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Verfahren zur Herstellung von Pasten zur Staubbindung Die Verordnung
des Oberbergamtes Dortmund vom 18.12.1964
schreibt In § 219 Abs. 2
vor, daß der in Abbaüstrecken sich ablagernde Kohlenstaub durch geeignete Mittel
zu binden ist. Unter diesen Mitteln ist die Staubbekämptung sowohl nach dem sogenannten
Chlorcaleium- 'als auch nach dem Chlormagnesiumverfahren zu verstehen.
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Das Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß man die Stöße und
Firsten der Strecken.unter Tage mit Pasten behandelt, die vorgenannte Komponenten
u.a. enthalten. Diese Pasten bewirken, daß der sich auf ihnen absetzende Kohlenstaub
gebunden und flugunfähig gemacht wird.
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Die bisher im Handel erhältlichen Chlorealcium- und Chlormagnesiumpasten
genügen den an sie gestellten Anforderungen nicht. Beide Pasten sind bisher nicht
in gleichbleibender (Jualität zu erhalten. Unterschiede bestehen vor allem in den
Konsistenzen der Pasten. Sehr häufig sind auch Entmischungs- und Rekristallisationserscheinungen
beobachtet worden, die es*nicht zulassen, die Pasten in gleichmäßiger Schichtdicke
aufzutragen bzw. die eine Förderung mit Pumpen über Rohrleitungen unmöglich machen.
Das bei den bisherigen Pasten hergestellte GelgerÜst wird durch mechanische Beanspruchung,
wie sie z.B. beim Pumpen erfolgt$ irreversibel zerstört. Es besteht weiterhin der
Nachteil, daß die staubbindende Fähigkeit der Pasten sehr schnell erschöpft ist.
In der praktischen Anwendung besteht der Nachteil, daß bei Pasten mit sehr hoher
Penetration ungenügende Schichtdicken erreicht wurden, während andererseits rekristallisierte
Paste keinen Staub zu binden vermag. Neuere Beobachtungen geben Anlaß zu Vermutungen,
daß auf erschöpften Pasten bereits gebundener Staub wieder flugfähig werden kann.
Sollte diese Annahme sich als
richtig erweisen, ist es augenscheinlich,
daß hieraus erhebliche Bedenken sicherheitlicher Art herzuleiten sind. Diese Pasten
sind im Übrigen nicht generell verwendbar. Es ist erforderlich, sie dem jeweiligen
Grubenklima anzupassen. Insbesondere bei der Chloraaleiumpaste besteht ein weiterer
Nachteil darin, daß erhebliche Korrosionsprobleme auftreten.
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Nach den bisher bekannt gewordenen Vorschlägen werden Pasten der genannten
Art in der Weise hergestellt, daß man ein hy-
groskopisches Salz bzw. ein
Gemisch hygroskopischer Salze, ferner einen Emulgator und ein Netzmittel und schlLeßlich
einen Trägerstoff, bestehend aus einem gallertartigen Umsetzungsprodukt aus kristallisiertem
Chlormagnesium und Kalkhydrat in Gegenwart von Wasser vermischt. Das so gewonnene
Gemisch muß dann einer längeren Reifung - beispielsweise 20 Std. lang
- unterworfen werden. Pasten der so gewonnenen Art zeigen die eingangs geschilderten
Nachteile.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung von Stäuben
aller Art, beispielsweise Kohlenstaub, das gegenüber dem Stand der Technik bei der
Herstellung wesentliche Vorteile aufweist, zugleich aber auch in seiner Anwendung
den bisher bekannten Pasten weit Überlegen ist. Das Verfahren besteht darin, daß
man als erste Komponente Caleiumhydroxyd, welches zuerst zu einer Kalkmilch hydratisiert
wird, verwendet, wonach das so gewonnene Produkt mit der erforderlichen Menge an
Magnesiumehloridlauge und einem Netzmittel unter Zugabe von Wasser vermischt wird.
