SK278196B6 - Production of filtrating agents - Google Patents
Production of filtrating agents Download PDFInfo
- Publication number
- SK278196B6 SK278196B6 SK1892-91A SK189291A SK278196B6 SK 278196 B6 SK278196 B6 SK 278196B6 SK 189291 A SK189291 A SK 189291A SK 278196 B6 SK278196 B6 SK 278196B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- diatomite
- weight
- gas stream
- calcination
- diatomites
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/14—Diatomaceous earth
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
Description
Oblasť techniky
Vynález sa týka spôsobu výroby filtračných prostriedkov kalcináciou diatomitu v peci s transportnou vrstvou, čím je možné riadiť zhlukovanie častíc diatomitu a obsah kristobalitu vo výslednom produkte.
Doterajší stav techniky
Diatomity sú sedimentačné zeminy, ktoré sú výsledkom nahromadenia zvyškov rozsievok v priebehu treťohôr a štvrtohôr. Rozsievky sú jednobunečné riasy, ktoré sa vyvíjali a vyvíjajú až do dnešných dní a možno ich nájsť v jazerách, riekach a moriach. Ich ochranný obal je vystužený kremičitou kostrou s veľkou variabilitou, takže jednotlivé rozsievky majú vzhľad ružíc, hrebienkov, lúčovitý alebo puzdrovitý vzhľad a podobne, avšak vždy je táto škrupina opatrená veľmi jemnými komôrkami a kanálikmi. Diatomity sú teda kremičité hlinky s veľmi nízkou hustotou a špecifickým povrchom 1 až 40 nr/g, v dôsledku toho boli dlho používané v priemysle na rôzne účely, najmä ako prostriedky na filtráciu, jemné plnivá pre nátery, ako nosiče katalyzátorov a podobne.
Diatomity sú teda zeminy, ktoré sa ťažia z prírodných ložísk a možno ich spracovávať na priemyselné výrobky. Pri predbežnom spracovaní sa materiál drví, suší, melie, odstraňujú sa hrubé nečistoty ako čadič, íl, piesok a podobne. Ďalej sa materiál kalcinuje na zníženie obsahu vody zo 60 až na približne 1 %, spaľujú sa organické látky, ktoré materiál obsahuje, a niektoré nežiaduce minerálne zložky, ktoré bežne sprevádzajú oxid kremičitý, ako uhličitan alebo síran vápenatý, zlúčeniny železa a pripadne sulfidy sa prevádzajú na oxidy, kremičitany alebo hlinitokremičitany.
Pokiaľ ide o výrobu filtračných prostriedkov, sústreďuje sa pozornosť na permeabilitu, ktorá je zrejme podstatnou vlastnosťou týchto produktov. Jednotkou permeability je darcy, čo je priepustnosť poréznej vrstvy s výškou 1 cm a prierezom 1 cm', do vrstvy sa vlieva kvapalina s viskozitou 1 mPa.s rýchlosťou 1 ml za sekundu pri tlakovom rozdiele 0,1 MPa. Jeden darcy je 0,987 x 10‘12 m2, t.j. približne 1 pm2. Priemyselné filtračné prostriedky majú obvykle permeabilitu v rozmedzí 20 milidarcy až 15 darcy, t.j. oveľa vyššiu ako permeabilita diatomitu, ktorý je východiskovou látkou. Pri kalcinácii diatomitu na získanie týchto prostriedkov teda musí prísť ku zhlukovaniu častíc a drviny s dĺžkou niekoľko mikrometrov na zhluky s priemerom 10 mikrometrov a vyššou tak, aby došlo ku zníženiu podielu príliš jemných častíc a ku zvýšeniu permeability. Ide zrejme o čiastočné zhlukovanie, ktorým možno ovládať materiál tak, aby nedošlo k roztaveniu schránok rozsievok a aby došlo k tvorbe zhlukov s priemerom častíc vyšším ako 50 mikrometrov vzhľadom na to, že príliš jemné častice sa ľahko odlievajú, alebo sa usadzujú v spodných častiach potrubia alebo filtrov. Nemá tiež dôjsť ku kryštalizácii amorfného oxidu kremičitého, ktorý je podstatnou zložkou diatomitu. Problémom, ktorý je potrebné technicky vyriešiť, jc teda získanie prostriedkov na filtráciu v jednom stupni kalcináciou diatomitu s prírodnými nečistotami, dosiahnuť správnu permeabilitu kalcinovaného diatomitu a pritom udržať na nízkej úrovni podiel kryštalických materiálov, t.j. kristobalitu, kremeňa alebo tridymitu.
Bolo dokázané (Kadey, 1975 - Deer, 1966), že v prípade, že diatomity obsahujú podľa jednotlivých ložísk menej ako 1 %hmot. kristobalitu, pri ich kalcinácii kristobalit vzniká a okrem toho vzniká v menšej miere tiež tridymit tepelnou premenou amorfného oxidu kremičitého, ktorý tvorí podstatnú časť schránok rozsievok. Podiel kristobalitu v produktoch, získaných kalcináciou, sa mení v rozmedzí 1 až 100 % hmôt, podľa východiskového materiálu a v tzv. bielych filtračných prostriedkoch, ktoré sa získavajú kalcináciou za prítomnosti tavných prísad, napríklad uhličitanu sodného, dosahuje 40 až 80 % hmôt.. Bolo však zistené, že pri inhalácii krátkych kryštálikov oxidu kremičitého dochádza k ťažkému pľúcnemu ochoreniu, silikóze. V monografii Intemational Agency for Research on Cancer, IARC, Evaluation of carcinogenic risks of chemicals to human, Silica and some silicates, zv. 42, 1987 sa tiež uvádza kryštalický oxid kremičitý ako karcinogénna látka. Aj keď je tento názor veľmi sporný, je v každom prípade potrebné dodržať prísne predpisy, ktoré riadia pracovné podmienky osôb, ktoré sú vystavené riziku vdychovania malých kryštálikov oxidu kremičitého, čo obmedzuje obsah tejto látky vo filtračných prostriedkoch na báze diatomitov používaných v poľnohospodárskom a potravinárskom priemysle. V produktoch, získavaných známym spôsobom, je konečný obsah kristobalitu v rozmedzí 1 až 100 % hmôt..
