DE2408410A1

DE2408410A1 - Kalksteinkoerner und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2408410A1
Application number: DE19742408410
Authority: DE
Inventors: Paul Melvin Perrine
Original assignee: CALCIUM PRODUCTS CORP
Current assignee: CALCIUM PRODUCTS CORP
Priority date: 1973-02-23
Filing date: 1974-02-21
Publication date: 1974-08-29
Also published as: FR2218932A1; AU6581574A; FR2218932B1; SE397517B; JPS5047886A; GB1465073A; ZA741179B

Description

Kalksteinkörner und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft Kalksteinkörner sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung; sie betrifft insbesondere Kalksteinkörner, die ein quellbares Tonbindemittel enthalten.

Wie weiter unten näher erläutert wird, können die erfindungsgemäßen Kalksteinkörner, die quellbaren Ton enthalten, auf vielen Gebieten verwendet werden. Nachfolgend werden sie beispielhaft in erster Linie anhand ihrer Verwendung als Erdbodenneutralisierungs- und -konditionierungsmittel beschrieben.

Kalkstein (CaCO₃) und Dolomitkalkstein (CaCO · MgCO₃) werden bereits seit langem zur Verminderung der Bodenacidität verwendet. In einer für landwirtschaftliche Zwecke leicht zugänglichen Form besteht Kalkstein im allgemeinen zu etwa 80 Gew.-% aus Partikeln, die ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 2,4 mm (8 mesh) passieren, und zu 20 Gew.-% aus, Partikeln, die ein Sieb mit einer lichten Maschenweite

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von 2,4 mm (8 mesh) nicht passieren. Unglücklicherweis· reagiert Kalkstein mit einer Partikelgröße von mehr als 0,25 ran (60 mesh) langsam mit dem Boden bzw. .Erdboden. Wenn eine schnell· Bodenneutralisation erforderlich ist, ist es daher zweckmäßig, den Kalkstein zu mahlen, so daß er zu 100 % ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 mesh) oder weniger passiert. Bei einem solchen Material treten jedoch Probleme bei der Handhabung auf, z.B. das Zusammenbacken, das Stäuben und die Schwierigkeit, es auf die gewünschte Fläche zu begrenzen.

Um diese Probleme zu überwinden _} wurde bereits vorgeschlagen, unter Verwendung von Bindemitteln und Körnungsmitteln Kalksteinkörner herzustellen. Solche Kalksteinkörner und ein Verfahren zu ihrer Herstellung sind beispielsweise in der US-Patentschrift 3 214 261 beschrieben. Nach den Angaben in dieser Patentschrift werden Bindemittel, wie Diammoniumphosphat, Harnstoff oder Ammoniumsulfat, verwendet. Der Kalkstein und das Bindemittel werden in trockenem Zustand in einem Gewichtsverhältnis von etwa 90 bis etwa 97 Gew.-% Kalkstein zu etwa 3 bis etwa 10 Gew.-% Bindemittel miteinander gemischt. Wenn der Kalkstein wenig oder kein Magnesium enthält, sind 3 bis 7 % weiteres Bindemittel erforderlich. Die trockene Mischung von Kalkstein und· Bindemittel wird durch Zugabe eines Körnungsmittels, wie Wasser, in einer Menge von 10 bis 20 Gew.-% der trockenen Mischung gekörnt.

Bodenneutralisationsraittel des in der oben angegebenen Patentschrift genannten Typs haben bestimmte Nachteile. Vor allem sind die Bindemittel teuer und derart, daß das Bodenneutrali-

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sationsmittel als Bodennährstoff oder Düngemittel klassifiziert werden muß, was für den Verbraucher verwirrend ist. Außerdem sind die Bindemittel, die schädlich sind, sauer und führen zu Korrosionsproblemen bei der in dem Herstellungsverfahren verwendeten Vorrichtung, wodurch die Kosten für die Bodenneutralisationsmittel weiter erhöht werden. Außerdem wird der neutralisierende Effekt dieser Bodenneutralisationsmittel durch den sauren Einfluß der verwendeten Bindemittel und die Verdünnung des aktiven Materials beeinträchtigt. Der hohe Prozentsatz an erforderlichen Bindemitteln setzt den Gehalt an neutralisierendem Material in dem Endprodukt herab. Schließlich ist eine beträchtliche Menge Wasser erforderlich, um die Bodenneutralisationsmittel des in der oben genannten Patentschrift beschriebenen Typs zu dissoziieren oder abzubauen, wodurch die Verfügbarkeit der Kalzium- und Magnesiumkarbonate für den Erdboden verzögert wird.

Obgleich in den US-Patentschriften 2 702 747, 2 976 162 und 3 615 811 vorgeschlagen worden ist, Tone für Beschichtungsdüngemittel, für Briketts, die für Schmelzofenbeschickungen verwendet werden, bzw. als Dispergiermittel und Bindemittelzusätze zur Herstellung von Produkten für die Verwendung in der Keramikindustrie eu verwenden, war man bisher nicht darauf gekommen, einen quellbaren Ton als Bindemittel zur Herstellung eines körnigen Bodenneutralisationsmittels zu verwenden.

Das körnige Bodenneutralisationsmittel der Erfindung wird hergestellt unter Verwendung eines quellbaren Tones als Binde-

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mittel. Das quellbare Tonbindemittel weist keine Acidität auf und hat keinen Pflanzennährwert, ist billig und erhöht beträchtlich das Wasser- und NährstoffZurückhaltevermögen des Bodens.

