St.A.)
Original assignee: Johns Manville Corp
Current assignee: Johns Manville Corp
Priority date: 1961-12-29
Filing date: 1962-12-29
Publication date: 1975-03-20
Also published as: NL287249A; DE1471260A1; ES283775A1; SE312519B; GB1002361A; US3173831A; BE626495A; NL138767B; DE1471260C3; DK122448B; MY6600034A; CH425593A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung der Filtrationseigenschaflen von Asbestfasern.

Bei der Herstellung von Asbestkörpern durch Zusammenpressen von zerkleinertem Asbest ohne Anwendung eines Bindemittels ist es bekannt, die Asbestkörper mit warmen bzw. heißen Wasserglaslösungen zu tränken und die Kieselsäure abzuscheiden. Bei diesem Verfahren wird mit einer Temperatur von 600 bis 700⁰C gearbeitet. Hierbei liegt der Asbest in feinpulverisierter Form vor, und es entsteht ein durch als Binder wirkendes Natriumsilikat imprägnierter ziegeiförmiger Körper. Für die Behandlung von Asbestfasern im Sinne einer Verbesserung der Filtrationseigenschaften ist schon wegen der erforderlichen hohen Temperatur dieses bekannte Verfahren ungeeignet.

Asbestfasern finden seit langem Anwendung bei der Herstellung von Asbeslzetnentlafcln. -platten, -rohren u. dgl. und auch bei der Herstellung von Asbestpapier und -pappe. Diese Verfahren schließen eine Filtration ein, da eine wäßrige Aufschlämmung, bestehend aus etwa 7% Zement, Fasern und Füllmitteln, über ein Band oder Sieb geführt wird. Die Feststoffe weiden hierbei festgehalten, während die Flüssigkeil austritt. Die nasse Bahn der Masse wird dann in der abschließenden Form verfestigt und gehärtet. Bei diesen sogenannten Naßverfahren ist die Filtrationseigenschaft, d. h. die Filtrationsgeschwindigkeit der Asbcslfascrn von entscheidender Bedeutung.

Die Asbestfasern, wie sie bergbautechnisch gewonnen werden, weisen nun in Abhängigkeil vom Fundort und in Abhängigkeit vom Typ unterschiedliche Fillrationsgcschwindigkeitcn oder -eigenschaften auf; es gibt sogenannte verhältnismäßig schnell filtrierende harte Fasern und langsam filtrierende weiche Fasern; die letzteren werden vornehmlich in Kanada gefunden.

