DE60035528T2

DE60035528T2 - Verwendung magnetischer, poröser anorganischer materialien als sorptionsmittel zur reinigung von wasser und der umwelt von ausgelaufenem öl

Info

Publication number: DE60035528T2
Application number: DE60035528T
Authority: DE
Inventors: Neofytou Christodoulos Christodoulou
Original assignee: ECOMAG TECHNOLOGIES Ltd
Current assignee: ECOMAG TECHNOLOGIES Ltd
Priority date: 2000-07-19
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2020-07-20
Also published as: DK1303572T3; DE60035528D1; CY1106866T1; PT1303572E; ES2290055T3; US20040108276A1; ATE366786T1; AU2001211277A1; EP1303572A1; WO2002006419A1; EP1303572B1

Description

1. Einführung
Bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt sind die zur Reinigung von Ölverschmutzung eingesetzten Verfahren mechanische und chemische Verfahren.
Die eingesetzten mechanischen Verfahren boomen im Umgebungsbereich der Ölverschmutzungen und Spezialpumpen und Skimmer zur Rückgewinnung der Unmenge des Öls. Diese Verfahren sind schmutzig, zeitaufwendig und ineffizient. Obgleich ein solches Verfahren dazu beitragen kann, den überwiegenden Teil des Öls zu entfernen, bleibt jedoch ein großer Anteil auf der Oberfläche der Gewässer zurück, der nach einiger Zeit die Küste erreicht und eine nicht wieder gutzumachende Umweltverschmutzung hervorrufen. Um das zurückbleibende Öl zu entfernen, werden spezielle Materialien zum Sorbieren angewendet (in der Regel auf Basis von Polypropylen). Diese Materialien sind gut, jedoch lassen sie sich schwer auf das ausgelaufene Öl aufbringen und sind schwer von dem Wasser zurückzugewinnen. Außerdem sind sie verhältnismäßig kostspielig.
Bei den chemischen Verfahren wird das Spritzen von chemischen Dispergiermitteln oder Detergentien eingesetzt, um die Ölverschmutzung in sehr kleine Tröpfchen aufzuteilen, die in dem Wasservolumen absinken und "hoffentlich" im Laufe der Zeit einer Biozersetzung unterliegen, die Monate oder Jahre dauern kann. In der Regel sinken die schweren Komponenten des Öls in den Boden der Gewässer ein und rufen eine dauerhafte Meeresverschmutzung hervor. Der Nachteil der Anwendung der chemischen Methoden besteht darin, dass das Öl im Wesentlichen zurückbleibt und zu einer Verschmutzung der Gewässer über lange Zeit führt und unvorhersagbare Schäden an der Umwelt und den ökonomischen Systemen um die Verschmutzungsstelle herum hervorruft. Darüber hinaus lassen sich die zur Anwendung gelangenden Chemikalien als zusätzliche Umweltschadstoffe betrachten.
Andere Methoden, wie beispielsweise eine in situ-Verbrennung des Öls, können andere Luftverschmutzungsprobleme hervorrufen (SO₂, CO, CO₂, C usw.). Außerdem verfestigen sich die schweren Ölbestandteile und sinken auf den Boden der Gewässer und rufen eine dauerhafte Verschmutzung hervor.
Als eine Konsequenz der partiellen Wirksamkeit der bestehenden mechanischen Methoden, der teilweisen Wirksamkeit und Belastung durch Verschmutzung mit chemischen Methoden werden die Gewässer von Tag zu Tag stärker verschmutzt, so dass es einen dringenden Bedarf zur Entwicklung neuartiger wirksamer Sorbensmaterialien und von Verfahren zur Bekämpfung von Ölverschmutzungen gibt.
Um die Verschmutzung durch Ölauslauf auf ein Minimum zu halten, muss man zumeist die gesamte Menge (nahezu 100%) des Öls aus den Gewässern physikalisch entfernen. Dieses muss in einer effizienten und kostenwirksamen Weise geschehen, die neuartige Materialien und neue Rückgewinnungsmethoden erfordern.
Die US-P-5 603 983 offenbart poröse anorganische Matrixmaterialien mit einer magnetischen Beschichtung und poröse Membranen aus derartigen Materialien.
Die US-P-5 035 804 offenbart die Verwendung von Blähperlit für die Entfernung von Öl aus Wasser.
Die vorliegende Erfindung gewährt ein partikuläres Composite-Material zum Absorbieren von ausgelaufenem Öl, wobei das Material eine poröse Mineralkomponente mit geringer Dichte aufweist und eine magnetische Komponente in einer ausreichenden Menge, um das partikuläre Material aus einer Ölverschmutzung magnetisch rückgewinnbar zu machen, wobei das Material gekennzeichnet ist durch eine Schüttdichte von 323 kg/m³ bis 25 kg/m³.
Unter anderen Anwendungen wird die Verwendung derartiger Membranen zur Entfernung von Kohlenwasserstoffen aus Abwasser offenbart.
Ein solches partikuläres Material lässt sich mühelos auf die Ölverschmutzung aufbringen und sorbiert sofort das Öl unter Bildung einer kohäsiven, aufschwimmenden Mischung von Öl, das in den Poren des festen Materials eingeschlossen ist, und das von den Gewässern und der Umgebung durch magnetische Abscheidung abgetrennt werden kann. Beispielsweise kann man einen Elektromagneten oder irgendein beliebiges magnetisches System verwenden, das in die unmittelbare Nähe oder in Kontakt mit der Mischung gelangt, die man abhebt und auf einem Wasserfahrzeug oder in einem Speicherbehälter lagert. Andere mechanische Methoden sind beispielsweise ein "Fischen" der Mischung in Netzen, die ebenfalls zur Anwendung gelangen können.
Eine bevorzugte Ausführungsform des neuartigen Materials wird hierin bezeichnet als "EcoMag" und ist entwickelt worden, um die folgenden Eigenschaften hervorzubringen:

