CS260528B1

CS260528B1 - Method of introducing powdered materials into liquids

Info

Publication number: CS260528B1
Application number: CS869244A
Authority: CS
Inventors: Kamil Wichterle; Ondrej Wein
Original assignee: Kamil Wichterle; Ondrej Wein
Priority date: 1986-12-12
Filing date: 1986-12-12
Publication date: 1988-12-15
Also published as: CS924486A1

Abstract

Způsob vnášení práškovitých materiálů do kapalin spočívající v tom, že práškovitý materiál se před vnesením promísí s n-krát větším objemem nosných částic o k-krát větším charakteristickém lineárním rozměru, přičemž5 k je větší než 20 a n je větší než k/4. Nóshé částice představují rozpustnou nebo nerozpustnou složku utvářené kapalné směsi a jsou z inertního materiálu, který se po rozpouštění práškovitého materiálu, který se po rozpuštění práškovitého materiálu, oddělí ze vzniklé kapalné směsi běžnými separačními metodami. Použití lze očekávat především ve výrobách suspenzí stabilizovaných malým množstvím koloidních příměsí, například suspenzních hnojiv. Dále lze očekávat aplikaci při přípravě vícesložkových past, což jsou například meziprodukty při výrobě kompozitních materiálů, v práškové metalurgii, při přípravě katalyzátorů a při přípravě materiálů vsazovaných do reaktorů s tuhou fází.A method of introducing powdered materials into liquids, consisting in mixing the powdered material with an n-fold larger volume of carrier particles of a k-fold larger characteristic linear dimension before introduction, where k is greater than 20 and n is greater than k/4. The carrier particles represent a soluble or insoluble component of the liquid mixture being formed and are made of an inert material which, after dissolving the powdered material, is separated from the resulting liquid mixture by conventional separation methods. Application can be expected primarily in the production of suspensions stabilized by a small amount of colloidal additives, for example suspension fertilizers. Application can also be expected in the preparation of multi-component pastes, which are, for example, intermediates in the production of composite materials, in powder metallurgy, in the preparation of catalysts and in the preparation of materials used in solid-phase reactors.

Description

Vynález se týká způsobu vnášení práškovitých materiálů do kapalin.The invention relates to a process for introducing powdery materials into liquids.

Součástí řady technologických procesů je dispergace částic v kapalině aíuž za účelem jejich rozpus-čt,x/nebo vytvoření rovnoměrné suspenze. Existují případy, kdy žádoucí dispergaci dosáhneme bez potíží běžným mícháním. Avšak některé práškovité materiály při styku s kapalinami utvářejí poměrně stabilní agregáty například žmolky, které zůstávají na hladině kapaliny nebo ulpívají na stěnách či na dně zařízeni To způsobuje kolísání obsahu práškovitého materiálu ve směsi, které je zvláší nápadné přidává-li- se práškovitý materiál jen v malém množství - v procentech nebo jejich zlomcích vztaženo na hmotnost kapaliny. Řešením může být pomalé dávkování prášku do intenzívně oromíchávané oblasti, nebo dvojstupňové vedení procesu, při němž se v první etapě vytvoří koncentrovaná pasta, která se ve druhém stupni míchání již spolehlivěji rozptyluje po větším objemu kapaliny.Part of a number of technological processes is the dispersion of particles in a liquid to dissolve, x / or form a uniform suspension. There are cases where the desired dispersion can be achieved without difficulty by conventional mixing. However, some powdery materials in contact with liquids form relatively stable aggregates such as lumps that remain on the surface of the liquid or adhere to the walls or bottom of the device. small amounts - in percent or fractions thereof based on the weight of the liquid. The solution can be a slow dosing of the powder into the intensively mixed area, or a two-step process, in which a concentrated paste is formed in the first stage, which is already more reliably dispersed in the second mixing stage over a larger volume of liquid.

Způsob podle vynálezu je rovněž dvojstupňovým způsobem vnášení práškovitého materiálu do kapaliny. Podstata řešení spočívá v tom, že se v první etapě jemný práškovitý materiál smísí s podstatně větším objemem nosných částic tak, aby se nabalil v tenké vsrtvičce na jejich povrch. Pro' kulové částice práškovitého materiálu o průměru d a kulové částice o průměru k-krát větším je k vytvořeni jednovrstveného obalu požadavkem, aby objem všech nosných částic byl n-násobkem objemu všeho práškového materiálu, přičemž n>k/4. Pro velmi malé čističe, do desítek mikrometrů, se může práškovitý materiál udržet na povrchu nosných částic např. elektrostatickými silami. K zachyceni částic většího rozměru můžeme využít např. povrchových sil na zvlhčených nosných částicích. Z praktického hlediska je zajímavé, řídí-li mechanické chování směsi částic především nosné částice, což je tehdy, je-li k^20.The process according to the invention is also a two-step method of introducing a pulverulent material into a liquid. The essence of the solution is that in the first stage, the fine powdered material is mixed with a substantially larger volume of carrier particles so as to be wrapped in a thin film to their surface. For spherical particles of powdered material with a diameter of d and spherical particles with a diameter of k times larger, to form a monolayer the requirement is that the volume of all the carrier particles be n times the volume of all the powdered material, where n> k / 4. For very small cleaners, up to tens of micrometers, the powdered material can be held on the surface of the carrier particles, for example by electrostatic forces. For example, surface forces on moistened carrier particles can be used to trap larger particles. From a practical point of view, it is interesting if the mechanical behavior of the particle mixture is primarily driven by the carrier particles, which is when k is 2020.

