<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Aufbereitung von Bentonit-Tonen
Die Erfindung betrifft die Aufbereitung von Bentonit-Tonen, in denen Mineralien enthalten sind.
Tone dieser Art werden besonders in der Giesserei-Industrie als Bindemittel für synthetische Formstoffe und Kernstoffe sowie in der chemischen, pharmazeutischen, kosmetischen Industrie, zur Aufbereitung von Farben und Lacken, in der Erdölindustrie (Bohrungen) und andern Industriezweigen verwendet.
Die Methode der Aufbereitung wurde in Anlehnung an Bentonite, welche Kalziumionen enthalten, entwickelt ; sie kann auch für Bentonite mit Natriumionen angewendet werden.
Wir unterscheiden drei grundsätzliche Methoden, sogenannte Nass-Verfahren, welche auf dem Zusatz von Aktivatoren in Lösung oder in Suspension in verschiedenen Konzentrationen beruhen. Als Aktivatoren werden Verbindungen verwendet, welche austauschbare Ionen enthalten. wie z. B. Natriumkarbonat.
1. Verfahren : Dem rohen Bentonit wird der in Lösung befindliche Aktivator in Mengen von einigen bis zu 22. 5 Gew. -0/0. bezogen auf die Masse des Bentonits, zugesetzt.
2. Verfahren : Dem rohen Bentonit wird die aktivierende Lösung in einer Menge von 22, 5 Gew.--%, bezogen auf die Masse des Bentonits, bis zur Fliessgrenze zugesetzt.
3. Verfahren : Dem rohen Bentonit wird die aktivierende Lösung in einer die Fliessgrenze überschreitenden Menge zugesetzt, welche bewirkt, dass die Bentonitmasse leichtflüssiger wird.
Als Fliessgrenze wird diejenige Menge der Lösung angenommen, welche dem Bentonit zugesetzt und mit ihm vermischt bewirkt, dass er aus dem festen Zustand in einen fliessenden übergeht.
Die Fliessgrenze verschiedener Bentonite ist verschieden und hängt von dem prozentualen Anteil an Mineralien der Montmorillonit-Gruppe ab.
Die bisher bekannten Verfahren zur Aktivierung von Bentoniten beruhen auf der Mischung des Aktivators mit der aktivierten Substanz mit Hilfe eines Aggregats von Mischmaschinen meistens von einer in der keramischen Industrie verwendeten Art.
Dem Rohmaterial wird zwecks Aktivierung eine entsprechende Menge der aktivierenden Lösung zugesetzt, wonach es Mischmaschinen verschiedener Art durchläuft, in denen es gut durchmischt wird ; aus diesen Mischern wird das Material entweder in Trommeltrockner oder auf Transportbänder in Tunneltrocknern oder auch in andere übliche Trockenkammern geleitet, wo seine Trocknung durch eine frühere maximale Mischung und Umschüttung beschleunigt wird.
Bei diesem Verfahren werden somit viel Arbeit erfordernde Operationen des Mischens sowie die Anwendung teurer Mischanlage, wie Desintegratoren, Kollergänge, Mischer, benötigt. Ausserdem wird infolge mechanischer Beanspruchung die Kornstruktur des Rohmaterials geändert und seine Festigkeit dadurch herabgesetzt.
Eine Abart dieses Verfahrens ist die Aktivierung, bei welcher das ganze Material durch Zusatz des Aktivators in einen über der Fliessgrenze befindlichen Zustand mit Hilfe verschiedener Mischmaschinen versetzt wird, nachher wird ein entsprechendes Koagulationsmittel zugesetzt, welches den Durchgang des ganzen Materials durch eine Filterpresse ermöglicht.
Bei dieser Abart entstehen ebenfalls hohe Lohnkosten und sind auch hier kostspielige Filterpressen, deren Bedienung umständlich ist, sowie Mischvorrichtungen erforderlich.
Auch hier treten Strukturänderungen auf, welche die positiven Eigenschaften herabsetzen, z. B. die für Giessereizwecke erforderliche Durchlässigkeit und Festigkeit.
Die Erfindung hat erwiesen, dass imGegensatz zu den bekannten Produktionsprozessen der Aktivierung von Bentoniten jegliche mechanische Beanspruchung vermieden werden soll ; somit soll die Anzahl der
<Desc/Clms Page number 2>
Umladungen herabgesetzt und das Material möglichst im natürlichen Rohzustand aufbereitet werden.
Jede mechanische Behandlung des Rohmaterials bewirkt eine Strukturänderung des Bentonits. Wie es sich erwiesen hat, ist jede mechanische Behandlung während des Aktivierungsprozesses selbst besonders schädlich, so dass es vorteilhaft ist, möglichst jede mechanische Behandlung vor der Trocknung und während der ersten Trocknungsstufe zu vermeiden.
