DE2739375A1

DE2739375A1 - Verfahren zur bindung von staubanteilen in expandiertem perlite

Info

Publication number: DE2739375A1
Application number: DE19772739375
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: EKOPERL GmbH
Current assignee: EKOPERL GmbH
Priority date: 1977-09-01
Filing date: 1977-09-01
Publication date: 1979-03-15
Also published as: DE2739375B2; US4148941A; GB2003463A; GB2003463B

Description

Patent anmeldung
Ekoperl GmbH
Ostenhellweg 57/59
4600 Dortmund

"Verfahren zur Bindung von Staubanteilen in expandiertem Perlite"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bindung des Staubanteils in expandiertem Perlite, welches bei Temperaturen von ca. 11OO⁰C in einem Blähofen expandiert und über Zyklone zu einer Absack- bzw. Abfüllvorrichtung geleitet wird. Auf dem Wege zur Abfüllvorrichtung muß das Perlite auf Temperaturen heruntergekühlt werden, die unter anderem ein Abfüllen in

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Plastiksäcke möglich machen. Expandiertes Perlite wird beispielsweise im Eaugewerbe für Schall- und Wärmedämmzwecke sowie zum Höhenausgleich unter schwimmenden Estrichen eingesetzt; es dient aber auch als Mittel zum Aufsaugen von ausgelaufenem öl auf Gewässern, letzteres insbesondere dann, wenn es sich um expandiertes Perlite handelt, welches mit einem Hydrophobierungsmittel behandelt worden ist. Expandiertes Perlite, welches aus einem Blähofen austritt, hat im allgemeinen folgende Körnungen:

zur Isolierung im Baugewerbe 0-6 mm als ölaufsaugmittel 0-3 mm.

Der Feinstanteil vor allem im Bereich der Körnung von 0-0,2 ist staubbildend und stört, wenn Perlite bei der Verwendung in der Bauindustrie oder als Mittel zum Aufsaugen von ausgelaufenem öl eingesetzt wird. Zwar wird im allgemeinen ein erheblicher Anteil der feinen staubbildenden Fraktion mit Hilfe von Zyklonen abgezogen, jedoch ist es nicht möglich und auch nicht erwünscht, eine einwandfreie Trennung der staubbildenden Teile von der übrigen Körnung zu erreichen, zumal auf dem Wege vom Zyklon bis zur Abfüllvorrichtung sich durch Abrieb neue Feinstteile bilden. Weiterhin ist es üblich, expandiertes Perlite mit Hydrophobierungsmitteln zu behandeln, und zwar insbesondere dann, wenn es als Mittel zur ölaufsaugung von Gewässern dient oder in der Bauindustrie als Schüttgut unter Estrichen eingesetzt wird. Hier dient die Hydrophobierung dem Zweck, ein Fortpflanzen von Feuchtigkeit durch die hohe Kapillarwirkung des Perlite zu verhindern. Zur Hydrophobierung wird in einem Schüttgutstrom vor-

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- .abgegebener Temperatur ein fein zerstäubtes Hydrophobierungsmittel eingebracht, wozu sich die verschiedensten Hydrophobierungsmittel eignen. Eine Staubbindung tritt jedoch durch diese Behandlung nicht ein, vielmehr wird die Staubbindung im allgemeinen noch erhöht. Aber auch Maßnahmen, die eine Staubbindung bewirken, sind bekannt. So kennt man (DT-PS 12 602) ein Verfahren zur Bindung von PerIite-Staub, wobei eine Präparation der Perlite-Körner mit organischen hygroskopischen Verbindungen durchgeführt wird. Als geeignete Substanzen wurden Glykole, Lactate und Triäthanolaminseifen und insbesondere Glycerin empfohlen. Dieses hauptsächlich auf Wasseranziehung bzw. Anwesenheit von Wasser basierende Verfahren konnte nur sehr begrenzt befriedigen. Bei relativ geringer Luftfeuchtigkeit bzw. höherer Temperatur, überwog häufig die Verdunstung die Wasseranziehungskraft der zugesetzten Verbindungen. Außerdem erwies sich oft die Kohäsionskraft des Wassers zur Bindung der Feinstpartikel an die gröberen Körner als zu klein, was sich besonders bei mechanischer Beanspruchung, z. B. beim Durchlaufen von Rohrleitungen oder auch beim Transport in Säcken und beim Ausschütten bemerkbar nachte.

