CS204178B1

CS204178B1 - Method of preparation of the grainous material before the air sorting

Info

Publication number: CS204178B1
Application number: CS6578A
Authority: CS
Inventors: Jarmil Viska; Josef Danek; Jitka Bilikova
Original assignee: Jarmil Viska; Josef Danek; Jitka Bilikova
Priority date: 1978-01-03
Filing date: 1978-01-03
Publication date: 1981-03-31

Description

Vynález se týká způsobu úpravy povrchu organických a anorganických materiálů před tříděním na vzdušném třídiči.The invention relates to a method of treating the surface of organic and inorganic materials prior to screening on an air separator.

Třídění zrnitých materiálů na úzké frakce zrnění v oboru velikosti částic 1 až 100 /mi, zejména pak zrn o velikosti 1 až 40 ^m, je velmi obtížné. Mají-li se připravit frakce zrnění dostatečně ostré, je nutno využít pouze nepatrného rozdílu ve velikosti částic.Sorting granular materials into narrow grain fractions in the particle size range of 1 to 100 µm, in particular grains of 1 to 40 µm, is very difficult. If the grain fractions are to be prepared sufficiently sharp, only a slight particle size difference should be utilized.

Úzké frakce zrnění je možno získat rozplavováním v proudu kapaliny. Elutriační zařízení jsou objemná a málo výkonná, protože dobrého rozdělení třídění lze dosáhnout jen v relativně řídké suspenzi. Proto se v průmyslu prosazují kontinuálně pracující vzdušné třídiče, v nichž se částice třídí působením odstředivé síly a silou vzdušného proudu. Volbou velikosti těchto sil se nastavujíc hranice oddělovaných frakcí zrnění.Narrow grain fractions can be obtained by leaching in a liquid stream. Elutriation devices are bulky and poorly performing, since good screening can only be achieved in a relatively thin suspension. For this reason, continuously working air sorters are used in the industry, in which the particles are sorted by centrifugal force and air current force. By selecting the magnitude of these forces, setting the boundaries of the separated grain fractions.

Šíře frakcí závisí nejen na seřízení velikosti sil, tj. rychlosti otáčení třídicího kola a rychlosti průtoku vzduchu, ale také na vlastnostech tříděných materiálů. Některé zrnité materiály, zejména jejich jemnější částice o velikosti 1 až 40 μπι, při vzdušném třídění aglomerují do shluků. Nejčastěji se vytvářejí aglomeráty nestejně velkých částic, kdy velká částice nese na svém povrchu jednu nebo více jemnějších částic. Nezříd2 ka však dochází i ke shlukování částic srovnatelně velkých. Aglomeráty, které se při třídění nerozpadnou, zhoršují u vytříděných produktů šíři distribuce velikosti částic. Dále se při vzdušném třídění nepříznivě projevují adheze práškových materiálů ke stěnám zařízení. Praktickým důsledkem těchto jevů je vytváření nánosů tříděného materiálu na stěnách třídicího zařízení, které s sebou nese pracné čištění třídicího stroje při přechodu od třídění jedné frakce k třídění frakce další. Někdy se při vzdušném třídění částice zrnitého materiálu při pohybu ve vzdušném proudu elektricky nabíjejí, zvláště tehdy, když jsou současně v kontaktu s nevodivými materiály. Pohyb elektricky nabitých částic je pak řízen nejen dvojicí sil (odstředivá síla a proud plynu), ale také elektrostatickými silami. To v praxi může naprosto znemožnit třídění, poněvadž tříděný materiál přednostně odchází pouze do jedné frakce, jemné či hrubé, podle konstrukce třídicího stroje.The fraction width depends not only on the adjustment of the magnitude of the forces, i.e. the rotation speed of the sorting wheel and the air flow rate, but also on the properties of the materials to be sorted. Some granular materials, in particular their finer particles of 1 to 40 μπι, agglomerate into clusters by air sorting. Most often, agglomerates of unequal sized particles are formed, wherein the large particle carries one or more finer particles on its surface. However, agglomeration of particles of comparable size also occurs. Agglomerates that do not disintegrate during screening will deteriorate the particle size distribution of the screened products. Furthermore, in air sorting, the adhesion of powdered materials to the walls of the device is adversely affected. A practical consequence of these phenomena is the formation of deposits of sorted material on the walls of the sorting machine, which entails the laborious cleaning of the sorting machine as it moves from sorting one fraction to sorting another fraction. Sometimes, by air sorting, particles of granular material are electrically charged when moving in the air stream, especially when they are simultaneously in contact with non-conductive materials. The movement of electrically charged particles is then controlled not only by a pair of forces (centrifugal force and gas flow), but also by electrostatic forces. In practice, this can make it absolutely impossible to sort, since the sorted material preferably leaves only one fraction, fine or coarse, depending on the design of the sorting machine.

