CS203976B2 - Porous rock sorption carrier and method of producing thesame - Google Patents

Description

Vynález se týká porézního horninového sorpčního nosiče s dvojitým sorpčním porézním prostorem, se sorpční kapacitou alespoň 50 % a kulovitého tvaru a způsobu jeho výroby.

Jak je známo, biologicky aktivní látky jsou obecně formulovány, před jejich využitím, s vhodným chemicky inertním nosičem. Výsledkem této formulace biologicky aktivních látek (označených dále jako aktivní činidla), které jsou často vysoce toxické, hořlavé a/nebo náchylné k rozkladu, se stávají bezpečnými pro dopravu a uskladnění a mohou se použít pro jakýkoliv způsob zpracování, jako je strojní stříkání nebo přimíšení do půdy. Aktivní činidlo se uvolňuje z nosné látky v půdě nebo biologickém prostředí rostlina a působí svým účinkem podle svých specifických chemických, vlastností.

Je také známo, že pevné nebo kapalné, přírodní nebo syntetické, organické nebo anorganické látky se mohou stejně využít pro formulování aktivních činidel. Z pevných anorganických látek z přírodně se vyskytujících látek minerálního původu, jako je bentonit, valchařská hlinka, sepiolit, attapulgit, kaolin, illit, halloysit, jílové minerály, křída a Jiné biogenosní vápence, pemza, botnavý perlit a vermikulit, a nejvýhodněji křemičité zeminy, jsou nejrozšířenější nosiče.

Nosné látky mající vhodnou porózitu k vázání aktivního činidla se označují jako „sorpční nosiče“. Většina iminerálních nosičů náleží k této skupině, z nichž křemičité zeminy s nejvyšší poírozitou a sorpční kapacitou, to jest rozsivkové zeminy, jsou nejvhodnější. V souhlase se současnými znalostmi například porézní čedič a jiné porézně bublinaté vulkanické horniny, vulkanické tufy a některé pískovité horniny se mohou také považovat za porézní minerály.

Jsou známy některé způsoby pro přípravu sorpčních nosičů Nejjednodušší z těchto technik spočívá v předrcení vytěžených hornin, volitelném sušení, granulaci po mletí a třídění rozemleté látky. Tato technika se používá pro zpracování například „nepohyblivé zeminy“ (melitelných a granulovatelných) hornin, jako je pemza, křída a jiné vápencové typy, tufy, lávové horniny, perlit a vermikulit. Tento způsob přípravy nosičů spotřebuje ovšem velké množství energie, Je nebezpečný k prostředí a pracujícím vzhledem k tvorbě prachu a probíhá se značnými ztrátami (asi 15 až 35 %). Další nevýhodou tohoto způsobu je, že vzhledem· k morfologickým vlastnostem získaných částic nosiče, to jest jejich úhlovému nebo jehlicovému tvaru a hrubému povrchu, charakteristiky volného proudění nosiče jsou špatné a účinek abrase je silný, což má nepříznivý účinek jak na homogenní sorpci . aktivního činidla, tak na strojní technologii použití. Tyto morfologické vlastnosti se mohou zlepšit například sekundárním obrušováním, ale tyto postupy jsou drahé, nebezpečné a časově náročné.

Druhý známý způsob pro výrobu sorpčních nosičů, „sestavovací“ granulační technologie, je dokonce dražší a nebezpečnější pro okolí než výše uvedená technika. Podle tohoto dalšího způsobu se předdrcená a vysušená hornina jemně umele pro získání rozemleté hmoty o velikosti částic maximálně 10 μΐη, potom. se smísí aktivní činidlo a vazné činidlo, stejně jako volitelně povrchově aktivní činidlo a/nebo jedno nebo více jiných modifikačních činidel buď společně, nebo v následných stupních, s jemně umletou horninou a nakonec se získaná směs granuluje buď konvenčními technikami, nebo fluidizací.

Další nevýhodou tohoto způsobu je, vedle výše uvedeného, že rozdělení prostoru pórů částic nosiče je relativně stejnoměrné v celé zrněné hmotě jako výsledek aglomerace z důvodu jemného mletí a mechanického pohybu a srážení a tření částic vzájemně o sebe a o stěny zařízení.

Dále, vlivem aglomerace částic, úplné ' proniknutí a tím úplné využití prostorů aktivním činidlem se nemůže zajistit.

Dalším známým způsobem je tepelná aglomerace minerálů. V tomto způsobu se minerály zahřejí na teplotu povrchového měknutí a takto se vytvoří jisté „keramické vazby” mezi přilehlými minerálními částicemi. Tento způsob se používá pro zpracování horninových typů, . které obsahují původně jemné částice nevhodné pro výrobu nosičů. Takové · minerály jsou například určité druhy křemičité zeminy, jemného pemzového písku a některých horninových prášků.

