DE3002653A1

DE3002653A1 - Verfahren zur herstellung von (ab)sorptionsfaehigem, calciumsulfatdihydrat enthaltendem granulat

Info

Publication number: DE3002653A1
Application number: DE19803002653
Authority: DE
Inventors: Barry A Omilinsky; Fredrick E Wolatz
Original assignee: Oil Dri Corp of America
Current assignee: Oil Dri Corp of America
Priority date: 1979-02-26
Filing date: 1980-01-25
Publication date: 1980-09-04
Also published as: GB2045221B; DE3002653C2; GB2045221A; CA1129668A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft körnige (ab)sorptionsfähige Trägersubstanzen, sie betrifft insbesondere Verfahren zur Herstellung von körnigen (ab)sorptionsfähigen Trägersubstanzen unter Verwendung von Calciumsulfathemihydrat. Das erfindungsgemäß hergestellte (ab)sorptionsfähige Trägersubstanzgranulat ist im wesentlichen neutral und verwendbar als inerte Trägersubstanz für Chemikalien und insbesondere für landwirtschaftliche Chemikalien.

Es werden bereits eine Reihe von festen Materialien in großem Umfange als Trägersubstanzen für landwirtschaftliche Chemikalien, wie z.B. Insektizide, Herbizide, Düngemittel und dgl., verwendet. Die landwirtschaftlichen Chemikalien werden mit einer solchen Trägersubstanz kombiniert, um sie mit verschiedenen Verteilervorrichtungen bequem ausbringen bzw. verteilen zu können.

Bei einigen Typen von landwirtschaftlichen Trägersubstanzen liegt die darin enthaltene Chemikalie oder der darin enthaltene Wirkstoff in fester Form vor, in der Regel in Form eines Pulvers oder in Form von kleinen Teilchen (Körnchen) oder in Form eines Granulats und sie (er) wird mit der Trägersubstanz gemischt, wonach die erhaltene Mischung dann zu Pellets geformt wird. Bei anderen Typen von Trägersubstanzen liegt die Trägersubstanz in Form von Teilchen (Körnchen) oder in Form eines Granulats vor, die (das) den Wirkstoff in flüssiger Form (ab)sorbiert enthalten. Bei einem weiteren Typ von Trägersubstanzen haftet der Wirkstoff an der Oberfläche der Trägersubstanz_o

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Landwirtschaftliche Trägermaterialien können in vielen Formen verwendet werden, z.B. als Pulver, Teilchen, Granulat oder Pellets ο Zur Erleichterung der Handhabung und aus anderen Gründen werden üblicherweise Materialien mit einer solchen Korngröße verwendet, daß sie ein Sieb eint lichten Masche^weite von O₅85 mm (20 mesh) passieren und auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 mesh) zurückgehalten werden [die in Klammern angegebenen angelsächsischen Werte beziehen sich auf die ILS» Standard-Sieb.-Reihe]. Bei einem Granulat einer solchen Korngröße ist es wichtig, daß die Körnchen ihre Struktur-Integrität und damit ihre Größe sowohl während der Herstellung als auch während der nachfolgendonLagerung, ihres Vertriebs und ihrer Verwendung beibehalten« Bei vielen Anwendungen ist es wichtig, daß die Teilchen oder Körnchen eine solche Größe haben, daß sie ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 mesh) nicht passieren, um so die Wahrscheinlichkeit zu verringern, daß einige der Teilchen oder Körnchen so klein sind, daß eine Staubbildung auftritt. Es ist auch wesentlich, daß die Teilchen ihre Größe und ihren Zustand beibehalten, so daß sie keinen Staub bilden oder nicht zu Staub werden als Folge eines Zerfalls während ihrer Lagerung oder Verwendung oder als Folge eines generellen Abriebs oder Zerreibens während ihrer Herstellung, Handhabung, Lagerung ihres Transports und ihres Ausbringens (Verteilens) mittels mechanischer Vorrichtungen auf Ackerboden. Staub ist unerwünscht wegen der dabei auftretenden bekannten Probleme, die mit der Verteilung des Staubes in der Luft und auf Menschen und Tierai zusammenhängen, und weil er von den Arbeitern,

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die solche Trägersubstanzen herstellen oder handhaben, eingeatmet wird.

Viele in der Natur vorkommende mineralische Trägersubstanzen, die zusammen mit landwirtschaftlich aktiven Komponenten einschließlich bestimmter Typen von Pestiziden verwendet werden, weisen eine Oberflächenacidität auf, die in Abhängigkeit von der Kristall- und Molekülstruktur des Minerals variiert. Man nimmt an, daß die Oberflächenacidität ansteigt als Folge der ungleichmäßigen Verteilung von elektrischen Ladungen in oder auf der Oberfläche der Mineralteilchen. In bestimmten Bereichen kann auf einer Oberfläche eines mineralischen Trägerteilchen eine große Anzahl von elektrischen Ladungen vorliegen und diese werden als saure oder elektrophile Zentren bezeichnet. Die Stärke dieser Zentren variiert in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Oberfläche und des Grades der Verformung der Struktur, welche die ungleichmäßige Verteilung der elektrischen Oberflächenladungen mit sich bringt. Die Oberflächenacidität auf einem mineralischen Trägerteilchen kann die Reaktionsfähigkeit dieses Mineralteilchens mit der landwirtschaftlichen Chemikalie, die von ihr getragen wird, beeinflussen. Es wird angenommen, daß die Oberflächenacidität und insbesondere die sauren Zentren eine katalytische Wirkung in bezug auf die Zersetzung der jeweiligen Chemikalie haben. Es würde gefunden, daß bei einigen ρ estizid wirkenden Chemikalien die katalytisch^ Aktivität der sauren Zentren in bezug auf die Einleitung oder Beschleunigung der Zersetzung stark verringert werden kann durch Desaktivierung der sauren Zentren mit bestimmten or-

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ganischen oder anorganischen Materialien, die ihre Elektronen bevorzugt mit dem Mineral teilen unter Ausbildung einer Bindung, die stärker ist als diejenige, die zwischen der landwirtschaftlichen Chemikalie und dem sauren Zentrum selbst bestehen kann. Die Zugabe irgendeines Desaktivator= materials, in der Regel in Mengen bis zu 6 oder 8 GeWo-%, bezogen auf das Gewicht des Trägers, bringt unerwünschte Kosten bei der Herstellung der mit einer landwirtschaftlichen Chemikalie beladenen Trägersubstanz mit sich»

Man ist daher seit langem bemüht, ein Verfahren zur Herstellung einer im wesentlichen neutralen und inerten Trägersubstanz für landwirtschaftliche Chemikalien, insbesondere für Pestizide, die keine oder nur eine geringe Oberflächenacidität aufweist und bei der die Zugabe eines Desaktivatormaterials nicht erforderlich ist, zu entwickeln. Eine (ab)sorptionsfähige Trägersubstanz für flüssige Chemikalien sollte ein verhältnismäßig hohes (Ab)Sorptions= vermögen oder ein (Ab)Sorptionsvermögen aufweisen, das mindestens hoch genug ist, um kommerziell zufriedenstellend zu sein.