Ve druhé etapě procesu se nosné částice s ulpělým práškovitým materiálem směšují v běžném míchacím zařízení s kapalinou podle okolností spojitě nebo vsádkově, přičemž může být předsazena buďto kapalina, nebo sypká fáze.In the second stage of the process, the carrier particles are admixed with the pulverulent material continuously or batchwise in a conventional mixer, depending on the circumstances, either liquid or bulk.

Navržený postup je zvláště výhodný tehdy, kdy nosné částice jsou požadovanou složkou vytvářené kapalné směsi. Při tom nezáleží na tom, zda tyto částice jsou vůči kapalině inertní nebo zda dojde k jejich rozpuštění či reakci s kapalinou. Rovněž práškovitý materiál může být buďto rozpustný nebo nerozpustný? navržený způsob je však zvlášt výhodný pro práškové materiály vytvářející s kapalinou koloidní disperze, například pro rozpustné polymery nebo pro jílovité silikáty. Někdy je tvorba koloidních disperzí tak obtížná, že se vyplatí vnášet práškovitý materiál do kapaliny na inertních nosných částicích i tehdy, kdy přítomnost těchto částic ve směsi není požadována a musíme nosné částice po vytvoření disperze zpětně odstranit některou běžnou separační metodou.The proposed process is particularly advantageous when the carrier particles are a desired component of the liquid mixture to be formed. It does not matter whether these particles are inert to the liquid or whether they are dissolved or reacted with the liquid. Also, can the pulverulent material be either soluble or insoluble? however, the proposed process is particularly advantageous for powdered materials forming colloidal dispersions with the liquid, for example for soluble polymers or clay silicates. Sometimes the formation of colloidal dispersions is so difficult that it is worthwhile to bring the powdered material into a liquid on inert carrier particles even when the presence of these particles in the mixture is not required and after the dispersion has been formed, the carrier particles must be removed by some conventional separation method.

Předností navrženého způsobu je možnost realizovat rychle a za pomoci šetrného míchání tvorbu nízkokonoentrováných disperzí s vysoce rovnoměrnou koncentrací.The advantage of the proposed method is the possibility to realize quickly and with gentle mixing the formation of low-concentration dispersions with a highly uniform concentration.

PříkladExample

X tekutému koncentrátu radioaktivního odpadu se přidává skleněná balotina o středním průměru částic 0,1 mm v množství 1,5 až 2,5 kg na litr tekutiny. Vzniklá pasta se dávkuje do pece ke slinutí. Pro zábranu sedimentace skleněných částic je účelné přidávat jako stabilizační činidlo vodorczpustný polymer např. sodnou sůl karboxymetylcelulózy v množství 0,5 až 2 g na litr tekutiny. Toto malé množství přidáno přímo do koncentrátu vytvoří hrudky a následná homogenizace je náročná na čas i na míchání vloženou mechanickou energii. Podle navrženého způsobu lze stadii.. připravit za sucha směs práškovitého polymeru se skleněnou balotinou. Ta vsypána dc koncentrátu vytváří ihned po smočení, ke kterému stačí nenáročné míchání, su.penzi, ve které je stabilizační činidlo rovnoměrně rozloženo po celém objemu.To the liquid radioactive waste concentrate, glass ballotin having an average particle diameter of 0.1 mm in an amount of 1.5 to 2.5 kg per liter of liquid is added. The resulting paste is fed into a sintering furnace. In order to prevent sedimentation of the glass particles, it is expedient to add, as a stabilizing agent, a water-soluble polymer, e.g., sodium carboxymethylcellulose in an amount of 0.5 to 2 g per liter of liquid. This small amount added directly to the concentrate forms lumps and subsequent homogenization is time-consuming and labor-intensive. According to the proposed process, a dry powder blend of glass ballotin can be prepared in a dry stage. Immediately after wetting, which is sufficient for undemanding stirring, the poured dc concentrate forms a suction in which the stabilizing agent is evenly distributed throughout the volume.

Použití lze očekávat především ve výrobách suspenzí stabilizovaných malým množstvím stabilizovaných malým množstvím kolodiních příměsí, například suspenzních hnojiv. Dále lze očekávat aplikaci při přípravě vícesložkových past, což jsou například meziprodukty při výrobě kompozitních materiálů, v práškové metalurgii, při přípravě katalyzátorů a při přípravě materiálů vsazovaných do reaktorů s tuhou fází.The use can be expected in particular in the manufacture of suspensions stabilized with small amounts stabilized with small amounts of colloidal admixtures, for example suspension fertilizers. Further, it can be expected to be used in the preparation of multi-component pastes, which are, for example, intermediates in the production of composite materials, in powder metallurgy, in the preparation of catalysts and in the preparation of materials fed into solid phase reactors.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A method for introducing powdery materials into liquids, characterized in that, prior to loading, the powdery material is mixed with an n-fold larger volume of carrier particles with a k-fold greater characteristic linear dimension, wherein k is greater than 20 and n is greater than k / 4.

2. A method according to claim 1, wherein the carrier particles are a soluble or insoluble component of the formed liquid mixture.

3. A process according to claim 1, wherein the carrier particles are of an inert material which, after dissolving the pulverulent material, is separated from the resulting liquid mixture by conventional separation methods.