DE1244641B

DE1244641B - Process for the production of perlite filter material

Info

Publication number: DE1244641B
Application number: DEJ21880A
Authority: DE
Inventors: Carl Rene Vander Linden; Raymond George Riede
Original assignee: Johns Manville
Current assignee: Johns Manville
Priority date: 1961-06-02
Filing date: 1962-06-01
Publication date: 1967-07-13

Description

Verfahren zur Herstellung von Perlit-Filtermaterial Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Perlit-Filtermaterial, bei dem rohe Perlit-Erzteilchen durch Erhitzen gebläht werden.Method of making perlite filter material The invention relates to a process for the production of perlite filter material in which raw perlite ore particles be puffed up by heating.

EriFindungsgemäß gelingt es ein Perlit-Filterhilfsmittel zu gewinnen, das eine sehr viel höhere Durchströmungsgeschwindigkeit besitzt als die bisherigen Perlit-Produkte, die durch die üblichen Verfahren hergestellt wurden. Erfindungsgemäß gelingt es Perlit-Filterhilfsmittel herzustellen, die die großen Durchströmungsgeschwindigkeiten anderer handelsüblicher Filterhilfsmittel, wie Kieselgur, besitzen. According to the invention, it is possible to obtain a perlite filter aid, which has a much higher flow velocity than the previous ones Perlite products made by the usual methods. According to the invention succeeds in producing perlite filter aids that allow the high flow rates other commercially available filter aids, such as kieselguhr.

Im handelsüblichen Gebrauch bezieht sich der Ausdruck »Perlit« auf jedes natürlich auftretende Glas vulkanischen Ursprungs, das beim Erhitzen gebläht wird und ein leichtes zellenförmiges Teilchen ergibt. Der Ausdruck wird auch für das geblähte Produkt angewendet. Im engen geologischen Sinn ist der Ausdruck beschränkt auf eine einzelne Abart vulkanischen Glases, bei dem die während des Kühllens auftretende Spannung eine konzentrische oder zwiebelförmige Bruchfraktur ergibt, die mit dem bloßen Auge sichtbar ist oder unter dem Mikroskop heobachtet werden kann. Die vulkanischen Glasarten, die beim Erhitzen zu einem technisch brauchbaren Produkt gebläht werden, haben im allgemeinen eine chemische Zusammensetzung, die derjenigen des Rhyolits entsprechen, wenn sie auf einer wasserfreienBasis verglichenwerden, obgleich einige Dazite sind. In commercial usage, the term "perlite" refers to any naturally occurring glass of volcanic origin that swells when heated and gives a light cellular particle. The expression is also used for applied the puffed product. In the narrow geological sense, the term is restricted to a single variety of volcanic glass, which occurs during cooling Tension results in a concentric or onion-shaped fracture fracture that coincides with the visible to the naked eye or observed under a microscope. The volcanic Types of glass that are expanded into a technically usable product when heated, generally have a chemical composition similar to that of rhyolite when compared on an anhydrous basis, although some There are.

Perlitgestein ist normalerweise brüchig, mürbe und lohfarben bis grau, jedoch ergeben sich starke Abweichungen von dem klassischen Aussehen, sowohl im Gefüge wie in der Farbe. Es wird überall in der Welt gefunden, obgleich es auf Bereiche mit saurem vulkanischen Erscheinungsbild beschränkt ist. Perlite rock is usually brittle, crumbly and tan colored to gray, however, there are strong deviations from the classic appearance, both in structure as in color. It is found all over the world, albeit on Areas with acidic volcanic appearance is restricted.

Technisch verwertbares Perlit hat im allgemeinen einen Siliciumdioxydanteil von mehr als 70 °/o und einen Anteil an gebundenem Wasser von etwa 2 bis 5 °lo. Saure vulkanische Gläser, die weniger gebundenes Wasser als Perlit enthalten, werden als Obsidiane und diejenigen, die mehr gebundenes Wasser enthalten, als Pechstein klassifiziert. Zusätzlich zu Siliciumdioxyd und Wasser enthält Perlit Aluminiumdioxyd, Natrium-und Kaliumcarbonat sowie geringe Mengen anderer Bestandteile. Technically usable perlite generally has a silicon dioxide content of more than 70% and a proportion of bound water of about 2 to 5 ° lo. Acid volcanic glasses that contain less bound water than perlite will be as obsidians and those that contain more bound water than pitch stone classified. In addition to silicon dioxide and water, perlite contains aluminum dioxide, Sodium and potassium carbonate and small amounts of other ingredients.

Wenn Perlitteilchen in eine Flamme eingeführt und unter einer geregelten Temperatur in der Größenordnung von 870° C gebläht werden, führt die Erweichung des Glases gleichzeitig mit der Verdampfung und Freigabe des gebundenen Wassers dazu, daß das Teilchen auseinanderspringt, gebläht wird oder sich zu einem Stoff aufweitet, der ein Mehrfaches des ursprünglichen Volumes besitzt. When pearlite particles are introduced into a flame and under a regulated one Temperature of the order of 870 ° C will cause the softening of the glass simultaneously with the evaporation and release of the bound water to the fact that the particle cracks apart, is puffed or becomes a substance expands, which has a multiple of the original volume.