Im Falle von (ab)sorptionsfähigen Materialien steht die Porosität des Materials in der Regel in einer bestimmten Beziehung zu den (Ab)Sorptionseigenschaften des Materials, Außerdem ist im allgemeinen eine niedrige Trockenschüttdichte ein Charakteristikum für die stärker (ab)sorptions= fähigen Materialien. Mit zunehmender Größe des Teilchens oder Körnchens steigt im allgemeinen die Oberflächengröße bei einer gegebenen Anzahl von Teilchen oder Körnchen an„

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Da das (Ab)Sorptionsvermögen im Prinzip ein Oberflächenphänomen und eins Funktion der Porendichte innerhalb einer Oberfläche ist, ist es erwünscht, ein Verfahren zur Herstellung eines Trägermaterialgranulats zu entwickeln, das eine genügend geringe Teilchengröße aufweist, um eine verhältnismäßig hohe spezifische Oberflächengröße und eine Porendichte, die hoch genug ist, so daß das (Absorptionsvermögen, kommerziell zufriedenstellend ist, zu besitzen. Damit eine granulierte Trägersubstanz richtig funktioniert und durch Abrieb oder Zerreiben bei mechanischer Beanspruchung während der Herstellung, des Verpackens, der Lagerung, des Transports und der Verwendung nicht zu Staub zerfällt, müssen die Trägermaterialkörnchen eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen. Es ist daher erwünscht, ein Verfahren zur Herstellung eines Trägermaterialgranulats zu entwickeln, das eine verhältnsimäßig hohe mechanische Festigkeit oder Beständigkeit gegen Abrieb bzw. Zerreiben besitzt, wobei gleichzeitig die Bildung einer unerwünschten Menge an kleinen, staubförmigen Teilchen minimal gehalten wird.

DieErfindung betrifft ein (ab)sorptionsfähiges, Calciumsulfatdihydrat enthaltendes Granulat, das hergestellt wird durch Dispergieren von teilchenförmigen! Calciumsulfathemihydrat in einem im allgemeinen helixartigen (schraubenlinienförmigen) turbulenten Gasstrom, Inkontaktbringen der dispergierten Calciumsulfathemihydratteilchen mit einem wäßrigen Bindemittel in einer Menge, die zum Benetzen und Agglomerieren der Teilchen und zum Initiieren der Hydratation des Hemihydrats zu dem entsprechenden Dihydrat aus-

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reicht, und mechanisches Rühren der dabei erhaltenen Dispersion, um die benetzten Teilchen zu Körnchen bzw. Granulat zu verdichten, während gleichzeitig die Hydratation abläuft. Danach wird das gebildete Granulat (die Körnchen) von dem Gasstrom abgetrennt und erforderlichenfalls getrocknet.

Gegenstand der Erfindung ist ein sehr wirksames Verfahren zur kontrollierten Herstellung eines Gips enthaltenden Granulats mit einer verhältnismäßig niedrigen Dichte, das extrem gut geeignet ist als Trägermaterial für landwirtschaftliche Chemikalien und das gegen Abrieb b.w. Zerreiben beständig ist. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren her= gestellte,Gips enthaltende Granulat mit niedriger Dichte eignet sich außerdem als Öl- und Fett-(Ab)Sorbens, als (Ab)Sorbens für Haushalt-Haustiertoiletten und für ähnliche Anwen dun g s zwe cke.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Calciumsulfathemihydrat (CaSO, χ 1/2 H„0) enthaltende teilchenförmige Beschickung (Charge) mit einem wäßrigen Bindemittel in einer Menge behandelt, die ausreicht, um die Teilchen der Beschickung zu benetzen und zu agglomerieren und die Hydratation des vorhandenen Calciumsulfathemihydrats zu initiieren, während gleichzeitig stark mechanisch gerührt wird. Die Beschickungsteilchen und das wäßrige Bindemittel werden in einen begrenzten langgestreckten Raum eingeführt, in dem ein im allgemeinen helixartiger (schraubenlinienförmiger) turbulenter Gasstrom erzeugt wird. Die Beschickung und das wäßrige Bindemittel bilden eine im wesentlichen einheitliche Dispersion der Teilchen inner-

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halb des turbulenten Gasstromes, wobei diese Dispersion mechanisch gerührt wird, um die benetzten Teilchen zu Körnchen (Granulat) zu verdichten. Danach werden die Körnchen bzw. das Granulat von dem Gasstrom abgetrennt.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Körnchen (Granulat) weisen eine verhältnismäßig hohe mechanische Festigkeit oder Beständigkeit gegen Abrieb bzw. Zerreibung unter mechanischen Beanspruchungen während der Herstellung, Verpackung, Lagerung, des Versands und anderen Verwendungen auf. Außerdem sind die erfindungsgemäß hergestellten (ab)sorptionsfähigen Trägermaterialien verhältnismäßig inert und sie weisen ein (Ab)Sorptionsvermögen auf, das für die kommerzielle Verwendung als (ab)sorptionsfähiges Material hoch genug ist. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Teilchengrößenverteilung der gebildeten Körnchen (Granulat) so gesteuert werden kann, daß sie innerhalb eines verhältnismäßig engen Bereiches liegt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird auch der Vorteil erzielt, daß die gebildeten (ab)sorptionsfähigen Körnchen eine Schüttdichte aufweisen, die niedriger ist als diejenige von in der Natur vorkommenden Gips teilchen, und, wie oben erörtert, ein höheres (Ab)Sorptionsvermögen aufweisen als in der Natur vorkommende Gipsteilchen mit einer ähnlichen Größe. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den weiter unten folgenden Beispielen hervor.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt viele verschiedene

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Ausführungsformen, von denen einige spezifische Ausführungsformen -nachfolgend näher beschrieben werden, es ist jedoch für den Fachmann klar, daß diese nur Beispiele für die der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien darstellen und daß die Erfindung keineswegs auf die nachfolgend beschriebe= nen spezifischen Ausführungsformen beschränkt ist. Alle hier gemachten Angaben in bezug auf Siebanalysen_s Sieb= Maschenweiten, Teilchengrößen und dgl_o, beziehen sich auf die USA Standard Sieve Series-ASTM Specification E-ll-70.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden (ab)sorptionsfähiges Calciumsulfatdihydrat (CaSO, χ 1/2 H₂O) oder Gips enthaltende Körnchen (Granulat) hergestellt, indem man zuerst eine teilchenförmige Beschickung (Charge) herstellt, die feinteilige Calciumsulfathemihydrat (CaSO, χ 1/2 H„θ)-Teilchen zusammen mit oder ohne ein anderes teilchenförmiges (ab)sorptionsfähiges Material enthält. Diese Beschickung enthält mindestens etwa 35 Gew.-% Calciumsulfathemihydrat j dessen handelsübliche Qualitäten auch unter der Bezeichnung gebrannter Gips bzw» Kalkgips bekannt sind. Die teilchenförmige Beschickung enthält vorzugsweise mindestens etwa 50 Gew.-% gebrannten Gips»

Um eine optimale Durchführung des erfindungsgemäßen Granulierverfahrens zu ermöglichen, sollten praktisch alle Teilchen der Beschickung und insbesondere die Teilchen aus dem gebrannten Gips mit einem wäßrigen Bindemittel, wie nachfolgend näher erläutert, benetzt werden. Daher sollten die Teilchen der Beschickung einen ausreichend kleinen Durchmesser aufweisen, so daß sie auf diese Weise benetzt wer-

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den können. Es hat sich als günstig erwiesen, Beschickungsteilchen zu verwenden, deren Größe so ist, daß sie ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 mesh) passieren. Besonders bevorzugt und vorteilhaft ist es, wenn die Beschickungsteilchen und insbesondere die Teilchen aus dem gebrannten Gips, eine solche Größe haben, daß sie ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,044 mm (325 mesh) passieren.

Die Beschickung kann auch andere (ab)sorptionsfähige Teilchen, d.h. zusätzliche (ergänzende) (ab)sorptionsfähige Materialien jneben den Teilchen aus dem gebrannten Gips enthalten. Diese zusätzlichen (ab)sorptionsfähigen Teilchen können aus einer extrem großen Gruppe von sowohl organischen als auch anorganischen Materialien ausgewählt werden. Wie im Falle des gebrannten Gipses sollten vorzugsweise praktisch alle Teilchen aus den anderen (absorptions fähigen Materialien, die in der Beschickung vorhanden sind, während des Granulierverfahrens von dem wäßrigen Bindemittel benetzt werden. Es ist auch günstig, wenn die Teilchengröße der übrigen (ab)sorptionsfähigen Materialien derjenigen des gebrannten Gipses ähnelt, d.h. wenn die Teilchen eine solche Größe haben, daß sie ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 mesh) passieren, wobei Teilchengrößen besonders bevorzugt sind, die ein SMd mit einer lichten Maschenweite von 0,044 mm (325 mesh) passieren.

