DE1271679B

DE1271679B - Process for the production of porous granules

Info

Publication number: DE1271679B
Application number: DEP1271A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Peter Bartha; Dr Gottfried Hotz
Original assignee: Refratechnik Albert GmbH
Current assignee: Refratechnik Albert GmbH
Priority date: 1965-01-09
Filing date: 1965-01-09
Publication date: 1968-07-04

Description

Verfahren zur Herstellung von porösen Granalien Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von porösen Granalien.Method of making porous granules The present invention relates to methods of making porous granules.

Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung von porösen Granalien bekannt. So können beispielsweise die Granalien durch Zerteilen der zu ihrer Herstellung verwendeten Massen in flüssiger oder fester Phase hergestellt werden, wobei die erforderliche hohe Porosität in einer vor-, ein- oder nachgeschalteten Verfahrensstufe hervorgerufen werden kann. So werden z. B. hochwertige keramische Materialien in Hohlkugelform aus einer Schmelze verblasen (Kugelkorund, Kugelmullit) oder natürliche und künstliche poröse Materialien werden zerkleinert und klassiert (Bims, Leichtschamotte) oder es wird schließlich ein natürliches Material zerkleinert und anschließend durch thermische Behandlung infolge materialbedingter Eigenschaften gebläht (Blähschiefer). There are already various methods of making porous Granules known. For example, the granules by dividing the to The masses used in their manufacture are produced in the liquid or solid phase be, with the required high porosity in an upstream, on or downstream Process stage can be caused. So z. B. high quality ceramic Blowing materials in hollow spherical form from a melt (spherical corundum, spherical mullite) or natural and artificial porous materials are crushed and classified (Pumice, light chamotte) or finally a natural material is crushed and then by thermal treatment due to material-related properties distended (expanded slate).

Granalien können weiter durch Kornvergrößerung von Pulvern oder feinkörnigen Materialien durch Preß- oder Aufbaugranulation gewonnen werden. Granules can be further made by enlarging the grain of powders or fine-grained ones Materials are obtained by pressing or build-up granulation.

Die Aufbaugranulation wird dabei mit Chargenmischern, Granuliertrommeln, Granuliertellern od. dgl., die Preßgranulation mittels Strangpressen oder Preßwalzen durchgeführt.The build-up granulation is done with batch mixers, granulating drums, Granulating plates or the like, the press granulation by means of extrusion or press rolls carried out.

Die erforderliche mechanische Festigkeit wird bei diesen bekannten Verfahren durch einen anschließenden keramischen Brand erzielt. Bei Blähton od. dgl. wird gleichzeitig durch die darin vorhandenen Ausbrennstoffe oder blähende Stoffe die erforderliche hohe Porosität erzeugt. The required mechanical strength is known in these Process achieved by a subsequent ceramic firing. With expanded clay or. Like. Is at the same time by the existing therein burnout substances or bloating Substances generated the required high porosity.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von porösen Granalien anzugeben, mit dem sich ohne einen Brennvorgang feinporige Granalien und Granulate mit hoher mechanischer Festigkeit und leichtem Gewicht erzeugen lassen. The invention is based on the object of a method for production of porous granules, with which fine-pored ones can be produced without a firing process Produce granules and granules with high mechanical strength and light weight permit.

Das beanspruchte Verfahren zur Herstellung von porösen Formlingen durch Mischen von Al203- und SiO2-haltigen, feuerfesten mineralischen Stoffen, veraschte Getreideschalen und Wasser, anschließendes Verformen und Trocknen der Mischung besteht darin, daß zur Herstellung von porösen Granalien hoher Festigkeit eine Masse aus 20 bis 95, vorzugsweise 40 bis 950/, veraschten Getreideschalen, insbesondere Reisschalen, 0 bis 15, vorzugsweise 5 bis 12 01o Ton und 5 bis 80, insbesondere 20 bis 4001, kieselsäurereichen, feuerfesten Zuschlagstoffen mit Phosphorsäure oder sauren Salzen derselben versetzt, die Mischung anschließend in bekannter Weise granuliert und bei etwa 200° in üblicher Weise getrocknet wird. The claimed method for producing porous moldings by mixing refractory mineral materials containing Al203 and SiO2, incinerated The mixture consists of grain husks and water, then shaping and drying in that for the production of porous granules of high strength a mass of 20 to 95, preferably 40 to 950 /, ashed grain hulls, especially rice hulls, 0 to 15, preferably 5 to 12 01o tone and 5 to 80, especially 20 to 4001, Silica-rich, refractory aggregates with phosphoric acid or acid salts the same is added, the mixture is then granulated in a known manner and is dried at about 200 ° in the usual way.