Tepelná · aglomerace se provádí obvykle předdrcením hrubé horniny na částice o velikosti maximálně 20 a 30 mm a vypálením částic · ve válcové otočné peci při vhodné teplotě . pro vytvoření keramické vazby. Při této . ·.operaci ·se musí zajistit, aby všechny částice dosáhly stejnoměrné téže teploty. Výsledný hroudový aglomerát · se . následně mele na požadovanou velikost částic a rozemletý · materiál se třídí.

Hlavními nevýhodami tohoto způsobu . jsou vysoké ceny, vysoké - energetické požadavky, způsobené vážné znečištění prostředí a — — . například při použití křemičité zeminy jako výchozí látky — vysoké nebezpečí silikózy. . Mletí a třídění vyvolává značné (alespoň 20 % až 35 %) ztráty. Získané nosné částice jsou zvláště . hranaté, jejich povrch je drsný . a jejich tokové vlastnost:! jsou zcela · nedostatečné. Ačkoliv takto získané částice mají relativně dobře zachovanou původní sedimentačně . genetickou strukturu výchozích hornin, jejich póry jsou, podobně jako · póry nosičů získaných sestavovací gra nulací, jen částečně vhodné pro průnik aktivního činidla.

Je také známo, že předpisy připravené pro použití, to jest složení již obsahující aktivní činidlo, se mohou připravit smíšením příměsí jedné s druhou · ve formě suspenze a vytvořením granulí ze suspenze rozprašovacím sušením. V tomto způsobu se horninový nosič podrobí nejdříve jemnému mletí, suspenduje se ve . vhodném prostředí, aktivní činidlo a ostatní přísady se přimísí do suspenze a nakonec se suspenze rozprašováním vysuší.

Podle jiného provedení se předdrcený materiál smísí s aktivním činidlem a přísadami, směs se podrobí mokrému mletí a nakonec se výsledná suspenze rozprašováním vysuší. Takové techniky sušení rozprašováním jsou popsány například v maďarském patentovém spise č. 159 751, v německých patentových spisech č. 1 905 524 a 1 812 574, . ve švýcarských patentových spisech č. 225 618, 502 765 a 531 701, stejně jako v britských patentových spisech č. 1 281 653 a 1 288 094.

Užívané rozprašovací techniky, ve kterých suspenze také obsahuje aktivní činidlo, mají hlavní nevýhodu, že volba aktivních činidel je omezena, protože v těchto postupech se mohou předepsat pouze pevná aktivní činidla tavící se nad 200 a nenáchylná k tepelnému rozkladu. Další nevýhodou sušení rozprašováním je, že obecně zajišťuje malé částice maximálně o průměru 0,4 mm, které mají příliš nízkou hmotnost a takto se nemohou použít ve většině moderních aplikačních metod, například při leteckém rozprašování.

Další známý způsob přípravy .nesených aktivních činidel spočívá v rozprašování roztoku aktivního .činidla na kaolin, odpaření rozpouštědla a granulaci získané látky (maďarský patentový spis č. 161 561).

Uvedené nevýhody nevykazuje porézní horninový sorpční nosič podle vynálezu a rovněž výhodný je způsob jeho . výroby podle vynálezu.

Podstata porézního horninového sorpčního nosiče s dvojitým sorpčním prostorem, se sorpční kapacitou alespoň 50 % a kulovitého. tvaru podle vynálezu spočívá v tom, že obsahuje alespoň jednu porézní nosnou horninu vybranou ze skupiny zahrnující křemičitou zeminu, jako je rozsivkové zemina, pemzy, tufy, bublinaté porézní lávové horniny, nadouvaný perlit nebo vermikulit, křídu porézní biogenní vápencové a porézní pískovcové horniny, v množ, od 70 do 95 % hmot., a 5 až 30 % hmot, jílového minerálu. vybraného ze skupiny zahrnující montmorillonit, illit, kaolinit a spoluminerály těchto jílových minerálů, přičemž obsah montmorillomtu činí alespoň 5 % hmot. Výhodně pak tento nosič obsahuje alespoň 5 % hmot, montmorillonitu a 10 až 25 % hmot. Ulitu.

