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DE2948584A1 - Sphaerische sinterkeramische pellets und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Sphaerische sinterkeramische pellets und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number
DE2948584A1
DE2948584A1 DE19792948584 DE2948584A DE2948584A1 DE 2948584 A1 DE2948584 A1 DE 2948584A1 DE 19792948584 DE19792948584 DE 19792948584 DE 2948584 A DE2948584 A DE 2948584A DE 2948584 A1 DE2948584 A1 DE 2948584A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pellets
bauxite
ceramic powder
speed
spherical
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.)
Withdrawn
Application number
DE19792948584
Other languages
English (en)
Inventor
Robert John Seider
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.)
Unifrax I LLC
Original Assignee
Carborundum 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 Carborundum Co filed Critical Carborundum Co
Publication of DE2948584A1 publication Critical patent/DE2948584A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/021—After-treatment of oxides or hydroxides
    • C01F7/025—Granulation or agglomeration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/14—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic in rotating dishes or pans
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09K8/80—Compositions for reinforcing fractures, e.g. compositions of proppants used to keep the fractures open
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

THE CARBORUNDUM COMPANY
Niagara Falls, New York
(Vereinigte Staaten von Amerika)
Sphärische sinterkeramische Pellets
und
Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung betrifft sphärische sinterkeramische Pellets und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Erdöl und Erdgas werden aus Bohrungen in porösen und durchlässigen unterirdischen Gebirgsformationen gewonnen. Dank der Porosität kann die Formation Erdöl oder Erdgas speichern, und die Durchlässigkeit ermöglicht eine Bewegung des Erdöls oder Erdgases in der Formation. Die Durchlässigkeit der Formation ist wesentlich, damit das öl oder Gas zu einer Stelle fließen kann, von der es durch die Bohrung zur Erdoberfläche gefördert werden kann. Manchmal ist die Durchlässigkeit der öl- oder gasführenden Formation für eine wirtschaftliche Gewinnung des Erdöls oder Erdgases unzureichend. In anderen Fällen nimmt die Durchlässigkeit der Formation im Laufe der Förderung so stark ab, daß eine weitere Förderung unwirtschaftlich wird. In solchen Fällen muß die Formation aufgebrochen, und die Brüche oder Risse müssen durch geeignete Füllstoffe offengehalten werden. Das Aufbrechen der Formation geschieht in der Regel durch hydraulischen Druck; als Füllstoffe dienen teilchenförmige Materialien, wie Sand, Glaskügelchen oder keramische Teilchen, die mit Hilfe einer Flüssigkeit in die Risse eingeführt werden.
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Sphärische Teilchen von gleichmäßiger Größe werden wegen ihrer hohen Durchlässigkeit als besonders wirksame Füllstoffe angesehen. Aus diesem Grunde werden bei gleichen sonstigen Eigenschaften sphärische oder im wesentlichen sphärische Füllstoffe, wie abgerundete Sandkörner, Glaskügelchen, Stahlschrot und gekörnter Korund, bevorzugt.
Leider sind die vorstehend genannten Füllstoffe bei Tiefbohrungen, in denen am Bohrgrund hohe Drücke von z.B. über 350 bar herrschen, völlig wirkungslos oder haben eine stark verminderte Durchlässigkeit. Der beste der vorstehend genannten Füllstoffe ist bei hohen Drücken nach Angaben in der US-Patentschrift 3 976 138 geschmolzenes Aluminiumoxid. Doch selbst bei geschmolzenem Aluminiumoxid geht die Durchlässigkeit bei Drücken über 350 bar rapide zurück.