Es sind bereits verschiedene Behandlungen und Mittel vorgeschlagen worden, um die Filtraiionsgeschwindigkeil, insbesondere der langsamer filtrierenden Fasern, zu verbessern. Hierzu gehört eine Wärmebehandlung der Fasern, das Aufbringen von bestimmten Überzügen auf die Fasern, die Verwendung organischer Koagulationsmittel, anorganischer Salzlösungen, das Eintauchen in Natriumsilikallösungen mit anschließender Entwässerung durch eine Säurebehandlung u. dgl. Diese Methoden haben trotz der Vorteile, die durch die Verwendung langsam filtrierender Fasern in Naßprozessen gegeben sind, keinen Eingang in die Praxis linden können, da mit diesen Methoden Nachteile verbunden sind, die die Vorteile einer schnelleren Herstellung von Asbestzementprodukten aufheben. Die bekannten Mittel und Methoden machen kostspielige unwirtschaftliche Maßnahmen erforderlich und führen oft zu einer beträchtlichen Verringerung der Festigkeit der hergestellten Produkte. Die Wärmebehandlung verbessert zwar die Filtrationseigenschaften der Fasern, ohne daß praktisch ein Verlust der Festigkeit des hergestellten Produktes eintritt, macht jedoch eine umfangreiche und aufwendige Vorrichtung erforderlich: wesentlich ist hierbei aber, daß die Verfahrensbedingungen bezüglich der Erhitzung streng kontrolliert und begrenzt werden müssen, da eine r'herhitzung zu einer Zersetzung der Fasern und damit zu einem weichen und brüchigen Endprodukt führt. Maßnahmen, die die Aufbringung von Faserüberzügen, organischen Salzen u. dgl. betreffen, führen zu schädlichen Wirkungen auf die Fcsligkeitseigensehaft der Fasern, sind kostspielig und führen häulig zu einer Verzögerung des Abbindens des hydraulischen Zementes. Organische Koagulierungsmittel haben bei der Herstellung von Asbestzemenlproduktcn in einigen Fällen Anwendung gefunden, sind aber für die Vorbehandlung der bergbautechnisch gewonnenen Fasern nicht geeignet, da sie bearbeitungsempündlich sind insoweit, als durch Rühren oder mechanische Bearbeitung ein Auseinanderbreehen der Fasern erfolgt; die Koagulierungsmittel können daher nur in die Aufschlämmung unmittelbar vor der Entwässerung eingeführt werden. Das Eintauchen der Fasern in eine Nalriumsilikatlösung bringt zwar eine gewisse Verbesserung der Filtralionsgeschwindigkeit. ist aber unwirtschaftlich, da es zusätzliche Maßnahmen, wie eine teilweise Entwässerung, eine Säurebehandlung, den häufigen Wechsel des im Verfahren benutzten Wassers erforderlich macht, um einen Aufbau von zu hohen Natriumsilikatkonzentrationen und ein Verschmutzen des Maschinenfilters zu verhindern: für die Vorbehandlung der Fasern ist diese Methode ungeeignet, da Natriumsilikatreste an den Fasern halten, wenn diese in üblicher Weise gestapelt und in Säcken verpackt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, bei dem der bisher erforderliche Aufwand und die bisher bestehenden Nachteile vermieden werden, und das unmittelbar anschließend an die bergbautechnische Gewinnung durchgeführt werden kann und auch den langsam filtrierenden Fasern verbesserte Filtrationseigenschaften erteilt. ohne daß zu diesem Zwecke eine besondere Behandlungsstufe ciniicführt werden muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf die in Luft suspendierten Asbestfasern eine wäßrige Lösung aus einem Alkalimetalisiiikal aus der Gruppe der Natrium- und Kaliumsilikale, und deren Gemische aufgesprüht wird, und Alkalimetallsilikatstoffe auf der in Luft suspendierten Faser in Mengen von 0,10 bis 4 Gewichtsprozent der Asbesifasern abgeschieden werden.

Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß die wäßrige Lösung 3 bis 20 Gewichtsprozent des Alkalimetallsikates enthält.

Weiter kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß die wäßrige Lösung 10 Gewichtsprozent des Alkalimetallsilikates enthält und die Alkalisilikatmetallfeststoffe in einer Menge von 1 Gewichtsprozent auf der Asbestfaser abgeschieden werden.

Weiter ist noch von Bedeutung, daß der Feuchtigkeitsanteil nach dem Abscheiden des Alkalimelallsilikats auf nicht mehr als 8 Gewichtsprozent der Faser eingestellt wird.

Die durch Aufsprühen auf die Fasern aufgebrachte Lösung, die etwa 3 bis 20, vorzugsweise 10 Gewichtsprozent Alkalimetallsilikat enthält, besteht aus handelsüblichem Natrium- oder/und Kaliumsilikal mit einem Alkalimetall-Silikatverhältnis von etwa 1.60 bis 3,75 Mol SiO₂ZMoI Alkalimetall und wird in Form eines feinverteilten Sprühstrahles auf die Asbestfasern aufgebracht, wenn diese einzeln in Luft suspendiert sind, wie es bei Asbest-Zerfaserungsvorrichtungen mittels entsprechender Maschinen oder nach dem Durchtritt durch ein Gebläse oder einen Ventilator oder auf einem pneumatischen Förderer geschickt. Alkalimetallsilikatlösungen, wie sie vorher beschrieben sind, können im feinverteilten Zustand mit der handelsüblichen Ausrüstung ohne Klumpenbildung versprüht werden. Außerdem können hierbei große Mengen einer wäßrigen Lösung verwendet werden, ohne daß eine sichtbare Benetzung oder ein Ankleben der Fasern erfolgt, da die Fasern sich in dem Luftstrom in heftiger Bewegung befinden. Die Auftragsgeschwindigkeit der wäßrigen Lösung auf die in Luft suspendierten Fasern kann bis zu Verhältnissen von etwa 15 oder 20% der wäßrigen Lösung, berechnet auf das Fasergewicht, betragen, sollte aber auf die Konzentration der Lösung abgestimmt sein, um zu einem Niederschlag von etwa 0,10 bis 4 Gewichtsprozent von Alkalimetallsilikatfeststoffen auf den Fasern zu erhalten, wobei 1% bevorzugt ist.

