Způsob fyzikálně mechanické aktivace bentonitu

Číslo patentu: 227548

Dátum: 01.09.1985

Autori: Bulandr Jiří, Čičel Blahoslav, Horváth Ivan

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Způsob fyzikálně mechanické aktivace bentonitu, vyznačený tím, že bentonit se vysuší na vlhkost nižší než 15 % hmotnostních vody, rozemele se na částice o zrnitosti jemnější než 2 mm a částice se uvedou plynem do turbulentního a/nebo vířivého pohybu vyvolávajídího jejich vzájemné srážky.

Text

Pozerať všetko

227 548 Vynález se týká způsobu fyzikálně mechanické aktivace ben tonitu, zvláště takových druhů bentonitů, jejichž jakost nelze zvýšit chemickou aktivací, např. natrifikaci, ani známými způsoby fyzikální aktivace, např. hnětením. Účelom vynálezu je získáváni kvalitního bentonitu z podřadných a dosud nebilančních bentonitových surovín.Bentonit se používá ve slévárenství jako přísada do formovacích směsi, v hutnictvi jako pojivo při zkusovění železných rud, V hlubinném vrtání pro přípravu vrtných výplachů, ve stavebnictví při výrobě stavebních hmot, v ohemickém průmyslu jako plnidlo směsi atd. Jeho spotřeba neustále vzrastá, vzrůstají i nároky na jeho kvalitu a přitom ložiska kvalitního bentonitu jsou již značné vytěžena. Aby bylo možné uspokojit poptávku po bentonitu a splnit i požadavky na jeho kvalitu, těži se i méně hodnotný bentonit, jehož jakost se zvyšuje odstraňovàním cizorodých, nejílových přiměsí a chemickou aktivaci vytříděného produktu, prováděnou kysclinami, natrifikačními činidly apod.Jsou známy bentonity, jejichž jakost se nedaří zvýšit chemickými postupy na požadovanou hodnotu, ale u nichž se osvědčuje jejich aktivace fyzikálni. Mechanismus a podstata fyzikálniho působení, které vede ke zvýšené jakosti bentonitů, nejsou dosud zcela vyjasněny. Má se však za to, že souvisí se zásahem do struktury jejich minerálnich součástí, zejména do struktury montmorillonitu nebo smektitu.Je známa řada zpüsobů a kombinací fyzikální aktivace bentonitů, např. působením elektrických nebo magnetických polí, ultrazvuku, vlnových a korpuskulárních záření, zvýšenou teplotou apod. Z praktických hledisek je však nejčastější metodou fyzikální aktivace hentonitů jejich mechanické namáhání, např. mletí, lisování, protlačování apod.Základní nevýhodou dosud známých způsobů fyzikální aktivaoe bentonitů je, že ke zvyšovaní jakosti bentonitu dochází pouze tehdy, je-li aktivace provedena do určitého, obtížné zjistitelného stupně, který odpovídá určitému množství předané energie anebo určité míře změny struktury minerálních komponent.-2 V 227 548 Je-li předané množství energie menší než tato určitá optimální hodnota anebo je-li míra strukturních změn minerálních komponent,zejména smektitu, malá, dojde jen k nevýraznému zvýšení jakosti.bentonitu. Překročí-li se naopak optimální množství předané energie anebo je-li míra strukturních změn příliš velká, dojde k degradaoi fyzikálních a technologických vlastností bentonitu a ja-V kost aktivovaného produktu je horší než výchozího materiálu. Poněvadž optimální oblast fyzikální aktivaoe je zpravidla velmi úzká a variabilita vlastností výchozího bentonitu značná, snadno dochází k vybočeni aktivačního procesu z optimálního režimu a ke zhodnocení zpracovávané suroviny. Další nevýhodou dosud známých způsobů fyzikální aktivaoe bentonitů je jejich energetická náročnost a nízký stupeň využití vložené energie pro vlastní proces aktivace. Při aktivaci zářením nebo silovým polem se velká část energie neúčelně mění v teplo, ktoré je nutno odváděta další část energie se od částic bentonitu bez užitku odráži.Bři dosud známých postupech aktivace bentonitu mechanickým namáháním se rovněž velká část vložené energie mění v teplo a další část se spotřebovává na pohyb pracovních elementů, napŕ. mlýnů, extruderů,rlisů, atd.Uvedené nedostatky odstraňuje způsob fyzikálne mechanické aktivace bentonitu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom,že bentonit se vysuší na vlhkost nižší než 15 hmotnostních vody, rozemele se na částioe o zrnitosti jemnější než 2 mm a částioe se uvedou plynem do turbulentniho a/nebo vířivého pohybu vyvclávajígího jejich vzájemné srážky.Výhody způsobu podle vynálezu vyplývají z interakčního kinetického působení bentonitových částic, jehož výsledkom je autogenní fyzikálne mechanická aktivace bentonitu. Ve viřivém a/nebo turbulentním proudu směsi bentonitových částic s plynom nastávají četné a opakované srážky částic bentonitu, které si přitom vzájemné udělují mechanickou energii. sdílená energie je tak vysoká, že ve srovnání s ní je energie dodávaná částicim nárazy nebo tŕením o stěny zařízení zanedbatelná. Experimentálně bylo ověřeno, že při autogenní aktivaci bentonitu nemohou být překročeny meze stability struktury minerálních komponent bentonitu a nemůže nastat jeho degradace. Způsob autogenní aktivace podle vynálezu je i energeticky výhodný, neboř plynné medium může cirkulovat.způsobem podle vynálezu je možno aktivovat bentonit při 3. 