Für die praktische Durchführung der Erfindung ist weit weniger Bindemittel und weit weniger Körnungsmittel erforderlich als bei den oben beschriebenen bekannten Körnern. Das erfindungsgemäße Produkt ist dadurch gekennzeichnet, daß es aus frei-fließenden, nicht-stäubenden und nicht-hygroskopischen stabilen Körnern besteht. Wie nachfolgend näher beschrieben, kann das erfindungsgemäße Produkt als Produkt mit leichtem Gewicht hergestellt werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Körnern, das durch die folgenden Stufen gekennzeichnet ist:

(A) Mischen von etwa 90 bis etwa 98 Gew. -% trockenem, feinteiligem, Kalzium und Magnesium aufweisendem Ausgangsmaterial aus der Gruppe Kalkstein, Dolomit-Kalkstein, gebrannter Kalk, Mergel, Austernschalen und Schlacke mit etwa 2 bis etwa 10 Gew.-% eines Bindemittels aus der Gruppe der stark quellbaren Tone Natriumbentonit, Kalziurabentonit und Montmorillonit;

(B) Bewegen der Mischung und langsame Zugabe von etwa 6

bis etwa 15 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Gewicht des trockenen Materials, zu der trockenen Mischung unter Bildung von Körnern, wobei das Wasser in einer solchen Menge verwendet werden muß, die ausreicht, um das Bindemittel zu aktivieren, die jedoch

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geringer ist als die zur Bildung einer Aufschlämmung erforderliche Menge;

(C) Trocknen der Körner bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches von etwa 93 bis etwa 316°C (200 bis 600⁰F); und

(D) Sieben der getrockneten Körner zur Gewinnung der Körner mit einer solchen Partikelgröße, daß sie ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 4,1 mm (4 mesh) passieren und mindestens von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 mesh)zurückgehalten werden, wobei die Körner zu etwa 90 bis etwa 98 Gew.-% aus dem Rohmaterial und zu etwa 2 bis etwa 10 Gew.-% aus dem Bindemittel bestehen.

Die erf indungs gemäß en Körner werden aus einem Rohmateml mit einem hohen Gehalt an Kalzium und/oder Magnesium und einem Bindemittel aus einem stark quellbaren Ton hergestellt. Das Rohmaterial und das Bindemittel werden kontinuierlich in eine Pulverisierungseinrichtung, wie z.B. eine Seihermühle, eingeführt und darin innig gemischt. Ein Teil der homogenen Mischung aus der Seihermühle (oder einer anderen Schlagmühle) wird vorzugsweise kontinuierlich durch die Seihermühle im Kreislauf zurückgeführt. Bei diesem Verfahren sind zur Entfernung des übergroßen bzw. überdimensionierten Materials keine Trocknungs- und Abtrennungseinrichtung erforderlich. Der Rückstand der Seihermühlenmischung wird in eine Granuliereinrichtung überführt, in der unter Verwendung von Wasser als Körnungsmittel (Granuliermittel) Körner hergestellt werden. Dadurch ist die Verwendung eines Absitzbeckens oder dgl, überflüssig. Es wird nur ein Endprodukt der gewünschten Größe ver-

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wendet, das feine und übergroße Material wird im Kreislauf zurückgeführt.

Material aus der Granuliereinrichtung wird in einen Trocknungskühler und von da in eine Endprodukt-Siebeinrichtung eingeführt. Die Endprodukt-Siebeinrichtung liefert ein Endprodukt in einer oder mehreren Größen. Die Feinteile aus der Endprodukt-Siebeinrichtung werden in die Seihermühle im Kreislauf zurückgeführt. Das übergroße Material aus der Endprodukt-Siebeinrichtung wird ebenfalls in die Seihermühle im Kreislauf zurückgeführt.

Die erfindungsgemäßen Körner dissoziieren im' feuchten Zustand schnell, wobei durch die hohe Quellungsrate des Bindemittels nach der Absorption von Feuchtigkeit die Körner dissoziiert oder zerkleinert werden, so daß das neutralisierende Material darin für den Boden innerhalb der kürzest möglichen Zeit leicht und schnell verfügbar ist. Das unschädliche quellbare Tonbindemittel erhöht auch merklich das Wasser- und Nährstoffzurückhai tungsvermögen des Bodens. Schließlich erhöhen die quellbaren Tonbindemittel, da sie alkalisch sind und einen pH-Wert praktisch in dem gleichen Bereich wie Kalkstein aufweisen, den Neutralisationswert der fertigen Körner.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Dabei stellt die einzige Figur der-beiliegenden Zeichnung in schematischer Form das erfindungsgemäße Verfahren dar.

Gegenstand der Erfindung ist ein schnell wirkendes, frei—

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fließendes körniges Produkt, das unter anderem als Bodenneutralisationsmittel verwendet werden kann, welches beim Kontakt mit Wasser oder Bodenfeuchtigkeit schnell zerfällt. Die Körner bestehen aus einem feinteiligen Rohmaterial oder Bodenkonditioniermittel und einem Bindemittel. Es ist klar, daß der hier verwendete Ausdruck "Bodenkonditionierinittel" eine Verbindung oder Zusammensetzung umfaßt, die zur Erhöhung des pH-Wertes des Bodens verwendet wird.

Bei dem erfindungsgemäß verwendeten Rohmaterial handelt es sich um ein Material mit einem hohen Gehalt Kalzium und/oder Magnesium. Solche Materialien bestehen vorzugsweise aus Kalkstein eines Typs mit einem hohen CaCO„-Gehalt von etwa 97 % (etwa 39 Gew.-7» Kalzium) oder einem Dolomit-Kalkstein mit einem gesamten CaCO,- und MgCO^-Gehalt von etwa 97 %, dessen Kalziumkarbonatanteil etwa 39 Gew.-% Kalzium enthält und dessen Magnesiumkarbonatanteil etwa 28 Gew.-% Magnesium enthält. Beispiele für solche geeigneten Materialien sind aber auch gebrannter Kalk, Mergel, zerstoßene Austernschalen, Marmor oder Schlacke. Diese Materialien enthalten vorzugsweise etwa 25 Gew.-% Kalzium.

