DE102021004905A1 - Mechanochemisch vorbehandelte, schwermetallfreie Aktivkohlepartikel A - Google Patents

Mechanochemisch vorbehandelte, schwermetallfreie Aktivkohlepartikel A Download PDF

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Abstract

Unter mindestens einem Inertgas mechanochemisch vorbehandelte, laut Röntgenemissionsspektroskopie schwermetallfreie sowie von persistenten organischen Schadstoffen (POP), polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK), faserförmigen Anteilen und Meso- und Makroporen freie Aktivkohlepartikel A eines Kohlenstoffgehalts >99 Mol% und einer elektronenmikroskopisch ermittelten Teilchengröße im Bereich von 50 nm bis 1000 nm.sowie ein mechanochemisches Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zur Herstellung von dekorativen und medizinischen Kosmetika und Pflegeprodukten, Medizinprodukten und Arzneimitteln.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft unter Inertgas mechanochemisch vorbehandelte, laut Röntgenemissionsspektroskopie schwermetallfreie sowie von persistenten organischen Schadstoffen (POP), polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK), faserförmigen Anteilen und Meso- und Makroporen freie Aktivkohlepartikel A einer elektronenmikroskopisch ermittelten Teilchengröße im Bereich von 100 nm bis 1000 nm.
  • Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung das mechanochemische Verfahren zur Herstellung der Aktivkohlepartikel A.
  • Nicht zuletzt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der Aktivkohlepartikel A für die Herstellung von Kosmetika, Körperpflegemitteln, Pflegeprodukten, Produkten für Saunen und Dampfbäder, Pulvern, Festkörpern, Gelen, Cremes, Salben, Lotionen, Tropfen, Sprays, Dosieraerosolen, Gurgellösungen, Lutschtabletten, Einläufen, Klistieren, Schäumen, Beschichtungen auf textilen Geweben, Gesichtsmasken, Verbandsmull, Pflastern,medizinischen Geräten und Bestandteilen von Releasematerialien,
  • Stand der Technik
  • Aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2019 006 084 A1 ist ein mechanochemisches Verfahren zur Aufarbeitung natürlicher, synthetischer, biogener und biologischer Materialien bekannt, bei dem man
    • (I) eine wässrige Suspension oder eine feste Mischung, enthaltend
      • - natürliche, synthetische, biogene oder biologische Materialien und
      • - ein Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus reiner und kontaminierter, feinteiliger mineralischer Kohle, Biokohle und Aktivkohle sowie Braunkohle und reiner und kontaminierter, feinteiliger Kohlenstofflieferanten sowie die betreffenden angefeuchteten Materialien,
      oder alternativ die Bestandteile getrennt voneinander bereitstellt,
    • (II) die wässrige Suspension oder feste Mischung zu einer mechanischen Mühle hinzu dosiert oder alternativ
    • (III) die Bestandteile getrennt voneinander zur mechanischen Mühle hinzu dosiert und
    • (IV) darin mit Mahlkörpern vermahlt, wonach man
    • (V) die resultierende Suspension oder das resultierende pulverförmige Produkt von den Mahlkörpern trennt und austrägt und
    • (VI) das feste Produkt aus der Suspension abtrennt, wodurch ein biologisch verfügbares Material in das wässrige Medium übergeht, oder
    • (VII) das in dem Produkt vorhandene biologisch verfügbare Material mit einem wässrigen Medium auswäscht oder in dem Produkt belässt und/oder
    • (VIII) das Produkt Aktivkohle in den Verfahrensschritt (I) zurückführt und
    • (IX) das immobilisiertes Material enthaltende Produkt lagert; wobei es sich bei den immobilisierten Materialien um Schwermetalle handelt.
  • Beispielsweise wird die mechanochemische Immobilisierung von karzinogenem sechswertigem Chrom wie folgt beschrieben (Zitat wörtlich, ohne Bezugszeichen):
    • „Es wurde ein Mahlgut aus 50 Gewichtsteilen Aktivkohle, 50 Gewichtsteilen Quarzsand und 10 Gewichtsteilen Kaliumdichromat hergestellt und wie bei den Beispielen 1 bis 3 beschrieben gemahlen. Nach 120 Minuten wurden dem pulverförmigen Produkt Proben entnommen. Die Proben wurden mit Wasser eluiert und es wurde geprüft, ob noch wasserlösliche Chromsalze zugegen waren. Die Konzentrationen lagen jedoch unterhalb der Nachweisgrenzen der üblichen und bekannten Methoden zur Bestimmung von Chrom. Zum Vergleich wurde der Gehalt des pulverförmigen Produkts an Chrom in üblicher und bekannter Weise analysiert. Dabei wurde die nahezu die gesamte ursprüngliche Menge Chrom gefunden. Somit war die ursprüngliche Menge an sechswertigem Chrom fast vollständig immobilisiert worden. Die geringen fehlenden Mengen an Chrom waren offenbar von den Materialien im Hohlraum der mechanischen Mühle aufgenommen worden“ (Zitat Ende).
  • Die starke Bindung von Chrom in der Aktivkohle ist hier ein wertvoller Vorteil, sie ist aber im Rahmen der vorliegenden Erfindung von Nachteil.
  • In der deutschen Patentanmeldung DE 10 2018 000 418 A1 wird ein mechanochemisches Verfahren zur Herstellung von Wertprodukten, die von persistenten organischen Schadstoffen und anderen Organohalogenverbindungen frei sind, beschrieben. Sie werden aus Abfällen von sortenreinen und nicht sortenreinen Kunststoffen und Kunststofflaminaten, die mit persistenten organischen Schadstoffen kontaminiert sind und/oder andere Organohalogenverbindungen enthalten, hergestellt, wobei bei dem mechanochemischen Verfahren
    • (i) die Abfälle zerkleinert werden, sodass eine möglichst enge Teilchengrößenverteilung resultiert,
    • (ii) die zerkleinerten Abfälle in eine Mühle gefüllt werden, die Mahlkugeln enthält, und durch Mahlen weiter zerkleinert werden,
    • (iii) mindestens ein Dehalogenierungsmittel in einem bezüglich der vorhandenen Mengen an persistenten organischen Schadstoffen und/oder anderen Organohalogenverbindungen molaren Überschuss zugesetzt wird,
    • (iv) die Mischung aus gemahlenen zerkleinerten Abfällen und Dehalogenierungsmittel weiter vermahlt und die Mahlung nach einer vorgewählten Zeit beendet,
    • (v) die resultierenden von persistenten organischen Schadstoffen und anderen Organohalogenverbindungen freien Wertprodukte von den Mahlkugeln abtrennt und die entstandenen, halogenhaltigen, wasserlöslichen Produkte durch Waschen mit wässrigen Lösungsmitteln abtrennt und/oder die entstandenen, halogenhaltigen, wasserunlöslichen Produkte nicht auswäscht, sondern als Füllstoffe in den Wertprodukten belässt und
    • (vi) die gewaschenen Wertprodukte nach der Trocknung sowie die nicht gewaschenen Wertprodukte überprüft, ob sie noch persistente organische Schadstoffe und/oder andere Organohalogenverbindungen enthalten, wobei man
    • (vii) vor und/oder nach dem Verfahrensschritt (iv) mindestens einen Zusatzstoff hinzugibt.
  • Aus der deutschen Patentanmeldung DE 102 61 204 A1 ist ein Verfahren zur Dekontamination bzw. Detoxifizierung von mit Umweltgiften wie polyhalogenierten Verbindungen oder chlororganischen Stoffen wie zum Beispiel Dioxinen, Dibenzofuranen und Beipodukten (Congeneren) oder PCBs belasteten festen oder flüssigen Produkten mittels hochkinetischer Prozesse bekannt, bei denen die kontaminierten Produkte unter Verwendung sogenannter Tribomaterialien einer hochkinetischen Feinstzerkleinerung durch vielfache Einwirkung von Prall- oder Scherkräften unterzogen werden. Als Tribomaterialien werden alle Sorten von Glas von Duran/Solidex bis zu Fensterglas verwendet. Außerdem können Sandkörner, Granitpartikel oder Quarzporphyrpartikel sowie Emaille als Scherbenpartikel oder Sodalit oder Keramik gegebenenfalls in Mischung verwendet werden. In diesen Fällen sind die Partikel bis zu 5 mm groß. Es können aber auch Oxide wie Siliziumdioxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Titandioxid, Eisenoxide, Zirkonoxid oder Boroxid, Sulfide wie Pyrit, Eisensulfid und Antimonsulfid, Nitride wie Bornitrid, und Siliziumnitrid, Carbide wie Borcarbid, Siliziumcarbid und Wolframcarbid, Silicide wie Eisensilicid und Titansilicid oder Silicium und Bor gegebenenfalls in Mischung verwendet werden. Die Partikelgrößen liegen hierbei zwischen 10 µm und 1 mm. In Beispiel 3 der Patentanmeldung wurden 10 g Aktivkohle, an die 0,17 TCDD (2,3,7,8-Tetrachlordibenzo [1,4]dioxin) und 0,23 g Congeneren absorbiert waren, mit 200 g Duran Glasscherben und 2 kg Stahlkugeln (CR 6) vermahlen. Nach dem Mahlen ließen sich keine Giftstoffe und flüchtige organische Verbindungen mehr nachweisen. Es muss jedoch davon ausgegangen werden, dass die Aktivkohle durch den Mahlvorgang mit Schwermetallen kontaminiert wird.
