DE1642882A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Extrahieren und Entwaessern einer dispergierten festen Phase - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Extrahieren und Entwaessern einer dispergierten festen Phase

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DE1642882A1
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dispersion
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Francois Chenel
Richard Swinnen
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CERAMIQUE DU BATIMENT SOC GEN
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Description

München, den 24.1.1968 Mein Zeichens 45-419
Beschreibung
zu der Patentanmeldung
der Firma
Societe General Ceramique du Bätiment, Luxembourg
betreffend
Verfahren und Vorrichtung zum Extrahieren und Entwässern λ einer dispergierten festen Phase
Prioritätί 24.Januar 1967 - Frankreich
Die Erfindung bezieht sich auf die Trennung und auf die Eindickung durch Entwässerung einer dispergierten festen Phase im Hinblick auf die Gewinnung eines Pulvere, einer Paate oder ganz allgemein einer Dispersion, in der die
feste Phaae hinreichend konzentriert ist, so daß sie gewiesen ^ darauffolgenden Behandlungen unterworfen werden kann, etwa einer Knetbehandlung, Siebin o.dgl. Eine derartige Eindiokung wird insbesondere beständig bei Tonen o.dgl. angewendet, let jedoch nicht auf die keramische Industrie beschränkt.
Die Eindickung von Tonen o.dglo geschieht bisher entweder
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entweder durch direkte Trocknung etwa mittels eines Zerstäubers oder einer Trockentrommel, oder durch Hindurchleiten der Tone durch eine Filterpresse und anschließendes Trocknen in einem Ofen oder durch Reiben.
Biese Verfahren weisen verschiedene Nachteile auf. Die Filterpresse arbeitet diskontinuierlich und die Gesamtheit der Vorgänge des Durchleitens durch eine Filterpresse, des Trocknens im Ofen oder des Heibens (broyage) ist langwierig und erfordert eine wesentliche Handarbeit.
Das direkte Trocknen geschieht in einem einzigen kontinuierlichen Vorgang, bedingt jedoch einen beachtlichen Energieverbrauch, da das gesamte auszutreibende Wasser duroh Zuführung von Wärme verdampft wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches die Vorteile der Filterpresse, nämlich die mechanische Abtrennung eines großen Teiles der flüssigen Phase ahne nennenswerte Energiezufuhr wie bei einer Änderung des Aggregatzustandes,mit dem Vorteil der direkten Trocknung, nämlich der kontinuierlichen, wenig Handhabungen erfordernde Arbeitsweise vereint.
Das Verfaüren nach der Erfindung ist im wesentlichen darin zu
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sehen, daß eine elektrophoretisch^ Ablagerung einer Haut der konzentrierten Dispersion auf einer sich bewegenden Elektrode erzeugt wird, welche wenigstens teilweise aus der zu behandelnden Dispersion herausragt.
Vorzugsweise wird das Verfahrens mittels einer Vorrichtung durchgeführt, die nach Art einer Trockentrommel aufgebaut ist, wobei erfindungsgemäß ein elektrisches PeId zwischen der Oberfläche der Trommel, und dem die zu behandelnde Dispersion enthaltenden Behälter angelegt wird.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform iet ein Hilfsayatem vorgesehen, welches mit der Haupttrommel zusammenwirkt, um die oberflächige Flüssigkeitsschicht auszuschalten, die die Haut der konzentrierten Dispersion aufweist..
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen ergänzend beechrleben»
Pig, 1 zeigt das Prinzip einer Vorrichtung nach der Erfindung gemäß einer ersten Ausführungsform.
Pig. 2 iat ein Längsschnitt der in der Vorrichtung enthaltenen Trockentrommel„
Pig. 3 zeigt eine für Vakuumbetrieb eingerichtete Vorrichtung mch der Erfindung im Querschnitt.
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Pig. 4 zeigt im Querschnitt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung,
Pig. 5 iat eine Teilansicht im Querschnitt einer abgeänderten Vorrichtung zum Granulieren,
Pigο 6 zeigt einen Teil der Oberfläche der bei Pig. 5 verwendeten Walze.
