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DE1667064C3 - Minerale enthaltende Mischung ohne Festback-Eigenschaften, sowie Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

Minerale enthaltende Mischung ohne Festback-Eigenschaften, sowie Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number
DE1667064C3
DE1667064C3 DE19671667064 DE1667064A DE1667064C3 DE 1667064 C3 DE1667064 C3 DE 1667064C3 DE 19671667064 DE19671667064 DE 19671667064 DE 1667064 A DE1667064 A DE 1667064A DE 1667064 C3 DE1667064 C3 DE 1667064C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
compound
rox
sodium
radical
mineral
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19671667064
Other languages
English (en)
Other versions
DE1667064A1 (de
DE1667064B2 (de
Inventor
Frank G. Peabody Mass. Serafin (V.St.A.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WR Grace and Co
Original Assignee
WR Grace and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WR Grace and Co filed Critical WR Grace and Co
Publication of DE1667064A1 publication Critical patent/DE1667064A1/de
Publication of DE1667064B2 publication Critical patent/DE1667064B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1667064C3 publication Critical patent/DE1667064C3/de
Expired legal-status Critical Current

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Description

Die Erfindung betrifft Minerale enthaltende Mischungen ohne Festback-Eigenschaften sowie Verfahren zur Herstellung derselben.
Bei der Aufbereitung von Mineralien, wie Rohmineralien oder bereits behandelte Mineralien, werden diese gewöhnlich zu verhältnismäßig kleinen Teilchen vermählen, was dazu möglichst schnell erfolgen soil. Es ist zwar bekannt, zur Verbesserung der Vermahlung Mahlhilfsmittel zu verwenden, um entweder die Mahlgeschwindigkeit zu vergrößern oder die Feinheit der Teilchen bei gegebener Arbeitsgeschwindigkeit zu erhöhen. Hierbei können jedoch die Eigenschaften des zermahlenen Produktes nachteilig beeinflußt werden. So werden z. B. durch das Aufbrechen der Teilchen beim Mahlen neue Oberflächen erzeugt, die wegen der aufgebrochenen lonenbindungen eine größere Energie haben. Diese Oberflächenkräfle halten bei dem Mahlgut einige Zeit nach dem Mahlvorgang nocn jr. und verursachen ein Zusammenbacken des Materials. Ferner wird die Schüttfähigkeit der MineVerbindung der allgemeinen Formel ROX als Fcstback-lnhibitor enthält, in welcher R einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl- oder Arylrest und X ein Metall oberhalb des Wasserstoffes in der elektrochemischen Spannungsreihe bedeutet.
Vorzugsweise soll in der Verbindung ROX der Rest R ein Alkylrest mil I bis 4 Kohlenstoffatomen oder ein Phenylrest und ferner X Natrium oder Calcium bedeuten. Besonders bevorzugte Festback-Inhibitoren sind Natriummethoxid oder Natriumphenoxid.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Minerale enthaltenden Mischung ohne Festback-Eigenschaften, das dadurch gekennzeichnet ist. daß man das Mineral in Gegenwart der Verbindung ROX vermahlt bzw. daß man die Verbindung ROX dem Mineral zusetzt, bevor es in die Mahlzone gelangt.
Mit »Festbacken« wird hier die Agglomeration oder Haftung von Einzelteilchen bezeichnet, die z. B. beim Lagern oder Transportieren auftritt und die als Festback-Index gemessen wird. Dieser ist ein relativer Wert, der numerisch angibt, wie weit ein teüchcnförmiges Material bereit ist, nach einer gewissen Lagerzeit oder nach einem Transport frei zu fließen. Das Festback-Verhältnis ist das Verhältnis des Fcstback-Index des unbehandelten Materials gegenüber dem des behandelten Materials und wird benutzt, um zwei verschiedene Proben gemahlenen Minerals zu vergleichen. Der Festback-index wird wie folgt bestimmt: 100g Mineral werden in einem 250-ml-Erlenmeyer-Kolben auf eine Vibrationsplatte gebracht. Der Kolben mit dem Material wird dann 15 Sekunden lang vibriert und dann horizontal in ein Spannfutter eingesetzt. Der Kolben wird dann etwa iOOmal je Minute um 180 um seine Achse gedreht, bis das am Boden des Kolbens festliegend? Material zusammenfallt. Die Anzahl der Drehungen um ISO . die bis zum Zusammenfallen des Materials erforderlich sind, ergeben den Festback-Index. Je größer also die zum Aufbrechen des festgebackenen Materials erforderliche Energie ist. desto höher ist der Festback-Index.
Mischungen, welche ein Mineral und mit diesem erfindungsgemäß vermischt eine Verbindung der Formel ROX enthalten, /eigen erstaunlicherweise überaus günstige Festback-Indizes.
Im folgenden wird die Erfindung zwar in Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben, bei dem das Mineral mit der betreffenden Verbindung vermählen wird, wenngleich die Mischung auch auf andere Weise als durch Zugabe der Verbindung zu dem vermahlenen Material hergestellt werden kann.
Wenn in der Verbindung ROX R ein Alkylrest ist.
rauen verscniccnicrx. uieses Rann su wen pciicu. uau 55 si> nanu t-i die Mineralteilchen durch Vibration, z. B. beim Transport in einem Trichterwagen, so stark verdichtet werden, daß sie halbfest werden und sich mehl ausschütten lassen, so daß man zum Aufbrechen der kompakk-n Masse erhebliche mechanische Kräfte aufwenden muß
