Verfahren zur Aufbereitung von Bentonit - Tonen
Die Erfindung betrifft die Aufbereitung von Bentonit-
Tonen, in denen Jineralien enthalten sind. Tone dieser Art
werden besonders in der Gieserei-Industrie«als Bindemittel
für synthetische Formstoffe und Kernstoffe, sowie in der
chemischen, pharmazeutischen, kosmetischen Industrie, zur
Aufbereitung von Farben und Lacken, in der Erdölindustrie
(Bobrungen) und anderen Industriezweigen verwendet:
Die Jethode der Aufbereitung wurde in Anlehnung an
Bentonite, welche Kalziumlonen enthalten, entwickelt;
sie
kann auch für Bentonite mit Natriumionen angewandt werden.
Es gibt einige: Verfahren der j-Iktivierung die-ab-
hüngig von Klassifikations-K4effizienten verschieden einge:.
ordnet sind.
Wir unterscheiden drei grundsätzliche Methoden, soge-
nannte Nass- Verfahren, welche auf dem Zusatz von Aktivato-
ren in Lösung oder in Suspension beruhen.
I..Yerfahren. Dem rohen Bentonit wird der. in Lösung
befindliche Aktivator in Jengen von einigen bis zu 22,5
Gewicht-Prozent, bezogen auf die Nilasse des Bsntonts, zu-
gesetzt.
I I. Verfahren.. Dem rohen bentonit Wird die::aktivie=.
.ende .Lösung in einer. Äenge von 22,5 ä Gewicht-P'rozer£t-
bezogen 'auf die Masse des Bqltonite, bis zur Fliessgrenze
.
Zugesetzt.
III. Verfahren. Dem rohen Bentonit wird die aktivte-
.ende Lösung in -einer die Fliessgrenze überschreitenden
Menge zugesätzt.. welche bewirkt', dass die Bentonitmasse
mehr leicitilüssg wird...
Als Fliessgrenze nehmen wir diejenige senge der Lösung
welche dem bentonit zugesetzt und mit ihm vermischt
be-
wirkt" dass er aus dem festen Zustand in einten fliessenden
übergeht. _ .
Die Fliessgrenze verschiedener hentonite ist ver-
schieden und hängt von dem prozentualen Anteil an Mineralien
der_ b@nt@orillonirüpp ab'
0 d#
Die bisher bekannten Verfahren zur Aktivierung von
Bentoniten beruhen auf der Mischung des Aktivators mit der
aktivierten Substanz mit Hilfe eines Aggregate von Misch-
maschinen meistens von einer in der keramischen Industrie'
verwendeten Art#
Dem Rohmaterial wird zwecks Aktivieren eine ent-
sprechende Menge der aktivierenden lcsung zugesetzt, wonach
es Mischmaschinen verschiedener Art durchläuft, in denen
es gut durchgemisc.t wird; aus diesen Änischern wird
das
Aaterial.entweder in Trommeltrockner oder auf Transportbän-
`der. in Tunneltrocknern oder auch in anderen üblichen Trocken-
kammern geleitet, wo seine Trocknung durch eine frühere
maximale Mischung und Umschüttung beschleunigt»wird.
. Bei diesem Verfahren werden somit viel Arbeit erfor-
dernde Operationen des Mischens, sowie die Anwendung teurer
Mischanlagen ( Desintegratoren, Kollergänge, Mischer? benö-
tigt. Ausserdem wird infolge mechanischer Beanspruchung die
ibm-truktur des Rohrmaterials geändert und seine Festigkeit
dadurch herabgesetzt.
Eine Abart dieses Verfahrens ist die Aktivierung bei
welcher das ganze Material durch Zusatz des Aktivators In-
einen über der fliessgrenze befindlichen Zustand mit
Hilfe .
verschiedener i4schmaschinen versetzt wird; nachher
wird -
ein entsprechendes Koagulationsmittel zugesetzt, welches
den Durchgang des ganzen iriaterials durch eine Filterpresse
ermöglicht.
