PL196160B1

PL196160B1 - Mikroporowaty proszek iłu mineralnego, jego zastosowanie oraz sposób suszenia mikroporowatego proszku iłu mineralnego

Info

Publication number: PL196160B1
Application number: PL345156A
Authority: PL
Inventors: Bern Brenner
Original assignee: Iko Minerals Gmbh
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1999-05-21
Publication date: 2007-12-31
Also published as: EP1140726A2; WO1999061388A3; EP1140726B2; HU225360B1; EP1140726B1; DE59900915D1; CZ20004290A3; BG104968A; HUP0101909A3; WO1999061388A2; TR200003396T2; SK17642000A3; ATE213722T1; PL345156A1; CZ302530B6; SK286462B6; HUP0101909A2

Abstract

1. Mikroporowaty proszek ilu mineralnego, wysuszony wstrzasowo i zmielony ze smektytycz- nych ilów o wilgotnosci wydobywczej, takich jak wystepujace w naturze bentonity Na, alkalicznie ak- tywowane bentonity Ca, jak równiez aktywowane ily o mieszanych warstwach, znamienny tym, ze ma ziarna, sposród których zasadnicza czesc jest nie wieksza niz 0,1 mm, gestosc od 900 do 1200 kg/m 3 , zawartosc wody od 7 do 12% wagowych, zawartosc Na 2 O od 0,5 do 3,5% wagowego i specy- ficzna powierzchnie, której stosunek do objetosci ziaren nalezy do przedzialu od 0,25 do 0,5 m 2 /cm 3 . 5. Sposób wstrzasowego suszenia mikroporowatego proszku ilu mineralnego okreslonego w zastrz. 1 przez odparowanie smektytycznych ilów o wilgotnosci wydobywczej, takich jak wystepujace w naturze bentonity Na, alkalicznie aktywowane bentonity Ca, jak równiez aktywowane ily o mieszanych war- stwach, do uzyskania okreslonej wilgotnosci koncowej, znamienny tym, ze usuwanie wilgoci prowadzi sie w krótkim czasie przebywania obrabianego materialu w suszarce, wynoszacym mniej niz 15 minut, przy temperaturze obrabianego materialu = 85°C, z jednoczesnym rozsadzeniem oraz rozluznieniem jego pierwotnej mikrostruktury. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy mikroporowatego proszku iłu mineralnego, jego zastosowania oraz sposobu suszenia mikroporowatego proszku iłu mineralnego.

Proszek iłu mineralnego podanego rodzaju jest znany w obrocie handlowym na przykład pod nazwą TIXOTON CV 15 firmy Sudchemie z Monachium albo IBECO Bentonit CR 4 firmy IBECO z Mannheim. Sposób suszenia zgodny z przedstawionymi poniżej cechami opiera się na procedurze, która jest powszechnie znana. Materiał ściany szczelnej jest również znany np. z opisu patentowego DE 36 33 736 Al.

Znaczenie tego rodzaju proszku iłu mineralnego związane jest w szczególności z jego zastosowaniem do wytwarzania materiału ściany szczelnej. O uzyskaniu przez proszek iłu mineralnego trwałości spoiwa decydują podstawowe właściwości danego surowca, przebiegi procesu suszenia łącznie z mieleniem oraz tworzenie mieszanki heterogenicznej z materiałami pomocniczymi. Obecnie trwałość spoiwa uzyskuje się stosując stosunkowo drogie bentonity wydobywane z określonych złóż.

Suszenie materiału wyjściowego dokonuje się przy wykorzystaniu znanych sposobów suszenia, na przykład w suszarkach z półkami sitowymi, suszarkach wielopoziomowych, suszarkach bębnowych, natomiast do mielenia wykorzystuje się kruszarki walcowo misowe albo kruszarki kulowe ewentualnie gniotowniki krążnikowe.

Bentonity nie mające trwałości spoiwa (NBF, wszystkie podane poniżej skróty powtórzono z oryginalnej wersji opisu zgłoszeniowego w języku niemieckim i odnoszą się one do odpowiednich niemieckich nazw tych materiałów) praktycznie nie tworzą z cementem trwałych zawiesin o określonej lepkości, granicy płynności i właściwościach filtracyjnych. Główne właściwości materiałów trwałych zawiesinowo, takich jak bentonity, są charakteryzowane przez ich morfologię oraz rozkład ładunków, przy czym bezpośrednie przyporządkowanie tych właściwości ich chemicznym składnikom jest raczej trudne, dlatego najlepiej zastosować empiryczną analizę z testami w systemie.

Dla wytworzenia materiałów ściany szczelnej zmieszane na sucho bentonit i cement wraz z ewentualnymi dodatkami, jak na przykład mączka kamienna albo adsorbenty, miesza się z wodą (sposób mieszania składników w wodzie albo sposób jednofazowy (ESTV)).

Alternatywne rozwiązanie polega na rozproszeniu bentonitu i wody, po czym dopiero następuje rozpuszczenie cementu (sposób jednego składnika w wodzie albo sposób dwufazowy (ZSTV)).

Opisaną powyżej trwałość spoiwa mają bentonity (ZBF), które pochodzą z określonych złóż i są stosowane przy budowie ścian szczelnych.