Pri klasických postupoch na výrobu filtračných prostriedkov je teplota kalcinácie v rozmedzí 900 až 1200 °C, táto teplota je nevyhnutná na dosiahnutie zhlukovania, a tým aj na dosiahnutie permeability v rozmedzí 20 milidarcy až 15 darcy. V prípade materiálov bohatých na železo, sodík a vápnik podporuje povrchové topenie požadované zhlukovanie, ale tiež vyvoláva rýchlu kryštalizáciu oxidu kremičitého na kristobalit. Pri teplote pod 850 °C zostáva táto kryštalizácia pomalá, ale nad teplotou 900 °C sa tvorba kryštálov zrýchľuje. Je možné dokázať, že kritický obsah nečistôt, ktoré katalyzujú túto transformáciu, je poriadku I % hmotn.
Pri známych kalcinačných postupoch sú časy kalcinácie pri vyššej teplote obyčajne vyššie ako ako niekoľko sekúnd a často až niekoľko minút, takže sa nedá vyhnúť tvorbe veľkého množstva kristobalitu. Až doteraz však bola najväčšia pozornosť venovaná fyzikálnym vlastnostiam výsledných produktov. Pri známych postupoch sa diatomity ukladajú na horizontálne dosky, na ktorých dochádza k ich kalcinácii. Produkt sa premiestňuje z horných dosiek na spodné pomocou ohrebiel zo žiaruvzdornej liatiny. Malá produktivita tohto systému a veľká pracovná náročnosť viedla k tomu, že sa pri priemyselnej produkcii začali používať rotačné pece. Tieto rotačné pece sú obyčajne veľmi dlhé, 30 m a dlhšie, a pracujú pri teplotách 1000 až 1200 °C, ako bolo opísané napríklad v publikácii Diatomaceous Earth, William Q. Halí, Industrial and Engineering Chemistry, február 1953, str. 256 až 269. Je potrebné riadiť chod pece s čo najväčšou presnosťou, aby nedošlo k roztaveniu oxidu kremičitého a deštrukcii jeho sieťovej štruktúry, s ktorou sú spojené požadované vlastnosti.
Technológia kalcinácie v rotačnej peci je dobre prepracovaná. Napriek tomu ide o kalcináciu väčšieho množstva materiálu naraz za prítomnosti plameňa, ktorý prenáša svoje teplo veľmi nepravidelne, takže dochádza k tomu, že všetok materiál nie je rovnakým spôsobom spracovaný. V prípade, že je potrebné zaistiť určité minimálne teplotné spracovanie pre všetky častice počas určitého času, je nutné pripustiť, že v časti materiálu dôjde k príliš veľkej povrchovej kalcinácii. Toto
SK 278196 Β6 povrchové topenie podporuje zhlukovanie, ale je potrebné obmedziť ho tak, aby nedošlo k deštrukcii jemnej štruktúry hlinky a ku kryštalizácii oxidu kremičitého. Poškodené schránky rozsievok s príliš veľkými zhlukmi oxidu kremičitého je potrebné opäť drviť, čo nepriaznivo zvyšuje tzv. hustotu koláča vo výslednom produkte. Ide o vlastnosť, ktorá je pri filtračných prostriedkoch dôležitá. Ide o zjavnú hustotu vrstvy filtračného prostriedku, ktorý zostane na Biichnerovom filtri po filtrácii kvapaliny, v ktorej bol prostriedok vopred uvedený do suspenzie. Po vysušení zodpovedá hustota vyššia ako 0,45 g/cm3 príliš roztavenému alebo príliš rozdrvenému produktu, ktorý stratil svoju poréznu štruktúru, charakteristickú pre kvalitné filtračné prostriedky. Pri drvení tiež dochádza ku zvýšeniu podielu príliš jemných častíc, ktoré sú príčinou upchávania filtrov a tiež nežiaducej turbidity filtrovaných kvapalín. Podiel týchto jemných častíc je nutné znížiť následným spracovaním, ktoré je pracné a nákladné.
Pre určitú východiskovú látku sú konečné vlastnosti kalcinovaného produktu, najmä permeabilita a zvyšok na site pri priemere častíc až 50 mikrometrov silne ovplyvnené voľbou teploty pri kalcinácii a časom pobytu diatomitu v peci. Prítomnosť väčšieho množstva zvyšku na filtri do 50 mikrometrov, ku ktorému spravidla dochádza pri kalcinácii známym spôsobom, je príčinou potreby drviť produkt po výstupe z pece, čo znamená podstatnú nevýhodu. Okrem toho drvenie nie je selektívne. Znižuje síce rozmery veľkých zhlukov, ale tiež jednotlivých schránok rozsievok, čím sa opäť nežiaducim spôsobom zvyšuje podiel jemných častíc a hustota koláča filtračného prostriedku. Známe postupy kalcinácie v rotačných peciach a zvlášť v peciach s doskami, uloženými nad sebou alebo vo vírivej vrstve, kde materiál zostáva v peci aspoň niekoľko minút, nedovoľujú riadiť zhlukovanie, takže vznikajú kalcinované produkty so zvyškom na site do 50 mikrometrov vyšším ako 5 % hmôt, v prípade, že teplota kalcinácie prekročí 950 °C.