1) Es basiert chemisch auf anorganischen Materialien (keine Copolymere oder andere organische Materialien), die in Bezug auf die Umgebung (Gewässer, Erdreich, Luft) inert sind und übliche Bodenbestandteile sind.
2) Es ist porös, um das Öl zu sorbieren und einzuschließen.
3) Es ist magnetisch, um von einem Magneten (elektromagnetischer oder permanenter Magnet) angezogen zu werden und mit Hilfe magnetischer Methoden abgetrennt werden zu können.
4) Es ist von sich aus oleophil (nicht unter Verwendung irgendwelcher Tenside), um Öl aufzunehmen und zu sorbieren.
5) Es ist sehr leicht, um selbst nach dem Sorbieren des Öls auf der Oberfläche der Gewässer aufzuschwimmen.
6) Das Material wird gewöhnlich in Form von Partikeln verwendet, die sich untereinander magnetisch anziehen (der Grad der magnetischen Anziehung lässt sich kontrollieren). Daher bilden die "magnetisch verbundenen" Partikel nach dem Sorbieren des Öls kohäsive Mischungen von "aufschwimmenden Inseln", die ein Ausbreiten der Ölverschmutzung verhindern und ihre Größe bewahren.
7) Durch Auftragen des Materials auf das Rohöl wird das Rohöl sorbiert und gehalten oder, die schwereren Komponenten. Daher werden, wenn es zu einer natürlichen Verdampfung der leichteren Komponenten des Rohöls kommt, die schwereren Komponenten (Asphalt) am Absinken auf den Meeresboden gehindert, ein Vorgang, der eine irreparable Meeresverschmutzung hervorruft.
8) Das Öl kann aus der Mischung durch Zentrifugation oder durch Lösemittelextraktion zurück gewonnen werden.
9) Die Material/Öl-Mischung kann zum Verbrennen beispielsweise in der Zementindustrie überführt werden, wobei das feste Material als anorganische Asche zurückbleibt, die gemeinsam in dem abschließenden Zementprodukt ausgefällt werden kann, oder sie kann auf dem Freiland verbracht werden (sie ist in Bezug auf das Erdreich inert).
10) Das Material kann in situ erzeugt und auf die Ölverschmutzung beispielsweise auf einem Schiff zur Bekämpfung der Ölverschmutzung aufgebracht werden.
11) Die Kosten des Materials sind wegen der geringen Kosten der Rohstoffe und der Fertigungskosten sehr gering.

