PT80818B

PT80818B - Process for the preparation of absorvent compositions containing clay

Info

Publication number: PT80818B
Application number: PT80818A
Authority: PT
Inventors: Cameron Kent Glover
Original assignee: East West Minerals N L
Priority date: 1984-07-17
Filing date: 1985-07-16
Publication date: 1987-03-23
Also published as: PT80818A; EP0188463A1; EP0188463A4; WO1986000496A1; DK121286D0; FI861025A0; DK121286A; FI861025A7; ES545307A0; ES8606064A1; FI861025L

Description

Descrição dos Desenhos

Descrevem-se em seguida várias formas de realização da presente invenção apenas a título de exemplo com re

- 4 ferência aos desenhos anexos nos quais

a Figura 1 é um gráfico que representa a resistência ao esmagamento dos pele te s de várias composições de acordo com a presente invenção;

a Figura 2 representa a absorção de água dos peletes de acordo com a presente invenção;

a Figura 3 é um gráfico que representa a resistência ao esmagamento de grânulos preparadas com a adição de carbonato de sódio de acordo com a presente invenção; e

a Figura 4 ê um diagrama de blocos que representa esquematicamente a presente invenção.

Descrição da Forma de Realização Preferida

Nas composições de acordo com a presente invenção, emprega-se desejavelmente uma argila de qualidade geralmente uniforme como material de partida.

Combina-se a argila com um material celulósico tal como as cascas dos grão de arroz ou palha de arroz que são um subproduto do descasque de arroz e portanto barato e de obtenção simples ou poeiras de trigo ou poeiras de cereais que são produtos residuais de baixo custo.

- 5 -

Ê preferível moer a argila de maneira a obter·· -se uma granulometria fina visto que isso facilita a mistura com as cascas de arroz ou com as poeiras de trigo que prefe; rivelmente são também moidas com obtenção duma granulometria fina.

Adicionando água ao conjunto da argila e cascas de arroz ou poeira de trigo num peletizador ou aglomerador, obtêm-se grânulos de pequenas dimensões que podem depois ser secos e cozidos. Desejavelmente, a quantidade de água adicionada ê a quantidade minima necessária para a aglomeração.

Os grânulos são subsequentemente secos e depois aquecidos a uma temperatura maior do que 5502C. Admite-se que, durante esta operação, o material celulósico é não só carbonizado mas completamente combustado.

Para escolher uma argila apropriada como agente ligante, ê preferível realizar primeiramente ensaios de tritt. ração, moagem e peneiração da argila bruta; mistura com uma quantidade suficiente de água para facilitar a aglomeração} aglomeração para formar grânulos; secagem em estufa a 1002C durante uma a duas horas; ignição dos grânulos a 8502c durante cerca de 3 horas num forno de mufla e seguidamente arrefecimento dos grânulos. A capacidade de absorção de água do produto moido resultante é medida e preferem-se as argilas que se verificou terem uma elevada percentagem de absorção de liquidos e um baixo nivel de teor de poeiras depois do tratamento térmico para serem utilizadas no processo de acordo com a presente invenção.

Os seguintes exemplos de várias formas de realização da presente invenção servem para a esclarecer.

Numa série de exemplos, moeu-se uma argila branca até se obter uma granulometria máxima de 3θθ micra e moeram-se cascas de arroz e poeira de trigo até uma dimensão máxim

- 6 das particulas igual a 150 micra. Depois misturou-se a argij la com as cascas de arroz ou com o pó de trigo em várias

proporções utilizando equipamento mecânico, adicionou-se cerca de 20% de água em peso e transformou-se a mistura resul

; tante em grânulos com até 6 mm de diâmetro por meio dum aglomerador ou duma máquina de peletização. Os grânulos foram em seguida passados para um forno de túnel a uma temperatura de até 1002C. Uma vez secos até um teor de humidade infenior a 4%, os grânulos continuaram a atravessar o forno mas a segunda secção do forno estava a uma temperatura compreendida entre 800 e 10002C. Os grânulos foram conservados no forno durante cerca de uma hora.

A proporção de poeira de trigo para argila e de cascas de arroz para argila foi igual a 14:86, 21:79,

28:72 e 35:65, respectivamente. As temperaturas de calcinação foram 8002C, 9OO2C e 10002C.

Para determinar a tendência para formar poeiras, realizaram-se ensaios de esmagamento submetendo individualmente os grânulos a uma força aplicada por meio dum embolo métálico com os resultados indicados na Tabela I.

TABELA I

i Tipo de aditivo	Cascas de arroz A	Poeira de trigo B
Aditivo %	14	21	28	35	14 21	28	35
Argila /6	86	79	72	65	86 79	72	65

Temperatura		Resistência	média dos grânulos	ao e
de		gamento
calcinação		(gramas/pelete de 3 mm)
8009 C	210	60 41	32 42 34 35	20
9OO9C	380	380 155	51 113 25 33	15
10009C	383	170 85	35 310 182 26	11

Os resultados destes ensaios estão representados graficamente na Figura 1 em que se representa no eixo das ordenadas a resistência ao esmagamento em gramas/granulo (pelete) de 3 ™ © ^a percentagem de aditivo A (cascas de arros) ou B (poeira de trigo) na argila é representada no eixo das abcissas a várias temperaturas de calcinação.

