DE2402901A1 - Verfahren zum herstellen von agglomeraten aus kohlenstoffhaltigen stoffen - Google Patents

Verfahren zum herstellen von agglomeraten aus kohlenstoffhaltigen stoffen

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Description

Karl A. Brose
η on-,, Μ-ρΙΙη9" ο it j. Hünchen-Pullach, den 22. Januar 1974
D-8023 Mundien - Puliach
WJeeefdr.2J.MoiB. 7933570,79317 82
DBR/Lau
Case 3324/GER
GOAL INDUSTRY (PATENTS) LIMITED,
Hobart House, Grosvenor Place
London SW1X 7AE / England
Verfahren zum Herstellen von Agglomeraten aus kohlenstoffhaltigen Stoffen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Agglomeraten aus kohlenstoffhaltigen Stoffen und insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, die Agglomerierung von absorbierenden Kohlenstoffen wie beispielsweise Aktivkohle.
Viele teilchenförmige Stoffe hoher Siebfeinheit können agglomeriert werden,indem sie beispielsweise dadurch zu Kugeln agglomeriert werden, daß sie einer Bewegung üblicherweise von der Natur einer Vibrationsbewegung in einer Trommel, Pfanne oder Platte ausgesetzt werden oder dadurch, daß sie in üblichen Tablettieroder Extrudiermaschinen agglomeriert werden. Die natürlichen Drücke und Anziehungskräfte einschließlich der Oberflächenspannung der Teilchen führen dazu, daß Pellets oder Tabletten gefomt werden. In vielen Fällen sind diese Pellets sehr schwach und halten eine Handhabung ohne Zerfall nicht aus. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, die Agglomerate nach der Herstellung mit einem Überzug zu versehen oder während der Herstellung der Agglomerate das feinkörnige Material mit einem# Bindemittel zu vermischen. Die annehmbarste Lösung stellt hierbei die Zugabe eines Bindemittels zu dem feinkörnigen Material dar nnä insbesondere bei der £!i senerzverarb'eit enden Industrie
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und der Kohleindustrie wurden Tone wie beispielsweise Bentonit mit Zuschlagsstoffen wie beispielsweise Lignin Sulphonat hierzu verwendet. Diese bekannten Bindemittel sind jedoch nicht für sämtliche Anwendungsfälle geeignet. Sie sind insbesondere bei kohlenstoffhaltigen Stoffen nachteilig, bei denen ein niedriger Aschegehalt erforderlich ist oder bei denen die Absorbtionskapazität des Stoffes nicht wesentlich beeinträchtigt werden darf.
Ein neuerer Lösungsvorschlag bezüglich feinkörnigen Materials aus Aktivkohle besteht darin, Polyvinylacetat als Bindemittel zu verwenden. Zur praktischen Durchführung dieses Lösungsvorschlags ist jedoch eine ausgesprochen teujereMischstufe erforderlich. Als Folge davon ist dieses bekannte Verfahren allgemein unwirtschaftlich.
Ein weiterer Lösungsvorschlag zur Herstellung von Formkörpern aus Aktivkohle besteht darin, ein·! thermoplastisches Bindemittel wie beispielsweise ein Polyvinylharz oder Polyäthylen zu verwenden, um die Teilchen aus Aktivkohle zu halten, welche dann in die gewünschte Form gebracht werden, ehe das Bindemittel trocknet.
Ein Gegenstand der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und Bindemittel zur Herstellung von Agglomeraten aus kohlenstoffhaltigen Stoffen zu schaffen.
Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung schilt ein Verfahren zur Herstellung von Agglomeraten aus kohlenstoffhaltigen Stoffen folgende Verfahrensschritte ein: Mischen des zerkleinerten kohlenstoffhaltigen Stoffes mit einem warmhärtenden Harzbindemittel, Unterwerfen der Mischung einem Agglomerationsverfahren und Erhitzen des erhaltenen Agglomerate zum Aushärten des Harzes.
Das Agglomerationsverfahren kann durch Vibration wie beispielsweise in einer Pelletisiermaschine oHLer durch Zusammendrücken wie beispielsweise in einer Tablettiermaschine durchgeführt werden.
Vorzugsweise wird das kohlenstoffhaltige Material auf eine Sieb-
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größe kleiner als 120 B.S.Mesh gemahlen, ehe es mit dem Harz vermischt wird, welches in Pulverform vorliegen kann. Die Mischung kann vor dem Agglomerierverfahren mit Wasser vermischt werden.
Um das Agglomerierverfahren zu unterstützen, kann teilchenförmiges kohlenstoffhaltiges oder nichtkohlenstoffhaltiges Material der Mischung zugegeben werden, um Keime zu schaffen.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung besteht ein Agglomerat aus einem kohlenstoffhaltigen Material, welches in einem warmaushärtenden Harz gebunden ist.
Das warmaushärtende Harz kann typischerweise ein Phenolformaldehydharz sein, wie es/Beispiel unter dem Warenzeichen "NOVOLAK" auf dem Markt erhältlich ist. Alternativ verwendbare Harze sind Furanharze, Urea-Formaldehydharze, andere Phenolformaldehydharze und Kohlenwasserstoff-Formaldehydharze. Es wird angenommen, daß andere Bindemittel, organischer oder anorganischer Natur, bei dem Verfahren Verwendung finden können, wobei einige von diesen besondere Vorteile aufweisen können, indem sie beispielsweise zu einem wasserlöslichen Erzeugnis oder einem wärmebeständigen Erzeugnis führen.