Aus der US-Patentschrift 4 068 718 wurde kürzlich bekannt, daß gesinterter Bauxit bei Drücken von 700 bar oder höher überraschenderweise eine wesentlich höhere Durchlässigkeit als die vorstehend genannten Füllstoffe hat. Leider hat hat das zu den in der US-Patentschrift 4 068 718 beschriebenen Messungen verwendete Bauxitmaterial nicht die zur Erzielung höchster Durchlässigkeit wünschenswerte sphärische Form, da es bisher nicht möglich war, gesinterte sphärische Bauxitteilchen mit einer Dichte von etwa 3,5 g/cm3 technisch herzustellen, die auch eine ausreichende Druckfestigkeit haben. Die gesinterten Bauxitteilchen bestanden aus länglichen Pellets, die in einer Trommel umgewälzt wurden, um zur Erhöhung der Durchlässigkeit die Ecken abzurunden. Außerdem war die Ausbeute an Pellets im Vergleich zu dem eingesetzten Material verhältnismäßig gering. Ein Rollen der Teilchen vor dem Sintern, wie in Spalte 4 der US-Patentschrift 4 068 718 beschrieben, erwies sich als völlig unwirksam; da die so erhaltenen Teilchen stets eine ungenügende Dichte hatten.
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Es stellte sich somit die Aufgabe, einen Füllstoff für unterirdische Gebirgsrisse in Form sphärischer Pellets zur Verfügung zu stellen, der bei ausreichender Druckfestigkeit unter hohem Druck eine befriedigende Durchlässigkeit für Erdgas und Erdöl hat. Ferner war ein Verfahren zur Herstellung dieses Füllstoffs anzugeben.
Erfindungsgemäß bei sphärischen sinterkeramischen Pellets dadurch gelöst, daß sie eine Dichte von über 95% der maximalen theoretischen Dichte des betreffenden Keramikproduktes haben und daß in wiederholten Zufallsstichproben die mittlere Kugelgestalt, ausgedrückt durch das Verhältnis von kleinem zu großem Durchmesser, größer als 0,82 bei einer Vertrauensgrenze von 951 ist.
Das Verfahren zum Herstellen der sphärischen sinterkeramischen Pellets besteht darin, daß man
a) ein sinterfähiges keramisches Pulver oder Pulvergemisch mit eine durchschnittlichen Teilchengröße bis 5 um auf den Drehteller einer mit einem umlaufenden Verdichtungsläufer ausgerüsteten Tellerpelletiervorrichtung bringt,
b) den Drehteller der Vorrichtung mit einer Drehzahl von 10 bis 60 U/min und den Verdichtungsläufer mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 25 bis 50 m/s umlaufen läßt,
c) genügend Wasser zur Bildung sphärischer Pellets und 5 bis 15 Gew.-% der Pellets weiteres keramisches Pulver zusetzt,
d) den Versichtungsläufer 1 bis 6 min mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 5 bis 20 m/s und den Drehteller weiter mit einer Drehzahl von 10 bis 60 U/min umlaufen läßt,
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e) die Pellets bei 100 bis 300 0C trocknet und
f) die Pellets bis zur maximal erreichbaren Dichte auf Sintertemperatur erhitzt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 und 6 bis 23 angegeben.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Pellets eignen sich nicht nur als durchlässige Füllstoffe zum Füllen unterirdischer Gebirgsaufbrüche, sondern können unter bestimmten Bedingungen auch mit Vorteil als Schmierstoffe, Schleifmittel, Filtermedien, Katalysatorträger oder Lagerwerkstoffe verwendet werden. Wenn die Pellets als Füllstoff für unterirdische Gebirgsaufbrüche verwendet werden sollen, eignet sich als keramisches Material am besten Bauxit, doch können auch andere keramische Stoffe, wie Aluminium und Eisen enthaltender Aluminiumsilicat-Ton, verwendet werden. Die Korngröße der Pellets zur Verwendung als Füllstoff für unterirdische Gebirgsaufbrüche beträgt 0,1 bis 2 mm. Bei einem Gebirgsdruck von mindestens 280 bar, meist 700 bar und mehr, haben diese Pellets eine höhere Durchlässigkeit als Füllstoffe aus nur angenähert sphärischem Bauxit.