  • Aus der internationalen Patentanmeldung WO 2019/101357 A1 ist eine topische Zusammensetzung bekannt, die mindestens einen Typ von Kohlenstoffpartikeln einer mittleren Teilchengröße von d50 = 650 ± 200 nm enthält. Die Kohlepartikel können von Holzkohle und/oder deren Siebrückständen und/oder Holzasche, Aktivkohle, Steinkohle, Tierkohle, Tierabfallkohle, pyrogenem Kohlenstoff unterschiedlichen Pyrolysegrades, funktionalisiertem Kohlenstoff und/oder funktionalisierter Kohle, vorbehandelter Kohle, gewaschener Kohle, Kohle mit unterschiedlichen Verkohlungsgraden, extrahierter Kohle Koks, natürlichem Koks und unvollständig ausgegastem Koks stammen und/oder durch einen Pyrolyseprozess in einer mobilen oder stationären Pyrolyseanlage aus vorwiegend ligninreichen, organischen Materialien wie Holz, Pflanzenstängel, Blättern, Obstkernen, Nussschalen und/oder Knochen gewonnen werden. Knochen haben den Vorteil, dass sie besonders phosphorhaltig sind.
  • Zu dem Schwermetallgehalt finden sich keine Angaben. Im Gegensatz zu der technischen Lehre der internationalen Patentanmeldung, wonach ein Phosphorgehalt ein wertvoller Vorteil ist, ist ein hoher Phosphorgehalt im Rahmen der vorliegenden Erfindung von Nachteil.
  • In Beispiel 3 wird die die Herstellung und Anwendung einer Peelingpaste beschreiben. Dazu wurden
    • - 50 Gewichtsteile von Partikeln aus pyrogenem Kohlenstoff einer mittleren Teilchengröße d50 von 650 ± 50 nm,
    • - 50 Gewichtsteile von Himalayasalz einer mittleren Teilchengröße d50 von 100 µm
    • - 50 Gewichtsteile Koridonkristalle einer mittleren Teilchengröße d50 von 50 µm
    unter sterilen Bedingungen bei 10 °C in einer Kugelmühle innig vermahlen. Das resultierende Pulver wurde von den Mahlkugeln abgetrennt und in einer Wasser-in-Öl-Suspension dispergiert.
  • Im Gegensatz zu der vorliegenden Erfindung werden die Partikel aus pyrogenem Kohlenstoff nicht mechanochemisch vorbehandelt. Außerdem werden die gemahlenen Kohlenstoffpartikel nicht aus dem Mahlgut abgetrennt, sondern im Gemisch mit den anderen gemahlenen Materialien weiterverarbeitet.
  • In der Publikation von D. V. Onishchenko, „Mechanochemical Treatment of Amorphous Carbon from Brown Sphagnum Moss for the Preparation of Carbon Nanotubes“ in Surface Engeneering and Applied Electrochemistry, 2013, Band 49, Nr. 6, Seiten 445-449, wird die Herstellung von mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhrchen aus dem getrockneten Torfmoos beschrieben. Das getrocknete Torfmoos hat eine Faserstruktur und wird beispielsweise in Terrarien und in der Orchideenzucht verwendet. Zur Herstellung der Kohlenstoffnanoröhrchen wird das getrocknete Torfmoos auf eine Teilchengröße von 100 bis 150 µm gemahlen und anschließend bei 950 °C karbonisiert. Das resultierende Material wird dann mechanochemisch behandelt. Elektronenmikroskopische Aufnahmen zeigen die lockere Faserstruktur des Endprodukts, das kurz nach der Behandlung eine spezifische Oberfläche von 2305 m2/g aufweist, die nach längerer Lagerung auf 1050 m2/g sinkt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung
  • Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zu Grunde, die Aktivkohlepartikel der internationalen Patentanmeldung WO 2019/101357 A1 weiterzuentwickeln, um neue Aktivkohlepartikel mit neuartigen Eigenschaften und einer besonders breiten Anwendbarkeit herzustellen. Außerdem sollte ein neues Verfahren gefunden werden, mit dem diese neuen Aktivkohlepartikel gezielt herstellbar sind.
  • Erfindungsgemäße Lösung
  • Demgemäß wurde die Aufgabe der vorliegenden Erfindung mithilfe der Aktivkohlepartikel A des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind der Gegenstand der abhängigen Patentansprüche 2 und 3.
  • Außerdem die Aufgabe mithilfe des mechanochemischen Verfahrens gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 3 zur Herstellung der Aktivkohlepartikel A der Patentansprüche 1 bis 3 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des mechanochemischen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 4 bis 14.
  • Nicht zuletzt wurde die Aufgabe mithilfe der Verwendung der Aktivkohle A gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Verwendungen sind Gegenstand der abhängigen 16 und 17
  • Vorteile der vorliegenden Erfindung
  • Im Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend und für den Fachmann nicht vorhersehbar, dass die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zu Grunde lag, mithilfe der erfindungsgemäßen Aktivkohlepartikel A, dem erfindungsgemäßen mechanochemischen Verfahrens zur Herstellung der Aktivkohlepartikel A und ihrer erfindungsgemäßen Verwendung gelöst werden konnte.
  • Insbesondere war es überraschend, dass die erfindungsgemäße Aktivkohle A keine mesoporösen und makroporösen aufwiesen und dennoch in den erfindungsgemäßen Verwendungen hochwirksam waren. Da sie schwermetallfrei waren bestand auch keine Gefahr von allergischen Reaktionen auf Schwermetalle wie zum Beispiel Nickel oder Chrom.
  • Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Aktivkohlepartikel A war, dass die ubiquitären POP und PAK zu Kohlenstoff abgebaut wurden und zu einem Bestandteil der erfindungsgemäßen Aktivkohlepartikel A wurden.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung richtet sich auf unter mindestens einem Inertgas mechanochemisch vorbehandelte, laut Röntgenemissionsspektroskopie schwermetallfreie sowie von persistenten organischen Schadstoffen (POP), polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK), faserförmigen Anteilen und Meso- und Makroporen freie Aktivkohlepartikel A eines Kohlenstoffgehalts >99 Mol-%, vorzugsweise >99,2 Mol-%, einer elektronenmikroskopisch ermittelten Teilchengröße im Bereich von 100 nm bis 1000 nm, vorzugsweise 200 nm bis 900 nm, bevorzugt 300 nm bis 800 nm und insbesondere 400 bis 700 nm.
  • Vorzugsweise wird das mindestens eine Inertgas aus der Gruppe, bestehend aus Stickstoff, Helium, Neon, Argon und Xenon, ausgewählt. Die Inertgase, insbesondere der Stickstoff, können auch fest und/oder flüssig vorliegen. Insbesondere ist flüssiger Stickstoff von Vorteil, weil seine niedrige Oberflächenspannung das Mahlgut besonders rasch fein dispergiert. Die Inertgase können auch als Feststoffe vorliegen, was den Vorteil hat, dass sie als zusätzliche Mahlkörper wirken.
  • Die Abwesenheit von Meso- und Makroporen wird anhand von elektronenmikroskopischen Aufnahmen nachgewiesen.
  • Die elektronenmikroskopischen Aufnahmen zeigen außerdem, dass die erfindungsgemäßen Aktivkohlepartikel A alle eine körnige Struktur haben und keine Faserstrukturen, wie die in der Publikation von D. V. Onishchenko, „Mechanochemical Treatment of Amorphous Carbon from Brown Sphagnum Moss for the Preparation of Carbon Nanotubes“ in Surface Engeneering and Applied Electrochemistry, 2013, Band 49, Nr. 6, Seiten 445-449, beschriebenen Faserstrukturen aufweisen.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff „Schwermetalle“ Strontium, Barium, Scandium, Yttrium, Lanthan und die Lanthanide, die Actinide, Titan Zirkon Hafnium, Chrom, Molybdän, Wolfram, Mangan, Technetium, Rhenium, Eisen, Ruthenium, Osmium, Nickel, Palladium, Platin, Kupfer, Silber, Gold, Zink, Cadmium, Quecksilber, Gallium, Indium, Thallium Germanium, Zinn, Blei, Arsen, Antimon, Wismut, Selen und Tellur sowie die Verbindungen dieser Metalle.
  • Die Eigenschaft „schwermetallfrei“ bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die Konzentrationen der jeweiligen Schwermetalle unterhalb der lebensmittelrechtlichen und medizinisch zulässigen Höchstgrenzen liegen.
  • Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK sind insbesondere
    Die 16 „EPA-PAK“
    Naphthalin
    Figure DE102021004905A1_0001
    Acenaphthylen
    Figure DE102021004905A1_0002
    Acenaphthen
    Figure DE102021004905A1_0003
    Fluoren
    Figure DE102021004905A1_0004
    Phenanthren
    Figure DE102021004905A1_0005
    Anthracen
    Figure DE102021004905A1_0006
    Fluoranthen
    Figure DE102021004905A1_0007
    Pyren
    Figure DE102021004905A1_0008
    Benzo[a]anthracen
    Figure DE102021004905A1_0009
    Chrysen
    Figure DE102021004905A1_0010
    Benzo[b]fluoranthen
    Figure DE102021004905A1_0011
    Benzo[k]fluoranthen
    Figure DE102021004905A1_0012
    Benzo[a]pyren
    Figure DE102021004905A1_0013
    Dibenzo[a,h]janthracen
    Figure DE102021004905A1_0014
    Indeno[1,2,3-cd]pyren
    Figure DE102021004905A1_0015
    Benzo[ghi|perylen
    Figure DE102021004905A1_0016
  • Bei den persistenten organischen Schadstoffen (Persistent Organic Pollutants, POP) handelt es sich vorwiegend um halogenierte organische Verbindungen, die in der Nahrungskette angereichert werden. Alle in die Stockholmer Konvention aufgenommenen Substanzen gehören zu dieser Gruppe. Das sogenannte Dreckige Dutzend besteht nur aus Organochlorverbindungen. Insbesondere sind die Organochlorpestizide, wie DDT oder Endrin, von Bedeutung. Hinzu kommen bromierte Flammschutzmittel und polyfluorierte Verbindungen wie Perfluorooctansulfonate (PFOS), die als oberflächenaktive Substanzen bei Textilien eingesetzt werden.