Wiadomym jest, iż nie mające trwałości spoiwa bentonity NBF, zmieszane z cementem - niezależnie od rodzaju cementu - nie nadają się do wytwarzania ścian szczelnych. Tradycyjne bentonity o trwałości spoiwa ZBF mogą tworzyć mieszankę jedynie z niektórymi odpowiednimi odmianami cementu. (F w skrótach NBF oraz ZBF oznacza miejsce położenia złoża).

Współczesne odmiany cementu różnią się pomiędzy sobą w istocie pod względem zawartości piasku hutniczego/żużlu wielkopiecowego. Do tworzenia materiałów ścian szczelnych mniej nadają się cementy o niskiej zawartości piasku hutniczego (około 50-60%) oraz klinkier portlandzki (około 30%). Dobrze natomiast nadają się cementy o zawartości piasku hutniczego przewyższającej 75% przy niewielkiej, około 2-3% zawartości klinkieru. Zgodnie z podręcznikiem dot. Cementu, najczęściej produkowanym cementem jest składający się klinkieru cementowego cement portlandzki (QA3). Przeznaczony specjalnie do wiązania pod wodą cement żużlowy wielkopiecowy (QA2), na przykład HOZ 35 L, zawiera ponad 60% żużlu wielkopiecowego; przy normowym cemencie trasowym zamiennik piasku hutniczego stanowi trass.

Nie wykorzystywany oddzielnie cement QA1 o zawartości żużlu wielkopiecowego 20-80% w jednym z zestawów i 30-60% w innym zestawie z bentonitem o trwałości spoiwa jest stosowany zgodnie z opisem patentowym DE 36 33 736 Al jako sucha mieszanka do wytwarzania materiału ściany szczelnej wyżej wspomnianym sposobem jednofazowym ESTV. Zarówno wyżej wymieniony cement zgodny z opisem patentowym DE 36 33 736 Al jak i cement żużlowy wielkopiecowy mogą być wykorzystywane w ramach wyżej wspomnianego sposobu dwufazowego, jednakże wyłącznie wraz ze znanymi bentonitami o trwałości spoiwa. Cement portlandzki QA3 nie może być stosowany w sposobie ESTV i ZSTV, natomiast cement żużlowy wielkopiecowy QA2 nie może być stosowany w sposobie ESTV.

Zadaniem wynalazku jest takie materiałowe przekształcenie iłu mineralnego, że powstanie mikroporowaty drobny żwir o zdefiniowanych właściwościach materiałowych, który będzie miał trwałość spoiwa i wraz z cementami różnego rodzaju będzie tworzył doskonałe materiały ściany szczelnej.

PL 196 160 B1

Rozwiązanie powyższego zadania przedstawione jest w zastrzeżeniach. Zastrzeżenia zależne przedstawiają kolejne odmiany zgodnego z wynalazkiem proszku iłu mineralnego oraz sposobu suszenia.

Przedmiotem wynalazku jest mikroporowaty proszek iłu mineralnego, wysuszony wstrząsowo i zmielony ze smektytycznych iłów o wilgotności wydobywczej, takich jak występujące w naturze bentonity Na, alkalicznie aktywowane bentonity Ca, jak również aktywowane iły mixed-layer, charakteryzujący się tym, że ma ziarna, spośród których zasadnicza część jest nie większa niż 0,1 mm, gęstość od 900 do 1200 kg/m³, zawartość wody od 7 do 12% wagowych, zawartość Na2O od 0,5 do 3,5% wagowego i specyficzną powierzchnię, której stosunek do objętości ziaren należy do przedziału od 0,25 do 0,5 m²/cm³.

Korzystnie proszek iłu mineralnego ma ziarna o wielkości w zakresie od 0,02 do 0,1 mm.

Korzystnie proszek iłu mineralnego dodatkowo zawiera ziarna najdrobniejsze wytworzone podczas pojedynczego przejścia przez młyn.

Przedmiotem wynalazku jest także zastosowanie mikroporowatego proszku iłu mineralnego określonego powyżej do wytwarzania materiału ścian szczelnych.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób suszenia wstrząsowego proszku iłu mineralnego przez odparowanie smektytycznych iłów o wilgotności wydobywczej, takich jak występujące w naturze bentonity Na, alkalicznie aktywowane bentonity Ca, jak również aktywowane iły mixed-layer do uzyskania określonej wilgotności końcowej, charakteryzujące się tym, że usuwanie wilgoci prowadzi się w krótkim czasie przebywania obrabianego materiału w suszarce, wynoszącym mniej niż 15 minut, przy temperaturze obrabianego materiału £ 85°C, z jednoczesnym rozsadzeniem oraz rozluźnieniem jego pierwotnej mikrostruktury.

Korzystnie suszenie od wyjściowej wilgotności wydobywczej wynoszącej od 30 do 42% do wilgotności końcowej wynoszącej od 7 do 12% prowadzi się przy jednoetapowym sposobie suszenia i mielenia.

Korzystnie suszenie prowadzi się od wilgotności wyjściowej wynoszącej od 30 do 42% do wilgotności pośredniej wynoszącej od 16 do 22% we wstępnej fazie suszenia a następnie do wilgotności końcowej wynoszącej od 7 do 12% w kolejnej fazie suszenia i mielenia.