Bei dieser Abart entstehen ebenfall2 hohe Lohn-
kosten und sind auch hier kostspielige Filterpressen, deren
Bedienung umständlich ist, sokie Mischvorrichtungen erfor-
.
deriich. Auch hier treten-Strukturänderungen auf, welche die
positiven Eigenschaften herabsetzen z.B. die für Giesserei-
zwecke erforderliche Durchlässigkeit und-Festigkeit.
Die Erfindung hat erwiesen, dass im Gegensatz zu den
bekannten Produktionsprozessen der Aktivierung von Bentoni-
ten jegliche mechanische Beanspruchung vermieden werden
soll; Somit soll die Anzahl der Umladungen herabgesetzt
und das Material möglichst im natürlichen Rohzustand- aufbe-
reitet werden. .
. Sonach kann die Aktivierung des Ruhmateriala gleich
nach seinem@Abbau wie auch während des Transporte Torgenom-
man werden, z.B. durch Lespritzung des sich auf Transport-
bändern fader in Eisenbahntragen befindlichen Materials mit
der aktivierten L'o'sung oder kann das katerial auch nach'
Anlieferung in Schichten gelagert werden, deren Höhe von
den Gehalt an Montmorillonit abhängt oder ton den für
dis
Technologie des betriebes günstigsten Zeitrahm, wobei die
Aktivatörlösurig -arischen die Schichten dea'Rohmaterials
eingeführt werden solls .
Der Aktivierungsprazeas verlauft dann, Wie-es sich
zeigt, selbständig infolge von Diffusion und Osmose. Das
Llischen während dem Zeitraum der Aktivierung kann eine
völlige Zerstörungseiner vorteilhaften Eigensclaften
herbeiführen:
. .Die Zeit der nach der Erfindung durchgeführten Akt-
vierung hängt vom Gehalt an-liontmorilloniten im Bentonit
und von der Höhe der Schichten des ilmteriälsdessen Akti-
vierung vorgenommen wird, ab und beträgt 1 bis ungefähr
100 Stunden.
Nach der Aktivierung sollen die ßentonite in Trocken-,
kümmern transportiert Werden und solle eine energische Besr=
beturig bis zum Zeitpunkt der Entfernung der Überschüssigen
Feuchtigkeit vermieden werden, Nach der Trocknung wird das
aktivierte Lateral gemahlen; das Mahlen und die Verpackung-
in Säcke erfolgt auf bisher übliche °eas@
Die Erhöhung der Festigkeit im aktivierten Rohmate-
rial beträgt nach dem erfindungsgemässen Aufbereitungsver-
fahren 80 bis 100 % im Verhältnis zum Rohton, bei Durch-
führung der Aktivierung nach den bisherigen Verfahren nur
30 bis 6a@
Als bespiel werden die Eigenschaften von Bentönit
aus der Gegend von Chmielnik# Polcri, angeführt und Werden
die Eigenschaften den nach dem bisherigen Verfahren und nach
dem Verfahren gemäss der 3rfiridung aktivierten Bentönits
verglichen.
a) die Druckfestigkeit RW des Rohmaterials beträgt
0952 - o,5@" Ng/cn2
b).die .)ruckfestlgket Rw des nach
ziem bisherigen Verfahren aktivierten
,Materials beträgt 0,80 _0,87 Kg/cm 2
o) die Druckfestigkeit RQ nach :.r
Aktivierung nach dem erfin
durigagemässen Verfahren beträgt 1,* 1(ä-. 1,25 kg/cm2
Rw bezeichnet die Druckfestigkeit der nicht getracknetea-
Proben
Im lblgenden werden 4 Beispiele der Aktivierung nach
dem
Verfahren angeführt.
I.BeispielEiner Mange von 500 k$ Bentonit-Ton wurden
15,5 kg Na2C03 In 100 1 Wasser gerat - das Ganze bildet
den Aktivator - zugesetet. Das 9aterial Wurde auf dem
Transportband eines Baggers mixt der Aktivator-Lösung be-
®prengt und in eiserne Schmalepurbahawagen verladen.