Man könnte daran denken, die staubbildenden Feinstkornanteile mechanisch zu entfernen. Eine mechanische Entfernung der staubbildenden Feinstkornanteile durch Absiebung oder Windsichtung (z. B. unter 0,2 mm) hat jedoch schwerwiegende praktische Nachteile. Abgesehen davon, daß eine solche Abtrennung bei großen Mengen dieser leichten Materialien nicht einfach und dazu sehr aufwendig ist, liegt der schwerwiegendste Nachteil bei der Anwendung als ölaufsaugmittel darin, daß gerade das abgesiebte Feinstkorn einen wertvollen Produktanteil darstellt. Es ist

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bekannt, daß das feinere Korn über die größeren Oberflächen und das größere Innenporenvolumen verfügt, wodurch sich größere Aufsaugkapazitäten für Flüssigkeiten ergeben. Somit verdient prinzipiell die Staubbindung den Vorzug. Auch bei der Verwendung als Schüttgut in Verbindung mit schwimmenden Estrichen sind Feinstanteile wegen eines guten Kornaufbaues und erhöhter Isolierwirkung erwünscht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bindung der Staubanteile in expandiertem Perlite anzugeben, durch das sich eine sichere Staubbindung erreichen läßt, ohne daß die Eigenschaften des expandierten, insbesondere des hydrophobierten Perlites beeinträchtigt und ohne daß anwendungstechnisch schädliche Wasserzusätze zugegeben werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, ausgehend von dem gattungsgemäßen Verfahren, daß das Schüttgut auf eine Temperatur von weniger als 130°C abgekühlt und in den Schüttgutstrom, der von der Blähanlage über die Zyklone ausgeht, bei Temperaturen von unter 130°C paraffinische Kohlenwasserstoffe feinst-zerstäubt in Mengen von lediglich einigen Kilogramm pro Kubikmeter expandiertes Perlite eingedüst werden. - Nach bevorzugter Ausführungsform werden flüssige paraffinische Kohlenwasserstoffe, bevorzugt mit einer Viskositätsspanne von 4 bis 8 cST (20⁰C) angewandt. Es können sowohl reine paraffinische öle als auch zum Beispiel mineralische Paraffin-Öle angewandt werden, die neben Paraffin als Hauptkomponenten auch noch gewisse Anteile an Aromaten und Naphthenen enthalten. Es ist auch in gewissen Fällen möglich, höher molekulare pastöse bis feste Paraffine, die durch niedermolekulare organische flüssige Zusätze oder durch Erwärmung

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verteilbar gemacht wurden, zuzusetzen.

Es ist verständlich, daß nach praktischem Einsatz hydrophiler Verbindungen (vergl. DT-PS 12 69 602) eine Verwendung von eher hydrophobierend wirkenden Substanzen aus mehreren Gründen, nicht nahe lag. Abgesehen von der Vermutung, daß bei Wegfall des hygroskopischen Wasseranteils aus der Luft der für die Staubbindung benötigte Paraffin-ölanteil mengenmäßig sehr groß, das heißt unwirtschaftlich, sein würde, bestanden bisher verständlicherweise Bedenken, da man annehmen mußte, daß gerade wasserfreie staubbindende Kohlenwasserstoffe sich nicht oder nicht lange genug an der Oberfläche von Perlite zwecks Bindung der feineren Partikel an die gröberen Körner würden halten können. Es ist einzusehen, daß Binder-Flüssigkeiten, die schnell zum größten Teil ins Innere der Kapillaren verziehen, die erwünschte volle Wirksamkeit nicht mehr haben können. Bei den bisher verwandten hygroskopischen bzw. wasserhaltigen Emulsionen stellte sich diese Frage praktisch nicht, da solche Produkte von derartigen hydrophoben Perlite-Adsorbentien wegen des Wassergehaltes nur unwesentlich aufgenommen werden. Die in jüngerer Zeit gestiegene Verwendung von künstlich hydrophobierten Bindemitteln und Bauschüttgütern dieser Art schien dieses Vorurteil noch mehr gefestigt zu haben.

Untersuchungen haben ergeben, daß bei Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens das paraffinische Kohlenwasserstoff die Eigenschaften der nicht staubförmigen Körner des expandierten Perlites nicht beeinflußt. Es tritt vielmehr der überraschende Effekt auf, daß im wesentlichen nur an den staubbildenden

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Feinstkörnern sich der paraffinische Kohlenwasserstoff anlagert, so daß diese staubbildenden Feinstkörner an gröberen Körnern gleichsam klebend festgehalten werden. Die ö!anreicherung des staubbildenden Feinkorns bringt eine relativ feste Adhäsion am Grobkorn zustande. Demnach sind wider Erwarten die Adhäsionskräfte des Feinstkorns stärker als die Kapillarwirkung des Grobkorns. Dieses dürfte auf die Tatsache zurückzuführen sein, daß im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens das expandierte Perlite gleichsam im jungfräulichen Zustand behandelt wird. Dabei wird ausgenutzt, daß es nach dem Blähvorgang Tenside, die die Oberflächenspannung erniedrigen, nicht aufweist, da das Bindeöl hierbei eventuell weniger an der Perlite-Oberflache haften bleibt. Desweiteren soll das mit dem Staubbindematerial zu behandelnde Perlite praktisch frei von jeder Feuchtigkeit sein.