Das Auftragen der Alkalimetallsilikatlösungen auf die in Luft suspendierten Fasern kann zu einem leichten Anstieg des Feuchtigkeitsgehaltes der Fasern führen; da jedoch die zerstäubte Lösung auf die in einem Luftstrom suspendierten Fasern aufgetragen wird, beginnt die Entfernung der überschüssigen Feuchtigkeit von den behandelten Fasern unmittelbar nach Abschluß des Sprühauftrages, wenn die behandelten Fasern anschließend in der Luft weitergefördert werden, wie es bei der Zerfaserung von Asbest üblich ist. Wenn die so behandelten Fasern dann insbesondere unter Druck gestapelt werden, besitzen sie keine überschüssige Feuchtigkeit mehr. Gegebenenfalls ist es auch möglich, die Fasern vor der Stapelung ein zweites Mal in Luft zu suspendieren oder auch mit Warmluft, beispielsweise von 66 C zu behandeln, um jegliche überschüssige Feuchtigkeit abzutragen. Wenn andererseits die behandelten Fasern unmittelbar anschließend in einem Naßverfahren zur Herstellung von Asbestzcmentproduklen verarbeitet werden sollen, können die Fasern unmittelbar anschließend an die Besprühung verwendet werden.

Der Sprühstrahl der Alkalimetallsilikatlösung ruft offenbar auf den Fasern einen sehr dünnen überzug hervor, der die Fähigkeit der Faser, in einem wäßrigen System stark dispergiert zu bleiben, ändert. Dieser überzug ist auch bei mikroskopischer Betrachtung nur schwer feststellbar. Durch den Sprühstrahl aus Alkalimetallsilikat wird einmal der wirksame Anteil

ίο an kleinen Faserteilchen oder Fasergrus vermindert, da diese Teilchen zusammengeballt werden oder an den Fasern durch Klebung anhaften. Der Klebeffekt wird offenbar durch unlösliches Silikagel erreicht, der durch die Reaktion des Natriumsilikates mit atmosphärischem Kohlendioxid entsteht; zum anderen verhindert der dünne Silikagelüberzug auf den Fasern und Faserteilchen die elektrokinetische Ladung im Wasser und vermindert daher die Bildung eines stark dispergierten Systems, das zu einem dichten, feinporigen, langsam filtrierenden Kuchen führen würde. Die Abnahme bei den Luftdurchlässigkeitsfiächenbereichsmessungen läßt den Anstieg der Filtrationsgeschwindigkeit erkennen, so daß angezeigt wird, daß die tatsächlichen Porengrößen eines porösen Mediums mit aus Silikat behandelten Fasern größer sind als die Porengrößen bei nicht behandelten Fasern. Auch weist eine Anlyse der mit Natriumsilikatlösung besprühten Fasern aus, daß im wesentlichen der gesamte Na₂O-Anteil des Natriumsilikates sich in einer wasserlöslichen Form befindet, daß jedoch praktisch der gesamte SiO₂-Anteil löslich ist. Diese von der Anmelderin durchgeführten Untersuchungen zeigen, daß die Verringerung in der Filtrationszeit aller Feststoffe bei Aufbringen von 1% Natriumsilikat im Bereich von 50 bis 60% lag, bei der Herstellung von Asbestzementprodukten. Beim Arbeiten mit Asbestfasern allein wird die Filtrationsgeschwindigkeit noch weit stärker erhöht; Asbestfasern allein werden allerdings lediglich bei der Herstellung von Asbestpapier verwendet. Der durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielte technische Fortschritt ist von wesentlicher Bedeutung, da eine neuartige Asbestfaser zur Verfugung steht, die bemerkenswerte neue Eigenschaften aufweist, ohne daß in irgendeiner Weise das Verfahrenzur Herstellung von Asbestzementprodukten nachteilig beeinflußt wird. Außerdem wird eine schnelle Arbeitsweise erreicht. Ein weiterer Fortschritt besteht darin, daß das erfindungsgemäße Verfahren unmittelbar anschließend an die bergbautechnische Gewinnung der Asbestfasern durchgeführt wird; es kann jedoch auch durch den Hersteller des endgültigen Asbestzementproduktes in einer entsprechenden Anlage vorgenommen werden. Die erhebliche wirtschaftliche Bedeutung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist unbestreitbar.