Mit diesem Verfahren lassen sich wegen der Mikro- porosität der Reisschalenasche feinste Granulate herstellen, ohne daß eine wesentliche Zunahme des Raumgewichtes eintritt. Das erfindungsgemäß hergestellte Granulat weist bereits nach dem Trocknen bei erhöhter Temperatur so hohe mechanische Festigkeit auf, daß ein Brand vollkommen entbehrlich ist. Die Verwendung von Phosphorsäure oder phosphorsauren Salzen als Bindemittel ergibt nach dem Trocknen eine nahezu bis zur Sinterung gleichmäßige Festigkeit. Due to the micro- porosity of rice husk ash Produce the finest granules without a significant increase in density entry. The granules produced according to the invention already show after drying Mechanical strength at elevated temperature is so high that a fire is complete is dispensable. The use of phosphoric acid or phosphoric acid salts as After drying, the binding agent is almost uniform until sintering Strength.

Es ist zwar bereits bekannt, Bauelemente, wie Ziegel und Platten, durch Mischen von veraschten Getreideschalen mit Al203- und SiO2-haltigen, feuerfesten, mineralischen Stoffen sowie Wasser und anschließendes Verformen und Trocknen der Mischung herzustellen. Ferner ist es bekannt, isolierende Formkörper durch Mischen von Reishülsen, bindenden Stoffen, wie Zement, Kalk oder Magnesit, mit Wasser, Gießen der plastischen Masse in Formen und Trocknen herzustellen. Bei diesem bekannten Verfahren werden den veraschten Getreideschalen jedoch calciumhaltige Bindemittel, wie Gemische von Kalk und Zement, Gips oder andere Calciumsalze mit oder ohne Zusatz von Kalk und ferner zusätzlich kleine Mengen eines Aluminiumsalzes, wie Aluminiumsulfat oder Aluminiumchlorid, zugesetzt. Im Gegensatz hierzu erfolgt die Bindung des zur Herstellung der neuen Granalien verwendeten Gemisches von Reisschalenasche, Ton und kieselsäurereichen feuerfesten Zuschlagstoffen, insbesondere Leichtschamotte, ausschließlich durch Phosphorsäure oder phosphorsaure Salze. Die neuen Granalien haben daher eine auch bei steigender Temperatur gleichmäßige Festigkeit, schwinden nicht und erschließen der Reisschalenasche ein neues Anwendungsgebiet. Although it is already known to use structural elements such as bricks and slabs, by mixing ashed grain hulls with Al203- and SiO2-containing, refractory, mineral substances as well as water and subsequent shaping and drying of the To make mixture. It is also known to produce insulating moldings by mixing of rice hulls, binding substances such as cement, lime or magnesite, with water, pouring the plastic mass in molding and drying. With this well-known However, calcium-containing binders are added to the ashed grain husks, such as mixtures of lime and cement, gypsum or other calcium salts with or without additives of lime and also small amounts of an aluminum salt such as aluminum sulfate or aluminum chloride added. In contrast to this, the binding of the to takes place Production of the new granules used mixture of rice husk ash, clay and refractory aggregates rich in silica, especially light fireclay, exclusively through phosphoric acid or phosphoric acid salts. The new granules therefore have a uniform strength even when the temperature rises, shrink not and open up a new field of application for rice husk ash.

Das Schüttgewicht der erfindungsgemäß hergestellten Granulate kann durch geeignete Einstellung der Zusammensetzung sowie durch entsprechendes Aufmahlen der Rohstoffe zwischen 0,4 und 0,7 kg/l eingestellt werden. The bulk density of the granules produced according to the invention can by suitable adjustment of the composition as well as by appropriate grinding of the raw materials between 0.4 and 0.7 kg / l.