Jedoch unterscheiden sich Perlitmineralien in Abhängigkeit von ihrem Ursprung erheblich in der Zeit und der Temperatur, die zum Blähen notwendig sind, wobei die geregelte Temperatur im allgemeinen zwischen 760 und 1090° C schwankt. Hier wird natürlich angenommen, dal3 die tatsächliche Flammentemperatur sehr viel höher liegt, aber normaleweise nicht gemessen wird.However, pearlite minerals differ depending on theirs Originated significantly in the time and temperature necessary for puffing, the controlled temperature generally fluctuating between 760 and 1090 ° C. It is of course assumed here that the actual flame temperature is very high higher, but normally not measured.

Bei einem derartigen Temperaturbereich muß sorgfältig gearbeitet werden, um das Blähen zu erreichen. Wenn beispielsweise die Teilchen zu langsam erhitzt werden, wird das gebundene Wasser durch die Poren der Teilchen ausgetrieben, und die Teilchen calcinieren ohne merkliches Aufblä'llen. Care must be taken in such a temperature range to achieve the bloating. For example, if the particles are too slow are heated, the bound water is expelled through the pores of the particles, and the particles calcine without noticeable puffing.

Diese calcinierten Teilchen sind im wesentlichen poröse Teilchen von praktisch der gleichen Größe und Dichte der ursprünglichen Teilchen. Wemi auf der anderen Seite das Erhitzen zu schnell durchgeführt wird, neigen die Teilchen beim Aufblähen zum Explodieren, so daß sich zahlreiche Schuppen ergeben. Es versteht sich somit, daß der Aufblähgrad ferner im gewissen Maße von dem gebundenen Wasser und der Teilchengröße sowie von anderen Faktoren abhängt.These calcined particles are essentially porous particles of practically the same size and density as the original particles. Wemi on the On the other hand, if the heating is done too quickly, the particles tend to when Bloating to explode, giving rise to numerous scales. It understands This means that the degree of swelling also depends to a certain extent on the bound water and the particle size as well as other factors.

Richtig geblähte Teilchen sind zellenförmig insofern, als sie kleine sphärische oder unregelmäßige Massen kleinster Glaskiigelchen darstellen. Da es sich um Glas handelt, ist Perlit gegenüber Wasser unempfindlich, und da es zellenförmig ist, besitzt es ausgezeichnete Wärmeisolationseigenscl : aften. Da außerdem seine Dichte gering ist, kann es in großen Volumina angewandt werden, wo Gewicht ein wesentlicher zu berücksichtigender Faktor ist. Correctly distended particles are cellular in that they are small represent spherical or irregular masses of the smallest glass spheres. Because it If it is glass, perlite is insensitive to water, and because it is cellular is owns it excellent thermal insulation properties. In addition, since its density is low, it can be applied in large volumes, where weight is a major factor to consider.

Im alleemeinen wiegen die geblähten leichten Teilchen etwa 32 bis 160 kg/ms im Gegensatz zu einer Dichte von 960 bis 1280 kg/m3 im nicht geblähten Zustand. Material in dem Bereich von 80 bis 160 kg/m3 hat seinen technischen Wert als Wärmeisolation, akustische Isolation, Mörtel-und Betonzuschlag sowie bei anderen Anwendungsgebieten. Overall, the puffed light particles weigh about 32 to 160 kg / ms in contrast to a density of 960 to 1280 kg / m3 in the non-inflated State. Material in the range of 80 to 160 kg / m3 has its technical merit as thermal insulation, acoustic insulation, mortar and concrete aggregate as well as others Areas of application.

Die leichteren Teilchen in dem Dichtebereich von etwa 32 bis 80 kg/m3 fanden ihre Nutzanwendung bei der Tieftemperaturisolation und insbesondere für die Herstellung von Filterhilfsmitteln.The lighter particles in the density range from about 32 to 80 kg / m3 found their useful application in low-temperature insulation and especially for the Manufacture of filter aids.

Perlit-Filterhilfsmittel, die zur Zeit hergestellt werden, haben gewisse Nachteile und sind insbesondere durch ihre Unfähigkeit gekennzeichnet, als Filterhilfsmittel mit hoher Durchströmungsgeschwindigkeit zu arbeiten. Perlite filter aids currently being manufactured certain disadvantages and are characterized in particular by their inability to act as Filter aid to work with a high flow rate.

Das erfindungsgemäl3e Verfahren zur Herstellung von Perlit-Filtermaterial ist nun dadurch gekennzeichnet, daß die Erzteilchen überwiegend in der Größenordnung zwischen einem 100-und einem 1600-Maschen-Sieb vorliegen und an der unteren Grenze der Schmelztemperatur auf eine Dichte von 32 bis 80 kg/m3 gebläht werden, während sie in an sich bekannter Weise einer Wälz-und Rollaktion unterworfen, beispielsweise auf einer etwa horizontalen Bahn entlanggeführt werden. The method according to the invention for the production of perlite filter material is now characterized in that the ore particles are predominantly in the order of magnitude between a 100-mesh and a 1600-mesh sieve and at the lower limit while the melting temperature is expanded to a density of 32 to 80 kg / m3 they are subjected to a rolling and rolling action in a manner known per se, for example be guided along an approximately horizontal path.

Um die Durchströmungsgeschwindigkeitseigenschaften der Teilchen zu erhöhen, ist ein Test durchgeführt worden, bei dem die relative Filtrationsgeschwindigkeit der einzelnen Filterhilfsmittel bestimmt werden kann. Die Werte werden auf der Grundlage der durchschnittlichen Filtrationsgeschwindigkeit in ml/s eines t/2°/0igen Feststoffschlamms durch einen Filter mit einem Durchmesser von 5 cm und einem 10 000-Maschen-Sieb bei 200 mm Hg Druckunterschied erhalten. Dieser Wert wurde als Alphageschwindigkeit bezeichnet. To increase the flow rate properties of the particles increase, a test has been carried out in which the relative filtration rate of the individual filter aids can be determined. The values are based on the average filtration rate in ml / s of a t / 2% solid sludge through a 5 cm diameter filter and a 10,000 mesh sieve obtained at 200 mm Hg pressure difference. This value was called Alpha Speed designated.