Sonach kann die Aktivierung des Rohmaterials gleich nach seinem Abbau wie auch während des Trans- portes vorgenommen werden, z. B. durch Bespritzen des sich auf Transportbändern oder in Eisenbahnwagen befindlichen Materials mit der aktivierenden Lösung oder kann das Material auch nach Anlieferung in
Schichten gelagert werden, deren Höhe von dem Gehalt an Montmorillonit abhängt und ungefähr 0. 50 - 100 cm beträgt, oder von dem für die Technologie des Betriebes günstigsten Zeitraum, wobei die Aktivatorlösung zwischen die Schichten des Rohmaterials eingeführt werden soll.
Der Aktivierungsprozess verläuft dann selbständig infolge von Diffusion und Osmose. Wie erwähnt, kann das Mischen während dem Zeitraum der Aktivierung eine völlige Zerstörung seiner vorteilhaften
Eigenschaften herbeiführen.
Wie es sich weiter erwiesen hat, hängt die Zeit der nach der Erfindung durchgeführten Aktivierung nur vom Gehalt an Montmorilloniten im Bentonit und von der Höhe der Schichten des Materials, dessen
Aktivierung vorgenommen wird, ab, und kann 1 bis ungefähr 100 h betragen.
Nach der Aktivierung sollen die Bentonite in Trockenkammern transportiert werden und soll eine energische Bearbeitung bis zum Zeitpunkt der Entfernung der überschüssigen Feuchtigkeit vermieden wer- den. Nach der Trocknung wird das aktivierte Material gemahlen ; das Mahlen und die Verpackung in Säcke erfolgt auf bisher übliche Weise.
Die Erhöhung der Festigkeit im aktivierten Rohmaterial beträgt nach dem erfindungsgemässen Aufbe- reitungsverfahren 80-loo% im Verhältnis zum Rohton, bei Durchführung der Aktivierung nach den bis- herigen Verfahren nur 30-60'go.
Als Beispiel werden die Eigenschaften von Bentonit aus der Gegend von Chmielnik (Polen) angeführt und werden die Eigenschaften des nach dem bisherigen Verfahren und nach dem Verfahren gemäss der Er- findung aktivierten Bentonits verglichen.
EMI2.1
<tb>
<tb> a) <SEP> Die <SEP> Druckfestigkeit <SEP> R <SEP> des <SEP> Rohmaterials <SEP> beträgt <SEP> 0, <SEP> 52-0, <SEP> 57 <SEP> kg/cm" <SEP>
<tb> b) <SEP> die <SEP> Druckfestigkeit <SEP> R <SEP> des <SEP> nach <SEP> dem <SEP> bisherigen
<tb> Verfahren <SEP> aktivierten <SEP> Materials <SEP> beträgt <SEP> 0, <SEP> 80-0.
<SEP> 87 <SEP> kg/cm2 <SEP>
<tb> c) <SEP> die <SEP> Druckfestigkeit <SEP> RCW <SEP> nach <SEP> Aktivierung <SEP> nach <SEP> dem
<tb> erfindungsgemässen <SEP> Verfahren <SEP> beträgt <SEP> 1,10-1,25 <SEP> kg/cm2
<tb>
EMI2.2
Durch die folgenden Beispiele wird das erfindungsgemässe Verfahren näher erläutert.
Beispiel l : Einer Menge von 500 kg Bentonit-Ton wurden 15, 5 kg NA. CO, in 100 1 Wasser gelost-das Ganze bildet den Aktivator-zugesetzt. Das Material wurde auf dem Transportband eines Baggers mit der Aktivator-Lösung besprengt und in eiserne Schmalspurbahnwagen verladen. (Transport innerhalb der Betriebsanlage.) Der Transport dauerte 1 h 37 min ; nachher wurde das Material in eine Trockenkammer gebracht.
Ergebnisse der Prüfung :
EMI2.3
<tb>
<tb> Mittelwert <SEP> von <SEP> 3 <SEP> Proben <SEP> des <SEP> Rohmaterials
<tb> RW <SEP> beträgt <SEP> 0, <SEP> 56 <SEP> kg/cm2 <SEP>
<tb> Mittelwert <SEP> von <SEP> 3 <SEP> Proben <SEP> des <SEP> nach <SEP> dem <SEP> erfindungsgemässen
<tb> Verfahrens <SEP> aktivierten <SEP> Materials
<tb> RCW <SEP> beträgt <SEP> 1,18 <SEP> kg/cm2
<tb> die <SEP> Gasdurchlässigkeit <SEP> in <SEP> nichtgetrocknetem <SEP> Zustand
<tb> Pw <SEP> beträgt <SEP> 95 <SEP> cm4
<tb> G <SEP> min
<tb>
Beispiel 2 : Einer Menge von ZOTonnenBentonit-Ton wurden, als Aktivator, SOOkgNa CO., gelöst in 4. 5 mus Wasser, aus Behältern zugesetzt. Das Material wurde nach Ausladung jedes Schmalspurbahnwagen von der Rampe im Wagen ausgebreitet und mit der Lösung besprengt.
