DE3209619A1 - Verfahren zur pelletisierung von substanzen mit kristalliner oder kristallartiger struktur - Google Patents

Verfahren zur pelletisierung von substanzen mit kristalliner oder kristallartiger struktur

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Franz Josef 6078 Neu Isenburg Gattys
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Fj Gattys Ingenieurbuero fur Chem Maschinen- und Apparatebau 6078 Neu Isenburg De
FJ Gattys Ingenieurbuero Fuer Chem Maschinen und Apparatebau 6078 Neu Isenburg
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    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
    • C04B18/021—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates agglomerated by a mineral binder, e.g. cement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50—Mixing liquids with solids
    • B01F23/51—Methods thereof
    • B01F23/511—Methods thereof characterised by the composition of the liquids or solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/28—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic using special binding agents

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Description

EYER & LINSER PATBNTANrWALTE** 3209619
PATENTANWÄLTE: DIPL.-ING. ECKHAHDT ElYE Kt PHYSIKER HEINZ LINSEP
ROBERT-BOSCH-STR. D-6O72 DREIEICH
Anmelderin:
F. J. Gattys
Ingenieurbüro für cti Kasch'inen- und. Appai tebau
frankfurter Str. 16£
6Ο73 Neu Isen"burg
Verfahren zur Pel] etisieirunp: von Substanzen
mit kristalliner oder kristnllarti^er Struktur
Die Erfindung betrifft ein Ve7-fahron zuv J.'eiletiGiorung von Substanzen mit" kristalliner oder kristallartigor Struktur» In der Jndustrxe/faTlcn als iiohr.toffc oder Abi'al Linatcrinlien in. großer ■'Menge Materialien krai-c.tallj.ncr oder kpir.tnl'l artiger Struktur wie . beispielsweise Quarssand, Glar.mclil, Kieselgur,- Kristalloalze aller Art und Ähnlicher; an, die in der bestehenden kleinkörnigen struktur bei der Weiterverarbeitung, dem Roc7/clinpj, dem Transpox-t oder der Deponie zum Teil erhebliche SclnvioriRkoitcn teilr. wep;en Verstäubens während dos 'i'rancportea und r:ecobcnenf alJ s Ablader!mc, teils vielen der proßen Verdichtung der Staub- und Klc-inkomniaterialien und-dr-r hierdurch vorurr.achte'1 .li!iJ"tundT\rciil:i.r..oif';l:cit, die vielfacli ein Ernchvicrnir;· der V/eii.cx'voc-i.T.'be.ttuii^ ira (η:Γο1{';ο hat. !"lan ist daher bereits r-cit^ lanpon bemüh U, eine Agc;] Odorierung dieser Materialien in StückiOrn rv.i firreichoTi', was allcT'dip.;:';r. bisher nur dtirch - aufwendige -/"therm.i.r-che V«.>rj'ahrcn i^elingi;. Si-
ner einfachen Aufbaugranulicrung mit \!urccv ixla vclletisierflürsigkeit entziehen sich diese Materialien bisher vollctilndif·; wegen der Glätte der OberflScfie^fSfr^Sfftrfaf^SiV^ie eine wooi-.:nlr-ci
BAD ORIGINAL
tigc physikalische Haftung oder Hindun,}1; ausschließt.
Der vorliegenden Erfindung liegt air. Aufgabe die Schaffung eines Verf r.hrenr; zugrunde, mit dem Materialien mit kristalliner Struktui ■ 5 oder anderweitig; kristallartig platten Oberflächen durch einfache Aufbaugranulierung zu Pelletr. einer ausreichenden physikalischen Stabilität agglomeriert v/erden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dar. zu nelletir.ierende Haterial . · mit einer mit Wasser au einer wasserunlöslichen Verbindung umreagierenden mineralischen Substanz, in einer eine ilikrof ilmschicht
auf der Kornoberfläche ergebenden Henge innig gemischt und die • so gewonnene Mischung anGchlioßcnd unter Zugabe von' Pelletisierflür.sigkeit in an r;ich bekanntcx' Weine agglomeriert wird.