Eine geeignete Pelletiervorrichtung mit umlaufendem Verdichtungsläufer ist beispielsweise in der US-Patentschrift 3 690 622 beschrieben.
Wie erwähnt, haben die sinterkeramischen Pellets gemäß der Erfindung eine Dichte von über 95% der theoretischen Dichte des keramischen Materials und eine Kugelgestalt, bei der das durchschnittliche Verhältnis von kleinstem Durchmesser zu größtem Durchmesser in wiederholten Zufallsstichproben größer als 0,82, meist größer als 0,85 und in vielen Fällen größer als 0,9 bei einer Vertrauensgrenze von 95% ist.
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Demgegenüber ist das durchschnittliche Verhältnis von kleinstem Durchmesser zu größtem Durchmesser von extrudierten und in einer Trommel umgewälzten Bauxitpellets nach dem Stande der Technik im allgemeinen kleiner als 0,80.
Unter dem Begriff "im wesentlichen sphärisch" soll hier eine Kugelgestalt verstanden werden, bei der das durchschnittliche Verhältnis von kleinstem zu größtem Durchmesser zwischen 0,7 und 0,82 liegt.
Mit dem Begriff "sphärisch" wird hier eine Kugelgestalt bezeichnet, bei der das durchschnittliche Verhältnis von kleinstem Durchmesser zu größtem Durchmesser größer als 0,82 ist.
Die sphärischen Pellets gemäß der Erfindung werden durch Sintern eines keramischen Pulvers oder Pulvergemisches hergestellt. Sie werden nicht, wie bei bekannten Verfahren, durch Schmelzen des keramischen Materials und anschließendes Erstarrenlassen hergestellt, Als keramisches Pulver kommt jedes sinterfähige keramische Pulver, wie Bauxit- und Siliciumcarbid-Pulver, in Betracht. Falls gewünscht, kann das sinterfähige keramische Pulver Sinterhilfsmittel enthalten. Wenn beispielsweise Bauxit verwendet wird, fördern Bentonit oder Eisenoxid das Sintern; bei Siliciumcarbid sind Bor, Borcarbid, Aluminiumdiborid, Borphosphid und andere Borverbindungen brauchbare Sinterhilfsmittel, und bei Aluminiumsilicat-Tonen unterstützen Flußmittel, wie Eisenoxid, das Sintern. Bis zu 30% Sinterhilfsmittel können eingesetzt werden. Die günstigeste Zusatzmenge Sinterhilfsmittel kann von einem Fachmann je nach keramischem Material und Natur des Sinterhilfsmittels leicht bestimmt werden. Beispielsweise fördert ein Zusatz bis zu 8 Gew.-I, besser bis zu 3 Gew.-I und am besten zwischen 0,2 und 1 Gew.-I Bentonit das Sintern von Bauxit,
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ein Zusatz von 0,4 bis 5 Gew.-% eines borhaltigen Sinterhilf smittels das Sintern von Siliciumcarbid und der Zusatz von bis zu 30 Gew.-% eines Flußmittels, wie Natriumcarbonat, Lithiumcarbonat, Feldspat, Manganoxid, Titandioxid, Eisenoxid und Natriumsilicat, das Sintern von Aluminiumsilicat-Tonen.
Das sinterfähige keramische Pulver oder Pulvergemisch mit einer durchschnittlichen Teilchengröße bis 5 um wird auf den Dreh- oder Pelletierteller einer mit einem umlaufenden Verdichtungsläufer ausgerüsteten Pelletiervorrichtung gegeben. Der Teller kann etwas gegen die Horizontale geneigt sein. Die Teilchen müssen die angegebene Feinheit haben, damit die fertigen sphärischen sinterkeramischen Pellets eine ausreichende Dichte haben. Ein keramisches Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als 4 pm ist wünschenswert. Noch besser ist ein Pulver mit einer Teilchengröße von weniger als 3 um und in der Regel mehr als 0,5 um.