In der Figur der beiligenden Zeichnung ist ein Lagerbehälter oder Trichter für den Kalkstein mit der Ziffer 1 dargestellt. Das Rohmaterial, das irgendeine beliebige Größe haben kann, das vorzugsweise jedoch etwa 2,54 cm (1 inch) oder kleiner ist, wird mittels eines Förderbandes 2 in eine Pulverisierungseinrichtung 3 eingeführt.

Bei dem erfindungsgemäß verwendeten Bindemittel handelt es sich

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um einen stark quellbaren Ton, d.h. um einen Ton, der beim Benetzen quillt. Beispiele für stark quellbare Tone, die als Bindemittel verwendet werden können, sind Natriumbentonit, Kalziumbentonit und Montmorillonit.

Kalziumbentonit quillt, wenn er benetzt wird, bis zu einem Maximum von etwa dem Doppelten seines Trockenvolumens auf. Natriumbentonit quillt andererseits bis zu dem 20-fachen seines Trockenvolumens auf, wenn er benetzt wird. Für die praktische Durchführung der Erfindung ist Natriumbentonit ein bevorzugtes Bindemittel, jedoch ist die Erfindung darauf nicht beschränkt.

Es hat sich gezeigt, daß durch die erfindnngsgemäß als Bindemittel verwendeten quellbaren Tone das Feuchtigkeits- und NährstoffZurückhaltungsvermögen des Bodens, wenn diese in geringen Mengen in dem Boden vorhanden sind, stark erhöht wird. Außerdem stellen die quellbaren Tone aufgrund ihres Quellvermögens ausgezeichnete Bindemittel dar, die feste, stabile, nicht-hygroskopische Körner liefern. Aufgrund der hohen Quellungsrate der quellbaren Tone nach Absorption von Feuchtigkeit werden die Körner dissoziiert oder zerkleinert, wodurch das darin enthaltene neutral is ierende Material schnell und leicht innerhalb der kürzest möglichen Zeit dem Boden zur Verfügung gestellt wird. Die quellbaren Tone weisen praktisch keine Acidität oder keinen Pflanzennährwert auf und sind billig. Da jedoch die quellbaren Tone alkalisch mit einem pH-Wert im wesentlichen innerhalb des gleichen Bereiches wie Kalkstein sind, ergänzen sie in der Praxis den Neutralisationswert der fertigen Körner.

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In der Figur der beiliegenden Zeichnung ist bei 4 eine Vorratseinrichtung für das Bindemittel vorgesehen. Das Bindemittel, das vorzugsweise in Form eines Pulvers oder in Form von Körnchen vorliegt, wird,wie bei 5 angegeben, in abgemessener Menge in die Beschickung der Pulverisierungseinrichtung 3 eingeführt.

Die Pulverisierungseinrichtung 3 kann irgendeine geeignete Form haben. Mit großem Erfolg wurde eine Seihermühle oder eine andere Zerkleinerungseinrichtung vom Schlagtyp verwendet. Die Dosierung des Bindemittels in die Pulverisierungseinrichtung 3, wenn der Kalkstein darin gemahlen wird, macht die Verwendung einer zusätzlichen Mischeinrichtung überflüssig und setzt die Menge an erforderlichem Bindemittel herab. Dies ist wichtig, da als Folge der Hochenergie-Mischwirkung der Seiherraühle e5.ne innige, vollständig homogene Mischung erhalten wird. Bei der praktischen Durchführung der Erfindung hat es sich gezeigt, daß das quellbare Tonerbindemittel dem Rohmaterial in einer Menge von etwa 2 bis etwa 10 Gew-% der trockenen Mischung zugegeben werden kann. Bei den meisten Anwendungszwecken kann das Bindemittel jedoch in einer Menge von 2,1 bis 3 Gew.-% der trockenen Mischung, normalerweise in einer Menge von etwa 2,5 Gew.~% der trockenen Mischung vorhanden sein.

Die Mischung innerhalb der Seihermühle, die sowohl 2um Mahlen als auch zum Mischen in einer einzigen Stufe verwendet wird, wird bis auf eine solche Größe zerkleinert, daß alle oder im wesentlichen alle Teile derselben ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,15 mm (100 mesh) passieren. Um die richtige

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Größe der Rohmaterial/Bindemittel-Mischung aus der Seiherraühle und eine richtige Größe des Endproduktes zu gewährleisten, wird ein Teil der Mischung aus der Seihermühle durch dieselbe kontinuierlich im Kreislauf zurückgeführt. Durch die Verwendung einer Seiherraühle oder einer ähnlichen Pulverisierungseinrichtung 3 ist es nicht mehr erforderlich, die Kalksteinbeschickung vorzutrocknen, um sie zu mahlen. Der Feuchtigkeitsgehalt der Kalksteinbeschickung variiert zwischen O und 6 %, er liegt jedoch in der Regel bei etwa 2 % oder höher.Durch die kontinuierliche Rezirkulierung eines Teils der Mischung aus der Pulverisierungseinrichtung 3 wird, wie bei 6 angedeutet, die Siebung der Mischung zur Entfernung von übergroßen Partikeln überflüssig. Es wurde auch gefunden, daß bei diesem Kreislaufverfahren die für ein gleichmäßigeres Endprodukt erforderlichen Feinteile gebildet werden. Die Menge des im Kreislauf geführten Materials hängt von einer Anzahl von Variablen, beispielsweise dem Feuchtigkeitsgehalt, der Härte und der Partikelgröße des Rohmaterials und der Bindemittel, dem Typ der in dem Verfahren verwendeten Pulverisierungseinrichtung oder Seihermühle und der Feinheit der zum Pelletisieren und Herstellen des gewünschten Endproduktes erforderlichen Rohmaterialien und Bindemittel ab und wird am besten bestimmt durch Routineversuche, bei denen eine solche Rezirkulationsmenge verwendet wird, welche das beste Endprodukt liefert.