Podstata způsobu výroby podle vynálezu porézního. horninového. sorpčního nosiče pak spočívá v tom, že alespoň jedna porézní nos203976 ná hornina se suspenduje ve vodě, výhodně mokrým mletím, bud přímo, nebo po předdrcení, poté se do· suspenze přidá jílový . minerál v množ. 5 až 30 % hmot., výhodně 8 až 20 % hmot,, počítáno na množství nosné horniny, přičemž se zajistí obsah montmorillonitu alespoň 5 hmot., vztaženo na nosnou horninu, pak se celkový obsah sušiny suspenze nastaví na 30 až 40 % hmot., suspenze se homogenizuje, výhodně intenzívním mícháním, usuší se na částice o . průměru 0,1 až 1,5 mm rozprašováním .a popřípadě se získané částice vypalují . po dobu 0,1 až 2 400 při teplotě 900 až 1300 °C, výhodně kontinuálně po dobu 3 až 6 s. Bylo totiž zjištěno, že sorpční nosiče nemající nevýhody známých nosičů, se sorpční kapacitou alespoň 50 %, s mnohonásobnou sorpční porézností a s kulovitým tvarem se mohou · připravit suspendováním ve vodě, výhodně · mokrým mletím alespoň jednoho nosného minerálu majícího porézní · strukturu, a to buď přímo, nebo po předdrcení. V případě, že nosný minerál není obsažen původně v nosné hornině ve vhodném množství a poměru, přidá se tento plastický jílový minerál schopný vazby do suspenze ve vlhkém stavu v množství 5 až 30 % hmotnostních, výhodně 8 až 20 % hmot., počítáno na množství nosné horniny, montrnoríllonitu a/nebo illitu a/nebo kaolinitu a/nebo spoluminerálu, jako je dickit, nakrit, žáruvzdorný jíl apod., s podmínkou, že je zajištěn obsah montmonilonitu alespoň 5 % · pro nosnou horninu. Celkový obsah suché látky v suspenzi se upraví alespoň na 30 % hmot., suspenze se zhomogenizuje, výhodně intenzívním mícháním, suší rozprašováním pro získání · částic o průměru 0,1 až 1,5 mm, je-li to požadováno, částice se podrobí, výhodně kontinuálně, vypálení při teplotách odpovídajících povrchovému změknutí · částic zrn, čímž se tyto trvale zpevní.

Nosná látka podle vynálezu může obsahovat jako nosnou horninu například křemičitou . zeminu (rozsivkovou zeminu.), pemzy, tufy, bublínatě porézní lávové horniny, bobtnavý perlit nebo verniculit, křídy nebo jiné porézní biogenózní druhy vápence, porézní pískové horninové druhy . a ostatní stmelené zrnité horniny. Z těchto nosných hornin byla rozsivková zemina vyzkoušena jako velmi výhodná.

Vzhledem k jejich kulovitému tvaru částice nosičů podle vynálezu mají dobré tokové vlastnosti. Tyto nosné látky jsou chemicky · zcela inertní, mají sorpční kapacitu alespoň 50 %, mají zcela propustný porézní prostor přímo se dotýkající prostředí v celém objemu, čímž se takto zajistí snadná desorpce a vhodná desorpční rychlost pro aktivní činidlo. Tato další vlastnost je pravděpodobně způsobena skutečností, že koloidní roztok plastických jílových minerálů je také · schopen vazby ve vlhkém stavu a má vysoký stupeň rozptylu ve vodě (obsahuje většinou částice 0,1 až 1 μΐη v průměru), nastavuje povrchové napětí vody a visko-zitu suspenze na optimální hodnotu a tak zajišťuje pohyb porézních horninových částic během tvoření kapek při · rozstřikování a při tvorbě zrn při sušení kapiček tak, že struktura získaného zrna je hutnější u povrchu a postupně se. snižuje směrem ke středu.

Takto tato vnitřní struktura obsahuje téměř monodisperzní primární · prostor pórů vznikající z vlastních porosit nosných horninových částic, který je v přímém dotyku se sekundárním prostorem pórů mezi částicemi spolu spojenými lístkovým způsobem. Tento komplexní porézní · prostor je zcela propustný v každém směru a hustota zrn je postupně nižší směrem od povrchu ke ' středu.

Tato porézní struktura je zcela reprodukovatelná v každém zrnu a v každé směsi a zajišťuje úplnou vhodnost zrn pro vázání aktivního činidla. Dále tato porézní struktura také dovoluje, použití dvou různých aktivních činidel na nosném zrnu využitím· primárního a sekundárního prostoru pórů, to jest pro získání formulace dvojího, působení nebo dokonce pro adsorpci třetího aktivního činidla na povrchu vzhledem k vysoké adsorpční kapacitě povrchu zrna.

Sušení rozprašováním se provádí v souhlase s vynálezem známými rozprašovacími zařízeními . nebo sprchovými . věžemi. Aby se zajistila tvorba . zrn požadovaných · rozměrů, používá se výhodně tryskové rozprašování a průměr trysky je nastaven výhodně mezi 0,8 až 2,5· mm.

