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Geformte kristalline, zeolithische Molekularsiebkörper und
Verfahren zu ihrer Herstellung
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Die Erfindung umfasst auch als Gegenstand der Herstellung einen geformten, porösen Körper mit gleichförmig dispergierten einzelnen Teilen eines kristallinen, zeolithischen Molekularsieb-Adsorbens in einer Silikatmatrix.
Ein Gegenstand der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung geformter, poröser, kristalliner, zeolithischer Molekularsieb-Adsorbenskörper, wobei eine Mischung aus dem zeolithischen Molekularsieb und einem Tonmineral-Bindemittel hergestellt wird. Nach dem Granulieren der Mischung wird sie zunächst auf eine solche Temperatur erhitzt, die hinreicht, um das Tonmineral-Bindemittel zu trocknen, die Mischung zu binden und gleichzeitig das Molekularsieb zu aktivieren. Die Temperatur wird unterhalb jener gehalten, bei der das Molekularsieb strukturell instabil ist. Zur granulierten MolekularsiebTonbindemittelmischung werden Natriumsilikat und Wasser zugefügt. In einer bevorzugten Ausführungsart wird das Natriumsilikat teilweise als Pulver und teilweise als Lösung zugefügt.
Die Zugabe des Natriumsilikats erfolgt in solchen Mengen, dass der Gesamtsilikatgehalt des Produktkörpers zwischen 9 und 25 Grew.-% (auf trockener Basis) und der Feuchtigkeitsgehalt zwischen 12 und 25 Gew. -0/0 vor dem abschliessenden Erhitzen beträgt. Die wässerige Natriumsilikatlösung wird dann mit der aktivierten Mischung hinreichend lange vermischt, um ein freifliessendes Gemisch aus einheitlich verteilten Molekularsiebteilchen in einer Natriumsilikat-Matrix zu erhalten. Die erhaltene Mischung wird unter gleichförmigem Druck hinreichend lange geformt, um den porösen Produktkörper zu erhalten. In der Endstufe wird der Körper zwischen 350 und 6500C gebrannt.
Der Ausdruck "Zeolith" bezieht sich im allgemeinen auf eine Gruppe von natürlichen und synthetischen, hydratisierten Metallaluminosilikaten, von denen viele eine kristalline Struktur aufweisen.
Zwischen den einzelnen synthetischen und natürlichen Stoffen bestehen jedoch bedeutende Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung der Kristallstruktur und dem Röntgenpulverdiagramm.
Die Struktur der kristallinen, zeolithischen Molekularsiebe kann als offenes dreidimensionales Gitter
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gleich 2 ist oder 0/ (A1 + Si) = 2. Die negative Wertigkeit der Aluminiumtetraeder wird durch den Einschluss von Kationen wie z. B. Alkalimetall- oder Erdalkalimetall-Ionen, wie Natrium, Kalium, Kalzium und Magnesium ausgeglichen. Durch Ionenaustausch kann ein Kation durch ein anderes ersetzt werden.
Die Zeolithe können durch Entfernen des Hydratwassers aktiviert werden. Der nach der Aktivierung in den Kristallen verbleibende Raum steht zur Adsorption von Adsorbatmolekülen geeigneter Grösse, Form und Energie, die den Eintritt in die Poren des Molekularsiebes erlauben, zur Verfügung.
Für das erfindungsgemässeverfahren kann jeder Typ eines kristallinen, zeolithischen Molekularsiebes angewendet werden. Die Auswahl eines besonderen Siebes hängt von Faktoren, wie der scheinbaren Porengrösse und der Verwendung des Adsorbenskörpers ab. Die Poren müssen wenigstens so gross sein, um das erwünschte Adsorbatmolekül aufzunehmen. Im Fall der Trocknung von Kühlmittel beträgt die Porengrösse vorzugsweise weniger als 4, 9 A (Durchmesser), wobei die Aufnahme von Wasser ermöglicht wird und die grösseren, halogenierten Kohlenwasserstoffmoleküle abgewiesen werden.
Natürlich vorkommende kristalline zeolithische Molekularsiebe sind z. B. Erionit, Chabasit, Analcit, Faujasit, Clinoptilolit und Mordenit, welche in der Literatur hinreichend beschrieben sind. Synthetische, zeolithische Molekularsiebe umfassen die Zeolithe A, T, X und Y.