Korzystnie stosuje się iły o wyjściowej wielkości ziaren od 5 do 20 mm.

Korzystnie sposób prowadzi się przy wydajności odparowywania co najmniej 0,2 kg wody na kg bentonitu na minutę.

Korzystnie suszenie iłów prowadzi się poprzez suszenie współprądowe, przy temperaturze wejścia wynoszącej 300-700°C i temperaturze wyjścia £ 85°C.

Korzystnie suszenie iłów prowadzi się poprzez suszenie z poprzecznym prądem powietrza przy temperaturze wejścia wynoszącej 100-300°C i temperaturze wyjścia £ 85°C.

Korzystnie suszenie iłów prowadzi się poprzez suszenie w młynie przy temperaturze większej lub równej 80°C, przy wysokiej ilości powietrza i temperaturze wyjścia £ 85°C.

Korzystnie iły suszy się z kombinowanym procesem mielenia w młynie ultra wirnikowym, który nastawia się na uzyskiwanie ziaren o wielkości od 0,02 do 0,1 mm.

Zakres zastosowania obejmuje bazujące na cemencie materiały ściany szczelnej; bazujące na cemencie masy służące do zalewania substancji szkodliwych; łatwo dyspergowalne bentonity ścian szczelinowych o zredukowanym czasie pęcznienia; bentonity pęczniejące o zmniejszonej pyłowości, przeznaczone do stosowania w miejscu zmieszania, używane przy uszczelnianiu podstaw stawów i składowisk śmieci; produkty wstępne dla bentonitów o wysokiej szczelności; maty uszczelniające.

Przy zastosowaniu wysuszonego wstrząsowo, specjalnie zmielonego i przez to mikroporowatego drobnego/najdrobniejszego żwiru ZBFM z bentonitu o uwarunkowanej pochodzeniem z danego złoża trwałości spoiwa ZBF można wytwarzać materiały ściany szczelnej z cementów, które inaczej nie nadawałyby się do tego, na przykład z QA3. Ten najdrobniejszy żwir NBFM z bentonitu o uwarunkowanym pochodzeniu z danego złoża braku trwałości spoiwa NBF przekształca się uzyskując taką jakość, jaką pierwotnie mają bentonity o uwarunkowanej pochodzeniem z danego złoża trwałości spoiwa ZBF, (skrót M oznacza mikroporowatość).

Uzyskany mikroporowaty drobny żwir ZBFM, NBFM ma w suchej mieszance z cementem co najmniej siedmiodniową trwałość przy przechowywaniu, przy czym w przeciągu około 30 dni również nie dochodzi do istotnej zmiany wartości. Żwir ów wyróżnia się tym, że mająca niewielką powierzchnię cząsteczka w niewielkim stopniu oddziałuje na reaktywny cement a wewnętrzna powierzchnia dzięki większej mikroporowatości zapewnia szybki przebieg dyspergowania.

PL 196 160 B1

Korzystnym okazało się, że kluczowe cechy przedstawionego zgodnie z wynalazkiem drobnego żwiru ZBFM, NBFM osiągają wysoki poziom, to znaczy frakcja żwiru osiąga wysoki udział w materiale, jednak pozostaje gęsto rozmieszczona. Drobny żwir ma korzystne cechy pod względem właściwości pęcznienia, dyspersyjności, co dotyczy podziału iłu w wodzie na cząstki pierwotne, dużą zdolność adsorbcji, płynność proszku i trwałość przy przechowywaniu. W procesie mielenia obowiązują: ziarnistość wstępna około 5-20 mm; wielkość ziarna żwiru po zmieleniu około 0,025-0,1 mm. Gęstość wytworzonego żwiru ZBFM, NBFM wynosi około 900 do 1200 kg/m³. Zawartość wody wynosi 7-12% a zawartość Na2O 0,5-3,5%. Podane przedziały są przedziałami nominalnymi, ściślejsze przedziały są w nich zawsze zawarte, przy czym można uzyskać również wartości spoza wymienionych przedziałów, na przykład poprzez zastosowanie odpowiednich środków z zakresu techniki procesów przetwórczych.

Proces suszenia jest realizowany przy dużej prędkości suszenia, porównywalnej z suszeniem wstrząsowym, przy czym w istocie należy przyjąć następujące wartości parametrów:

• wartość wstępna wilgotności wydobywczej, wilgotność magazynowa: 30-42%;

• wilgotność końcowa: 16-22%;

• wydajność odparowania: min. 0,2 kg wody/(kg bentonitu w ciągu minuty);

• temperatura wejścia przy suszeniu współprądowym około 300-700°C (suszarka bębnowa);

• przy suszeniu w młynie od 40 do około 110°C przy większej ilości powietrza;

• przy suszeniu z poprzecznym prądem powietrza transportującego materiał poddawany suszeniu 100-300°C;

• temperatura wyjścia mniejsza/równa 85°C.

Dla uniknięcia nieodwracalnych zmian w morfologii minerału, wewnętrzna temperatura obrabianego materiału w miarę możliwości nie powinna przez dłuższy czas przekraczać 60°C.