Podle zkušeností suspenze pro rozstřikování je ve většině případů sama o sobě mírně tixrtrrpická a ztekucuje již při pomalém míchání nebo dokonce. při rytmickém sání čerpadel dopravujících suspenzi k. trysce. Tak se lze vyhnout užití přísad snižujících viskozitu.

Kinematická viskozita suspenze, která se má stříkat, je obvykle mezi 0,0802 až 0,133 . . 10~4 . m2 . s^_1, takto se může stříkat pro vytvoření částic o požadovaných rozměrech použitím . tlaku 0,49 až 1,962 MPa. Teplota sušicího prostředí ve sprchové věži je nastavena pro zajištění . teploty výhodně alespoň 400 °C pro zaváděné sušicí prostředí, zejména když se stříkají křemičité zeminy obsahující suspenze, protože jinak by byla doba zdržení ve sprchové věži nedostatečná pro zajištění úplného vypaření kapalin zavedených v pórech zrna a pro zajištění optimální zbytkové vlhkosti hotových zrn.

Když se to požaduje, zrna získaná po' sušení rozprašováním v obvyklém zařízení jsou dávkována přímo a kontinuálně, při udržování velmi vysokého teplotního gradientu, do vypalovacího prostoru o nejvyšší teplotě, tepelně zpracovacího zařízení o nejvyšší teplotě, a jsou zpevněna vytvořením keramické vazby. Pro nosné látky na bázi křemičitých zemin je teplota vypálení výhodně 1100 až 1300 °C. U sušicích zařízení vysokých kapacit tato operace vyžaduje většinou . 5 až 6 sekund, zatímco tato doba může být značně delší při užití nízkokapacitních sušicích zařízení. Užitím zařízení pro sušení i vypalování speciálního tvaru je také možné, aby nosná látka procházela, jako přímým pokračováním sušicího postupu, vypalovací zónou s dobou zdržení maximálně 5 až 6 sekund, přičemž se teplota této zóny . nastaví tak, že se vytvoří požadovaná keramická vazba.

Takto se ' mohou připravit vysoce pevné nosné látky s velmi ekonomickým využitím energie.

Porézní . nosné horniny vhodné pro provádění postupu podle vynálezu byly uvedeny výše. V tomto postupu jíly nebo horniny sestávající hlavně z jílových minerálů se nemohou použít, protože většina prostoru pórů těchto minerálů je tak zvaný intrakrystalický prostor. Ačkoliv se tento intrakrystalický prostor může považovat za propustný porézní prostor ve vztahu k vyzdvižení aktivního činidla, v tomto prostoru adsorpční vazná energie a pevnost vazby mezi minerálem a aktivním činidlem je mnohem větší než v přirozených porézních prostorech, dříve označených jako primární a sekundární porézní prostory. Tedy desorpce aktivního činidla zavedeného v interkrystalickém prostoru může být neúplná a desorpční rychlost se také snižuje ve významné míře. To se týká zejména aktivních činidel obsahujících polární estery široce používané v posledních několika létech..

Použitelné porézní nosné horniny jsou vybrány výhodně s ohledem na následující kritéria:

Horniny s původně disperzní strukturou zahrnující velmi hrubé částice, které poskytují nejmenší rozemleté částice obsahující pouze jediný pór o středním průměru větším než 500. μΐη se nemohou použít podle vynálezu, protože požadovaný rozměr částic nosné látky se nemůže zajistit vyjitím z těchto hornin.

Jak je výše uvedeno, nosné horniny jsou volitelně podrobeny předdrcení před jejich suspendací ve vodě. Toto předdrcení směřuje k . vytvoření propustnosti alespoň 50% z příležitostně uzavřených ' prostorů pórů původní horniny. Toto. předdrcení je ovšem prováděno tak, aby se získaly částice s průměry nejmenšími než 1 μπι.

Předdrcení nosné horniny se provádí známými způsoby. Nosná hornina, 'buď předdrcená, nebo ne, se pak suspenduje ve vodě výhodně podrobením horniny mokrému mletí, například v bubnovém mlýně, - a přidá se předem připravená suspenze plastických jílových minerálů se známým obsahem sušiny do vodné suspenze nosné horniny právě před dokončením mokrého mletí. Požaduje-li se to, předtvarovaná suspenze uvedených jílových minerálů se může ponechat stát alespoň 24 hodiny před jejím smíšením· se suspenzí nosné horniny. Pak se suspenze dále homogenizuje, výhodně mletím. Konečnou hranicí mletí je velikost částic, při které jednotlivé částice stále mají přirozené porézní prostory, to jest porézní prostory ' obklopené ze ' všech stran horninovým materiálem, ale které - jsou v kontaktu s okolím otvory mezi jednotlivými horninovými částicemi. Rozměr částic rozemletého materiálu by neměl v žádném případě klesnout pod kritické minimum.