Zeolith A ist ein kristallines, zeolitisches Molekularsieb und wird in der österr. Patentschrift Nr. 195897 beschrieben.
Zeolith T ist ein synthetisches, kristallines, zeolithischesMolekularsieb und wird in der USA-Patentschrift Nr. 2, 950, 952 beschrieben.
Zeolith X ist ein synthetisches, kristallines, zeolithisches Molekularsieb und wird in der österr. Patentschrift Nr. 195898 beschrieben.
Zeolith Y wird in der österr. Patentschrift Nr. 213854 beschrieben.
Das Ton-Bindemittel sollte in Gegenwart von Wasser und atmosphärischen Temperaturen semiplastisch oder plastisch sein, und, wenn es kurzzeitig der Trockenwirkung von Luft ausgesetzt ist, seine ursprüngliche Festigkeit beibehalten. Beispiele von Tonen, die zur Bindung von Molekularsieben ohne wesentliche Änderung der Adsorptionseigenschaften angewendet werden können, sind : Attapulgit, Kaolin, Sepiolit, Polygarskit, Kaolinit, plastischer Kugelton, Tone der Attapulgit- oder Kaolintypen, Bentonit, Montmorillionit, Illit, Chlorit und Ton des Bentonittyps. Von diesen Tonen durchlaufen die letzten fünf oberhalb 700 C eine ireversible Phasenänderung. Diese Temperatur ist oberhalb jener, bei der die meisten Molekularsiebe ihre strukturelle Stabilität verlieren.
Wird einer dieser fünf Tone als Bindemittel für solche Molekularsiebe angewendet, so wird das gefundene Produkt nur getrocknet und aktiviert, um die
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Struktur des Molekularsiebes zu erhalten.
Die gebundenen Molekularsiebe werden durch Vermischen eines Bindemittels und des Siebes auf eine solche Art hergestellt, um Agglomerate zu bilden. Die Agglomerate ihrerseits werden durch die Erstar- rung des Bindemittels gehärtet. In einer bevorzugten Ausführungsart werden das Tonbindemittel, Mole- kularsieb und genügend Wasser vermischt, um den Ton geschmeidig zu erhalten. Die Mischung wird durch eine Düse extrudiert, in kleine Teilchen, wie Pellets, gebrochen und das Bindemittel durch Trocknen gehärtet. Die zur Herstellung der gebundenen Materialien verwendete Tonmenge hängt von der erforder- lichen Festigkeit des Endproduktes und der zulässigen Verdünnung des Molekularsiebes ab. Für die meisten
Zwecke ist ein Tongehalt von 5 bis 35 Grew.-% im Endprodukt günstig.
Gute Ergebnisse erhält man auch mit Tongehalten von 1 bis 40 Grew.-%. Ein bevorzugter Bereich für die meisten Anwendungen ist 10 bis
25 Gew. -0/0 T on im Agglomerat.
Die hergestellten Agglomerate werden in einem Ofen bei erhöhter Temperatur gebrannt. Hiefür eignen sich sowohl Drehöfen als auch stationäre Öfen.
Für die erste Brennstufe beträgt die Temperatur maximal den höchsten Wert, bei der das Molekular- sieb strukturell stabil ist (im allgemeinen unter etwa 7000C). Darüber hinaus wird vorzugsweise während des Brennens ein trockenes Spülgas durch den Ofen geleitet, um die Adsorptionskapazität des Molekular- siebes möglichst wenig zu vermindern.
Die Minimaltemperatur zum Brennen der gebundenen Molekularsiebe ist jene, bei der der Ton trock- net, um ein gebundenes Produkt zu geben und bei der das Hydratationswasser vom Molekularsieb entfernt wird. Am günstigsten sollte das mit Ton gebundene Molekularsieb bei einer solchen Temperatur gebrannt werden, bei der der Ton eine ireversible Phasenänderung durchläuft. Man erhält so ein Produkt mit maxi- maler Festigkeit und Abriebfestigkeit. Diese Temperatur wird jedoch in einigen Fällen oberhalb der Temperatur liegen, bei der das Molekularsieb seine strukturelle Stabilität verliert. In solchen Fällen sollte der Ton nur getrocknet werden.