Die Zeichnungen dienen der Erläuterung des Verfahrens, und es bedeutet

F i g. 1 schematische Darstellung einer zur Behandlung der Fasern erforderlichen Vorrichtung,

F i g. 2 ein Kurvenbild zur Erläuterung der Wirkung des Verfahrens auf die Filtrationsgeschwindigkeit eines wäßrigen, Asbestfasern enthaltenden Schlammes, F i g. 3 ein Kurvenbild zur Aufzeigung der Dauerhaftigkeit der den Fasern durch das Verfahren vermittelten Eigenschaft.

Die F i g. 1 zeigt eine der Durchführung des Verfahrens dienende Vorrichtung. Ein regelbarer Schraubenförderer 1 bestimmt die Beschickungsgeschwindig-

keit der Asbestfasern und wird so eingestellt, daß diese Geschwindigkeit mit der Sprühlösungskonzentration und der Aufbringungsgeschwindigkeit so abgestimmt ist, daß ein wirksamer Silikatfeststoffniederschlag auf der Faser erreicht wird. Das Förderband 2 transportiert den Faserstrom zu der Zerfaserungsvorrichtung 3, die aus einem Asbestwolf oder einer ähnlichen Vorrichtung besteht, bei der Fasern in Luft suspendiert werden. Eine Sprühvorrichtung 4 ist in der Nähe der Zerfaserungsvorrichtung 3 angeordnet, und die Sprühdüse 5 richtet den dispergierten Strom einer wäßrigen Lösung auf die in die Vorrichtung 3 eintretenden Fasern, wobei der fein zerteilte Sprühstrahl der Silikatlösung auf die Fasern verteilt und mit ihnen vermischt wird; da die Fasern einzeln in der Luftsuspension gehalten werden, wird eine maximale gleichmäßige Berührung erzielt. Von der Zerfaserungsvorrichtung 3 werden die behandelten Fasern pneumatisch zu einem Zyklonabscheider 6 gefördert, wo der Anteil an Faserstücken entfernt und die behandelten Fasern aus dem System herausgeführt werden.

Die Wirksamkeit der Sprühstrahlaufbringung der Alkalimetallsilikatlösungen wurde mittels einer als Alpharater bezeichneten Testvorrichtung ermittelt, die aus einem mit Einteilung versehenen Zylinder, in dessen Boden ein 200-Maschen-Sieb aus rostfreiem Stahl eingepaßt ist, und aus einer Vorrichtung besteht, die ein konstantes Vakuum in einer Saugflasche unterhalb des Zylinders aufrechterhält. Bei dem folgenden Versuchsablauf wurden Asbest-Zement-Systeme verwendet. Die Schlammproben umfassen 5 g der speziellen Asbestfasern, 7,5 g Silika und 12,5 g Portland-Zement, dispergiert in 500 ml destilliertem Wasser. Das 2:3 : 5-Verhältnis von Asbest, Silika und Zement ist typisch für die Herstellung einer großen Zahl von Asbest-Zement-Produkten. Um Schwankungen bei der Entwässerung des Asbestes auszuschalten, wurden die Fasern allein 15 Minuten lang in Wasser getaucht. Die Schlammproben wurden gemischt, indem der Behälter mit Wasser und den Fasern kopfüber 7 Minuten lang mit etwa 40 U/min gedreht wurde, dann die vorgeschriebenen Anteile von Zement und Silikat hinzugefügt wurden und schließlich das Mischen für weitere 3 Minuten fortgesetzt wurde.