V dokonalejších postupoch, tak ako boli opísané vo francúzskom patentovom spise č. 2 586 588 alebo v DD 266 034, sa používajú pece s turbulentnou vrstvou, tieto pece sú riešené tak, že sa diatomit privádza do prúdu plynu, ktorý je horúci a prechádza pecou špirálovité. Týmto spôsobom je možné lepšie riadiť čas pobytu diatomitu v prúde plynu, nemožno však riadiť priamo tepelné spracovanie, a tým ani zhlukovanie, takže nedochádza k podstatnému zlepšeniu granulometrie výsledného produktu.
Podstata vynálezu
Teraz bolo zistené, že je možné prekonať nevýhody známych postupov a dosiahnuť kvalitné filtračné prostriedky na báze dolomitu tak, že sa kalcinácia diatomitu uskutočňuje v prúde plynu s vysokou teplotou, takže sa spracovanie uskutočňuje pri veľmi vysokej teplote, ale počas krátkej doby rádové niekoľko desatín milisekúnd až niekoľko sekúnd, pričom tento čas je dostatočný na tvorbu zhlukov, avšak nedochádza ku kryštalizácii oxidu kremičitého, dlhší čas pobytu tuhého podielu v prúde plynu pri teplote pod 850 °C potom dovoľuje odstrániť organické nečistoty a zlúčeniny síry a spôsobiť nerozpustnosť kovových nečistôt bez toho, aby došlo k podstatnej modifikácii permeability a kryštalického stavu.
Podstatou vynálezu je teda spôsob výroby filtračných prostriedkov na báze kalcinovaných diatomitov bez tav ných prísad, získavajú sa filtračné prostriedky, obyčajne označované ako červené, na základe farebného odtieňa týchto prostriedkov, na rozdiel od prostriedkov označovaných ako biele alebo aktivované, ktoré sa získavajú za prítomnosti tavných prísad, najmä uhličitanu sodného, a ktorých jemná štruktúra je veľmi zmenená. Naproti tomu filtračné prostriedky podľa vynálezu majú obsah kristobalitu nižší ako 1 % hmôt., ich zvyšok na site s otvormi 50 mikrometrov je nižší ako 5 % hmôt, a tento výsledok sa dosahuje bez drvenia po kalcinácii. Postupuje sa tak, že sa diatomit privádza do prúdu plynu s vysokou teplotou, pričom čas pobytu diatomitu pri teplote 1250 až 850 °C je obmedzený na niekoľko desatín milisekundy až niekoľko sekúnd.
Pri výhodnom uskutočnení sa vytvorí vo valcovej peci s vertikálnou osou prúd plynu so závitovkovým pohybom, ktorý sa vytvára vstrekovaním horúceho plynu cez štrbinu, opatrenú sklonenými krídelkami na dne pece. Pec sa vopred náplni guľôčkami zo žiaruvzdorného materiálu a horúci vzduch vysokou rýchlosťou sa s nimi stýka tak, že vzniká zložka s vertikálnou rýchlosťou, ktorá vyváži hmotnosť týchto guľôčok, takže vzniká vztlak a priečna zložka, ktorá spôsobí horizontálny pohyb. Za týchto podmienok zostávajú žiaruvzdorné guľôčky v tvare prstenca so závitkovitým pohybom. Častice diatomitu sú privádzané do prúdu plynu výhodne pod prstencom guľôčok a dostávajú sa s nimi do styku vzhľadom na to, že prechádzajú voľným priestorom medzi guľôčkami, s ktorými sa súčasne dostávajú do rovnovážneho stavu, pokiaľ ide o teplotu. Tým dochádza k rýchlej kalcinácii a tvorbe zhlukov. Po výstupe z vrstvy guľôčok je ešte uskutočňovaná niekoľko sekúnd kalcinácia pri vysokej teplote, avšak nižšej ako 850 °C. V prúde plynu vychádzajú častice diatomitu rýchlo z pece a sú odvádzanú pomocou cyklónu.
Možno dokázať, že podľa podmienok jednotlivých uskutočnení je čas pobytu častíc diatomitu v prúde plynu s vysokou teplotou v rozmedzí niekoľko desatín milisekundy až niekoľko sekúnd. Guľôčky z oxidu kremičitého sa nachádzajú vo vznose a otáčajú sa, čo podstatne obmedzuje ich opotrebovanie. Guľôčky sú vyrobené výhodne z oxidu kremičitého alebo hlinitého a majú rozmer jeden až niekoľko milimetrov.
Výhoda spôsobu podľa vynálezu spočíva v tom, že po kalcinácii produktu je zvyšok na site s otvormi 50 mikrometrov približne rovnaký ako pri východiskovej látke, to znamená nižší ako 5 % hmôt., priepustnosť v rozmedzí 20 milidarey až 15 milidarey. Dôsledkom prvej výhody je výhoda druhá, ktorou je skutočnosť, že odpadá drvenie, ktoré je potrebné pri známych postupoch kalcinácie. V prípade niektorých diatomitov, ktoré majú malý obsah chemických nečistôt, môže byť obsah kristobalitu, kremeňa alebo tridymitu nulový, inak je nižší ako 1 %hmot..
Praktické uskutočnenie spôsobu podľa vynálezu bude vysvetlené nasledujúcimi príkladmi.