Es ist darauf hinzuweisen, dass ein Material mit der Bezeichnung "CleanMag" mit ähnlichen Sorptions- und magnetischen Eigenschaften in der WO 98/17387 offenbart wurde. Dennoch besteht ein bedeutender Unterschied zwischen "CleanMag" und "EcoMag". Die überwiegenden porösen Komponenten von "CleanMag", die die Öle sorbieren, sind organische Copolymere, während die überwiegende poröse Komponente von "EcoMag" anorganische Substanz ist. Daher sind deren Hauptbestandteile, die die Öle sorbieren, voneinander völlig verschiedene Materialien. Außerdem sind sie hinsichtlich ihres Herstellungsprozesses völlig verschieden. Um "EcoMag" zu erzeugen, werden Temperaturen oberhalb von 800°C benötigt. Bei diesen Temperaturen schmilzt "CleanMag" und zersetzt sind irreversibel durch Verbrennen infolge seiner organischen Bestandteile. Daher sind die zwei Materialien vollständig verschieden.
Obgleich beide Materialien (CleanMag und EcoMag) für ähnliche Anwendungen (Reinigungsbeseitigung einer Ölverschmutzung durch magnetische Trennung) verwendet werden können, sind die Zusammensetzungen der Materialien und das Herstellungsverfahren der zwei Materialien ("CleanMag" und "EcoMag") verschieden. Außerdem besteht ein Hauptvorteil von "EcoMag" darin, dass seine Endkosten sehr viel geringer sind als die von "CleanMag", was auf die sehr viel niedrigeren Rohstoffkosten und die einfache und billige Erzeugung zurückzuführen ist. Außerdem führt die organische Beschaffenheit von "CleanMag" zu Problemen bei der Verbringung (oder zur Luftverschmutzung, wenn es verbrannt wird), während "EcoMag" umweltfreundlich ist, da seine Bestandteile anorganische Bodenbestandteile sind.
In einem anderen Aspekt gewährt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von geblähtem partikulären Composite-Material zum Absorbieren von Öl aus Ölverschmutzungen, wobei das Verfahren das Kurzzeit-Hocherhitzen von Präkursormaterial umfasst, das ungeschäumtes(geblähtes) Perlit aufweist und eine magnetische Komponente in einer ausreichenden Menge, um das resultierende, geschäumte partikuläre Composite-Material aus einer Ölverschmutzung magnetisch rückgewinnbar zu machen, wobei das Material eine Schüttdichte von 323 kg/m³ bis 25 kg/m³ hat.
2. Das "EcoMag"-Endprodukt
EcoMag ist ein Composite auf anorganischer Basis und besteht aus einer porösen Matrixkomponente und einer magnetischen Materialkomponente.
2.1 Poröse Matrixkomponente
Das Material der porösen Matrix ist chemisch anorganisch und besteht aus mehreren Metallen (Silicium, Aluminium, Kalium, Natrium, Eisen, Calcium, Magnesium und anderen metallischen Spuren) in Form von reinen Oxiden/Silicaten und/oder in Form von Oxid/Silicat-Mischungen im kristallinen und/oder amorphen Zustand.
Der Porositätsanteil (Porenvolumen/(Porenvolumen + Feststoffvolumen)) der porösen Matrix lässt sich mit Hilfe der folgenden Formel bestimmen: Porositätsanteil = (1 – dp/ds)worin d_p die Schüttdichte der porösen Matrix ist:
Masse der Feststoffe/Volumen von (Feststoffen plus Poren) und
d_s die Reindichte der Matrix (porenfreie Matrix) ist:
Masse der Feststoffe/Volumen der Feststoffe.
Die Reindichte der Matrix (d_s) liegt gewöhnlich zwischen 2.000 kg/m³ und 2.500 kg/m³.
Die poröse Matrix kommt als die einzige Komponente des EcoMag in Betracht, die das Öl sorbiert. Die Komponente des magnetischen Materials kann geringe Mengen an Öl sorbieren, die jedoch wesentlich geringer sind als die der porösen Matrix. Wie gezeigt werden kann, lässt sich das "Sorptionsvermögen" der porösen Matrix aus der Formel berechnen: Mv = Ölvolumen/Masse der porösen Matrix = (1/dp – 1/ds) oder Mm = Masse des Öls/Masse der porösen Matrix = do(1/dp – 1/ds),wenn d_o die Öldichte ist.
Setzt man für d_s = 2.100 kg/m³, d_p = 100 kg/m³ und d_o = 800 kg/m³, so ermittelt sich das "Sorptionsvermögen" (M_v) mit 9,5 × 10^–3 m³/kg oder 9,5 Liter Öl pro 1 kg poröse Matrix. Das "Sorptionsvermögen" (M_m) berechnet sich auch zu 7,6 kg Öl pro 1 kg poröse Matrix. Wenn d_p = 200 kg/m³ ist, berechnet sich das "Sorptionsvermögen" mit M_v = 4,5 Liter und M_m = 3,6 kg Öl pro 1 kg poröse Matrix.
Für die Schüttdichte der porösen Matrix (d_p) gibt es eine praktische obere Grenze, wenn sie für die Reinigung von auf Wasser aufschwimmender Ölverschmutzung verwendet werden soll. Das poröse Material (ohne irgendwelches magnetisches Material) zusammen mit dem sorbierterten Öl soll aufschwimmen, weshalb die Dichte des Gemisches (poröse Matrix plus Öl) kleiner sein muss als die des Wassers (etwa 1.000 kg/m³). Um diesem "Kriterium des Aufschwimmens" zu genügen, lässt sich zeigen, dass die obere Grenze der Schüttdichte der porösen Matrix wie folgt lauten muss. dp = (1.000 – do)/(1 – do/ds)
Bei einer Öldichte von d_o = 800 kg/m³ und einer Matrix-Reindichte d_s = 2.100 kg/m³ errechnet sich die obere Grenze der Schüttdichte der porösen Matrix mit d_p = 323 kg/m³.
Bei Schwerölen mit d_o = 950 kg/m³ und d_s zwischen 2.000 und 2.500 kg/m³ muss die obere Grenze für d_p dementsprechend 95 bis 80 kg/m³ betragen.
Daher ist es wünschenswert, dass die Schüttdichte (d_p) der porösen Matrix so klein wie möglich ist. Praktisch ist festgestellt worden, dass die untere Schüttdichte (d_p), die sich erreichen lässt, aufgrund von Prozessbeschränkungen 25 kg/m³ beträgt.
Die Poren der porösen Matrix sind vom offenzelligen Typ, um das Öl zu sorbieren. Das Vorhandensein von Poren des geschlossenzelligen Typs ist für die Eigenschaften des Sorbierens des Endproduktes nicht beeinträchtigend. Die Porengrößen liegen bevorzugt zwischen 1 × 10^–9m und 3 × 10^–3m. In der Regel gibt es eine breite Porengrößenverteilung, die die Sorptionseigenschaften der porösen Matrix nicht wesentlich beeinträchtigt. Ein Problem entsteht lediglich dann, wenn sich die Verteilung in Richtung größerer Porengrößen verschiebt (3 × 10^–3m). Die Probleme stehen in einem solchen Fall mit der Tatsache in Verbindung, dass das sorbierte Öl in den Poren nicht stark festgehalten wird und aus der porösen Matrix herauszutropfen beginnen kann, was ein unerwünschter Vorgang ist.
Die poröse Matrix wird in Form poröser Partikel mit einer Partikelgröße vorzugsweise zwischen 0,2 × 10^–3m bis 20 × 10^–3m als mittlerer Durchmesser erzeugt (unter der Annahme nahezu kugelförmiger Partikel). Die Form der Partikel kann unregelmäßig sein (jede beliebige Form) und ist für die endgültigen Eigenschaften des Sorbierens von EcoMag nicht von Bedeutung.
2.2 Magnetische Materialkomponente
Das zur Erzeugung des Composites zusammen mit der porösen Matrix zur Anwendung gelangende magnetische Material muss notwendigerweise ferromagnetisch und/oder ferrimagnetisch mindestens im Temperaturbereich von –30° bis 50°C sein. Praktisch bedeutet dieses, dass das magnetische Material, wenn notwendig ist, um von einem Magnetfeld unter Temperaturbedingungen mindestens im Temperaturbereich von –30° bis 50°C angezogen zu werden, unter denen man Ölverschmutzungen bekämpfen kann. Ebenfalls ist es möglich, dass das magnetische Material unter anderen Temperaturen außerhalb dieses Bereichs angezogen werden kann. Ausgenommen sind magnetische Materialien, die in dem Temperaturbereich von –30° bis 50°C nicht ferromagnetisch und/oder ferrimagnetisch sind.
Für diese Aufgabe geeignete magnetische Materialien sind metallisches Eisen (Fe) und/oder Eisenlegierungen (die mindestens 50 Gew.% Fe enthalten), Eisen(II)-oxide (FeO_x, x beträgt etwa 1), Eisen(III)-oxide (γ-Fe₂O₃, Maghemit; α-Fe₂O₃, Hämatit), Eisenhydroxide (Fe(OH)₂ oder Fe(OH)₃), Fe₃O₄, Magnetit; Ferrite (wie beispielsweise Sr-Ferrit und Ba-Ferrit), oder andere auf Eisen, Cobalt und Nickel basierende, metallische Legierungen (wie beispielsweise RE-Fe (Co, Ni)-B (C), RE Co(Fe, Ni)-Legierungen, worin RE bedeutet: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Y, Dy, Tb, Gd, Eu, Yb, Ho). Vom Standpunkt der Endkosten am Besten geeignet sind: Fe; γFe₂O₃, Maghemit; Fe₃O₄, Magnetit; Sr-Ferrit, Ba-Ferrit und andere Ferrite und/oder Mischungen von diesen. Magnetische Metall-Legierungen, die RE-Metalle enthalten, lassen sich lediglich in Sonderfällen anwenden, wo die Kosten kein entscheidender Punkt sind.
Das magnetische Material wird in Form von Partikeln mit Partikelgrößen zwischen 1 × 10^–9m bis 10 × 10^–3m als mittlerer Durchmesser (unter der Annahme nahezu kugelförmiger Partikel) verwendet. Die Form der Partikel kann unregelmäßig sein (jede beliebige Form) und ist für die endgültigen Eigenschaften des Sorbierens und magnetischen Eigenschaften von EcoMag nicht von Bedeutung.
Das magnetische Material hat in der Regel eine sehr geringe Porosität (es ist nahezu porenfrei).
In Tabelle 1 sind die magnetischen Eigenschaften verschiedener, geeigneter magnetischer Materialien zusammengestellt. Wie sich zeigt, liegen die Curie-Temperaturen (die Temperatur, bei der ein Material seine Magnetisierung verliert) derartiger magnetischer Materialien weit oberhalb der Raumtemperatur, um von praktischem Nutzen zu sein. Die Sättigungsmagnetisierung (M_s) zusammen mit der Remanenzmagnetisierung (M_r) liefern ein Maß für das "magnetische Trennvermögen" der Mischung (EcoMag + Öl) bei magnetischen Trennmethoden.

