DE2439856A1

DE2439856A1 - Verfahren zur bildung agglomerierter koerner

Info

Publication number: DE2439856A1
Application number: DE2439856A
Authority: DE
Inventors: Toshikazu Mori; Mitsuru Wakui
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1973-08-21
Filing date: 1974-08-20
Publication date: 1975-03-13
Also published as: IT1020090B; JPS548353B2; FR2241337B1; BE819027A; SE397669B; DE2439856C3; GB1474727A; NL7410992A; DE2439856B2; AU7246774A; CS175484B2; JPS5043161A; DD115047A5; CA1032736A; FR2241337A1; SE7410580L

Description

W 2991

Nippon Electric Glass Company Ltd.,

Shiga-ken, Japan

Verfahren zur Bildung agglomerierter Körner

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Granulieren oder Agglomerieren von feinem Pulver, insbesondere ein Verfahren zur Bildung von vergleichsweise groß bemessenen Körnern aus hygroskopischem feinem Pulver.

Beispielsweise kommt es bei der Glasherstellung vor, daß das vom Ofen abgeführte Gas chemische Dämpfe und/oder aus Teilchen bestehende Materialien enthält, die aus dem Abgas entfernt werden, bevor das Gas in die Atmosphäre geblasen wird, so daß es den Bereich in und um die Glasherstellungsanlage nicht verschmutzt.

Feinteilchen-Stäube, die in einer Abgasverarbeitungsanlage bzw. in einem Staubsammler verarbeitet werden, sind in der Hauptsache Materialien zur Glasherstellung. Es ist daher wünschenswert," den pulverförmigen Staub für die Glasherstellungsmaterialien wiederzugewinnen.

Es ist jedoch so, daß pulverförmiger Staub schwierig handzuhaben ist und, was besonders ungünstig ist, sich wegen seiner feinen Teilchen leicht in der Atmosphäre verteilt. Es 1st daher wünschenswert, pulverförmigen Staub zu granu-

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lieren oder zu agglomerieren oder agglomerierte Körner mit einer vergrößerten Korngröße und einem vergrößerten sichtbaren spezifischen Gewicht zu bilden, um den Staub daran zu hindern, sich in der Atmosphäre auszubreiten.

Zum Granulieren oder Agglomerieren feinen Pulvers sind Verfahren bekannt, die einen Kneter und einen Extrusions-Preßformmischer verwenden. Bei diesen Verfahren ist es erforderlich, dem feinen Pulver Wasser zuzugeben. Infolgedessen können in Fällen, wo das feine Pulver hygroskopisch und klebrig ist, die Pulvermaterialien an den verwendeten Einrichtungen oder Knetern und Extrusions-Preßformmischern leicht anhaften bzw. anbacken, wobei sie, was besonders nachteilig ist, nach dem Trocknen und Härten nur schwierig wieder entfernt werden können.

Stäube, die aus dem Abgas aus einem Glasschmelzofen wiedergewonnen worden sind, sind im allgemeinen hygroskopisch und klebrig.

Der Erfindung liegt daher allgemein die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Granulieren oder Agglomerieren von feinem Pulver aus hygroskopischem Material zu schaffen. Weiterhin soll durch diese Erfindung ein Verfahren zur Bildung agglomierierter Körner aus feinem pulverförmigen Staub geschaffen werden, der aus dem Abgas aus einem Glasschmelzofen wiedergewonnen worden ist, um diesen Staub zu den Glasherstellungsmaterialien einer Glasherstellungsoperation wieder zurückzuführen.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß eine vorbestimmte Menge feuchter Teilchen eines ausgewählten unlöslichen Materlales dem feinen Pulver zugegeben

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und die sich ergebende Mischung aus den unlöslichen feuchten Teilchen und dem feinen Pulver zwecks gleichförmigen Zusammenmischens ausreichend durchgeschüttelt wird, so daß die agglomerierten Körner geformt werden.

Das unlösliche Material kann in vorteilhafter Weise aus solchen Materialien ausgewählt werden, wie sie bei der Verwendung von agglomerierten Körnern aufgenommen werden. Beispielsweise, im Falle eines Agglomerierens von pulverförmiger)! Staub aus dem Abgas eines Glasschmelzofens, wobei die agglomerierten Körner als Glasherstellungsmaterialien wieder zurückgeführt werden, können als unlösliches Material Quarzsand (Siliziumsand), Kalzlumkarbonat oder Dolomit verwendet werden.