V príkladovej časti bola permeabilita meraná spôsobom podľa francúzskeho patentového spisu č. 2 367 282.
Zvyšok na site s priemerom ôk 50 mikrometrov bol meraný tak, že na toto sito bolo uložených 10 gramov práškového materiálu podľa normy DIN 4188 a materiál bol premývaný vodou tak dlho, až bola voda číra. Produkt na filtri sa premyje, usuší a získaná hmotnosť sa vzťahuje na 100 g prášku.
Prepal PAF je strata hmotnosti vzorky, kalcinovanej 1 hodinu pri teplote 900 °C.
Kristobalit sa stanoví podľa svojej difrakcie rtglúčov.
Rozmer častíc sa stanovuje ako ich stredný priemer.
Železo EBC je množstvo železa, ktoré je možné extrahovať roztokom hydrogénftalátu draselného podľa 5 medzinárodnej normy Analytica EBC - 9,5 rozpustné železo, D 97 (F 97). Možno tiež odkázať na normu Analytica RBC - 7,8, ktorá sa týka stanovenia železa v pive, D 66 (F 66).
zvyšok na site 50 pm | R5O = 0% |
stredný priemer častíc | 15 pm |
prepal | PAF = 1 % |
pach | 0 |
povrch BET (dusík) | Σ = 11 m2/g |
farba | červená |
uhlík + organická vrstva | 0% |
železo EBC | = 0,013% |
podiel kristobalitu | < 1 % |
Príklady uskutočnenia vynálezu
Príklad 1
Bola použitá špeciálna pec (Tortech Limited, Davy Mc Kee). Nejde výslovne o systém s vírivou vrstvou alebo s transportnou vrstvou, ale o systém s vrstvou časticového materiálu vo forme kompaktného turbulentného pásu. Tento systém bol opísaný v EP č. 68 853. Je tvorený valcom s vertikálnou osou a s priemerom 40 cm, do ktorého sa privádzajú spalné plyny alebo len vzduch, zahriaty na teplotu 1200 °C cez štrbiny a žiaruvzdorné sklonené keramické lamely, ktoré sú príčinou helikoidálneho pohybu v peci, Pec je opatrená dvoma cyklónmi, zaradenými za sebou, a filtrom.
Plyn sa privádza v množstve 400 m3/h TPN a rýchlosť plynu na úrovni žiaruvzdorných keramických lamiel je 50 m/s. Čas pobytu diatomitu v prúde plynu s vysokou teplotou je niekoľko milisekúnd.
Do pece sa vopred uloží 500 g guľôčok zo žiaruvzdorného oxidu kremičitého s priemerom 2 mm. Pri pohybe prúdu plynu a vrstvy žiaruvzdorných guľôčok vo vznose sa dosiahne stav, pri ktorom je možné privádzať kontinuálne diatomit rýchlosťou 25 kg/h do úrovne vrstvy guľôčok, pričom celý postup privádzania na úrovni žiaruvzdorných lamiel sa podstatne uľahčí vnútorným podtlakom v peci.
Užitočnou východiskovou látkou je infuzóriová hlinka, ktorej vlastnosti po čistení sú nasledujúce: Permeabilita hustota filtračného koláča zvyšok na site 50 pm prepal pach povrch BET (dusík) sfarbenie obsah kristobalitu
Ďalej bude uvedená chemická analýza východiskového materiálu pred stanovením prepalu.
beta = 0,020 darcy Dg je < 0,4 g/cm3
R,o = 0 %
PAF = 9 %
Σ = 35 m2/g biele alebo zelené pod 0,25 %
SiO, 84,5 %
A12Ó3 3,1 %
Fe,Oj 2,4 %
CaO 0,95 %
Na,0 0,08 %
MgO 0,08 %
K,O 0,03 % uhlík 1,93 % organická síra 0,8 % síra celkom 1,2%
Z cyklónov bol odoberaný kaícinovaný produkt, ktorý nebol po kalcinácii drvený, čo je základnou vlastnosťou spôsobu podľa vynálezu. Tento produkt bolo možné charakterizovať nasledujúcimi vlastnosťami: permeabilita beta = 0,15 darcy hustota filtračného koláča Dg = 0,360 g/cm3
Pri tejto teplote, ale za podmienok klasickej kalcinácie v priemyselnej rotačnej peci sa získa produkt, ktorý je potrebné po kalcinácii drviť, čím vzniká produkt s nasledujúcimi typickými vlastnosťami známych produktov:
permeabilita hustota filtračného koláča zvyšok na site 50 pm beta = 0,165 darcy Dg = 0,350 g/cm3 R50 = 7 % stredný priemer častíc prepal pach povrch BET (dusík) pm
PAF = 0,5 %
Σ = 4 m2/g červená farba uhlík + organická vrstva železo EBC
-0,0145% podiel kristobalitu približne 50 %
Produkt, odvádzaný z cyklónu, nebol použiteľný ako filtračný prostriedok bez opakovaného drvenia. Napriek tomu bol zvyšok na site s otvormi 50 mikrometrov pomerne veľký.