Pig. 7 ist eine perspektivische Ansicht des bei Pig· 5 verwendeten Schabers ο
Pigο 8 ist eine Draufsicht auf eine Trdmmel-
In den Piguren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehene
Die in Pig. 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt im wesentlichen eine Wanne 1, in die die zu behandelnde Dispersion mittels einer Leitung 2 eingeleitet wird, eine Haupttrommel 3, welche mit einem Schaber 4 versehen iet, sowie eine mitlaufende Gegenwalze 5, die selbst wieder mit einem Schaber 6 versehen ist, sowie einen Gleichspannungsgenerator 7- Die Wanne 1 ist bei der beschriebenen Ausführungsform halbzylindrisch ausgebildet und die trommel ist exzentrisch angeordnet, derart» daß der Abstand zwischen der Trommel und der Wanne von der Zuführungsseite'"an der Leitung 2 bis zur Abzugsleitung 8 für die flüssige Phaae abnimmt= Wie weiter unten noch erläutert dat, wird durch diese Ausbildung die Wirkungsweise der Vorrichtung verbessert. Diese Ausbildung ist jedoch nicht
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unbedingt erforderlich, und die Gestalt der Wanne sowie deren Lage inbezug zu der Trommel können auch anders ge wählt sein.
Die Trommel 3 wird in Pfeilrichtung mittels eines Riemens 9 und eines mit Reduziergetriebe versehenen Motors 10 an getrieben, welcher mit einem Geschwindigkeitsregler versehen ist, um die Drehgeschwindigkeit zwischen 0,1 und 5 ü/min variieren zu können.
Die Wanne 1 und die Trommel 5 sind au» Metall hergestellt und mit den beiden Polen des Gleichstromgenerators 7 verbun den, so daß die Wanne als Kathode und die Trommel ale Anode wirkene Die Flansche der Trommel sind mit einem Isolierma terial bedeckt, um eine Ablagerung der festen Phase aus der Dispersion an denselben zu verhindern.
Die Trommel weist gemäß Fig. 2 einen doppelten Mantel auf, und die äeitenwände 1,2 desselben sind duroh nichtdargestellte ä Einrichtungen festgemacht. Die beiden Wellenstummel 13a und 13b aind in Isolierkisse*n Ha und Hb an dem Rahmen der Vorrichtung (nicht dargestellt? abgestützt. Die Wellenstummel sind hohl und ermöglichen die Zufuhr von heißem Dampf an der άteile 15 und den Abzug desselben an der Stelle 16.
Der Wellenstummel Hb hat einen Durchmedder, der größer ist
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als derjenige des Wellenstummele 14a, so daß da3 aus dem Dampf kondenstor te Wasser in der unteren, eingetauchten Hälfte der Trommel an der Stelle 17 ausfließen kann.
Das Erhitzen der Trommel kann in gewissen fällen auch andersartig durchgeführt werden, beispielsweise nlttftle Warmluft oder elektrischer Widerstände oder auch bei gewiesen Anwendungen vollständig fortgelassen sein.
Die Schaber 4 und 6 sind mit Abzugsrinnen 4a b«w- 6a versehen.
Im Betrieb bildet sich in dem untergetauchten Teil auf der Oberfläche der Trommel eine Haut, die in Fig. 1 durch die aus gehäuften Funkten zusammengesetzte Linie F dargestellt isto Bei einer üblichen Trockentrommel bildet sich ebenfalle im untergetauchten Bereich auf der Oberfläche der Cromel eine Haut, welche jedoch einfach aufgrund einer Absorption offensichtlich die gleiche Konzentration hat wie die zu behandelnde Dispersion, so daß das Trocknen derselben eine beachtliche Wärmezuführung erfordert, um die flüssige Phase zu verdampfen*
Bei der Vorrichtung nach der Erfindung hingegen hat die gebildete Haut bereits den größten Teil der flüssigen Phase aus der Dispersion verloren, da die Adsorptionserscheinung mit einer elektrophoretischen Ablage kombiniert 1st,
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Zur näheren Erläuterung sei angenommen, daß die Dispersion aus Ton besteht. Die negativ geladenen Micellen werden von der elektropositiven Oberfläche der Trommel angezogen und lagern sich ab, wobei sie sich zusammendrücken und aufschichten und unter der Wirkung des elektrischen Feldes orientieren« Praktisch enthält die Ablagerung außer dem Konstitutionewasser fast -nur noch das an die Oberfläche der Micellen angelagerte Wasser, so daß die Schicht P, welche aus einem Ton mit beispielsweise 50?t Wassergehalt her- Λ gestellt ist, lediglich nur noch 12-20% Waeaer enthält, wobei sich ein gewisser Teil desselben auf der äußeren Oberfläche der Schicht befindet und zuletzt von der mitlaufenden Walze 5 abgenommen wird» Im Betrieb der Vorrichtung ist die mitlaufende Walze also mit einer Schicht von klarem Wasser bedeckt, welche der Schaber 6 abnimmt.
Die mitlaufende Walze 5 ist natürlich in Berührung mit der Haupttrommel, welche eine Drehung derselben in umgekehrter Richtung bewirkt, wobei jedoch der Anpreßdruck regelbar ist, damit die mitlaufende Walze die halbfeate Schicht nicht übermäßig abnimmt, deren Dicke«jedoch vergleichmäßigt.