Die Alphageschwindigkeit stellt eine Vergleichsgröße für Filterhilfsmittel unter Anwenden des oben angegebenen Prüfverfahrens dar. Gewöhnlich wird bei der Angabe des Wertes auf die Zeiteinheit in Sekunden verzichtet, jedoch versteht es sich, daß die betreffende Ablesung unter Zugrundelegen von Sekunden als Zeiteinheit zu verstehen ist. Bisher lagen die maximalen Alphageschwindigkeiten bei 50, wenn man Perlit-Filterhilfsmittel verwendete, während etwa viermal größere Alphageschwindigkeiten mit handelsüblichen Kieselgur-Filterhilfsmitteln erzielt wurden. Beispielsweise hat ein diatomeenartiges Kieselgur-Filterhilfsmittel, das als Filterhilfsmittel C gekennzeichnet und in den Vereinigten Staaten von Amerika im Handel erhältlich ist, eine Alphageschwindigkeit von etwa 200. Diese Werte für jeden einzelnen Filter stellen nicht eine für sich wichtige Eigenschaft dar, haben aber einen beträchtlichen Wert, wenn man sie mit den relativen I) urchflußgeschwindigkeiten der verschiedenen Produkte vergleicht.The alpha speed is a benchmark for filter aids using the test procedure outlined above The value does not include the unit of time in seconds, but it is understood that the reading in question is based on seconds as a unit of time is to be understood. So far, the maximum alpha speeds were 50, if perlite filter aids were used, while alpha speeds were about four times greater were achieved with commercially available diatomaceous earth filter aids. For example has a diatomaceous kieselguhr filter aid that acts as a filter aid Marked C and is commercially available in the United States of America is, an alpha speed of about 200. These values for each individual filter are not an important property in themselves, but they have a considerable one Value if one compares them with the relative flow rates of the various Compares products.

Es wurde auch ein Testverfahren entwickelt für die Bestimmung des Schwebstoffanteils. Man kann feststellen, daß wenn die Durchströmgeschwindigkeit anwächst, der Schwebstoffanteil im allgemeinen so zunimmt, daß ein Schwebstoffanteil von 100/o für eine Alphageschwindigkeit von etwa 170 nicht schlecht ist. Es ist jedoch höchst erwünscht, den Schwebstoffanteil so niedrig wie möglich zu halten. A test procedure has also been developed for determining the Suspended matter. You can see that if the flow rate increases, the proportion of suspended matter generally increases so that a proportion of suspended matter of 100 / o for an alpha speed of about 170 does not bad is. However, it is it is highly desirable to keep the suspended matter content as low as possible.

Dieses Verfahren wird wie folgt beschrieben : Es werden 4 g einer Probe abgewogen und in zwei gleiche Teile getrennt sowie in 50-ml-Prüfröhrchen dann wird das erste Prüfrohr mit entionisiertem Wasser bis etwa 1, 2 cm unterhalb des oberen Randes gefüllt und unter Verwendung eines Rührstabes, der dicht in das Glasrohr passen kann, umgerührt. Die Schwebstoffe, die an dem Glasstab bleiben, können leicht durch ein Verschieben des Glasrohres nach unten über den Stab entfernt werden. Die Probe wird dann 3 Minuten lang in eine Zentrifuge von 1800 U/min gebracht. Die Schwebstoffe werden anschließend von den Prüfröhrchen entfernt, indem sie direkt auf ein Filter gesaugt werden. Die Vorrichtung hierfür ist ganz einfach : Das große Ende eines Einloch-Gummistopfens wird auf den Rand eines 7-cm-Buchner-Trichters in einer Filterflasche gebracht. Das eine Loch des Gummistopfens sollte ein Glasrohr tragen, das mit der Gummisaugleitung verbunden ist. Der Saugeingang sollte eine konische Ausführungsform besitzen, um die Strömung zu vermindern, aber mit einer so großen Öffnung, daß größere Teilchen sie nicht verstopfen können. Die Schwebstoffe, die in dem Saugrohr verbleiben, können durch Hinzuziehen von entionisiertem Wasser gesammelt werden. Der Gummistopfen sollte eine Vorrichtung zum Unterbrechen der direkten Strömung auf das Filterpapier besitzen. Diese kann an Ort und Stelle durch ein Paar von geraden Zapfen gehalten werden. Eine Saugkraft von etwa 200mm Hg sollte genügen. Dann werden die Schwebstoffe von dem Buchnertrichter zu einem Tiegel zum Trocknen übergeführt. Die Proben werden nach dem Trocknen gewogen, um den Prozentsatz der Schwimmstoffe auf der Basis der ursprünglichen 4-g-Probe zu ermitteln.This procedure is described as follows: There are 4 g of one Sample weighed and then separated into two equal parts and placed in 50 ml test tubes the first test tube with deionized water to about 1, 2 cm below the top edge filled and using a stir bar that fits tightly into the glass tube can fit, stirred. The suspended matter that remains on the glass rod can easily can be removed by sliding the glass tube down over the rod. the The sample is then placed in a centrifuge at 1800 rpm for 3 minutes. The suspended solids are then removed from the detection tube by placing them directly on a filter be sucked. The device for doing this is very simple: the big end of a A single-hole rubber stopper is placed on the rim of a 7 cm Buchner funnel in a filter bottle brought. One hole in the rubber stopper should carry a glass tube that connects to the Rubber suction line is connected. The suction inlet should have a conical shape own to diminish the flow, but with an opening so large that larger Particles cannot clog them. The suspended solids that remain in the suction tube can be collected by adding deionized water. The rubber stopper should have a device to interrupt the direct flow on the filter paper own. This can be held in place by a pair of straight tenons will. A suction force of around 200mm Hg should be sufficient. Then the suspended matter transferred from the Buchner funnel to a crucible for drying. The samples are after drying weighed to the percentage of floating solids based on the to determine the original 4 g sample.