Zu besonders wertvollen derartigen anderen (ab)sorptionsfähigen Teilchen oder zusätzlichen (ergänzenden) (ab)sorp-

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tionsfähigen Teilchen oder zusätzlichen (ergänzenden) (ab)-sorptionsfähigen Materialien gehören anorganische Materialien, wie absorbierende Tonmineralien, Vermiculit, Diatomeenerde, Bimsstein, Portland-Zement, Gips, Aktivkohle und dgl. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignet sind auch teilchenförmige- pflanzliche Materialien, wie gemahlene Maiskolben, eine Hafermühlenbeschickung, eine Sojabohnenmühlenbeschickung, Alfalfa-Mehl, Kokasnußmehl, gemahlene Baumwo11samenhüllen, gemahlene Reishüllen, zerhacktes Heu, Holzmehl (Sägespäne) und dgl.

Teilchenförmige absorbierende Tonmineralien sind besonders bevorzugt. Diese Materialien stellen in der Natur vorkommende erdige Produkte dar, die in erster Linie aus wasserhaltigen Aluminiumsilikaten bestehen. Es können auch geringe Mengen an Nicht-Tonmaterialien vorhanden sin. Typische absorbierende Tonmineralien sind Montmorillonit, Kaolin, Illit, Halloysit, Vermiculit, die Natrium-und Calciumbentonite (die Tone bestehen großenteils aus Montmorillonit, sie können jedoch Beidellit, Attapulgit und ähnliche Mineralien enthalten), Attapulgit, Sepiolit und dgl. Calciumbentonit ist ein für die Zwecke der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugtes Tonmineral. Die Farbe von Calciumbentonit kann innerhalb des Bereiches von einer cremefarbenen, grauweissen bis zu einer dunklen rötlich-gelben Farbe liegen und er ist im Handel häufig unter den Bezeichnungen Mississippi brown-, Georgia brown- und Georgia white-clays erhältlich.

Gips enthaltende Teilchen, wie z.B. solche, die erfindungsgemäß hergestellt worden sind, deren Teilchengröße so ist,

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daß sie entweder für die kommerzielle Verwendung zu groß sind und daher für die Wiederverwendung zerkleinert werden müssen, oder solche, deren Größe für die kommerzielle Verwendung zu gering ist, können einfach in die Beschickung bei einer anschließenden Herstellung von (absorptions fähigen Körnchen (Granulat) wiedereingeführt werden.

Die teilchenförmige Beschickung kann außerdem auch färbende Materialien enthalten, wenn verschieden gefärbte Körnchen (Granulat) erwünscht sind, und sie kann auch Agentien enthalten, welche die Hydratationsreaktion und damit die Abbindung zur Umwandlung in einen festen Gips verzögern oder beschleunigen.Verzögerungsmittel sind in der Regel von kolloidaler Natur, wie Leim, Sägemehl, Blut, Konservenfabrik-Abfälle und dgl., Beschleunigungsmittel sind häufig kristallisierte Salze, wie Natriumchlorid, Natriumsulfat, Natriumcarbonat und dgl.

Die erfindungsgemäßen Körnchen (Granulat) werden in einem Reaktionsgefäß mit einem begrenzten langgestreckten Hohlraum hergestellt, der häufig rohrförmig bzw. röhrenförmig sein kann. Innerhalb dieses Hohlraumes wird ein im allgemeinen helixartiger (schraubenlinienförmiger) turbulenter Gasstrom erzeugt, beispielsweise durch sich drehende Propeller, Flügel oder ähnliche Einrichtungen,und die teilchenförmige Beschickung wird in diesen eingeführt. Die eingeführte teilchenförmige Beschickung wird in dem turbulenten Gasstrom suspendiert,innerhalb des begrenzten Hohlraumes einer mechanischen Rührung unterworfen, mit dem wäßri-

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gen Bindemittel benetzt und sie folgt einem im allgemeinen helixartigen (schraubenlinienförmigen) Weg,der praktisch der gleiche ist wie derjenige des turbulenten Gasstromes» Das bevorzugte Gas ist die umgebende Luft. Es können aber auch erhitzte oder gekühlte Luft sowie andere Gase, wie Stickstoff., Kohlendioxid, Argon und dgl., verwendet wer= den,,

Zur Erzielung einer optimalen Durchrührung der suspendierten teilchenförmigen Beschickung entlang ihres Weges innerhalb des Reaktionsgefäßes wird die mechanische Rührung durch eine Reihe von Propellern bewirkt, die entlang der Länge des Reaktionsgefäßes im Abstand voneinander angeordnet sind» Jeder der Propeller (Flügelräder) besteht aus einer Viel= zahl von Schaufeln oder Blättern, die auf die suspendierte teilchenförmige Beschickung und auf die benetzten Körnchen, wenn sie gebildet werden, aufprallen. In bevorzugten Reak·= tionsgefäßen kann der Winkel der Schaufeln oder Blätter in dem gewünschten Maße geändert werden, um so den durch je= den Propeller.(Flügelrad) erzeugten Grad der physikalischen Rührung sowie die Verweilzeit der suspendierten teilchenförmigen Beschickung innerhalb des Reaktionsgefäßes zu steuern.

Ein Reaktionsgefäß, das sich als für die praktische Durchführung der Erfindung besonders geeignet erwiesen hat, ist im Handel von der Firma Strong-Scott Mfg. Co., Minneapolis, Minnesota, USA,unter dem Handelsnamen "TURBULIZER" erhältlich. Ein "TURBULIZER" wird vom Hersteller als "kontinuierlicher Hochgeschwindigkeits-Mischer" beschrieben und eine

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empfohlene Verwendung desselben ist die für die Deagglomeration und Homogenisierung von Feststoffen. Es wurde jedoch festgestellt, daß diese Vorrichtung, wenn sie in einer bestimmten Art und Weise betrieben wird, auch zur Herstellung von Granulat (Körnchen) aus sehr feinen Teilchen oder Feinteilen verwendet werden kann. Die Nennung eines Strong-Scott-TURBULIZER als ein Reaktionsgefäß, in dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann, dient nur der Erläuterung der Erfindung, da das erfindungsgemäße Verfahren keineswegs nur auf die Verwendung dieses speziellen Reaktionsgefäßtyps oder Reaktionsgefäßaufbaus beschränkt ist.

Bei der Durchführung des er findungs gemäß en Veriährens wird beim Beginn der mechanischen Rührung in dem Reaktionsgefäß ein turbulenter helixartiger (schraubenliiienförmiger) Gasstrom innerhalb des Reaktionsgefäßes erzeugt durch Drehen der Reaktionsgefäß-Schaufeln oder -Flügel darin. Wenn eine teilchenförmige Beschickung in das Reaktionsgefaß eingeführt wird, gelangen die die Beschickung bildenden Teilchen in den Gasstrom und erzeugen darin eine im wesentlichen gleichmäßige Dispersion der Beschickungsteilchen. In das Reaktionsgefäß wird außerdem ein wäßriges Bindemittel in einer Menge eingeführt, die ausreicht, um die Beschickungsteilchen zu benetzen und die Hydratation des Calciumsulfathemihydrats zu initiierer, während die Teilchen innerhalb des Reaktionsgefäßes dispergiert sind. Auf diese Weise erhält man eine neue Dispersion, die Gas, Wasser, zusätzliche bzw. ergänzende (ab)sorptionsfähige Teilchen (falls vorhanden) und hydratisierend.es Calciumsulfathemihydrat

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enthält. Innerhalb des Reaktionsgefäßes benetzt das wäßrige Bindemittel vorzugsweise praktisch alle Beschickungsteilchen und durch diese Benetzung beginnt das Calciumsulfat» heirihydrat sich in das Dihydrat umzuwandeln. Das CalciumsuTfathemihydrat, das gerade hydratisiert wird, agglomeriert sich unter deir Einfluß der mechanischen Rührung, die innerhalb des Reaktionsgefäßes zusammen mit dem obengenannten helixartigen Gasstrom stattfindet, mit den verschiedenen anderer, innerhalb des Reaktionsgefäßes vorhandenen Materialien unter Bildung von im wesentlichen kugelfo.rm.igen (absorptions fähigen Körnchen (Granulat).

