DE2205641B2 - Ölaufsaugendes Material - Google Patents
Ölaufsaugendes MaterialInfo
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Description
Zur Entfernung von Ölfilmen aus Wasser werden Stoffe empfohlen, die in mittlerer Korngröße oder
im Faserzustand vorliegen und deren Teilchen relativ kleine Kapillaren oder zellenartige Strukturen besitzen.
Nach dem bekannten Prinzip der Kapillarwirkung kann die Flüssigkeit infolge ihrer Oberflächenspannung
absorbiert und in die Teilchen hineingezogen werden. Als derartige Stoffe sind beispielsweise
Kieselgur (Diatomeenerde), Torffasern, Sägemehl oder Stroh zu nennen. Wenn auch diese Stoffe bis zu
einem gewissen Grade verwendungsfähig sind, haften dem Gebrauch poröser Materialien jedoch Nachteile
an. Einen wichtigen Nachteil stellt die ungehinderte Kapillpranziehung der Teilchen sowohl für Wasser
als auch für die ölige Substanz dar, so daß ein großer Teil der Absorptionskapazität des Teilchens durch
Wasser verbraucht werden kann und deshalb für die Aufnahme des Öls nicht mehr verfügbar ist. Diese
Erscheinung tritt auch bei sogenannten expandierten (aufgeschäumten) Gesteinen, wie dem für seine
große Absorptionskapazität pro Gewichts- und Volumeneinheit bekannten Perlit, auf.
Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Absorbentien ist ihre Neigung zur Freigabe des Öls und
dessen Ersatz durch Wasser. Um diesen Nachteil zu vermeiden und die Aufnahmefähigkeit für Öl zu steigern,
hat man beispielsweise den expandierten Perlit hydrophobiert. So ist es bekannt, (deutsche Patentschrift
1195 220, USA.-Patentschrift 3 382 170) zum Aufsaugen von auf Wasser schwimmendem Öl expandierten,
silikonumhüllten Perlit zu verwenden. Es wurde jedoch festgestellt, daß die Menge des aufgesaugten
Öls pro Gewichtseinheit i.l.uiKiiigemles Material
(l/kg) nicht zu befriedigen \ ·. · miu.
Es ist auch die Verwendung < i^ei nur wenig
oder unlöslicher Stoffe, wie Mai Dolomit, Serpentin,
Olivin, Asbest und insb< hLyc ' isern des
Serpentins Chrysotil bekannt. Vi I s V-Patentschrift
3 414 511 läßt sich jed< cn inch men, daß
diese Stoffe beträchtliche Durch ,^!1 ημ des wäßrigen
Systems erfordern. Andere v.- ^ liLmcne Stoffe
neigen dazu, vor oder nach erfolgter Ölabsorption unterzusinken. Dies ist besonders bei Fasermaterial,
wie Stroh, der Fall.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein selektiv Öl oder andere Kohlenwasserstoffe aufsaugendes
Material, das eine gegenüber bekannten Materialen erhöhte Ölmenge aufzusaugen vermag,
bereitzustellen. Erfindungsgemäß ist das ölaufsaugende, Vulkanglas enthaltende Material dadurch gekennzeichnet,
daß es in inniger Mischung mit dem Vulkanglas Zellulosefasern enthält und daß, jeweils
bezogen auf das Gesamtgewicht des Materials, das Vulkanglas mit einer Teilchengröße im Bereich von
2,38 mm bis 0,037 mn), in einer Menge von 50 bis S5 Gew. °/o vorliegt und die Zellulosefasern, von denen
mindestens 35% eine Länge von weniger als 0,074 mm aufweisen, in einer Menge von 10 bis 45
Gew. % vorliegen, und daß ein wasserabweisender Überzug für die Zellulosefasern in einer Menge von
0,001 bis 20 Gew. °. 0 vorgesehen ist.