  • Die Konzentrationen von PAK und POP werden im Allgemeinen mithilfe der GC-MS-Kopplung gemessen. Die erfindungsgemäßen Aktivkohlepartikel A gelten als PAK- und POP-frei, wenn sie mit dieser Methode nicht nachgewiesen werden können.
  • Die erfindungsgemäßen Aktivkohlepartikel A werden mithilfe des erfindungsgemäßen mechanochemischen Verfahrens aus dem grobteiligen Aktivkohlepartikeln als Mahlgut hergestellt F. Vorzugsweise weisen die grobteiligen Aktivkohlepartikeln eine Teilchengröße von 0,5 cm bis 5 cm und insbesondere 1 cm bis 3 cm auf.
  • Ausgangsmaterialien für die grobteiligen Aktivkohlepartikeln sind Holzkohle und/oder deren Siebrückständen und/oder Holzasche, Aktivkohle, Steinkohle, Tierkohle, Tierabfallkohle, pyrogener Kohlenstoff unterschiedlichn Pyrolysegrades, funktionalisierter Kohlenstoff und/oder funktionalisierte Kohle, vorbehandelter Kohle, gewaschene Kohle, Kohle mit unterschiedlichen Verkohlungsgraden, extrahierte Kohle, Koks, natürlicher Koks und unvollständig ausgegaster Koks und/oder die Ausgangsmaterialien werden durch einen Pyrolyseprozess in einer mobilen oder stationären Pyrolyseanlage aus vorwiegend ligninreichen, organischen Materialien wie Holz, Pflanzenstängel, Blättern, Obstkernen, Nussschalen und/oder Knochen gewonnen werden.
  • Dies ist ein wesentlicher Unterschied zu dem bekannten Verfahren von Onishchenko, bei welchem feinteiliges, karbonisiertes Torfmoos verwendet wird.
  • Beispiele geeigneter Ausgangsmaterialien für die Pyrolyse, die vorzugsweise oberhalb 300 °C und bevorzugt oberhalb 500 °C durchgeführt wird, sind Kiribäume, Bambus, Sträucher, Buchen, Eichen und Esche sowie C4-Pflanzen, die eine Kranzanatomie aufweisen, insbesondere Gräser, Mais, Zuckerrohr, Hirse, Riesen-Chinaschilf und Amarant. Die aus diesen Ausgangsmaterialien hergestellten grobteiligen Aktivkohlepartikel werden auch als Biokohlen bezeichnet.
  • Es ist ein ganz besonderer Vorteil des nachstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens, das während des Mahlvorgangs die gegebenenfalls vorhandenen PAK und POP zu Kohlenstoff zersetzt werden, der dann Bestandteil der erfindungsgemäßen Aktivkohlepartikel A wird.
  • Ein weiterer besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass die organisch gebundenen Halogene in Halogenide umgewandelt werden können, wenn man beispielsweise anorganische Carbonate wie Muschelschalen zusetzt. Die erfindungsgemäßen Aktivkohlepartikel A können dann von den resultierenden anorganischen Halogeniden sehr leicht über den Dichteunterschied getrennt werden.
  • Das erfindungsgemäße mechanochemische Verfahren wird mithilfe mechanischer Mühlen durchgeführt. Für das erfindungsgemäße Verfahren können die üblichen und bekannten mechanischen Mühlen verwendet werden. Beispiele geeigneter mechanischer Mühlen sind Kugelmühlen, Hammermühlen, Pinned-Disk-Mühlen, Jet-Mühlen, Vibrationsmühlen, Schüttelmühlen, Horizontalmühlen, Attritoren und Planetenmühlen. Beispielsweise kann die in der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 04 540 A1 , 1a bis 4b, beschriebene mechanische Mühle verwendet werden.
  • Die Mittel zur Agitation der Mahlkörper in einem energiereichen Massestrom zusammen mit dem Mahlgut kann außer den Attritoren gemäß der vorstehend genannten deutschen Patentanmeldung unterschiedliche Formen haben, die vorzugsweise bezüglich der mindestens einen, insbesondere einen, Antriebswelle symmetrisch sind. Vorzugsweise sind diese Agitationsmittel aus Keramiken und mit Keramiken und beschichteten Metallen und Legierungen aufgebaut.
  • So kann die Kraftübertragung durch planare Schlagflügel erfolgen, die mindestens zwei Schlagenden aufweisen, die zur Antriebswelle symmetrisch angeordnet sind, damit keine Unwucht entsteht. Die Schlagflügel können auf der Antriebswelle auf Lücke und/oder auf Deckung angeordnet sein und vorzugsweise kreisförmigen Löchern im Bereich ihrer Enden aufweisen.
  • Es können aber auch planare Schlagscheiben verwendet werden, die vorzugsweise einen kreisförmigen Umfang haben und vorzugsweise kreisförmige, ovale, elliptische und/oder parallel zum Kreisumfang gebogene, längliche Löcher aufweisen, die vorzugsweise im Kreis und vorzugsweise in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind. Die Schlagscheiben können auf der Antriebswelle so angeordnet sein, dass die Löcher auf Lücke und/oder auf Deckung stehen.
  • Die planaren Schlagscheiben können aber auch auf ihrer Oberfläche erhabene Stege aufweisen, die symmetrisch angeordnet sind und von der Antriebswelle bis zur kreisförmigen Kante geradlinig und/oder vorzugsweise in Drehrichtung gebogen verlaufen. Dabei sind die Anfänge und die Enden der Stege vorzugsweise in gleichem Abstand zueinander angeordnet. Vorzugsweise werden mindestens vier dieser Stege verwendet. In einer weiteren Ausführungsform sind diese Stege auf den beiden gegenüberliegenden Seiten der planaren Schlagscheiben angeordnet. Die Stege können einen 4-eckigen, einen 3-eckigen oder einen halbkreisförmigen Querschnitt haben. Die Schlagscheiben können auf der Antriebswelle so angeordnet sein, dass die Stege auf Lücke und/oder auf Deckung stehen.
  • Die Kraftübertragung auf die Mahlkörper kann aber auch durch symmetrisch zur Antriebswelle angeordnete Schlagfächer erfolgen. Diese werden von einem Ring, der die Antriebswelle umschließt, und mindestens zwei von diesem Ring ausstrahlenden Schlagfächern gebildet. In einer weiteren Ausführungsform verbreitert sich der Ring an mindestens zwei symmetrisch zur Antriebswelle angeordneten Flächen, von denen jede in mindestens zwei nach außen ausstrahlenden Schlagfächer übergeht. Vorzugsweise sind die Kanten gebogen und liegen auf einem gedachten Kreis um die gesamte Anordnung. Somit kann es sich um n-fache Einfachschlagfächer oder um n-fache Mehrfachschlagfächer handeln, wobei n = mindestens 2.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform können die Schlagfächer auf jeweils einer Seite oder auf jeweils zwei gegenüberliegenden Seiten erhabene Stege aufweisen, die symmetrisch zueinander angeordnet sind und sich von der Antriebswelle bis zur jeweiligen Kante der Schlagfächer erstrecken. Die Stege können 3-eckige, 4-eckige oder halbkreisförmige Profile haben.
  • Bei noch einer weiteren Ausführungsform können diese Stege parallel zu den gebogenen Kanten der Schlagfächer verlaufen.
  • Die vorstehend beschriebenen Agitationsmittel haben vorzugsweise einen Abstand von mindestens einer Breite eines Mahlkörpers. Die Breite der Agitationsmittel in Querrichtung zur Antriebswelle gesehen liegt vorzugsweise bei dem 0,1-fachen bis 8-fachen der Breite der jeweiligen Mahlkörper. Die Agitationsmittel können auf der Antriebswelle parallel zueinander oder versetzt angeordnet sein.
  • Anstelle der vorstehend beschriebenen Agitationsmittel können auch Schlagkeulen verwendet werden, die symmetrisch und der Antriebswelle angeordnet sind und die Schlagkörper aufweisen, die mit dem die Antriebswelle umschließenden Ring durch gleichlange oder unterschiedlich lange, geradlinig oder gebogen verlaufende Stäbe verbunden sind. Die Schlagkörper können quaderförmige, schaufelförmige, kugelförmige oder tropfenförmige Körper oder Ellipsoide sein. Damit keine Unwucht beim Drehen entsteht, habe sie vorzugsweise dasselbe Gewicht.
  • Der Antriebswellen selbst können Keilwellen, Hohlwellen, Zapfwellen, Schneckenwellen, Kegelwellen, konische Wellen oder Dreieckswellen sein.
  • Anstelle der Anordnungen aus einer Antriebswelle und den darum angeordneten, vorstehend beschriebenen Agitationsmittel können mindestens zwei parallel zueinander in Längsrichtung des Mahlraums angeordnete, sich gegeneinander drehende Walzen verwendet werden. Die Mahlung des Mahlguts erfolgt in dem Bereich, in dem sich die Walzen berühren.
