DE2439856A1 - Verfahren zur bildung agglomerierter koerner - Google Patents
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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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- a*-." ■ ■
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.
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.
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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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.
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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"40.
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.
jeden hygroskopischen feinen Pulvers angewendet werden.
0 11/112 '?
Claims (1)
- PatentansprücheVerfahren 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.509811/1127^. 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 Kombinationmiteinander verwendet werden.50981 1/1127
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