Transport innerhalb der Betriebeanlags. Der Transport .
dauerte i Stunde 37 Min. naehher wurde das Material
in
eine Trockenkammer gebracht. Ergebnis der Prüfung
Mittelwert von 3 Proben des Rohma-_
terials . . . . . . . . . . Rw # beträgt. 0,56 kg/am2
Mittelwert von 3 Proben des nach dem
erfindungsgemässen Verfahren aktivierten
Materials . . . . .. . . . Rw beträgt 1a18 kg/vm2
Die Gasdurchlässigkeit in nichtgetrockneter
024
Zustand . . . . . . . . . . Pw beträgt 95
II. Beispiel: Einer Menge von 20 Tonnen Bentont- Ton
wurde, als Aktivator® 500 kg N$2003 gelöst in 4,5 m3
Wasser aus Behältern zugesetzt. Das Matcrial wurde nach
Ausladung jedes Schmalspurbahnwabens von der Rampe im Wa-
gen ausgebreitet und mit der Lösung besprengt: Dauer des
Transporte-zum Betrieb der Verarbeitung oa.20 Stunden,
nachher wurde das Material in eine Trockenkammer gebracht.
Mittelwert von -3 Proben des Rohmate-
rials . . . . . . . . . . . . . R7 beträgt o!61 kg/cm 2
@Uttelxert des nach dem Verfahren geiräss
Erfindung aktivierten Materials-Rö beträgt 1,2'1 kgt@@2
Die Gasdurchlä$eigkeit in nicht getrockne-
tem Zustand . . . . . . . : . . P beträgt 100 om4
- w n:
IIL Beispiel: Die gleichen Bedingungen wie. im II. Bei-
s,.el mit der Ausnahme, .dass die Aktivierung 3 Stunden
20 min.dauerte. -
Mittelwert Ton 3 Proben des-Rohmate-
ri@l18 . - .. s . . . . . . -
s s . . s Rw beträgt o,77 kgjcm2
Mittelwert des nach dem Verfahren gemäas
Erfindung behandelten Materials beträgt 1,49 kg/cm 2
Die Gasdurchlässigkeit in nichtgetrockne-
tei. Zustand . . . . . . . . . ' P - betr t-
w 100 om4
#mfn-
IV, Beispiels Einer Menge von 5 Tonnen Bentonit-Ton
wer-
den 150 kg Na2003 gelöst in 1.5 m3 Wasserzugesetzt. Die
Aktivierung.wurde im Betrieb der yerarbeitung torgenommen.
Das Material Wurde in ca, 50 cm hohen Schichten gelagert,
wobei jede Schicht nur von-.oben mit einer entsprechenden
Menge der Lösung besprengt wurde. Die Aktifiierung dauerte
3 Stunden, nachher wurde das Material in einem Trockher ge-
bracht.
Mittelwert.von 3 Proben des Rohma-
terials .. # s _ . . . . . a . a E,7 beträgt o.86
a
Mittelwert Tun 3 Proben nach Behand-
lung gemäss Verfahren nach'der .Sr-
findung . . . . .. . . . . 0 beträgt - 1,82 kg/omzDe Gaedurchlässigkeit
in nichtgetrocknet. `
. om4
tem Zustand . . . . @. . . . .. . Pa -beträgt
105
Die Bedingungen der Prüfuni waren in allen Fällen
die gleichen,,' d.h. die Prüfung wurde in demselben Betrieb.
durch dieselben Personen, in denselben Vorrichtungen durch-.
geführt. ZÜaammenaetzung des Formsandes : 90 Gewicht. Teile
Sand-aus Krieszhek, Polen, von Körnung 70/100/30,. 10 Ger-
wicht-Teile Bentonit und 3 Raumteile Wasser. .Der Vergleich
der Ergebnisse der Verfahren zur Urhöhung der Druakfestig-
kef_zeigt, dass das erfindungagemässe Verfahren eine Er.-
hdhung von 130 bis 145 ermöglicht, wenn die Ergebnisse
der üblichen Aktivierung mit 100 % angenommen werden.
Es ist bemerkenwert, dass die Einführung des erfn-
dungsgemässen Verfahrens an stelle der üblichen.mechanisahen
Aufbereitung ausser der Erhöhung der Qualität eine Lohn-
.
ersparns von 30 bis 35 % ermöglicht.