Dieses beruht darauf, dass die magnetische Anziehungskraft näherungsweise proportional zu der Magnetisierung des Materials ist. Die Koerzitivfeldstärke (H_c) zusammen mit der Remanenzmagnetisierung (M_r) liefern ein Maß für das "Kohäsionsvermögen" zwischen den EcoMag-Partikeln. Die EcoMag-Partikel, die magnetische Materialien mit hoher H_c und M_r enthalten, verhalten sich wie kleine Permanentmagneten, die sich untereinander anziehen, indem sie in kohäsiver Form untereinander gebunden sind. Tabelle 1 Eigenschaften magnetischer Materialien

magnet. Materialien	Sättigungsmagnetisier. M_s (emE/kg)	Remanenzmagnetisier. M_r (emE/kg)	Koerzitivfeldstärke H_c (Oe)	Curie-Temperatur T_c (°C)	Dichte d (kg/m³)
Fe	2 × 10⁵	0	0,00001-1	760	7870
γ-Fe₂O₃	0,75 × 10⁵	0,01 × 10⁵	1-100	685	4900
Fe₃O₄	0,85 × 10⁵	0,10 × 10⁵	10-300	585	5100
S_r-Ferrit	0,70 × 10⁵	0,65 × 10⁵	200-5000	470	5200
Nd₂Fe₁₄B	1,7 × 10⁵	1,5 × 10⁵	1000-15000	310	7500

2.3 Das EcoMag-Composite
Das EcoMag-Composite besteht aus porösen Matrix-Partikeln und Partikeln aus magnetischem Material. In der Regel hat EcoMag ein Aussehen in Form eines porösen Matrix-Partikels, das ein oder mehrere Partikel magnetischen Materials trägt. EcoMag ist von Natur aus oleophil, was auf seine Hauptbestandteile (Matrix und magnetische Materialien) zurückzuführen ist, die von sich aus oleophil sind.
EcoMag lässt sich charakterisieren durch sein "Sorptionsvermögen", durch sein "magnetisches Trennvermögen" und sein "Kohäsionsvermögen". Die Auswirkungen einer Erhöhung der prozentualen Massekonzentration des magnetischen Materials auf EcoMag sind:

a) Das "Sorptionsvermögen" von EcoMag fällt aufgrund der Abnahme der porösen Matrix ab.
b) Das "magnetische Trennvermögen" von EcoMag fällt einerseits aufgrund der Zunahme der Schüttdiche des EcoMag ab und nimmt andererseits infolge der größeren magnetischen Anziehungskraft zu, die durch das magnetische Trennsystem auf EcoMag ausgeübt wird.
c) Das "Kohäsionsvermögen" von EcoMag nimmt infolge der größeren magnetischen Anziehungskraft, die unter den EcoMag-Partikeln induziert wird, zu.