Wenn die Filtrationsgeschwindigkeiten der Asbestschlämme allein gemessen wurden, war die Vorbereitungsprozedur die gleiche, mit der Ausnahme, daß kein Zement und Silikat hinzugefügt wurden und das Mischen 10 Minuten lang ununterbrochen erfolgte. Der gemischte Schlamm, von Asbest allein oder von Asbest—Silikat—Zement, wurde unmittelbar darauf in den eingeteilten Zylinder der Vorrichtung gegossen, der am Boden mit einem Messingverschlußhahn versehen war. Das Vakuum in der Saugflasche wurde auf 40 cm Quecksilbersäule eingestellt und auf diesem Druck während des gesamten Durchlaufs gehalten. Nach einer Beruhigungszeit von 30 Sekunden wurde der Messing-Verschlußhahn unterhalb des Siebes geöffnet und, wenn der Meniskus die obere Marke an der Zylinderteilung passierte, eine Stoppuhr gestartet. Es wurde dann die für die Filtrierung von je 100 ml Filtrat erforderliche Zeit bis zu 300 ml gemessen.

Die folgenden Beispiele erläutern bevorzugte typische Verfahrensabläufe für die Behandlung der Asbestfasern gemäß der Erfindung und zeigen unter anderem die verbesserten Filtereigenschaften der behandelten Asbestfaserprodukte.

Die Silikatbehandlungen der Asbestfasern in den folgenden Beispielen wurden mit Hilfe eines Systems und einer Vorrichtung durchgeführt, die schematisch in F i g. 1 gezeigt ist.

Die Sprühstrahldüse wurde an dem Beschickungstrichter an der Oberseite der Zerfaserungsvorrichtung derart angebracht, daß der Sprühstrahl nach unten in diese Vorrichtung in einer Bahn gerichtet war, die parallel mit dem Faserfall vom Förderband in den Trichter verlief. Mit dieser Anordnung wurden die Fasern und der Alkalisilikat-Sprühstrahl sorgfältig in der Zerfaserungsvorrichtung gemischt und ergaben eine im wesentlichen homogene Mischung. Diese Düse, die Luft und Flüssigkeit am Düsenaustritt mischt, erzeugt ein rundes Sprühbild und ist für Siphon- und Schwerkraftspeisung geeignet. Ein Luftdruck von 2,8 at wurde in dieser Düse angewendet.

Beispiel I

Eine Reihe von Versuchen zur Veranschaulichung der Bereiche und der optimalen Faserbeschickungsgeschwindigkeiten, Natriumsilikatlösungskonzcntrationen und Eigenschaften der behandelten Fasern usw., wurde in der nachfolgend beschriebenen Weise ausgeführt und in Tabelle 1 dargestellt. Bei jedem Versuch wurden 11,4 kg langsam filternde Asbestfasern durch das System mit den in der Tabelle angegebenen Geschwindigkeiten hindurchgeleitet, und es wurde eine Natriumsilikatlösung mit einem Na₂O/ SiO₂-Verhältnis von 1/3,22, in den verschiedenen angegebenen Konzentrationen aufgebracht. Es ergab sich keine Schwierigkeit beim Aufsprühen der Natriumsilikatlösungen mit Ausnahme der 20% Feststoffe enthaltenden Lösung, die die Neigung zum Verdampfen und zum Verstopfen der Düse zeigt, wenn der Sprühstrahl für kurze Zeiten abgeschaltet wurde. Die unter den verschiedenen angegebenen Bedingungen behandelten Fasern kamen aus dem Ab- j schneider in einem trockenen und nicht klumpigen j Zustand heraus, wobei sie weniger als etwa 1,5% ab- j sorbiertes Wasser enthielten. Die Bedingungen und ■ Daten für diese Versuchsreihe und die verschiedenen | Filtrationsgeschwindigkeiten für wäßrige Faserschlamme bei jedem Versuch in einem Verhältnis von 2 Teilen Fasern—3 Teilen Silika —5 Teilen Portland-Zement waren die folgenden:

Tabelle I

Behandlung von Asbestfasern
mit Natriumsilikatlösungs-Sprühstrahl

Fördergeschwindig
keit

(kg/h)

45,4
45,4
45,4
45,4

Feststoffkonzentration
der zugeführten
Natriumsilikatlösung

3,3

6,6

13,2

Aufgenommenes

Gewicht an
Natriumsilikatfeststoffen auf der
Faser in %'

0,40
0,76
1,40

Filtrationswert

ur 2 : 3 : 5-Asbest-

Silika-Zement-

Gemisch²)

(see)

557
474
460
415

Berechnet unter der Annahme, daß die Faser die gesamte aufgesprühte Silikatlösung aufnimmt.
Alpharater-Filterzeit Tür 300 ml Wasser.

Fortsetzung	Förder geschwindig keit	Feststoff- konzentralion der zugeführten Natriumsilikat lösung	Aufgenommenes Gewicht an Natriumsilikat feststoffen auf der Faser in %')	Filtrationswert für 2 : 3 : 5-Asbesl Silika-Zcment- Gemisch²)
(kg/h)	(%)	(%)	(see)
90,8	10,0	0,86	424
90,8	10,0	1,35	375
90,8	20,0	1,46	453
90,8	20,0	2,54	365
181,6	20,0	3,89	226

') Berechnet unter der Annahme, daß die Faser die gesamte aufgesprühte Silikatlösung aufnimmt.
²) Alpharater-Fillerzeit Tür 300 ml Wasser.

Die Filtrationsgeschwindigkeiten einiger Schlamme mit Fasern von den repräsentativen 11,4-kg-Ver-Versuchen sind außerdem vergleichsweise in F i g. 2 der Zeichnung veranschaulicht.

Beispiel II

Eine Natriumsilikatlösung mit einem Na₂O SiO₂-Verhältnis von 1/3,22, verdünnt mit Leitungswasser auf eine 10% Feststoffe enthaltende Konzentration wurde einem Beschickungsbehälter aus einem 2,7-1-Reservetank zugeführt, und der Sprühstrahl wurde auf langsam filternde Asbestfasern aufgebracht, als diese der Zerfaserungseinrichtung zugeführt wurden. Das Sprühsystem wurde so eingestellt, daß pro Minute etwa 175 cm³ Natriumsilikatlösung abgegeben wurde. Die Asbestfasern wurden der Zerfaserungsvorrichtung mit einer Geschwindigkeit von 90,8 kg/Stunde zugeführt, und im Versuch wurden insgesamt 453 kg Fasern verwendet. Insgesamt wurden 440 kg behandelte Fasern oder 97,4% der Beschickung wiedergewonnen. Es wurden 46 1 einer 10% Natriumsilikatfeststoffe enthaltenden Lösung verwendet. Wenn die Fasern das gesamte in das System eingesprühte Natriumsilikat aufgenommen hätten, ergäbe sich ein Silikatfeststoffanteil von 1,1%, berechnet auf dem Gewicht der zugeführten Fasern; eine Analyse der behandelten Fasern ergab jedoch, daß die Faseraufnahme an Silikatfeststoffen tatsächlich bei 0,7% des Fasergewichts lag. Demgemäß war die Wirksamkeit des Systems dieses Beispiels etwa 64% hinsichtlieh der Natriumsilikataufnahme durch die Fasern. Die Filtrationseigenschaften eines wäßrigen Schlammes von Faser—Zement—Silika, die unbehandehe und in üblicher Weise durch Wärme behandelte Fasern enthält, jeweils in Gewichtsanteilen von 2 Teilen Fasern — 3 Teilen Silika — 5 Teilen Zement, ergeben sich aus Tabelle II.