Als Tellerpelletiervorrichtung mit umlaufendem Verdichtungsläufer kann beispielsweise ein Einrich-Mischer verwendet werden. Diese Vorrichtung ist mit einem ebenen oder geneigten runden Teller ausgerüstet, der mit einer Drehzahl zwischen 10 und 60 U/min umlaufen kann, und ferner mit einem umlaufenden Verdichtungsläufer versehen, der mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 5 bis 50 m/s umlaufen kann. Die Mittelachse des Verdichtungsläufers ist in dem Mischer im allgemeinen exzentrisch zur Mittelachse des Drehtellers angeordnet. Der Drehteller kann horizontal oder geneigt angeordnet sein, wobei im Falle einer geneigten Anordnung die Neigung zur Horizontalen bis 35° betragen kann.
Nach der Aufgabe des sinterkeramischen Pulvers auf die Pelletiervorrichtung läßt man den Drehteller mit einer Drehzahl zwischen 10 und 60 U/min, vorzugsweise zwischen
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20 und 40 U/min, und den Verdichtungsläufer mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 25 bis 50 m/s, vorzugsweise zwischen 25 und 35 m/s, umlaufen und setzt genügend Wasser für die Bildung von im wesentlichen sphärischer keramischer Pellets von der gewünschten Größe zu. Falls gewünscht, kann man den Verdichtungsläufer bei der Zugabe der ersten Hälfte des benötigten Wassers mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 5 bis 20 m/s und bei der Zugabe der restlichen Wassermenge mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 25 bis 50 m/s umlaufen lassen.
Im allgemeinen beträgt die Gesamtmenge Wasser, die zur Bildung von im wesentlichen sphärischen keramischen Pellets benötigt wird, 17 bis 20 Gew.-%, meist 18 bis 20 Gew.-* des eingesetzten keramischen Pulvers. Die Gesamtmischzeit vom Zusatz der ersten Wasseranteile bis zur Bildung von im wesentlichen sphärischen Pellets der gewünschten Größe beträgt etwa 2 bis 6 Minuten.
Sodann werden 5 bis 15%, vorzugsweise 8 bis 10% des Pelletgewichtes weiteres keramisches Pulver zugesetzt, worauf man den Verdichtungsläufer mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 5 bis 20 m/s, vorzugsweise 10 bis 20 m/s, 1 bis 6 Minuten umlaufen läßt, während man den Drehteller weiterhin mit einer Drehzahl von 10 bis 60 U/min, vorzugsweise 20 bis 40 U/min, rotieren läßt.
Falls gewünscht, kann man dann den Verdichtungsläufer anhalten und den Drehteller noch 1 bis 5 Minuten weiterlaufen lassen.
Der Verdichtungsläufer ist vorzugsweise eine Scheibe, an deren Umfang Rund- oder Profilstäbe angebracht sind, deren Längsachse sich zweckmäßigerweise parallel zur Umlaufachse des Läufers, in der Regel eine vertikale Achse, erstreckt. Der Durchmesser des Läufers wird von der Umlaufachse bis zur Mitte des am weitesten entfernten Stabes gemessen. Die
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Umfangsgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit des am weitesten entfernten Stabes.
Der Durchmesser des Verdichtungsläufers hängt von der Größe der Pelletiervorrichtung ab, beträgt aber in der Regel weniger als 25% des Durchmessers der Pelletiervorrichtung. In den meisten Fällen hat der Läufer einen Durchmesser von 10 bis 100 cm und rotiert bei den niedrigen Umfangsgeschwindigkeiten von 10 bis 20 m/s je nach dem Läuferdurchmesser mit Drehzahlen von 200 bis 3750 U/min, bei den höheren Umfangsgeschwindigkeiten von 25 bis 35 m/s mit Drehzahlen von 500 bis 6500 U/min.
Die Pelletiervorrichtung ist ferner mit einer Abstreiferplatte zum Entfernen des keramischen Materials von der Wand des Pelletiertellers und vorzugsweise auch dem Verdichtungsläufer ausgerüstet.