Die magnetische Materialkomponente kommt zu der Schüttdichte von EcoMag hinzu. Es gibt eine obere Grenze für die prozentuale Massekonzentration des magnetischen Materials, wenn EcoMag in der Reinigung von auf Wasser aufschwimmender Ölverschmutzung angewendet werden soll. Dieses ist auf das "Flotationskriterium" zurückzuführen, das eine Dichte des EcoMag, welches das sorbierte Öl trägt, fordert, die kleiner sein muss als die Dichte des Wassers (1.000 kg/m³), um aufzuschwimmen. Wenn die Dichte des magnetischen Materials (das porenfrei anzusetzen ist) d_m beträgt, so lässt sich die obere Grenze der prozentualen Massekonzentration des magnetischen Materials (die Gesamtdichte von "EcoMag + sorbiertes Öl" muss kleiner sein als 1.000 kg/m³) wie folgt berechnen: Nimmt man eine prozentuale Massekonzentration, "wt%" des magnetischen Materials in EcoMag an, dann ist (100-wt%) der prozentuale Gewichtsanteil der porösen Matrix in EcoMag. Das vorstehend angegebene "Sorptionsvermögen" (M_m) (Masse sorbiertes Öl pro kg poröse Matrix) der porösen Matrix lautet: Mm = do (1/dp - 1/ds).
Für die Einhaltung des "Flotationskriteriums" gilt:
Daher gilt: (100 + (100-wt%) × Mm))/wt%/dm + (100-wt%)/dp < 1.000 kg/m3 oder nach mathematischen Umstellungen muss die obere Grenze der prozentualen Massekonzentration des magnetischen Materials in EcoMag sein:
Daher hängt die obere Grenze von "wt%" des magnetischen Materials von der Schüttdichte der porösen Matrix (d_p), der Reindichte der Matrix (d_s), der Dichte des magnetischen Materials (d_m) und der Dichte des Öls (d_o) ab. Nimmt man eine poröse Matrix mit d_p = 100 kg/m³ und d_s = 2.100 kg/m³, ein Öl mit d_o = 800 kg/m³ und ein magnetisches Material mit d_m = 5.200 kg/m³ (ein Beispiel für Ferrite) an, so errechnet sich die obere Grenze für "wt%" für das magnetische Material, welches das "Flotationskriterium" einhalten muss, mit 63,1 Gew.%. Wenn d_p = 300 kg/m³ gilt, so erhält man für die obere Grenze 5,6 Gew.%.
Die untere Grenze der prozentualen Massekonzentration des magnetischen Materials wird anhand der gewünschten "magnetischen Trennbarkeit" (MSA) des EcoMag bestimmt. Dieses steht mit der Tatsache in Verbindung, dass das magnetische Material in der Lage sein muss, eine Anziehungskraft (in Gegenwart eines magnetischen Feldes des magnetischen Trennungssystems) auszuüben, das Gewicht der Mischung von EcoMag mit dem sorbierten Öl abzuheben. Das "Sorptionsvermögen" des EcoMag lässt sich wie folgt darstellen: SCv = Ölvolumen/Masse des EcoMag = (1 – wt%/100)(1/dp – 1/ds) SCm = Masse des Öls/Masse des EcoMag = do(1 – wt%/100)(1/dp – 1/ds)
Das "magnetische Trennvermögen" (MSA) des EcoMag ist als die Masse (Gewicht) der Mischung "EcoMag + Öl" bezogen auf die ursprüngliche Masse (Gewicht) des EcoMag definiert und wird: MSA = [1 + do (1 – wt%/100)(1/dp – 1/ds)]
Die untere Grenze von "wt%" der prozentualen Massekonzentration des magnetischen Materials in EcoMag, um dem "MSA-Kriterium" zu genügen, muss lauten: wt% = [1 – (MSA – 1)/do(1/dp – 1/ds)] × 100%
Beispielsweise ermittelt sich die prozentuale Massekonzentration des in EcoMag vorhandenen magnetischen Materials zur Entwicklung einer magnetischen Anziehungskraft mindestens gleich dem MSA-fachen seines ursprünglichen Gewichts (MSA = 5) unter der Annahme EcoMag mit d_p = 100 kg/m³, d_s = 2.100 kg/m³, Öldichte von d_o = 800 kg/m³, mit 47,5 Gew.%. Wenn d_p = 150 kg/m³ ist, wird dieser Wert 19,2 Gew.%.
Daher ist "wt%" die prozentuale Massekonzentration des magnetischen Materials in EcoMag begrenzt durch wt% = (1/dp – do/1000(1/dp – 1/ds) – 1/1000)/(1/dp – do/1000(1/dp – 1/ds) – 1/dm) × 100%(obere Grenze),
um dem "Flotationskriterium" zu genügen sowie durch wt% = [1 – (MSA – 1)/do(1/dp – 1/ds)] × 100%(untere Grenze),
um dem "MSA-Kriterium" zu genügen.
Für ein vorgegebenes magnetisches Trennsystem ist die magnetische Anziehungskraft pro kg EcoMag (F [=] N/kg) näherungsweise proportional zu der Magnetisierung (M [=] emE/kg) der EcoMag-Partikel: F = kM, worin k [=] N/emE ist, eine Proportionalitätskonstante, die hauptsächlich von dem magnetischen Trennsystem abhängt und experimentel bestimmt werden kann. Die Magnetisierung (M) von EcoMag ist gleich der Magnetisierung des magnetischen Materials im EcoMag: M = wt%/100 × Ms,worin M_s [=] emE/kg die Sättigungsmagnetisierung des magnetischen Materials ist (siehe Tabelle 1).
Damit daher die Kraft in der Lage ist, das Gewicht von EcoMag abzuheben, lässt sie sich schreiben als k M_s wt%/100) = MSA)g, worin g die Erdbeschleunigung ist (etwa 9,8 N/kg). Vereint man diese Gleichung mit MSA = [1 + do(1 – wt%/100)(1/dp – 1/ds)],so kann man die untere Grenze der prozentualen Massekonzentration des magnetischen Materials wie folgt angeben:
worin g = 9,8 N/kg ist.
Daher wird offensichtlich, dass magnetische Materialien mit höherer Sättigungsmagnetisierung (M_s) in der Lage sind, die gleiche Kraft in kleineren Menge zu entwickeln und damit kleinere prozentuale Massekonzentrationen an magnetischem Material notwendig sind. Aus Tabelle 1 lässt sich entnehmen, dass Fe (M_s = 2 × 10⁵ emE/kg) in geringeren Konzentrationen verwendet werden kann, als die anderen magnetischen Materialien, wie beispielsweise Eisenoxide der Ferrite. Bei einem vorgegebenen magnetischen Trennungssystem von k = 1 × 10^–2 N/emE, EcoMag mit d_p = 100 kg/m³, d_s = 2.100 kg/m³, Öldichte von d_o = 800 kg/m³ und Fe-Partikeln (M_s = 2 × 10⁵ emE/kg, d_m = 7.870 kg/m³) ermittelt sich die untere Grenze für die prozentuale Massekonzentration des magnetischen Materials im EcoMag mit 4,07%. Gleichzeitig beträgt der MSA-Wert 8,31 und die ermittelte obere Grenze für die prozentuale Massekonzentration des magnetischen Materials im EcoMag 61,3%. Wenn Sr-Ferrit verwendet werden soll (M_s = 0,7 × 10⁵ emE/kg, d_m = 5.200 kg/m³), ermittelt sich die untere Grenze für die prozentuale Massekonzentration des magnetischen Materials im EcoMag mit 10,90%. Gleichzeitig beträgt der MSA-Wert 7,79 und die ermittelte obere Grenze für die prozentuale Massekonzentration des magnetischen Materials im EcoMag mit 63,1%.
Wenn das EcoMag in Ölverschmutzungen verwendet werden soll, die auf dem Erdboden und/oder auf anderen festen Oberflächen erzeugt wurden, ist kein "Flotationskriterium" einzuhalten, weshalb es keine strenge obere Begrenzung für dessen prozentuale Massekonzentration des magnetischen Materials gibt.
Eine andere wichtige Eigenschaft des EcoMag ist das "Kohäsionsvermögen" unter den EcoMag-Partikeln. Dieses ist deshalb eine wichtige Eigenschaft, weil die EcoMag-Partikel mit dem sorbierten Öl unter Bildung großer Flotationsmassen einander anziehen, die weniger beweglich werden und das Öl anhalten, ein Ausbreiten der Ölverschmutzung speziell dann verhindern, wenn es Wellen in der See gibt. Die Bildung Flotationsmassen ist wünschenswert und kommt zu dem magnetischen Trennvermögen und der Wirksamkeit der Trennmethode hinzu. Das "Kohäsionsvermögen" hängt von den permanenten magnetischen Eigenschaften des im EcoMag verwendeten magnetischen Materials ab. Die permanenten magnetischen Eigenschaften des magnetischen Materials sind die Koerzitivkraft (H_c) und die Remanenzmagnetisierung (M_r) (siehe Tabelle 1). Ferrite, wie beispielsweise Sr-Ferrite, können ein hohes "Kohäsionsvermögen" liefern, während dieses bei Eisenpartikeln, die einen hohen MSA-Wert zeigen, überwiegend nicht der Fall ist. Daher könnte eine Mischung von Ferrit und Eisenpartikeln ein angemessenes "Kohäsionsvermögen" und MSA-Wert liefern.
Ein anderer zu berücksichtigender Grund sind die Kosten ("Kostenkriterium") der magnetischen Materialien. Ferrite sind kostspieliger als Eisen, das kostspieliger ist als Magnetit. Daher könnte es wünschenswert sein, den MSA-Wert von EcoMag dadurch zu erhöhen, dass Ferrit (M_s = 0,7 × 10⁵ emE/kg) durch Magnetit (M_s = 0,85 × 10⁵ emE/kg) anstelle von Eisen ersetzt wird.
Die allgemeinen Richtlinien für die Verwendung des magnetischen Materials (Typ und prozentuale Massekonzentration) in EcoMag sind daher die Folgenden:

a) Anwendung der kleinstmöglichen prozentualen Massekonzentration an magnetischem Material, das dem "MSA-Kriterium" und dem "Flotationskriterium" für ein wünschenswertes "Kohäsionsvermögen" von EcoMag genügt.
b) Verwendung der kleinsten Menge (in Bezug auf Magnetit und Eisen) von Feritten, wenn EcoMag zur Verwendung in "Gewässern geringer Energie" (es wird ein "geringes Kohäsionsvermögen" benötigt) verwendet werden soll, und die größte Menge in "Gewässern hoher Energie" (es wird ein hohes "Kohäsionsvermögen" benötigt), wenn man davon ausgeht, dass das "MSA-Kriterium" und das "Flotationskriterium" eingehalten werden soll.