Das gebrannte Agglomerat aus dem mit einem Tonmineral gebundenem kristallinen, zeolithischen Molekularsieb wird durch geeigneteMahlung auf eineTeilchengrösse von 0, 30 bis 2, 4 mm granuliert. Für die erfindungsgemässen Zwecke ist es wichtig, das gebrannte Agglomerat nicht feiner zu zerkleinern, da sonst der geformte Körper eine hohe Dichte, niedrige Porosität und hohen Druckverlust aufweisen würde.
Das Granulieren kann auch vor der ersten Brennstufe erfolgen. In jedem Fall ist es wichtig, dass die gebrannten Teilchen aus Molekularsieb und Bindemittel für die Herstellung der zu formenden Mischung angewendet werden. Frische Teilchen würden zu weich sein, um nachfolgend mit Natriumsilikat vermischt zu werden und würden eine Mischung ergeben, die teilweise zerfallene Teilchen enthält. Eine solche Mischung würde nach der Formgebung und dem Brennen eher einen dichten Gegenstand als den erwünschten porösen Körper mit einzelnen Teilchen des aktiven Molekularsiebes in einer Silikatmatrix ergeben.
DasKühlmittel oder ein anderer fliessfähiger Stoff, aus dem eine adsorbierbare Komponente entfernt werden soll, sollte durch die poröse Struktur der Natriumsilikatmatrix ohne wesentlichen Widerstand hindurchfliessen können, wobei ein inniger Kontakt mit den aktivierten Teilchen des mit Ton gebundenen Molekularsiebes, stattfindet, so dass wenigstens ein Teil der adsorbierbaren Komponente aus dem fliessfähigen Stoff, vom Molekularsieb adsorbiert wird. Erzielt man erfindungsgemäss eine granulierte freifliessende Mischung, so wird das Zerbrechen der mit Ton gebundenen Teilchen vor und während der Formgebung auf ein Minimum gehalten, wodurch die Art des Molekularsiebkörpers im geformten Produkt erhalten bleibt.
Bei der nächsten Stufe wird eine Menge von aktivierten Molekularsiebteilchen geeigneter Grösse (vorzugsweise solche die durch ein Sieb mit 1, 41 mm Öffnungen hindurch gehen und von einem Sieb mit 0, 59 mm Öffnungen zurückgehalten werden) mit einem Ton-Bindemittel vereinigt und mit Natriumsilikatpulver in einem geeigneten Mischapparat vermischt. Der Mischapparat wird vorher vorzugsweise auf geeignete Weise wie durch einen Dampfmantel erhitzt. Dadurch wird die Wirksamkeit des Mischens verbessert. Während des Mischens wird der Mischung eine Lösung von Natriumsilikat und Wasser zugegeben.
Der durch die Adsorptionswärme vom Wasser am aktivierten Molekularsieb entstehende Dampf kann aus der Mischvorrichtung durch ein geeignetes Spülgas, wie komprimierte Luft entfernt werden. Nach einer Mischzeit von einigen Minuten wird die Mischung durch Zuführen von Wasser in den Dampfmantel vorzugsweise zum Teil abgekühlt. Die Mischung, welche nun bei Raumtemperatur frei fliesst und aus gleichförmig verteilten Molekularsiebteilchen in einer Natriumsilikatmatrix besteht, kann nun geformt werden.
Wahlweise kann auch die wässerige Natriumsilikatlösung mit der granulierten Mischung aus Molekularsieb und Ton-Bindemittel vereinigt und pulverisiertes Natriumsilikat hinzugefügt werden. Die einfache Zugabe von Natriumsilikatlösung zu aktivierten Molekularsiebteilchen, ergibt eine zähe Masse, welche
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zwar zur Herstellung einiger Formen im Labormassstab geeignet ist, die jedoch dazu neigt, während des Mischens und Kühlens zu agglomerieren und sich zusammenzuballen. Für die Produktion würde dieses Verfahren vor dem Beginn der Formgebung zusätzliche Zerkleinerungs- und Siebstufen erfordern, wobei gleichzeitig Staubprobleme auftreten würden.
Bei dem oben angeführten bevorzugten Verfahren wird die Agglomerisation und die Zähigkeit dadurch vermieden, dass ein Teil des Natriumsilikat in Pulverform angewendet wird. Das heisst, bei Zugabe einer hinreichenden Menge Natriumsilikatpulver adsorbiert dieses genug Flüssigkeit, um den Sättigungspunkt ohne Staubentwicklung zu erreichen.