3 trockene Produkt wird durch die Rinne 4a abgeführt, wahrend die klare Flüssigkeit an der Stelle 8 abläuft. Der Ton verarmt offensichtlich besondere in der festen
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Phase im Bereich der Wanne entgegengesetzt der Zuführungsleitung 2. Es ist vorteilhaft, in diesem Bereich die Entfernung zwischen den Elektroden zu verringern, um daa elektrische Feld derart zu erhöhen, daß die elektrophoretisch^ Ablagerung von einer verarmten Dispersion aus begünstigt wird·
Die Schicht P, welche wesentlich dicker ist als eine auf einer üblichen Trockentrommel getrocknete Schicht, unterliegt durch Verdampfung auf der Oberfläche der Trommel einer sehr raschen und wirksamen Trocknung, welche selbst in ungünstigen Fällen nur eine geringe Wärmezufuhr erfordert. Dies rührt nicht nur daher, daß ein großer Teil des Wassers vorher durch den Elektrophoreseprozeß abgetrennt ist und daher nicht verdampft zu werden braucht, sondern aüoh von der überraschenden Tatsache, daß die abgelagerte Schicht wegen der obenerwähnten Erscheinung der Euaammendrückung eine außergewöhnlich gute Wärmeleitfähigkeit aufweist„ Bei dem besonders interessierenden Fall der Behandlung von Tonen wurde ferner das Zusammenfallen der folgenden Faktoren festgestellt: Gemäß Beispiel 1 wird ddeeen Tonen ein starker Elektrolyt, im allgemeinen eine Böse, zugesetzt, die so gewählt wird, daß eich durch Entfloclnmg, ( d<§floculation) eine genügend geringe Viskosität der Tone ergibt, eo daß diese weiterbehandelt v/erden können, z.B, durch Sieben«
Die Anmelderin hat gefunden, daß der pH-Wort der Tone
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und die Beschaffenheit des Elektrolyten, die der minimalen Viskosität entspricht, am günstigsten sind zur Erzielung einer sehr dichten und in seiner Textur sehr harten Ablagerung.
Dieser pH-Wert liegt zwischen 7 und 8. Bei der Behandlung von Tonen wählt man daher diese Bedingungen, so daß die Konzentration dea trockenen Stoffes und die Viskosität desselben genau die für die späteren Bearbeitungsvorgänge günstigsten TSigenschaften haben« Die Orientierung der Teilchen der Ablagerung aufgrund des elektrischen Feldes ergeben außerdem ein besonders festes und homogenes trockenes Produkt, waa für spätere Behandlungen ebenfalls günetig ist.
Unter den bei der Behandlung von Tonen besondere günstigen zusammenfallenden Paktoren seien erwähnt das !freisetzen von Sauerstoff an der Anode, der in statu nascendi sehr acrtiv lat und organische Stoffe in dem Ton zerstört. Außerdem schafft der Jaueratoff Mikrokanäle, welche die Verdampfung begünstigen» Bei gewissen anderen Anwendungsfällen geht man jedoch von einer nicht entfiockten, wenig konzentrierten λ Dispersion aus, die jedoch eine verhältnismäßig große Viskosität hat* In diesem Fall ist die elektrophoretische
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Ablagerung weniger dicht und verhältnismäßig labil, jedoch ist die elektrophoretische Trennleistung größer ale im vorher erwähnten Fall» In der Wanne erfolgt eine Trennung zwischen einer reinen flüuaigen Phaae und einer konzentrierten Dieperaion»
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Je nach dem gewünschten Ergebnis stellt man den pH-Wert und die Viskosität der Dispersion durch Zugabe von Elektrolyten ein, was weiter unten anhand von Beispielen dargestellt ist. D:.ese Elektrolyten bleiben zum großen Teil in der flüssigen Phase und finden sich daher nicht in dem trockenen Produkt wieder. Die flüssige Phase wird vorzugsweise wiedergewonnen für die Herstellung des folgenden Teiles: Sodann werden die Dichtigkeit und die Textur der Ablagerung beeinflußt durch Wahl einer bestimmten Konzentration der zu behandelnden Dispersion. Eine sehr konzentrierte Dispersion ist günstig zur Erzielung einer dichten und harten Ablagerung unter der Voraussetzung, daß die Viskosität gering ist»
Ein weiterer Parameter, der beim Durchführen des Verfahrens zu beachten iat, ist die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden, welche zwischen 0,5 und 150 Volt liegt, je nach der Leitfähigkeit der Dispersion Die optimale Stromstärke Ii igt zwischen 0,5 und 5 A/dm pro Oberfläche der beweglichen Elektrodec
Die iiegelung der Drehzahl der Trommel ermöglicht durch Beeinflusuung der Aufenthalts ze it in dem Ton die Herstellung einer Ablagerung, deren Stärke für die in Betracht gezogenen Anwtmdungafälle optimal ist, während die Regelung der Wärmezufuhr den Feuchtigkeitsgehalt des Endproduktes bestimmt.