Bei diesem Verfahren wurde ein Schwebstoffanteil von 4 ouzo als Maximalwert betrachtet, der bei einer Alphageschwindigkeit von etwa 70 noch annehmbar ist. In this procedure, a suspended matter content of 4 ouzo was used as the maximum value considered, which is still acceptable at an alpha speed of about 70.

Wiederum mit Bezug auf die Perlit-Filtermittel mit hohen Durchströmgeschwindigkeiten sollte erwähnt werden, daß Versuche gemacht worden sind. welche die Durchströmgeschwindigkeit erfolgreich erhöht haben, indem die Intensität des Zermahlens und der anderen Verfahrensstufen nach dem Expandieren verringert wurde. Es muß aber ebenfalls bemerkt werden, daß dies nur auf Kosten eines Anwachsens des Schwebstoffanteils über die obenerwähnte annehmbare Maximalgröße möglich war. Again with reference to the perlite filter media with high flow rates it should be noted that attempts have been made. which is the flow rate have successfully increased by the intensity of the grinding and the other procedural steps decreased after expanding. But it must also be noted that this only at the expense of an increase in the proportion of suspended matter above that mentioned above acceptable maximum size was possible.

Demzufolge bliebt die Forderung nach einem Perlit-Filtermittel mit hoher Durchströmgeschwindigkeit, hergestellt aus dem obenerwähnten Ursprungsmaterial, das mit anderen Produkten, wie Kieselgur. verglichen werden kann, in der Technik offen. As a result, the demand for a perlite filter medium remained high flow rate, made from the original material mentioned above, that with other products, such as diatomaceous earth. can be compared in technology open minded.

Es ist daher ein Ziel vorliegender Erfindung, ein neues Perlit-Filtermaterial anzugeben, das einerseits durch hohe Durchströmgeschwindigkeiten und andererseits durch annehmbare maximale Schwebstoffanteile gekennzeichnet ist. It is therefore an object of the present invention to provide a new perlite filter material indicate, on the one hand by high flow rates and on the other hand is characterized by acceptable maximum levels of suspended solids.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigt F i g. 1 ein Mikroskopfoto in 200facher Vergrößerung eines Perlitmaterials, das durch vertikale Expansion erzeugt wurde, F i g. 2 ein Mikroskopfoto in 200facher Vergrößerung eines Perlitmaterials aus dem gleichen Rohstoff wie in Fig. 1, das durch horizontale Expansion erzeugt wurde, F i g. 3 ein Mikroskopfoto in 200facher Vergrößerung eines Perlit-Filtermittels, das aus dem Material nach F i g. 1 erzeugt wurde, und F i g. 4 ein Mikroskopfoto in 200facher Vergrößerung eines Perlit-Filtermittels, das von dem Material nach F i g. 2 erzeugt wurde. Further features and advantages of the invention emerge from the following description in connection with the drawings. It shows F i g. 1 is a microscope photo, magnified 200 times, of a perlite material that is exposed by vertical Expansion was generated, F i g. 2 a microscope photo in 200x Enlargement of a perlite material from the same raw material as in Fig. 1, the generated by horizontal expansion, FIG. 3 a microscope photo in 200x Enlargement of a perlite filter medium, which is made from the material according to FIG. 1 generated became, and F i g. 4 a microscope photo in 200x magnification of a perlite filter medium, that of the material according to FIG. 2 was generated.

Kurze Beschreibung der Erfindung Es wurde festgestellt, daß die Durchströmgeschwindigkeitseigenschaften der Perlit-Filtermittel wesentlich verbessert, nämlich verdoppelt oder noch mehr erhöht werden können, indem Rohmaterial richtiger Größe bei Temperaturen an oder in der Nähe des beginnenden Schmelzens bei einer Roll-oder Wälzwirkung expandiert werden, wie es in einem horizontalen, rotierenden Expansionsofen bewirkt werden kann. In einem solchen Ofen kann das Perlit bis zum Beginn des Schmelzens erhitzt werden, so daß durch das Rollen und Wälzen Agglomerate gebildet werden, wenn sich das Perlit zu dem Austrittsende des Expansionsofens bewegt. Dies führt zu der neuen und ungewöhnlichen Teilchenstruktur. Das sich ergebende Material wird anschließend gemahlen und zur Erzeugung der neuen Filtermittelprodukte klassifiziert. Ahnliche Ergebnisse konnten auch durch eine Oszillation oder eine Vibration anderer Expansionsrohre erzielt werden, die die Bildung des Agglomerats ermdglichen. Brief Description of the Invention It has been found that the flow rate characteristics the perlite filter medium has been significantly improved, namely doubled or even more Can be increased by placing raw material of correct size at temperatures at or below expands near the beginning of melting with a rolling or rolling action as it would be effected in a horizontal, rotating expansion furnace can. In such a furnace, the perlite can be heated until it begins to melt so that agglomerates are formed by rolling and rolling when moves the perlite to the exit end of the expansion furnace. This leads to the new and unusual particle structure. The resulting material is then ground and classified to create the new filter media products. Similar Results could also be obtained from an oscillation or vibration of other expansion tubes can be achieved that allow the formation of the agglomerate.