Die Kontrolle des Feuchtigkeitsgehaltes der zu formenden Masse ist ebenfalls wichtig, wenn die Mischung freifliessend und leicht formbar sein soll. Es hat sich herausgestellt, dass die Mischung bei Raum-
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sem bevorzugten Gehalt können die mit Silikat überzogenen Molekularsiebteilchen leicht und schnell nach volumetrischen Methoden, wie sie in der Keramikindustrie üblich sind, gemessen werden. Es sei darauf hingewiesen, dass sich der oben erwähnte Feuchtigkeitsgehalt auf den geformten Gegenstand vor der letzten Brennstufe bezieht, da hiebei zur Aktivierung des Gegenstandes eine beträchtliche Menge
Feuchtigkeit entfernt wird.
Erfindungsgemäss können Gegenstände mit einem Gesamtsilikatgehalt zwischen 9 und 25 Grew.-% und vorzugsweise zwischen 15 und 20 Gew.-% hergestellt werden. Letzterer ergibt optimale physikalische Festigkeit und Adsorptionskapazität. Sinkt der Gesamtsilikatgehalt des geformten Gegenstandes oder der Mischung unterhalb 15%, so wird die Festigkeit des Gegenstandes beträchtlich vermindert. Ist der Silikatgehalt der Mischung anderseits oberhalb 20ci, so steigt die Festigkeit des geformten Produktes, die Adsorptionskapazität wird jedoch unnötigerweise vermindert.
Das Silikat kann sowohl in Form einer flüssigen Lösung als auch, u. zw. vorzugsweise zumTeilin Pul- verform und zum Teil in flüssiger Form zugegeben werden. Im letzteren Fall kann das Gewichtsverhältnis von pulverisiertem zu gelöstem Silikat 1 : 3 bis 3 : 1 und vorzugsweise 1 : 1 betragen.
Die auf oben beschriebene Art hergestellte Mischung kann zu Adsorbenskörpern verschiedener Form und Grösse geformt werden. Zum Beispiel kann die Mischung in hohle Zylinder oder Würfel mit einem geschlossenen Ende oder Hohlkegel verschiedener Verjüngung mit einem geschlossenen Ende, in Abhängig- keit von der Geometrie des zur Aufnahme der geformten Körper verwendeten Behälters, übergeführt werden. Erfindungsgemäss wurde einMolekularsiebgegenstand zur Anwendung als Trockenmittel für ein Kühlmittel in Form eines hohlen, konischen Körpers (5 cm Aussendurchmesser am offenen Ende, Neigungswinkel 50, Aussendurchmesser von 4, 14 cm am geschlossenen Ende und 5, 4 cm lang) hergestellt.
Die Formgebung der Mischung kann mittels einer geeigneten Form oder Matritze erfolgen. Eine vorher bestimmte Menge der granulierten freifliessenden Mischung wird in die Form oder Matrize gegeben.
Vor der Formgebung wird die Mischung vorzugsweise auf 50 - 700C und die Anordnung auf etwa 1000C erhitzt. Die Vorheizung ergibt eine gleichmässigere Verteilung der Bestandteile über die Hohlräume der Anordnung.
Die Mischung in der Form wird z. B. mit einer hydraulischen Presse oder durch Vibration zusammengedrückt. Eine hydraulische Presse wird vorzugsweise auf beide Enden der Anordnung einwirken gelassen, um eine gleichmässige Verteilung und Dichte der Mischung im Hohlraum der Form ohne Zerstörung der Molekularsiebteilchen zu erreichen.
Werden aus den Körnchen der freifliessenden Mischung, die nur an der Luft getrocknet und bei 6000C gebrannt wurden, Gegenstände geformt, so wurde ein etwas schwaches, staubartiges Produkt erhalten.
D aber wird das geformte Produkt vor dem letzten Brennen vorzugsweise hydratisiert. Dies kann z. B. durch Aussetzen der frisch geformten Gegenstände an einer wassergesättigten Luft bei Umgebungstemperatur für mehrere Stunden, durch 5 - 30 min langes Aussetzen der frisch geformten Gegenstände einem gesättigten Dampf bei Atmosphärendruck, durch Besprühen der Oberflächen des Gegenstandes mit Natriumsilikatlösung oder kurzzeitiges Eintauchen des Gegenstandes in Natriumsilikatlösung, erfolgen. Die Auswirkung der Hydratation und Silikathydratation auf die Festigkeit des Produktes, zeigen die Werte der Tabellen I bzw. II.