Überraschend ist die Tatsache, daß im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch eine Hydrophobierung möglich ist und daß bei einer Hydrophobierung die Hydrophobierungseigenschaften sich nicht verschlechtern, sondern verbessern. In der Ausführungsform für die Herstellung von hydrophobiertem staubgebundenem Perlite empfiehlt die Erfindung, daß zuerst in den Perlite-Schüttgutstrom bei Temperaturen von über 25O°C ein fein zerstäubtes Hydrophobierungsmittel und nach weiterer Abkühlung auf unter 130C der paraffinische Kohlenwasserstoff zusätzlich fein zerstäubt aufgegeben wird. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird demnach in den gleichen Schüttgutstrom zuerst das Hydrophobierungsmittel und danach der paraffinische Kohlenwasserstoff eingebracht. Das fertig behandelte, expandierte

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Perlite genügt sowohl in bezug auf die Hydrophobierung als auch in bezug auf die Staubbindung allen Eigenschaften, was deshalb überraschend ist, weil Hydrophobierungsmittel mit dem groben,nicht staubbildenden, Korn wechselwirken, während umgekehrt die paraffinischen Kohlenwasserstoffe in der schon beschriebenen Weise an dem staubbildenden Feinstkorn aktiv werden.

Im allgemeinen ist es üblich, einen wesentlichen Teil der Feinstkörnungen, die zur Staubbildung führen, vorher abzuscheiden und zwar mit Hilfe von Zyklonen, überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß durch das neue Staubbindeverfahren das Staubzyklonabscheideverfahren mit Vorteil ersetzt werden kann, sofern, bedingt durch ein zu feines Rohperlit-Korn, die Feinstanteile nicht zu groß sind.

Beispiele;

1. Thermisch expandiertes Perlite (Korngröße ca. 0-2 mm) wurde nach bekanntem Verfahren durch eine Oberflächenbehandlung mit Silikonen hydrophobiert. Hierbei trat eine enorme Staubentwicklung auf. Der Feinstkornanteil unter 0,2 mm, durch Absiebung ermittelt, betrug über 10 %. Der nach einer konventionellen Methode bestimmte effektive Staubanteii lag über 1000 mg/1.

In einem nachgeschalteten Arbeitsgang wurde dasselbe Material mit einem Paraffinöl (Viskosität 7 cSt, Dichte bei 15°C, 0,83) besprüht, als das expandierte Perlite Temperaturen von etwa 80 C aufwies. Die hierbei eingesetzte Menge an Paraffinöl be-

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trug lediglich 5 kg/m Perlite. Aufgrund der staubbindenden

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Behandlung reduzierten sich die durch Absiebung ermittelten Kornanteile unter 0,2 mm auf 2,3 % bzw. 20 mg/1, was als ein hervorragendes Resultat anzusehen ist. Die wasserabweisende Wirkung des Produktes war im Vergleich zum nicht staubgebundenen hydrophobierten Perlite rund 10 % höher.

2. Thermisch expandiertes Perlite der Korngröße von 0-6 mm wurde wie in Beispiel 1 mit Silikon behandelt, wobei der Feinstkornanteil unter 0,2 mm durch Absieben einen Wert von 6 % ergab. Der effektive Staubanteil lag bei 5OO mg/1. Im nachgeschalteten Bedüsungsverfahren mit Paraffinöl genügte eine Menge von 3,5 l/m Perlite, um die durch Absiebung festgestellten Feinstkornanteile unter 0,2 mm auf 1,5 % bzw. 17 mg/1 zu reduzieren.

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Claims

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Patentanspriiche :

Ί. Verfahren zur Bindung der Staubanteile in expandiertem Perlite, welches bei Temperaturen von ca. 1100°C aufgebläht und aus dem Blähofen über ein Zyklonsystem mit einer Temperatur von unter 130⁰C als Schüttgut abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet , daß das Schüttgut auf dem Wege zum Blähofen bis zum Abfüllstutzen abgekühlt und in den Schüttgutstrom ein paraffinischer Kohlenwasserstoff fein zerstäubt in einer Menge von wenigen Kilogramm pro Kubikmeter Perlite eingedüst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut auf dem Wege von Blähofen bis zum Abfüllstutzen auf Temperaturen von weniger als 130C abgekühlt wird und bei Temperaturen von unter 130⁰C der paraffinische Kohlenwasserstoff fein zerstäubt eingedüst wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem paraffinischen Kohlenwasserstoff gearbeitet wird, der bevorzugt eine Viskosität von 4 bis 8 cSt, gemessen bei einer Temperatur von 20 C aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3 in der Ausführungsform für die Herstellung von hydrophobiertem Perlite, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst in den Schüttgutstrom, der vom Blähofen ausgeht, bei Temperaturen von über 25O°C ein fein zerstäubtes Hydrophobierungsmittel, bevorzugt in EmuIsionsform, und nach

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weiterer Abkühlung auf unter 130C der paraffinische Kohlenwasserstoff zusätzlich eingedüst wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den gleichen Schüttgutstrom zuerst das Hydrophobierungsmittel und danach der paraffinische Kohlenwasserstoff eingegeben wird.

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