Vergleichsdaten zwischen einerseits durch vertikalte Expansionsöfen expandierte Produkte und andererseits aus dem gleichen Rohmaterial durch Anwendung der Technik vorliegender Erfindung expandierte Produkte, die in derselben Filtermittel-Behandlungsapparatur gemahlen und klassifiziert wurden, haben gezeigt, daß die Alphageschwindigkeit von etwa 40 für vertikal expandiertes Perlit auf eine neue Geschwindigkeit von 70 bis 100 verbessert werden kann. Es wurde femer festgestellt, daß durch zusätzliche Luftklassifikation Filtermittel mit Alphageschwindigkeiten von über etwa 130 erzeugt werden können. Für die Zwecke dieser Erfindung soll » Alphageschwindigkeit « die oben definierte Bedeutung haben. Comparative data between on the one hand by vertical expansion ovens expanded products and on the other hand from the same raw material by application of the art of the present invention expanded products in the same filter media treatment apparatus ground and classified have shown that the alpha velocity of about 40 for vertically expanded perlite to a new speed of 70 to 100 can be improved. It was also found that by additional air classification Filter media with alpha velocities in excess of about 130 can be generated. For the purposes of this invention, "alpha speed" is intended to be that defined above Have meaning.

Speizelle Beschreibung der Erfindung Ein vollständigeres Verständnis der Erfindung kann unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele tatsächlich ausgeführter Arbeitsgänge gemäß der Erfindung erhalten werden. In diesen Beispielen werden alle Prozentsätze im Gewicht angegeben, wenn es nicht anders vermerkt ist. Der im Beispiel 1 verwendete horizontale Ofen hat getrennte Rohre, eines für die Vorheizung und das andere für das Expandieren des Rohmaterials. Special Description of the Invention A More Complete Understanding the invention can actually be carried out with reference to the following examples Operations according to the invention can be obtained. In these examples all Percentages by weight are given unless otherwise noted. The one in the example 1 horizontal oven used has separate pipes, one for preheating and the other for expanding the raw material.

Beispiel 1 Es wurde Perliterz in einer Körnung zwischen einem 100-und einem 1600-Maschen-Sieb benutzt. Example 1 Perlite ore was used in a grain size between 100 and a 1600-mesh sieve was used.

Die Zuführungsgeschwindigkeit des Erzes zum Ofen betrug 860 kg/h. Die Vorheiztemperatur betrug 362°C und die Expansionstemperatur 873°C. Ein expandiertes Material mit einer losen Dichte von 60 kg/m3 wurde sichergestellt. Dieses Material wurde direkt zu einer Filtermittelanlage mit Mahl-und Klassifizierungseinrichtung geleitet. Das Filtermittel aus dem Mahl-und Klassifizierungsarbeitsgang betrug 85, 71/o des gesamten gewonnenen Materials.The ore feed rate to the furnace was 860 kg / h. The preheating temperature was 362 ° C and the expansion temperature was 873 ° C. An expanded Material with a loose density of 60 kg / m3 was secured. This material was directly to a filter media system with grinding and Classification facility directed. The filter medium from the grinding and classification operation was 85, 71 / o of all material recovered.