Bei den Versuchen nach Tabelle I wurde eine freifliessende granulierte Mischung aus Natriumzeolith A, 20 Grew.-% feste Silikate (auf trockener Basis) und 19, 5'7c HO zur Herstellung eines Molekularsiebgegenstandes verwendet. Alle Proben wurden bei 6250C gebrannt, so dass die Festigkeit an aktivierten Körpern, die fertig zum Einsatz in ein Adsorptionssystem sind, bestimmt wurde.
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Tabelle I Einfluss der Hydratation auf die Festigkeit
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<tb>
<tb> Probe <SEP> Nr. <SEP> Behandlung <SEP> nach <SEP> der <SEP> Formgebung <SEP> Gewicht <SEP> des <SEP> Blockes <SEP> Bruchfestigkeit
<tb> 1 <SEP> in <SEP> wasserdampfgesättigter <SEP> Luft <SEP> 11, <SEP> 2 <SEP> g <SEP> 22, <SEP> 2 <SEP> kg <SEP>
<tb> 16 <SEP> h <SEP> hydratisiert
<tb> 2 <SEP> 3 <SEP> - <SEP> 4 <SEP> min <SEP> mit <SEP> Dampf <SEP> behandelt <SEP> 11, <SEP> 0 <SEP> g <SEP> 13, <SEP> 1 <SEP> kg <SEP>
<tb> 3 <SEP> 16 <SEP> h <SEP> an <SEP> der <SEP> Luft <SEP> getrocknet <SEP> 11,4g <SEP> 1,8kg
<tb>
Bei den Versuchen der Tabelle II wurde zur erfindungsgemässen Herstellung eines Molekularsiebgegenstandes eine freifliessende, körnige Mischung aus Natriumzeolith A, 15 Grew.-% festes Silikat (auf trockener Basis) und 211o Wasser verwendet.
Tabelle II
Einfluss von Besprühen auf die Festigkeit
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<tb>
<tb> Probe <SEP> Nr. <SEP> Behandlung <SEP> nach <SEP> der <SEP> Formgebung <SEP> Gewicht <SEP> des <SEP> Blockes <SEP> Bruchfestigkeit
<tb> 1 <SEP> nicht <SEP> behandelt <SEP> 11, <SEP> 7 <SEP> g <SEP> 1, <SEP> 8 <SEP> kg <SEP>
<tb> 2 <SEP> besprüht <SEP> mit <SEP> 8 <SEP> g <SEP> einer <SEP> 20 <SEP> Gew. <SEP> - <SEP> 11, <SEP> 9 <SEP> g <SEP> 3, <SEP> 6 <SEP> kg
<tb> %igen <SEP> "BW"-Silikatlösung.) <SEP>
<tb> 3 <SEP> nicht <SEP> behandelt <SEP> 11, <SEP> 9g <SEP> 3, <SEP> 6kg <SEP>
<tb> 4 <SEP> besprüht <SEP> mit <SEP> 8 <SEP> g <SEP> einer <SEP> 20 <SEP> Gew.-12, <SEP> Ig <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> kg
<tb> %igen <SEP> "BW" <SEP> -Silikatlosung <SEP> *)
<tb>
*) Die "BW"-Silikatlösung hat die Zusammensetzung :
19,5%Na2O, 31,2%SiO2und49,3%H2O.
Zur Bestimmung der Feuchtigkeitsadsorption nach einer Standardmethode diente das McBain-System, wobei die Proben unter Vakuum aktiviert und dann einem Wasserdampf aus Wasser von 200C entsprechend einem Dampfdruck von 17, 5 mm Hg ausgesetzt wurde. Gemäss dem Standard wird die in 90 min adsorbierte Wassermenge und die Gesamtmenge (Gleichgewicht) nach vielen Stunden bestimmt.