Das kohlenstoffhaltige Material kann Aktivkohle sein, welche vorzugsweise eine Ausgangssiebfeinheit unter 18 B.S.Mesh aufweist. Bei einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung kann das kohlenstoffhaltige Material in der Mischstufe mit dem Bindemittel gemahlen werden. Bei einer weiteren Abwandlung kann ein zweiter. Feststoff beispielsweise Anthrazitgranulat zugegeben werden, um als Keime zur Bildung der Pellets wirksam zu werden. Alternativ dazu kann ein nichtkohlenstoffhaltiges Absorbtionsnaterial allein oder in einer Mischung mit einem kohlenstoffhaltigen Material verwendet werden. Das Verfahren kann chargenweise oder kontinuierlich durchgeführt werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von drei Beispielen näher, erläutert.
409831/0987 ORIGINAL INSPECTEÜ
Beispiel 1
Eine aus Anthrazit durch Dampfaktivierung hergestellte Aktivkohle wurde auf eine Siebfeinheit kleiner 120 B.S.Mesh gemahlen und mit einem Phenolformaldehyd (NOVOLAK) Hasfoindemittel in Form eines feinen Pulvers gemischt. Die trockene Mischung wies ein Gewichtsverhältnis von 9 ! 1 an Kohlenstoff zu dem Harzbinder auf. Die Mischung wurde in einer Drehscheibenpelletisiermaschine angeordnet. Wasser wurde zugegeben und die Drehbewegung erfolgte, bis eine Agglomeration oder Pelletisxerung erfolgt war, wobei die Korngröße zwischen 1 und 10 mm Durchmesser betrug und eine im wesentlichen kugelförmige Gestalt erreicht war. Die hergestellten
und
Knollenwaren in diesem Zustand grün/wiesen eine sehr geringe Festigkeit auf. Sie wurden gehärtet, indem das Harz durch Erhitzen der Knollen in einem Ofen auf 180° zum Aushärten gebracht wurde·
Das Endprodukt wies eine Adsorbtionskraft auf, die in Kohlenstofftetrachlorid als 57,0% w/w und in Benzen 36,5% w/w ausgedrückt wird, wobei zum Vergleich für die als Ausgangsmaterial verwendete Aktivkohle in Kohlenstofftetrachlorid 65,8% w/w und in Benzen w/w herangezogen werden.
Beispiel 2
Die wie / in Beispiel 1 hergestellten Knollen wurden einer weiteren Erwärmung auf 500°C ausgesetzt, um die Adsorbtionseigenschaften des Enderzeugnisses in der folgenden Weise zu verbessern:
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Erhitzt auf 0
Kohlenstoff Tetrachlorid Adsorbtion
Benzen
Adsorption
1800C
57*D
36*5 w/w
Erhitzt auf Original 5000C Aktivkohle
63*0 w/w
36*5 w/w
65*8 w/w
41*6 w/w
Beispiel 3
Aktivkohle einer Korngröße kleiner als 18 B.S.Mesh wurde in trockenem Zustand mit einem Phenolformaldehydharz (NOVOLAK) in dem Gewichtsverhältnis von 85»15 gemischt. Die Mischung wurde geringfügig angefeuchtet und in einer üblichen Tablettiermaschile in Tabletten verpreßt. Die Tablettenrohlinge wurden dann auf 180°C erwärmt, um das Harz zum Aushärten zu bringen und hinsichtlich der Adsorptionskapazität untersucht, wobei die folgenden Ergebnisse: erzielt wurden?
Tabletten
Kohlenstoff TetrachToid Adsorption
Benzen Adsorption
67"
w/w w/w
Original Aktivkohle 78*0% w/w
45*0% w/w
Allgemein kann gesagt werden, daß bei einem Gewicbteverhältnis von Kohlenstoff zu Harzbinder zwischen 19si und 14:1 zufriedenstellende Pellets, Knollen oder Tabletten herstellbar sind. Durch Erwärmen über die normale Aushärttemperatur ist ein geringfügiger Anstieg der Adsoipfcionseigenschaften des Erzeugnisses erreichbar.
Sämtliche der in der Beschreibung erwähnten technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.
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Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Herstellen von Agglomeraten aus kohlenstoffhaltigen Stoffen, dadurch gekennzeichnet , daß ein verkleinertes kohlenstoffhaltiges Material mit einem warm aushärtenden Bindemittel vermischt wird, die daraus erzielte Mischung einem Agglomerierverfahren unterworfen wird und daß das dadurch erhaltene Agglomerat zum Aushärten des Harzes erwärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Agglomerierverfahren eine Vibrationsstufe einschließt.
3- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erhaltene Agglomerat einer zweiten Wärmstufe ausgesetzt wird.
4-. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Mischung ferner mit Wasser vermischt wird, ehe sie dem Agglömerierverfahren unterworfen wird.
5· Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das kohlenstoffhaltige Material in einem Gewichtsverhältnis von zwischen 19 J1 und 4:1 mit dem Harzbinder vermischt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß Teilchen aus einem kohlenstoffhaltigen oder nicht kohlenstoffhaltigen Material der Mischung zugegeben werden, um für das Agglomerierverfahren Keime zu bilden.
7. Agglomerat hergestellt nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß es in der Kombination zerkleinertes kohlenstoffhaltiges Material ge-
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■— 7 —
bunden in einem warmaushärtenden Harzbinder enthält.
8. Agglomerat nach Anspruch 7, dadurch ge k e η η ζ ei c h «· net, daß das Bindemittel ein Formaldehydharz, ein Urea-Formaldehydharz, ein Kohlenwasserstofformaldehydharz oder ein Furanharz ist.
9. Agglomerat nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß es ein weiteres oder zweites Bindemittel enthält.
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