Bekannte Granulatoren oder Mischer können in vorteilhafter Weise verwendet werden, um die Mischung des feinen Pulvers und die feuchten bzw. nassen unlöslichen Teilchen durchzuschütteln, d.h. die Mischung wird in einen sich bewegenden Behälter eines Granulators eingebracht und durch die Bewegung des Behälters durchgeschüttelt.

Um feuchte Feinteilchen daran zu hindern, an der Innenseite bzw. Innenfläche des-Behälters anzuhaften oder anzubacken, kann die Mischung in einem Sack verpackt werden und der die Mischung enthaltende Sack kann in den Behälter eingebracht werden. Wahlweise kann die Innenfläche des Behälters mit einem Form-Lösungsmittel beschichtet werden.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung einiger anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es zeigen

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Fig. 1 bis ¹I schematische Ansichten von verschiedenen

Mischern, die zum Durchschütteln der Pulvermischung gemäß der Erfindung benutzt werden;

Fig. 5 und 6 graphische Darstellungen der Korngrößen-Verteilungskurven in Bezug auf die agglomerierten Körner gemäß der vorliegenden Erfindung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Mischung aus feinem Pulver hygroskopischer Materialien und aus nassen bzw. feuchten Teilchen eines unlöslichen Materiales (durchgeschüttelt) , wodurch es dem feinen Pulver ermöglicht wird, an der äußeren Oberfläche eines jeden feuchten Teilchens anzuhaften, so daß agglomerierte Körner erzielt werden können,

Um die Mischung zu schütteln, wird sie gemäß Fig. 1 in eine sechseckige Drehtrommel 1 eingebracht und der Rotation dieser Trommel ausgesetzt. In diesem Zusammenhang wird die Trommel mit einer vergleichsweise niedrigen Geschwindigkeit gedreht, z.B. 60 bis 100 U/min. Auf diese Weise bewegen sich die die Mischung bildenden Teilchen in der Trommel planlos auf und ab, so daß die feuchten Teilchen gleichförmig unter dem feinen Pulver vermischt werden können und gleichzeitig das feine Pulver an der äußeren Oberfläche eines jeden feuchten Teilchens anhaftet. Infolgedessen werden agglomerierte Körner erzielt.

In vorteilhafter Weise kann die Mischung in einem Sack (z.B.aus Polyvinylharz bzw. Viny!polymerisat) enthalten und eingepackt sein, bevor sie in die Trommel 1 hineingegeben

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wird. Durch die Verwendung des Sackes wird verhindert, daß irgendwelche Teilchen an der inneren Umfangsfläche der Trommel anhaften.

Auf der anderen Seite kann der Sack während der Trommelumdrehung in der Trommel 1 sich auf und abbewegen, und zwar mit sich planlos ändernder Orientierung und mit sich wiederholendem Herabfallen, so daß die Mischung im Sack hin und her geschüttelt und gleichförmig vermischt werden kann, um agglomerierte Körner zu bilden* von denen Jedes als Kern ein unlösliches Teilchen enthält.

Anstelle des in Pig. I dargestellten Mischers können wahlweise andere Mischer, z.B. die in den Fig. 2 bis h dargestellten Mischer, für ein Durchschütteln der Mischung verwendet werden. Der in Fig. 2 veranschaulichte Mischer umfaßt eine zylindrische Trommel 2 und eine rotierende Welle 21, die gegenüber der Achse der Trommel 2 abgesetzt ist, wobei die Trommel 2 an der rotierenden Welle gehaltert ist. Die Trommel 2 wird um die Welle 21 durch eine Rotation dieser Welle 21 gedreht.

Der in Fig. 3 dargestellte Mischer enthält eine Drehtrommel 3 mit einer diagonal angeordneten Drehwelle. Diese Trommel 3 rotiert auf der diagonalen Achse durch die Rotation der diagonalen Drehwelle.

Der in Fig. 4 dargestellte Mischer umfaßt einen schwenkbeweglich aufgehängten Behälter 4 sowie einen Exzenter kl für ein Schwingen bzw. für eine Schwingbewegung dieses Behälters.

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Im folgenden seien mehrere Beispiele beschrieben, bei denen agglomerierte Körner von Stäuben, die von Staubsammlern In Glasherstellungsanlagen gesammelt sind, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildet worden sind. Der Staub, hatte eine gewichtsmäßige Zusammensetzung von 38* B₃O₃, 20* Na₂O, 17? K₂O, 2k% SO und einen Ausgleich von anderen Komponenten einschließlich SiO₂.