  • Bei einer Ausführungsform sind die Walzen schräg zu der Längsachse des Mahlraums angeordnet, wodurch sich eine zusätzliche Torsion des Mahlguts ergibt.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform dreht sich die Walze gegen eine Abriebfläche, sodass die Mahlung im Bereich des Kontakts zwischen Walze und Abriebfläche erfolgt.
  • Bei weiteren Ausführungsformen können die Oberflächen der Walzen und die Abriebflächen Strukturen aufweisen, wie zum Beispiel Zacken, Nippel und/oder Vertiefungen.
  • Bei noch einer weiteren Ausführungsform können der Schlageffekt und die Passfügung durch eine Federung der Walzenoberfläche verbessert werden. Dies kann dadurch erzielt werden, dass die Walzen insgesamt gegeneinander federnd angeordnet sind. Es können aber auch einzelne Stellen der Walzenoberfläche separat federnd ausgestaltet werden. Dies kann beispielsweise dadurch erzielt werden, indem die Walzen im Bereich ihrer Oberfläche Vertiefungen haben, in denen Kugeln angeordnet sind, die durch Spiralfedern aus den Vertiefungen gedrückt werden. Die Vertiefungen können eine größere lichte Weite als der Radius der Kugel haben, sodass das Mahlgut, das in die Vertiefungen gelangt, beim Weiterdrehen der Walzen wieder aus den Vertiefungen herausrieselt.
  • Der Mahlraum, worin die Agitationsmittel angeordnet sind, ist vorzugsweise rohrförmig gestaltet und hat bevorzugt einen kreisförmigen Umfang. Im Falle der Verwendung der vorstehend beschriebenen Walzen kann der Mahlraum auch einen durch zwei einander gegenüberliegende, parallele, gerade Wände, die sich in einem Abstand über die Breite der Walzen erstrecken und die durch zwei einander gegenüberliegenden gebogenen Wände verbunden sind, begrenzt werden.
  • In Längsrichtung, d. h. längs der Antriebswelle gesehen, kann sich der Umfang des Mahlraums mindestens einmal einschnüren, sodass mindestens zwei hintereinander angeordnete kugelschnittförmige Mahlräume, die durch eine kreisförmige Öffnung miteinander verbunden sind, resultieren. Die Abmessungen der Agitationsmittel werden dann in den einzelnen Mahlräumen dem Verlauf der Wände entsprechend angepasst, sodass die Agitationsmittel am größten Durchmesser der kugelschnittförmigen Mahlräume ebenfalls am größten sind, wobei ihre Abmessungen nach links und nach rechts, der Rundung der Mahlräume folgend, abnehmen.
  • Die mechanischen Mühlen können direkt durch die Energie angetrieben werden, die von Windkraftanlagen, Wasserturbinen und Gezeitenkraftwerken geliefert wird.
  • Für das stoßfreie Anfahren großer mechanischer Mühlen haben sich die Repulsionsmotoren bewährt. Diese können dann bei dem nachfolgenden Dauerbetrieb in ihrer Leistungsabgabe gedrosselt werden.
  • Es kann auch eine Kombination eines starken Motors zum Anfahren, der nach dem Anfahren abgeschaltet wird, und eines schwächeren Motors für den Dauerbetrieb verwendet werden.
  • Außerdem können Gasturbinen und mit fossilen oder biotechnologisch gewonnenen Kraftstoffen betriebene Verbrennungsmotoren verwendet werden.
  • Geeignet sind auch Asynchronmotoren, Gleichstrommotoren (Kommutatormotoren), Wechsel- und Drehstrommotoren, Drehfeld- und Wanderfeld-Maschinen, Drehstrom-Asynchronmaschinen, Schleifringläufermotoren, Drehstrom-Synchronmaschinen, Kaskadenmaschinen, Schrittmotoren, bürstenlose Gleichstrommotoren, Linearmotoren, Wechselstrommotoren, Kondensatormotoren, Spaltpolmotoren, Synchronmotoren Einphasenasynchronmotoren, Reluktanzmotoren, Magnetmotoren, Transversalflussmaschinen, Stromwender- bzw. Kommutator-Maschinen, Gleichstrommotoren, Universalmotoren (für Gleich- und Wechselstrom), permanent erregte Gleichstrommotoren, elektrisch erregte (fremderregte) Gleichstrommotoren, Reihenschlussmotoren, Nebenschlussmaschinen, Verbundmotoren, Kugellagermotoren, Unipolarmaschinen, Homopolarmotoren und Barlow-Räder.
  • Bevorzugt werden Elektromotoren gemäß der internationalen Patentanmeldung WO 2017/055246A2 verwendet. Diese umfassen mindestens ein Elektromaschinen-Bauteil mit wenigstens einer Wicklung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes, die mindestens einen Hohlleiter umfasst, der einen Mantel und einen inneren Hohlraum aufweist, durch welchen ein Kühlmittel leitbar ist, wobei die Wicklung zwei Enden aufweist, an denen eine elektrische Betriebsspannung angeschlossen wird und wobei
    • - die Hohlleiter rundrohrförmig ausgebildet sind und einen Außendurchmesser in einem Bereich von 3 mm aufweisen,
    • - die Enden der Wicklung jeweils als Kühlmitteleinlass oder Kühlmittelauslass dienen und
    • - die Enden der Wicklung an einem Anschlussstück angeschlossen sind, dass einen Kühlmitteleingang und/oder einen Kühlmittelausgang, mehrere Hohlleiter Anschlüsse zum Anschließen von Hohlleitern, einen Verteilerkanal, über den das Kühlmittel in wenigstens einem Hohlleiter eingespeist wird, und/oder einen Sammelkanal umfasst, in den das aus wenigstens einem Hohlleiter austretende Kühlmittel hineinfließt und zum Kühlmittelausgang des Anschlussstücks geleitet wird.
  • Elektromotoren dieser Art werden von der Dynamic E Flow GmbH, Kaufbeuren, Deutschland, unter der Marke capcooltech® vertrieben. Bevorzugt werden die Typen HC und LC verwendet.
  • Es können aber auch durch Druckluft angetriebene Motoren verwendet werden, die insbesondere in ex-geschützten Bereichen in Betracht kommen.
  • Die Mahlung kann bei einer Temperatur der Mahlkörper und des Mahlguts von -273 °C bis +500 °C betragen.
  • Die Dauer der Mahlung kann breit variieren und so hervorragend der jeweiligen Aufgabenstellung angepasst werden. Vorzugsweise liegt die Mahldauer bei 0,5 Minuten bis 1000 Stunden, bevorzugt 10 Minuten bis 500 Stunden, besonders bevorzugt 10 Minuten bis 100 Stunden und insbesondere 10 Minuten bis 50 Stunden.
  • Erfindungsgemäß sind alle Oberflächen im Inneren der vorstehend beschriebenen Mühlen, die mit dem Mahlgut oder mit dem Mahlgut und der Mahlhilfsmittel in Berührung kommen, mit mindestens einer, insbesondere einer, schwermetallfreien, anorganischen, technischen Keramik beschichtet.
  • Die Keramik kann eine Oxidkeramik und/oder Nichtoxidkeramik sein. Beispiele geeigneter Keramiken sind Aluminiumoxid-, Borcarbid-, Bornitrid-, Bornitridcarbid-, Calciumsilikat-, Siliciumoxid-, Siliciumcarbid-, Siliciumnitrid-, Siliciumoxidnitrid-, Siliciumoxidcarbid-, Siliciumnitridcarbid-, Siliciumoxidnitridcarbid-, Glas-, Borcarbid-, Bornitrid-, Bornitridcarbid-, Siliciumaluminiumoxidnitrid und Glaskeramiken.
  • Im Unterschied zu allen anderen Werkstoffen gilt, dass Keramikerzeugnisse, insbesondere Oxidkeramiken, erst aus den Rohstoffen geformt und dann (also nach der Formgebung) in einem Hochtemperaturprozess oder Sinter-Vorgang mit dem Ziel der Stoffwandlung zur Herstellung stoffschlüssiger Verbindungen zwischen den Rohstoffkörnern in den keramischen Werkstoff überführt werden. Die Rohstoffe haben also - abweichend von den anderen Werkstoffen - zwei grundsätzliche Aufgaben: Sie müssen einerseits die chemische Zusammensetzung der gewünschten keramischen Werkstoffe garantieren und andererseits zuvor deren Formgebung erlauben. Der Keramikrohling weist somit eine deutlich geringere mechanische Festigkeit als beispielsweise ein metallischer Rohling auf. Er trägt deshalb auch die Bezeichnung Grünling, was nichts mit der Farbe zu tun hat.
  • Die Herstellung der Keramikerzeugnisse umfasst, unabhängig von der Zusammensetzung, stets folgende Schritte:
    1. 1. Erzeugung der Rohstoffe,
    2. 2. Herstellung der keramischen Masse,
    3. 3. Formgebung,
    4. 4. Entfernung der Hilfsmittel wie Wasser und/oder organische Additive für die Formgebung,
    5. 5. Gegebenenfalls mechanische Bearbeitung der Rohlinge oder Glasieren,
    6. 6. keramischer Brand sowie
    7. 7. Unterschiedliche Verfahren der Nachbehandlung und Veredelung einschließlich Glasieren oder Dekorieren und nochmaliger Brand.