Der Rest bestand aus 8, 6°/o einer Feinanteilfraktion und 5, 7 °/o einer groben Abfallfraktion. Die Filtermittelfraktion hatte die folgenden Eigenschaften : Alphageschwindigkeit................. 93 Kuchendichte, kg/m3.................. 200 Zuckerfiltrationsprobe im Vergleich zu einer diatomeenartigen Kieselgur Filtrationsgeschwindigkeit, °/0 86 Abscheidungskapazität, °/o 74 Schwebstoffe, °/o............ 2, 3 Durch eine weitere Luftklassifizierung wurde das Filtermittelprodukt in zwei Fraktionen getrennt, eine gröber als die andere. Die gröbere Fraktion enthielt 35°/o und die feinere Fraktion 65°/o der Ausbeute. Diese Fraktion wurde wie folgt untersucht : Grobe Feine Fraktion Fraktion Alphageschwindigkeit. 129 79 Kuchendichte, kg/ms. 208 200 Zuckerfiltrationsprobe im Ver- gleich zu diatomeenartiger Kie- selgur Filkationsgeschwindigkeit, °/o 114 79 Abscheidungskapazität,"/o.. 97 88 Schwebstoffe, °/o.. 3 2 Beispiel 2 Um eine Vergleichsbasis zu schaffen, wurden die die folgenden Daten von den üblichen Verfahren zur Herstellung von Filtermittel durch Verwendung eines vertikalen Expansionsofens gewonnen. Das gleiche Erz, wie im Beispiel 1 angewandt, mit der Körnung zwischen einem 100-und einem 1600-Maschen-Sieb wurde benutzt. Der Ofen hat eine geringere Kapazität als der horizontale Ofen, und demzufolge war die Zuführungsgeschwindigkeit des Erzes auf etwa . 680 kg/h reduziert. Die Expansionstemperatur betrug 870° C. Die lose Dichte des expandierten Materials lag bei 48 bis 56 kgAm3. Das Material bestand nach der Behandlung aus etwa 88 °/o Filtermittel, 8°/o Feinanteile und 40/o grobem Abfall. Typische Eigenschaften dieser Filtermittel waren die folgenden : Alphageschwindigkeit..... 40 Kuchendichte, kg/ms................ 208 Zuckerfiltrationsprobe im Vergleich zu einer diatomeenartigen Kieselgur Filtrationsgeschwindigkeit, °/0. 90 Abscheidungskapazität,"/o......... 85 Zuckerfiltrationsprobe im Vergleich zu einer diatomeenartigen Kieselgur, °/o. 53 Schwebstoffe, o/o..... 3 Es ist ferner zu bemerken, daß, obgleich die Vorerhitzung im Beispiel 1 benutzt wurde und dies die bevorzugte Verfahrensweise darstellt, ähnliche Ergebnisse auch ohne Vorerhitzung erhalten werden können. Das letztgenannte Verfahren ist jedoch nicht zu bevorzugen, weil wegen der plötzlichen Expansion im größeren Maße Teilchenzerstörungen auftreten und übermäßig Staub und Verluste hervorrufen.The remainder consisted of 8.6% of a fine fraction and 5.7% of a coarse waste fraction. The filter media fraction had the following properties: Alpha speed ................. 93 cake density, kg / m3 .................. 200 Sugar filtration sample compared to a diatomaceous kieselguhr filtration rate, ° / 0 86 separation capacity, ° / o 74 suspended matter, ° / o ............ 2, 3 The filter media product was separated into two fractions by a further air classification , one coarser than the other. The coarser fraction contained 35% and the finer fraction 65% of the yield. This fraction was examined as follows: Coarse fine Parliamentary group parliamentary group Alpha speed. 129 79 Cake density, kg / ms. 208 200 Sugar filtration sample in the equal to diatom-like kebab selgur Filtration rate, ° / o 114 79 Separation capacity, "/ o .. 97 88 Suspended solids, ° / o .. 3 2 Example 2 In order to provide a basis for comparison, the following data was obtained from conventional methods of making filter media using a vertical expansion oven. The same ore as used in Example 1, with a grain size between a 100 and a 1600 mesh sieve, was used. The furnace has a smaller capacity than the horizontal furnace, and consequently the ore feed rate was about. 680 kg / h reduced. The expansion temperature was 870 ° C. The loose density of the expanded material was 48 to 56 kgAm3. After treatment, the material consisted of about 88% filter media, 8% fines and 40% coarse waste. Typical properties of these filter media were as follows: Alpha speed ..... 40 cake density, kg / ms ................ 208 sugar filtration sample compared to a diatomaceous kieselguhr filtration rate, ° / 0. 90 Separation capacity, "/ o ......... 85 Sugar filtration sample compared to a diatomaceous kieselguhr, ° / o. 53 Suspended solids, o / o ..... 3 It should also be noted that, although the When preheating was used in Example 1 and this is the preferred procedure, similar results can be obtained without preheating, but the latter method is not preferable because the sudden expansion causes greater particle breakdown and excessive dust and loss.

Die bedeutsamste Beobachtung bei obigen Daten ist die Tatsache, dal3 so wesentlich verbesserte Durchflußgeschwindigkeitseigenschaften aus dem gleichen Erz durch Expansion des Materials im horizontalen Expansionsverfahren erreicht werden. The most significant observation in the above data is the fact that3 so much improved flow rate characteristics from the same Ore can be achieved by expanding the material in the horizontal expansion process.

Durch dieses Verfahren der Ofenbehandlung können Materialien in dem Bereich von 48 bis 64 kg/m3 erzeugt werden, die zu Filtermitteln mit hohen Durchströmgeschwindigkeiten verarbeitet werden können.Through this method of furnace treatment, materials in the A range of 48 to 64 kg / m3 can be generated, resulting in filter media with high flow rates can be processed.

Es ist außerdem wichtig zu bemerken, daß bei diesen Materialien mit hohen Durchnußgeschwindigkeiten ein Schwebstoffanteil vorhanden ist, der gewöhnlich 3 °/o nicht überschreitet.It is also important to note that with these materials at high soaking velocities, there is a proportion of suspended solids present, which is usually the case Does not exceed 3 ° / o.

Es ist festzustellen, daß die Erfindung nicht auf den hier beschriebenen Ofentyp beschränkt ist, sondern auch mit anderen handelsüblichen horizontalen Ofen durchfiihrbar ist. Dieser Ofen hat eine innere und eine äußere Schale, und der Ringraum zwischen diesen beiden Schalen wird als Vorheizkammer benutzt. Bei Verwendung dieses Ofens wurde Perliterz nach Beispiel 1 auf Dichten von 64 bis 72 kg/mS bei Geschwindigkeiten von 1 t pro Stunde expandiert. It should be noted that the invention is not limited to those described herein Oven type is limited, but also with other commercially available horizontal oven is feasible. This furnace has an inner and an outer shell, and the annulus between these two shells is used as a preheating chamber. When using this The furnace was made of pearlite ore according to Example 1 to densities of 64 to 72 kg / mS at speeds expanded by 1 t per hour.

Wenn die Materialien weiter zu Filtermitteln verarbeitet wurden, erhielt man unter Verwendung der gleichen Ausrüstung wie im Beispiel 1 Produkte mit Alphageschwindigkeiten zwischen 77 und 90.When the materials were further processed into filter media, received using the same equipment as in Example 1, products were made at alpha speeds between 77 and 90.