Tyto nepříznivé jevy se projevují v různé míře v závislosti na povaze tříděného materiálu. Výraznou tendenci ke shlukování a adhezi vykazují zejména organické polymerní látky, jako například kopolymery glykolmethakrylátu s ethylendimethakrylátem, ale i některé anorganické jako například sili204178 kagel a kysličník hlinitý. Vlastnosti tříděných materiálů snižují dosažitelnou kvalitu vytřídění a znehodnocují technickou úroveň vzdušného třídění. Úpravě materiálu před tříděním není dosud věnována náležitá pozornost.These unfavorable phenomena occur to varying degrees depending on the nature of the material being sorted. In particular, organic polymeric substances, such as copolymers of glycol methacrylate with ethylene dimethacrylate, but also some inorganic ones such as silica gel and aluminum oxide, show a marked tendency to agglomerate and adhere. The properties of sorted materials reduce the achievable sorting quality and degrade the technical level of air sorting. Proper treatment of material prior to sorting is not yet given due consideration.

Proti aglomeraci pigmentů a luminoforů se používá povlečení jejich povrchu kysličníkem křemičitým z jeho koloidního vodného roztoku a proti ulpívání jemnějších částic na hrubších částicích se materiál před tříděním zbavuje jemných prachových částic odplavením nebo vyfoukáním. První úpravou se do tříděného materiálu zanáší cizí látky, kterou již nelze fyzikální cestou odstranit a druhou úpravou nelze použít tehdy, když je třeba získat produkt i z jemných prachových částic o velikosti zrna kolem tří až pěti mikrometrů.The agglomeration of pigments and luminophores is accomplished by coating their surface with silicon dioxide from its colloidal aqueous solution, and from adhering finer particles to coarser particles, the material is removed from the fine dust particles by flushing or blowing prior to screening. The first treatment introduces foreign matter into the sorted material, which can no longer be physically removed and the second treatment cannot be used when it is necessary to obtain the product also from fine dust particles having a grain size of about three to five micrometers.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob úpravy zrnitého materiálu před vzdušným tříděním podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se na povrch zrnitého materiálu organického nebo anorganického původu nanesou v množství 2 až 50 hmotnostních procent hydrofilní látky, jako například ethylenglykol, propylenglykol, glycerin, diethylenglykol, ollgoethylenglykoly, polyethylenglykol, sacharidy, formamld, voda, samostatně nebo ve směsi, takto upravený zrnitý materiál se třídí ve vzduchu na frakce podle velikosti části, načež se v případě potřeby výše uvedené látky ze zrnitého materiálu odstraní vymytím vodou a/nebo organickými rozpouštědly a/nebo vysušením. Hydrofilní látky se na povrch zrnitého materiálu nanesou ve formě roztoků ve vodě nebo roztoků ve směsi vody a organického rozpouštědla, eventuálně ve formě roztoků v organickém rozpouštědle, načež se organické rozpouštědlo, část vody nebo veškerá voda odstraní z materiálu sušením. Voda se na povrch zrnitého materiálu nanese přidáním určeného množství vody a homogenizací zrnitého mateMálu mícháním nebo za přítomnosti hygroskopických hydrofilních látek se voda na povrch zrnitého materiálu nanese sorpcí vodních par.The aforementioned drawbacks are eliminated by the method of treating granular material prior to air separation according to the invention, which comprises applying to the surface of granular material of organic or inorganic origin in an amount of 2 to 50% by weight hydrophilic substances such as ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, diethylene glycol oligoethylene glycols, polyethylene glycol, carbohydrates, formamide, water, singly or in admixture, the granular material so treated is sized in air into fractions according to the size of the particles and, if necessary, the abovementioned granular material is washed off with water and / or organic solvents; / or drying. The hydrophilic substances are applied to the surface of the granular material in the form of solutions in water or solutions in a mixture of water and an organic solvent, optionally as solutions in an organic solvent, after which the organic solvent, some or all of the water is removed from the material by drying. The water is applied to the surface of the granular material by adding a specified amount of water and homogenizing the granular material by stirring or in the presence of hygroscopic hydrophilic substances, the water is applied to the surface of the granular material by water vapor sorption.