Príklad 2
Bol použitý ten istý východiskový materiál a to isté zariadenie ako v príklade 1, ale postup bol uskutočňovaný pri nižšej teplote 1060 °C. Bol získaný produkt, ktorý nebolo potrebné po kalcinácii znova drviť, s na sledujúcimi vlastnosťami: permeabilita hustota filtračného koláča zvyšok na site 50 pm stredný priemer častíc prepal pach povrch BET (dusík) farba beta = 0,112 darcy Dg = 0,365 g/cm3 R50 = 0 % pm
PAF = 2,8 %
Σ = 29 m2/g červená uhlík + organická vrstva = 0 % železo EBC =0,015% podiel kristobalitu pod 0,25 %
V tomto prípade je vyšší prepal 2,7 % hmôt., ktorý je tvorený konštitučnou vodou, ktorej prítomnosť neruší kvalitu filtračného prostriedku. Uhlíkaté materiály a síra organického pôvodu boli celkom odstránené.
V prípade, že bol postup uskutočňovaný známym spôsobom pri teplote 1060 °C, bolo potrebné produkt znova drviť, produkt mal nasledujúce vlastnosti:
permeabilita hustota filtračného koláča zvyšok na site 50 pm beta = 0,064 darcy Dg = 0,336 g/cm3 R5O = 3% stredný priemer častíc prepal pach povrch BET (dusík) farba uhlík + organická vrstva železo EBC podiel kristobalitu pm
PAF = 0,5 % 0
Σ = 6 m^/g červená = 0% = 0,135% približne 5 %
Príklad 3
Postup bol uskutočňovaný za podmienok, podobných ako v príklade 1 s dôležitou zmenou: do pece neboli pridané guľôčky oxidu kremičitého. Čas pobytu diatomitu vo vyhrievanej oblasti bol v závislosti od 5 rýchlosti prúdu plynu 2 milisekundy.
Týmto spôsobom bol získaný výsledný produkt s
nasledujúcimi vlastnosťami: | |
permeabilita | beta = 0,028 darey |
hustota filtračného koláča | Dg = 0,335 g/cm3 |
zvyšok na site 50 pm | R5o = 3% |
stredný priemer častíc | 20 pm |
prepal | PAF = 7 % |
pach | 0 |
povrch BET (dusík) | = 35 m^/g |
farba | biela |
uhlík | = 1,6% |
organická síra | = 0,7 % |
železo EBC | = 0,0135 % |
podiel kristobalitu | pod 1 % |
Tento príklad dokazuje dôležitosť vrstvy guliek na dosiahnutie dostatočného zhlukovania, a tým aj dobrej permeability. Ide o systém, ktorý je navrhovaný na expanziu ryolitu na perlit, ktorý sa tiež používa ako filtračný prostriedok alebo na expanziu sľudy na expandovaný vermikulit. V tomto prípade nie je prítomnosť guliek potrebná vzhľadom na veľkosť zŕn vyššiu ako 160 mikrometrov a veľkú hustotu materiálov. V prípade prívodu perlitu alebo vermikulitu je postup uľahčený rozdielom v hustote pred a po kalcinácii, takže prípadné použitie guliek oxidu kremičitého by nehralo žiadnu úlohu pri riadení času pobytu, ktorý je už zaistený vyššou hmotnosťou častíc ryolitu alebo sľudy, ktoré sú v rovnovážnom stave s prúdom plynu.
Príklad 4
Tento príklad ilustruje ťažkosti, ktoré vznikajú pri aktivácii diatomitov vo valcových vertikálnych peciach tak, ako sa obyčajne používajú na expanziu perlitu. Zariadenie použité v tomto príklade bolo tvorené horákom, upevneným pod valcom, a cyklónom. Vo valci bol privedený v úrovni plameňa prívod zo strany pre diatomit. Teplota plynu bola 900 °C, ale nad plameňom až 1700 °C.
Bol použitý ten istý diatomit ako v príklade 1. Po
prechode plameňa bol získaný výsledný produkt s nasle- | |
dujúcimi vlastnosťami: | |
permeabilita | beta = 0,051 darey |
hustota filtračného koláča | Dg = 0,257 g/cm3 |
zvyšok na site 50 pm | Rso = 8 % |
stredný priemer častíc | 22 pm |
prepal | PAF = 3 % |
pach | 0 |
povrch BET (dusík) | ľ = 35nr/g |
farba | šedá |
uhlík | = 1,6% |
organická síra | = 0,7 % |
železo EBC | = 0,0135% |
podiel kristobalitu | pod 0,1 % |
Diatomity neboli dostatočne kalcinované na použitie ako filtračné prostriedky, došlo k úplnej deštrukcii organického materiálu, ale šedý odtieň, rozdielny od červeného odtieňa, súčasne dokazuje, že došlo v niektorých častiach k nedostatočnej kalcinácii organického materiálu, alebo k ukladaniu uhlíka. Produkt je teda zmesou dostatočne a nedostatočne kalcinovaného produktu v závislosti od teplotného gradientu a od nerovnomerného prechodu diatomitu pecou.
Príklad 5
Ďalej bude opísaný výsledok kalcinácie diatomitu vo vírivej vrstve. Túto metódu nie je možné považovať za metódu rýchlej kalcinácie. Pec s vírivou vrstvou, ktorá bola v tomto príklade použitá, je pec používaná v priemysle, a je tvorená valcom zo žiaruvzdornej ocele s výškou 3 m a s priemerom 0,105 m. Distribútor horúceho vzduchu na dne vírivej vrstvy je tvorený guľôčkami z nerezovej ocele s priemerom 3 mm. Pod týmto distribútorom je výška vrstvy diatomitu približne 10 cm. Diatomit sa privádza do pece rýchlosťou 0,6 kg/h, čas pobytu vo vírivej vrstve je priemerne 4 minúty. Rýchlosť vertikálneho pohybu zhluknutých častíc diatomitu je 0,2 m/s. 5 % hmôt, produktu sa izoluje z cyklónu, zostávajúcich 95 % hmôt, v prepade.
