DE2302228C3 - Verfahren zum Trocknen eines feinteiligen, geringfügig wasserlöslichen Feststoffes - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen eines feinteiligen, geringfügig wasserlöslichen Feststoffes, wobei eine wäßrige Aufschlämmung des Feststoffes gebildet und die Aufschlämmung getrocknet wird.

Es ist bereits eine große Anzahl von Verfahren zum Trocknen von verschiedenen Materialien bekannt. Eines der Verfahren ist als Sprühtrocknen bekannt, welches ein sehr angenehm zu handhabendes Verfahren zum Trocknen von Feststoffteilchen ist, die sich in einer wäßrigen Aufschlämmung befinden, denn die so getrockneten Teilchen können leicht erneut wieder in Wasser fein verteilt werden. Bei praktisch allen diesen Trocknungsvorgängen hat sich aber herausgestellt, daß dann, wenn das Feststoffmaterial ein geringfügig wasserlösliches Karbonat enthält (d. h. eine Löslichkeit voE 0,1 bis 500 mg in 100 ml Wasser bei 100° C besitzt) und dieses Karbonat in der wäßrigen Aufschlämmung in fein verteiltem Zustand enthalten ist, das getrocknete Produkt einen hohen Anteil von zusammengeschlossenen Teilchen enthält, die größer als etwa 50 Mikrometer im Durchmesser sind, und zwar auch dann, wenn das Produkt durch Sprühtrocknen erhalten worden ist. Diese Teilchenzusammenschlüsse werden dann gar nicht oder nur sehr schwer bei der Wiederauflösung oder Wiederaufschlämmung der getrockneten Feststoffe in Wasser wieder zerlegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Trocknen eines feinteiligen, geringfügig wasserlöslichen Feststoffes der eingangs genannten Art zu schaffen, wobei eine nachfolgende Wiederauflösung bzw. Wiederaufschlämmung erleichtert wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Feststoff wenigstens 73 Gew.-% - bezogen auf den Feststoff — eines feinteiligen Aluminiosilikates, das aus wenigstens 60 Gew. % an Teilchen mit einem Durchmesser kleiner als zwei Mikrometer besteht. Zugegeben wird.

Das in die wässerige Aufschlämmung eingebrachte " wasserlösliche Karbonat kann z. B. Natriumkarbonat. Kaliumkarbonat oder Ammoniumkarbonat sein.

Obgleich theoretisch keine obere Grenze für die Menge an Aluminiumsilikatmaterial, das der wässerigen Aufschlämmung zugesetzt werden kann, besteht, wird w die Menge nicht wesentlich mehr als 150 Gew.-% — bezogen auf das Gewicht des geringfügig wasserlöslichen Karbonats — sein.

Zweckmäßig werden in die wässerige Aufschlämmung wenigstens 10 Gew.-% aber nicht mehr als 25 &5 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des geringfügig wasserlöslichen Karbonats — an aus feinen Teilchen bestehendem Aluminiumsilikatmaterial eingebracht.

Die TeilchengröQenverteilung des Aluminiumsilikatmaterials kann der Gauss'schen Verteilung entsprechen oder annähernd entsprechen. Feine Teilchen sind deshalb erforderlich, weil vermutlich die Zusammenschlußbildung durch Anwesenheit von feinen Teilchen des Aluminiumsilikatmaterials verhindert wird. Es hat sich gezeigt, daß Tone, insbesondere kaolinitische Tone, besonders wirksam bei der Durchführung des erfmdungsgemäßen Verfahrens sind. Kaolinitische Tone umfassen Bindetone, Kaoline und andere Tonsorten, die Kaolinit enthalten. Es können auch andere Akiminiumsilikatmaterialien verwendet werden, z. B. heißbehandelte Tone, wie kalziniertes Kaolin, das unter dem Warenzeichen MOLOCHITE «bekannt ist

Bei der Herstellung der wässerigen Aufschlämmung kann es notwendig oder wünschenswert sein, eine geringe Menge eines Dispersionsmittels t zusetzen, z. B. eine Verbindung, die organische polymere Anionen enthält Wenn ein Dispersionsmittel verwendet wird, wird es etwa in einer Menge zwischen 0,1 und 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Feststoffe in der wässerigen Aufschlämmung zugesetzt Wenn ein Dispersionsmittel angewendet wird werden häufig Salze der Polyacrylsäure benutzt Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf wässerige Aufschlämmungen anwendbar, die solche Dispersionsmittel enthalten.

Die wässerige Aufschlämmung kann irgendeinem üblichen Trocknungsprozeß, z. B. in einem Trommeltrockner, einem Drehtrockner oder einer Trockenschleuder, unterworfen werden, jedoch wird die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildete wässerige Aufschlämmung, vorzugsweise einem Sprühtrocknungsverfahren unterworfen.