Výše uvedené látky mění povrchové vlastnosti zrnitých materiálů v tom směru, že zrna materiálů se neshlukují, nevytváří agregáty a neulpívají na částech třídicího zařízeni. Tento efekt se projevuje hlavně u jemných částic v oboru velikosti 2 až 20 μΐη. Větší zrna nedrží na svém povrchu prachové částice a nezanáší je do produktů. Prachové částice již po prvním, nejvýše po druhém průchodu materiálu třídicím strojem jsou vyfoukány do čisticího filtru. Vytříděné frakce jsou ostré, úzké, neobsahují prach a třídicí stroj lze poměrně snadno a rychle vyčistit suchou cestou, bez umývání vodou. Níže uvedené příklady ukazují možné provedení.The aforementioned substances alter the surface properties of the granular materials in such a way that the granules of the materials do not agglomerate, form aggregates, and do not adhere to parts of the sorting apparatus. This effect is particularly evident for fine particles in the 2 to 20 μ ažη range. Larger grains do not hold dust particles on their surface and do not entrain them into products. Dust particles are blown into the cleaning filter after the first, at most, second pass of material through the sorter. The sorted fractions are sharp, narrow, dust-free and the screening machine can be cleaned relatively easily and quickly by dry, without washing with water. The examples below show a possible embodiment.

Příklad 1Example 1

V destilační baňce bylo 1 kg množství kopolymeru ethylenglykolmethakrylát-ethylendimethakrylát o zrnění 8 až 35 μπι smočeného roztokem o složení 400 g 80% glycerinu a 3600 ml 96% ethanolu. Suspenze byla odplyněna evakuací, nechána 2 hodiny stát a znovu odplyněna evakuací. Dále byla zfiltrována a filtrační koláč o hmotnosti 2,880 kg byl vaukově vysušen při 100 °C. Bylo získáno 1,160 kg kopolymeru. Suchý kopolymer byl po dobu 3 dnů vystaven v tenké vrstvě laboratorní atmosféře a sorpcí vodních par zvětšil svoji hmotnost na 1,197 kg, což znamená, že vztaženo na jeho původní množství 1 kg, obsahuje navíc cca 20 % hmotnostních glycerinu a vody. Materiál byl tříděn na vzdušném odstředivém třídiči. Jednou při nejnižší odstředivé síle bez jímání frakcí pro rozdružení sušením slepených částic kopolymeru, dále s jímáním jednotlivých frakcí zrnění. Glycerin byl z jednotlivých frakcí zrnění vyprán vodou, acetonem a benzenem, načež byl materiál vysušen ve vakuu při teplotě 100 °C. Bylo připraveno sedm frakcí zrnění o středních velikostech částic v intervalu 13 μπι až 25 μπι, přičemž šíře frakcí vztažená na 80 hmotnostních % ve frakci zastoupených částic nepřestoupila + 30 % hodnoty střední velikosti částic dané frakce. Tříděním neupraveného kopolymeru se získaly frakce o šíři + 60 % střední velikosti. Ostrost třídění se tedy zdvojnásobila.In the distillation flask, there was a 1 kg amount of ethylene glycol methacrylate-ethylene dimethacrylate copolymer having a grain size of 8 to 35 μπι wetted with a solution of 400 g of 80% glycerin and 3600 ml of 96% ethanol. The suspension was degassed by evacuation, allowed to stand for 2 hours and again degassed by evacuation. It was filtered and the filter cake weighing 2.880 kg was vacuum dried at 100 ° C. 1.160 kg of copolymer were obtained. The dry copolymer was exposed in a thin layer to a laboratory atmosphere for 3 days and increased its weight to 1.197 kg by water vapor sorption, which means that based on its initial amount of 1 kg, it additionally contains about 20% by weight glycerin and water. The material was sorted on an air centrifugal separator. Once at the lowest centrifugal force without collecting fractions for separation by drying the glued copolymer particles, further with collecting the individual grain fractions. The glycerin was washed with water, acetone and benzene from each grain fraction, and the material was dried under vacuum at 100 ° C. Seven grain fractions with mean particle sizes in the range of 13 μπι to 25 μπι were prepared, with a fraction width of 80% by weight in the fraction of represented particles not exceeding + 30% of the mean particle size of the fraction. Separation of the untreated copolymer yielded fractions of + 60% medium size. The sharpness of sorting has therefore doubled.