Wenn die Rohmaterialbeschickung in der Fördereinrichrung 2 bereits genügend fein ist, kann die Pulverisierungseinrichtung durch einen Hochenergiemischer ersetzt werden. Ein Hochenergiejnischer ist erforderlich, um die erforderliche homogene Mischung

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aus Rohmaterial und Bindemittel zu gewährleisten.

Derjenige Anteil der Mischung aus der Pulverisierungseinrichtung 3, der nicht rezirkuliert wird, wird bei 7 in eine Granuliereinrichtung 8 eingeführt. Bei der Granuliereinrichtung 8 kann es sich um eine solche eines üblichen und an sich bekannten Typs, beispielsweise um eine angetriebene Rotationsgranuliereinrichtung oder um eine solche vom Pfannentyp handeln. Zwar kann auch eine Rotationstrommel-Granuliereinrichtung verwendet werden, es hat sich jedoch gezeigt, daß eine Granuliereinrichtung vom Pfannentyp bevorzugt ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das in die Rotationstrommel eintropfende Material die Neigung hat, kugelförmige Partikel zu bilden, wenn der Feuchtigkeitsgehalt der Rohmaterial/Bindemittel-Mischung etwas zu hoch ist. In der Granuliereinrichtung wird der Mischung bei 9 ein Körnungsmittel (wie z.B. Wasser) zugesetzt und es werden Körner gebildet. Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung der erfindungsgemäßen Bindemittel insgesamt nur 6 bis 15, vorzugsweise 8 Gew.-% Wasser der Gesamtmenge als Körnungsmittel für das Bindemittel erforderlich sind.

Die Körner aus der Granuliereinrichtung werden in den Trockner-Kühler 16 überführt. Der Trockner-Kühler 16 ist ein solcher vom üblichen Fluidbett-Typ, in dem die Körner bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches von etwa 93 bis etwa 316°C (200 bis 600 F) und normalerweise bei einer Temperatur von etwa 177 C (350 F) einem Luftstrom ausgesetzt werden. Es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß die Trocknungstemperatur auf einer Kombination aus der Temperatur, dem Luffevolumen und

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der Verweilzeit der Körner in dem Trockner-Kühler 16 basiert.

Es sei darauf hingewiesen, daß in der Praxis gefunden wurde, daß dann, wenn es sich bei der Granuliereinrichtung 8 um eine solche vom Rotationstrommeltyp handelt, die Körner aus derselben direkt in ein Vorsieb 11 (wie mit gestrichelten Linien dargestellt) des bekannten Einfach-Rost-Typs überführt werden, bevor sie in den Trockner-Kühler 16 gelangen. Mittels des Vorsiebes werden die übergroßen, schlecht geformten Körner, die bei 12 in die Fördereinrichtung 20 eingeführt werden, welche in die Pulverisierungseinrichtung 3 führt, entfernt. Aus dem Trockner-Kühler 16 werden die Körner bei 17 in die Endproduktsiebeinrichtung 18 überführt. Auch bei der Siebeinrichtung 18 kann es sich um eine übliche Einrichtung handeln, die je nach dem (den) gewünschten Produkt (en) einen geeigneten Aufbau haben kann«

In der Figur der beiliegenden Zeichnung ist die Endproduktsiebeinrichtung 18 schematisch als Dreifach-Rost-Siebeinrichtung dargestellt, durch welche das Endprodukt in zwei Größenbereiche aufgeteilt werden kann. Die Figur der beiliegenden Zeichnung zeigt als beispielhafte Erlautertung, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, eine Fördereinrichtung 19 für ein erstes Produkt, das so dimensioniert ist, daß 100 % ein Sieb mit einer lichten Maschen-· weite von 4,1 mm (4 mesh) passieren und 100 % von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,84 mm (20 mesh) zurückgehalten werden. Bei 20 ist schematisch eine Fördereinrichtung für ein Produkt angegeben, das so dimensioniert ist, daß 100 % ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,84 mm (20 mesh)

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passieren und 100 % von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 mesh) zurückgehalten werden· Die Feinteile (d.h. das ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 mesh) passierende Material) werden durch die Fördereinrichtung 21 in die Pulverisierungseinrichtung 3 im Kreislauf zurückgeführt. Es sei darauf hingewiesen, daß es sich bei dem erfindungsgemäß verwendeten quellbaren Tonbindemittel um ein solch wirksames Bindemittel handelt, daß beim Agglomerieren des Rohmaterials im allgemeinen höchstens etwa 0,7 Gew.-% übergroßes Material und etwa 5,4 Gew.-% Feinteile entstehen.

Das Endprodukt kann entweder in Säcke abgefüllt oder in Masse verschickt werden. Keiner der Bestandteile des Endproduktes ist hygroskopisch, so daß das Produkt nicht wesentlich beeinflußt wird, wenn es der Atmosphäre ausgesetzt wird. Das Endprodukt ist dadurch charakterisiert, daß es aus festen, gleichmäßigen Körnern besteht. Dies ist mindestens zum Teil auf die Tatsache zurückzuführen, daß sowohl die Feinteile als auch das übergroße Material in die Pulverisierungseinrichtung im Kreislauf zurückgeführt werden, so daß das Endprodukt kein zerstoßenes oder zerbrochenes übergroßes Material enthält.

Die vorliegende Erfindung ist auf die Größe der Körner des Endproduktes keineswegs beschränkt. Wenn beispielsweise das Produkt mit Düngemijitelkörnernoder dgl. gemischt werden soll, kann es zweckmäßig sein, Körner einer solchen Größe herzustellen, daß 100 % ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 2,4 mm (8 mesh) passieren und 100 % von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,84 mm (20 mesh) zurückge-

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halten werden. Es hat sich beispielsweise gezeigt, daß ein Produkt mit einer solchen Korngröße, daß 100 % ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 2,4 mm (8 mesh) passieren und 100 % von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,59 mm (30 mesh) zurückgehalten werden, ausgezeichnete Streueigenschaften aufweist, daß die Körner stabil, freifließend und staubfrei sind.