227 548 rodní i bentonit chemicky nebo jiným způsobem částečně aktivovaný. Po jeho vysušení a rozemletí tvoří bentonitový prášok polydispersní systém, v němž je četnost zastoupení největších částic nižší než částic nejmenších. Při vířivém a turbulentním pohybu jsou nejčastější vzájemné srážky nejmenšíoh částic, méně časté jsou srážky částic nejmenších s největšími a jen řídce se vyskytují vzájemné srážky částic největších. Na celkowém stupni aktivace bentonitu se tedy nejvíce podílejí nejmenší částioe a nejméně částice největší. Výsledné zlepšení fyzikálních a technologických vlastností je proto nejvyšší u nejjemnější zrnitosti frakce a nejnižší u frakce nejhrubší. Roztříděním aktivovaného bentonitového prášku na dvě nebo více zrnitostních frakcí je tedy možno získat produkty různé jakosti, odpovídající požadavkům jednotlivých spotřebitelských oborů. Možnost získávání různých jakostních tříd bentonitu je další výhodou způsobu autogenní mechanické aktivace podle vynálezu, přičemž operací tŕídění je možno provádět samostatné nebo ji sloučit do jediné operacespolu s autogenní nktivací. Turbulentní a/nebovířivý proud směsi bentonitu s plynomje možno vyvolat známými způsoby pomocí kompresorů, ventilátorů,čerpadel apod., jejichž výkon je dostatočný pro udělení takové rychlosti proudu směsi, při které jsou pevné částioe udržoványve vznosu. Proud směsi se vede do zúžených profilů, přes překážky, mění se jeho směr apod. Na vzniku nebo zvýšení intenzity vířivého a turbulentního pohybu směsi bentonitu s plynem se může podílet i mechanické zařízení, např. lopatkové kolo, kotoučový nebo válcový rotor, pístový mochanismus apod. Vířivý a turbulentní pohyb směsi se může přivodit i tím, že dva nebo více proudů této směsi, pohybující se stejnou nebo rozdílnou rychlostí,se přivedou ke vzájemnému nárazu. Pro praktické uskutečnění mechanické autogenní aktivace bentonítu podle vynálezu není nutné speciální zařízení a je možné ji provádět pomocí běžných zařízení pneumatických a vzduchotechnických, např. odlučovačů prachu,potrubních systémů vybavených dmychadlem nebo ventilátorem, pneumatických separátorů, ejektorů, injektorů, Venturiho trubic apod. Přiklad 1Bentonit, který vykazoval vaznost s křemičítým pískem 39 kPa, byl vysušen na vlhkost 8 hmotnostních vody a rozemlet na zrnitost 100 pod 0.1 mm. Podavačem byl dávkován do potrubí, kterýmpůsobením ventilátoru proudil vzduch rychlostí 18 m . s 1 popotrubí byly v sérii zupojeny tři Venturiho trubice, ktoré vyvolaly změny v kinetické energií proudící směsi bentonitu se vzduchom,a tím intenzívní vzájomné srážky bentonitových částic unášoných vzdušným proudem. Na konci potrubí byl bentonít od vzduchu oddělon pytlovým filtrom. Vykazcval vaznost 45 kPa.stejný bentonit jako v příkladu 1 byl vysušen na vlhkost 7a rozemlet na zrnitost 100 pod 0,06 mm. Podavačem byl dávkován do potrubí, kterým působoním dmyohadla proudil vzduch rychlostí 20 m . s 1. Za směšovačom bentonitu s proudem vzduchu bylo potrubí rozdvojeno. Jedna z větví byla zapojona na plynový vstup a druhá na plynový výstup odprašovacího cyklonu. V horní části cyklonu so oba proudy směsi bentonitu se vzduchom čelné srážoly a za intenzívních vzájomných nárazů částic bontonitu společně postupovaly k prachovému výstupnímu otvoru cyklonu. Po opuštění tohoto cyklonu byla směs bontonitu so vzduchom vodena do druhého odprašovacího cyklonu, kde so bentcnit oddělil od vzduchu a ten se přímo nebo přes pytlový filtr vracel do dmychadla. Bentonit vykazoval vaznost 52 kPa.Postupovalo se stejně jako v příkladu 2. Bentonit oddělený od vzduchu ve druhém odprašovaoím cyklonu však byl roztříděn na frakce O až 0,02 mm a 0,02 až 0,06 mm. Jemnější z obou frakcí vykazovala vaznost 66 kPa, hrubší frakco 48 kPa.Příklad 4 Bentonit, který vykazoval vaznost 48 kPa byl vysušen na obsah7 H 20 a rozomlot na zrnitost 95 pod 0,04 mm. Získané melivo bylo podáváno do horizontální válcové komory, v níž so bentonit mísil s proudem vzduchu. Intenzita mísení a vzájomných srážek částíc bentonitu byla zvyšována pohybom profilovaného rotoru, ktorý so otáčol rychlostí 10 000 otáčok za minutu okolo horízontální osy. Směs bontonitu se vzduchom vystupovala z ko mory Jednak pcdel profilu rotoru, jednak otvorom v jejím plášti.Působením odstřodivé síly, ktorou uděloval bontonitovým částicím rotor, vystupovaly podél jeho profilu z válcové komory Jomnější částioe bontonitu. otvorom v plášti komory vystupovaly částice hrubší. Z obou vystupujících proudů byl bontonit oddělenod vzduchu aedimentací a pytlovými filtry. Jomnější frakoe bentonitu vykazovala vaznost 72 kPa, hrubší frakco 56 kPa.

MPK / Značky

Značky: mechanické, fyzikálne, bentonitu, způsob, aktivace

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/7-227548-zpusob-fyzikalne-mechanicke-aktivace-bentonitu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Způsob fyzikálně mechanické aktivace bentonitu</a>

Podobne patenty