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Verfahren zur Herstellung von Dispersionen von kolloidaler Feinheit durch nasses
Vermahlen.
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bezwecken, konnten bisher nur mittels im Verhältnis zur Leistung kostspieliger Anlagen und mit einem im Verhältnis zur Leistung sehr bedeutenden Arbeitsaufwand ausgeführt werden, so dass die Erzeugung von kolloidalen Dispersionen im Grossbetriebe durch Vermahlen für viele Gebiete nicht in Betracht kommen konnte.
Anderseits lässt weder das Trocken- noch das Nassvermahlen in Fallmühlen (Kugel oder Rohrmühlen), bei dem hauptsächlich ein Zerquetschen des Mahlgutes stattfindet, im Verhältnis zum Arbeitsaufwand eine nennenswerte Ausbeute an kolloidal vermahlenen Stoffen erzielen.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es dagegen. Dispersionen bis zur kolloidalen Feinheit durch Vermahlen mit sehr einfachen Mitteln und mit einem im Verhältnis zur Leistung sehr mässigen Arbeitsaufwand zu erzeugen.
Gemäss dem neuen Verfahren werden die Dispersionen von kolloidaler Feinheit durch nasses Vermahlen in einem mit losen abgerundeten aber unrunden Mahlkörpern gefüllten Mahlraum hergestellt, wobei man den zu vermählenden Stoff In Gestalt einer Trübe zuführt, in der sich die zu vermählenden Stosse bereits in einer Feinheit vorfinden, in die sie in an und für sich bekannter Weise, z. B. durch Mahlen in den üblichen Mühlen, oder durch andere Behandlungen, z. B. Fällen, Sublimieren, Schlemmen, gebracht worden sind.
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Stoff mit den Mahlkörpern mittels in waagrechter Ebene kreisender, durch die Mahlkörperfüllung des Mahlraumes vollständig bedeckter Rührsciiaufeln durchrührt.
Das Ergebnis des Durchrührens mit Mahlkörpern gemäss der Anmeldung ist nun ganz verschieden von dem Ergebnis des Zerquetschens durch die Fallwirkung der Kugeln in einer Kugelmühle. In Kugelmühlen lassen sich nämlich nur gewisse leicht dispergierbare Stoffe. wie
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Arbeits-und Zeitaufwand erforderlich ist. als bei dem angemeldeten Verfahren.
Gegenüber den Kugelmühlen oder Falhmülen könnte die bei dem angemeldeten Verfahren verwendete Mulde wohl als Reibrnühle bezeichnet werden, in welcher beim Rühren die be-
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teilweise rollend gleiten müssen. Eben die abgerundete, aber unrunde Gestalt der Mahlkörper hat es zur Folge, dass neben der Rollbewegung eine möglichst ausgiebige gleitende, also reibend gegenseitige Bewegung der Mahlkörper eintritt, der die bis zur kolloidalen Grössenordnung fortschreitende Feinheit der Vermahlung innerhalb wirtschaftlicher Grenzen des Kraftbedarfes zu verdanken ist.
Neben der Gestalt ist aber auch die Korngrösse der Mailkörner für das Mahlergebnis wichtig, weil bei diesem Verfahren im Gegensatze zu den Fallmühlen, nicht die Masse, sondern die Oberfläche der Mahlköner in Betracht kommt. Die Oberfläche kugelähnlicher Körper ist nämlich im Verhältnis zur Masse bzw. zum Gesamtvolumen um so grösser, je kleiner der
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Durchschnittshalbmesser der Körper ist. Es müsste also die Mahlwirkung eines bestimmten . Schüttvolumens der Mahlkörper um so grösser sein, je kleiner die Mahlkörper sind.
Es hat sich aber ergeben, dass die Grösse der Mahlkörper eine gewisse Grenze nicht unterschreiten darf, da dabei infolge der Abnahme der gleitenden Reibung das Mahlergebnis gleichfalls abnimmt.
Durch das energische Durchrühren der Mahlkörper mit der Trübe, wird ferner die Dispersionsflüssigkeit zum Strömen gebracht. Dabei muss die Flüssigkeit durch die Zwischen-
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gewundene Kanäle, die ihren Querschnitt unzäbligernal und plötzlich innerhalb weiter Grenzen ändern.