Alternativně, vodná suspenze nosné horniny se může také připravit v kalových mlýnech. Tato metoda se hodí v základě pro nosné horniny lehce suspendovatelné ve vodě, jako jsou křemičitá zemina nebo křída.

Plastické - jílové minerály schopné vazby v mokrém stavu, které se mohou použít v souhlase s vynálezem, zahrnují montmorillonit, kaolinit a jeho spoluminerály, stejně jako illit. Montmorillonit je složkou bentonitových hornin, kaolinit je mimo jiné z kaolínu a illit ' je složka horniny také nazývané illit. Tyto horniny se vyskytují v přírodě buď jednotlivě, nebo jako smíšené horniny. Tyto smíšené horniny se také mohou použít v postupu vynálezu za podmínky alespoň 60% odpovídajících tří jílových minerálů nebo alespoň 20% bentonitu. Nejdůležitější vlastnosti hornin obsahujících tři jílové minerály výše . uvedené jsou zahrnuty v tabulce 1.

Tabulka 1

Index plasticity (Afterberg)

Teplota slinutí bentonit illit kaolin

400 — 600 — 70 — 50

1000 —- 1150

900 — 1000

1100 — 1300

Z těchto dat je zřejmé, bez jakéhokoli dalšího vysvětlování, že když se připraví nosné látky podle vynálezu, předem stanovené množství tří jílových minerálů užitých jako plastické jílové minerály také schopné vazby v mokrém stavu nebo odpovídající horniny nebo jejich kombinace zajišťuje pohybové podmínky ve stříkaných kapičkách a pevnost spoje v suchém stavu, který má za následek charakteristickou vnitřní strukturu nosného zrna a způsobuje možné tepelné zpevnění zrn volitelných vypalovacím stupněm. Žádná obecně platná pravidla nemohou být stanovena pro směšovací poměry tří druhů jílových materiálů, protože většina vhodných směšovacích poměrů také závisí například na rozměru částic a rozdělení suspendovaných. horninových částic dokonce, když se to týká přesně týchž nosných hornin.

Tak nejvhodnější kombinace plastických jílových minerálů zajišťující optimální konzistenci v suspenzi se musí určit předběžnými zkouškami. Tyto zkoušky se mohou provést způsoby dobře známými.

Obvykle není nutné užívat jiná aditiva mimo tři jílové minerály v postupu vynálezu, protože vhodná kombinace uvedených jílových minerálů sama o sobě zajišťuje všechný nezbytné podmínky pro přípravu nosiče. Může být ovšem výhodné přidat některá jiná aditiva do směsi, například aby se pozměnily povrchové polarity nebo smáčecí vlastnosti nosných hornin, zejména když se neprovádí žádné vypálení po rozprašování sušením, to jest když se užije nosná látka bez jakéhokoliv dalšího zpracování. Užití takových přísad se ovšem nedotýká podstaty vynálezu.

Nosiče podle vynálezu jsou velmi vhodné pro formulaci jakékoliv biologicky aktivní látky, jako jsou herbicidní nebo pesticidní, například insekticidní, fungicidní, akaricidní nebo nematocidní činidla.

Jinými slovy, tyto nosné látky jsou schopné absorbovat jakékoliv kapalné nebo zkapalněné [například roztavené) aktivní činidlo a takto získané směsi jsou velmi dobře skladovatelné a zajišťují vhodnou a úplnou desorpci aktivního činidla. Dále sorpční nosiče podle vynálezu se mohou také použít pro formulaci plynných látek nebo látek zkapalněných pod tlakem. V tomto posledním případě se zrna musí opatřit po převzetí aktivního činidla povlakem nepropustným pro aktivní činidlo.

Nevypálené a vypálené sorpční nosiče podle vynálezu se mohou v podstatě užít pro tytéž účely, ale když se užijí nevypálené nosiče, musí se vzít v úvahu nižší pevnost. Mělo by se také uvážit, že nevypálené nosiče se nemohou použít v kombinaci s aktivními činidly ve vodném prostředí.

Nosiče podle vynálezu, zejména vypálené, jsou trvale odolné vůči kyselinám a alkáliím s výjimkou fluorovodíku.

Nosiče podle vynálezu jsou zejména vhodné pro formulaci látek se systemickým působením, protože se v tomto případě může řídit desorpce aktivního činidla.

Nejjednodušší způsob aplikace aktivního činidla na nosič podle vynálezu je pomalá a stálá přísada aktivního činidla к míchanému nosiči.

Může se také ovšem postupovat, ovšem, přidáváním aktivního činidla přerušovaně a homogenizací směsi nosiče a aktivního činidla před přidáním další vsázky.

