DE1115172B - Process for the production of aqueous slurries of ground, inorganic, hydrophilic solids, which react alkaline in water and aqueous media - Google Patents
Process for the production of aqueous slurries of ground, inorganic, hydrophilic solids, which react alkaline in water and aqueous mediaInfo
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- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
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Description
Verfahren zur Herstellung wäßriger Schlämme zermahlener, anorganischer, hydrophiler Feststoffe, die in Wasser und wäßrigen Medien alkalisch reagieren Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wäßriger Schlämme zermahlener, anorganischer, hydrophiler Feststoffe, die in Wasser und wäßrigen Medien alkalisch reagieren, insbesondere kalkhaltiger und/oder kieselsäurehaltiger Feststoffe, namentlich wäßriger Schlämme von Zementrohmaterialien, deren Wassergehalt herabgesetzt und deren Feststoffgehalt heraufgesetzt ist, ohne daß sich die Viskosität des Schlammes entsprechend erhöht, sowie zur Herabsetzung vorhandener nachteiliger hoher Viskositäten.Process for the production of aqueous sludge of ground, inorganic, hydrophilic solids which react alkaline in water and aqueous media The present invention relates to a process for the production of aqueous sludge of ground, inorganic, hydrophilic solids which are alkaline in water and aqueous media react, in particular calcareous and / or silicic acid-containing solids, namely aqueous slurry of cement raw materials, the water content of which is reduced and whose solids content is increased without affecting the viscosity of the sludge increased accordingly, as well as to reduce existing disadvantageous high viscosities.
Außer bei der Herstellung von Zement findet diese Erfindung auch bei der Behandlung verschiedener Tonschlämme Anwendung, z. B. in der keramischen Industrie, oder bei Behandlung z. B. des sogenannten Rot- und Braunschlammes, der bei der Herstellung von Tonerde aus Bauxit anfällt und verarbeitet wird, sowie beim Umpumpen von Bodenschlamm von einem Ort zum anderen. Weitere industrielle Anwendungsmöglichkeiten dieser Erfindung ergeben sich für den Fachmann von selbst.In addition to the manufacture of cement, this invention also applies to the treatment of various clay sludge application, e.g. B. in the ceramic industry, or when treating z. B. the so-called red and brown sludge, which is used in the production of alumina from bauxite is obtained and processed, as well as when pumping bottom sludge from one place to another. Other industrial uses of this invention arise for the expert by themselves.
Die in den wäßrigen Schlämmen anwesenden festen Stoffe, die erfindungsgemäß behandelt werden können, sind alle durch hydrophile Eigenschaften ausgezeichnet. Diese Stoffe besitzen, wie schon aus dem Wort »hydrophil« hervorgeht, eine entschieden größere Neigung, Wasser anzuziehen als alle anderen Stoffe, die eine dünne Wasserschicht auf ihre Oberfläche zu adsorbieren vermögen. Die auf der Oberfläche der in den erfindungsgemäß verwendbaren Schlämmen anwesenden Stoffe adsorbierte Wassermenge verändert. sich offenbar direkt proportional zur gesamten Oberflächengröße dieser festen Teilchen, die ihrerseits in direkter Beziehung zur Größe der in diesen Schlämmen anwesenden Teilchen steht. Je feiner zerteilt diese festen Teilchen sind, um so leichter sind sie in Suspension zu halten und um so größer ist die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens. Besonders gute Ergebnisse wurden mit Schlämmen erhalten, bei denen mindestens 800% der festen Teilchen ein Sieb mit 6400 Maschen je Quadratzentimeter passieren.The solid substances present in the aqueous sludge, which according to the invention can be treated are all distinguished by hydrophilic properties. As can already be seen from the word "hydrophilic", these substances have one decidedly one greater tendency to attract water than any other substance that has a thin layer of water able to adsorb on their surface. The on the surface of the in the invention Usable sludge substances present changed the amount of water adsorbed. themselves apparently directly proportional to the total surface area of these solid particles, which in turn are directly related to the size of those present in these sludges Particle stands. The finer these solid particles are, the lighter they are to keep them in suspension and the greater the effectiveness of the invention Procedure. Particularly good results have been obtained with sludges in which at least 800% of the solid particles pass through a sieve with 6400 meshes per square centimeter.