Feste Kabonate, die geringfügig wasserlöslich sind und die durch das erfindungsgemäße Verfahren behandelt werden können, enthalten Magnesiumkarbonat, Kalziumkarbonat, Strontiumkarbonat, Bariumkarbonat, Mangankarbonat, Eisenkarbonat, Zinkkarbonat und Bleikarbonat Durch das Eindringen von wasserlöslichem Karbonat und von Aluminiumsilikatmaterial in die wässerige Aufschlämmung wird die Lagerzeit des durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Produktes erhöht und es wird die nachfolgende Wiederauflösung des Produktes erleichtert

Wenn das geringfügig wasserlösliche Karbonat als Füllmaterial für Gummi oder Kunststoffmaterialien, als Streckmittel für eine Farbe oder als Papierbeschichtungspigment verwendet werden soll, schadet die Anwesenheit einer geringeren Menge a:· Aluminiumsilikatmaterial, z. B. von Kaolin, nicht, und sie kann zur Vei^Kesserung der optischen Eigenschaften oder Fließfähigkeit des fes'.sn Materials von Vorteil sein. In ähnlicher Weise stört die Anwesenheit eines geringeren Anteiles an Aluminiumsilikatmaterial in einem Kunstdünger, in einem pharmazeutischen Produkt, einem organischen Pigment oder einer anderen synthetischen Chemikalie nicht. Sie kann gelegentlich vorteilhafte Auswirkungen haben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert:

Es wurden ein italienischer Kalzitmarmor, der vorher durch Schleifen mit Hilfe eines aus feinen Teilchen bestehenden Schleifmediums auf eine solche Teilchengrößenverteilung gebracht wurde, daß 90 Gew.-% aus Teilchen mit einem Durchmesser unter zwei Mikrometer bestand, und ein englisches Kaolin mit einer derartigen Teilchengrößenverteilung, daß 75 Gew.-% aus Teilchen mit einem Durchmesser unter zwei

Mikrometer und 0,5 Gew.-% aus Teilchen mit einem Durchmesser aber zehn Mikrometer bestand, mit Wasser im Verhältnis von neunzig Gewichtsteilen Marmor, zehn Gewichtsteilen Kaolin und dreiundvierzig Gewichtsteilen Wasser gemischt In dem Wasser waren außerdem, bezogen auf das Gesarotgewicht der trockenen Mineralien, 0,45 Gew.-% eines Natriumpolyacrylat-Dispersionsmittels mit einer mittleren Molekulargewichtszahl von 1650 gelöst Dieser Mischung wurde, bezogen auf das Gesamtgewicht der trockenen Feststoffe, 0,05 Gew.-% Natriumkarbonat zugesetzt Die so erhaltene Mischung wurde in einem Sprühtrockner der Firma Niro Atomizer Limited getrocknet der einen Durchsatz von 100 bis 150 kg pro Stunde hatte, und es wurde das getrocknete Material während etwa fünfzehn Wochen in Luft gelagert Während dieser Lagerzeit wurden in Abständen Proben des getrockneten Materials entnommen und dem folgenden Dispersionstest unterworfen. Es wurden 422 ml Wasser in einem zylindrischen Messing-Mischbehälter mit einem Durchmesser von 95 mm und einer Höhe von 150 mm abgemessen, welcher Behälter mit einem sechsblättrigen Turbinenmischflügel mit einem Durchmesser von 50 mm versehen war. Die Mischflügelgeschwindigkeit wurde auf 1500 Umdrehungen pro Minute gesteigert Es wurde eine Stoppuhr in Gang gesetzt, und es wurden 988 g des trockenen Materials so schnell wie möglich zugesetzt Nach zwei Minuten (Anzeige der Stoppuhr), wurde ein Probe des in dem Behälter befindlichen Materials, das breiförmig war, entnommen, und es wurde der Gewichtsprozentanteil der Feststoffe, die aus Teilchen mit einem äquivalenten Kugeldurchmesser ober zehn Mikron bestanden, und der Gewichtsprozentanteil der Teilchen mit einem äquivalenten Kugeldurchmesser unter zwei Mikrometer nach einem Sedimentationsverfehren bestimmt Die Ergebnisse sind in der unten angegebsnen Tabelle zusammengefaßt:

Tabelle

IU Lagerzeit	Gewichtsprozent der	Partikel
in Wachen	gröBer als 10 μΐη	kleiner als 2 μπι
15 0	1.3	85.4
1	1.5	86.8
2	13	86.1
3	1.2	86.3
4	1.6	86.7
20 71/2	1.1	85.8
10	1.5	84.2
15	2.6	82.1

Es wurde ein weiterer Versuch durchgeführt, um das Experiment unter Verwendung von, bezogen auf das Gesamtgewicht der Feststoffe, unter Verwendung von 1,0 Gew.-% Natriumkarbonat (anstelle von 0,05 Gew.-%) zu wiederholen. Dabei wurde aber ein steifes

Gel gebildet, das nicht mehr verarbeitet werden konnte.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Trocknen eines feinteiligen, geringfügig wasserlöslichen Feststoffes, wobei eine wäßrige Aufschlämmung des Feststoffes gebildet und die Aufschlämmung getrocknet werden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Feststoff wenigstens 7,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Feststoffes, eines feinteiligen Aluminiumsilikates, das aus wenigstens 60 Gewichtsprozent an Teilchen mit einem Durchmesser kleiner als 2 Mikrometer besteht, zugegeben wird.