Beispiel 1

Pulverförmiger Staub von 100 g und feuchter Quarzsand von 100 g mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 5% wurden in einen Sack .eingefüllt, der aus Polyvinylharz hergestellt war und ©ine Größe von 240 χ 170 mm hatte. Der die Mischung enthaltende Sack wurde manuell durchgeschüttelt (mit geschlossener öffnung des Sackes), und zwar eine Minute lang bei einer Geschwindigkeit von 100 χ pro Minute.

Die Versuche wurden unter Verwendung von Quarzsand mit verschiedenen Teilchegrößen wie folgt wiederholt:

1) Teilchengröße des Quarzsandes 20 bis 24 Maschen

2) Teilchengröße des Quarzsandes 2k bis 35 Maschen

3) Teilchengröße des Quarzsandes 35 bis 48 Maschen

4) Teilchengröße des Quarzsandes 48 bis 80 Maschen

Bei der Verwendung von Quarzsand Jeder Teilchengröße waren Körner von großer Körnung nach dem Durchschütteln gebildet. Jedes Korn war ein Agglomerat, in dem Staub an der äußeren Oberfläche eines Quarzsand-Teilchens anhaftete.

Die Dispersion der Korngröße der erzielten Agglomerate ist in Pig. 5 diagrammäßig dargestellt, wobei die Bezugsnummern 1 bis 5 mit den (obigen) Nummern übereinstimmen, die

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den Quarzsand durch die Teilchengröße klassifizieren.

Aus Fig. 5 ist zu ersehen, daß die Verwendung von Quarzsand mit einem größeren Teilchenradius agglomerierte Körner mit größerem Kornradius ergibt.

Beispiel 2

Gleichartige Versuche wie beim Beispiel 1 wurden durchgeführt, indem nasser bzw. feuchter Quarzsand mit einer konstanten Teilchengröße von 2¹I bis J52 Maschen, jedoch mit verschiedenen Feuchtigkeitsinhalten verwendet wurde, und zwar

1) Feuchtigkeitsgehalt im Quarzsand 5%

2) Feuchtigkeitsgehalt im Quarzsand lOSC

3) Feuchtigkeitsgehalt im Quarzsand 15% ¹O Feuchtigkeitsgehalt im Quarzsand 20?

Bei der Verwendung von Quarzsand Jedes Feuchtigkeitsgehaltes wurden agglomerierte Körner nach dem Durchschütteln erzielt.

Fig. 6 veranschaulicht die Korngrößenverteilung der erzielten Körner. In der Darstellung der Fig. 6 stimmen die Bezugsnummern 1 bis k mit den Nummern 1 bis H überein, unter denen oben die einzelnen' Quarzsandtypen mit den entsprechenden Feuchtigkeitsgehalten beschrieben sind.

Die Darstellung der Fig. 6 lehrt, daß die Verwendung von Quarzsand mit höherem Feuchtigkeitsgehalt agglomerierte Körner mit größerer Korngröße ergibt.

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Beispiel 3

Der pulverige Staub wurde in vier Säcke aus Polyvinylharz zusammen mit feuchtem Quarzsand (Teilchengröße 20 bis 2k Maschen) mit verschiedenen Feuchtigkeitsgehalten bei unterschiedlichen Mischungsverhältnissen eingefüllt. Die Feuchtigkeitsgehalte und Mischungsverhältnisse sind in der Tabelle 1 wiedergegeben.

Jeder Sack wurde, nachdem er verschlossen worden war, in die sechseckige Trommel 1 des in Fig. 1 dargestellten Mischers eingelegt und aus diesem herausgenommen, nachdem die Trommel 1 zwei Minuten lang bei einer Drehgeschwindigkeit von 30 bis 100 U/min gedreht worden war.

In den Säcken waren agglomerierte Körner geformt.

Tabelle 1

Feuchtigkeitsgehalt im nassen Quarzsand {%)	5	0.	10	0	15	.7	0	20
Verhältnis von nassem Quarzsand zu Staub	1-2	fein <■	5-1		.4-0			.2-0.5
Korngröße der agglomerierten Körner							groß

Bei einem Vergleich der in den entsprechenden Säcken gebildeten, agglomerierten Körner wurde festgestellt, daß die Verwendung von Quarzsand mit höherem Feuchtigkeitsgehalt Körner mit größerer Korngröße ergab.