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Bei gewissen Anwendungen kann der Feuehtigkeitsentzug im Vakuum durchgeführt werden.
Pig.3 zeigt das Schema einer Anlage mit einer Wanne 1 und einer Trommel 3, welche mit einer mitlaufenden Walze und einem Schaber versehen ist, wobei diese Bauteile gleichartig ausgebildet sind wie bei der Vorrichtung nach Fig. und vereinfacht dargestellt sind. Ferner iet eine halbzylinderförmige Haube 18 vorgesehen, die an den Stellen 19 und 20 an der Wanne 1 befestigt ist, so daß ein dichter Behälter ^ gebildet wird. Dieser Behälter wird mittels einer Vakuumpumpe 21 evakuiert, an dem ein Kondensor 22 angeschlossen · ist zum Abfangen von Feuchtigkeito Die Zufuhr der zu behandelnden Dispersion in die Wanne und die Entnahme der klaren Flüssigkeit geschehen mittels dosierbarer Pumpen 22 und 23, und die Entnahme des trockenen Produkts erfolgt mittels eines drehbaren Ventile 24.
In gewissen Fällen kann die Anlage unter einer inerten Atmosphäre betrieben werden, wobei dann ein inertes Gas in den dichten Behälter eingeführt wird. Me Vorrichtung kann natürlich für gev/ieae Anwendungen abgeändert werden» Insbesondere läßt sich die Trommel durch sine bewegliche Elektrode mit einer ebenen, aehraubeiiföriiigen o&ev ©nderß geformten Oberfläche ersetzen0 Außerdem lößt sieh die mitlaufende Vf al se beispielsweise durch eine fromme! er-
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setzen, die ähnliche Abmessungen hot v'ie die"Haupttrommel, und kann selbst teilweise eingetaucht oein« Die mitlaufende Trommel kann seitlich rieben der Haupttroimrel angeordnet eein und mit einer Spanmmgoquello •verbunden sein {so daß sie eine Kathode bildete Bio würde dann die flüssige Phase an« ziehen und die feste Phase abotoßon, während die Il&upttronsmöl Bich umgekehrt verhält. In dieeun,< Pail braucht die Wanne unbedingt mit der ripannungaquelle verbunden £u sein.
Pig. 4 seigt eine weitere andere Anordnung von zwei Trommelne Bei dieeer-■ Ausfiilirungsform lsi Ifidi^lioh die Hilfstrommel 2b eingetaucht mid mit dem ne(-ifitiven Pol einer Spaimungsquelle verbund en j während die Hauptti ommel 26 mit dem positiven Polder SpanmmgsqiJ.elle verbunden iat und die Anode bildete Die iHchicht B hat also rtj e gleiche Konr.ontraticm wie der Ton, mit AuanahniG in dew roriihrimgöboreit;]] pA/iMOhen den bejlden Trommeln, wo die sieJj. i.i» eine '».b. vforfuntlichon flütoige Schicht trennt, die duroh d<ii Schaber Γ7 ab^eiiomirion wiru, der aueh •lf?rch oino iiit'l? ■*?$ anüß Via f r-e >ic< \ti vevätm Iran«, die selbst i-ficder mit ϋϊϊκ-.ίί· Bohaber vor.r:· )<?';, Jr;i-s und Im οΛηα im liehen rfciöie B^hit^ht ; dio'o.u;--.η ά··α ar-lmher 20 ynru . 3Jo lii.li\---t-i-r,p_ihi<\'\ ;'-[-.- ΐ,·ι vi-ri'-\i(-_-^.t'(bli'-(: ms 1- fine© aj f-iC-on i'l'>Ji^-rl'"\ Γ"9 bf!.<i<:-!;l. \ < »o daH äiv ]h\nf:a der bei jedem llhripnf miiirr-.iic.i-r-cmcr. !iH.'ippj j'i (521 V0I7iJ'ößCI"t li'tc
Die beiden Trommeln drehen sich beispielsweise mit 5-30 ü/min, so daß eine schnelle Trennung der beiden Phaaen möglich iat. Dia Antriebsvorrichtung der beiden Trommeln ist nicht dargestellt. Sie ist sehr einfach, da beispielsweise der Antriebsmotor mit der Hilfstrommel verbunden sein kann, während die Haupttrommel mitläuft.Die Hilfstrommel kann auch mit einer Heizvorrichtung versehen sein, so daß Wärmeverluste durch Berührung mit der Dispersion vermieden sind ο
In gewissen Fällen kann man auch die Oberfläche der Hilfsvor- ™ richtung für die Entfernung der flüssigen Phase verringern und dieee beispielsweise als einfachen Schaber ο.dgl. ausbilden,