Dauer des Transports zum Betrieb der Verarbeitung zirka 20 h. Nachher wurde das Material in eine Trockenkammer gebracht.
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
<tb>
<tb>
Mittelwert <SEP> von <SEP> 3 <SEP> Proben <SEP> des <SEP> Rohmaterials
<tb> RCW <SEP> beträgt <SEP> 0,61 <SEP> kg/cm
<tb> Mittelwert <SEP> des <SEP> nach <SEP> dem <SEP> Verfahren <SEP> gemäss
<tb> der <SEP> Erfindung <SEP> aktivierten <SEP> Materials
<tb> RCW <SEP> beträgt <SEP> 1,21 <SEP> kg/cm2
<tb> die <SEP> Gasdruchlässigkeit <SEP> in <SEP> nicht <SEP> getrocknetem
<tb> Zustand
<tb> Pw <SEP> beträgt <SEP> 100 <SEP> cm4
<tb> G <SEP> min
<tb>
Beispiel 3 : Es wurde unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 2 verfahren, mit der Ausnahme, dass die Aktivierung 3 h 20 min dauerte.
EMI3.2
<tb>
<tb>
Mittelwert <SEP> von <SEP> 3 <SEP> Proben <SEP> des <SEP> Rohmaterials
<tb> RCW <SEP> beträgt <SEP> 0.77 <SEP> kg/cm2
<tb> Mittelwert <SEP> des <SEP> nach <SEP> dem <SEP> Verfahren <SEP> gemäss
<tb> der <SEP> Erfindung <SEP> behandelten <SEP> Materials
<tb> RCW <SEP> beträgt <SEP> 1,49 <SEP> kg/cm2
<tb> die <SEP> Gasdurchlässigkeit <SEP> in <SEP> nichtgetrocknetem <SEP> Zustand
<tb> Pw <SEP> beträgt <SEP> 100 <SEP> cm4
<tb> G <SEP> min
<tb>
Beispiel 4 : Einer Menge von 5 t Bentonit-Ton werden 150 kg Na2CO3, gelöst in 1,5 m3 Wasser, zugesetzt. Die Aktivierung wurde im Verarbeitungsbetrieb vorgenommen. Das Material wurde in zirka 50 cm hohen Schichten gelagert, wobei jede Schicht nur von oben mit einer entsprechenden Menge der Lösung besprengt wurde. Die Aktivierung dauerte 3 h, nachher wurde das Material in einen Trockner gebracht.
EMI3.3
<tb>
<tb>
Mittelwert <SEP> von <SEP> 3 <SEP> Proben <SEP> des <SEP> Rohmaterials
<tb> RWC <SEP> beträgt <SEP> 0,86 <SEP> kg/cm2
<tb> Mittelwert <SEP> von <SEP> 3 <SEP> Proben <SEP> nach <SEP> Behandlung
<tb> gemäss <SEP> Verfahren <SEP> nach <SEP> der <SEP> Erfindung
<tb> RW <SEP> beträgt <SEP> 1, <SEP> 82 <SEP> kg/cm <SEP>
<tb> die <SEP> Gasdurchlässigkeit <SEP> in <SEP> nichtgetrocknetem <SEP> Zustand <SEP> 4 <SEP>
<tb> Pw <SEP> beträgt <SEP> 105 <SEP> cm
<tb> G <SEP> min
<tb>
Die Prüfungsbedingungen waren in allen Fällen die gleichen, d. h., die Prüfung wurde in demselben Betrieb, durch dieselben Personen, in denselben Vorrichtungen, durchgeführt. Zusammensetzung des Formsandes : 90Gew.-Teile Sand aus KrzeszÏwek (Polen) von Körnung 70/100/50, 10 Gew.-Teile Bentonit und 3 Raumteile Wasser.
Der Vergleich der Ergebnisse der Verfahren zur Erhöhung der Druckfestigkeit zeigt, dass das erfindungsgemässe Verfahren eine Erhöhung von 130 bis 145% ermöglicht, wenn die Ergebnisse der üblichen Aktivierung mit 1000/0 angenommen werden.
Es ist bemerkenswert, dass die Einführung des erfindungsgemässen Verfahrens an Stelle der üblichen mechanischen Aufbereitung ausser der Erhöhung der Qualität eine Lohnersparnis von 30 bis 35% ermöglicht.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.