Beispiel 1 In folgendem Ausführungsbeispiel wurde ein erfindungsgemäßes Granulat folgender Zusammensetzung unter Verwendung von 15 01o Orthophosphorsäure (43 0/o H3PO,), bezogen auf die unten angegebene Mischung, hergestellt: 500/o Reisschalenasche, 400/0 Leichtschamotte, 100/o Bindeton. Example 1 In the following exemplary embodiment, an inventive Granules of the following composition using 15 01o orthophosphoric acid (43 0 / o H3PO,), based on the mixture given below, produced: 500 / o rice husk ash, 400/0 light fireclay, 100 / o binding clay.

Das Schüttgewicht des Granulats betrug 0,7 kg/cm2. The bulk density of the granulate was 0.7 kg / cm2.

Zwischen Trockentemperatur und Sintertemperatur wurde folgende mechanische Festigkeit ermittelt: 200°C 500°C 700°C 900°C 1200°C Drukfestigkeit, kg/cm2 .................. 40 42 42 39 42 Abrieb nach B ö h m e in cm3/50 cm2...... 46 47 45 47 44 Infolge der hohen Porosität und der geringen Wärmeleitfähigkeit eignet sich das erfindungsgemäß hergestellte Granulat besonders gut als lose Isoliermasse. Es kann aber auch vorteilhaft als Zuschlag für Feuerleicht- und Isolierbeton verwendet werden, indem es in diesen eingebettet wird. Eine andere Verwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäß hergestellten Granulats besteht in seiner Verwendung als Spritzmasse für das Torkret-Verfahren.The following mechanical strength was determined between the drying temperature and the sintering temperature: 200 ° C 500 ° C 700 ° C 900 ° C 1200 ° C Compressive strength, kg / cm2 .................. 40 42 42 39 42 Abrasion according to Bohemia in cm3 / 50 cm2 ...... 46 47 45 47 44 As a result of the high porosity and the low thermal conductivity, the granulate produced according to the invention is particularly suitable as a loose insulating compound. However, it can also be used to advantage as an additive for lightweight refractory and insulating concrete by embedding it in it. Another possible use of the granulate produced according to the invention is its use as an injection molding compound for the Torkret process.

Beispiel 2 In folgendem Beispiel wurde ein erfindungsgemäßes Leichtgranulat (Schüttgewicht 0,7 kg/l) in einer gebräuchlichen Kornabstufung bis zu 6 mm mit einem Phosphatbindemittel torkretiert. Nach dem Torkretieren wurden an der verspritzten Masse folgende Werte ermittelt: Porosität ................... 40% Wärmeleitfähigkeit ................ 0,39 kcal/ kgh"C Druckfestigkeiten bei 200°C .................. 72 kg/cm2 bei 700°C 73 kg/cm2 bei 900°C ................... 70 kg/cm2 bei 1200°C .................. 76 kg/cm2 Schließlich können die erfindungsgemäß hergestellten Granalien wegen ihres leichten Gewichtes und ihrer hohen Festigkeit vorteilhaft als Fließbettkörper sowie als Träger für Katalysatorensubstanzen bei katalytischen Verfahren verwendet werden, die unter Temperatureinwirkung in der Gasphase stattfinden. Example 2 In the following example, a lightweight granulate according to the invention was produced (Bulk density 0.7 kg / l) in a common grain gradation of up to 6 mm with a Phosphate binder torqued. After the gate was locked, the sprayed Mass determined the following values: Porosity ................... 40% thermal conductivity ................ 0.39 kcal / kgh "C compressive strengths at 200 ° C .................. 72 kg / cm2 at 700 ° C 73 kg / cm2 at 900 ° C ................... 70 kg / cm2 at 1200 ° C .................. 76 kg / cm2 Finally, the inventively produced Granules advantageous because of their light weight and high strength as a fluidized bed body and as a carrier for catalyst substances in catalytic Processes are used which take place under the action of temperature in the gas phase.

Claims

Claim: Process for the production of porous moldings by mixing refractory, mineral materials containing Al203 and SiO2, ashed cereal husks and water, then deforming and drying the Mixture, d a d II r c h characterized that for the production of porous granules high strength a mass of 20 to 95, preferably 40 to 95% ashed Cereal bowls, in particular rice bowls, 0 to 15, preferably 5 to 12 0 / o Clay and 5 to 80, in particular 20 to 400 / o high-silica, refractory aggregates mixed with phosphoric acid or acid salts thereof, the mixture then is granulated in a known manner and dried at about 200 ° C in the usual way.

Documents considered: German Patent No. 898 272; German interpretative document No. 1075 493.