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Anschließend wurden gleiche Versuche durchgeführt, wobei der in Fig. 2 veranschaulichte vertikale Vibrationsmischer, der in Fig. 3 dargestellte Korn-Rotationsmischer und der in Fig. 4 veranschaulichte horizontale Vibrationsmischer verwendet wurden. Aus diesen Versuchen ergab sich, daß die Verwendung eines solchen Mischers aufgrund der intensiveren Vibration oder Schüttelung der Mischung aus Staub und feuchtem Quarzsand feineres und gleichförmiger agglomieriertes Pulver erzeugte.

Bei der Verwendung des in Fig. .2 dargestellten Mischers konnten agglomerierte Körner ohne ein Anhaften des Staubes an der Innenseite der Trommel 2 selbst dann erzielt werden, wenn die Mischung direkt in die Trommel 2 eingegeben wurde, ohne daß die Mischung in irgendeinen Sack eingepackt worden ist. Dies wurde darauf zurückgeführt, daß eine intensive Vibration auf den Mischer ausgeübt wird.

Ferner wurde ein gleichartiges Ergebnis erzielt, wenn Kalziumkarbonat oder Dolomit anstelle von Quarzsand als unlösliches pulveriges Material dem Staub zugegeben wurde.

Wie aus der obigen Beschreibung klar zu erkennen ist, ist es möglich, auf erfindungsgemäße Weise feines Pulver aus hygroskopischen Materialien zu agglomerieren oder zu granulieren, ohne daß ein Anhaften oder Ankleben des feinen Pulvers an der verwendeten Maschine (Mischer) auftritt. Die Korngröße der erhaltenen Körner kann in vorteil hafter Weise dadurch gesteuert werden, daß die Teilchengröße oder der Feuchtigkeitsgehalt des unlöslichen Materiales geregelt werden, das dem feinen Pulver zugegeben wird.

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Diese Erfindung wurde im einzelnen erläutert mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen, die die Granulation von Staub betreffen, der bei der Abgasverarbeitungsanlage für Glasschmelzöfen gesammelt wird; die Erfindung ist jedoch nicht auf solche Ausführungsformen begrenzt, sondern kann bei der Granulierung und Agglomerierung
jeden hygroskopischen feinen Pulvers angewendet werden.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Bildung agglomerierter Körner aus hygroskopischem feinen Pulver, dadurch gekennzeichnet , daß eine vorbestimmte Menge feuchter Teilchen eines ausgewählten unlöslichen Materiales dem feinen Pulver zugegeben und die sich ergebende Mischung aus den unlöslichen feuchten Teilchen und dem feinen Pulver zwecks gleichförmigen Zusammenmischens ausreichend durchgeschüttelt wird, so daß die agglomerierten Körner geformt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus unlöslichen feuchten Teilchen und feinem Pulver in einen sich bewegenden Mischerbehälter eingegeben wird, der zum Rütteln und Schütteln der Mischung bewegt wird, so daß diese unlöslichen feuchten Teilchen und dieses feine Pulver ausreichend und gleichförmig miteinander vermischt und dadurch agglomerierte Körner geformt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des sich bewegenden Behälters mit einem Form-Trennmittel beschichtet wird.

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^. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung in einen Sack eingepackt wird, der mit der enthaltenden Mischung in den Mischer-Behälter eingebracht wird, welcher zwecks Durchschütteins der Mischung in dem Sack bewegt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer-Behälter durch eine Drehtrommel gebildet wird und die im Sack enthaltene Mischung durch die Rotation dieser Drehtrommel durchgeschüttelt und gerüttelt wird.

6. Verfahren zur Bildung von agglomerierten Glasherstellungsmaterialien aus Staub, der aus dem Abgas eines Glasschmelzofens wiedergewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Staub eine vorbestimmte Menge feuchter Teilchen wenigstens einer Art eines unlöslichen Materlales zugegeben wird, das als Teil der Glaszusammensetzung annehmbar ist, und daß die sich ergebende Mischung aus Staub und feuchten Teilchen zwecks gleichmäßiger Durchmischung ausreichend durchgeschüttelt wird, wodurch agglomeriertes Glasherstellungsmaterial geformt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als unlösliches Material Quarzsand, Kalziumkarbonat oder Dolomit einzeln oder in Kombination

miteinander verwendet werden.

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