Suszenie może być dokonywane zarówno łącznie z mieleniem w odpowiednim młynie, na przykład w młynie ultra wirnikowym, jak i oddzielnie jako osobny etap sposobu. Czas pozostawania w młynie należy ustawić jak najkrócej tak, by uzyskać pożądany stopień zmielenia bez zbyt długiego działania na cząstki, co implikuje niski współczynnik obiegu. Należy unikać rozdrobnienia proszku należącego do rzędu wielkości mikroporowatości, gdyż pociągałoby to za sobą niebezpieczeństwo przesuszenia przy jednoczesnym zniszczeniu morfologii. Z wyżej wymienionych powodów również przy dwuetapowym procesie suszenia/mielenia na sucho należy unikać przesuszenia podczas pierwszego z etapów - suszenia.

Minimalna wilgotność przed wprowadzeniem do mielenia połączonego z suszeniem nie powinna być niższa niż 16%. (Wszystkie dane dotyczące wilgotności odnoszą się zgodnie z niemieckimi normami DIN do suszenia w piecu w temperaturze 105°C do uzyskania stałości ciężaru).

Powyższe wartości można oczywiście warunkowo zmieniać.

Mikroporowatość stwierdzono praktycznie jedynie w odniesieniu do powierzchni ziarna, jednakże teoretycznie dotyczy ona całego ziarna.

Zmielony materiał jest zazwyczaj poddawany przesiewaniu w młynie albo po wyjściu z młyna, celem oddzielenia od materiału o pożądanym rozdrobnieniu ziarna materiału zbyt grubego, który należy poddać ponownej obróbce, przez co znajduje się on w obiegu nie dającym się określić co do długości trwania. Przy nakładaniu się na proces mielenia procesu suszenia znajdujący się w obiegu materiał zostaje nadmiernie wysuszony, co w przypadku smektytycznych iłów skutkuje tym, że owa nadmiernie wysuszona frakcja częściowa nie będzie wystarczająco poddawała się dyspergowaniu/nawilżaniu w wodzie, stając się tym samym niezdatną do użytku w najważniejszych obszarach zastosowania.

Przy zastosowaniu młyna ultra wirnikowego z materiału zostaje wytworzony żwirek, a materiał gruby, w innym wypadku powracający do obiegu, zostaje włączony do frakcji użytecznej.

Liczba obrotów, liczba i ukształtowanie elementów rozdrabniających wraz z dnem misy młyna określają cięcie. Celem jest uniknięcie pozostawiania grubych ziaren, które wymagałyby powtórnego zmielenia w obiegu.

Opisany zgodny z wynalazkiem drobny proszek iłu mineralnego ZBFM może być zastosowany wraz z odmianami cementu QA1, QA2 do wytwarzania materiałów ściany szczelnej sposobem jednofazowym (ESTV) albo sposobem dwufazowym (ZSTV), a wraz z cementem portlandzkim QA3 jedynie sposobem dwufazowym. Drobny proszek mineralny NBZM z bentonitu o uwarunkowanym pochodzeniu z danego złoża braku trwałości spoiwa NBF, nadaje się do budowania ścian szczelnych tak jak zwyczajny bentonit o trwałości spoiwa ZBF, jak to powyżej przestawiono w opisie stanu techniki w związku ze sposobem mieszania i rodzajami cementu. Jakość bentonitu NBF jest zatem podnoszona do poziomu jakości bentonitu ZBF w formie ZBFM.

PL 196 160 B1

Opisany drobny proszek iłu mineralnego ZBFM, NBFM nadaje się do ulepszania cementu dla betonu jastrychowego i natryskowego.

Proszek iłu mineralnego ZBFM, NBFM według wynalazku ma niezbędną dla jego stosowania podwyższoną trwałość przy przechowywaniu w suchej mieszance z hydraulicznie wiążącym spoiwem, a także dzięki swej mikroporowatości łatwo poddaje się dyspergowaniu.

Zgodny z wynalazkiem proszek iłu mineralnego został poniżej przedstawiony za pomocą protokołów pomiarowych, które pokazują:

Tabela 1: parametry trwałości spoiwa różnych prób;

Tabela 2: parametry właściwości zawiesinowych zdyspergowanych w wodzie prób w odniesieniu do upływu czasu;

Tabela 3: parametry jak w Tabeli 2 jednakże w odniesieniu do sposobu suszenia;

Figura 1: analiza rozkładu wielkości cząstek zwykle używanego bentonitu;

Figura 2: analiza rozkładu wielkości cząstek bentonitu zgodnego z wynalazkiem.

W Tabeli 1, w wierszach B1 względnie B2 przedstawione są wielkości zmierzone reologii materiałów ścian szczelnych, które zostały wytworzone z cementu i bentonitu natychmiast po ich zmieszaniu na sucho, poprzez dodanie wody, w porównaniu z suchymi mieszankami, które przed wytworzeniem materiału ścian szczelnych były przechowywane przez siedem dni. Wiersz B1 odnosi się do wytworzonego zgodnie z wynalazkiem bentonitu J27, a wiersz B2 do takiego samego materiału wyjściowego J29, który został wytworzony przy pomocy tych samych maszyn, jednakże przy zastosowaniu tradycyjnych sposobów. Materiał J27 ma przy porównaniu wartości w kolumnach „od razu” i „7 dni” niemal niezmienione wartości, co dowodzi zwiększonej trwałości przy przechowywaniu. Materiał J29 nie osiąga pożądanej lepkości technologicznej, patrz liczba Marsh'a i granica płynności, tracąc wręcz przy przechowywaniu swój pierwotny poziom lepkości.