  • Thieme Römpp Online 2014, Version 3.45, »Keramik, Tabelle 1: Formgebungsverfahren für tonkeramische Massen mit Produktionsbeispielen« gibt einen Überblick über die Herstellung von Oxidkeramiken. Beispiele geeigneter Oxidkeramiken gehen aus den deutschen Patentanmeldungen DE 196 28 820 A1 , ScienceDaily®, »Novel Ceramic Foam is Safe and Effective Insulation«, 18. Mai 2001, der Firmenschrift »Promat High Perfomance Insulation, Theoretische Grundlagen der technischen Wärmedämmung«, oder dem Artikel von F. Luthardt und Jörg Adler, »A Ceramic Foaming Technology for High-Temperature Insulation Materials«, Fraunhofer IKTS Annual Report 2012/13, Seiten 32 und 33 hervor.
  • Nichtoxidkeramiken enthalten keinen Sauerstoff. Die Anionen sind stattdessen Kohlenstoff, Stickstoff, Bor und Silicium. Eine Ausnahme bilden einige wenige Mischkeramiken, die außer dem genannten Anion auch etwas Sauerstoff enthalten wie z.B. Siliciumaluminiumoxidnitrid. Aber auch die Kationen unterscheiden sich deutlich von den Oxidkeramiken. Wenn Siliciumionen als Kationen auftreten, herrscht die homöopolare Bindung vor, so dass man eigentlich nicht chemisch exakt von Kation und Anion sprechen kann.
  • Alkali- und Erdalkali-Kationen, die in sehr vielen Oxidkeramiken und nahezu allen Silicatkeramiken enthalten sind, findet man in Nichtoxidkeramiken nicht, es sei denn als Verunreinigung oder - in der Ausnahme - als Dotand.
  • Weitere Einzelheiten zu Nichtoxidkeramiken finden sich in Thieme Römpp Online 2014 Version 3.45, »Nichtoxidkeramik«. Beispiele geeigneter Nichtoxidkeramiken gehen des Weiteren aus der amerikanischen Patentanmeldung US 2014/0206525 A1 und den deutschen Patentanmeldungen DE 102 07 860 A1 und DE 10 2012 021 906 A1 hervor.
  • Glaskeramiken sind polykristalline Festkörper mit mehr als 30 % Glasphase die durch gesteuerte Kristallisation von Gläsern hergestellt werden. Die Kristalle entstehen durch Wärmebehandlung eines geeigneten Glases in der Regel farblos und bewirken eine räumliche Streuung des in den Werkstoff eintretenden Lichts.
  • Beispiele geeigneter Glaskeramiken sind das
    • - MgOxAl2O3nSiO2-System (MAS-System),
    • - ZnOxAl2O3xnSiO2 (ZAS-System),
    • - LiOxAl2O3xnSiO2 (LAS-System) und
    • - KMg3[(F, OH)2AlSi3O10] (Phlogopit).
  • Weitere Einzelheiten zu Glaskeramiken finden sich in Thieme Römpp Online 2014 Version 3.45, »Glaskeramik«, in der internationalen Patentanmeldung WO 2010/081561 A1 , »Optisch durchlässige Glas- und Glaskeramikschäume, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung« sowie in dem Artikel von A. M. Marques und A. M. Bernardin, »Ceramic Foams made from Plain Glass Cullets«, Qualicer 2008, Seiten 89 bis 93.
  • Ganz besonders bevorzugt werden Calciumsilicate verwendet.
  • Die Calciumsilicate sind übliche und bekannte, am Markt erhältliche Produkte und können durch einen hydrothermalen Verfahrensprozess aus den fein gemahlenen Rohstoffen Kalk und Sand in einer Wassersuspension mit geringem Feststoffanteil und Zusätzen hergestellt werden. Die mineralogischen Umwandlungen in die Hauptphasen Tobermorit 5CaOx6SiO2x5,5 H2O (etwa 10 % Wasser, bis 650°C beständig) und Xonolit 6CaOx6SiO2xH2O (etwa 3 % Wasser, bis 850°C beständig) erfolgt in Autoklaven. Die wasserfreie Phase Wollastonit 3CaOx3SiO2 erhöht als Zuschlagstoff die Temperaturbeständigkeit. Die Entwässerungsreaktionen bestimmen den Grad der Schwindung und somit die Anwendungsgrenzen des Materials.
  • Dem Mahlgut F können noch schwermetallfreie anorganische Partikel von Mahlhilfsmittel zugesetzt werden. Diese Mahlhilfsmittel können den Mahlprozess und die mechanochemische Verkohlung der POP und PAK beschleunigen. Beispiele geeigneter Mahlhilfsmittel bestehen aus Quarz, Glas, Aluminiumnitrid, Siliziumnitrid, Siliziumcarbid, Siliziumcarbidnitrid, Aluminiumoxid und Bornitrid. Mithilfe dieser Mahlhilfsmittel wird auch Triboplasma erzeugt, dass eine weitere Beschleunigung der mechanochemischen Umsetzungen bewirkt.
  • Die 1 bis 19 sind schematische Darstellungen, die die wesentlichen Merkmale des erfindungsgemäßen mechanochemischen Verfahrens und seiner erfindungsgemäßen Verwendung veranschaulichen sollen. Die Figuren sind deshalb zum Teil nicht maßstabsgetreu ausgeführt:
    • 1 eine erfindungsgemäße mechanische Mühle 1 mit feststehender Trommel 1.5 mit Attritor 1.4 zur Mahlung von Mahlgut F;
    • 2-1 (a) Draufsicht auf die maßstabsgetreue Oberfläche der Schlagscheibe 1.4.2, (b) maßstabsgetreue Seitenansicht der Schlagscheibe 1.4.2 und (c) perspektivische Darstellung der Schlagscheibe 1.4.2;
    • 2-2 (a) Draufsicht auf die maßstabsgetreue Oberfläche der Schlagscheibe 1.4.2, (b) maßstabsgetreue Seitenansicht der Schlagscheibe 1.4.2 und (c) perspektivische Darstellung der Schlagscheibe 1.4.2;
    • 3 (a) Draufsicht auf die maßstabsgetreue Oberfläche der Schlagscheibe 1.4.2, (b) maßstabsgetreue Seitenansicht der Schlagscheibe 1.4.2 und (c) perspektivische Darstellung der Schlagscheibe 1.4.2;
    • 4 (a) Draufsicht auf die maßstabsgetreue Oberfläche der Schlagscheibe 1.4.2 mit den Schlagstegen 1.4.2.4, (b) maßstabsgetreue Seitenansicht der Schlagscheibe 1.4.2, (c) Profil eines Schlagstegs 1.4.2.4 und (d) perspektivische Darstellung der Schlagscheibe 1.4.2;
    • 5 (a) Draufsicht auf die maßstabsgetreue Oberfläche der Schlagscheibe 1.4.2 mit den Schlagstegen 1.4.2.4, (b) maßstabsgetreue Seitenansicht der Schlagscheibe 1.4.2, (c) Profil eines Schlagstegs 1.4.2.4 und (d) perspektivische Darstellung der Schlagscheibe 1.4.2;
    • 6 (a) Draufsicht auf die maßstabsgetreue Oberfläche der Schlagscheibe 1.4.2 mit den Schlagstegen 1.4.2.4, (b) maßstabsgetreue Seitenansicht der Schlagscheibe 1.4.2, (c) Profil eines Schlagstegs 1.4.2.4 und (d) perspektivische Darstellung der Schlagscheibe 1.4.2;
    • 7 (a) Draufsicht auf die maßstabsgetreue Oberfläche des Schlagfächers 1.4.3 mit den Schlagstegen 1.4.2.4, (b) maßstabsgetreue Seitenansicht des Schlagfächers 1.4.2 und (c) perspektivische Darstellung des Schlagfächers 1.4.2;
    • 8 (a) Draufsicht auf die maßstabsgetreue Oberfläche des Schlagfächers 1.4.3 mit den Schlagstegen 1.4.2.4, (b) maßstabsgetreue Seitenansicht des Schlagfächers 1.4.2, (c) Profil eines Schlagstegs 1.4.2.4 und (d) perspektivische Darstellung des Schlagfächers 1.4.2;
    • 9 Draufsicht auf die maßstabsgetreue Oberfläche des Schlagfächers 1.4.3 mit den Schlagstegen 1.4.2.4, (a) und (b) maßstabsgetreue Seitenansichten des Schlagfächers 1.4.2, (c) Profil eines Schlagstegs 1.4.2.4 und (d) perspektivische Darstellung des Schlagfächers 1.4.2;
    • 10 (a) Draufsicht auf die maßstabsgetreue Oberfläche des Doppelschlagfächers 1.4.3 mit den Berg-und-Tal-Profilen 1.4.3.2 und den U-förmigen Spalten 1.4.3.3, (b) und (d) maßstabsgetreue Seitenansichten des Doppelschlagfächers 1.4.3, (c) Schnitt durch das Berg-und-Tal-Profil 1.4.3.2 und (e) perspektivische Darstellung des Doppelschlagfächers 1.4.3;
    • 11 Draufsicht auf eine Schlagkeule 1.4.4 mit symmetrisch angeordneten Schlagkörpern 1.4.4.3;
    • 12 Draufsicht auf einen Schlagflügel 1.4.5;
    • 13 Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des Schlagflügels 1.4.5;
    • 14 Mahlung durch zwei gegenläufige Walzen 1.4.6;
    • 15 Mahlung mit zwei gegenläufigen Walzen 1.4.6 mit Oberflächenstrukturen 1.4.6.2;