A fim de ensaiar a capacidade de absorção, os grânulos foram colocados em cadinhos de Gooch com placas filtrantes de vidro. Os cadinhos foram cheios com água destilada

I

e deixou-se percolar a água através dos grânulos. Depois de se deixar escoar, repetiu-se esta operação.

A seguir aos segundo escoamento, removeu-se o excesso de água usando vácuo produzido por uma trompa de água de baixa pressão. Os cadinhos com os seus conteúdos foram em seguida pesados com os resultados indicados na Tabela 2.

TABELA 2

Capacidade de absorção dos grânulos

Cascas de arroz

Poeira de trigo

Tipo de aditivo

A

B

Aditivo %	14	21	28	35	14	21	28	35
Argila %	86	79	72	65	80	79	72	65
Temperatura		Absorção	de água	(gramas/Kg)
de calcinação
8OO9C	404	541	671	873	582	700	845	1124
9OO2C	454	547	674	796	561	694	877	1126
10002C	460	571	658	892	565	640	803	893

Os resultados da Tabela 2 são representados graficamente na Figura 2 em que se representa a absorção de água em gramas/100 gramas de grânulos no eixo das ordenadas e a percentagem em peso de cascas de arroz (A) ou de poeira de trigo (B) adicionada à argila, no eixo das abcissas.

Noutras formas de realização, a proporção de argila para cascas de arroz ou poeira de trigo variou entre 80% : 20% em peso até 60 % : 40 % em peso e as dimensões das partículas de argila e das cascas de arroz variou entre 75 e Ó00 micra. Uma granulometria mais pequena das partículas origina um produto mais eficaz mas a sua preparação ê mais cara.

Depois da secagem da mistura peletizada, os grânulos endurecidos foram expostos a temperaturas de calcina ção em forno de 5502 a 85O2C durante 3 ^a 1 hora, respectivamente. Podem-se empregar temperaturas até 11002.

Parece conveniente que as temperaturas de ignição sejam suficientemente elevadas para fazer arder todo o carvão das cascas de arroz ou de poeira de trigo.

Os grânulos fabricados pelo processo de acordo com a presente invenção comparados com os grânulos de "pet litter" disponíveis comercialmente, de acordo com a Especificação Federal Provisória dos Estados Unidos para Composições para Varrer P.S.O. OO8656 (GSA-FSS) apresentaram os seguintes resultados:

I

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TABELA
Peso volúmico aparente (Kg/dm^J)	Absorção de óleo (ml/g)	Absorção de água (ml/g)
Argila Registada N2.1 0,830	0,64	0,66
Diatomite Registada N2. 1 0,541	0,75	0,75
Diatomite Regis tada N2. 2 ~ '0,525	0,86	0,97
Argila Regista da NS. 2 0,701	0,60	0,6o
Composição de acordo com a pre sente invenção ba seada em argila branca 0,658	0,98	1,06

Noutras experiências, a adição de poeira de trigo verificou-se que originou resultados surpreendentemente melhores do que outros materiais celulósicos. 0 elevado poder de absorção dos grânulos ê atribuído ao facto de que, quando o carvão é queimado no forno durante as operações de ignição, o esqueleto de sílica orgânica das cascas de arroz ou da poeira de trigo ê deixado intacto e se obtêm uma melhor porosidade. Ervas tais como arroz e trigo e outras plantas gramíneas absorvem silica solúvel do solo que se deposita sob a forma insolúvel nos tecidos das células. A quantidade de sílica absorvida é função da transpiração.

As investigações sobre a preparação de um produto argila/cascas de arroz mostraram que a aglomeração era o método preferível para combinar os dois ingredientes. A aglomeração originou uma gama de granulometrias dos grânulos

mais consistentes com uma superfície arredondada e portanto com uma área superficial máxima em comparação com agregados angulares ou com crostas. Produz-se uma pequena quantidade de poeiras ou uma quantidade nula de poeiras e não se aplicou pressão que pudesse ter aumentado a densidade.

Como mostra a Tabela 4, a adição de 1 a 4% de um ί carbonato é benéfica. Preparou-se um certo número de amositras, consistindo cada uma em argila (560 gramas), poeira

de trigo (240 gramas) e água (510 gramas). Na água dissolí veram-se várias quantidades de carbonato de sódio (de 0 a

32 gramas).

Peletizaram-se os produtos, secaram-se a 105²C e depois calcinaram-se a 800, 900 e 10002C, respectivamente, durante 2 horas respectivamente.