Bei dem in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten wäßrigen Bindemittel handelt es sich vorzugsweise um Wasser, wie es aus der Leitung kommt. Es kann auch destilliertes oder entionisiertes Wasser verwendet werden. Außerdem können Zusätze, wie z.B. polymere Materialien, in dem Wasser enthalten sein, die das Granulierverfahren unterstützen und dem erf indungs gemäßen Granulatprodukt auch eine gewisse zusätzliche mechanische Festigkeit verleihen. Zu Beispielen für polymere Materialien, die in dem Wasser verwendet werden können, gehören, ohne daß die Erfindung darauf beschränkt ist, Polyvinylalkohol enthaltende Harze, lösliche Acrylharze sowie in Wasser unlösliche, jedoch darin dispergierbare Acrylharze, wie sie bei der Herstellung von Farbanstrichen gebildet werden, und dgl.

Vorzugsweise werden die teilchenförmige Beschickung und das wäßrige Bindemittel im wesentlichen gleichzeitig in das Reaktionsgefäß und in den Gasstrom eingeführt, so daß

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kein Vorlauf der teilchenförmigen Charge vor dem gewünschten Produkt aus dem Reaktionsgefäß austritt und auch kein wäßriges Bindemittel vor den? Granulatprodukt aus dem Reaktionsgefäß austritt.

Die verwendete Menge des wäßrigen Eindemittels ist eine Funktion seines Wassergehaltes und der Menge an Calciumsulfathemihydrat (gebrannten Gips), die in der Beschickung vorliegt. Die verwendete Wassermenge sollte in der Nähe der stöchiometrischen Menge liegen, die für die Umwandlung des Calciumsulfatheirihydrats in Calciumsulfatdihydrat, d.h. von gebrannten Gips in Gips, erforderlich ist. Die verwendete Wassermenge liegt vorzugsweise in einem geringen Überschuß gegenüber der Menge vor, die für die Hydratationsreaktion stöchiometrisch erforderlich wäre. An dem stöchiometrischen Punkt verbrauchen etwa 6 Gew.-Teile gebrannter Gips etwa 1 Gew.-Teil Wasser. Das Wasser sollte jedoch besonders bevorzugt in einer Menge von nicht mehr als etwa 25 % des Gewichtes des gebrannten Gipses verwendet werden oder, anders gesagt, das besonders bevorzugte Gewichtsverhältnis zwischen gebranntem Gips und Wasser, die zu einem beliebigen Zeitpunkt in das Reaktionsgefäß eingeführt werden, beträgt etwa 4 Gew.-Teile gebrannter Gips auf 1 Gew.-Teil Wasser.

Körnchen (Granulat), die (das) unter Verwendung der bevorzugten Wasserrriengen hergestellt worden sind (ist), treten (tritt) schwach feucht aus dem Reaktionsgefäß aus, wenn man die Hydratationsreaktion jedoch fortschreiten läßt, trocknen die Körnchen (das Granulat) von selbst. Es

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wird angenommen;, daß das Wasser, welches die Feuchte verursacht, entweder in die Umgebung verdampft oder, was wahrscheinlicher ist5 verbraucht wird zur Fortsetzung der Hydratation des gebrannten Gipses zu Gips» Wenn wesentlich mehr Wasser verwendet wird als eine Menge, die innerhalb des bevorzugten Bereiches liegt_s kann die mechanische Festig= keit der Körnchen (des Granualts) darunter leiden= Auch müssen die das Reaktionsgefäß verlassende Körnchen (das Granulat) getrocknet werden, so daß eine zusätzliche S tu- - fe erforderlich ist und die Produktionskosten dadurch ansteigen.

Wenn es sich bei dem oben beschriebenen Reaktionsgefäß um ein solches handelt, das keine beachtliche Menge der Rückmischung erlaubt, sollte das wäßrige Bindemittel in einer Menge in das Reaktionsgefäß eingeführt werden, die ausreicht, um den Teil der teilchenförmigen Beschickung zu hydratisieren, der auch eingeführt worden ist. Es ist daher bevorzugt, daß das wäßrige Bindemittel in das Reak= tionsgefäß und in seinen Gasstrom in einer solchen Menge bzw. Rate eingeführt wird, daß das Gewicht des eingeführ·= ten wäßrigen Bindemittels nicht mehr als etwa 25 % des Gewichtes der Beschickung, die gleichzeitig eingeführt wird, beträgt.

Die Art und Weise, in der das wäßrige Bindemittel in das Reaktionsgefäß eingeführt wird, kann variieren» Wenn Wasser allein als Bindemittel verwendet wird, kann es in Form von Wasserdampf eingeführt werden. Außerdem kann ein wäßriges Bindemittel auch in Form eines Flüssigkeitsstro-

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mes eingeführt werden, der durch mechanische Rührer aufgeteilt werden sollte. Vorzugsweise wird es in Form einer Flüssigkeit in Tailchenform, d.h. in Form eines Sprays oder Nebels, eingeführt. Es sind mehrere verschiedene Typen von Öffnungen für das Versprühen von wäßrigen Lösungen oder Dispersionen bekannt und die spezielle Auswahl unter diesen Öffnungen oder Düsen bleibt dem Fachmann auf diesem Gebiet überlassen in Abhängigkeit von dem speziellen Typ des jeweils gewünschten Granulats, der Teilchengröße der eingeführten Beschickung, dem verwendeten Bindemittel und den spezifischen Anforderungen des gewählten Reaktionsgefäßes♦

Die Größe der gebildeten Körnchen hängt in großem Umfange von der Behandlungsdauer der teilchenförmigen Beschickung innerhalb des Reaktionsgefäßes ab. Im allgemeinen ist die durchschnittliche Größe, d.h. der Durchmesser der gebildeten Körnchen umso größer, je länger die Betendlungsdauer ist. In einem gegebenen Reaktionsgefäß sollte jedoch die nach der Behandlung eines Reaktionsgefäßvolumens der zu granulierenden dispergierten teilchenförmigen Beschickung verstrichene Zeit, d.h. die Verweilzeit (Raumzeit), mindestens 0,5 Sekunden betragen, um die Benetzung der Teilchen aus dem gebrannten Gips und die Verdichtung der gebildeten Körnchen (des Granulats) durch mechanisches Rühren zu ermöglichen. Die Verweilzeit Θ kann errechnet werden durch Dividieren des Reaktionsgefäßvolumens durch die volumetrische Strömungsgeschwindigkeit des Reaktionsgefäß-Output. Der reziproke Wert der Verweilzeit© ist die Raumgeschwindigkeit S, d.h. S= 1/Θ .

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So können beispielsweise bei Verwendung eines Granulier-Reaktionsgefäßes mit einem Reaktionsgefäßvolumen von etwa 0,1 m³ (3,35 ft.³), wie z.B. ein TURBULIZER, Modell T-14, Körnchen, die überwiegend eine Teilchengröße von 0,85 bis 0,25 mm (20/6C mesh) aufweisen, d.h., ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,85 mm (20 mesh) passieren und auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 mesh) zurückgehalten werden, in einer Rate von etwa 1130 kg (2500 lbs) pro Stunde gebildet werden, wobei pro Stunde etwa 907 kg (2000 lbs) handelsüblicher gebrannter Gips und etwa 227 kg (500 lbs) Wasser in Form eines feinteiligen Sprays zusammen mit Umgebungsluft als Trägergas

3 3 in einer Rate von etwa 7,65 m (270 ft. ) pro Minute oder

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von etwa 460 m (16200 ft. ) pro Stunde durch das Reaktionsgefäß durchgesetzt werden. Die ungefähre Verweilzeit in

-4 dem obigen Granulierverfahren beträgt daher etwa 2 χ 10 Stunden.