Fig, 5 zeigt eine abgeänderte Ausführungaform einer mitlaufenden Walze» eiiiG3 Schabers und einer Sammelvorrichtung für daa Trockeriprodukt für die Vorrichtung nach Pigc 1. Eine derart abgeänderte Vorrichtung zeichnet sich besonders zum Hera teilen eines körnigen Trockenproduktea aus. Bisher ge- f achieht die Granulierung eines festen Stoffes, der in einer flüssigen Phase diapergiert"1st» im allgemeinen in zwei «ykliüch aufeinander folgenden Abscnnitten. In einem ersten'Abschiebt wird daa trockene Produkt extrahiert, beispielsweise mittels einer Filterpresse und einem daran anschließenden Trocken-" ofen, oder durch direkte Trocknung in einer Trockentrommel. Ln dom zweiten Abuchnibt wird das trockene Produkt baiaplola-
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weise gerieben und gesiebt, wobei ein wesentlicher Anteil nicht die erforderliche Körnung und sonstigen Eigenschaften aufweist, so daß man diesen Teil in die Dispersion zurückgeben muß, um ihn von neuem zu behandeln. Bei anderen bekannten Verfahren ist »ine langwierige und kostspielige Wiedereinführung von mangelhaften Stoffen erforderlich.
Ein wesentlicher Vorteil des Entwässerungsverfahrene nach der Erfindung liegt darin, daß sich das Trockenprodukt direkt in Granulatform der gewünschten Abmessung und passender Dichte herstellen läßt, indem man einfach Diskontinuitäten auf der Oberfläche derjenigen Elektrode vorsieht, auf der sich die Schicht ablagert, oder auf dem Hilfssystem, welches auf diese Oberfläche drückt und die abgelagerte Schicht dabei körnig drückt.
Bei der in PIg=. 5 dargestellten bevorzugten Aueführungsform lat die Oberfläche dar mitlaufenden Walze 5 mit rein mechanischen Diskontinuitäten in Form von Hohlräumen 30, 31» 32, versehen (siehe Pig. 5 und 6), Außerdem 1st der mit der Trommel 3 zusammenwirkende Schaber 34 mit einem gekrümmten Bndbereich 35 versehen, während der übrige Teil von dessen Oberfläche mit Rillen 36, 37 vorsahen ist (PIg, 7), deren Höhe In Richtung auf das gekrümmte Teil 35 abnimmt. Mit der riiienförmigen Oberfläche dan Schabers wirkt «ine S/linderbürste zusammen, die in. Pfeilrichtung um eine parallel, zur Achse der
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Trommel 3 verlaufende Achse angetrieben \?ird (nicht dargestellt).
Der übrige Teil dc-r Vorrichtung entspricht dor Torrlohtuiiß nach Pig» 1, Die mi !-laufende Walze 3 ist jedoch mit cJßffi ne#a« tiven Pol dce Generators 7 verbimden, eo dfiß sie eine Mfeite Kathode bildet«
Im Betrieb bildet, ßich eine Sohieljt P in der b©i FIg6 1 beschriebenen tfeico, wobei jedooh wegen der Hohlrifmse diese uchicht i'eliof'artig halbtai^elförmig lonturiert iet» die gemäß Figc (-■ in Reihen angeordnet sindt die perallel EU den länglichen IfίIlen verlaufen, die die Wellenform deo Schabers bilden* Inim Abschaben liommt ^ede lieihe an eine der Killen? und die lh:11 enbürste 38 teilt pie in lMlbkiigel-■ förmige Bri;chß1-üoi:f:, vfelche dan granulierte Endprodukt bilden-
Die Waise 5 bildet eine Katlioi© «lid stößt t1f!])<-u' ate lii .-■■ oellen des Tens ei* wiifl bleibt vol
Bie in Pig- 6 crrccist-ellt-e &©iFio2:p: der liiru:on\inniAüinr> kann natürlir-i; iil\~νimA^ri werden miü äip fßrti&inug^n brr-p.-chen auch ni^tO ii* ier mitlsufeiHEGii Juli'5 τοϊ:^θ8©ϊΐοϊί r« rc In gevrinaei: 1111^4' man saa die= ΐΐ&ύΙΐρηΐΰί-ϊ:'Μϊ ?i3ß]:ojrM?si?i v-f'
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ΐ 036 U η Π 3S