    • 16 Mahlung mit einer Walze 1.4.6 und einer Abriebfläche 1.4.6.3;
    • 17 Mahlung mit zwei gegenläufigen, gegeneinander unter einem bestimmten Winkel 1.4.6.5 geneigten Walzen 1.4.6;
    • 18 Mahlung mit zwei gegenläufigen Walzen 1.4.6 mit federnden Oberflächen 1.4.6.6;
    • 19 Mehrere Mahlräume 1.1.1 umfassende Trommel 1.5;
  • In den 1 bis 19 haben die Bezugszeichen die folgende Bedeutung:
    • 1
    Mechanische Mühle, Mahlaggregat
    1.1
    Mechanische Reaktor, Mahlraum
    1.1.1
    Kugelschnittförmiger Mahlraum
    1.1.2
    Kreisförmige Einschnürung
    1.2
    Mahlkörper
    1.3
    Mahlgut F
    1.4
    Agitationsmittel
    1.4.1
    Attritor
    1.4.2
    Schlagscheibe
    1.4.2.1
    Durchführung für die Antriebswelle 3
    1.4.2.2
    Schlagloch
    1.4.2.3
    Kante
    1.4.2.4
    Schlagsteg
    1.4.3
    Schlagfächer
    1.4.3.1
    Ring um die Antriebswelle 3
    1.4.3.2
    Berg-und-Tal-Profil
    1.4.3.3
    U-förmige Spalte
    1.4.4
    Schlagkeule
    1.4.4.1
    Ring um die Antriebswelle 3
    1.4.4.2
    Verbindungssteg
    1.4.4.3
    Schlagkörper
    1.4.5
    Schlagflügel
    1.4.5.1
    Schlagende
    1.4.6
    Drehende Walze
    1.4.6.1
    Drehrichtung
    1.4.6.2
    Zacken
    1.4.6.3
    Abriebfläche
    1.4.6.4
    Drehachse
    1.4.6.5
    Neigungswinkel
    1.4.6.6
    Walzenoberfläche
    1.4.6.7
    Vertiefung
    1.4.6.8
    Federung
    1.4.6.9
    Kugel
    1.5
    Trommel
    1.5.1
    Einlass für Mahlgut F; 1,3
    1.5.2
    Auslass für gemahlenes Produkt A
    1.5.3
    Scheibenförmige, vertikale Trommelwand
    1.5.3.1
    Durchführung durch 1.5.3
    1.5.4
    1.5.3 gegenüberliegende Trommelwand
    2
    Antriebswelle
    2.1
    Drehrichtung
    3
    Motor
  • Im nachfolgenden Text haben die nachgestellten Kurzbezeichnungen die folgende Bedeutung:
    • A
    Erfindungsgemäße Aktivkohlepartikel
    F
    Mahlgut
  • Im Folgenden wird nicht mehr im Einzelnen erwähnt, dass alle Oberflächen im Inneren des Mahlraum 1.1, die mit dem Mahlgut F in Berührung kommen, mit einer Aluminiumoxidkeramik beschichtet waren
  • Referenzbeispiel 1
  • Für die Mahlversuche des Referenzbeispiels wurden die in der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 04 540 A1 beschriebene Mahlaggregate 1 mit Attritoren 1.4.1 verwendet. Als Mahlkörper 1.2 wurden 2000 jeweils 1 g wiegende Stahlkugeln verwendet. Das Gewichtsverhältnis von Gewicht von Mahlgut F : Gewicht der Keramikkugeln 1.2 lag bei 1:10. Die Mahlversuche wurden unter Stickstoff bei Atmosphärendruck durchgeführt.
  • Als Antrieb des Mahlaggregats 1 mit Attritoren 1.4.1 wurde ein Elektromotor 3 gemäß der internationalen Patentanmeldung WO 2017/055246A2 verwendet. Dieser umfasst ein Elektromaschinen-Bauteil mit wenigstens einer Wicklung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes, die mindestens einen Hohlleiter umfasst, der einen Mantel und einen inneren Hohlraum aufweist, durch welchen ein Kühlmittel leitbar ist, wobei die Wicklung zwei Enden aufweist, an denen eine elektrische Betriebsspannung angeschlossen wird und wobei
    • - die Hohlleiter rundrohrförmig ausgebildet sind und einen Außendurchmesser in einem Bereich von 3 mm aufweisen,
    • - die Enden der Wicklung jeweils als Kühlmitteleinlass oder Kühlmittelauslass dienen und
    • - die Enden der Wicklung an einem Anschlussstück angeschlossen sind, dass einen Kühlmitteleingang und/oder einen Kühlmittelausgang, mehrere Hohlleiter Anschlüsse zum Anschließen von Hohlleitern, einen Verteilerkanal, über den das Kühlmittel in wenigstens einem Hohlleiter eingespeist wird, und/oder einen Sammelkanal umfasst, in den das aus wenigstens einem Hohlleiter austretende Kühlmittel hineinfließt und zum Kühlmittelausgang des Anschlussstücks geleitet wird.
  • Motoren 3 dieser Art werden von der Dynamic E Flow GmbH, Kaufbeuren, Deutschland, unter der Marke capcooltech® vertrieben. Verwendet wurden die Typen HC und LC.
  • Referenzbeispiel 2
  • Mechanische Mühlen zur Durchführung des erfindungsgemäßen mechanochemischen Verfahrens
  • Die mechanische Mühle 1 für mechanochemische Verfahren umfasst mindestens einen feststehenden mechanochemischen Reaktor 1.1 (1), der eine Vielzahl von Kugeln aus technischer Keramik als Mahlkörper 1.2 in einer mit technischer Keramik ausgekleideten Trommel 1.5 aus Edelstahl mit mindestens einem Einlass 1.5.1 für das Mahlgut F; 1.3 und mindestens einem Auslass 1.5.2 für das gemahlene Produkt I. Als technische Keramik wird Aluminiumoxidkeramik verwendet (vgl. Ulrike Wiech in der Firmenschrift der Ceram Tec-ETEC GmbH, Lohmar, think ceramics TECHNISCHE KERAMIK, Seiten 211 und 212, 3.4.4.2 Mahlen und Brechen).
  • Die Trommel 1.5 des feststehenden mechanochemischen Reaktors 1.1 der 1 weist einen mit der technischen Keramik überzogenen Attritor 1.4 aus Edelstahl zum Durchmischen der Mahlkörper 1.2 und des Mahlguts 1.3 auf. Der Attritor ist längs der Längsachse der Trommel 1.5 drehbar angeordnet und wird durch eine von einem Motor 3 angetriebene, rotierbare, durch die scheibenförmige vertikale Trommelwand 1.5.3 durchgeführte Durchführung 1.5.3.1 Antriebswelle 2 gedreht.
  • Die Trommel 1.5 (1) kann auch die in den 1a, 1b, 2a und 3a der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 04 540 A1 gezeigte Form aufweisen.
  • Als Motoren 3 werden Elektromotoren der Dynamic E Flow GmbH, Kaufbeuren, Deutschland, unter der Marke capcooltech®, Typ HC und Typ LC verwendet.
  • Referenzbeispiel 3
  • Ausführungsformen der Agitationsmittel 1.4 in mechanochemischen Mühlen 1
  • Es werden weitere mechanochemischen Mühlen 1 bereitgestellt, die anstelle der Attritoren 1.4.1 weitere Ausführungsformen der Agitationsmittel 1.4 enthielten.
    • 3.1 Die Agitationsmittel 1.4 gemäß den 2-1 (a), (b) und (c) sind Schlagscheiben 1.4.2 mit jeweils einer kreisrunde Kante 1.4.2.3. Die Schlagscheiben 1.4.2 weisen die jeweils eine mittig angeordnete Durchführung 1.4.2.1 für die Antriebswelle 3 auf. Um die Durchführung 1.4.2.1 waren in jeweils gleichem Abstand sechs gleichgroße Schlaglöcher 1.4.2.2 symmetrisch angeordnet. Die Schlagscheiben 1.4.2 gemäß den 2-2 (a), (b) und (c) unterscheiden sich von den Schlagscheiben 1.4.2 gemäß den 2-1 a), (b) und (c) lediglich dadurch, dass sie vier statt sechs Schlaglöcher 1.4.2.2 aufweisen.
    • 3.2 Die Schlagscheiben 1.4.2 gemäß den 3 (a), (b) und (c) weisen drei parallel zur Kante 1.4.2.3 gebogene, längliche, symmetrisch im Kreis zueinander angeordnete Schlaglöcher 1.4.2.2 auf. Die Schlagscheiben 1.4.2 können auf der Antriebswelle 2 so angeordnet werden, dass die Schlaglöcher 1.4.2.2 auf Deckung oder auf Lücke stehen. Die Schlagscheiben 1.4.2.1 können indes auch so angeordnet werden, dass abwechselnd jeweils zwei oder mehr auf Deckung und dann zwei oder mehr auf Lücke stehen.
    • 3.3 Die Schlagscheiben 1.4.2 der 4 (a), (b) und (c) weisen auf einer ihrer gegenüberliegenden Oberflächen sechs symmetrisch angeordnete, in Drehrichtung konvex gebogene Schlagstege 1.4.2.4 mit einem dreieckigen Profil auf. Die Schlagstege 1.4.2.1 verlaufen jeweils von der Durchführung 1.4.2.1 bis zur Kante 1.4.2.3. Bei einer weiteren Ausführungsform können die Schlagstege 1.4.2.4 auf beiden Oberflächen angeordnet sein.