Produkt, kalcinovaný pri teplote 1000 °C mal nasledujúce vlastnosti: permeabilita hustota filtračného koláča zvyšok na site 50 pm prepal, 1 hodina, 900 “C uhlík + organická síra farba podiel kristobalitu približne stredný priemer častíc beta = 0,097 darey Dg = 0,230 g/cm3
R50= 19%
PAF = 0,5 % = 0% červená
12% μΐ
Podiel 19 % hmôt, zvyšku na site s priemerom ôk 50 pm ukazuje, aké je ťažké riadiť aglomeráciu za uvedených podmienok. Okrem toho je obsah kristobalitu bežným spôsobom zvýšený vzhľadom na to, že východisková látka bola zahrievaná pomerne dlhý čas v zahrievacej zóne pece.
Je potrebné zdôrazniť, že v príkladovej časti je jasne uvedená možnosť získať spôsobom podľa vynálezu celkom zvláštnu kategóriu filtračných prostriedkov na báze kalcinovaných diatomitov. Ide o filtračné prostriedky s vysokou permeabilitou v rozmedzí 0,06 až 0,4 darey, s podielom kristobalitu nižším ako 1 % hmotnostné. Materiál s týmito vlastnosťami sa doteraz nedal získať vzhľadom na to, že pri kalcinácii pri nižších teplotách používaných na zachovanie amorfnej štruktúry oxidu kremičitého, ktorá sa používa pri niektorých diatomitoch v pomerne čistom stave, nemôže dôjsť ku zvýšeniu permeability pôvodného prírodného východiskového materiálu.
Claims (10)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Spôsob výroby filtračných prostriedkov na báze kalcinovaných diatomitov rýchlou kalcináciou týchto diatomitov za získania filtračných prostriedkov s obsahom kristobalitu nižším ako I % hmotnostné a so zvyškom na site s priemerom ôk 50 mikrometrov nižším ako 5 % hmotnostných, vyznačujúci sa tým , ž e sa diatomit privádza do prúdu plynu s vysokou teplotou a pobyt diatomitu v prúde plynu s teplotou 1250 až 850 °C je v rozmedzí niekoľko desatín milisekundy až niekoľko sekúnd.
- 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa diatomit privádza do prúdu plynu s vysokou teplotou, pričom tento prúd plynu uvádza časticový materiál do vznosu.
- 3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa t ý m , že sa uskutočňuje v peci, v ktorej sa prúd plynu pohybuje vzostupne helikoidálne a časť čas5 ticového materiálu nie je strhávaná plynom, ale zostáva vo vznose a vytvára prstencovitú zónu.
- 4. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujú- ci sa t ý m , že sa diatomit privádza pod prstencom časticového materiálu vo vznose. 5
- 5. Spôsob podľa nároku 4, vyznačujú- ci sa t ý m , že čas pobytu diatomitu v časti prúdu plynu, ktorý udržuje časticový materiál vo vznose, je v rozmedzí niekoľko desatín milisekundy až niekoľko sekúnd. 10
- 6. Spôsob podľa nárokov 2až 5, vyznačujúci sa tým, že časticový materiál je tvorený guľôčkami zo žiaruvzdorného materiálu.
- 7. Spôsob podľa nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že sa filtračný prostriedok získava 15 priamo, to znamená bez opätovného drvenia, pri zvyšku na site s priemerom ôk 50 mikrometrov nižším ako 5 % hmotnostných.
- 8. Spôsob podľa nárokov 1 až 7, vyznačujúci sa tým,že sa ako východiskové látky po- 20 užijú diatomity s obsahom viac ako 0,05 % hmotnostných chemických nečistôt zo skupiny oxidov alebo soli alkalických kovov, kovov alkalických zemín, hliníka a- lebo železa.
- 9. Spôsob podľa nárokov 1 až 8, v y z n a č u - 25 júci sa tým, že sa kalcinácia uskutočňuje v prúde vzduchu alebo v prúde spalných plynov s obsahom kyslíka.