Tabellen

Eigenschaften der mit Natriumsilikat behandelten, mit Wärme behandelten und unbehandelten Fasern

	Mit	Mit Wärme	Γ InΙλγΗ'λν*
	Natrium-	behandelte	\J 11 UClIdI
	silikat	Fasern	Faser
Eigenschaft	behandelte
	Fasern	(see)	(sec)
	(see)
Filtrations
geschwindigkeit		332	865
bei 300 ml	309

Die Filtrationsgeschwindigkeiten der Schlamme auf der Basis von mit Natriumsilikat und mit Wärme behandelten Fasern sind ebenfalls in F i g. 2 dargestellt.

Beispiel III

Verschiedene Versuche, deren jeder eine Silikatbehandlung von etwa 450 kg langsam filternder canadischer Chrysotilfaser umfaßte, wurden wie folgt ausgeführt: Eine 10%ige Lösung von Natriumsilikatfeststoffen mit einem spezifischen Gewicht von 1,08 und einem Na₂ O/Si O₂-Verhältnis von 1/3,22 wurde in allen Durchläufen unter Verwendung einer pneumatischen Sprühdüse mit einem Druck von 2,8 at aufgebracht. Eine einzelne Düse mit einem 22,5 hohen Syphonkopf wurde für kleine Sprühgeschwindigkeiten benutzt, wie sie bei der Bereitung der mit Silikat behandelten Faser bei verhältnismäßig langsamen Fördergeschwindigkeiten von 90,8 kg Faser/h auftritt, und zwei solche Düsen mit einem 43 cm hohen Schwerkraftspeisekopf wurden bei der Bereitung von mit Silikat behandelten Fasern verwendet, die eine Fördergeschwindigkeit von 454 kg/h hatten. Die Sprühdüse oder die Sprühdüsen wurden an dem Wolftrichter derart befestigt, daß der Sprühstrahl in die Mitte der Wolfbeschickungsöffnung gerichtet war. Die Asbestfasern, die mit Hilfe eines Bandförderers in diese öffnung eingespeist wurden, gelangten in direktem Kontakt mit dem Silikatsprüh-.strahl, wenn sowohl der Sprühstrahl als auch die Fasern in den Wolf eintraten und blieb während der Wolfoperation in Kontakt mit dem Silikatnebel. Nach dem Durchlauf durch den Wolf wurden die Fasern mit Hilfe eines Gebläses in einem Luftstrom zu dem Zyklonabscheider geführt, aus dem sie durch einen Luftverschluß abgenommen wurden. Die Konzentration des Silikatauftrages und die Faserfördergeschwindigkeit für jeden Versuch von 454 kg Fasern waren die folgenden:

Behandlung

10% Wasser
zugesetzt zur

Faser
(Kontrolle

zur
Auswertung)

0,5% Natrium-

silikatfeststoffe

zur Faser

hinzugerügt

1% Natriumsilikatfeststoffe
zur Faser
hinzugefügt

1% Natrium-

silikatfeststoffc

zur Faser

hinzugerügt

Geschwindigkeit der Faserförderung
90 kg/h I 90 kg/h | 90 kg/h | 454 kg/h

Die sich ergebenen Filtrationsdaten für die entsprechenden Produkte der Versuche gemäß diesen Behandlungen sind in Tabelle III wiedergegeben.