Process for processing bentonite clays
The invention relates to the processing of bentonite
Clays containing mineral minerals. Clays of this kind
are used especially in the foundry industry «as a binder
for synthetic molding materials and core materials, as well as in the
chemical, pharmaceutical, cosmetic industry, for
Preparation of paints and varnishes in the petroleum industry
(Bobrungen) and other branches of industry:
The Jethode of the processing was based on
Bentonites, which contain calcium ions, developed; she
can also be used for bentonites with sodium ions.
There are some: methods of activating the-off-
depending on classification coefficients.
are arranged.
We distinguish between three basic methods, so-called
called wet process, which is based on the addition of activators
ren based in solution or in suspension.
I ... experienced. The raw bentonite becomes the. in solution
Activator located in Jengen from a few up to 22.5
Weight percent, based on the Nilasse des Bsntonts,
set.
I I. Procedure .. The raw bentonite becomes the :: aktivie =.
.end .solution in one. Length of 22.5 a weight-P'rozer £ t-
based on the mass of the Bqltonite, up to the flow limit.
Added.
III. Procedure. The active bentonite is
.end solution in -a the flow limit exceeding
Amount added .. which causes' the bentonite mass
more leicitilüssg will ...
We use the narrowest part of the solution as the flow limit
which is added to the bentonite and mixed with it
acts "that it moves from the solid state into one flowing
transforms. _.
The yield point of various hentonites is
divorced and depends on the percentage of minerals
der_ b @ nt @ orillonirüpp ab '
0 d #
The previously known methods for activation of
Bentonites are based on the mixture of the activator with the
activated substance with the help of an aggregate of mixed
machines mostly from one in the ceramics industry '
used type #
The raw material is given a dedicated
A sufficient amount of the activating solution is added, after which
it goes through mixing machines of various types in which
it is mixed well; from these Aenish it becomes
Either in a drum dryer or on conveyor belts
`the. in tunnel dryers or in other common drying
chambers passed where its drying by an earlier
maximum mixing and pouring is accelerated ».
. A lot of work is thus required in this process.
changing operations of mixing, as well as the application more expensive
Mixing systems (disintegrators, pan mills, mixers?
does. In addition, as a result of mechanical stress, the
Ibm structure of the pipe material changed and its strength
thereby reduced.
A variant of this procedure is the activation at
which the entire material by adding the activator In-
a condition above the flow limit with the help .
various washing machines are moved; afterwards is -
an appropriate coagulant added, which
the passage of all iriaterial through a filter press
enables.
This variant also results in2 high wages
cost and are expensive filter presses, their
Operation is cumbersome, so mixing devices are required
.
deriich. Structural changes also occur here, which the
reduce positive properties, e.g. for foundry
permeability and strength required for purposes.
The invention has proven that, in contrast to the
known production processes for the activation of bentoni
any mechanical stress can be avoided
target; This is intended to reduce the number of transhipments
and the material, if possible, in its natural raw state.
to be ridden. .
. After that, the activation of the fame material can be the same
after its @ dismantling as well as during the transport Torgenom-
you will be, e.g. by injecting the
tapes with fader material in railway carriers
the activated L'o'sung or can the material also after '
Delivery are stored in shifts, the amount of which is from
the content of montmorillonite depends or ton the for dis
Technology of operation cheapest time frame, with the
Aktivatörlösurig -ar the layers of the raw material
should be introduced.
The activation process then proceeds as-it-is
shows independently as a result of diffusion and osmosis. That
Lish during the activation period can be a
complete destruction of its advantageous properties
bring about:
. .The time of the act carried out according to the invention
This depends on the content of liontmorillonites in the bentonite
and from the height of the layers of the ilmterial whose activity
vation is made from and is 1 to approximately
100 hours.