Toxická a těkavá aktivní činidla se mohou smísit s nosičem v uzavřeném bubnu vstřikováním nebo rozprašováním aktivního činidla do bubnu. Je výhodné ponechat směs stát chvíli v uzavřeném bubnu před balením.

Vynález je podrobně vysvětlen uvedením následujících, neomezujících příkladů.

Příklad 1

180 kg maďarské křemičité zeminy (rozsivkové zeminy) s obsahem vlhkosti 43 °/o, obsahující homogenně rozptýlené množství asi 5 % montmorillonitu, asi 3 % illitu a asi 4 % mírně limonitického kaolinu, se suspenduje ve 100 1 vody za užití vrtulového míchadla a získaná suspenze, obsahující 36 procent suchého materiálu, se ponechá stát jeden den. Získá se suspenze o dynamické viskositě 0,084 Pa . s a hustotě 1250 kg/m³. Tato suspenze se homogenizuje v kalovém mlýně po 30 minut, pak se rozprašuje tryskou s otvorem 0,9 mm za tlaku 1,6671 až 1,7652 MPa, při užití sušicího vzduchu, který vstupuje do rozprašovací sušárny při teplotě 400 °C (teplota vstupujícího vzduchu je asi 95 až 110 °C). Získá se látka se zbytkovým obsahem vlhkosti 10 až 12 %. Získají se kulovitě tvarovaná zrna, s pevností dostatečnou, aby se transportovala v pytlích.

Rozdělení velikosti částic získané látky je následující:

0,4 až 1 mm 7,0 %

0,25 až 0,4 mm 65,0 %

0,10 až 0,25 mm 26,0 % pod 0,10 mm 2,0 %.

Získaná látka se zpevní ve válcové otočné peci při 1140 až 1200 °C s dobou zdržení 40 minut. Sorpční kapacita získané nosné látky, určená n-xylénem, je 84 %.

Příklad 2

Pemza pocházející z pohoří Mátra (Maďarsko) a s mírným uvolněním, jemné vláknitě laminární struktury, se užije jako nosná hornina. Surová hornina se předdrtí čelisťovým drtičem na rozměr částic pod 10 mm, suspenduje ve vodě v koncentraci 40 procent a mele v kulovém mlýně, až vzorek příležitostně vyňatý z mlýnu nezanechává zbytek, když se vypírá na sítu s otvory o velikosti 40 μΐη. Získaná suspenze se podrobí jednoduché sedimentaci a odsátí, aby se odstranila frakce menší než 5 fim, protože žádná zrna této frakce neobsahují porézní prostor. Vyčištěná suspenze se zředí na objem 50 litrů, aby se získala suspenze s obsahem sušiny 38 °/o. 68 % částic obsažených v této suspenzi je menších než 20 μτη. Potom se přidají 3 kg na vzduchu vysušeného bentonitu, který obsahuje na základě analýzy X paprsky 27 % montmorillonitu a asi 7 % illitu a jako zbytek křemen ve větší míře a kaolinit v menší míře. Dále se přidá к suspenzi 1 kg illitové horniny, obsahující prakticky illit. Suspenze se homogenizuje 3 hodiny v mlýně, aby se získala suspenze s obsahem sušiny 35 % hmot, hustotou 1265 kg/m³. Tato suspenze se suší rozprašováním v poloprovozním zařízení, majícím trysku s otvorem 0,9 mm, pod tlakem 1,471 MPa a se vstupujícím vzduchem o teplotě 400 °C. Získá se nosná látka sestávající ze zrn o průměru větším, než 0,2 mm. Tato nosná látka se vypálí při 1000°C po dobu 25 minut v laboratorní peci. Sorpční kapacita vypálené látky je 58 % a její relativní pevnost je - velmi výhodná.

Příklad 3 (Porovnávací příklad)

Hodnoty tohoto příkladu ukazují nevýhody vyplývající z užití suspenze obsahující méně než - 30 % sušiny.

650 kg rozsivkové zeminy téhož složení a obsahu vlhkosti, jak - je popsáno v příkladu 1, - je - rozemleto s 2350 1 vody v kalovém mlýně - pro získání suspenze obsahující 28,5 procent sušiny. - Po 3 hodinách mletí se získá - suspenze o kinematické viskozitě 0,0676. . 10⁴ m2 . s^_1.

Výsledná suspenze'se vysuší rozprašováním za následujících podmínek:

průměr trysky: 1,8 mm, tlak 1,7162 MPa teplota vstupujícího vzduchu 650 až 700 °C.

Získá se zrněná látka se zbytkovou vlhkostí 2 až 3%. V této' nosné látce je množství frakce o rozměru částic menším než 0,1 mm - mezi 2,5 až 6,1 %, v závislosti na době vzorkování, a množství frakce s rozměrem částic mezi 0,1 až 0,25 mm je 45 až 55 %. Tyto údaje v porovnání s granulometrickým rozdělením uvedeným v příkladu 1 jasně ukazují základní účinek řízení vstupu na strukturu zrna. Jiné charakteristické veličiny získané nosné látky se ukázaly jako - přiměřené.