Schlämme, die außergewöhnlich große Mengen feiner Teilchen enthalten, neigen dazu, viskos zu werden, und zwar aus Gründen, die wahrscheinlich mit der auf der Oberfläche der feinzerteilten Stoffe adsorbierbaren Feuchtigkeitsmenge zusammenhängen. Viele dieser Schlämme können tatsächlich wegen ihrer hohen Viskosität mit den üblichen Pumpvorrichtungen nicht umgepumpt werden.Sludges containing exceptionally large amounts of fine particles, tend to become viscous, for reasons likely with the on the surface of the finely divided substances are related to the amount of moisture that can be adsorbed. Many of these slurries can actually be compared with the usual ones because of their high viscosity Pumping devices are not pumped over.
Die gegenseitige Beziehung zwischen Feststoffgehalt, Viskosität, und in etwas geringerem Maße auch der Teilchengröße innerhalb der wäßrigen Schlämme hängt in bestimmter Weise mit der besonderen Beschaffenheit der Teilchen innerhalb dieser Schlämme zusammen. Gewisse Materialien, die erfindungsgemäß behandelt werden können, wie Betonit und andere Tonarten, die im Wasser beträchtlich aufquellen oder sich ausdehnen, sind leichter fähig, viskose Lösungen mit niedrigem Feststoffgehalt zu bilden als andere feste Stoffe, z. B. feingemahlener Kalkstein oder verschiedene sogenannte hochwertig;. Schiefertonsorten. Eine große Anzahl anderer Stoffe, deren Eigenschaften zwischen denen der vollständig quellenden und denen der nichtquellenden Materialgruppen liegen, kann erfindungsgemäß verwendet werden. Zu diesen anderen Stoffen gehören Kaolin, Mergel, Bauxit, handelsüblicher Töpferton und Porzellanerde, Bohrschlamm, wie er in der ölindustrie verwendet wird, sowie andere verwandte Stoffe. Besonders vorteilhaft sind kalkhaltige, kieselsäurehaltige sowie kalk- und kieselsäurehaltige Schlämme in dieser Erfindung zu verwenden.The mutual relationship between solids content, viscosity, and to a somewhat lesser extent also the particle size within the aqueous sludge depends in a certain way with the particular nature of the particles within this sludge together. Certain materials that are treated in accordance with the invention like bentonite and other types of clay that swell or swell considerably in water expand, are more easily capable of producing viscous, low solids solutions to form than other solid substances, e.g. B. finely ground limestone or various so-called high quality; Types of slate. A large number of other substances whose Properties between those of the fully swelling and those of the non-swelling Material groups can be used according to the invention. To these others Materials include kaolin, marl, bauxite, commercial pottery clay and china clay, Drilling mud, as used in the oil industry, and other related substances. Lime-containing, silica-containing, lime-containing and silica-containing ones are particularly advantageous To use slurries in this invention.
Zur Lösung der Aufgabe der Herabsetzung der Viskosität ohne gleichzeitige Steigerung des Wassergehaltes bzw. der Heraufsetzung des Feststoffgehaltes ohne gleichzeitige Steigerung der Viskosität hat man früher schon verschiedene Lösungen vorgeschlagen, welche im allgemeinen darin bestehen, daß man dem Schlamm mehr oder weniger schwer zugängliche Zusätze, wie z. B. Netz- oder Feuchtmittel bzw. Hilfskolloide verschiedener Art, einverleibt. .To solve the problem of reducing the viscosity without simultaneous Increase in the water content or the increase in the solids content without a simultaneous increase in viscosity, different solutions have been used in the past suggested which generally consist in the fact that the Sludge additives that are more or less difficult to access, such as. B. wetting or dampening solution or auxiliary colloids of various kinds, incorporated. .
Es hat sich nun aber überraschenderweise gezeigt, daß der erwünschte Effekt in besonders einfacher und wenig kostspieliger und doch sehr wirkungsvoller Weise erzielt werden kann, wenn man dem Schlamm Kohlendioxyd einverleibt.It has now been shown, surprisingly, that the desired Effect in a particularly simple and less expensive and yet very effective This can be achieved by adding carbon dioxide to the sludge.
Erfindungsgemäß ist es möglich, die Alkalität mittels Kohlendioxydgas zu neutralisieren und so den pH-Wert des Schlammes auf etwa 6 bis etwa 7 herabzusetzen, wodurch erfindungsgemäß ein Viskositätsminimum erzielt wird. Wenn der pH-Wert des Schlammes auf diesen Bereich eingestellt ist, kann eine maximale Menge fester Stoffe in einer solchen wäßrigen Suspension vorhanden sein. Es ist aber möglich, verschiedene alkalisch reagierende Schlämme von hydrophilen, anorganischen Stoffen zu behandeln, daß sie pH-Werte besitzen, die außerhalb des angegebenen Bereiches liegen und die dabei dennoch gewisse erfindungsgemäße Vorteile aufweisen.According to the invention it is possible to reduce the alkalinity by means of carbon dioxide gas to neutralize and thus lower the pH of the sludge to about 6 to about 7, whereby a viscosity minimum is achieved according to the invention. If the pH of the Sludge is set on this area, can contain a maximum amount of solids be present in such an aqueous suspension. But it is possible to do different to treat alkaline-reacting sludges of hydrophilic, inorganic substances, that they have pH values which are outside the specified range and which nevertheless have certain advantages according to the invention.