Die erhaltenen Pellets werden bei einer Temperatur zwischen 100 und 300 0C getrocknet, bis ihr Feuchtigkeitsgehalt weniger als 3%, am besten weniger als 1% beträgt. Die günstigste Trocknungstemperatur liegt zwischen 175 und 275 0C, die Trocknungszeit in der Regel zwischen 30 und 60 Minuten. Danach werden die Pellets in einem Ofen auf Sintertemperatur erhitzt, bis eine maximale Dichte erreicht ist. Im Falle von Bauxit mit weniger als 90% Aluminiumoxid sowie wesentlichen Mengen Fe2O3, SiO2 und TiO2 wird das Sintern 1 Minute bis 10 Minuten bei einer Temperatur zwischen 1450 und 1550 0C, am besten 2 bis 4 Minuten bei einer Temperatur zwischen 1485 und 1515 0C ausgeführt.
Die erzielte Dichte beträgt über 95% der theoretischen Dichte des eingesetzten keramischen Materials. Die theoretische Dichte des Bauxits schwankt wegen der verschiedenen Zusammensetzung des in der Natur vorkommenden Bauxits etwas, beträgt jedoch in der Regel etwa 3,72 g/cm*,
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so daß die Dichte der Pellets mehr als 3,57 g/cm3, meist 3,60 bis 3,68 g/cm3 beträgt. Da durch Umwälzen der Pellets in einer Trommel für eine Zeitspanne von 10 Minuten bis 1 Stunde die Glätte der Pellets wesentlich erhöht wird, können die Pellets in einer Trommel umgewälzt werden, falls gewünscht.
Wenn die Pellets als Füllstoff zur Erhöhung der Durchlässigkeit unterirdischer Erdformationen in der Umgebung von Tiefbohrungen verwendet werden sollen, werden die sphärischen Pellets in einer Flüssigkeit aufgeschlämmt, und diese Aufschlämmung wird in eine Bruchstelle eingeführt, die einen Verdichtungsdruck von mindestens 280 bar hat. Die Füllung besteht in der Regel, aber nicht notwenigerweise, aus einer Mehrschichtenpackung, und die Teilchen des Füllstoffs haben eine Gesamtgröße von 0,1 bis 2 mm.
An Hand nachstehender Beispiele wird die Erfindung veranschaulicht. Sofern nicht anders angegeben, sind al-le Teile Gewichtsteile und alle Prozentangaben Gewichtsprozente.
BEISPIEL 1
Etwa 135 kg Surinam-Bauxit-Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als 4 um wurden zusammen mit 1,35 kg Bentonitpulver auf einen Eireich-Mischer mit einem Tellerdurchmesser von etwa 115 cm, einer Verarbeitungskapazität von etwa 160 kg und einem Verdichtungsläufer mit einem Durchmesser von etwa 27 cm gegeben.
Der Teller wurde mit einer Drehzahl von etwa 35 U/min und der Läufer mit einer Drehzahl von etwa 1090 U/min umlaufen gelassen. Etwa 82 kg Wasser wurden zugesetzt. Teller und Läufer wurden noch etwa 1 Minute weiterlaufen gelassen; dann wurde die Drehzahl des Läufers auf etwa 2175 U/min erhöht, und es wurden weitere 82 kg Wasser zugesetzt.
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Teller und Läufer wurden weiter umlaufen gelassen, bis sich Keimpellets bildeten, die weniger als 5% Pellets von einer Größe unter 0,5 mm enthielten (etwa 3 Minuten). Die Drehzahl wurde sodann auf etwa 1090 U/min vermindert, und es wurden etwa 4 kg des genannten Bauxitpulvers, das 0,5% Bentonit enthielt, zugesetzt. Danach wurden Teller und Läufer zur Bildung sphärischer Pellets noch weitere 2 Minuten umlaufen gelassen.