Es gibt einen andern Test, nach dem die Wasseradsorption an vielen Proben innerhalb langer Zeiträume ermittelt werden kann. Obwohl die Werte nach diesem Verfahren weder so genau noch so zuverlässig sind wie jene, die in der McBain-Apparatur erhalten werden, ist das Verfahren einfach, erfordert weniger Bedienungszeit und gibt ziemlich genaue vergleichbare Werte. Bei diesem Test wird eine gesättigte Lösung von Ammonsulfat in ein grosses Gefäss gegeben und gewogene Mengen der aktivierten Proben auf ein Sieb oberhalb der Lösung gestellt. Das geschlossene Gefäss wird in einen Raum mit relativ konstanter Temperatur gegeben, wobei ein Temperaturschreiber die Temperaturänderungen angibt. Da
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Die Ergebnisse einer Anzahl von Feuchtigkeitsadsorptionsversuchen unter Anwendung des McBainSystems und des Hydrators sind in Tabelle III angeführt. Man sieht, dass für eine gegebene Ausgangsmischung die Behandlungsart einen geringen Unterschied in derFeuchtigkeitsadsorptionsgeschwindigkeit ausmacht. Ferner sieht man eine gute Übereinstimmung zwischen den nach McBain und dem Hydrator erhaltenen Werte. Anderseits scheint ein bedeutender Unterschied zwischen der Mischung, in der alles Silikat "BW" (s. Tabelle II) ist und der Mischung, wo eine Mischung von "BW" und SS-C-200-Silikat verwendet wird, zu sein, da nämlich dieletztere eine etwas höhere Adsorptionsgeschwindigkeit aufweist.
Der Feuchtigkeitsadsorptionstest ist insofern von grösster Bedeutung, da er aussagt, ob das Behandlungsverfahren die Adsorptionskapazität des Molekularsiebes nicht übermässig vermindert hat.
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Tabelle III Feuchtigkeitsadsorption in Abhängigkeit von der Behandlung
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<tb>
<tb> Probe <SEP> Behandlung <SEP> der <SEP> Proben <SEP> %H2O <SEP> adsorbiert <SEP> nach <SEP> der <SEP> angegebenen <SEP> Zeit <SEP> Testverfahren
<tb> Nr. <SEP> Brenntem-Methode <SEP> der <SEP> Hydratation <SEP> Typ <SEP> des <SEP> Silikates <SEP> 90 <SEP> min <SEP> 20h <SEP> 44h <SEP> 70h <SEP> 89h
<tb> peratur
<tb> 1 <SEP> 500 C <SEP> Hyd. <SEP> - <SEP> 16h <SEP> "BW" <SEP> - <SEP> 9 <SEP> 12 <SEP> 15 <SEP> - <SEP> Hyd.
<tb>
8 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 19 <SEP> McB.
<tb>
2 <SEP> 625 C <SEP> Hyd. <SEP> - <SEP> 16h <SEP> "BW" <SEP> - <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> - <SEP> Hyd.
<tb> 3 <SEP> 625 C <SEP> nur <SEP> trocken <SEP> "BW" <SEP> - <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> - <SEP> Hyd.
<tb> 4 <SEP> 6250C <SEP> mit <SEP> Dampf <SEP> behandelt <SEP> "BW" <SEP> - <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> - <SEP> Hyd.
<tb>
10 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 17 <SEP> McB.
<tb>
5 <SEP> 625 C <SEP> mit <SEP> Dampf <SEP> behan-"BW"-5 <SEP> 7 <SEP> 8-Hyd. <SEP>
<tb> delta <SEP> Mischung <SEP>
<tb> 6 <SEP> 500 C <SEP> Hyd. <SEP> - <SEP> 16h <SEP> "BW" <SEP> plus <SEP> SSk-C-200*) <SEP> - <SEP> 11 <SEP> 13 <SEP> - <SEP> - <SEP> Hyd.
<tb>
9 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 20 <SEP> MCB.
<tb>
7 <SEP> 6250C <SEP> Hyd. <SEP> h <SEP> "BW" <SEP> plus <SEP> SS-C-200*) <SEP> - <SEP> 11 <SEP> 12 <SEP> - <SEP> - <SEP> Hyd.
<tb>
8 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 14 <SEP> McB.
<tb>
8 <SEP> 6250C <SEP> mit <SEP> Dampf <SEP> behandelt <SEP> "BW" <SEP> plus <SEP> SS-C-200*) <SEP> - <SEP> 12 <SEP> 13 <SEP> - <SEP> - <SEP> Hyd.