Im allgemeinen ist es jedoch nicht vorteilhaft, wenn der endgültige p11-Wert des erfindungsgemäß behandelten Schlammes unter etwa 6 liegt, da, sobald der pH Wert auf einen unter diesem Wert liegenden Wert sucht, die Menge des im Wasser chemisch gebundenen Kohlendioxyds sich beträchtlich verringert, d. h. jede Menge Kohlendioxyd, die einem Schlamm zugegeben wird, um dessen pH-Wert unter etwa 6 herabzusetzen, neigt dazu, aus diesem Schlamm wieder zu entweichen. Allgemein kann festgestellt werden, je niedriger der pH-Wert eines erfindungsgemäß hergestellten Schlammes ist, desto vorteilhafter sind dessen Eigenschaften in bezug auf Viskosität und zulässigen Feststoffgehalt, falls die Grenze, wo Kohlendioxyd aus einem solchen Schlamm entweicht, nicht unterschritten wird.In general, however, it is not advantageous if the final p11 value of the sludge treated according to the invention is below about 6, since as soon as the pH value is looking for a value below this value, the amount of in the water chemically bound carbon dioxide is considerably reduced, d. H. a lot Carbon dioxide added to a sludge to lower its pH below about 6, tends to escape from this mud again. Generally it can be stated the lower the pH value of a sludge produced according to the invention, the more advantageous are its properties in terms of viscosity and permissible Solid content, if the limit where carbon dioxide escapes from such a sludge, is not fallen below.
Die Wirkung des pH-Wertes eines Schlammes läßt sich deutlich zeigen,
wenn man ein Gemisch von 10 Gewichtsteilen eines gewöhnlichen Kalksteines und 30
Gewichtsteilen eines geringwertigen Schiefertons zerkleinert, bis 80'% der Teilchen
dieses Gemisches ein Sieb mit 6400 Maschen je Quadratzentimeter passieren. Nachstehende
Tabelle I zeigt in einer kurzen Übersicht die Eigenschaften von Schlämmen, die 46
Gewichtsprozent dieses gemahlenen Gesteinsgemisches enthalten, und zwar vor und
nach 20minutigem Einleiten von C02.
Viele der in den obigen Beispielen verwendeten Schlämme wurden verschieden lange mittels Luft durchgerührt, um ein Absetzen der Stoffe zu verhindern. Eine wesentliche Veränderung des pH-Wertes oder der Viskosität der Suspension trat bei diesem Durchrühren nicht ein, was erkennen läßt, daß das Kohlendioxyd in diesen Schlämmen chemisch gebunden war und nicht durch Luft ersetzt werden konnte.Many of the slurries used in the above examples became different stirred for a long time with air to prevent the substances from settling. One there was a significant change in the pH value or the viscosity of the suspension Do not stir this, which indicates that the carbon dioxide is in these Sludge was chemically bound and could not be replaced by air.
Bei Durchführung der Erfindung in technischem Maßstab wurde ein gewöhnliches
Zementgemisch, wie oben in Verbindung mit Tabelle III angegeben, in einer 2,13 -
12,20 m großen Naßkammerkugelmühle eine bestimmte Zeit lang in Gegenwart von Luft
zu einer mittleren Feinheit (wie in nachstehender Tabelle gezeigt) unter Bildung
eines Schlammes naß vermahlen. Anschließend wurde eine weitere Charge der gleichen
Zusammensetzung mit dem gleichen Mischverhältnis in der gleichen Mühle innerhalb
eines weiteren Zeitraumes in Gegenwart eines 8 % Kohlendioxyd
enthaltenden
Rauchgases ebenfalls unter Bildung eines Schlammes vermahlen. Aus nachstehender
Tabelle IV ist zu ersehen, daß der Feuchtigkeitsgehalt der so erhaltenen Schlämme
erfindungsgemäß um etwa 2,9% verringert werden konnte.