Es hat sich bei der praktischen Durchführung der Erfindung als vorteilhaft erwiesen, das aus dem Naßwäscher 13 stammende Wasser als Körnungsmittel zu verwenden, das durch die Leitung 9 in die Granuliereinrichtung 8 eingeführt wird. Die Verwendung des Naßwäschers 13 als Quelle für das Wasser macht es möglich, die Feinteile aus dem Wäscher 13 in die Granuliereinrichtung 8 zurückzuführen, wodurch Brennstoff eingespart wird, da das Wasser aus dem Wäscher 13 schon heiß istjund außerdem ist die Verwendung eines Absitzbeckens oder einer anderen Wasserverschmutzungskontrolleinrichtung überflüssig.

Wie aus den folgenden Beispielen hervorgeht, welche die Erfindung erläutern sollen, ohne sie jedoch darauf zu beschränken, fällt die* Zugabe von quellbarem (gequollenem) Vermiculit zu dem Rohmaterial und Bindemittel in der Pulverisierungseinrichtung 3 zur Herstellung eines Produktes mit einer geringeren Schüttdichte ebenfalls in den Rahmen der vorliegenden Erfindung. Die Menge des zugesetzten Vermiculits kann vom Fachmanne leicht ermittelt werden und sie hängt von der gewünschten Schüttdichte des Endproduktes ab.

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Beispiel 1

In einen Strom von 22.200 kg (48.950 pounds) Kalkstein pro Stunde (bezogen auf das Trockengewicht), der 97,78 % Kalziumkarbonat enthielt, wurden pro Stunde 476 kg (1.050 pounds) Natriumbentonit in pulverisierter Form eingeführt. Der Kalkstein wies eine Teilchengröße von weniger als 2,54 cm ( 1 inch) auf. Der Kalkstein-Bentonit-Strom wurde in eine 127 cm (50 inches)-Pulverisierungseinrichtung vom Seiher-Typ eingeführt, in der er innig gemischt und bis auf eine solche Partikelgröße zerkleinert wurde, daß 75 % ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,15 mm (100 mesh) passierten. Etwa 33 % der Mischung der Pulverisierungseinrichtung wurden kontinuierlich im Kreislauf durch die Pulverisierungseinrichtung geführt.

Die Mischung aus der Pulverisierungseinrichtung wurde in eine Pfannen-Granuliereinrichtung mit einem Durchmesser von 4,5 m (15 foot) eingeführt, in welcher Wasser aus dem Wäscher auf die eintretende Mischung aufgesprüht wurde. Das Wasser wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 2950 kg (6500 pounds) pro Stunde in die Granuliereinrichtung eingeführt.

Die Granulierpfanne wurde um etwa 60 geneigt und mit einer Geschwindigkeit von etwa 17 UpM gedreht. Die Pellets aus der Granuliereinrichtung wurden in einem I,5mx7,5m(5 foot χ 25 foot)-Fluidbett-Trockner-Kühler mit Luft einer Temperatur von 177 C (350 F) getrocknet. Das getrocknete Material wurde aus dem Trockner-Kühler in eine Endprodukt-Siebeinrichtung überführt, in welcher es in drei Größenklassen aufgeteilt

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wurde: ein Endprodukt einer solchen Partikelgröße, daß 100 % ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 2,4 mm (8 mesh) passierten und 100 % von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,59 mm (30 mesh) zurückgehalten wurdenj Feinteile, die ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,59 mm (30 mesh) passierten; und ein tibergroßes (überdimensioniertes) Material, das von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 2,4 mm (8 mesh) zurückgehalten wurde. Die Feinteile und das übergroße Material wurden durch die Pulverisierungseinrichtung in die Granuliereinrichtung rezyklisiert. Das Endprodukt machte 88 % des Materials aus dem Trockner-Kühler aus und hatte einen Kalziumkarbonatgehalt von 96,33 Gew.-%. Das Endprodukt enthielt 2,1 Gew.-% Bindemittel und 97,9 Gew.-% Rohmaterial.

Beispiel 2

Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, wobei diesmal der Kalkstein durch Dolomit ersetzt wurde. Der Dolomit hatte einen Magnesiumkarbonatgehalt von 41,2 Gew.~% und einen Kalziumkarbonatgehalt von 56,1 Gew.-%. Das Endprodukt hatte einen Gesamtkarbonatgehalt con 95,5 Gew.-%. Das Endprodukt enthielt 2,1 Gera-% Bindemittel und 97,9 Gew.-% Rohmaterial.

Beispiel 3

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde erneut wiederholt. In diesem Falle bestand die Beschickung für die Seihermühle aus 21.900 kg (48.350 pounds) pro Stunde (bezogen auf das Trocken-

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gewicht) Kalkstein (mit einem Kalziumkarbonatgehalt von 97,78 %), 476 kg (1050 pounds) pro Stunde Natriumbentonit und 272 kg (600 pounds) pro Stunde gequollenem Vermiculit. In der Granuliereinrichtung wurde Wasser aus dem Wäscher auf die trockene Mischung in.einer Menge, von 3630 kg (8000 pounds) pro Stunde aufgesprüht. Das Endprodukt hatte einen Kalziumkarbonatgehalt von 94,6 Gew.-%, es hatte jedoch ein geringes Gewicht

3 3

(eine Dichte von 1,25 g/cm (78 pounds/ft ) ). Das körnige Endprodukt enthielt 2,1 Gew.-% Bindemittel und 97,9 Gew.-% Rohmaterial.