durch elektrische Diskontinuitäten ersetzen, wie in Fig. 8 dargestellt ist. Diese zeigt schwarze Isolierstoffbereiche, während die weißen Bereiche elektrisch leitend sind, so daß sich eine Ablagerung 3ewiglich auf den rautenförmigen weißen Bereichen bildet, von denen das Material dann abgeschabt wird. Hierbei ist keine Änderung dee Aufbaue der Vorrichtung erforderlich. Die Aufbringung der Isolierschicht kann in der Weise geschehen, daß Hohlräume auf der Trommeloberfläche hergestellt und mit einem Isolierstoff ausgefüllt werden, z.B. mit einem Epoxyharz, oder daß leitfähige Teile in eine Isolierstofftrommel eingesetzt werden. Das direkte Granulationsverfahren ist durch den Umstand ermöglicht, daß die abgelagerte Schicht bei einer einzigen Umdrehung der Trommel eine wesentlich größere Dioke erreichen kann ala bei einer üblichen Trockentrommel, und daß nicht nur die Dicke größer ist, sondern auch die Dichte und die Festigkeit für die direkte Bildung von Granalien besser geeignet sind, ohne daß ein zusätzliches Reiben oder Sieben erforderlich wäre. Die verschiedenen Parameter können außerdem gesteuert werden, um Granalien mit gewünschten Eigenschaften zu erzeugen. Insbesondere iet die Körnung eine direkte Funktion der ^Drehzahl der Trommel. Um eine granulierfähige Schicht zu erhalten, ist es unerläßlich, der Trommel Wärme zuzuführen, wobei die Wärmezufuhr aus den oben dargelegten Gründen jedoch wesentlich niedriger sein kann als bei den bisher bekannten Verfahren.
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Es sei erwähnt, daß das Granulierverfahren nach der Brfindung selbst für Schleifmittel anwendbar ist, die sehr achwie-*" rig mittels der üblichen Verfahren zu behandeln sind.
Im folgenden sind eine Anzahl Beispiele für das Entväse*rungaverfahren nach der Erfindung beschrieben.
Beispiel 1
Dieses Beispiel betrifft die Eindickung (raffermiaswaent) von verschiedenen Tonen zum Herstellen von reinem und trockenem Ion ^ für industrielle Anwendungen.
Man führt in einen Ton mit 30 bis 50J& feater Fnase 0»1ji einer Mischung aus gleichen Teilen latriumpyrophoephat und Natriumcarbonat ein. Diese Mischung ändert den pH-Wert dea Tones und bewirkt dessen Entflockung (dofloculation), so dafi er eine genügend niedrige Viskosität hat» us anschließende Veiterbehandlungen durchführen zu können, z.B. ein Sieben.
Der Ton wird sodann in die Vorrichtung nach Pig. 1 eingeführt und eine Spannung von 18 bis 20 Volt an die Elektroden gelegt, wobei eine Stromdichte von 1 bis 1,5 A/dm as'der anodischen Oberfläche (Trommel 3) herrscht und die Troma«l 3 sich mit einer Geschwindigkeit zwischen 10 und 20 U/min drehtο Die Geschwindigkeit der Ablagerung liegt zwischen 3 uxid 3,5 kg/h pro dm anodieoher Oberfläche. Man verwendet z.B. eine Trommel mit 1 m Durchmesaer und 2 m Länge, um
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etwa 2 Tonnen des trockenen Produktes pro Stunde zu erhalten. Um ein trockenes Produkt mit 1 bis 2jG Wassergehalt zu erhalten, liegt der Energieverbrauch für jedes kg dee trokkenen Produktes in der Größe von 7 Wattstunde» für die Herstellung des elektrischen Feldes und von 120 kKal für die Erwärmung der !Trommel. Wie bereits erwähnt, verJsrennt der an der Anode freigesetzte Bauerstoff in atatu nascendi die organischen Verunreinigungen des Tones, was besonders günstig ist bei Kaolin, der dadurch gebleicht wird.
Beispiel 2
Keramische Massen, die zum Kneten bestimmt sind für die Herstellung von Fayencen, müssen nach der Entwässerung einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 18 bis 22 j> aufweisen.