Es wurde gefunden, daß im allgemeinen eine Verweilzeit von

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etwa 1,4 χ 10 bis etwa 1 χ 10 Stunden in dem erfindungsgemäßen Verfahren für die Herstellung von Körnchen (Granulat) einer solchen Größe, daß mindestens etwa 20 Gew.-% der Körnchen (des Granulats) ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,85 mm (20 mesh) passieren und auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 mesh) zurückgehalten werden, bevorzugt ist. Verweilzeiten

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von etwa 1,8 χ 10 bis etwa 2,2 χ 10 Stunden sind bevorzugt für die Herstellung von Körnchen (Granulat) mit einer solchen Teilchengröße, daß mindestens etwa 85 Gew.-% der Körnchen (des Granulats) ein Sieb mit einer lichten Ma-

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schenweite von 0,85 mm (20 mesh) passieren und auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 mesh) zurückgehalten werden.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Körnchen bzw. das hergestellte Granulat weisen bzw. weist im allgemeinen eine Trockenschüttdichte von etwa 0,96 g/cm

(60 lbs/ft. ) und weniger auf, je nach den vorhandenen Bestandteilen, und sie haben vorzugsweise eine Trockenschütt-

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dichte von etwa 0,64 bis etwa 0,88 g/cm (40 bis 55 lbs/ft. ) Diese Körnchen weisen im allgemeinen eine Oberflächenhärte von weniger als etwa 40 % Abrieb und ein Flüssigkeitsrückhaltevermögen von mindestens etwa 30 Gew.-% auf.

Die Tatsache, daß die Oberflächenhärte der erfindungsgemäß hergestellten Körnchen weniger als etwa 40 % Abrieb beträgt, ist ein Anzeichen dafür, daß das erfindungsgemäß hergesteLlte Granulat besonders gut geeignet ist für die kommerzielle Verwendung als Trägermaterial für flüssige Chemikalien und insbesondere als Trägermaterial für landwirtschaftliche Chemikalien, die an oder in dem Granulat (ab)sorbiert werden und die auf landwirtschaftliche Flächen aufgebracht werden können durch Ausbringen (Verteilen) der Körnchen auf diesenFlächen unter Verwendung von üblichen landwirtschaftlichen Geräten, Die verhältnismäßig hohe Oberflächenhärte verleiht ihnen einen hohen Grad an mechanischer Festigkeit oder Beständigkeit gegen Abrieb bzw. Zerreiben unter den mechanischen Beanspruchungen, die während des Herstellungsverfahrens, während der Verpackung und des · Versands sowie während der Verwendung auftreten, wenn die

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Körnchen mittels mechanischer Apparaturen auf landwirtschaftliehen Flächen ausgebracht werden.

Die verhältnismäßig hohe Oberflächenhärte trägt ferner zu den verhältnismäßig geringen Staubbildungseigenschaften
des Granulats bei. D.h., das erfindungsgemäß hergestellte Granulat mit einer verhältnismäßig hohen Oberflächenhärte hat eine geringere Neigung^ zu zerbrechen und Staubteilchen oder "Feinteile" zu bilden, die im allgemeinen unerwünscht sind, veil die Feinteile durch die Luft verteilt und zu Stellen transportiert werden, wo sie unerwünscht sind und weil sie von Tieren und/oder Arbeitern, welche die Körnchen bzw« das Granulat handhaben, eingeatmet werden können„

Die erfindungsgemäßen Calciumsulfatdihydratkörnchen ergeben ein Granulat, das gegenüber landwirtschaftlichen Chemikalien, für die es als Trägersubstanz dienen soll, praktisch inert ist. Es wird angenommen, daß dieses Trägermaterial wenige, falls überhaupt, katalytische Zentren oder saure Zentren aufweist, die eine Zersetzung von verschiedenen Chemikalien, die an den Körnchen absorbiert sind,
hervorrufen oder beschleunigen. Die Verwendung von Desaktivatorverbindungen ist daher bei dem erfindungsgemäßen Granulat für die Neutralisation der sauren Zentren in der Regel nicht erforderlich, wie dies bei vielen anderen Typen· von Trägersubtanzen der Fall ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäß herge= stellte Calciumsulfatdihydrat-Granulat eine Schüttdichte

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von weniger als etwa 0,88 g/cm (55 lbs/ft. ) aufweist,

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wenn es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wie nachfolgend angegeben hergestellt worden ist. Eine solche Schüttdichte ist ginstig, verglichen mit der Schüttdichte von in der Natur vorkommendem Gips (Galciumsulfatdihydrat), die zwischen 1,04 und 1,12 g/cm³ (65 bis 70 lbs/ft.³) liegt. Obgleich diese Abnahme der Schüttdichte derzeit nicht in zufriedenstellender Weise erklärt werden kann, ist eine solche Abnahme der Schüttdichte höchst erwünscht, weil sie ein Anzeichen für das (Ab)Sorptionsvermögen ist. Das Ölrückhaltevermögen des erfindungsgemäß hergestellten Granulats beträgt mindestens etwa 30 Gew.-% und es kann 100 Gew.-% erreichen, je nach Granulatbestandteilen. Das Wasserrückhaltevermögen dieses Granulats ist etwa das gleiche bis zu geringfügig höher als das Ölrückhaltevermögen.

Die bevorzugte Teilchengröße des erfindungsgemäß hergestellten Granulats liegt innerhalb eines solchen Bereiches, daß das Granulat ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,85 rnm (20 mesh) passiert und von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 mesh) zurückgehalten wird. Ein Granulat mit dieser Korngröße weist Tr okkenfließeigenschaften und Handhabungseigenschaften auf, die es für die Verwendung als Trägersubstanz für landwirtschaftliche Chemikalien extrem gut geeignet machen.

Die Anwesenheit von Feinteilen in der Beschickung beeinflußt die Oberflächenhärte des schließlich erhaltenen (absorptions fähigen Granulats, so daß die Oberflächenhärte auch durch Steuerung der Menge an in der teilchenförmigen Beschickung für das Reaktionsgefäß vorhandenen Feinteilen

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reguliert werden kann. Im allgemeinen kann die teilchenförmige Beschickung bis zu etwa 50 Gew.-% Feinteile enthalten. Je höher die Konzentration an diesen Feinteilen in der Beschickung ist, umso niedriger ist die Oberflächenhärte der schließlich erhaltenen Körnchen (Granulat).

Nachfolgend wird zum Zwecke der weiteren Erläuterung und Beschreibung der Erfindung eine Reihe von Beispielen beschrieben, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. In jedem Beispiel ist eine Aufzählung von Parametern angegeben, die sich auf die Material-Ausgangsbeschickung, die Verfahrensbedingungen und die Eigenschaften des Endproduktes beziehen. Bestimmte Ausdrücke oder Eigenschaften, die vorstehend und in den nachfolgenden Beispielen erwähnt werden, sind wie folgt definiert oder werden wie folgt bestimmt:

(1.) "Schüttdichte": Dabei handelt es sich um die gemessene lockere Packungsdichte des agglomerierten Produktes, wenn es bis auf nicht mehr als 1 Gew.-% freie Feuchtigkeit getrocknet worden ist. Ein graduierter 250 ml-Zylinder wird ohne Zusammenpressen vollständig mit dem Produkt gefüllt.

3 3 Die Schüttdichte in g/cm (lbs/ft. ) wird bestimmt durch Dividieren des Gewichtes der Probe in Gramm durch das Volumen I
62,43.