Beispiel 4

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei diesmal pro Stunde 1165 kg (2500 pounds) Natriumbentonit in pulverisierter Form in einen Strom aus 21.600 kg (47.500 pounds) pro Stunde (bezogen auf das Trockengewicht) Kalkstein, enthaltend 97,78 %. Kalziumkarbonat, eingeführt wurden. Das Endprodukt stellte 91 Gew.~% des Materials aus dem Trockner-Kühler dar und hatte einen Kalziumkarbonatgehalt von 92,89 Gew.-%. Das Endprodukt enthielt 5,0 Gew.-% Bindemittel und 95,0 Gew.-% Rohmaterial.

Beispiel 5

Das Verfahren des.Beispiels 1 wurde vjiederholt, wobei diesmal 2270 kg (5000 pounds) Natriumbentonit pro Stunde in pulverisierter Form in einen Strom von 20.400 kg (45,000 pounds)

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(bezogen auf das Trockengewicht) Kalkstein pro Stunde, der 97,78 % Kalziumkarbonat enthielt, eingeführt wurden. Das Endprodukt stellte 91 Gew.-% des Materials aus dem Trockner-Kühler dar und hatte einen Kalziumkarbonat gehalt von 92 bis 89 Gew.-%. Das Endprodukt enthielt 10,0 Gew.-% Bindemittel und 90,0 Gew.-% Rohmaterial.

Das Endprodukt jedes der vorstehend beschriebenen 5 Beispiele hatte eine solche Korngröße, daß 100 % ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 2,4 mm (8 mesh) passierten und 100 % von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,59 mm (30 mesh) zurückgehalten wurden. Die vergleichbare Härte der in den 5 Beispielen hergestellten Körner wurde bestimmt, indem jeweils 100 g dieser Produkte auf ein Rüttelsieb Nr. 40 auf einer üblichen Rotap-Maschine gebracht wurden. Jede Probe wurde 4 Minuten lang geschüttelt und geklopft. Dann wurde der Gewichtsprozentsatz jeder Probe bestimmt, der auf dem Sieb mit der lichten Maschenweite von 0,42 ram (40 mesh) zurückblieb. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I angegeben.

Tabelle I

Beispiel Nr.

Prozentsatz der auf dem 12 3 4 5 Sieb mit der lichten Maschenweite von 0,42 mm
(40 mesh) zurückbleibenden Probe 96,6 96,1 96,3 97,2 97,7

Prozentsatz der das Sieb
mit der lichten Maschenweite von 0,42 mm (40
mesh) passierenden Probe 3,4 3,9 3,7 2,8 2,3

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Dann wurde die Fähigkeit der Körner jeder Probe,beim Benetzen schnell zu zerfallen,bestimmt. Dies erfolgte durch Ausbreiten einer 100 g-Probe jedes der Endprodukte der 5 Beispiele in einer· Pfanne mit einem Durchmesser von 30,5 cm (12 inches) und Bedecken der Partikel mit Wasser bis zu einer Tiefe von 1,27 cm (1/2 inch). Die Partikel begannen zu zerbröseln und zu zerfallen aufgrund der Quellwirkung^des Tonbindemittels.

Nachdem die sichtbare Wirkung aufgehört hatte, wurden das Wasser und das Produkt langsam in ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,15 mm (100 mesh) eingeführt und zum milden Waschen der auf dem Sieb zurückbleibenden Partikel wurden 0,95 1 (1 quart) Wasser verwendet. Die zurückbleibenden Partikel wurden getrocknet und gewogen. In der nachfolgenden Tabelle II ist der Prozentsatz des auf dem Sieb mit der lichten Maschenweite von 0,15 mm (100 mesh) zurückbleibenden Materials im Vergleich zu der Menge der Ausgangsmischung aus der Pulverisierungseinheit vor dem Granulieren angegeben, die auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,15 mm (100 mesh) zurückgehalten wurde.

Tabelle II

Beispiel Nr.

Prozentsatz des auf dem 1 2 3 4 5 Sieb mit der lichten

Maschenweite von 0,15 ram

(100 mesh) zurückgehaltenen

Materials:

zerfallenes granuliertes 28,3 25,3 29,8 32,8 37,4

Material

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Fortsetzung der Tabelle II

ursprüngliche pulverisierte Mischung

die bis zum Beginn des Zerfalls bei dem granulierten Material erforderliche Zeit in Sekunden

Zeit bis zur Beendigung des sichtbaren Zerfalls

28,6 24,1 28,2 31,1 36,2

28

42

45

6 Min, 5 Min. 7 Min. 8 Min. 9 Min. 35 Sek. 45 Sek. 10 Sek. 9 Sek. 15 Sek.

Keines der Produkte der obigen 5 Beispiele war hygroskopisch und sie wurden daher nicht wesentlich beeinflußt, wenn man sie der Atmosphäre aussetzte.

Wie bereits weiter oben angegeben, können die quellbaren Tonkörner der Erfindung auch auf anderen Gebieten als als Bodenneutralisationsmittel verwendet werden. Sie können beispielsweise als Düngemittelfüllstoff verwendet werden. Es ist in Düngemittelmischanlagen üblich, einen Füllstoff, wie z.B. zerkleinertes Gestein, Sand und dgl., mit den anderen Bestandteilen, welche das fertige Düngemittel aufbauen, zu mischen. Wenn beispielsweise Kalkstein als Füllstoff verwendet wird, wird er im allgemeinen bis auf eine solche Größe zerkleinert, daß 100 % ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 3,2 mm (6 mesh) passieren und 100 % auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 1,2 mm (16 mesh) zurückgehalten werden. Diese Partikelgröße entspricht der Partikelgröße der Düngemittelkörner Die Herstellung eines solchen genau dimensionierten Produktes ist teuer und durch den Füllstoff wird kein echter Vorteil erzielt.