3. Ausgangsstoffe und Herstellung von EcoMag
3.1 Ausgangsstoffe
Die Ausgangsstoffe zur Herstellung des Endproduktes (EcoMag) lassen sich in zwei Kategorien einteilen:

a) die Ausgangsstoffe für die poröse Matrixkomponente (im Wesentlichen unmagnetisch),
b) die Ausgangsstoffe für magnetische Materialkomponente.

3.1.1 Ausgangsstoffe für die poröse Matrixkomponente
Die Ausgangsstoffe für die poröse Matrixkomponente von EcoMag sind vollständig anorganischer Natur. Die physikalischen Eigenschaften der Ausgangsstoffe für die poröse Matrixkomponente von EcoMag (verarbeitetes Endprodukt) sind zumeist völlig verschieden gegenüber denen der Ausgangsstoffe zu Beginn (vorverarbeitetes Material).
Die Ausgangsmaterialien für die poröse Matrixkomponente sind Metalloxide/-silicate von Silicium (Si), Aluminium (Al), Kalium (K), Natrium (Na), Eisen (Fe), Calcium (Ca), Magnesium (Mg) und andere metallische Spuren in Form von reinen Komponenten und/oder in Form von verarbeiteten Mischungen und/oder natürlich vorkommenden Mischungen/Mineralien (z.B. Silicate/Oxide/Carbonate) im kristallinen und/oder amorphen Zustand. Die Ausgangsstoffe sind mit einer kleinen Menge von Schaumbildnern (in der Regel anorganische Verbindungen) gemischt. In den Fällen, wo natürlich vorkommende Mischungen/Mineralien als Ausgangsstoffe zur Anwendung gelangen, liegen die Schaumbildner von Natur her in den Ausgangsstoffen vor und gewöhnlich in Form von Wasser (H₂O). Der Schaumbildner ist sehr wichtig, um die Porosität in dem Endprodukt zu fördern.
Der beste Vertreter für Ausgangsstoff für die poröse Matrixkomponente ist ein natürlich vorkommendes Mineral, das als Perlit bekannt ist. Perlit ist kein Warenzeichen, sondern ein generischer Begriff für natürlich vorkommendes siliciumhaltiges und gasartiges Gestein, das seinen Ursprung in vulkanischer Lava hat. Perlit ist ein in vielen Teilen der Welt in reichlicher Menge vorkommendes Mineral, und sein Preis ist außerordentlich gering (im typischen Fall FOB 40 USD/t). Perlit hat die Eigenschaft, sich beim Erhitzen bis zu einem geeigneten Punkt in seinem Erweichungsbereich um das Vierundzwanzigfache seines ursprünglichen Volumens unter Erzeugung eines porösen Matrixmaterials (Blähperlit) zu expandieren. Diese Expansion ist auf das Vorhandensein von zwei bis sechs Prozent gebundenes Wasser (Schaumbildner) in dem rohen Perlit-Gestein zurückzuführen. Bei raschem Erhitzen bis oberhalb von (870°C) springt das rohe Mineral in ähnlicher Weise auf wie Popkorn, wenn das gebundene Wasser verdampft und zahllose winzige Bläschen (Poren) erzeugt, die für das erstaunlich geringe Gewicht und andere außergewöhnliche physikalische Eigenschaften von Blähperlit verantwortlich sind. Da Perlit eine Form von natürlichem Glas ist, ist es als chemisch inert zu klassifizieren und hat einen pH-Wert von näherungsweise 7.
3.1.2 Ausgangsstoffe für die magnetische Materialkomponente
Die Ausgangsstoffe für magnetische Materialkomponente sind Eisenmetall (Fe) und/oder Eisenlegierungen (mit einem Gehalt von mindestens 50 Gew.% Fe), Eisen(II)-oxide (FeO_x, x beträgt etwa 1), Eisen(III)-oxide (γFe₂O₃, Maghenit, α-Fe₂O₃, Hämatit), Eisenhydroxide (Fe(OH)₂ oder Fe(OH)₃, Fe₃O₄, Magnetit; Ferrite (wie beispielsweise Sr-Ferrit und Ba-Ferrit) und andere Metalllegierungen auf Basis von Eisen, Cobalt und Nickel (wie beispielsweise RE-Fe(Co,Ni)-B(C), RE-Co(Fe,Ni)-Legierungen, worin RE = La, Ce, Pr, Nd, Sm, Y, Dy, Tb, Gd, Eu, Yb, Ho bedeutet). Vom Standpunkt der Endkosten sind am Besten geeignet Fe; γ-Fe₂O₃, Maghemit; Fe₃O₄, Magnetit; Sr-Ferrit; Ba-Ferrit, andere Ferrite und/oder Mischungen davon. Magnetische Metalllegierungen, die RE-Metalle enthalten, können lediglich in Sonderfällen zur Anwendung gelangen, wo die Kosten kein wichtiger Punkt sind. Magnetit (Fe₃O₄) und andere Eisenoxide treten in natürlichen Materialien auf und deren Kosten sind sehr gering. Der Preis steigt dann, wenn metallisches Eisen und Ferrite verwendet werden. Die am Besten geeignete magnetische Materialkomponente ist eine Mischung von Ferriten, Magnetit- und Eisenpartikeln in Abhängigkeit von den gewünschten Endeigenschaften von EcoMag exakt so, wie in den vorangegangenen Abschnitten 2.2 und 2.3 ausgeführt wurde.
In der Regel unterscheidet sich die magnetische Materialkomponente in EcoMag (Endprodukt) nicht sehr von dem ursprünglichen magnetischen Ausgangsstoff, was bedeutet, dass die magnetischen Ausgangsstoff von dem Prozess der EcoMag-Herstellung überwiegend unbeeinflusst bleiben.
3.2 Herstellungsverfahren für EcoMag
Es gibt zwei Methoden der Herstellung für die Erzeugung von EcoMag, die "Methode des Verarbeitens und Mischens" und die "Methode des Vormischens und Verarbeitens". Die "Methode des Verarbeitens und Mischens" wird unabhängig von der Beschaffenheit des verwendeten magnetischen Materials angewendet (Eisenoxide und/oder Ferrite und/oder metallisches Eisen und/oder Metalllegierungen auf RE-Basis). Die "Methode des Vormischens und Verarbeitens" ist auf diejenigen Fälle beschränkt, wo die Beschaffenheit des magnetischen Materials in Form von Eisenoxiden und/oder Ferriten und/oder metallischem Eisen vorliegt. Der Grund dafür besteht darin, dass Metalllegierungen auf RE-Basis während der Verarbeitung von EcoMag bei hoher Temperatur sehr anfällig auf Oxidation sind und deren vorgesehene guten magnetischen Eigenschaften beeinträchtigt werden und ihre Wirksamkeit verloren geht.
Beide Methoden sind sehr einfach und kosteneffektiv. Der Einsatz jeder der Methoden hängt lediglich davon ab, wie man die Anwendung des Endproduktes (EcoMag) plant. Wenn EcoMag auf dem Schiff zur Bekämpfung der Ölverschmutzung in situ erzeugt und aufgebracht werden soll, ist die "Methode des Vormischens und Verarbeitens" am Besten geeignet, da das vorgemischte und verarbeitungsfertige Material bereits an Bord gelagert ist und der Mischprozess unter Zeitgewinn vermieden werden kann, was bei der Bekämpfung von Ölverschmutzungen entscheidend ist. Es ist leichter und kostensparend, ein vorgemischtes Ausgangsmaterial zu bevorraten als EcoMag selbst. EcoMag würde für die Bevorratung einen um das 4-bis 40-fache größeren Raum benötigen, was auf seine geringere Dichte zurückzuführen ist. Wenn die Reak tionszeit kein größerer Faktor ist wie beispielsweise in der regulären EcoMag-Erzeugung, können beide Methoden angewendet werden und EcoMag kann zur weiteren Handhabung auf der Erde gelagert werden.
3.2.1 Methode des Verarbeitens und Mischens
Diese Herstellungsmethode basiert auf dem separaten Verarbeiten des Ausgangsstoffes zur Erzeugung der porösen Matrixkomponente und ihres nachfolgenden Mischens mit der gewünschten Menge der magnetischen Materialkomponente unter Verwendung eines Bindemittels (Klebstoffes).