- 10. Filtračné prostriedky na báze kalcinovaných diatomitov, vyznačujúci sa tým,že ich 30 permeabilita je v rozmedzí 0,06 až 0,4 darcy a obsah kristobalitu je nižší ako 1 %hmotnostné.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9007690A FR2663564B1 (fr) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | Procede pour l'obtention d'agents filtrants diatomiques calcines tres permeables exempts de cristobalite, et agents filtrants diatomitiques calcines tres permeables exempts de cristobalite. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK278196B6 true SK278196B6 (en) | 1996-03-06 |
Family
ID=9397802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK1892-91A SK278196B6 (en) | 1990-06-20 | 1991-06-20 | Production of filtrating agents |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5179062A (sk) |
EP (1) | EP0463927B1 (sk) |
JP (1) | JP3241752B2 (sk) |
CA (1) | CA2044040C (sk) |
CZ (1) | CZ280842B6 (sk) |
DE (1) | DE69101671T2 (sk) |
DK (1) | DK0463927T3 (sk) |
ES (1) | ES2051567T3 (sk) |
FR (1) | FR2663564B1 (sk) |
IS (1) | IS1695B (sk) |
SK (1) | SK278196B6 (sk) |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2712508B1 (fr) * | 1993-11-19 | 1996-01-05 | Ceca Sa | Procédé pour l'obtention d'agents filtrants diatomitiques à très faible teneur en cristobalite par agglomération avec des liants silicatés ou siliciques et agents filtrants correspondants. |
US5656568A (en) * | 1995-08-11 | 1997-08-12 | Advanced Minerals Corporation | Highly purified biogenic silica product |
DE20122753U1 (de) * | 2001-02-13 | 2007-07-19 | Lehmann & Voss & Co. Kg | Filterhilfsmittel |
DE10235866B4 (de) * | 2002-08-05 | 2005-02-24 | Technische Universität München | Verfahren zur thermischen Behandlung von Kieselgur, thermisch behandelte Kieselgur und Verwendung einer derartigen Kieselgur |
US7320723B2 (en) * | 2003-11-20 | 2008-01-22 | Air Institution, Inc. | Exhaust gas filter and filtering system |
US9963373B2 (en) | 2004-05-19 | 2018-05-08 | Earthstone International Llc | Method of reducing the occurrence of crystalline silica in foamed glass by the introduction of chemical additives |
US8916486B2 (en) * | 2004-05-19 | 2014-12-23 | Richard Lehman | Method of reducing the occurrence of crystalline silica in foamed glass by the introduction of chemical additives |
US9725350B2 (en) | 2004-05-19 | 2017-08-08 | Richard L. Lehman | Very low crystalline silica foamed glass and methods of using the same |
US20050261121A1 (en) * | 2004-05-19 | 2005-11-24 | Earthstone International Llc | Elimination of crystalline silica from white foam glass by chemical additions |
CN101065429A (zh) * | 2004-09-28 | 2007-10-31 | 高级矿物公司 | 聚合物中的新功能添加剂 |
US7524531B2 (en) * | 2005-04-27 | 2009-04-28 | Ferro Corporation | Structured self-cleaning surfaces and method of forming same |
US20100167921A1 (en) * | 2006-09-06 | 2010-07-01 | World Minerals, Inc. | Process for Roasting Diatomaceous Earth Ore to Reduce Organic Content |
WO2008131124A1 (en) * | 2007-04-18 | 2008-10-30 | World Minerals, Inc. | Calcined diatomite products with low cristobalite content |
US8084392B2 (en) * | 2007-07-06 | 2011-12-27 | Ep Minerals, Llc | Crystalline silica-free diatomaceous earth filter aids and methods of manufacturing the same |
US20090181848A1 (en) * | 2007-07-06 | 2009-07-16 | Ep Minerals, Llc | Crystalline silica-free diatomaceous earth blended filter aids and methods of manufacturing the same |
EP2231325B1 (en) * | 2007-11-25 | 2020-09-09 | Imerys Filtration Minerals, Inc. | Process to prepare filter aids made from low permeability diatomites |
EP2361233A4 (en) * | 2008-09-26 | 2013-01-09 | Imerys Filtration Minerals Inc | DIATOMATED EARTH PRODUCTS CONTAINING REDUCED RATES OF SOLUBLE METALS, METHODS OF REDUCING THE RATES OF SOLUBLE METALS IN DIATOMATED EARTH PRODUCTS, AND METHODS OF USING THE SAME |
CN105817199A (zh) * | 2008-10-09 | 2016-08-03 | 英默里斯筛选矿物公司 | 硅藻土产品、其制备方法及其使用方法 |
WO2010104831A1 (en) | 2009-03-11 | 2010-09-16 | World Minerals, Inc. | Natural amorphous silica filler products |
FR2958934A1 (fr) | 2010-04-14 | 2011-10-21 | Michel Davidovics | Matrice a base de cristobalite nano-cristalline pour materiau composite fibreux thermostructural |
MX349820B (es) * | 2010-10-14 | 2017-08-15 | Instituto Nac De Investigaciones Nucleares | Proceso y equipo para tratar residuos de tierras diatomaceas y otros para la obtencion de materiales de construccion. |
US9095842B2 (en) | 2012-12-13 | 2015-08-04 | Ep Minerals, Llc | Diatomaceous earth filter aid containing a low crystalline silica content |
JP2016514667A (ja) * | 2013-04-11 | 2016-05-23 | イーピー ミネラルズ,エルエルシーEp Minerals,Llc | 結晶シリカが低減された珪藻土製品及びその製造方法 |
EP3233237B1 (en) | 2014-12-19 | 2021-03-31 | EP Minerals, LLC | Opaline biogenic silica/expanded perlite composite products |
EP3302750A4 (en) * | 2015-06-04 | 2019-02-20 | Imerys Filtration Minerals, Inc. | COMPOSITIONS AND METHOD FOR CALCINATING DIATOMEEN EARTH WITH REDUCED CRISTOBALIT CONTENT AND / OR REDUCED BEER SOLUBLE IRON CONTENT |
RU2716788C2 (ru) * | 2015-10-23 | 2020-03-16 | ЕП МИНЕРАЛЗ, ЭлЭлСи | Продукты флюс-кальцинированного диатомита опаловых пород |
WO2018128622A1 (en) * | 2017-01-06 | 2018-07-12 | Ep Minerals, Llc | Ultra-high performance and high purity biogenic silica filtration media |
CN112573523B (zh) * | 2020-12-07 | 2022-10-28 | 嵊州浙江大学技术转移中心 | 一种硅藻土综合利用方法 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1717661A (en) * | 1924-10-25 | 1929-06-18 | Calvert Robert | Revivification of used kieselguhr |