Příklad 2Example 2

Způsobem uvedeným v příkladu 1 bylo na stejný ethylenglykolmethakrylát-ethylendimethakrylátový kopolymer zakotveno 16 hmotnostních % polyethylenglykolu o molekulové hmotnosti 1500. Tříděním byly získány frakce zrnění rovněž vyhovující podmínce, že šíře frakcí vztažená na 80 hmotnostních % ve frakci zastoupených částic nepřekračuje + 30 % střední velikosti částic dané frakce.By the method of Example 1, 16 wt% of polyethylene glycol of molecular weight 1500 was anchored to the same ethylene glycol methacrylate-ethylenedimethacrylate copolymer. Sorting yielded grain fractions also satisfying the condition that the fraction width based on 80 wt% in the fraction of represented particles does not exceed + 30% of the given fraction.

Příklad 3Example 3

Kopolymer ethylenglykolmethakrylát-ethylendimethakrylát o zrnění 5 až 35 μπι byl v množství 100 gramů zalit roztokem 65 gramů sacharózy v 650 ml vody. Suspenze byla odplyněna evakuací, nechána 2 hodiny stát a znovu stejným způsobem odplyněna. Po zfiltrování byl filtrační koláč o hmotnosti 475 g zalít 1250 ml acetonu a suspenze byla zfiltrována. Filtrační koláč byl vysušen ve vakuu při teplotě 100 °C. Bylo získáno 132 g zrnitého materiálu, který po vzdušném třídění poskytl frakce vyhovující podmínce i 30 % hodnoty střední velikosti částic dané frakce.The ethylene glycol methacrylate-ethylene dimethacrylate copolymer having a particle size of 5 to 35 μπι was poured in a quantity of 100 grams with a solution of 65 grams of sucrose in 650 ml of water. The suspension was degassed by evacuation, allowed to stand for 2 hours and again degassed in the same manner. After filtration, the filter cake weighing 475 g was poured into 1250 ml of acetone and the suspension was filtered. The filter cake was dried under vacuum at 100 ° C. 132 g of a granular material was obtained which, after air screening, yielded a fraction satisfying the condition even 30% of the mean particle size of the fraction.

Příklad 4Example 4

Do 925 g silikagelu o zrnění do 32 μπι a o obsahu vody 2,5 % bylo přidáno 75 ml vody. Směs byla 2 hodiny homogemizována mícháním v uzavřené nádobě na homogenizátoru a potom 24 hodin nechána stát k vyrovnání koncentrace vody v celém materiálu. Bylo získáno 1000 g silikagelu obsahujícího 10 % hmotnostních vody. Tento byl tříděn na vzdušném odstředivém třídiči na 13 frakcí zrnění o středních velikostech částic v intervalu 3,5 až 25,2 μηχ Šíře frakcí vztažená na 80 hmotnostních procent ve frakci zastoupených částic nepřekročila + + 30 % hodnoty střední velikosti částic dané frakce a frakce zrnění byly prosty prachových částic (menších než 2 ,«m).75 ml of water was added to 925 g of silica gel having a grain size of up to 32 μπι and a water content of 2.5%. The mixture was homogenized for 2 hours by stirring in a sealed vessel on a homogenizer and then allowed to stand for 24 hours to equalize the water concentration throughout the material. 1000 g of silica gel containing 10% by weight of water was obtained. It was screened on an air centrifugal separator for 13 grain fractions with a mean particle size in the range of 3.5 to 25.2 μηχ. were free of dust particles (less than 2 .mu.m).