Tabela 2 jest zbudowana podobnie jak Tabela 1, jednak odnosi się do reologii materiału iłowego zdyspergowanego w wodzie bez cementu. Wiersz C1 przedstawia parametry materiału iłowego tradycyjnie drobno zmielonego, wysuszonego wstrząsowo, natomiast wiersz C2 parametry materiału iłowego zgodnego z wynalazkiem, jednakże grubo zmielonego i wysuszonego wstrząsowo. Wiersz C2 pozwala zauważyć, iż frakcja żwiru jest mikroporowata, ponieważ czasowy rozwój reologii zawiesinowej od „od razu” poprzez „1h” do „24h” jest w porównaniu do wartości z wiersza C2 taki sam a nawet nieco szybszy. Należałoby raczej oczekiwać, iż w przypadku materiału z wiersza C2 występować będzie wolniejszy rozwój reologii zawiesinowej.

Tabela 3 przedstawia to samo co Tabela 2 odnosząc się do czasowego rozwoju reologii zawiesinowej, przy czym wiersz D1 dotyczy materiału normalnie wysuszonego i zmielonego a wiersz D2 materiału zgodnego z wynalazkiem. Pod pojęciem normalnego wysuszenia i zmielenia należy rozumieć suszenie wstępne do 14% wilgotności i mielenie połączone z suszeniem w walcowym młynie misowym do 8% wilgotności końcowej. Z wiersza D2 wynika, że przedstawiony w nim materiał nie może zostać zastosowany jako bentonit ściany szczelinowej, podczas gdy materiał przedstawiony w wierszu D2 ma bardzo duże wartości reologiczne, które zazwyczaj dają się uzyskać wyłącznie w przypadku niektórych drogich bentonitów albo za pomocą dodatków.

Figury 1, 2 są zbudowane identycznie. Każda z nich zawiera listę badanych średnic wielkości ziaren X0^m w stosunku do ich zawartości Q3 w procentach objętościowo wobec całkowitej objętości wszystkich ziaren. Na bazie tej listy sporządzono krzywą zbiorczą rozkładu objętości oraz rozkładu częstości średnic ziaren.

Przy porównaniu figur 1i 2 można zauważyć, że bentonit spotykany na rynku, patrz figura 1, ma większy rozrzut wielkości ziarna i zawiera dużo ziaren drobnych, podczas gdy materiał zgodny z wynalazkiem, patrz figura 2, w istocie nie zawiera ziaren drobnych, przy niewielkim rozrzucie wielkości ziaren z maksimum 0,06 mm. Odnośnik (A1) w objaśnieniach do fig.1i odnośnik (A2) w objaśnieniach do fig.2 przedstawiają wartości poszczególnych powierzchni dla wartości objętości ziaren. Przy tym widać zróżnicowane rozdrobnienie przy porównaniu wartości 0,63 m²/cm³, patrz (A1), wobec wartości 0,36 m²/cm³, patrz (A2).

PL 196 160 B1

Tabela wynikowa trwałości spoiwa

Reologia Zestaw: 50 kg/m^J 200 kg/m³ wzorcowego soliduru

30 dni

jja,sJ3 {ui/3

1,158

IdJtiy |U1

p$OUU/|d B3IUHJ3 _t>«/N

ΐηρη 4U i3$ouuX|d *ubj9

lt!4«W l/S

7 dni

mod |UB)(3p %

©

p$ouui(|d bjiubjS

27,4

ΜΊ r-’

27,4

00 rr

m

ιηΐηη ju n|ouuiC|d *ukj3

so

<s

'C

00

r-

MW»W t/5

O\ r*ł

1*»

00 f*ł

m

O0 <n

od razu

Μ i od ..... WW %

O

SCJ, ©

>© ©

©

'a ©

l3;0UUX|d ttDIUBjS _t«“/N

r-* r*

•t

1 27,4 :

37,1

27,4

t~7 m

ιηΐηη Jtl ISfOUtllfd B31UB43

k©

©

Γ-

Ό

r-

qsjBW i/s

o n

l/ł m

00 m

00 «*>

00 i*l

Parametry

l«“ 001/3 z jos Ab l«<

M ri

r-; Cł

r· r*j

m m

o\ n

ttpOi %

Γ4 -rf

łS ”y

V

vi

ιικ|33μ %

‘1UOUI *MBZ %

1/1 r-

ri r-

\e \C

't r-

74,6

XpOM *M«2 %

00 ui

Oy ri

tM

'I O\

ri

C9łl %

16,7

-

46,2

aiuapiuiz

-J Bfi

J 05

02

3IUEAVOJ0SXzjtl

X

HL

X

Oznaczenie próby

Mozer W:23,7% JSckering Gries W:9,7%

— Tj- OA * .3 >, u u i s-s ° ssq

Wiązanie: 150’C 5 min

ra Ό O «Λ 3- « o? 1 + •ra 'Ί t

M3 Babcock W:22% Lab. mielenie suszenie

wartości zadane DYBS

L. p.

r^- n

J29

O\ • C M

O

Γ- Tt pa

PL 196 160 B1

Tabela wynikowa_Tabela 2 ϋ

??o]s3S |ui/3

)BJ)|U ,UI

e

M

-I5ęouu4|(l—

43

n

Γ-;

fm

ri

ri.