Das erfindungsgemäße Material enthält im wesentlichen kugelförmige Zwischenräume oder Lücken
oder längliche Zwischenräume, wobei erstere im expandierten Perlit oder in entsprechendem vulkanischen
Glas und letztere bei den Zellulosefasern vorkommen. Das Material vermag selektiv Öl aus Wasser
aufzusaugen, wobei es an der Grenzfläche beider Flüssigkeiten im wesentlichen unbegrenzt schwimmfähig
ist. _
Es wird daher durch das Material gemäß der Erfindung das empfindliche Gleichgewicht innerhalb
der wünschenswerten Eigenschaften, die für die wirksame Entfernung des Öls von der Wasseroberfläche
erforderlich sind, aufrechterhalten. Sogar bei längerer Einwirkung von Meereswasser, auch bei Wellengang,
schwimmt das erfindungsgemäße Material auf der Wasseroberfläche. Seine Fähigkeit, Öl aus Wasser
zu binden, ist im Vergleich zu herkömmlichen Materialien stark erhöht.
Zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Gestein geeignete vulkanische Gläser sind Perlit und
Bimsstein, Pumicit und Obsidian. Das Gestein wird in seiner expandierten Form als leichtes, aufgebauschtes
Material verwendet, wofür hier allgemein der Ausdruck expandiert verwendet wird, was man jedoch
auch durch die Begriffe aufgepufft, abgeblättert, flockig oder aktiviert kennzeichnen kann. Der
Ausdruck Perlit, der eine spezielle Art vulkanischen Glases bezeichnet, wird hier jedoch in einer allgemeinen
Bedeutung gebraucht, die perlitische, aufgeschäumte Stoffe allgemein einschließt. Diese Stoffe
sind bekannte Mineralien (vulkan. Liparit- oder
Quarzporphyrgläser).
Den anderen wesentlichen Bestandteil des erfindungsgemäßen Gemisches stellt faseriges Zellulosematerial
dar, einschließlich Zeitungspapier, Packpapier, Baumwollabfälle, Bagasse, Flachs. Leinwand
und Holzwolle.
In der Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Gemisches weisen mindestens 35% der Zellulosefaser
eine Länge von weniger als 0,074 mm auf, wenn die Messung durch das Verfahren erfolgt, das durch
das TAPPI Testverfahren Nummer T 233 näher bezeichnet ist.
Die Faserlänge soll sich vorzugsweise zwischen 4 mm und 0,074 mm bewegen.
Während ein kleiner Bestand an langen Fasern (pflanzlichen oder mineralischen Ursprungs), z. B.
etwa 5 bis 20 °/o der Faserkomponente vorliegenden Gemisches, über das expandierte vulkanische Glas
verteilt werden kann, sind Fasern mit mehr als 4 mm Länge jedoch allgemein nicht so wünschenswert wie
kurze Fasern, da eine gleichmäßige Verteilung der Fasern innerhalb des Gemisches leichter mit kürzeren
Fasern erreichbar ist.
Es wird angenommen, daß die bemerkenswerte Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Gemisches zur
spezifischen Ölentfernung von Wasr.eroberflachen
darauf zurückzuführen ist, daß sich die pflanzlichen Fasern hauptsächlich in den Zwischenräumen zwischen
den Körnern des expandierten vulkanischen Glases, z.B. Perlit, befinden. Die Fasern werden
durch die Perlitteilchen innerhalb dieser Zwischenräume in der Art eines offenen Geflechtes zusamineagehalten
und derart sowohl gegen Abtrennung wie auch gegen Zusammenballung geschützt. Die
vulkanischen Glasteilchen liefern ein derart feinkörniges Gefüge, das keine größeren Lücken enthält, die
durch Ansammlung erheblicher Fasermengen blokkiert werden und den ungehinderten Wasserzufluß
stören könnten.