3
lumen der Probe in cm und Multiplizieren mit dem Faktor

(2.) "Wasserabsorptionsvermögen": Es wird bestimmt nach dem folgenden Verfahren: Zuerst wird eine Probe von etwa 50 g des getrockneten Produkts bis auf±0,l g ausgewogen

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und in ein Glasrohr mit einer Länge von 22,9 cm (9 inches) und einem Innendurchmesser von 30 mm gegossen. Das Glasrohr wird in einer vertikalen Stellung gehalten und ein Ende des Rohres wird mit einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 1,0 nun (18 mesh) bedeckt. Die feinen Teilchen, die das Sieb passieren_?werden gesammelt und in das obere Ende des Rohres wieder eingeführt. Das Glasrohr wird auf einem Dreifußgestell gehalten und unter einem Winkel von 30 gegenüber der Horizontalen angeordnet. Unter das Rohr an dem Sieb wird ein graduierter 100 ml-Zylinder gestellt.

Es werden 75 ml Wasser aus einer Pipette durch das offene Ende des 22,9 cm (9 inch) langen Glasrohres in die Probe eingeführt. Das Wasser wird von der Probe absorbiert, bis der Sättigungspunkt erreicht ist, und das überschüssige Wasser beginnt in den graduierten Glaszylinder abzulaufen. Diese Stufe wird fortgesetzt, bis alle Portionen der Probe in dem Rohr benetzt sind. Nach-dem sichergestellt ist, daß kein Teil der Probe in dem Rohr trocken ist, läßt man das Rohr 30 Minuten lang abtropfen.Da 75 ml Wasser ursprünglich in der Pipette vorhanden waren und da jedes von der Probe in dem Rohr nicht absorbierte Wasser in dem graduierten Zylinder unterhalb des Rohres gesammelt worden ist, entspricht daher die absorbierte Wassermenge der Anfangsmenge von 75 ml abzüglich des in dem graduierten Zylinder gesammelten Wasservolumens. Diese Menge wird durch das Gewicht der Probe in Gramm dividiert, wobei man das Absorptionsvermögen der Probe in ml/g erhält.

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(3.) Das "Ölabsorptionsvermögen" wird nach dem im Bulletin P-A-1056, Federal Specification, Absorbent Material, Oil and Water (For Floors and Decks), herausgegeben von der General Services Administration der USA, angegebenen Test bestimmt. Das festgestellte Ölabsorptionsvermögen ist in ml/g angegeben,

(4.) Die "Oberflächenhärte" ist angegeben in .% Abrieb und sie wird wie folgt bestimmt: Ein Satz aus zwei Standard- Testsieben (Sieb Nr. 8 mit einer lichten Maschenweite von 2,4 mm (8 mesh) und Sieb Nr₀ 60 mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 mesh) mit einer jeweils kreis= förmigen Gestalt und einem Durchmesser von 2O₅3 cm (8 inches) wird ausgewählt für die Verwendung in Verbindung mit einer mechanischen Ro-Tap-Siebvorrichtung, hergestellt von der W.S. Tyler Co., Dayton, Ohio/USA, Als Probe wird aus dem granulierter Frodukt ein aliquoter Anteil von 100 g, auftO,1 g ausgewogen, entnommen. Die Probe wird auf das Sieb Nr. 8 in der Siebvorrichtung aufgebracht und 5 Minuten lang geschüttelt. Das sowohl das Sieb Nr. 8 als auch das Sieb Nr. 60 passierende Material, das in die Sammelpfanne unterhalb des Siebs Nr. 60 gelangt, wird zusammen mit dem Material mit einer größeren Teilchengröße, wel= ches das Sieb Nr. 8 nicht passieren kann, verworfen» 50 g des auf dem Sieb Nr. 60 zurückgehaltenen Materials werden zusammen mit 300 g Stahlkugeln mit einem Durchmesser von 0,64 cm (0,25 inch) in eine Pfanne eingeführt und von Hand gemischt» Die Pfanne wird dann in der mechanischen Siebvorrichtung 20 Minuten lang geschüttelt, ohne daß der Abzugsarm angeschlossen ist. Der Inhalt der Pfanne wird

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- 3ο -

oben auf das Sieb Nr. 8 aufgebracht und hindurchfallen gelassen bis zum Sieb Nr. 60 und in die Auffangpfanne unterhalb des Siebs Nr. 60* Die Stahllcufreln werden aus dem Sieb Nr. S entfernt und mittels der Siebvorrichtung wird 5 Minuten lang mit angeschlossenem Abzugsarm gesiebt.

Das Material, das das Sieb passiert hat, wird dann gewogen. Die Härte, ausgedrückt in "% Bruch" oder Abrieb,wird errechnet durch Dividieren des Gewichtes des Materials, welches das Sieb Nr. 60 passiert hat, durch 50 g und Multiplizieren mit 100.

(5.) "Flüssigkeitsrückhaltevermögen": Zur Bestimmung des Flüssigkeitsrückhaltevermögen (trockener Strom) wird eine organische Flüssigkeit mit einer niedrigen Viskosität mit einem spezifischen Gewicht von 1 g/ml verwendet. Eine Mischung aus schweren: aromatischem Naphtha und o-Chlortoluol (Gewichtsverhältnis 1:1) ergibt das gewünschte spezifische Gewicht und die gewünschte Viskosität und sie ist verhältnismäßig nicht-flüchtig. Das angewendete Verfahren ist das folgende:

(a) 20 g der Körnchen (des Granulats) werden in eine quadratische 226,8 g (8 ounce)-Flasche eingefüllt;

(b) es werden 5 g-Portionen Flüssigkeit zu den Körnchen zugegeben und bei jeder Zugabe wird die Flasche geschüttelt, (α) bis keine Körnchen mehr an den Seiten haften oder (ß ) 5 Minuten lang;

(c) wenn genügen! Flüssigkeit, zugegeben worden ist, so daß die Körnchen noch nach 5-minütigem Schütteln an den Seiten des Glases haften, werden 1 g-Portionen trockene Körnchen (mit zwischenzeitlichem 5-minütigem Schütteln nach jeder

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Zugabe bis der Punkt erreicht ist, an dem keine Körnchen an den Seiten des Behälters mehr haften) zugegeben. An diesem Punkt wird das Flüssigkeitsrückhaltevermögen (LHC) wie folgt berechnet:

LHC ~ _m _χ

g Körnchen + g Flüssigkeit

(6.) Die in jedem Beispiel angegebene "Siebverteilungsanalyse" faßt die Ergebnisse eines Standardtests zur Bestimmung der Verteilung der Korngrößen in der Produktcharge zusammen. Am Ende des Granulierverfahrens wird die Charge aus den gebildeten Körnchen (Granulat) getrocknet. Danach werden 5 kreisförmige Standard-Siebe mit einem Durchmesser von 20,3 cm (8 inch) oder Maschensiebe für die Analyse verwendet und sie werden zu einem Satz zusammengefaßt in absteigender Reihenfolge in bezug auf die Siebgröße (Maschenweite). Etwa 200 g des Granulatproduktes werden auf das obere Sieb aufgebracht und die Siebe werden 5 Minuten lang geschüttelt unter Verwendung einer mechanischen Ro-Tap-Siebvorrichtung. Das auf jedem geeichten Sieb zurückgehaltene Gewicht wird in . . % Retention der 200 g-Probe umgewandelt und ist für jedes Beispiel unter der Sieb- oder Maschennummer, auf dem es zurückgehalten wurde, aufgezählt. Eine Aufzählung eines Siebpaares oder eines Maschennummerpaares, getrennt durch einen Querstrich (/),zeigt, daß die Körnchen die erste Siebnummer oder das erste Sieb passiert hatten und auf der zweiten Siebnummer oder dem zweiten Sieb zurückgehalten worden waren. EineSieb-oder eine Maschennummer, der ein Pluszeichen (+) vorangestellt ist, zeigt an, daß die Körnchen auf diesem Sieb zurückge-

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halten wurden, während eins Sieb- oder eine Maschennummer, der ein Minuszeichen (-) vorangestellt ist, anzeigt, daß die Körnchen dieses Sieb passierten.