Tříděním neupraveného silikagelu nebylo možno vůbec připravit frakce zrnění menší než 7 μΐη, protože bylo' rušeno prachovými částicemi, které lpěly na hrubších částicích. Mimoto frakce zrnění menší než 15 μία obsahovaly značná množství prachu, až 20 hmotnostních %.By sorting the untreated silica gel, it was not possible to prepare grain fractions of less than 7 μΐη at all because it was disturbed by dust particles that adhered to the coarser particles. In addition, grain size fractions of less than 15 μία contained considerable amounts of dust, up to 20% by weight.

Příklad 5Example 5

Kysličník hlinitý alkalický o zrnění do 40 ,um byl v množství 1000 g smočen 2 1 roztoku ethylenglykolu ve vodě, obsahující 20 hmotnostních % ethylenglykolu. Po důkladném promíchání byla suspenze zfiltrována. Filtrační koláč o hmotnosti 1398 g byl vysušen při teplotě 105 °C a bylo získáno 1110 gramu materiálu. Tříděním ve vzdušném odstředivém třídiči bylo připraveno 11 frakcí o střední velikosti částic v intervalu 4 až 28 μπι. Jednotlivé frakce byly promyty vodou a byly vysušeny při teplotě 140 °C. Šíře frakce vztažená na 80 hmotnostních % ve frakci zastoupených částic činila nejvýše +30 procent hodnoty střední velikosti částic dané frakce a frakce zrnění neobsahovaly žádné prachové částice (menších než 2 /im). Neupravený kysličník hlinitý nebylo možno na odstředivém vzduchovém třídiči vůbec třídit, protože všechny frakce zrnění obsahovaly prachové částice a při přechodu z třídění jedné frakce na druhou nebylo možno bez použití vody třídicí stroj vůbec vyčistit.Alkaline alumina with a grain size of up to 40 µm was wetted in a quantity of 1000 g with a 2 L solution of ethylene glycol in water containing 20% by weight of ethylene glycol. After thorough mixing, the suspension was filtered. The 1398 g filter cake was dried at 105 ° C to give 1110 g of material. By means of an air centrifugal separator, 11 fractions with a mean particle size of 4 to 28 μπι were prepared. The individual fractions were washed with water and dried at 140 ° C. The fraction width, based on 80% by weight in the fraction of particles represented, was at most +30 percent of the mean particle size of the fraction, and the grain fractions contained no dust particles (less than 2 µm). Untreated alumina could not be screened on the centrifugal air sorter at all, since all grain fractions contained dust particles, and when changing from one fraction to the other it was impossible to clean the sorter without water.

Claims

SUBJECT

Method for treating granular material prior to air separation, characterized in that hydrophilic substances, such as ethylene glycol, propylene glycol, glycerine, diethylene glycol, oligoethylene glycols, polyethylene glycol, carbohydrates, are applied to the surface of the granular material of organic or inorganic origin in an amount of 2 to 50% by weight. formamide, water, alone or in admixture.

2. A method according to claim 1, wherein the hydrophilic substances are applied to the surface of the granular material in the form of solutions in water or solutions in a mixture of water and an organic solvent, or in the form of solutions in an organic solvent. made of material by drying.

3. The method of claim 1 wherein water is applied to the surface of the granular material by adding a specified amount of water and homogenizing the granular material by stirring or in the presence of hygroscopic hydrophilic substances.

Severography, plant 7, Most