Bei der Verarbeitung des Ausgangsmaterials wird das Trocknen des Materials zur Entfernung der Feuchtigkeit bei Temperaturen zwischen 100° und 800°C eingesetzt, gefolgt von einer Hochtemperaturbehandlung bei 800° bis 1.300°C. Normalerweise und speziell dann, wenn Perlit verwendet wird, wird ein (schnelles) Kurzzeit-Hocherhitzen angewendet, um eine poröse Matrix mit sehr geringer Schüttdichte zu erzielen. Im typischen Fall werden Perlitpartikel einer Kurzzeit-Erhitzung auf einer direkten Flamme (Gas- oder Petroleumflamme) bei 800° bis 1.300°C in einen "Expansionsreaktor" unterzogen und mit Hilfe von pneumatischen und/oder anderen Methoden sofort entfernt. Normalerweise ist der "Expansionsreaktor" ein Vertikalrohrreaktor, bei dem Perlitpartikel (oder anderes Ausgangsmaterial) infolge der Schwere von der Spitze einer geregelten Flamme herabfällt, die sich im unteren Teil des Rohres befindet. Perlit "popt" auf und das leichte Produkt (Blähperlit) wird pneumatisch vom oberen Teil des Reaktors entfernt und zur weiteren Verarbeitung aufbewahrt.
Der "Expansionsreaktor" kann auch ein schräggestelltes rotierendes Reaktionsrohr sein, in dem Perlitpartikel (oder anderes Ausgangsmaterial) vom oberen Eintritt zugeführt werden und zu dem unteren Eintritt geführt/geleitet werden, wo eine Brennerflamme den Perlit zu einem leichten Produkt expandiert, das anschließend pneumatisch entfernt und zur Weiterverarbeitung aufbewahrt wird.
Das Mischen wird ausgeführt, um ein Binden des magnetischen Materials in dem Endprodukt (EcoMag) zu erzielen. Dieses kann unter Nutzung geringer Mengen von Epoxy/Acrylharzen und/oder anderen Harzen bei geringen Temperaturen (<100°C) oder von Polyethylen/Polypropylen und/oder anderen Polymeren bei mittleren Temperaturen (100° bis 300°C) oder von anorganischen Materialien erfolgen, wie beispielsweise Silicaten/Boraten/Phosphaten und/oder anderen glasartigen Materialien bei hohen Temperaturen (300° bis 1.300°C).
3.2.2 Methode des Vormischens und Verarbeitens
Diese Herstellungmethode basiert auf dem Vormischen beider Ausgangsmaterialien (Komponenten der Matrix und der magnetischen Ausgangsma terialien) bei Temperaturen bis zu 800°C und dem nachfolgenden Verarbeiten bei hohen Temperaturen (800° bis 1.300°C) zur direkten Erzeugung von EcoMag. In einigen Fällen wird der Mischung in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Matrix-Ausgangsmaterials eine kleine Menge eines anorganischen Bindemittels zugegeben, um das Binden des magnetischen Materials in dem Endprodukt (EcoMag) während des Prozesses zu fördern. Die Mischung der Ausgangsmaterialien (mit/ohne Bindemittel) wird in einem "Vertikalrohr-Reaktor" oder in einem "schräggestellten rotierenden Reaktionsrohr" entsprechend der vorstehenden Beschreibung im Abschnitt 3.2.1 bearbeitet.
4. Einsatz von EcoMag, magnetischen Trennmethoden und Ölrückgewinnung
4.1 Einsatz von EcoMag
Der Einsatz von EcoMag kann durch Aufspritzen von EcoMag-Partikeln auf die Ölverschmutzung mit Hilfe von zahlreichen Methoden erfolgen (von Schiffen, Flugzeugen, Helikoptern, pneumatischen Systemen usw.), die gegenwärtig eingesetzt werden, um die chemischen Dispergiermittel und anderen Materialien zur Bekämpfung der Ölverschmutzung einzusetzen. EcoMag kann von bestehenden EcoMag-Lagern auf dem Boden und/oder auf Schiffen eingesetzt werden. EcoMag könnte ebenfalls in situ auf dem Schiff zur Bekämpfung der Ölverschmutzung selbst erzeugt und pneumatisch aufgebracht werden.
4.2 Magnetische Trennmethoden
Die magnetische Abtrennung des EcoMag, welches das sorbierte Öl führt, kann mit Hilfe einer Chargenmethode der magnetischen Trennung und mit Hilfe einer kontinuierlichen Methode der magnetischen Trennung ausgeführt werden. In beiden Methoden besteht der Grundgedanken darin, die magnetische Mischung von "EcoMag-Öl" mit Hilfe eines magnetischen Systems magnetisch anzuziehen, die Mischung von der Oberfläche der Gewässer (oder dem Erdboden oder einer anderen festen Oberfläche) zu entfernen und sie in einem Lagerbehälter zur weiteren Ölrückgewinnung oder Verwendung zu lagern. Zur Erhöhung des Wirkungsgrades des Reinigungsverfahrens für die Ölverschmutzung könnte eine Kombination von beiden magnetischen Trennmethoden angewendet werden.
4.2.1 Methode der chargenweisen magnetischen Trennung
Diese Methode ist ähnlich den magnetischen Methoden, die unter Einsatz von Elektromagneten zum Transport von Schrottmetallen auf Eisenbasis in Schrottbunkern oder in Gießereien angewendet werden. Anstelle eines Elektromagneten kann man ein magnetisches System verwenden, das aus starken Permanentmagneten aufgebaut ist (Nd-Fe-B, Sm-Co, Ferrite oder AlNiCo). Der magnetische Trennungsprozess besteht aus dem Herunterfahren des magnetischen Kopfes des Systems (unter Verwendung eines Krans) auf die Oberseite der magnetischen Mischung (EcoMag mit sorbiertem Öl), dem Abheben und Lagern in einem Lagerbehälter. Die Prozedur wird viele Male wiederholt, bis die gesamte Mischung entfernt ist. Der Wirkungsgrad dieses Systems hängt von der Oberfläche des Magnetkopfes ab und von der Zahl der zum Einsatz gelangenden Systeme.
4.2.2 Methode der kontinuierlich magnetischen Trennung
Diese Methode ist ähnlich den Methoden, die zur Anreicherung von Eisenerzen in der Montanindustrie angewendet werden sowie bei magnetischen Abtrennungen unerwünschter ferromagnetischer Materialien von Wolle, Tabak, Tee, Kaolin, flüssigen Kühlmitteln und anderen Feststoffen und Flüssigkeiten. Dieses magnetische Trennsystem basiert auf einer Magnettrommel und einem Förderband entsprechend der Darstellung in 1. Im Fall einer Ölverschmutzung auf Wasserbasis wird EcoMag auf die Ölverschmutzung aufgebracht und mit dem sorbierten Öl zum Aufschwimmen gebracht. Die auf einem Schiff fest angeordnete Magnettrommel kann zum Teil unter die Wasseroberfläche herabgefahren werden, zieht die Mischung an, die mit Hilfe des laufenden Förderbandes auf dem Schiff transportiert wird und in einen Lagerbehälter fallen gelassen wird. In dem Maße wie der Rückgewinnungsprozess fortschreitet, fährt das Schiff in Richtung auf die Vorderseite der Ölverschmutzung mit einer überwiegend gleichen Geschwindigkeit wie die Oberflächengeschwindigkeit des Förderbandes. Diesen Prozess kann man kontinuierlich solange ablaufen lassen, bis die gesamte Mischung entfernt ist. Der Wirkungsgrad dieses Systems ist größer als der vom Chargentyp und hängt hauptsächlich von der axialen Länge der Magnettrommel und der Zahl der zur Anwendung gelangenden Systeme ab.
4.3 Ölrückgewinnung
Das Öl kann aus der "EcoMag-Öl"-Mischung durch Zentrifugation oder mit Hilfe der Lösemittelextraktion rückgewonnen werden. Die Mischung könnte auch direkt als ein Brennstoff (z.B. in Zementwerken) zum Erzeugen anorganische Asche enthaltender Erdbestandteile verwendet werden. Die Asche kann in den Zementprodukten verwendet werden oder kann auf dem Freiland verbracht werden.