Es wurde außerdem festgestellt, daß diese Materialien zusätzlich zu ihrem leichten Gewicht, die sie für Filtermittel brauchbar machen, eine innere Zellstruktur haben, die sich beträchtlich von der Struktur solcher Materialien unterscheidet, die aus dem gleichen Rohmaterial in einem vertikalen Ofen erzeugt wurden. Diese Stoffe gemäß der Erfindung haben eine unregelmäßige innere Zellstruktur, die durch relativ dicke Zellwände und gut entwickelte grobe Verbindungen zwischen den Zellen gekennzeichnet ist. Im Gegensatz dazu ist die innere Zellstruktur des Perlits, das in vertikalen Ofen expandiert wurde, ein Muster von dünnen Wänden und schwachen Verbindungen zwischen den Zellen. It was also found that these materials additionally because of their light weight, which makes them useful for filter media, an inner one Have cellular structure that is significantly different from the structure of such materials, made from the same raw material in a vertical furnace. These Fabrics according to the invention have an irregular internal cell structure, which by relatively thick cell walls and well-developed gross connections between cells is marked. In contrast, the internal cell structure of pearlite is the Expanded in vertical furnace, a pattern of thin walls and weak Connections between cells.

Diese Unterschiede können aus den Mikroskopfotos der F i g. 1 und 2 ersehen werden. Der Unterschied scheint direkt von der Art der Expansion herzurühren. Bei der vertikalen Expansion werden die Teilchen in einer Luftsäule gehalten und können sich frei nach allen Richtungen unbeschränkt expandieren. Bei der horizontalen Rotationsexpansion wird ein Teilchen, das in einem horizontalen Ofen umgewälzt und gerollt wird, Scher-und Beschränkungskräften unterworfen, die die innere Zellstruktur verzerren, in einem gewissen Maße die sonst freie Expansion hemmen und eine Zellstruktur mit gröberer Wand und Unregelmäßigkeiten erzeugen.These differences can be seen from the microscope photos in FIG. 1 and 2 can be seen. The difference seems to stem directly from the type of expansion. During vertical expansion, the particles are held in a column of air and can expand freely in all directions without restriction. With the horizontal Rotational expansion is a particle that circulates and circulates in a horizontal furnace Rolled is subjected to shear and constraining forces that affect the internal cell structure distort, to a certain extent inhibit the otherwise free expansion and a cell structure produce with a coarser wall and irregularities.

Des weiteren ergibt sich nach dem Mahlen aus den horizontal erzeugten Stoffen ein hoher Prozentsatz an dreidimensionaler Struktur, gebildet durch die widerstandsfähigen inneren Zellverbindungen. Furthermore, after milling results from the horizontally produced A high percentage of three-dimensional structure formed by the substances resistant inner cell connections.

Diese Struktur führt zu einem verhältnismäßig durchlässigen Filterkuchen. Wenn die Struktur, wie sie bei der vertikalen Expansion des gleichen Rohmaterials erzeugt wird, gemahlen wird, hat ein bedeutender Anteil der sich ergebenden Teilchen, d. h., wie sich durch mikroskopische Zählung ergibt, mehr als 50°/o, eine im allgemeinen dünne flache Plattenform, die in dem Filterkuchen flach aufliegt und einen niedrigeren Grad an Durchlässigkeit verursacht. Der Unterschied ergibt sich deutlich aus den Mikroskopfotografien der F i g. 3 und 4.This structure leads to a relatively permeable filter cake. If the structure, as in the vertical expansion of the same raw material is produced, is milled, has a significant proportion of the resulting particles, d. i.e., greater than 50 per cent, as determined by microscopic counting, one generally thin flat plate shape, which lies flat in the filter cake and a lower one Degree of permeability caused. Of the The difference is evident from the Microscope photographs of FIG. 3 and 4.

Dieser Unterschied in der Struktur spiegelt sich auch in den Unterschieden der Teilchengrößenverteilung bei den nach den beiden Expansionsverfahren hergestellten Produkten wieder. This difference in structure is also reflected in the differences the particle size distribution in the case of those produced by the two expansion processes Products again.

Eine Sedimentationsmethode, bekannt als die Klein-Hydrometer-Methode, wurde zur Bestimmung der Teilchengröße verwendet. Bei diesem Verfahren wird ein berechnetes Probengewicht auf der Grundlage des spezifischen Gewichts in einer wäßrigen Lösung dispergiert. In periodischen Intervallen wird das Gewicht der Suspension mit einem speziell kalibrierten Hydrometer (dem Klein-Hydrometer) gemessen. Die Schwerebestimmungen werden in Gewichtsprozent einer in Suspension befindlichen Probe konvertiert, und aus dem Stokeschen Gesetz kann der begrenzende Teilchendurchmesser zur Zeit der Schweremessung festgestellt werden. Diese Daten werden dann als die Häufungskurve der Teilchengrößenverteilung aufgezeichnet, aus der man dann die Information entnehmen kann. Die Daten der Teilchengröße sind unten in der Tabelle aufgeführt. Filtermittel Filtermittel Teilchengröße aus Beispiel 1 aus Beispiel 2 Alpha-Alpha- geschwindigkeit=93 geschwindigkeit=40 Mikron °/o 0/D 40 12, 6 4, 1 40 bis 20 37, 4 11, 5 20 bis 10 29, 2 38, 4 10 bis 8 6, 6 14, 0 8 bis 6 5, 9 14, 0 6 bis 4 4, 7 9, 4 4 bis 2 2, 3 3, 9 2 1, 0 4, 7 Man sieht, daß das Filtermittel aus Beispiel 1 eine wesentlich gröbere Teilchengröße als das Filtermittel aus Beispiel 2 besitzt.A sedimentation method known as the small hydrometer method was used to determine particle size. In this method, a calculated sample weight based on the specific gravity is dispersed in an aqueous solution. The weight of the suspension is measured at periodic intervals with a specially calibrated hydrometer (the small hydrometer). The gravity determinations are converted into percent by weight of a sample in suspension, and the limiting particle diameter at the time of the gravity measurement can be determined from Stoke's law. This data is then recorded as the accumulation curve of the particle size distribution, from which the information can then be obtained. Particle size data are given in the table below. Filter media filter media Particle size from example 1 from example 2 Alpha-alpha speed = 93 speed = 40 Microns ° / o 0 / D 40 12, 6 4, 1 40 to 20 37, 4 11, 5 20 to 10 29, 2 38, 4 10 to 8 6, 6 14, 0 8 to 6 5, 9 14, 0 6 to 4 4, 7 9, 4 4 to 2 2, 3 3, 9 2 1, 0 4, 7 It can be seen that the filter medium from Example 1 has a much coarser particle size than the filter medium from Example 2.