Beispiel 1

Zum Granulieren von handelsüblichen? gebranntem Gips wurde ein Strong-Scott-TURBULIZER-Reaktionsgefäß, Modell T-14, verwendet. Pro Stunde wurden etwa 862 kg (1900 lbs) gebrannter Gips zusammen mit einem Wasserspray in einer Rate von etwa 25 Gew.-% der Zuführungsrate für den gebrannten Gips in das Reaktionsgefäß eingeführt. Die gebildeten Gipskörnchen wurden dann abgetrennt und getrocknet. Pro Stunde erhielt man etwa 998 kg (2200 lbs) Gipskörnchen

3

mit einer Schüttdichte von etwa 0,91 g/cm (57 lbs/ft. ) und der folgenden Siebanalyse:

Sieb Nr. _Gew

(lichte Maschenweite w.-₀

in mm)

+ 4 (>4,7) 0,3

+ 6 (>3,3) 1,3

+ 8 (>2,4) 2,6

+ 10 (72,0) 2,1

+ 12 (>1,65) 4,3

+ 16 (?1,16) 15,0

+ 20 (>O,85) 23,9

+ 60 (>O,25) 40,4

- 60 (40,25) 10,1

100,0

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Beispiel 2

Zum Granulieren einer Mischung aus etwa 50 Gew„~% kanadischem Gips und etwa 50 Gew.-% Mississippi brown clay mit einer solchen Teilchengröße, daß sie ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von O₅25 mm (60 mesh) passierte, wurde ein Strong-Scott-TURBULIZER-Reaktionsgefäß, Modell T-14, verwendet. Vor dem Granulieren wurden die teilchenförmigen Materialien in einem Zementmischer mit einer Ka-

3 3
pazität von etwa 0,11 m (4 ft. ) vorgemischt«

TURBULIZER-Betriebsbedingungen Beschickungsrate: Wasserzuführungsrate: Output:

Achsengeschwindigkeit: Schaufeleinstellung: Energieentnahme:

839 kg (1850 lbs)/Std. 5,7 1 (1,5 gallon)/Min_o 1180 kg (2600 lbs)/Std,_s naß

907 kg (2000 lbs)/Std.,

trocken

728 UpM
45°

20 A mit Stromstößen bis 60 A bei 240 V

Aus dem Reaktionsgefäß wurden naße Körnchen abgezogen und in Form eines Wirbelbettes unter den folgenden Bedingungen getrocknet:

Einlaßtemperatur:

Endauslaßtemperatur:

Ghargengröße:

pro Charge erforderliche Zeit:

Rauchschieber-Einstellungen:

90°C

40°C

34 kg (75 lbs), naß 25 bis 30 Minuten

100 % Einlaß
100 % Auslaß

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Die getrockneten Körnchen wurden dann einer Teilchenzerkleinerung unterworfen.

Zerkleinerungs- und Siebbedingungen

Durchsatz: 363 bis 454 kg (800 bis

1000 lbs)/Std.

Anzahl der Durchgänge: 4 bis 5 Vor der Verringerung der Teilchengröße:

Ausbeute in Gew.-%

Sieb Nr. Charge (lichte Maschen- Nr. 1 weite in mm)

Charge Nr. 2	Charge Nr. 3
50	37
37	34
13	29
100	100

+ 20 (>0,85) 55 20/60 ( 0,85/0,25) 33

-60 (<O,25) _12

100

Nach dem ersten Durchgang der Zerkleinerung der Fraktion des Siebs Nr. +20 (>O,85 mm) der Charge Nr. 3:

Sieb Nr. . , . . -, „

/-, . ι. w τ. · _t Ausbeute m Gew.-% (lichte Maschenweite

in mm)

+ 20 ( ^0,85) 72

20/60 (0,85/0,25) 12

-60 (<.O,25) JL6

100

Nach dem zweiten Durchgang unter Verwendung der Fraktion + 20 (>0,85 mm) aus dem ersten Durchgang:

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Sieb Nr.

(lichte Maschenweite in mm)

+ 20 (>O,85) 20/60 (0,85/0,25) -60 (< 0,25)

Ausbeute in Gew.-%

83 9

100

Nach dem dritten Durchgang unter Verwendung der Fraktion + 20 (>O,85 mm) aus dem zweiten Durchgang:

Sieb Nr. (lichte Maschenweite in mm)	Ausbeute in Gew»-%
+ 20 (>O_s85)	51
20/60 (0,85/0,25)	31
-60 (<0,25)	18 100

Gesamtausbeute bei der Charge Nr₀ 3:

. . " Sieb Nr.

(lichte Maschenweite in mm)

+ 20 (>O,85) 20/60 (0,85/0,25) -60(<0,25)

Ausbeute in Gew.=%

0 55 45

100

Produktbewertung

Schüttdichte, locker gepackt 0'Haus

Q30036/057Q

0,70 g/cm³ (44,0 lbs/ft_o ³) O_s77 g/cm³ (47,8 lbs/ft.³) O₅66 g/cm³ (41 lbs/ft.³)

Absorptionsvermögen für Öl 0,9 ml/g

ti für Wasser 0,8 ml/g

Härte	25,3 %
freie Feuchtigkeit	1,1 %
gebundene Feuchtigkeit	1,4 %
pH-Wert	7,2
Farbe	grau
pKa	1,5 negativ
	3,3 positiv

Siebanalyse	Gew.-%
Sieb Nr. (lichte Maschenweite in mm)	0
+ 20 (> 0,85)	17,2
+ 30 (> 0,60)	34,1
+ 40 (^ 0,44)	41,1
+ 50 (^ 0,30)	6,1
+ 60 ( > 0,2 5)	1,5
- 60 (40,25)

Beispiel 3

Zum Granulieren einer Mischung aus etwa 60 Gew.-% kanadischem Gips und etwa 40 Gew.-%^llMississippi brown clay" mit einer solchen Teilch e.ngröße, daß sie ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 mesh) passierte, wurde das gleiche Reakt ions gefäß wie in dem obigen Beispiel 2 verwendet,. Die obige Mischung wurde hergestellt durch Mischen der obengenannten Materialien in einem Zementmischer

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3 3 mit einer Kapazität von etwa O_?ll m (4 ft„ )

TUREULIZER-Betriebsbedingungen

Beschickungsrate Was s erzuführungsrate Output

Achsengeschwindigkeit Schaufeleinstellung Energieentnahme

857 kg (1890 lbs)/Std. 6,2 1 (1,63 gal )/Min.

122o kg (2700 lbs)/Std„,

naß

939 kg (2070 lbs)/Std., trocken

728 UpM
45°

20 A mit Stromstößen bis zu 60 A bei 240 V

Der feuchte Granulat-Output aus dem Reaktionsgefäß wurde entnommen und in Form eines Wirbelbettes unter den folgenden Bedingungen getrocknet:

90°C

40°C

Einlaßtemperatur Endaus laßtemperatür Chargengroße 34 kg (75 lbs), naß

pro Charge erforderliche Zeit 20 bis 25 Min. Rauchschieber-Einstellungen 100 % Einlaß

100 % Auslaß

Die erhaltenen trockenen Körnchen wurden dann einer Teilchenzerkleinerung unterworfen.

Zerkieinerungs- und Siebbedingungen Durchsatz

Anzahl der Durchgänge

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363 bis 454 kg (800 bis 1000 lbs)/Std.

4 bis 5

Vor der Teilchenzerkleinerung:

Sieb Kr. Ausbeute in Gew.-%

(lichte Maschen-

.^ . \ Charge Charge Charge weite xn mm) _AT ^ö _{n ΛΤ} ° ._ ^ö„ ' Nr. 1 Nr. 2 Nr.

+ 20 (70,85) 54 45 51

20/60 (0,85/0,25) 31 31 38

- 60 (CO, 25) _15 _24 JLj.