Einem Ton von 50 bis 6o£ fester Phase wird 0,15 £ einer Mischung aus gleichen Teilen Natriumpyr©phosphat und latriumtripolyphosphat zugesetzt und das Ganze in die Vorrichtung nach Fig. 1 gegeben. An den Elektroden liegt eine Spannung zwischen 12 und 13 Volt, wobei eine Stromdichte von 0,8 bis A/dm an der anodischen Oberfläche der Trommel 3 auftritt. Sie Geschwindigkeit der Ablagerung beträgt 4»5 kg/o/do für ein Endprodukt mit 20£ Wassergehalt. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, die Trommel zu erhitzen» so daft·der Energieverbrauch sich auf 5 kWh pro Tonne des Trockenproduktes erniedrigt, welche Energie für die Elektrophorese gebraucht wird.
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Beispiel 3
Der zum Behandeln von Weinen bestimmteßchwefelwird üblicherweise auf nassem Wege zubereitet. Man erhält einen Brei, der vorzugsweise entwässert ist» wenn man die Torrichtung nach Pig. verwendet. Die Spannung an den Elektroden liegt zwischen 30 und 35 Volt, wobei eine Stromdichte von 2 bis 4 A/dm an der anodischen Oberfläche (Trommel 3) auftritt. Sie Geschwindigkeit der Ablagerung liegt bei etwa 2,2 kg/dm /h. Diese elektrophoretisch^ Ablagerung, die zu einer Schicht F führt, enthält bis 30$ Waaser, wovon der größte Teil durch Trocknen auagetrie- % ben wird, indem die Trommel 3 auf eine Temperatur unterhalb 120° G erhitzt wird. Diese Erhitzimg verbraucht 550 kXal pro kg des trockenen Produktes, während die Erzeugung des elektrischen Feldes 58 Wattstunden - pro kg des Trockenproduktea bei einem angenommenen Wassergehalt von 0,55t verbraucht.
Beispiel 4
Sin Brei aus Kupferoxychlor ür der auf nassem Wege gemäß einem üblichen Verfahren hergestellt ist, wird in die Vor- ä richtung nach Fig. 1 eingebracht, nachdem Zellulosesulfit hinzugefügt worden ist, welche eine Entflockung überniemt. Die Spannung an den Elektroden betregt etwa 25 Volt, wobei eine Stromdichte von 2,5 A/dm der anodischen Oberfläche (Trommel 3) auftritt. Die Ablagerungsgeschwindigkeit liegt bei 2*8 kg/dm /h. Die elektrophoretisch hergestellte Ablagerung enthält 22jt Wasser, wobei der größte Teil desselben durch Trocknen aus-
getrieben wird. Daa Erhitzen der Trommel 3 verbraucht 320 kKal pro kg des trockenen Produktes, während die Erzeugung des elektrischen Feldes 23 Wh pro kg des Trockenproduktes bei einem Wassergehalt von etwa 1j6 verbraucht.
Beispiel 5
Tone,die zum Filtern und zum Entfärben von ölen verwendet werden, werden zwecks Aktivierung in an sich bekannter Weise mit Schwefelsäure behandelt.
Sie aktivierten Tone müssen eingedickt werden» und dieser Vorgang ist besonders schwierig aufgrund des Umstandes, daß die Micelleii fast neutral sind und im allgemeinen nur eine sehr geringe negative ladung aufweisen. Ooattft der Erfindung wird die Entwässerung mittels der Vorrichtung nach Fig. 1 durchgeführt, wobei an den Elektroden eine Spannung von 300 bis 400 Volt liegt. Um zu vermeiden, daß bei dieser höhen Spannung ein zu großer Stromverbrauch eintritt, / verwendet msn Spannungaimpulse, die durch einen Generator an sich bekannter Art erzeugt werden.
*
Beispiel 6
Die Vorrichtung nach der Erfindung kann zum Eindicken von Polymeren oder Mischpolymeren verwendet werden, etwa von Polyvinylchlorid in Emulsion oder Suspension. Man verwendet eine Spannung von 20 bis 25 Volt, wobei eine Stromdichte von
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2 bis 3 A/dm an der anodischen Oberfläche auftritt. Das Bndprodukt enthält 30 bis 3ü$ Wasser, wobei keine Wärmezufuhr bei der Vorrichtung erfolgt-
Beispiel 7
Aluminiumhydrat, welches nach einem üblichen Verfahren in einem stark natronhalt ig en Milieu hergestellt wird., wird mit der Vorrichtung nach der Erfindung bei einer Spannung von 0,2 bis 0,8 Volt an den Elektroden und einer anodiachen Stromdichte von 12 bis 18 A/dm2 behandelt. Man erhält ein " Endprodukt mit 30 bis 355t Wassergehalt, wobei keine Warmeaufuhr bei der Vorrichtung erfolgt.