Das Erz zur Herstellung der neuen Filtermittel sollte außerdem so vorsortiert sein, daß der überwiegende Teil der Teilchen zur Erzielung bester Resultate zwischen einem 100-und einem 1600-Maschen-Sieb liegt. The ore used to make the new filter media should also be like this be presorted that the majority of the particles to achieve the best results between a 100-mesh and a 1600-mesh sieve.

Zusammenfassung Es ist daher aus den vorangehenden Ausführungen zu ersehen, daß neue Filtermittel mit hoher Durchströmgeschwindigkeit erzeugt werden können. Summary It is therefore based on the foregoing too see that new filter media are produced with high flow rates can.

Dies ist insbesondere so, wenn das perlitische Erz von der Art des perlitischen Erzes aus No Agua, New Mexico, USA., oder dessen Nähe ist. Andere Fundstellen können in gleicher Weise günstige Ergebnisse liefern. Das neue Material ist gekennzeichnet durch Strömungsgeschwindigkeiten, die ungefähr zwei-bis dreimal oder noch größer sind als die bisher aus demselben Rohmaterial erzielbaren Werte.This is especially so when the pearlitic ore is of the type of pearlitic ore from No Agua, New Mexico, USA., or its vicinity. Other sources can deliver favorable results in the same way. The new material is marked by flow velocities that are approximately two to three times or even greater are than the values previously achievable from the same raw material.

Desweiteren ist es mit diesen neuenProdukten möglich, Perlit-Filtermittel zu erzeugen, die im wesentlichen gleich große Strömungsgeschwindigkeiten wie die Kieselgurprodukte haben. Es ist außerdem insbesondere festzustellen, daß trotz dieser hohen Durchströmgeschwindigkeiten die Schwebstoffanteile weit unter der tolerierbaren Maximalgrenze gehalten werden können.Furthermore, with these new products it is possible to use perlite filter media to produce the essentially equal flow velocities as the Have diatomite products. It should also be noted in particular that, despite this high flow velocities, the proportion of suspended solids is far below the tolerable one Maximum limit can be kept.

Claims

Information on the minerals rhyloite and dacite can be found: a) Igneous and Metamorphic Petrology,

2nd edition (1960); Authors: Francis J. Turner and John Verhoogen, published by McGraw-Hill Book Co., New York-Toronto-London. b) Theoretical Petrology by Tom F. W. Barth, 1952, published by John Wiley and Sons, Inc., New York, and Chapman and Hall, Ltd., London.

Information on Dacite can be found in c) Hackh's ChemicalDictionary, 3rd edition, 1944, by Julius Grant, published by McGraw-Hill Book Co., New York-Toronto-London.

Information on rhyolite can be found in d) Mineralogy von Kraus, Hunt and Ramsdell, 4th Edition, 1951, McGraw-Hill Book Co., New York-Toronto-London.

A typical rhyolite mineral has the following composition : SiO, .................... 72, 80% TiO2 ................... 0.33 % Al2O3 .................. 13.49% Fe2O3 .................. 1.45% FeO .................... 0, 88% MnO ............... 0.08% MgO .................... 0.38% CaO .................. .. 1.20% NaO ...................

3, 380 / o K. 0 ....................

4, 460 / o H2O .................... 1.47% P2O5 ................... 0.08% A typical dacite mineral has the following composition: SiO2 .................... 65.680 / o TiO2 ................... 0.57% Al2O3 .................. 16, 25% Fe2O3 .................. 2.38% FeO .................... 1.90% Mn0 .................... 0.060 / o MgO .. 1, 410 / o CaO ................... 3, 46% N0 ................... 3, 970 / o K2O .................... 2.67% H2O .................... 1.50% P205 ..... 0.150 / o Claim: Process for the production of perlite filter material, in which raw perlite ore particles pass through Heating can be expanded, indicating that the ore particles do not exist predominantly in the order of magnitude between a 100-mesh and a 1600-mesh sieve are present and at the lower limit of the melting temperature to a density of 32 to 80 kglm3 are expanded, while in a known manner a rolling and subjected to rolling action, for example guided along an approximately horizontal path will.

Publications considered: magazine »Silikat-Technik «, 1958, pp. 453 to 457.