Εε hat eich überraschenderweise gezeigt, daß derart mit V/asser zu einer wasserunlöslichen Verbindung umrcagiereude mineralische Substanzen auch auf den glatten Bruchflilchen kristalliner Materialien etwa den Kristallflächen von Quarzsand im Moment der Umreagierung nach Art eines Mikrofilm aufzieht und/oder eine geschlossene Umhüllung einer ausreichenden Eigenstabilität um das Materialkorn bilden, die zur Haftung an den Umhüllungen anderer Materialkörner gebracht wc-rden kann und hierbei bewirkt, daß sich die Körner in der Pellctisiertrommel oder auf dom relleti.siorteller schnell .· zu ideal "rollenden" und sich damit schnell vergrößernden Pellets agglomerieren. Dar. von den aneinnriderha.ftenden Umhüllungen gebil-■ ■ dete Skelett ist nach der Utnreaktion rioi; Materials ausreichend sta-. .bil und verleiht den gewonnenen Pellets dauerhaft eine für den
BAD ORIGINAL
Transport oder die Weiterverarbeitung ausreichende Festigkeit auf zumal das als Skelettmaterial dienende wasserunlösliche mineralische Material keine Veränderungen durch Trocknung, Lösung oder weitergehende Umreaktion unter Atmosphärebedingmngen ünter-" 5 liegt. Hierbei werden bei der Pelletisierung von Substanzmischungen Pellets erzielt, die die einzelnen Substanzen in dem vorgegebenen Mischungsverhältnis enthalten, wobei aufgrund der • Pelletisierung Entmischungen bzw. zonenweise Konzentrierungen einzelner Substanzanteile ausgeschlossen sind. ' ■'"_-.
Als Skelettmaterial finden vorteilhaft Hyroxide der Metalle der II. Haupt- und Nebengruppe des periodischen Systems Verwendung, wobei die Auswahl zweckmäßig nach der Art des zu pelletisierenden Materials"und dessen Weiterverarbeitung getroffen wird. In diesem Sinne dürfte in der Mehrzahl der Fälle das billige Kalziumhydroxid als Skelettmaterial zum Einsatz kommen, das in nahezu allen Einsatzbereichen nutzbar gemacht werden kann, etwa in der Landwirtschaft zur Neutralisierung von Bodensäuren und in den metallurgischen Verhüttungsverfahren als Basismaterial zur Bildung von Kalkschlacken durch Pyrolyse.
In Ausführung des Verfahrens der Erfindung erfolgt die Pelletisierung zweckmäßig in der Weise, daß zunächst die Oberfläche des zu pelletisierenden Materials mit Wasser benetzt und anschließend das Skelettmaterial trocken als Metalloxid zugegeben und innig mit dem zu pelletisierenden Material vermischt wird, worauf unter Zugabe der Pelletisierflüssigkeit die Agglomierung bis zur Beendigung der sich durch Tem ρeratürerhöhung manifestierenden, der Reaktionsgleichung MeO + HpO =» Me(OH)^ folgenden
,Λ · - " ®AD ORIGINAL COPY
•In Fällen, in denen es sich bei dem zu pelletisierenden Material um selbt agressive oder sich durch Hygroskopie oder Heaktion mit Bestandteilen de.r Atmosphäre verändernde Substanzen handelt, könn die Pellets, mit einer Beschichtung aus einem wasserunlöslichen od in Wasser schwer löslichen Material versehen werden, wobei in ■ einer Ausführungsform der Erfindung mit einer mit V/asser zu einer
wasserunlöslichen Verbindung umreagierenden mineralischen •Substanz, insbesondere dem Oxid eines Metalls der II. Haupt- und