    • 3.4 Die Schlagscheiben 1.4.2 der 5 (a), (b) und (c) unterscheiden sich von den Schlagscheiben 1.4.2 dadurch, dass die Schlagstege 1.4.2.4 geradlinig angeordnet sind und ein viereckiges Profil aufwiesen. Die Schlagscheiben 1.4.2 der 6 (a), (b) und (c) unterscheiden sich von denen der 5 (a), (b) und (c) nur dadurch, dass die Schlagstege 1.4.2.4 ein dreieckiges Profil aufweisen. Auch diese Schlagscheiben 1.4.2 können auf der Antriebswelle 2 so angeordnet werden, dass die Schlagstege 1.4.2.4 auf Deckung oder auf Lücke stehen. Die Schlagscheiben 1.4.2.1 können indes auch so angeordnet werden, dass abwechselnd jeweils zwei oder mehr auf Deckung und dann zwei oder mehr auf Lücke stehen.
    • 3.5 Die symmetrisch zu den Antriebswellen 2 angeordneten Agitationsmittel 1.4 der 7 (a), (b) und (c) weisen jeweils zwei von einem die Durchführung 1.4.2 umschließenden Ring 1.4.3.1 ausstrahlende Schlagfächer 1.4.3 auf. Auf jeweils einer der Oberflächen der beiden Schlagfächer 1.4.3 sind jeweils zwei Schlagstege 1.4.2.4 mit viereckigem Profil strahlenförmig angeordnet.
    • 3.6 Die Schlagfächer 1.4.3 der 8 (a), (b) und (c) unterscheiden sich von denen der 7 (a), (b) und (c) nur dadurch, dass die Schlagstege 1.4.2.4 ein dreieckiges Profil aufweisen.
    • 3.7 Die symmetrisch zu den Antriebswellen 3 angeordneten Schlagfächer 1.4.3 der 9 (a), (b), (c) und (d) weisen jeweils ein parallel zu den Kanten 1.4.2.3 verlaufendes Berg-und-Tal-Profil 1.4.3.2 auf, das jeweils aus zwei Tälern und zwei Bergen bestand, auf.
    • 3.8 Bei den Agitationsmitteln 1.4 der 10 (a), (b), (c) und (e) verbreitert sich der Ring 1.4.3.1 symmetrisch und geht in jeweils zwei Paare aus zwei ausstrahlende Schlagfächern 1.4.3, die durch jeweils eine U-förmige Spalte 1.4.3.3 voneinander getrennt sind, über. Die vier Schlagfächer weisen ebenfalls jeweils ein parallel zu den Kanten 1.4.2.3 verlaufendes Berg-und-Tal-Profil 1.4.3.2 auf.Auch diese Schlagfächer 1.4.3 können auf der Antriebswelle 2 so angeordnet werden, dass sie auf Deckung oder auf Lücke stehen. Die Schlagfächer 1.4.3 können indes auch so angeordnet werden, dass abwechselnd jeweils zwei oder mehr auf Deckung und dann zwei oder mehr auf Lücke stehen.
    • 3.9 Die Schlagkeule 1.4.4 der 11 weist drei symmetrisch von dem die Antriebswelle 2 umfassenden Ring 1.4.4.1 ausstrahlende Verbindungsstege 1.4.2.4 mit rundem Querschnitt auf, an deren Enden jeweils ein kugelförmige Schlagkörper 1.4.4.3 befestigt sind. Die Schlagkeulen 1.4.4 können auf der Antriebswelle 2 so angeordnet werden, dass sie auf Deckung oder auf Lücke stehen. Sie können indes auch so angeordnet werden, dass abwechselnd jeweils zwei oder mehr auf Deckung und dann wieder zwei oder mehr auf Lücke stehen. Bei anderen Ausführungsformen können die Verbindungsstege 1.4.2.4 auch einen 4-eckigen, ovalen oder trapezförmigen Querschnitt oder einen abgeflachten Querschnitt wieder Querschnitt durch eine Messerschneide haben.
    • 3.10 Der flächenförmige Schlagflügel 1.4.5 der 12 weist eine S-Form auf, in deren beiden Schlagenden 1.4.5.1 Schlaglöcher 1.4.2.2 angeordnet sind. Der flächenförmige Schlagflügel 1.4.5 der 16 weist eine ausgeprägtere S-Form ohne Schlaglöcher 1.4.2.2 auf. Die Schlagflügel 1.4.5 können auf der Antriebswelle 2 so angeordnet werden, dass sie auf Deckung oder auf Lücke stehen. Sie können indes auch so angeordnet werden, dass abwechselnd zwei oder mehr auf Deckung und dann wieder zwei oder mehr auf Lücke stehen.
    • 3.11 Anstelle der vorstehend beschriebenen Agitationsmittel 1.4 und Mahlkörper 1.2 können die mechanischen Mühlen 1 auch mit in entgegengesetzter Drehrichtung 1.4.6.1 drehenden Walzen 1.4.6 betrieben werden. Die Mahlung findet dann im Walzenspalt statt. Bei der Konfiguration gemäß der 14 sind zwei parallele Walzen in Mahlraum 1.1 angeordnet.
    • 3.12 Bei der Konfiguration gemäß der 15 weisen die Oberflächen der beiden Walzen 1.4.6 ineinandergreifende Zacken 1.4.6.2 auf.
    • 3.13 Bei der Konfiguration gemäß der 16 dreht sich die Walze 1.4.6 gegen eine Abriebwand 1.4.6.3, wobei die Mahlung im Spalt zwischen Walze 1.4.6 und Abriebwand 1.4.6.3 erfolgt.
    • 3.14 Bei der Konfiguration der 17 kreuzen sich die Drehachsen 1.4.6.4 der zwei parallelen Walzen 1.4.6 in einem Winkel 1.4.6.5, wodurch eine zusätzliche Torsion des Mahlguts F resultiert.
    • 3.15 Die in entgegengesetzter Drehrichtung 1.4.6.1 drehenden Walzen 1.4.6 der 18 weisen eine federnde Oberfläche 1.4.6.6 auf. Diese wird von symmetrisch angeordneten Vertiefungen 1.4.6.7 gebildet, in denen Federungen 1.4.6.8 die Kugeln 1.4.6.9 aus den Vertiefungen 1.4.6.7 herausdrücken. Die Mahlung des Mahlguts F erfolgt dann beim Drehen der Walzen 1.4.6 in dem Kontaktbereich zweier Kugeln 1.4.6.9. Die Kugeln 1.4.6.9 weisen einen geringeren Durchmesser als die lichte Weite der Vertiefungen 1.4.6.7 auf, sodass das Mahlgut F, das in die Vertiefungen 1.4.6.7 eingedrungen ist, bei geeigneter Stellung der Walzen 1.4.6 wieder nach unten herausrieseln kann.
  • Referenzbeispiel 4
  • Ausführungsformen des Mahlraums 1.1 der mechanischen Mühlen 1
  • Anstelle einer Trommel 1.5, bei der der Mahlraum 1.1 die Form eines geraden Zylinders hat, kann auch ein Mahlraum 1.1 verwendet werden, der mindestens zwei hintereinander angeordnete kugelschnittförmige Mahlräume 1.1.1, die durch mindestens eine kreisförmige Einschnürung 1.1.2 gebildet werden, aufweist. Die Antriebswelle 2 verläuft mittig durch die kugelschnittförmigen Mahlräume 1.1.1 und die kreisförmigen Einschnürungen 1.1.2. Die Dimensionen der Agitationsmittel 1.4 sind dem sich periodisch ändernden Durchmesser der Mahlräume 1.1.1 angepasst (vgl. 19). Durch diese Konfiguration kann eine signifikante Verbesserung der Durchmischung des Mahlguts F erzielt werden.
  • Beispiele 1 bis 17
  • Die Herstellung der erfindungsgemäßen Aktivkohlepartikel (A)
  • Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Aktivkohlepartikel (A) werden die in den Referenzbeispielen 1, 2, 3.1 bis 3.15 sowie 4 beschriebenen mechanochemischen Mühlen 1.verwendet.
  • In allen Fällen werden bei den Beispielen 1 bis 17 grobteilige Aktivkohlepartikel einer mittleren Teilchengröße d50 von 5 mm als Mahlgut F; 1.3 unter Stickstoff durch den jeweiligen Einlass 1.5.1 in den jeweiligen Mahlraum 1.1 der mechanischen Mühlen 1 eingefüllt. Das Mahlgut F wird jeweils bei Raumtemperatur während 2 Stunden bei 1100 Umdrehungen/min unter Stickstoff gemahlen. Die jeweiligen resultierenden erfindungsgemäßen Aktivkohlepartikel A wurden aus dem Auslass 1.5.2 unter Stickstoff ausgetragen und analysiert.
  • Röntgenemissionsspektroskopische belegen, dass die Aktivkohlepartikel A schwermetallfrei sind. außerdem zeigen GC-MS-Messungen, dass sie von persistenten organischen Schadstoffen (POP), polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) frei sind. In den elektronenmikroskopischen Aufnahmen finden sich keine Hinweise auf Meso- und Makroporen, was noch durch niedrige innere Oberflächen nach BET im Bereich von <100 m2/g untermauert wird. Die elektronenmikroskopischer mit Teilchengrößen liegen im Bereich von 50 nm bis 1000 nm. Die Aktivkohlepartikel A sind körnig und weisen keine faserförmigen Bestandteile auf. Sie sind von hoher Reinheit, da ihr Kohlenstoffgehalt 99,3 Mol-% beträgt.
  • Sie sind daher hervorragend für die Herstellung von dekorativen und medizinischen Kosmetika und Pflegeprodukten, Medizinprodukten und Arzneimitteln geeignet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (17)

  1. Unter mindestens einem Inertgas mechanochemisch vorbehandelte, laut Röntgenemissionsspektroskopie schwermetallfreie sowie von persistenten organischen Schadstoffen (POP), polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK), faserförmigen Anteilen und Meso- und Makroporen freie Aktivkohlepartikel A eines Kohlenstoffgehalts >99 Mol-% und einer elektronenmikroskopisch ermittelten Teilchengröße im Bereich von 100 nm bis 1000 nm.