Beispiel 8
Die Granulierung von keramischen Massen für die Herstellung von porfyrierten Platten {carreaux porphyräs) geschieht mit einer Vorrichtung nach Figo 5. Der zu behandelnden keramischen Masse wird vor dem Einführen in die Wanne der Vorrichtung 0,1 bis 0,2$ des Entflockungsmittels nach Beispiel 2 zugesetzt. g Die Behandlungsbedingungen und sonstigen Umstände sind die gleichen wie bei Beispiel 1, wobei jedoch von einem Ton mit i)0 bis 60$ fester Phase ausgegangen wird, so daß die erforderliche dichte Ablagerung für die Granulation begünstigt wird ο
•Die Erfindung läßt sich im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens noch in anderer und abgeänderter Weise durchführen C
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Verfahren zum Trennen einer festen, in einer Flüssigkeit diapergierten Phase, dadurch gekennzeichnet, daS elektrophoretisch eine Schicht der konzentrierten Dispersion auf einer sich bewegenden Elektrode hergestellt wird, welche mindestens teilweise aus der zu behandelnden Dispersion herausragt, wobei die zu behandelnde Dispersion an der Oberfläche dieser Elektrode anhaftet, und daß die Ablagerung in dem außerhalb der zu behandelnden Dispersion liegenden Bereich abgenommen wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablagerung der konzentrierten Dispersion bei der Bildung der ersteren Wärme zugeführt wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, insbesondere sum JCindicken von Tonen, dadurch gekennzeichnet, dafl ein MlVtel zum Verändern des pH-Wertes dem zu behandelnden Ton zugesetzt wird, um den pH-Wert auf 7 bis 8 einzustellen.
    4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3S dadurch gekennzeichnet, ' daß zur elektrophoretischen Ablagerung Spannungsimpulse an die Elektroden gelegt werden.
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    BAD ORIGINAL
    5ο Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch zwei Elektroden (1, 12), von denen wenigstens eine (12) bewegbar ist ,durch eine solche Anordnung der bewegbaren Elektrode (12) , daß diese mindestens teilweise in die Dispersion eintaucht, durch eine Spannung3quelle(7), die mit den Elektroden verbunden 1st, ' und durch eine Abnahmevorrichtung (4) zum Abnehmen der aus einer konzentrierten Dispersion bestehender Ablagerung. (P).
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Hilfsvorrichtung, die an der aufgetauchten Oberfläche der bewegbaren Elektrode anliegt und mit der Spannungsquelle verbunden ist, um die auf der Oberfläche der Ablagerung (P) befindliche Flussigkeitssehicht abzuziehen.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,.dafl die bewegbare Elektrode eine Trommel (12) bildet und daß die Hilfsvorrichtung eine mitlaufende Walze (5) bildet, die
    mit einem Schaber (6) versehen ist« ä
    So Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (12) exzentrisch inbezug auf eine die Dispersion aufnehmende Wanne (1) angeordnet ist derart, daß der Abstand an der Zuführungsstelle der Dispersion am grüßten ist und zur Abnahmestelle der flüssigen Phase hin abnimmt.
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    9« Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel und die Wanne aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt sind und jeweils mit den Polen einer Spannungsquelle verbunden sind und daß die Stirnflächen der Trommel mit einem Isoliermaterial bedeckt sind ο
    10. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel doppelwandig (11, 12) ausgebildet ist und zwei hohle tfellenstummel (13a, 13b) aufweist, durch die ein Heizungsströmungsmittel hindurchgeschickt wird.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 5, daduroh gekennzeichnet, daß die beiden Elektroden zwei miteinander in Berührung stehende drehbare Trommeln bilden, wobei die eine Trommel teilweise in die Dispersion eingetaucht ist, daß eine der Trommeln mit einem Schaber versehen ist zum Abnahmen der auf der Oberfläche der Ablagerung befindlichen Plüasigkeitsschicht, und daß die andere Trommel mit einem Schaber zum Abnehmen der festen Phase versehen ist (Figo 4).
    12o Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der mitlaufenden Walze (5) leitfähige Zonen und isolierende Zonen aufweist , die eine granalienförmige Ablagerung der konzentrierten Dispersion auf der Troaaiel bewirken«.
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    8AD ORiQINAt
    3ο Vorrichtung nach. Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der mitlaufenden Walze reliefartige Unebenheiten aufweist, die die Ablagerung auf der Trommel granalienförmig prägen„
    Ho Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13» gekennzeichnet durch einen Schaber, der einen gekrümmten Bereich (35) aufweist, welcher an der Trommel anliegt, und der in eine wellenförmige Oberfläche (36, 37) übergeht, die längliche Rillen bildet, wobei diese Oberfläche mit einer drehbaren Burete (38) zusammenwirkte
    eA00RIQINAL
    Lee rseite
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