o

FM

ry

FM

ri

CM

© m

,«VN

t©

fm

FM

δ

1*1

ł—«

δ

r)

δ

M

—ΠβπήκΉ—

£

!3$OUUi(|(]

—

©

ID

Ό

r-

©

to

«η

t©

©

t©

V)

Λ

’j3

3

qsj«m I/S

if) ©

00 T

©

r» ©

© ©

00

FO

t©

IBJJ11J |U)

l3£OUUX|d

miiiBjS

©

Tf ©

©

łM 9

©

r;

vi

Ί n

n ri

r* ©

”1 CM

M

JB

_t“VN

©

M

-

©

—ρητ^ρυ tt$ouu£)d

o

cM

•^t

Tf

to

ł-Ί

©

m

©

j3

Π

ω

ąsjB^i |/s

FM

©

\©

o.

FM

©

«a

00

te

oo

*©

s

©

r*>

©

’ί

r*!

f*l

©

Λ

13§0tlllA|U j3

o

©_ to

©, \o

Tf ©

©

r*ł ri

6,3

γΠ MO

n so

n ©

,ω/Ν

hit»i

S N

ia$ouu£(d

©

-

—

fm

tT

©

9

<*)

-

—

ΓΜ

—

2

•j3

•o o

t|SJtrjĄf l/S

©

n ©

© ©

TT ©

Ό ©

©

V) n

m m

n ©

© ©

tT ©

M ©

© ©

m t-z Ab ΐω/Ι»

|ω 001/3 z

©

o

©

©_

©

©.

©

•J°s Ab l^,u

ri

n

ri

-

M

FM

M

ΓΜ

epos %

—njuinms—

FM c

t©

t© r

© ©

_

1Λ ©

ee

00 t©

£.

?$ou)o3|im

FF|

00 ri

W

rf

vi

SO

©

%

FM

***

n

M

«a

ε

*)U0IU

©

Tf

oc

©

Pt

τζ

-

t©

00

os

ta

•MBZ %

r-

r

r-

1-

r-

© O

r-

IfJ r-

r- r-

t© r-

r-

XpOM

©·

©

FM

00

©

00

't

00

oo

©

00

•MBZ %

r

00

o

r^

ri

©

©”

00

oc

t©

©.

00

©

C9łl %

©

o

fm

©

f*i

00

©

FT

Ot ©

© a

Tt

O

00

r

f*3

oc

WT

©

'T ©

©

n

©

ri

n

rn

n

Π

in

ri

«η

aiuapiuiz

O

©

o

©

hJ

u

U

u

J

u

rJ

CO

09

Cfi

n

Cfi

00

CQ

co

00

CO

oo

co

ca

.inieAtojoiWzjd

X

c

B

c

£

Q

e

E

_d

c

E

ε

E

c Ξ

c

3

X

o

©

§

£

©

O

©

B

J>

ri

_r

_T

—

ri

FÓ

*±

Vk

tn

©_

©_r

C2

CJ

I >

u

C)

o

U

O

U

O

u

ri

m

©

V

34

o

CJ

U

s

>

δ

©

o

r>

o

<U ’e

K

•M·

rij-

rit

riT

n

©

o

©

O

v β¹

F

c

F

p

F

p

n

ΓΜ

e ⁱo

N

E

ε

E

ε

E

ε

E

ε

ja

E

ε

N i· 0

3

O

©

c

ε

c

ΙΛ

—

©

T

tr

©

a.

1©

T

V)

te

r-

00

ot

o

ra

CM

ΓΜ

J

te

r-

r**

ł>

r*·

PL 196 160 B1

Tabela wynikowa_Tabela 3

TT ΓΜ

^sejsdS |ui/3

O CM ©

m CM © F*

1,025

c- CM ©

1,027

H«>

o

© ©

©

»< ©

©

© ©

Q o

00 ©

© ©

©

00 ©

OO ©

tulili [Uł

©

Vł ©

©

tn ©

©

X

tn ©

©

o

©

uuAjd *j3 _t«H/N

γμ © m

c M

CM © tn

n c

©

CM © tn

CM ci

n. CM

ιηΐηη ju ’UiłX|d j8

B

m

o

oc

o

SO

-

oe

SB

tn

00

tn

c-

MSJbw j/s

CM Ί-

•n· ’Τ

CM Tf

TT m

tn TT

tn

tn tn

CM tn

SC TT

X tn

c~ TT

c- tn

tn TT

i

JSJJIU |IU

n ©

o

O

β ©

O

©

CM

•n ©

©

β

<n ©

©

nsouuX)d ejiuejS ;^,UZN

TT tn

n, CM

TT tn

Ct © tn

TT «η

<1 o tn

n w·*

n ‘B

CM 9 tn

n S©

tT tn M

JU -uuAjd *j3

*r

tn

Τ»