US1756906A (en) * | 1926-05-03 | 1930-04-29 | Celite Corp | Material for use in treatment of liquids |
US1862825A (en) * | 1928-08-15 | 1932-06-14 | Calco Chemical Co Inc | Method of making sulphur trioxide and catalyst for use in said method |
US1813916A (en) * | 1929-04-29 | 1931-07-14 | Celite Corp | Production of finely divided material |
US1985526A (en) * | 1933-08-11 | 1934-12-25 | Dicalite Company | Heat treatment of diatomaceous earth |
US2470346A (en) * | 1946-04-30 | 1949-05-17 | Great Lakes Carbon Corp | Calcined diatomaceous earth product |
US3012981A (en) * | 1958-07-01 | 1961-12-12 | Sinclair Refining Co | Wax compositions containing telemeric polyalkyl oxoesters |
US3993499A (en) * | 1974-10-04 | 1976-11-23 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for producing a particulate mullite fibril containing composition |
US4112129A (en) * | 1977-09-14 | 1978-09-05 | Johns-Manville Corporation | Cooking oil treating system and composition therefor |
US4325844A (en) * | 1980-05-20 | 1982-04-20 | Manville Service Corporation | Method of preparing diatomite for rapid calcination |
US4479920A (en) * | 1981-06-29 | 1984-10-30 | Torftech Limited | Apparatus for processing matter in a turbulent mass of particulate material |
DD266034A1 (de) * | 1987-11-16 | 1989-03-22 | Wtoez Brau & Malzind | Verfahren zum dispersen, strukturbewahrenden korngroessensichernden kalzinieren von kieselgur |
EP0391321A3 (en) * | 1989-04-07 | 1991-01-16 | Asahi Glass Company Ltd. | Ceramic filter for a dust-containing gas and method for its production |
-
1990
- 1990-06-20 FR FR9007690A patent/FR2663564B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-06-06 CA CA002044040A patent/CA2044040C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-07 US US07/712,069 patent/US5179062A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-18 EP EP91401626A patent/EP0463927B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-18 IS IS3719A patent/IS1695B/is unknown
- 1991-06-18 DE DE69101671T patent/DE69101671T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-18 DK DK91401626.6T patent/DK0463927T3/da active
- 1991-06-18 ES ES91401626T patent/ES2051567T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-20 CZ CS911892A patent/CZ280842B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1991-06-20 JP JP17594291A patent/JP3241752B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-20 SK SK1892-91A patent/SK278196B6/sk not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2044040A1 (fr) | 1991-12-21 |
DE69101671T2 (de) | 1994-11-03 |
EP0463927A1 (fr) | 1992-01-02 |
JPH04227008A (ja) | 1992-08-17 |
CS189291A3 (en) | 1992-02-19 |
DE69101671D1 (de) | 1994-05-19 |
DK0463927T3 (da) | 1994-06-06 |
US5179062A (en) | 1993-01-12 |
CA2044040C (fr) | 2001-08-21 |
CZ280842B6 (cs) | 1996-04-17 |
IS1695B (is) | 1998-08-28 |
IS3719A7 (is) | 1991-12-21 |
JP3241752B2 (ja) | 2001-12-25 |
FR2663564A1 (fr) | 1991-12-27 |
EP0463927B1 (fr) | 1994-04-13 |
FR2663564B1 (fr) | 1992-10-02 |
ES2051567T3 (es) | 1994-06-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SK278196B6 (en) | Production of filtrating agents | |
DE4134000C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von gerundeten glasartigen Emailleperlen, Perlen aus glasartiger Emaille und Verwendung der Perlen | |
US4325844A (en) | Method of preparing diatomite for rapid calcination | |
DK171158B1 (da) | Fremgangsmåde til fremstilling af diatoméjord-baserede filtreringsmidler med meget lavt indhold af cristobalit ved agglomerering | |
EP0615959B1 (de) | Feuerbeständiger oder feuerfester Stein als Zinnbad-Bodenstein | |
DE1947099B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von kugelförmigen Aluminiumoxyd-Siliciumdioxyd-enthaltenden festen Teilchen | |
US3013981A (en) | Calcination of diatomaceous earth | |
US3235635A (en) | Method of preparing perlite products | |
JPH10508571A (ja) | セメントクリンカーの製造方法 | |
US5719091A (en) | Ziroconia based opacifiers | |
DE68915446T2 (de) | Gesinterte agglomerate mit hohem titangehalt. | |
SU1066967A1 (ru) | Способ изготовлени легкого заполнител | |
DE1146041B (de) | Calcinieren von Tonerdehydrat | |
EP0205443B1 (en) | Treatment of zircon | |
Snegirev et al. | Manufacturing process and properties of spherical granules in the MgO—Al 2 O 3—SiO 2 system | |
KR100230597B1 (ko) | 환원소성법을 이용하는 고령토로 부터 고백색도의 고급알루미늄 실리게이트 미분체의 제조방법 | |
EA019678B1 (ru) | Сухая смесь, предназначенная для обработки огнеупорных подложек, и способ ее применения | |
DE656731C (de) | Verfahren zur Herstellung von Basenaustauschern | |
SU450832A1 (ru) | Способ восстановлени окислов металлов | |
SU975671A1 (ru) | Способ гидрофобизации поверхности полидисперсных материалов | |
SU1310095A1 (ru) | Способ обогащени формовочных и стержневых песков литейного производства | |
DE19836869A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Vorprodukten für Gläser, Glasprodukte und glasähnliche oder Anteile an Glas oder Glasphase enthaltende Materialien | |
AT227237B (de) | Verfahren zum fortlaufenden Kalzinieren von Tonerdehydrat | |
PL230449B1 (pl) | Sposób utylizacji wysokokrzemionkowych odpadów przemysłowych w technologii wytwarzania krystobalitu | |
RU1774893C (ru) | Способ регенерации порошков огнеупорных окислов из отработанных керамических форм |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MK4A | Expiry of patent |
Expiry date: 20110620 |