Nach dem vorliegenden Verfahren wird also anders als nach den bekannten Verfahren
das Caleiumhydroxyd nicht direkt mit dem Magnesiumehlorid vermischt. Ein gesonderter
Emulgatorzusatz ist nicht erforderlich. Ebenso erübrigt sich die Einhaltung einer
Reifungszeit. Die Herstellung der Paste kann bei jeder beliebigen
Temperatur
im Bereich von -1O0C bis unterhalb des Siedepunkts den Wassern erfolgen. Bei dem
vorerwähnten bekannten Verfahren ist dagegen die erforderliche Temperatur von mehr
als 200C einzuhalten. Die fUr die Auflösung des nichtionogenen Netzmittels erforderliche
Temperatur wird durch'die exotherme Reaktion während der Hydratation den Calciumhydroxyds
ausgenutzt.
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Bei der Mischung der verschiedenen Komponenten wendet man die einzelnen
Anteile zweckmäßig in folgendem Verhältnis ant das Molverhältnis zwischen Calciumhydroxyd
und Magnesiumehlorid sollte zweckmäßig im Bereich von etwa 1 : 1 bis
1 4 liegen. Der Gesamtanteil der Festaubstanz sollte 20-40 Gew.% betragen.
Der Netamittelantell kann von 00-3 % betragen.
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Abgesehen von dem schon erwähnten Verfahrenavorteil zeichnet' sich
die so gewr.,-.#iene Paste durch hervorragende Eigenschaften bei ihrer Anwendung,
wie sie vor allem in Grubenbetrieben unter Tage erfolgt, aus. Insbesondere
' t die Paste durch ihr thixotrop--ähnliches Verhalten gut förder- und pumpfähig,
wobei das einmal hergestellte GelgerUst auch nach erheblichen Beanspruchungen erhalten
blielbtg so daß die Paste trotz ihres guten Fließverhaltens In erheblichee Schichtaicke
auf die zu behandelnden Teile, z*B. Grubenausbau, aufgebracht werden kann. Entmischungeerscheinungen
treten nicht auf. Einmal gebundener Kohlenstaub wird auch nach Erschöpfung der Paste
nicht wieder flugfähig. Ein weiterer Vorteil besteht darinig daß eine spezielle
Anpassung an ein bestimmten Klima nicht erforderlich ist; die Paste ist universell
verwendbar. Es ist allerdings auch möglich, die Paste im Bedarfsfall auf
bestimmte klimatische Verhältnisse einzustellen. Die besonderen Eigenschaften der
Pada machen es möglich, gegebenenfalls auf eine gesonderte Vorbehandlung der zu
pastenden Teile zu verzichten. Dieses wird vor allen Dingen ermöglicht durch die
starken oberflächenaktiven Eigenschaften der Paste. Die so hergestellte Paste vermag
fast das Doppelte ihres Eigengewichts an Staub zu binden.
Es ist
möglich, die Paste zusätzlich noch mit einem geeigneten Farbstoff zu versehen, um
verschiedene Pastenzonen unterscheiden zu können.
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B e i s p i e 1
5,8 t Calciumhydroxyd werden in
19,4 m3 Wasser eingetragen und uriter Rühren hydratisiert. Gleichzeitig wird eine
Mischung aus 24,8 t Magnesiumehloridlösung mit einer Dichte von 1,33 g/ml und
0,5 t Netzmittel, z.B. Aurripol NK der Firma Eugen Bruchhaus, Chemische Fabrik,
Neuss/fülein, eingesetzt. Die wie oben hergestellte Kalkmilch wird gleichmäßig unter
RUhren der mit dem Netzmittel versehenen Magnesiumchloridlösung zugesetzt; anschließend
wird noch etwa 1 Std. gerUhrt. Die fertige Paste hat eine Penetration von
etwa 400 mni/10 und weist einen pH-Wert zwischen 7 bis 9 auf. Es ist
möglich, durch Zugabe von Wasser zu der Fertigpaste die Penetration nachträglich
zu erhöheii, ihne daß die augensciieinliche Konsistenz der Paste verl,.)i#en-(-2iit
cht)e daß sie- ihre thixotr(ip-älinliche Eigensch,uft verl.Lert.