After activation, the ßentonites should be used in dry,
take care of being transported and should be a vigorous request
prayerful until the time of removal of the excess
Moisture should be avoided, after drying it will
activated lateral milled; grinding and packaging
in sacks takes place in the previously usual ° eas @
The increase in strength in the activated raw material
rial is according to the inventive processing
drive 80 to 100% in relation to the raw clay,
Execution of the activation according to the previous procedure only
30 to 6a @
The properties of bentonite are exemplified
from the area of Chmielnik # Polcri, led and Become
the properties according to the previous method and after
the procedure according to the cleaning of activated bentonite
compared.
a) the compressive strength RW of the raw material is
0952-o.5 @ "Ng / cn2
b) .the.) ruckfestlgket Rw of the after
activated the previous procedure
, Material is 0.80-0.87 Kg / cm 2
o) the compressive strength RQ according to: .r
Activation after the inven
according to the duration of the procedure is 1. * 1 (ä-. 1.25 kg / cm2
Rw denotes the compressive strength of the non-tracked
rehearse
The following are 4 examples of activation
to the
Procedure listed.
I. ExampleA lot of 500k $ bentonite clay were made
15.5 kg Na2C03 in 100 l of water - the whole forms
the activator - added. The material was on the
The conveyor belt of an excavator mixes the activator solution
® blown up and loaded into iron narrow-width wagons.
Transport within the plant. The transport .
lasted i hour 37 min. closer the material was in
brought a drying chamber. Result of the exam
Average of 3 samples of the raw ma-_
terials. . . . . . . . . . R w # is. 0.56 kg / am2
Average of 3 samples of the after
activated processes according to the invention
Materials. . . . ... . . Rw is 1a18 kg / vm2
The gas permeability in undried
024
State . . . . . . . . . . Pw is 95
II. Example: A quantity of 20 tons of Bentont clay
was used as Aktivator® 500 kg N $ 2003 dissolved in 4.5 m3
Added water from containers. The material was after
Each narrow-gauge railway honeycomb is unloaded from the ramp in the wa-
gene spread out and sprinkled with the solution: duration of
Transports to the operation of the processing or the like 20 hours,
afterwards the material was placed in a drying chamber.
Average of -3 samples of the raw material-
rials. . . . . . . . . . . . . R7 is o! 61 kg / cm 2
@Uttelxert of the geiräss after the process
Invention activated materials-Rö is 1.2'1 kgt @@ 2
The gas permeability in not dried
tem condition. . . . . . . :. . P is 100 om4
- w n:
IIL example: The same conditions as. in the II.
s, .el except that the activation takes 3 hours
Lasted 20 minutes. -
Average tone 3 samples of the raw material
ri @ l18. - .. s . . . . . . - ss. . s Rw is o.77 kgjc m 2
Average of the according to the procedure
Invention treated material is 1.49 kg / cm 2
The gas permeability in non-dried
part. State . . . . . . . . . 'P - enter t-
w 100 om4
# mfn-
IV, For example, a quantity of 5 tons of bentonite clay will be
the 150 kg Na2003 dissolved in 1.5 m3 water added. the
Activation was started in the processing plant.
The material was stored in layers approx. 50 cm high,
with each layer only from-.above with a corresponding
Amount of solution was sprinkled. The activation took time
3 hours, then the material was dried in a dryer
brings.
Average of 3 samples of the raw material
terials .. # s _ . . . . . a. a E, 7 is o.86 a
Average value for 3 samples after treatment
according to the procedure according to the .Sr-
finding. . . . ... . . . 0 is - 1.82 kg / omzDe gas permeability in undried. `
. om4
tem condition. . . . @. . . . ... Pa - is 105
The conditions of the examination university were in all cases
the same ,, 'ie the test was carried out in the same establishment.
by the same people, in the same devices.
guided. Wetting of the molding sand: 90 weight. Parts
Sand from Krieszhek, Poland, of grit 70/100/30. 10 devices
weight parts bentonite and 3 parts by volume water. .The comparison
the results of the proceedings for the original enhancement of the pressure
kef_ shows that the method according to the invention is an er.
increase from 130 to 145 allows if the results
the usual activation with 100%.
It is noteworthy that the introduction of the inventive
according to the procedure instead of the usual
Processing apart from increasing the quality, a wage
.
Savings of 30 to 35% made possible.