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Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Körner kann ein Kalkstein, der bis auf eine solche Partikelgröße pulverisiert worden ist, daß 70 % ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,15 mm (100 mesh) passieren, zu Körnern mit einer für einen unschädlichen Füllstoff geeigneten Größe verformt werden. Bei der Verwendung lösen sich jedoch die Körner schnell auf, so daß der feine Kalkstein als Bodenneutralisationsmittel leicht verfügbar ist, so daß der Füllstoff tatsächlich einen Vorteil bietet.

Nachfolgend sind erfindungsgemäße Beispiele angegeben, die als Düngemittelfüllstoff verwendet werden können:

Beispiel 6

207 kg ( 456 pounds) Pottasche

296 kg ( 652 pounds) Diammoniumphosphat

184 kg ( 406 pounds) Harnstoff

208 kg ( 458 pounds) pelletisierter Kalkstein

Beispiel 7

150 kg ( 330 pounds) Ammoniumnitrat

118 kg ( 260 pounds) Tripelsuperphospiiat

318 kg ( 700 pounds) Pottasche

322 kg (710 pounds) pelletisierter Kalkstein

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Beispiel 8
Düngemittel_i_Sorte__>0-25-25

480 kg (1060 pounds) Tripelsuperphosphat 368 kg ( 810 pounds) Pottaschenitrat 59 kg ( 130 pounds) pelletisierter Kalkstein

Düngemittel weisen eine Eigenschaft auf, die unter der Bezeichnung "potentielle Acidität, ausgedrückt in Kalziumkarbonatäquivalenten" bekannt ist und auf jedem Düngemittelsack aufgrund einer gesetzlichen Vorschrift angegeben werden muß. Die erfindungsgemäßen Körner können'in den genau richtigen Proportionen mit jeder Düngeraittelsorte gemischt werden, um die potentielle Acidität desselben vollständig zu neutralisieren, so daß die Düngemittelmischunghersteller ein vollständig neutrales Düngemittel herstellen und verkaufen können.

Ein Beispiel für eine Mischung des erfindungsgemäßen Produktes in dem richtigen Mengenverhältnis mit einem Düngemittel zur vollständigen Neutralisation der potentiellen Acidität desselben ist das folgende:

Beispiel 9

Die potentielle Acidität von 4,54 kg (10 pounds) Düngemittel der Sorte 22-5-5, die zur Neutralisation ihrer potentiellen Acidität 272 kg (600 pounds) Kalziumkarbonat pro Tonne erfordert, wurde durch Mischen mit 1,51 kg (3,33 pounds) pelletisiertem Kalkstein neutralisiert.

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Die Verwendung der erfindungsgemäßen Körner ist nicfctauf diejenige in Verbindung mit dem Boden bzw. Erdboden beschränkt. Es ist beispielsweise üblich, Kalziumkarbonat als Kalziumquelle für lebendes Vieh, Geflügel und andere Tiere zu verwenden. Das Kalziumkarbonat wird im allgemeinen mit dem Futter gemischt. Die Größe der JKalziumkarbonatpartikel hängt in der Regel von der Größe der anderen Partikel, die das Futter aufbauen^ab. Die Partikelgröße sämtlicher Futterbestandteile nuß etwa gleich groß sein, um eine Segregation zu vermeiden, die Partikel dürfen jedoch nicht so fein sein, daß sie stäuben. Infolgedessen kann die Partikelgröße des Kalziurakarbonats nicht so gering sein, wie sie für die maximale Verfügbarkeit des Kalziumkarbonats für die Aufnahme durch den Tierkörper in dem Magen und Intestinaltrakt ideal wäre. Im allgemeinen wird eine solche Partikelgröße verwendet, daß 100 % auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,18 mm (80 mesh) zurückgehalten werden, eine Größe, die zur Erzielung wirksamer Ergebnisse zu groß ist, so daß ein beträchtlicher Anteil des an die Tiere verfütterten Kalziumkarbonats sie passiert und verlorengeht. Erfindungsgeraäß kann fein gemahlenes Kalziumkarbonat (das beispielsweise zu 70 % ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,15 mm (100 mesh) passiert) zu Körnern einer geeigneten Größe (z.B. einer solchen Größe, daß 100 % ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 2,4 mm (8 mesh) passieren . und auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,84 mm (20 mesh) zurückgehalten werden) verformt werden. Die Körner können mit dem Futter gemischt werden, sie lösen sich jedoch schnell in dem Tiermagen und das Kalziumkarbonat kehrt zu seiner Pulverform zurück, die viel leichter von dem Tierkörper aufgenommen werden kann. Dies führt zu einer Verringerung der

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Kalziumkarbonatmenge, die an jedes Tier verfüttert werden muß, und gleichzeitig werden dadurch Kosten eingespart.

In Kohleminen ist es üblich, fein gemahlenen Kalkstein mit hohem Kalziumgehalt (z.B. einen solchen, der ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm (200 mesh) passiert) mit Was-, ser zu mischen und ihn auf die Mineneingangswände und den Boden zu sprühen, um den Kohlestaub unten zu halten und die Farbe der Eingangsoberflächen aufzuhellen. Wenn die erfindungsgemäßen Körner für diesen Zweck verwendet werden, können sie im Sack oder in der Masse bequemer gehandhabt werden, wodurch die Gesamtkosten für den Vorgang herabgesetzt werden können.

Auf entsprechende Weise können die erfindungsgemäßen Körner in Wasserbehandlungsanlagen verwendet werden. Außerdem können die erfindungsgemäßen Körner zum Aufsaugen und Neutralisieren von Wasser, Dung und dgl. auf dem Boden von Scheunen und Ställen sowie von Wasser, Fett und dgl. in Werkstätten, Fabriken und dgl. Verwendet werden.

Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann klar, daß diese in vielerlei Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

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Claims

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Patentansprüche

[p. Kalksteinkörner, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen bestehen zu 90 bis 98 Gew.-% aus einem feinteiligen, Kalzium und Magnesium enthaltenden Rohmaterial aus der Gruppe Kalkstein, Dolomit-Kalkstein, gebrannter Kalk, Mergel, Austernschalen und Schlacke und zu 2 bis 10 Gew.-% aus einem Bindemittel aus der Gruppe der stark quellbaren Tone Natriumbentonit, Kalziurabentonit und Montmorillonit, wobei das Bindemittel die Bildung von Körnern aus dem Rohmaterial bewirkt,, die zerfallen, wenn sie mit Wasser in Kontakt kommen und mindestens eine solche Größe haben, daß sie ein Sieb'mit einer lichten Maschenweite von 4,1 mm (4 mesh) passieren and auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 mesh) zurückgehalten werden.
2. Körner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine solche Größe haben, daß sie ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 4,1 mm (4 mesh) passieren und auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,84 mm (20 mesh) zurückgehalten werden.
3. Körner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine solche Größe haben, daß sie ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,84 mm (20 mesh) passieren und auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 mesh) zurückgehalten werden.

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4. Körner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohmaterial 97 bis 98 Gew.-% und das Bindemittel 2 bis 3 Gew.-% ausmachen.
5. Körner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohmaterial aus Kalkstein und das Bindemittel aus Natriumbentonit bestehen.
6. Körner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohmaterial aus Kalkstein und das Bindemittel aus Kalziumbentonit bestehen.
7. Körner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohmaterial aus Dolomit-Kalkstein und das Bindemittel aus Natriumbentonit bestehen.
8. Körner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohmaterial aus Dolomit-Kalkstein und das Bindemittel aus KaI-ziumbentonit bestehen.
9. Körner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohmaterial aus Kalkstein und Vermiculit und das Bindemittel
aus Natriumbentonit bestehen.
10. Verfahren zur Herstellung von Kalksteinkörnern, gekennzeichnet durch die folgenden Stufen;

(A) Mischen von etwa 90 bis etwa 98 Gew.-% eines trockenen,

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feinteiligen, Kalzium und Magnesium enthaltenden Rohmaterials aus der Gruppe Kalkstein, Dolomit-Kalkstein, gebrannter Kalk, Mergel, Austernschalen und Schlacke mit etwa 2 bis etwa 10 Gew.-% eines Bindemittels aus der Gruppe der stark quellbaren Tone Natriumbentonit, Kalziumbentonit und Montmorillonit;

(B) Bewegen bzw. Rühren der Mischung und langsame Zugabe von etwa 6 bis etwa 15 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Gewicht des trockenen Materials, zu der trockenen Mischung unter Bildung von Körnern, wobei das Wasser in einer solchen Menge zugegeben wird, die ausreicht, um das Bindemittel zu aktivieren, die aber geringer ist als die zur Bildung einer Aufschlämmung erforderliche Menge;

(C) Trocknen der Körner bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches von etwa 93 bis etwa 316°C (200 bis 600⁰F); und

(D) Sieben der getrockneten Körner zur Gewinnung der Körner mit einer solchen Partikelgröße, daß sie ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 4,1 mm (4 mesh) passieren und mindestens auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 mesh) zurückgehalten werden, wobei die Körner etwa 90 bis etwa 98 Gew.-% Rohmaterial und etwa 2 bis etwa 10 Gew.-% Bindemittel enthalten.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem anfänglichen Mischen ein Teil der Mischung für die weitere Mischung kontinuierlich rezyklisiert wird zur Bildung

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des für ein gleichförmigeres Endprodukt erforderlichen Prozentsatzes an Feinteilen.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der trockenen Mischung während des Bewegens bzw. Rührens etwa 8 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Gewicht des trockenen Materials, zugesetzt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner bei einer Temperatur von etwa 177 C (350 F) getrocknet werden.
14. Verfahren zur Herstellung von Kalksteinkörnern, gekennzeichnet durch die folgenden Stufen:

(A) Mahlen und Mischen von etwa 90 bis etwa 98 Gew.-% eines trockenen, feinteiligen, Kalzium und Magnesium enthaltenden Rohmaterials aus der Gruppe Kalkstein, Dolomit-Kalkstein, gebrannter Kalk, Mergel, Austernschalen und Schlacke mit etwa 2 bis etwa 10 Gew.-% eines Bindemittels aus der Gruppe der stark quellbaren Tone Natriumbentonit, Kalziumbentonit und Montmorillonitj

(B) Bewegen bzw. Rühren der Mischung und langsame Zugabe von etwa 6 bis etwa 15 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Gewicht des trockenen Materials, zu der trockenen Mischung zur Herstellung von Körnern, wobei das Wasser in einer Menge zugegeben wird, die ausreicht, um das Bindemittel zu aktivieren, die jedoch geringer ist als die zur Bildung einer Aufschlämmung erforderliche Menge;

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(C) Trocknen der Körner bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches von etwa 93 bis etwa 316⁰C (200 bis 600⁰F) j und

(D) Sieben der getrockneten Körner zur Gewinnung der Körner, die eine solche Partikelgröße haben, daß sie ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 4,1 mm (4 mesh) passieren . und mindestens auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 mesh) zurückgehalten werden, wobei die Körner etwa 90 bis etwa 98 Gew.-% Rohmaterial und etwa 2 bis etwa 10 Gew.-% Bindemittel enthalten,

wobei das Mahlen und Mischen in einer Stufe unter Verwendung einer Seihermühle durchgeführt wird, /wodurch das Vortrocknen des Kalzium und Magnesium enthaltenden Rohmaterials vor dem Mahlen weggelassen werden kann.

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