<tb>
13 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 18 <SEP> McB.
<tb>
9 <SEP> 625 C <SEP> nur <SEP> trocken <SEP> "BW" <SEP> plus <SEP> SS-C-200*) <SEP> - <SEP> 13 <SEP> 13 <SEP> - <SEP> - <SEP> Hyd.
<tb>
- <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> -
<tb> 10 <SEP> 6250C <SEP> mit <SEP> Ton <SEP> gebundene <SEP> Kontrollprobe-20 <SEP> 21 <SEP> 21-Hyd.
<tb>
(kein <SEP> Silikat) <SEP> 21---25 <SEP> mes. <SEP>
<tb>
*) Das SS-C-200-Silikat hat folgende Zusammensetzung : 32, 4% NazO, 64, 8% SiO und 2, 8% H 0.
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Der Widerstand der geformten Gegenstände gegen mechanischen und thermischen Stoss wurde untersucht. Zur Bestimmung der Bruchfestigkeit wurden Proben in Form von Scheiben (3, 8 cm Durchmesser, 1, 27 cm dick) geformt.
Der Test auf Bruchfestigkeit wurde so ausgeführt, dass eine Scheibe horizontal auf eine Rinne mit zwei Schenkel (2,54 cm voneinander entfernt) gelegt wurde. Ein Metallkolben (0,95 cm Durchmesser) wird auf die Scheibe gebracht und der Kolben unter Druck gesetzt. Der höchste vor dem Brechen der Scheibe angewendete Druck ist die Druckfestigkeit. Da die verwendete Anordnung nur bis 22,7 kg kalibriert war, ist dies die höchste angegebene Druckfestigkeit. Scheiben, die einen Druck von 18 kg aushalten, werden für alle praktischen Zwecke als stark genug erachtet.
Verschiedene mögliche Wege zur Herstellung der Mischung vor der Formgebung werden in den folgenden Beispielen beschrieben. Das Verfahren D wird für die grosstechnische Herstellung besonders bevorzug.
Verfahren A
In diesem Beispiel wurden 150 g trockenes Natriumzeolith A-Agglomerat (das durch ein Sieb mit 1, 41 mm Öffnungen hindurch geht und von einem Sieb mit 0, 59 mm Öffnungen zurückgehalten wird)
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enthielten und ein Gewicht von 180 g aufwiesen. Dieses Material wurde dann in einem Mischer des Schaufeltyps 5 min mit 90 g "BW"-Silikatlösung vermischt. Diese Zeit war ausreichend, um die Agglomeratteilchen mit der Silikatlösung vollständig zu überziehen. Die Mischung wurde 30 min stehen gelassen und die erhaltene Masse war zäh.
Verfahren B
In diesem Beispiel wurden 400 g des im Verfahren A mit Ton gebundenem verwendeten Molekularsieb-Agglomerats in einen Mischer gegeben, der in einem auf 1000C erhitzten Ofen aufgestellt war. Eine Lösung aus 200 g"BW"-Silikatpulver und 100 g Wasser wurde hergestellt und in den gleichen Ofen bei 1000C gegeben. Bei eingeschaltetem Rührer wurde die heisse Natriumsilikatlösung in den Mischer gegossen. Nach dem Abkühlen wurde die Mischung durch ein Sieb mit 2,00 mm Öffnungen gegeben und die
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205to Silikat (auf trockener Basis).
Verfahren C
In diesem Beispiel wurden 400 g des im Verfahren A verwendeten Molekularsieb-Agglomerats in einem Mischer mit einer Schaleaus rostfreiem Stahl, mit 25 g Silikatpulver des Typs SS-C-200 vermischt.
Bei eingeschaltetem Mischer wurde eine Lösung von 140 g"BW-Silikat und 85 g Wasser zugefügt. Das Mischen wurde 10 min fortgesetzt, wobei sich die Mischung infolge der Benetzungswärme des Molekularsiebes beträchtlich erwärmte. Ein grosser Anteil des Wassers wurde abgeführt. Die Fraktion, die durch ein Sieb mit 2 mm Öffnungen hindurchging und von einem Sieb mit 0,71 mm Öffnungen zurückgehalten wurde, wog 550 g und enthielt 19, 5% Wasser.
Verfahren D
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