Nebengruppe des periodischen Systems erfolgen kann,' die durch Umreaktion mit aus dem Pellet übertretender oder zusätzlich zu-. ' gegebener Pelletisierflüssigkeit eine !Wasserunlösliche oder in • Wasser schwer lösliche Verbindung bilden. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung kann jedoch die Beschichtung auch durch Aufsprühen eines flüssigen, gelösten oder ^5 dispergierten Agens erfolgen-, das durch Reaktion mit dem' Pelletmaterial selbst eine wasserunlösliche oder in Wasser schwer lös-' . liehe Verbindung bildet, so daß auf diese V/eise eine die Diffusio: von Feuchtigkeit verhindernde Schutzhülle gebildet wird. Als ein derartiges Agens können in Abhängigkeit von d'em zu pelletisieren-. den Material und der Art seiner Weiterverarbeitung verdünnte Säuren oder Laugen, organische Lösungsmittel, wie Benzin, Benzol, Methanol, Spiritus, Tetrachlorkohlenstoff, Paraffin oder gergl. Verwendung finden, wobei die Zugabemenge ,je nach Art des Material: und seiner Reaktionsprodukte derart bemessen v/erden kann, daß . entweder eine vollständige Umreaktion erfolgt oder nur.eine !teilweise Umwandlung eintritt. "/Vun/ T
Γ 3209613
Die Beschichtung erfolgt vorteilhaft in einem Pflugscharmischer bei einer Trommelumfangsgeschwindigkeit von 0,120 bis 0,180, vorteilhaft 0,165 πι/sec sowie einer Arbeitstempe- " xatur von J>0° C, wobei durch Regelung der Flüssigkeitszugabe 5\ die Temperaturerhöhung während der Abbindephase auf maximal 10° C begrenzt wird. Hierbei beträgt die Zugabemenge, an Be- · netzungsflüssigkeit 2 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 3,5 bis. 4,5 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des zu pelletisiefenden Materials und die Zugabemenge .an Bindemittel das 3 bis 4-fache., vorzugsweise das 3-fache des Gewichts an eingebrachter Be- ' ' netzungsflüssigkeit. -
.. ".Die Erfindung irvfc naohr.tpheml .-inharul -μ.πογ, Bc :i G])IoIr er] r-ufcörfc. Beispiel ■ . . · .
Die Glar.herfitol.3unp: erfolgt p;rundr.n.tzl ich durch die Er se hm el 7. unf-:; . aus Sand, -Sodn und Kalk mit ,icweilr- C;i Ύ? Gow.-^ Na0O und CnO sowie ca 76 -üew.-'/ό SiO0. Auf clciii Vier; einer cinfochen Aafbauncp:lomerierung mit V/asrer ist die Herstellung von Pellter. mit fjloichmrißip.;er Henpenvertcil unf; uev nnf;o(-obonon ii/j torialien nicht mörlich,"es ergeben r-ich viclniohr unj^loicliniiiilji^f» l'ionf;eavertoi.li.iri.n;on in den Pellets sowie eine nicht pe_l.loii:;ior-büre kei::fcraen{:;o an Sand, die zwischen 10 und 2l> c/j dev Gerrrntmen^e an aufgopiobenem Material betrru-en kann.
Es werden nach dem Verfahren der Erfindung in einen Pelletisier-Pflugscharmischer V = 500 Ltr. ca. 150,0 kg gewaschener Sand und 6,0 kg Wasser eingegeben und intensiv gemischt bis · zur vollständigen Oberflnchenbcnetzung der Sandkörner. Danach werden etwa 18.0 kg Branntkalk CaO eingemischt, bis das auf den Kornoberflachen haftende Wnr.ser mit dem Branntkalknach der Gleichung CaO + HpO = Ca(OH)0 abreagiert ist. Ba diese Reaktion exotherm verläuft, ist das Reaktionsende durch die Beendigung der Wärmeentwicklung angezeigt.
Durch die weitere Zugabe von Wasser als Pelletisierflüssigkeit erfolgt nunmehr bei gleichzeitiger Umreaktion des in der ersten Verfahrensstufe unreagiert gebliebenen Branntkalkes die Pelletisierung unter'gegebenenfalls Zugabe weiterer Zuschlag-
15· stoffe. Zur Herstellung eines Glasrohstoffes werden als weitere Zuschlagstoffe etwa 26.0 kg Soda und weitere 16,0 kg Branntkalk sowie insgesamt 26,0 kg Wasser als Pelletisierflüssigfceit zugegeben. Es resultieren stabile, auch unter. Lagerdruck sowie auf dem Transport nicht zerfallende Pellets, an denen auch unter dem Mikroskop offen liegende Sandkörner nicht erkennbar sind.