Dadurch entstehen in der Flüssigkeit lebhafte Wirbel, die die feinstgemahlenen Teilchen von den gröberen sofort trennen und gleichzeitig auch die Oberfläche der Mahlkörper stets abschwemmen. Bei zu kleinen Mahlkörpern werden die für das Durchströmen der Flüssigkeit und für die Wirbelbildung zur Verfügung stehenden Zwischenräume zu gering,, so dass die günstige Wirkung der Verarbeitung in der Form einer Trübe nicht zur Geltung kommen kann. Es wird weder eine richtige Strömung, noch eine Wirbelbildung in der Flüssigkeit stattfinden können.
Anderseits würde die Adsorptionswirkung der grossen Oberfläche der Mahlkörperchen allmählich soweit in den Vordergrund treten, dass derselben die gehemmte Spülwirkung der Flüssigkeit nicht mehr entgegentreten könnte.
Die Mahlkörner dürfen also nicht zu klein sein. Anderseits dürfen sie aber auch nicht zu gross sein, weil dadurch das günstige Verhältnis zwischen den zu bewegenden Massen und der Grösse der wirksamen Mahlfläche sich ungünstig gestalten würde.
Aus den beiden entgegengesetzten Forderungen des günstigen Verhältnisses zwischen den zu bewegenden Massen sowie der wirksamen Mahlfläche einerseits und des freien Querschnittes der Durchströmungskanäle anderseits ergibt sich für die Grösse der Mahlkörper ein Optimum, gemäss dem die als zweckmässig verwendeten Flusskieselsteine, Flintsteine u. dgl. durch ein Sieb von nicht über 8 MM Maschenweite durchgehen, aber auf einem Sieb von nicht unter 1 mm zurückbleiben sollen. Es hat sich für die Steigerung der Mengenleistung zweckmässig erwiesen, diese kleineren Mahlkörner mit harten Kugeln, z. B. aus Hartporzellan von etwa dem doppelten bis vierfachen Durchmesser als die grössere Siebmaschenweite zu vermengen.
Um eine Koagulation durch metallische Ionen zu verhüten, können die Metallbestandteile der Mühle mit einem nichtmetallischen Überzug, z. B. aus Gummi versehen werden.
Die Mühle kann sowohl für intermittierenden als auch für ununterbrochenen Betrieb durchgeführt werden.
Die Zeichnung, zeigt m lotrechter Schnitt eine Mülile zur Ausführung des neuen Verfahrens.
Gemäss der Zeichnung besteht die Mühle aus einem stehenden Behälter 1. z. B. ans Steingut oder Porzellan oder aus Metall, welcher innen mit einer nichtmetallischen Verkleidung, z. B. aus Gummi versehen ist. Der Behälter ist mit Flusskieselsteinen, Flintsteinen od. dgl. 3 von etwa 2-6 ltlm Korngröge gefüllt, denen grössere Mahlkörper, z. B. Hartporzellan-Kugeln 2. von ungefähr 10-30 mm Durchmesser, beigemischt sind.
In den Behälter 1 ragt die im Mahlraum mit Rührflügeln 6, aussen mit Antrieb 7 versehene, drehbar gelagerte Rührwelle 4.
Die Welle 4 ist hohl ausgeführt. durch die das zu vermahlene Gut dem Mahlraum kontinuierlich zugeführt und. durch den am oberen Teile des Mühlengehäuses angebrachten Ausfluss 9 aus dem Maiilraum austritt.
Gemäss dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel sind am Behälter 1 ortsfeste Arme 8 vorgesehen, die zwischen die umlaufenden Arme 5 und 6 ragen und bremsend auf die gerührte Mahlkörperfülhmg des Behälters einwirken.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Dispersionen von kolloidaler Feinheit durch nasses Vermalilen in einem mit losen, abgerundeten aber unrunden Mahlkörpern gefüllten Mahlraum, dadurch gekennzeichnet, dass man den zu vermahlenden Stoff in der Gestalt einer Trübe zuführt und die Mahlkörper mittels in waagrecliter Ebene kreisender, durch die Mahlkörperfüllung des Mahlraumes vollständig bedeckten Rührschaufeln durchführt.