o

TT

sc

®

SC

TT

-

SC

-

tT

quBW 1/s

B m

o m

TT TT

00 tn

TT TC

CM tn

Tf TT

s

TT tn

tn tn

OO tn

N « Ul W 9

-ILJOUUAjlJ KKUBjŚ .m/Ν

n f»

n, o

n. CM

n o n

n CM

1*^ CM

n 00

ct

rn oo

nf;tn| ju *uuX|d *j3

cm

«

m

o

tn

m

©

tn

CM

©

m

©

CM

qsjvj,\j ι/e

tn

fO tn

tn tn

OL tn

TT tn

oo tn

tn

c* tn

tn en

m

Γ- η

CM m

m

1 fi Ab Ι^ω/Ι«'

o o

© o

© ©

g

00 ©

© ©

o ©

© ©

Parametry

|U> 001/3 i jat ΛΟ |t«

B tn CM

o tn CM

m tn

tn tn

ł· CM

CM CM m

n oo CM

TT CM

Γ' tn

tn CM

tn tn

itpos %

ur|3£m %

t

-'jUttlU ^,— ?$0Μ«Μβζ %

•Λ tT O

o t-

tn C

TC c-

tn *9

B

B tn r-

m c*

CM r-

sC B

r- tn r~

TT MO c-

-ipo- 3£0Ρ?ΜΒΖ %

c

00 00

tn ic

tn ©

00

se

n w

00 ©

© ©

tn CM

B K

TT v£

f 98 %

T τΤ

TT ©

Tt

r- LC

CM

-

B K CM

9tł

npiiuz

U »

«3 O

U «

U en

u Cfi

ffl

td Z

**?

•n

J ces

F Cfi

F co

3iurawjo3łkI

05

»

X

J X

X

JS •o u & -2i 'c § « c N 0

1 o- i s ol 2 V « .a A od <n

a tn ffi B tn O tź > en o ££ Έ ⁺ >c3 tn X rn

Ę iń w? R) Ό tn m Ξ tn od jj -σ + :S S X Ω

oh £ JO u 2 e x> Z ja 1« X tn

σ ao ih 2 A =3 Ω s + iS X ΕΛ

Oj l_ X eS O s i o 5 S z

o £ ęs f·^ > oo -· i .£ 5 ω S £ N Jł -o O Q .Łi £ 3 g

o ΰ O OO O O CJ Zć έ° V «Ο S O JO ” 03 £

L. p.

©

ΓΜ

m

o ©

00 ττ a

*T m

90 tn 2:

fr-

00 £5

o\ CM

©L Tf O ca

T-f tT «

IZ) Tf W

PL 196 160 B1

Objaśnienia do Fig. 1:

ANALIZA WIELKOŚCI CZĄSTECZEK w aparacie HELOS firmy SYMPATEC GmbH metoda pomiarowa = sucha dyspersja (aparat typu RODOS) kaskada = nie ciśnienie = 150^10³Pa (1,5 bara) podciśnienie iniektora = (max. mbar) max.10²Pa doprowadzona dawka = % prędkość obrotowa= 5% ogniskowa= 200mm gęstość1,00g/cm³ czaspomiaru = 11 s oznaczaniepróby= 66806

ΧΟ/μ,η	Q3 / %	I xo	*/ μιη	Q3/%	ł ΧΟ/ μιη	Q3/% ł ΧΟ/μιη	Q3 l %
		I	6,20	14,62	I 25,00	43,32 I	102,00	90,14
1,80	4,89	1	7,40	17,14	I 30,00	48,73 I	122,00	94,75
2,20	6,11	1	8,60	19,44	I 36,00	54,35 I	146,00	97,97
2.60	7,19	1	10,00	22,05	I 42,00	59,23 I	174,00	99,70
3,00	8,18	1	12,00	22,56	I 50,00	65,00 I	205,00	100,00
3,60	8,56	1	15,00	30,28	I 60,00	71,45 1	246,00	100,00
4,40	11,25	1	18,00	34,51	I 72,00 .	78,19 I	294,00	100,00
5,20	12,86	1	21,00	38,44	I 86,00	84,62 I	350,00	100,00
x10	=	3,81	μηι	Χ50	= 31,36	μηι Χ90	X	101,58 μιη
x15	=	6,30	μιη	x85	- 87,09	μηι Χ95		123,85 μη!
1) Sv	= 0,	629 m	²/cm³				c_opt	= 4,0°
RRSB x' =	41,93	μηι	n	= 0,959	r	X	0,996

Objaśnienia do Fig. 2

ANALIZA WIELKOŚCI CZĄSTECZEK w aparacie HELOS firmy SYMPATEC GmbH metodapomiarowa= sucha dyspersja (aparat typuRODOS) kaskada= nie ciśnienie = 150^10³Pa (1,5 bara) podciśnienie iniektora = (max. mbar) max.10²Pa doprowadzona dawka = % prędkość obrotowa= 5% ogniskowa= 100mm gęstość 2,38 g/cm³ czaspomiaru = 11 s oznaczaniepróby= 16.687S Bentonit