Claims (1)

  1. Pn ton l;nnr;:)rü'%hc·
    ' "1. Verfahren r.ur Pollotisi crung von otubr.bnnz.en mit kristalliner oder kristallartigcr Struktur, beispielsweise.Quarzsand, Altglas, Kieselgur, Krictallsalzen oder dgl., dadurch gekennzeichnet, daß .das zu pelletisierende Material mit einer mit Wasser zu einer wasserunlöslichen "Vei'bindung umreagierenden mineralischen Substanz in einer eine Mikrofilmschicht auf den Materialkörnern ergebenden Menge innig gemischt und die so ge^/ron- ■ nene Mischung annchlicßend unter Zup;abο von "Polletisicrungof lüs-' . sigkeit in an sich bekannter·Weise af;p:lomeriort v/ird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Material sur Bildung der Mikrof :i Imr.chicht dar. Tfyroxid einer. Metalls der 11. Raupt- und Nebengruppe de:; periodischen S-yotemn . \rerwendung findet. . · ·
    3- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die t'berfl-äche des zu pellctir;ierendcri j-iatcrialr. mit V/asser benetzt und anschließend das Bcschiclitungsmaterial trocken als Metalloxid zugegeben und innig nit dom zu neuletisierendon Material vermischt viird, worauf xmtor /aigabe dor I-elletrnierfliis-■25 sigkeit die Agglomerierung bis zur Beendigung der sich durch Temperaturerhöhung manifestierenden Umi"cal--t:i on e
    BAD ORIGINAL
    M-. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch r~ekennsoichnet, daß die Pellets mit einer Beschichtung aun einem wasserunlöslichen oder in Wasser rehwer löslichen Material, verriehen werden. ' . ' · ' ■.. · ·
    5·- Vcrfalircii nach Anspruch ^l-, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung mit einen* mit V/asscr zu einer'wasserunlöslichen-Verbindung umreagierenden minera.liscli.en Substanz, insbesondere dom Oxid eines Metallic der II. Ununt- uiid IJ eben gruppe des perio-1^ dischcn Syntemr. ci'folgt, die durch Imroaktion mit aus dem Pellet übertretender oder zusätzlich r.ur;ef;ebencr Pellctisierflüssiglceit eine v/asserunlönliche oder in Wärmer· cchv/cr l^r-liche Verbindung .bilden. ■ ' . "
    6. Verfahren nach Anspruch ^I-, dadurch cc^:cniizeiclinet, daß die Beschichtung durch Auffiprülien einer; flüscißen, gelösten oder ■· -disparmiertcn Afonn erfolgt, das durch Reaktion mit dem Pellet-. Material eine wasserunlösliche oder "in V/asner schwer löslicJie
    Verbindung bildet, co daß auf diese V/eise eine-die Diffusion von - Feuchtigkeit verhindernde Schutzhülle rebildet wird.
    7· Verfahren nach Anspruch G, dadurch nekennzeich.net,. daß · als Agens in Abhängigkeit von dein v.w pellctisierenden Material und c C2? Art seiner V/eitorvorarbei tunr verdünnte Sri ure oder Lau— L"cni orfjaninciic Lönunpjninittel, vrie l'orr^in, rlenr.ol, Hethanol, Spi ritus, fl'etxTic'-'lorlcoiilenctofΓ, i:araffiu otißr dr;l. Verwendunn: finden. ' -
    BAD ORIGINAL
    8. Verfahren nach Anspruch f> oclrv V1 dadurch pol·: en nr.oich.net, daß das Athens in einer Honr;c auJVer.prüiil: vrird, die zu icoiPÜcij einer T ei !reaktion auf der Γι.·1.1.α UoIh-: iTl.::cho .führi,.
    9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch' gekennzeichnet, daß die Beschichtung in einem Pflugscharmischer bei einer Trommelumlaufgeschwindigkeit von 0,120 bis 0,180, vorteilhaft 0,165 m/sec sowie einer Arbeitstemperatur von 30° C erfolgt. . ■ - " ·- '
    ' · . ■
    10. Verfahren nach Anspruch 95 dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturerhöhung durch Regelung der Benetzungswasseränlage bzw. Bindemittelzugabe während der fünfminutigen Abbindephase auf maximal 10° C begrenzt wird. ■ ■
    11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch -gekennzeichnet, daß die Benetzungswassermenge 2 bis 5.Gew.-%, ■
    ■ vorzugsweise 3,5 bis 4,5 Gew..-%,. bezogen auf das zu pelletisierende Material, beträgt. . · ,
    12. Verfahren nach Anspruch 11,-dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial in einer das 3 bis 4-fache, vorzμgsweise 3-fache des Gewichts an eingesetzter BenetzungsfTüssigkeit betragenden Menge zugegeben wird.
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