Die I rlindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu vermeiden und eine Minerale enthaltende Mischung ohne derartige I estback-1 luenschaflen vorzuschlagen
Zur I OSUr)L' der Aufgabe wird d;ih. r eine solche Mischung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet isi d.il.t ^ic 0.001 bis I Ciewichlspro/ent einer ami UIIU »in-
zujisweise 1 bis 4 KohlenstofTatome aufweisen, wobei Methylgruppen besonders bevorzugt werden. Wenn R ein Arylrest isi. so ist er vorzugsweise ein Phenyl- oder Naphlhyirest, Die Alkyl- und Arylrestc können substituiert sein. z. B. mit Nitrogruppen, Halogen- und insbesondere Chlorgruppcn: Alkylreste vorzugsweise mit I bis 5 Kohlenstoffatomen und insbesondere Methylresten; Arylreste; Hydroxylrcstc; Aminogruppen und Alkoxyreslc mit vorzugsweise I bis 5 Kohlenstoffatomen.
Das Metall X ist vorzugsweise ein Alkali- oder Erdalkalimetall, wobei Natrium und Calcium besonders bevorzugt werden. Beispiele für derartige Festback-
Inhibitoren sind Natriummethoxid, Natriumphenoxid, Tabelle Calciumphenoxid, Calciurabutoxid, Aluminiumäthoxid, Magnesiummethoxid,AIuminiummethoxid, Aluin iniumisopropoxid, Aluminium-t.-butoxid und Kaüum-o-methylphenoxid.
Die Festback-inhibitoren können auf übliche Weis= hergestellt werden. Beispielsweise kann man das Melallhydrnxid mit dem Alkohol oder Phenol entsprechend dem gewünschten Produkt herstellen.
Das Vermählen der Mineralien zusammen mit dem Festback-Inhibitor erhöht die Mahlwirksamkeit und hat andere Vorteile, z. B. eine Verhinderung des Festbackens beim gelagerten Material und eine Erhöhung der Fließeigenschaften des gemahlenen Minerals beim Transport in einem Fördersystem, insbesondere bei pneumatischer Förderung.
Als Mineralien werden natürlich vorkommende anorganische Mineralien, wie Phosphatgestein, teilweise bearbeitete Mineralien wie konzentriertes Eisenerz und Mischungen von Mineralien wie Zement, Klinker oder keramische Stoffe in dieser Weise behandelt. Beispielsweise kann man mit derartigen Mahlhilfsmitteln Beryliiumoxid, Kalkstein, Gips, Ton und Bauxit behandeln. Besonders wertvoll sind derarfice Mahlhilfsmittel bei Zement und insbesondere Po; Jandzement. Portlandzement gehört zu den hydraulischen Zementen, die im wesentlichen aus zwei Calciumsilikaten und einer kleineren Menge Calcium- Tabelle aluminat bestehen. Derartige Zemente werden hergestellt, indem man ein inniges Gemisch eines feinverteilten Kalkgcateirs zusammen mit tonigem Material zu einem Klinker verarbeitet und diesen dann zusammen mit etwa 5% Gips, oder i.iit einem anderen Calciumsulfat vermahlt, um die ge w .nschten Abbindeeigenschafien des fertigen Zementes zu erzielen. Die Festback-inhibitoren werden vorzugsweise dem Klinker zugesetzt, um die Mahlwirksamkeit zu erhöhen und ein anschließendes Festbacken des fertigen Zements zu vermeiden.
Die Festback-inhibitoren werden entweder trocken oder flüssig eingesetzt. Aus Gründen der Einfachheit können wäßrige Lösungen verwendet werden, die genau dem Produktenstrom zugemessen werden können. Wenige ,ut lösliche Festback-inhibitoren können mit einem entsprechenden Netzmittel, z. B. Natriumdodecylbenzolsulfonat. emulgiert werden. Der Festback-Inhibitor kann dem Mineral vor dem Vermählen zugesetzt werden oder kann gleichzeitig mit dem Material in das Mahlwerk gegeben werden. Wenn nur das Festbacken verringert werden soll oder wenn man die bessere Fließfähigkeit erreichen will, so kann der Festback-Inhibitor auch zu einem beliebigen anderen Tabelle Zeitpunkt während des Aufarbeitens zugesetzt werden.
Die Menge des Festback-Inhibitors betraut 0.001 bis I und insbesondere 0,G05 bis 0,4% Feststoffe. bezogen auf das Gewicht der Mineralfeststoffe
In der folgenden Tabelle 1 ist die Wirksamkeit verschiedener Festback-inhibitoren und der Fcstback-Index bei deren Verwendung angegeben. Die Meßergebnisse wurden mit einem Portlandzement Typ I erhalten, der in einer Laboratoriumsstahlkugclmühle bei 99"C und 5216 Umdrehungen gemahlen wurde.
Zusatz 5 Blindprobe Menge Ober Steige Festback
Natrium in % fläche rung Index
phenoxiH nach gegen
Natrium- B laine über
methoxid in cm2/g Blindprobe
•5 Natrium 3114 57.7
phenoxid 0,033 3373 8,30 34,7
0,015 3259 4,66
0,060 3473 11,52 14,0
In der folgenden Tabelle 2 sind die Werte der Luftaufnahme und der Absetzzeiten angegeben. Die aufgenommene Luftmenge in Prozent wurde nach dem Verfahren gemäß ASTM C-I85 Air Entrainment Test bestimmt, während die Absetzzeit nach ASTM C-191 Vicat Setting Time Test bestimmt wurde. Das Wasser/ Zement-Verhä'tn'r betrug 0,67.
Zusatz
Menge in % % Luft Abbindezeil
Blindprobe 0,033 13,3 · 120 Minuten
Natrium 11,0 110 Minuten
phenoxid 0,015
Natrium- 10.8 100 Minuten
methoxid 0.060
Natrium- 10.8 85 Minuten
40 phenoxid
Tabelle 2 zeigt, daß die Verwendung eines Festback-Inhibitors keine übermäßigen Lufteinschlüsse ergibt, aber die Abbindezeit erheblich verringert.
Die Druckfestigkeit von Zement, der mit Festback-Inhibitor vermählen worden ist, zeigt Tabelle 3. Die Druckfestigkeit wu~de nach ASTM C-109, Comnressive Strength Test, bestimmt. Das Wasser Zemeni-Verhältnis war 0,47.
Menge
in %
0,033
0,015
0.060
in kp cm7 nach
I Τ.ιμ 7 Γ.ιμς·π
Blindprobe
Nalriumphennxid
Natriummethoxid
N;i!riumphenoxid
61.8
77.2 72.8 X8.7
243 27 * 245 M)X