ΧΟ/ μηι	Q3/%	I ΧΟ/μηι	Q3/% I	ΧΟ/ μηι	Q3/%	I ΧΟ/μηι	Q3 / %
		I 3,10	3,07 I	12,50	9,69	I 51,00	69,83
0,50	0,77	I 3,70	3,45 I	15,00	12,00	I 61,00	82,34
1,10	1,09	I 4,30	3,89 I	18,00	15,16	I 73,00	92,20
1,30	1,38	I 5,00	4,36 I	21,00	15,77	I 87,00	98,17
1,50	1,64	I 6,00	5,02 I	25,00	24,43	I 103,00	100,00
1,80	1,87	I 7,50	6,02 I	30,00	32,79	I 123,00	100,00
2,20	2,36	I 9,00	7,02 I	36,00	43,98	I 147,00	100,00
2,80	2,70	I 10,50	8,05 I	43,00	56,92	I 173,00	100,00
χ10	=	12,83 μηι	Χ50 «	38,26	μιη	χ90 =	70,32 μιη
χ15	X	17,85 μηι	χ85 »	64,23	μηι	χ95 -	79,57 μιη
<Ά2) SV	= 0,359 m²/cm³	Sm =	1.507,17 cm²/g	c_opt	= 3,1%
RRSB χ' =	54,73 _μιη	η =	1,229		η =	0,9794

PL 196 160 B1

Claims

1. Mikroporowaty proszek iłu mineralnego, wysuszony wstrząsowo i zmielony ze smektytycznych iłówo wilgotności wydobywczej, takich jak występujące w naturze bentonity Na, alkalicznie aktywowane bentonity Ca, jak również aktywowane iły o mieszanych warstwach, znamienny tym, że ma ziarna, spośród których zasadnicza część jest nie większa niż 0,1 mm, gęstość od 900 do 1200 kg/m³, zawartość wody od 7 do 12% wagowych, zawartość Na2O od 0,5 do 3,5% wagowego i specyficzną 23 powierzchnię, której stosunek do objętości ziaren należy do przedziału od 0,25 do 0,5 m²/cm³.

2. Proszek iłu mineralnego według zastrz. 1, znamienny tym, że ziarna mają wielkość w zakresie od 0,02 do 0,1 mm.

3. Proszek iłu mineralnego według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatkowo zawiera ziarna najdrobniejsze wytworzone podczas pojedynczego przejścia przez młyn.

4. Zastosowanie mikroporowatego proszku iłu mineralnego określonego w zastrz. 1 do wytwarzania materiału ścian szczelnych.

5. Sposób wstrząsowego suszenia mikroporowatego proszku iłu mineralnego określonego w zastrz. 1 przez odparowanie smektytycznych iłów o wilgotności wydobywczej, takich jak występujące w naturze bentonity Na, alkalicznie aktywowane bentonity Ca, jak również aktywowane iły o mieszanych warstwach, do uzyskania określonej wilgotności końcowej, znamienny tym, że usuwanie wilgoci prowadzi się w krótkim czasie przebywania obrabianego materiału w suszarce, wynoszącym mniej niż 15 minut, przy temperaturze obrabianego materiału £ 85°C, z jednoczesnym rozsadzeniem oraz rozluźnieniem jego pierwotnej mikrostruktury.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że suszenie od wyjściowej wilgotności wydobywczej wynoszącej od 30 do 42% do wilgotności końcowej wynoszącej od 7 do 12% prowadzi się przy jednoetapowym sposobie suszenia i mielenia.

7. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że suszenie prowadzi się od wilgotności wyjściowej wynoszącej od 30do 42% do wilgotności pośredniej wynoszącej od 16 do 22% we wstępnej fazie suszenia a następnie do wilgotności końcowej wynoszącej od 7 do 12% w kolejnej fazie suszenia i mielenia.

8. Sposób według zastrz. 5 albo 6, albo 7, znamienny tym, że stosuje się iły o wyjściowej wielkości ziaren od 5do20mm.

9. Sposób według zastrz. 5 albo 6, albo 7, albo 8, znamienny tym, że prowadzi się go przy wydajności odparowywania co najmniej 0,2 kg wody nakg bentonitu na minutę.

10. Sposób według zastrz. 5 albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, znamienny tym, że suszenie iłów prowadzi się poprzez suszenie współprądowe, przy temperaturze wejścia wynoszącej 300-700°C i temperaturze wyjścia £ 85°C.

11. Sposób według zastrz. 5 albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, znamienny tym, że suszenie iłów prowadzi się poprzez suszenie z poprzecznym prądem powietrza przy temperaturze wejścia wynoszącej 100-300°C i temperaturze wyjścia £ 85°C.

12. Sposób według zastrz. 5 albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, znamienny tym, że suszenie iłów prowadzi się poprzez suszenie w młynie przy temperaturze większej lub równej 80°C, przy wysokiej ilości powietrza i temperaturze wyjścia £ 85°C.

13. Sposób według zastrz. 5 albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 12, znamienny tym, że iły suszy się z kombinowanym procesem mielenia w młynie ultra wirnikowym, który nastawia się na uzyskiwanie ziaren o wielkości od 0,02 do 0,1 mm.