Die Gewichtsverhältnisse von Faser zu expandiertem Vulkanglas können in Abhängigkeit von Art und
Dichte der Faser schwanken. Der größte Wert des Verhältnisses von expandiertem Gestein, z.B. Perlit,
zu Faser, wird durch ein Gemisch erreicht, das das Mineral in Gewichtsmengen über 50 0Zo, vorzugsweise
55 bis85 ° o, enthält, während der Fasergehait höchstens 45° o. vorzugsweise jedoch 10 bis 40» o, bezogen
auf das Gewicht des Gemisches, beträgt. Die bevorzugtesten Verhältnisse erreichen Materialien, die
66 bis 78°o Gestein gegenüber einem Faseranteil von 17 bis 29° 0, auf das Gesamtgewicht des Materialsbezogen,
enthalten.
Vorzugsweise sollte der expandierte Perlit, der Tür die Herstellung des Gemisches verwendet wird, eine
derartige Größe haben, daß die Hauptmenge oder zumindest eine wesentliche Menge eine Siebmaschenweitc
von 1,41 mm passiert, jedoch durch eine Siebmaschenweite von 0,074 mm zurückgehalten wird.
Der Faserbestandteil des erfindungsgemäßen Materials
wird durch geeignete Verfahren mit einer wasserabstoßenden Appretur versehen. Hierfür geeignete
Stoffe bind Bitumen, z.B. Asphalt oder Pech, Silikone und verschiedene Fasern natürlichen oder synthetischen
Ursprungs. Besonders gut geeignet ist Asphalt.
Die zu verwendende Menge an wasserabstoßender Appretur des erfindungsgemäßen Materials beträgt
zwischen 0,001 und 20 Gew. 0O, vorzugsweise 0,5 bis
6 Gew. 0Zo. Sofern Asphalt als sehr gut geeignetes
Material verwendet wird, geschieht dies in Mengen ab 0,5 Gew. ° Ό. Alle Mengenangaben sind Gewichtsprozente,
die sich aui das Gesamtgewicht des erfindungsgemäßen
Materials beziehen.
Der zuvor besprochene, wasserabstoßende Überzug wirkt häufig auch als Bindemittel, das helfen
soll, das vulkanische Glas mit der Faser zusammenzuhalten. Häufig ist es jedoch wünschenswert, über
die Zugabe der Appretur hinaus noch spezifisch ein Bindemittel hinzuzufügen. In derartigen Fällen sind
hiervon 0 bis 40 Gew. °/o, vorzugsweise 15 bis 25 Gew. %, des Gesamtgemisches verwandt worden.
Typische Vertreter br!>uchbarer Bindemittel sind Tonerden,
z. B. Bentonit, insbesondere Wyoming Bentonit (Natrium-Montmorillonit), Stärke, anorganische
Faser, z. B. Natriumsilikat, und synthetische organische
Bindemittel, z. B. Polyvinylacetat Ganz allgemein kann ein nasses oder trockenes Verfahren zur
Herstellung des erfindungsgemäßen Materials angewendet werden. In einem typischen Herstellungsprozeß
wird der Zellulosefaserbestandteil in einen wäßrigen Brei übergeführt, dem auch der wasserabweisende
Asphaltüberzug und der expandierte Perlit zugegeben werden, wobei z.B. ein Verhältnis Faser-:
ίο Asphalt: Perlit: Wasser von etwa 1,00 : 0,30 : 3,70:
95 Gewichtsprozent vorliegt. In einer stationären Entwässerungsanlage oder einem Sieb wird der Brei
anschließend durch Entzug des Wasserbestandteils mehr oder weniger verfestigt. Das Produkt wird sodann
im Ofen oder einer anderen geeigneten Trocknungsapparatur bis zur Entfernung jeglicher Feuchtigkeit
getrocknet und kann sodann — sofern erwünscht — zu flockigem Material geringer Dichte
zerkleinert werden.