Claims

Partikuläres Composite-Material zum Absorbieren von ausgelaufenem Öl, wobei das Material eine poröse Mineralkomponente mit geringer Dichte aufweist und eine magnetische Komponente in einer ausreichenden Menge, um das partikuläre Material aus einer Ölverschmutzung magnetisch rückgewinnbar zu machen, wobei das Material gekennzeichnet ist durch eine Schüttdichte von 323 kg/m³ bis 25 kg/m³.
Partikuläres Composite-Material nach Anspruch 1, wobei die magnetische Komponente mit einem Bindemittel an einer Matrix aus der porösen Mineralkomponente geringer Dichte gebunden ist.
Partikuläres Composite-Material nach Anspruch 2, wobei das Bindemittel Polyethylen- oder Polypropylen- oder ein Epoxy/Acrylharz ist.
Partikuläres Composite-Material nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die poröse Mineralkomponente geringer Dichte geschäumter Perlit ist.
Partikuläres Composite-Material nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das magnetische Material Eisenoxide und/oder Ferrite und/oder metallisches Eisen aufweist.
Partikuläres Composite-Material nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die mittlere Partikelgröße zwischen 0,2 mm und 20 mm beträgt.
Partikuläres Composite-Material nach einem der vorgenannten Ansprüche, ferner aufweisend absorbiertes Öl.
Verwendung des Materials nach Anspruch 7 als Brennstoff in der Zementherstellung.
Verfahren zum Herstellen von geschäumten partikulärem Composite-Material zum Absorbieren von Öl von Ölverschmutzungen, wobei das Verfahren das Kurzzeit-Hocherhitzen von Präkursormaterial umfasst, das ungeschäumten Perlit aufweist und eine magnetische Komponente in einer ausreichenden Menge, um das resultierende, geschäumte partikuläre Composite-Material aus einer Ölverschmutzung magnetisch rückgewinnbar zu machen, wobei das Material eine Schüttdichte von 323 kg/m³ bis 25 kg/m³ hat.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Präkursormaterial einem Kurzzeit-Hocherhitzen in einem Vertikalrohrreaktor oder in einem schrägen Drehrohrreaktor bei einer Temperatur im Bereich von 800° bis 1.300°C unterworfen wird.
Verfahren zum Absorbieren von Öl aus einer Ölverschmutzung, wobei das Verfahren das Aufbringen des partikulären Composite-Materials nach Anspruch 1 bis 6 auf das ausgelaufene Öl umfasst und man das Material Öl aus der Ölverschmutzung absorbieren läßt, sowie das magnetische Rückgewinnen des resultierenden Öl enthaltenden Materials umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Ölverschmutzung wassergetragen ist und das Öl enthaltenden Material mit Hilfe einer magnetischen Drehtrommel rückgewonnen wird.