Aby se - ověřilo, -zda vysoká teplota sušicího prostředí působí na tvorbu kapiček, výše uvedený experiment se opakoval při teplotě 600 °C. V tomto případě se - objevila aglomerovaná zrna - ve výrobku, která prozrazovala nepřiměřené - vysušení, ale žádná změna nebyla pozorována v rozdělení velikosti částic.

Příklad 4

1,4 tuny zrněné látky - s obsahem zbytkové - vlhkosti 2,4 %,- připravené, jak bylo popsáno v příkladu 1, ale na provozním zařízení, - se zavede do průmyslové válcové pece, vybavené olejovými hořáky.

Technické - parametry pece jsou následující:

sklon 17°, vnitřní průměr 70 cm, délka 5 m, kapacita hořáků 300 kg lehkého topného oleje za -hodinu.

Pec je připevněna k zásobnímu prostoru, otevřena k prostředí, ze kterého se vypálená látka vyjímá ventilačním systémem a vedena do kontejnerů přes tři separační cyklóny. - Cyklóny jsou vybaveny vodním chlazením pro společné chlazení produktu.

Zrnitá látka se dávkuje přímo do vypalovacího prostoru pece rychlostí 1,4 tuny/h. Teplota vypalovacího prostoru je asi 1250 až 1350 °C. Při této teplotě dávkovaná látka ztuhne dostatečně během doby zdržení 4 až 5 sekund bez slinutí nebo ztráty výhodných rozměrových a strukturních vlastností jednotlivých zrn. Rychlost růstu teploty v zrnité látce je asi 300 až 350°C/s. Musí se dát pozor na stejnoměrnost dávkování a zahřívání, protože tyto parametry mají podstatné účinky na mechanickou stabilitu konečných zrn. Je třeba se vyvarovat přílišného povrchového otavení, protože by to narušovalo sorpční kapacitu zrnité látky a zrna by se usazovala na pecních stěnách, čímž by vznikaly nepříjemné provozní těžkosti.

Podle zkušeností se vypálení zrnité látky může provést s výbornými výsledky v konvenčních pecích pro nadouvání perlitu.

Příklad 5

Porézní sorpční nosič se připraví za použití expandovaného perlitu neobsahujícího v podstatě žádný jílový minerál, dále bentonitu obsahujícího asi 70 až 75 % hmot, montmorillonitu, jak bylo určeno měřeními pomocí X-paprsků. Velikost částic bentonitu je nejvýše 63 mikrometrů. Expandovaný perlit se předdrtí v suchém stavu, dokud neprojde otvory síta o velikosti 200 mikrometrů.

Pak se připraví vodná suspenze obsahující 35 % sušiny ze směsi obsahující 8,0 % hmot, bentonitu a 92 % hmot, předdrceného expandovaného perlitu. Tato suspenze se rozdrtí v bubnovém mlýně vybaveném - drticí vložkou vyrobenou z tvrdého porcelánu, dokud neprojde sítem s otvory jakéhokoli zbytku. Takto získaná kalová suspenze je zcela homogenní, stabilní a má thixotropní charakter.

Suspenze se vysuší rozprášením, jak je popsáno v příkladu 1, s tou výjimkou, že tlak v trysce se rovná 9,3 . - 10⁵ Pa. Takto získaná zrna se uloží do šamotového pouzdra a to se uloží do pece předem- vyhřáté na 1100 °C. Doba vypalování se rovná 8 až 10 minutám, přičemž během této doby se teplota uvnitř pece přechodně sníží pod 1000 °C. Sorpční kapacita takto získané nosné látky určená n-xylenem se rovná 1,1 až 1,14 cm3/g, což' je zvlášť dobrá hodnota. Pevnost zrn je také přijatelná.

Výše uvedený příklad jasně ukazuje, že podle postupu tohoto vynálezu se sorpční nosič může připravit použitím asi 5 hmotnostních % jílového minerálu (v tomto případě montmorillonitu — je třeba poznáme13 nat, že 8 % hmotnostních bentmitu s obsahem montmorillonitu asi 70 až 75 % odpovídá asi 6 % hmot, montmoriilrnitu) a asi 95 % hmot. porézní nosné horniny, jako je expandovaný perlit.

Je třeba poznamenat, že příklad 1 ukazuje využitelnost směsi obsahující asi 70 % hmot. porézní nosné horniny, to jest křemičité zeminy. a asi 30 % hmot, jílových minerálů, protože obsah mrntmorillrnitu asi 5 % odpovídá obsahu bentonitu asi 20 %. Je tedy množství jílových minerálů v tomto příkladu 20 % bentonitu, 3 % illitu a 4 ' % kaolinu, to jest asi 27 %.