In einem Ausführungsbeispiel, das als Trockenprozeß keinen wäßrigen Brei verwendet, wird das
Uberzugsmaterial als Spray oder in geeigneten kleinen Teilchen auf ein luftdurchwirbeltes Gemisch
trockener Zellulose und expandierten Perlits aufgebracht. Dieses Gemisch wird gesammelt, geformt
und, sofern erforderlich, anschließend getrocknet. Beispielsweise werden 30 Teile Zeitungspapierfasern
mit 67 Teilen Perlit mittels Lnift durchströmt und gemischt, während das Gemisch gleichzeitig mit 3 Teilen
emulgierten Asphalts besprüht wird. Anschließend wird das Material gesammelt, zu der gewünschten
Form schonend verfestigt, getrocknet und wie gewünscht verpackt. Als alternative Möglichkeit kann
das aus dem Trockenprozeß resultierende Gemisch auch ohne jegliche Verfestigung gesammelt und ohne
vorherige Zerkleinerung zu einer Art flockigen Materials verpackt werden.
Ob zur Herstellung des erfindungsgemäßen Materials besser ein nasser oder trockener Prozeß anzuwenden
ist, hängt bis zu einem gewissen Ausmaß von den verschiedenen gewählten Bestandteilen ab. Jedoch
sind nach beiden Herstellungsverfahren befriedigende Produkte erhältlich.
Das erfindungsgemäße Material kann auf verschiedene Weise wirksam eingesetzt werden. Man kann es
auf der Oberfläche von Öl und Wasser schwimmen lassen oder kann das durch öl verunreinigte Wasser
durch Filteranlagen leiten, worin das Öl absorbiert wird, das Wasser jedoch völlig von Öl befreit hindurchtritt.
Deshalb können durch Öl verunreinigte Flüssigkeiten auch durch feste Aufschüttungen des
erfindungsgemäßen Materials geleitet werden. Wird das erfindungsgemäße Material über die Oberfläche
des durch öl verunreinigten Wassers verstreut, saugt es nur öliges Material auf und kann sodann von der
Wasseroberfläche abgestrichen werden.
Das erfindungsgemäße Material saugt schwimmenderweise allmählich das Öl auf, bis das Material völlig
gesättigt ist. Das gesättigte Material zerfällt und versinkt nicht.
Nachdem das besagte Material eine entsprechende Ölmenge von der Oberfläche aufgenommen hat, können
die schwimmenden Teilchen mit passenden Netzen, Rechen oder ähnlichen Bergungsgeräten leicht
wieder aufgefischt werden. Das erfindungsgemäße Material kann in jeder geeigneten Weise zur wirksamen
Ölentfernung aus ölverseuchten Gewässern gebraucht werden. Obgleich das erfindungsgemäße Ma-
terial besonders gut zum Aufsaugen von Erdölfraktionen von Wasser geeignet ist, vermag es jedoch
aucri Ölriickstände aus Feststoffen wirksam herauszusaugen.
Die Zeitdauer, die das erfindungsgemäße Produkt 5 rückgewonnen werden.
mit dem ölverseuchten Gewässer in Berührung stehen soll, ist von der Art des aufzusaugenden Öls und
dem gewünschten Reinigungsgrad abhängig. Das absorbierte Öl kann mit Hilfe geeigneter Verfahren zu-
Claims (1)
- Patentanspruch:Ölaufsaugendes Mate dal, welches expandiertes, hydrophobiertes Vulkangas enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es in inniger Mischung mit dem Vulkanglas Zellulosefasern enthält, und daß, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Materials, das Vulkanglas mit einer Teilchengröße im Bereich von 2,38 mm bis 0,037 mm in einer Menge von 50 bis SO Gew. °/o vorliegt und die Zellulosefasern, von denen mindestens 35% eine Länge von weniger als 0,074 mm aufweisen, in einer Menge von 10 bis 45 Gew. % vorliegen, und daß ein wasserabweisender Überzug für die Zellulosefasern in einer Menge von 0,001 bis 20 Gew. % vorgesehen ist.
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