100 100 100

Nach der Zerkleinerung der Fraktion + 20 (Teilchengröße

> 0,85 mm)

Sieb Nr. Ausbeute in Gew.-%

	e na in	.öuiieuwe J-Lts mm)	Charge Nr. 1	Charge Nr. 2	Charge Nr. 3
+ 20	Oo,	85)	0	0	0
20/60	(o,	85/0,25)	68	64	62
- 60	(<o,	25)	32 100	36 100	38 100

Gesamtausbeute der Fraktion 20/60 (0,85/0,25) Charge Nr. 1 Charge Nr. 2 Charge Nr. 3 Gewichts-

durchschnitt

68 % 60 % 70 % 68 %

Produktbewertung

Schüttdichte, locker 0,72 g/cm³ (44,9 lbs/ft.³)

gepackt 0,80 g/cm³ (49,8 lbs/ft.³)

0'Haus 0,70 g/cm³ (44 lbs/ft.³)

Absorptionsvermögen für Öl 0,8 ml/g

" für Wasser 0,8 ml/g

Härte 25,5 %

freie Feuchtigkeit 1,1 % 030036/0570

gebundene Feuchtigkeit pH-Wert Farbe pKa-Wert

11,0 %

7,1

grau

1,5 negativ 3,3 positiv

Sxebanalyse	Gew.-%
Sieb Nr. (lichte Maschenweite in mm)	0
+ 20 (/ 0,85)	19,6
+ 30 O 0,60)	35,9
+ 40 OO,44)	37,2
+ 50 (>0,30)	5,5
+ 60 O 0,25)	1,8
- 60 (4.0,25)

Die vorstehenden Angaben und Daten sollen die Erfindung lediglich erläutern, ohne sie jedoch darauf zu beschränken. Es ist für den Fachmann selbstverständlich, daß die angegebenen Verfahrensparameter in einer für den Fachmann offensichtlichen Weise variiert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

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Claims

DIPL.-1N6. R. SPLANEMANN dipl.-chem. dr. B. REITZNER ZÜGEL. VERTRETER BEIM EPA . · PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE EPO · MANDAT AIRES AGREES PRES L'OEB 8OOO München 2 25ο Januar 1980 OIL-DRI CORPORATION OF τ-ι is . MTp T _ . Telefon (089) 22 62 07 / 22 62 09 AMtKltjA Telegramme: Inventius Mönchen 520 North Michigan Avenue Telex: 52s41 sintusd Chicago, Illinois 60 611 3712-1-1O0843 Unsere Akte: Ihr Zeichen: Verfahren zur Herstellung von (ab)sorptionsfähigem, Calciumsulfatdihydrat enthaltendem Granulat Patentansprü ehe

1. Verfahren zur Herstellung von (ab)sorptionsfähigem, CaI= ciumsulfatdihydrat enthaltendem Granulat, dadurch gekennzeichnet, daß man

eine teilchenförmige Beschickung, die feinteilige Calciumsulfathemihydrat-Teilchen in einer Menge von mindestens etwa 35 Gew.-%, bezogen auf die Beschickung, enthält, herstellt,

in einem begrenzten langgestreckten Raum einen im allgemeinen heiixartigen (schraubenlinienförmigen) turbulenten Gasstrom erzeugt,

die Beschickung so in den Gasstrom einführt, daß eine im wesentlichen gleichmäßige Dispersion der Teilchen in dem Gasstrom erhalten wird,

in diese Dispersion ein wäßriges Bindemittel in einer Menge einführt, die ausreicht, um die Teilchen zu benetzen und

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Konten: Deutsche Bank AG, München, Konto-Nr. 2014 009 · Postscheck: München 600 60-807

zu agglomerieren und die Hydratation des Calciumsulfathemihydrats im dispergierten Zustand zu initiieren, diese Dispersion mechanisch so durchrührt, daß der Strom der Dispersion im wesentlichen der gleiche ist wie der Gasstrom, um die benetzten Teilchen zu Granulat bzw. Körnchen zu verdichten, und
das dabei gebildete Granulat (die Körnchen) abtrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Beschickung verwendet, die mindestens 50 Gew.-% Calciumsulfathernihydrat enthält.

3. Verfahren nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Beschickung verwendet, die zusätzlich zu dem Calcxumsulfathemihydrat noch feste (ab)sorptionsfähige Teilchen enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bindemittel flüssiges Wasser und als Gas Luft verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Wasser und die teilchenförmige Beschickung im wesentlichen gleichzeitig in den Gasstrom einführt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des in die Dispersion eingeführten Wassers nicht mehr als etwa 25 % des Gewichtes des in den Gasstrom eingeführten Calciumsulfathemihydrats beträgt.

7. Verfahren zur Herstellung von (ab)sorptionsfähigem, CaI-

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ciumsulfatdihydrat enthaltendem Granulat, dadurch gekennzeichnet, daß man

eine teilchenförmige Beschickung aus (ab)sorptionsfähigen Teilchen und, in Mischung damit, mindestens etwa 35 Gew.-/?_; bezogen auf die Beschickung, Teilchen aus gebranntem Gips herstellt,

ein Gas innerhalb eines begrenzten langgestreckten Raumes mechanisch rührt, um einen im allgemeinen helixartigen (schraubenlinienförmigen) turbulenten Gasstrom zu erzeugen,

die Beschickung mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Geschwindigkeit bzw* Rate in den gebildeten Gasstrom einführt,

im wesentlichen gleichzeitig mit der Beschickung in den gebildeten Gasstrom ein wäßriges Bindemittel in einer Men= ge einführt, die ausreicht, um die teilchenförmige Beschickung zu benetzen und die Hydratation der Teilchen aus dem gebrannten Gips zu initiieren, das Rühren eine für die Bildung von Granulat (Körnchen) ausreichende Zeitlang fortsetzt und das gebildete Granulat (die Körnchen) abtrennt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bindemittel Wasser und als Gas Luft verwendet.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Beschickung verwendet, die mindestens 50 Gew.-% gebrannten Gips enthält»

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch ge-

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kennzeichnet, daß man das Wasser in einer solchen Rate in den Gasstrom einführt _f daß das Gewicht des eingeführten Wassers nicht mehr als 25 % des Gewichtes der eingeführten Beschickung beträgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man als (ab)sorptionsfähige Teilchen anorganische Materialien verwendet, die ausgewählt werden aus der Gruppe (ab)sorptionsfähiger Ton, Vermiculit, Diatomeenerde, Bimsstein, Portland-Zement, Gips und Aktivkohle.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man als (ab)sorptionsfähige Teilchen pflanzliche Materialien verwendet.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Beschickung verwendet, die (ab)sorptionsfähigen Ton in Form von Feinteilen in einer Menge von bis zu etwa 50 Gew.-%, bezogen auf die Beschikkung, enthält.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man als (ab)sorptionsfähige Tonfeinteile Teilchen einer Größe verwendet, die ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 mesh) passieren.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man als (ab)sorptionsfähige Tonfeinteile Teilchen einer Größe verwendet, die ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,044 mm (325 mesh) passieren.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch

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ΒΑΏ ORfGfNAL

gekennzeichnet j daß der verwendete gebrannte Gips eine solche Teilchengröße hat, daß er ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von O₅,25 mm (60 mesh) passiert.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet5 daß der verwendete gebrannte Gips eine solche Teilchengröße hat, daß er ein Sieb mit einer lieh= ten Maschenweite von O₉044 mm (325 mesh) passiert.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Luftstrom etwa Umgebungstemperatur hat.

19 ο Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 18_s dadurch gekennzeichnet j daß die Verweilzeit der teilchenförmigen Beschickung innerhalb des turbulenten Gasstromes etwa 1,4

-4 -3

χ 10 bis etwa 1 χ 10 Stunden beträgt.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,

daß die Verweilzeit der teilchenförmigen Beschickung in=

=4 nerhalb des turbulenten Gasstromes etwa 1,8 χ 10 bis

-4
etwa 2,2 χ 10 Stunden beträgt.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß man als wäßriges Bindemittel Wasser= dampf verwendet.

22ο Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß man als wäßriges Bindemittel eine Flüssigkeit verwendet, die in Form von Teilchen in den Gasstrom eingeführt wird.

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