Příklad 6

Použitím způsobu přípravy suspenze, která má být vysušena rozprašováním, jako v příkladu 3, se pou:^ijí výchozí materiály z příkladu 1 a zařízení pro sušení rozprašováním typu SACMI a provedou se zkoušky, aby se zjistil vztah mezi ' obsahem suchého materiálu v suspenzi, která se má usušit ’ rozprašováním, a zrnitostí částic. Získají se následující údaje:

obsah sušiny v suspenzi, jež se má usušit rozprašováním

(% hmot.)	34,0	42,0	45,0
tlak v trysce (Pa)	9,8 . 105	9,8 . 105	9,8 . . 105
zrnitost (% hmot.)
pod 100 mikrometrů	1,0	0,0	0,0
pod 200 mikrometrů	8,0	0,5	0,0
nad 500 mikrometrů	5,0	10,0	17,0
nad 1000 mikrometrů	0,0	0,8	6,0

příklad 7

Zrna získaná sušením za rozprašování, které je popsáno v příkladu 1, se vypálí v laboratorní muflové peci po dobu 1 minuty při různých teplotách a pak se měří nasákavost vody a n-xylenu. Získají se následující údaje:

teplota výpalu (°C) nasákavost vody (% ’ hmot.) nasákavost n-xylenu (% hmot.)

800	68	68
900	72	68
1000	74	72
1100	73	80

Dále se studuje vztah, mezi dobou výpalu a sorpční kapacitou při výpalu na 1100°C. Získají se následující údaje:

trvání výpalu	nasákavost vody
v minutách	(% hmot.)
1	73
5	52
10	42
20	42

nasákavost n-xylenu (% hmot.)

Příklad 8

Aby se určila minimální doba výpalu, opakuje se postup popsaný v příkladu 4 několikrát. Může být stanoveno, že při době výpalu 0,3 s je abrasivní pevnost získaného sorpčního nosiče asi 90 %, zatímco odpovídající hodnoty při době zdržení 1 až 3 s se rovnají 92,2 až 95,4 %. Tak doba zdržení 0,3 s ještě umožňuje výrobu sorpčního nosiče, který má vhodnou abrasivní pevnost.

Je třeba poznamenat, že abrasivní pevnost může být stanovena podrobením zrn sorpčního nosiče, který se má vyzkoušet, abrasivnímu drcení, přičemž se třídí takto získaný materiál na sítu s otvory 0,2 mm a porovnává se množství materiálu, který tímto sítem neprošel s ’ množstvím, které bylo podrobeno zkoušce, a výsledek se uvede v procentech.

Claims (3)

1. Porézní horninový . sorpční nosič s dvojitým sorpčním porézním prostorem, . se sorpční kapacitou alespoň 50 %, a kulovitého, tvaru, vyznačený tím, že obsahuje alespoň jednu porézní nosnou horninu ze skupiny zahrnující křemičitou zeminu, . jako je rozsívková zemina, pemzy, tufy, bublinaté porézní lávové horniny, nadouvaný perlit nebo vermikulit, křída, porézní biogenní vápai cové a porézní pískovcové horniny, v množství od 70 do 95 % hmot., a 5 až 30 . % hmot, jílového minerálu ze skupiny zahrnující montmorillonit, illit, kaolinit a spoluminerály těchto jílových . minerálů, přičemž obsah montmorillonitu je alespoň 5 % hmot.

2. Porézní horninový sorpční nosič podle, bodu 1, vyznačený tím, že obsahuje alespoň 5 % hmot, montmorillonitu a 10 až 25 % hmot, illitu.

3. Způsob výroby porézního horninového sorpčního nosiče podle bodu 1, vyznačující se tím, že alespoň Jedna porézní nosná hornina. se suspenduje ve vodě, výhodně mokrým mletím buď přímo, nebo po předdrcení, poté se do suspenze přidá jílový minerál v množství 5 až 30 °/o hmot., výhodně 8 až 20. % hmot., počítáno na množství nosné horniny, přičemž se zajistí obsah montmorillonitu alespoň 5 °/o hmot., vztaženo na nosnou horninu, pak se celkový obsah sušiny suspenze nastaví na 30 až 40 % hmot., ' suspenze se homogenizuje,. výhodně intenzívním mícháním, usuší se na částice o průměru 0,1 až 1,5 mm rozprašováním a popřípadě se získané částice vypalují po dobu 0,1 až 2 400 s . při teplotě . 900 až 1300 °C, výhodně kontinuálně po dobu 3 až 6 s.