Die Ringe sind numeriert und haben etwa 10 mm Abstand voneinander. Eine Ablesung von z. B. 5,5 gibt an, daß das Material sich vom Halter aus 5 mm über Ring Nr. 5 hinaus ausgebreitet hat. Da es schwierig ist, den Halter genau senkrecht aufzuheben, ist der Tisch selbst in Quadranten aufgeteilt, und es wird in jedem dieser Quadranten abgelesen, worauf der durchschnittliche Wert dieser Ablesungen das endgültige Maß der Fließfähigkeit ergibt.The rings are numbered and about 10 mm apart. A reading of e.g. B. 5.5 indicates that the material extends 5 mm from the holder Ring # 5 has spread out beyond. Because it is difficult to get the holder exactly perpendicular To cancel, the table itself is divided into quadrants, and it will be in each read this quadrant, whereupon the average value of these readings gives the final measure of fluidity.
Aus vorstehendem ist zu ersehen, daß die Erfindung unter Verwendung von verhältnismäßig unreinem Kohlendioxyd verschiedener Herkunft, einschließlich Rauchgas, durchgeführt werden kann. Ob in einem besonderen Falle reines Kohlendioxyd verwendet werden soll oder nicht, hängt sowohl von wirtschaftlichen Überlegungen ab als auch von der Möglichkeit einer unerwünschten Verunreinigung infolge Anwesenheit eines nachteiligen Gases im Kohlendioxyd.From the above it can be seen that the invention using of relatively impure carbon dioxide of various origins, including Flue gas, can be carried out. Whether in a special case pure carbon dioxide Whether or not to be used depends on both economic considerations as well as the possibility of undesirable contamination due to presence of an adverse gas in carbon dioxide.
Erfindungsgemäß können die vorteilhaften Ergebnisse durch eine Anzahl von verschiedenen Mischverfahren erhalten werden. Ein solches Verfahren besteht, wie im obigen Beispiel beschrieben, im Mahlen der Stoffe in Gegenwart von Wasser und Kohlendioxyd zwecks Herstellung eines Schlammes. Ein anderes Verfahren, das in vielen Fällen außerordentlich vorteilhaft ist, besteht darin, daß man Kohlendioxyd oder ein Kohlendioxyd enthaltendes Gas zum Rühren des Schlammes verwendet, indem man dieses Gas aus einem geeigneten Verteiler aufwärts durch den Schlamm strömen läßt.According to the invention, the advantageous results can be achieved by a number can be obtained from various mixing processes. Such a procedure consists of as described in the example above, in the grinding of the substances in the presence of water and carbon dioxide for the purpose of making a sludge. Another procedure that In many cases it is extremely advantageous to use carbon dioxide or a gas containing carbon dioxide is used to stir the slurry by flow this gas up through the mud from a suitable manifold leaves.
Ferner sind vorteilhafte Ergebnisse erfindungsgemäß dadurch zu erzielen,
daß man Wasser mit Kohlendioxyd sättigt und das so gesättigte Wasser anschließend
zur Herstellung eines Schlammes verwendet. Als Beispiel hierfür dient nachstehende
Tabelle V. Diese zeigt den Feuchtigkeitsgehalt sowie den pH-Wert zweier verschiedener
Schlämme, der gleichen Viskosität, die durch Mahlen von Zementstoffen (deren Zusammensetzung
im Anschluß an Tabelle 1I angegeben ist) in Gegenwart von Leitungswasser (zum Unterschied
von destilliertem Wasser) und in Gegenwart des gleichen, aber mit Kohlendioxyd gesättigten
Wassers hergestellt wurden.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US1115172XA | 1954-09-27 | 1954-09-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1115172B true DE1115172B (en) | 1961-10-12 |
Family
ID=22338979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEM27395A Pending DE1115172B (en) | 1954-09-27 | 1955-06-14 | Process for the production of aqueous slurries of ground, inorganic, hydrophilic solids, which react alkaline in water and aqueous media |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1115172B (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE714905C (en) * | 1939-12-20 | 1941-12-10 | Ig Farbenindustrie Ag | Process for reducing the moisture content of raw cement sludge with unchanged viscosity |
DE728339C (en) * | 1941-07-10 | 1942-11-25 | Ig Farbenindustrie Ag | Process for reducing the water content of raw cement sludge |
-
1955
- 1955-06-14 DE DEM27395A patent/DE1115172B/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE714905C (en) * | 1939-12-20 | 1941-12-10 | Ig Farbenindustrie Ag | Process for reducing the moisture content of raw cement sludge with unchanged viscosity |
DE728339C (en) * | 1941-07-10 | 1942-11-25 | Ig Farbenindustrie Ag | Process for reducing the water content of raw cement sludge |
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