  2. Aktivkohlepartikel A nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Inertgas aus der Gruppe, bestehend aus Stickstoff, Helium, Neon, Argon und Xenon, ausgewählt ist.
  3. Aktivkohlepartikel A nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwesenheit von Meso- und Makroporen durch elektronenmikroskopisch bestimmt ist.
  4. Mechanochemisches Verfahren zur Herstellung von Aktivkohlepartikeln (A) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man (I) schwermetallfreie, PAK- und/oder POP-haltige, grobteilige Aktivkohlepartikel als Mahlgut (F) bereitstellt, (II) das Mahlgut (F) kontinuierlich oder diskontinuierlich unter Inertgas in den mindestens einen mit mindestens einer schwermetallfreien, anorganischen, technischen Keramik ausgekleideten Mahlraum (1.1) mindestens einer mechanischen Mühle (1) einfüllt und (III) darin mit durch Agitationsmittel (1.4) bewegten Mahlkörpern (1.2) oder mit Walzen (1.4.6), deren Oberflächen mit mindestens einer schwermetallfreien, anorganischen, technischen Keramik beschichtet sind, bei konstanter und/oder variabler Umdrehungsgeschwindigkeit unter Inertgas vermahlt, bis Teilchengrößen im Bereich von 100 nm bis 1000 nm erreicht sind, wonach man (IV) die Aktivkohlepartikel (A) unter Inertgas austrägt.
  5. Mechanochemisches Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mindestens ein schwermetallfreies, hartes, inertes Oxid, Nitrid und/oder Carbid als partikelförmiges Mahlhilfsmittel zugesetzt wird.
  6. Mechanochemisches Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine partikelförmige Mahlhilfsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Quarz, Glas, Aluminiumnitrid, Siliziumnitrid, Siliziumcarbid, Siliziumcarbidnitrid, Aluminiumoxid und Bornitrid, ausgewählt wird.
  7. Mechanochemisches Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Aktivkohlepartikel (A) von dem mindestens einen partikelförmigen Mahlhilfsmittel über den Dichteunterschied abtrennt.
  8. Mechanochemisches Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man die Aktivkohlepartikel (A) nach ihrer Partikelgröße sichtet oder klassifiziert.
  9. Mechanochemisches Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlung des mindestens einen Mahlguts (F) oder der Mischung aus mindestens einem Mahlgut (F) und mindestens einem Mahlhilfsmittel bei einer Temperatur der Mahlkörper (1.2) und des mindestens einen Mahlguts F von -273 °C bis +500 °C durchgeführt wird.
  10. Mechanochemisches Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man hierfür eine mechanische Mühle (1) verwendet, die mindestens einen rotierbaren oder feststehenden mechanochemischen Reaktor (1.1), enthaltend eine drehbare oder feststehende Trommel (1.5) mit einem Mahlraum (1.1) mit mindestens einem Einlass (1.5.1) für das Mahlgut (F; 1.3), mindestens einem Auslass (1.5.2) für die Aktivkohlepartikel (A) oder die Mischung aus Aktivkohlepartikeln (A) und dem mindestens einen Mahlhilfsmittel sowie eine Vielzahl von feststehenden oder drehbaren Agitationsmittel (1.4) aufweist, wobei - die Trommel (1.5) des rotierbaren mechanochemischen Reaktors und Hohlleiters (1.1) eine scheibenförmige vertikale Trommelwand (1.5.3) aufweist, die in ihrem Zentrum mit einer von einem Motor (4) antreibbaren, rotierbaren Antriebswelle (3) verbunden ist, und - die Trommel (1.5) des feststehenden mechanochemischen Reaktors und Hohlleiters (1.1) mithilfe einer Antriebswelle (3) drehbare Agitationsmittel (1.4) zum Durchmischen der Mahlkörper (1.2) und des Mahlguts (F; 1.3) oder in Längsrichtung der Trommel (1.5) ausgerichtete drehbare Walzen (1.4.6) aufweist, wobei die Antriebswelle (3) durch einen Motor (4) angetrieben wird und durch die scheibenförmige vertikale Trommelwand (1.5.3) durch die Durchführung (1.5.3.1) geführt wird, - die Agitationsmittel (1.4) aus der Gruppe, bestehend aus Schlagscheiben (1.4.2), Schlagfächern (1.4.3), Schlagkeulen (1.4.4) und Schlagflügeln (1.4.5), die symmetrisch zur Antriebswelle (3) angeordnete Schlaglöcher (1.4.2.2), Schlagstege (1.4.2.4), Berg-und-Tal-Profile (1.4.3.2), Verbindungsstege (1.4.4.2) und Schlagkörper (1.4.4.3) aufweisen, ausgewählt sind und wobei - die drehbaren Walzen (1.4.6) in entgegengesetzter Drehrichtung (1.4.6.1) gegeneinander drehbar sind und ihre Drehachsen (1.4.6.4) parallel zueinander sind oder einen Neigungswinkel (1.4.6.5) haben oder gegen eine Abriebfläche (1.4.6.3) drehbar sind, wobei alle Oberflächen im Inneren der mechanischen Mühle (1), die mit dem Mahlgut (F) oder mit dem mindestens einen Mahlgut (F) und dem mindestens einen Mahlhilfsmittel in Berührung kommen, mit mindestens einer schwermetallfreien, anorganischen, technischen Keramik beschichtet sind.
  11. Mechanochemisches Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die schwermetallfreie, anorganische, technische Keramik aus der Gruppe, bestehend aus Aluminiumoxid-, Borcarbid-, Bornitrid-, Bornitridcarbid-, Calciumsilikat-, Siliciumoxid-, Siliciumcarbid-, Siliciumnitrid-, Siliciumoxidnitrid-, Siliciumoxidcarbid-, Siliciumnitridcarbid-, Siliciumoxidnitridcarbid- und Glaskeramiken, ausgewählt wird
  12. Mechanochemisches Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mühle (1) ein Agitationsmittel (1.4) gleicher Art und/oder mindestens zwei unterschiedliche Arten von Agitationsmitteln (1.4) aufweist, wobei die Agitationsmittel (1.4), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Schlagscheiben (1.4.2), Schlagfächern (1.4.3), Schlagkeulen (1.4.4) und Schlagflügeln (1.4.5), die symmetrisch zur Antriebswelle (3) angeordnete Schlaglöcher (1.4.2.2), Schlagstege (1.4.2.4), Berg-und-Tal-Profile (1.4.3.2), Verbindungsstege (1.4.4.2) und Schlagkörper (1.4.4.3) aufweisen, in Richtung der Antriebswelle (3) auf Deckung und/oder auf Lücke stehen.
  13. Mechanochemisches Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Mahlraum (1.1) mindestens zwei hintereinander angeordnete kugelschnittförmige Mahlräume (1.1.1) hat, die durch mindestens eine kreisförmige Einschnürung (1.1.2) gebildet sind, wobei Antriebswelle (3) mittig durch die kugelschnittförmige Mahlräume (1.1.1) und die kreisförmigen Einschnürungen (1.1.2) verläuft und die Dimensionen der Agitationsmittel (1.4) dem sich periodisch ändernden Durchmesser der Mahlräume (1.1.1) angepasst sind.
  14. Mechanochemisches Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einer Kaskade von mechanischen Mühlen (1) durchgeführt wird.
  15. Verwendung der Aktivkohle (A) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 oder der nach dem mechanochemischen Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 14 hergestellten Aktivkohle (A) zur Herstellung von dekorativen und medizinischen Kosmetika und Pflegeprodukten, Medizinprodukten und Arzneimitteln.
  16. Verwendung der Aktivkohle (A) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die dekorativen und medizinischen Kosmetika und Pflegeprodukte, die Medizinprodukte und die Arzneimittel Pulver, Festkörper, Gele, Cremes, Salben, Lotionen, Tropfen, Sprays, Dosieraerosole, Gurgellösungen, Lutschtabletten, Einläufe, Klistiere, Schäume und Releasematerialien sowie Beschichtungen auf textilen Geweben, Gesichtsmasken, Verbandsmull, Pflastern Schäumen, Toilettenutensilien, Umschlägen, Binden, Tampons und medizinischen Geräten sind.
  17. Verwendung der Aktivkohle (A) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Medizinprodukte der Pflege von Überlappungen von Haut an Brust, Bauch und Leiste, von Schleimhäuten, Augen, Ohren, Mund, Lippen, Fingernägel, Zehennägel, Hornhaut, Warzen und Narben, der Entfernung und/oder Unschädlichmachung von Ausscheidungen von Noxen, Drogen, Toxinen, Medikamenten, Säuren, Basen und Geruchsstoffe über die Haut, der Linderung von unangenehmen und/oder schmerzhaften begleitenden Symptomen und Nebenwirkungen bei Läsionen, Juckreiz, Intertrigo, Brennen, Infektionen, bei der Krebstherapie, der Chemotherapie, der Chondrokalzinose, der Schuppenflechte, der Neurodermitis, der Akne, bei Ekzemen und atrophischen Ekzemen, bei Warzen, Rosacea, Herpes, Gürtelrose, Masern, Mumps, Röteln, Windpocken, Hand-Mund-Fuß-Krankheiten, Hand- und Fuß-Syndromen, Rötungen, Rheuma und Arthrosen sowie dem vorbeugenden Schutz und der Unterstützung von Heilungsprozessen bei bestehenden Infektionen, Wunden oder Verbrennungen dienen.
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