509 512/Π6

Tabelle III

10

Kanadische
Asbestfaser-Behandlung

Prozente

der

tatsächlich zugefügten Chemikalien

Fördergeschwin digkeit für

die Behandlung

(kg/h)

TAPPI-Filtrationstest

2g

4g

6g Alpharater Filtrationstest

100 ml

200 ml

300 ml

Schlämmung

Grobes

Grieß

Keine

Wasserbesprühung

Silikat

Wasserbesprühung

Silikat

Keine

Wasserbesprühung

Silikat

0
10,0

0,54

1,2

1,1
10,0

0,54

1,2

10,0 0,54 1,2 1,1

90,8 90,8 90,8

454,0 90,8 90,8 90,8

454,0 0

90,8 90,8 90,8

454,0

21 23 21 14 5

42

27

20

12

131

130

116

86

71

79

73

105

43

12

109

103

52

30

519

368

294

233

172

180

175

143

82

25

205

164

115

44

682

580

505

366

268 193 131 104 78

192 107

159 156 141 122 103

452 342 275 190 146 348 304 259 184 445 411 373 332 288

738 578 469 313 243 604 555 440 305 824 700 636 578 515

28,5 3,7 4,2 3,8

10,4 1,0 1,0 1,3 2,5

0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2

Die behandelten Asbestfasern, die bei jedem der beschriebenen Durchläufe erzeugt wurden, verwendete man für die Herstellung von Abschnitten üblicher Asbest-Zement-Rohre. Die Fasern wurden mit Silika und Portland-Zement im Verhältnis von 2 Gewichtsteilen behandelter Asbestfasern, 3 Gewichtsteilen Silika und 5 Gewichtsteilen Zement vermischt. Die Eigenschaften der Asbest-Zement-Rohre, die aus dieser Masse mit den behandelten Fasern erzeugt wurden, hatten die folgenden Eigenschaften.

Tabelle IV
Auswertung von mit Natriumsilikat behandelten Fasern auf einer Rohrmaschine

Wasserbehandlung 10% Silikatbehandlung 0,54%

Silikatbehandlung 1,2%

Silikatbehandlung 1,1%

Maschinen variable

Bandgeschwindigkeit in m/min

Vakuum in mm Hg

Durchschnittliche Formzeit in Sek

Festigkeitsversuche
durchschn. hydrostatischer Bruchmodul

in kg/cm²

durchschn. Biegebruchmodul in kg/cm² .. durchschn. normale Zerquetschkraft

in kg/cm²

durchschn. gesättigte Zerquetschkraft

in kg/cm²

durchschn. Dichte in kg/cm²

durchschn. Wasserabsorption in %

durchschn. Elastit.-Modul in kg/cm² · 10"⁶

90 kg/h

Förder-

geschwindigkeii

18 304 84,5

241*) 437*)

516*)

513*)

1,741 20,2 0,076 90 kg/h

Förder-

t geschwindigkeit g< 18 304 80,4

255 444

576

557 1,731 19,9 0,091

90 kg/h

Förder-

;eschwindigkeit

18 304 73,3

251 416

581

574

1,738 20,0 0,084

454 kg/h Fördergeschwindigkeit

18 304 69,2

241 395

565

556

1,732 20,2 0,077

*) Rohr schlecht hergestellt mit übermäßigen Spannungen am Ende.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung der Filtrationseigenschaften von Asbestfasern, wobei die Asbest- fasern in Luft suspendiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Lösung aus einem Alkalimetallsilikat aus der Gruppe der Natrium- und Kaliumsilikate und deren Gemische aufgesprüht wird und Alkalimetallsilikatstoffe auf der in Luft suspendierten Faser in Mengen von 0,10 bis 4 Gewichtsprozent der Asbestfaser abgeschieden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung 3 bis 20 Gewichtsprozent des Alkalimetallsilikatcs enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung 10 Gewichtsprozent des Alkalimetallsilikates enthält und die Alkalisilikatmetallfeststoffe in einer Menge von 1 Gewichtsprozent auf der Asbestfaser abgeschieden werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsanteil nach dem Abscheiden des Alkalimctallsilikats auf nicht mehr als 8 Gewichtsprozent der Faser eingestellt wird.