Claims (6)

16 87 Patentansprüche:
1. Minerale enthaltende Mischung ohne Festback-Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,001 bis 1 Gewichtsprozent einer Verbindung der allgemeinen Formel ROX als Festback-Inhibitor enthält, in welcher R einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl- oder Arylrest und X ein Metall oberhalb des Wasser- »toffes in der elektrochemischen Spannungsreihe bedeutet.
2. Mischung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung ROX der Rest R einen Alkylrest mit I bis 4 Kohlenstoffatomen oder einen Phenylrest bedeutet.
3. Mischung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung ROX X Natrium oder Calcium bedeutet.
4. Mischuni; nach Anspruch 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß sie als Fesiback-Inhibitor Natriummethoxid oder Natriumphenoxid enthält.
5. Verfahren zur Herstellung einer Mischung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Mineral in Gegenwart der Verbindung ROX vermahlt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verbindung ROX dem Mineral zusetzt, bevor es in die Mahlzone gelangt.
30
DE19671667064 1966-06-02 1967-05-27 Minerale enthaltende Mischung ohne Festback-Eigenschaften, sowie Verfahren zur Herstellung derselben Expired DE1667064C3 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US55469966A 1966-06-02 1966-06-02
US55469966 1966-06-02
DEG0050231 1967-05-27

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1667064A1 DE1667064A1 (de) 1971-06-03
DE1667064B2 DE1667064B2 (de) 1975-08-28
DE1667064C3 true DE1667064C3 (de) 1976-04-15

Family

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