Os ensaios de resistência ao esmagamento de grânulos realizaram-se como se descreveu anteriormente obtendo-se os resultados indicados na Tabela 4·

TABELA 4

RESISTÊNCIA A0 ESMAGAMENTO DE PRODUTOS PARA CAIXOTES DE GATOS

RESISTÊNCIA A0 ESMAGAMENTO DE GRÂNULOS (gramas) n = 20 grânulos («5,80 mm +2,00 mm)

Temperatura de

calcinação % de Na^CO^ adicionado

	0	1	2		4
8OO2C	aprox. 1	11,6+ 3	8,1 + 3	24,4	± 6
9002c	21,9 + 8	42+ 20	116,5 + 40	131,7	+ 28
10002c	54,8+18	154 + 25	230,7 ± 54	481	+ 108

Estes resultados são ilustrados graficamente na

Κ&θφΟΒ>ί1

ΙίΙιΙΜΜΗ - 12 ~

ί_: Figura 3·

Os resultados mostram que a adição de carbonato de sódio foi benéfica. Os ensaios da capacidade de absorção de humidade realizados com produtos feitos com 4% de carbonato de sódio mostraram que eles têm uma capacidade média de absorção compreendida dentro do intervalo de 550 g/Kg - 850 g/Kg.

Na Figura 4, representa-se um diagrama de blocos dum processo para a fabricação de grânulos de acordo com a presente invenção, a titulo de exemplo.

Argila ê alimentada a partir duma tremonha de armazenagem 1 a um alimentador gravimétrico de correia de pesagem 5· A poeira de trigo ou as cascas de arroz provenientes duma tremonha 2 são opcionalmente moldas num moinho de martelos 3 e alimentadas ao alimentador gravimétrico de correia de pesagem 4·

As matérias primas de alimentação, isto é, a argila e as cascas de arroz ou a poeira de trigo opcionalmente moidas e pesadas combinam-se num nodulizador 6 juntamente com água e com atê 4% de Na^CO^ em solução 14, medida por intermédio dum medidor de caudal 11. 0 modulizador incorpora convenientemente as cascas de arroz ou a poeira de trigo com a argila e a água e é preferivelmente do tipo de pás de veio duplo.

A mistura ê depois tratada num tambor de granulação 7 originando grânulos que são transferidos para um secador 8, por exemplo um "Secador Adelaide".

Os grânulos secos continuam para o calcinador 9 que é aquecido por um queimador 12 com ar fornecido por um ventilador 15· 0 gás de saída 16 do calcinador 9 ê utilizado para aquecer o secador B.

0 produto calcinado passa para o arrefecedor 10 antes de ser embalado.

A operação de arrefecimento só ê necessária se se pretender embalar o produto antes de decorridas 24 horas.

Como ê evidente para os peritos no assunto, com base nas indicações da presente memória descritiva, as cascas de arroz podem ser substituídas por outros materiais celulósicos fibrosos semelhantes finamente divididos tais como cascas de amendoim, carolos de milho, serradura de madeira, limpaduras de cereais ou uma sua combinação qualquer

Caso se pretenda, pode-se adicionar amido ou um agente ligante polimérico e outros agentes de reforço, sem afastamento do âmbito da presente invenção.

- 14 s

Claims

REIVINDICAÇÕES

I S5SS=SS3SSaESS=S==S=^SS=KSSS»=SSSS=5SS=S

lã - Processo para a fabricação de composiçõe absorventes, caracterizado pelo facto de compreender as operações que consistem em se misturar argila com material celulósico, se granular a mistura, se secarem os grânulos resultantes e se aquecerem os grânulos secos a tuna temperatura compreendida entre 55O²C e 1100²C.
2ã - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se aquecerem os grânulos a uma temperatura superior a 55O^QC durante três horas.
3§ - Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2) caracterizado pelo facto de se aquecerem os grânulos a uma temperatura compreendida entre 8OO9C e 850²C, durante, pelo menos, uma hora.
4- - Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de o material celulósico ser fibroso.

- Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de o referido material celulósico compreender cascas de arroz, poeira de trigo, limpaduras de cereais, cascas de amendoim, carlos de milho ou serradura de madeira ou uma sua qualquer combinação.

I

1

- 15 6â - Processo de acordo com qualquer das reivin;í dicações anteriores, caracterizado pelo facto de a proporji ção em peso de argila para material celulósico estar compre·' endida dantro do intervalo de 86 : 14 atê 60 : 4θ·

72 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de as dimensões das partículas de argila e de material celulósico antes da granulação estarem compreendidas entre 75 e 600 micra.
8â - Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de os grânulos terem um diâmetro menor do que 10 mm.

çs - Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de se secarem os grânulos atê se obter um teor de humidade inferior a 4% em peso.
10a _ processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de se aquecerem os grânulos a uma temperatura compreendida entre 8OO2C e 10002C durante um intervalo de tempo suficiente para se completar a combustão de celulose, e, em seguida, se arrefecer.

lia - Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de se

- 16 formarem os grânulos por aglomeração num tambor de granulação.