Anschließend wurden die Pellets etwa 30 Minuten bei etwa 225 0C in einem Drehtellertrockner getrocknet und dann bei etwa 1500 0C 3 Minuten gesintert. Die Ausbeute an brauchbaren Pellets mit einer Körnung zwischen 14 und 60 betrug über 90%. Die Pellets hatten eine Dichte von etwa 3,64 g/cm1 und eine Kugelgestalt von etwa 0,9.
BEISPIEL 2
Etwa 450 kg Surinan-Bauxit-Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als 4 pm wurden in einem Bandmischer mit etwa 4,5 kg Bentonit und etwa 164 kg Wasser gemischt. Das erhaltene pastöse Gemisch wurde sodann bei Raumtemperatur mit Hilfe eines 203-mm-Extruders mit wassergekühltem Zylinder extrudiert. Die Größe der Düsenöffnung entsprach dem Durchmesser eines Teilchens der Körnung 10 bis 12. Das extrudierte Material wurde 1 Stunde bei 260 0C getrocknet und in einem hin- und hergehenden Stokes-Granulator sowie einer anschließenden 4-Minuten-Behandlung in einem "Blunger" granuliert. Staub wurde durch Sichten entfernt, und abgerundete Formen wurden durch eine Trommelbehandlung erhalten. Die so hergestellten Pellets wurden wie bei dem Verfahren des Beispiels 1 gesintert.
Die Ausbeute an brauchbaren Pellets mit einer Körnung zwischen 14 und 60 betrug weniger als 80%. Die Pellets
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hatten eine Dichte von etwa 3,64 g/cm3 und eine Kugelgestalt von weniger als 0,8.
BEISPIEL 3
Bauxitpulver, das 3 Gew.-I Bentonit enthielt, wurde durch Rollen in einer Ferro-Tech-Pelletiervorrichtung pelletiert und 3 Minuten in einem Drehofen bei 1525 0C gebrannt. Die Temperatur von 15 25 0C im Drehofen reichte zum Verdichten nicht aus, wie an der weißen Farbe zu erkennen war.
Die Pellets wurden dann in einem gasbeheizten Ofen 1 Stunde auf 1225 0C erhitzt. Diese Brennbehandlung ergab eine scheinbare Dichte von 3,30 g/cm3.
BEISPIEL 4
Die Durchlässigkeit eines Haufwerks der nach dem Verfahren des Beispiels 1 hergestellten Pellets wurde mit der Durchlässigkeit eines Haufwerks der nach dem Verfahren des Beispiels 2 hergestellten Pellets in 2%iger KCl-Lösung bei 93 0C unter verschiedenen Drücken verglichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle I wiedergegeben.
TABELLE I Durchlässigkeit
Beispiel 2
Druck
bar		 Durchlässigkeit
Beispiel 1		 304
138 285 251
276 274 242
414 248 222
552 233 213
690 222
Das Beispiel zeigt deutlich, daß die Pellets gemäß der Erfindung bei Drücken von 276 bis 690 bar einen mehr als 4 bis mehr als 9% besseren Durchfluß zulassen.
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- 17 BEISPIEL 5
Die Kompressibilität der nach dem Verfahren des Beispiels hergestellten Pellets wurde mit derjenigen der nach dem Verfahren des Beispiels 2 hergestellten Pellets in einem geschlossenen Rohr unter einem Kolben bei einem Druck von 1104 bar verglichen. Ein Bett von 6,4 mm Höhe der Pellets gemäß der Erfindung zeigte eine Kompressibilität von 1,0 bis 1,4 mm, während die Pellets des Beispiels 2 unter den gleichen Bedingungen eine Kompressibilität zwischen 1,3 und 1,5 mm zeigten.
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Claims (1)

  1. COHAUSZ Cc FLORACK
    PATENT AN WA LTS BÜRO
    SCHUMANNSTR. 97 . D-40OO DÜSSELDORF
    Telefon: (0? Π) 683344 Τ.Ιβχ: 08586513 cop d
    PATENTANWÄLTE: Dipl.-lng. W. COHAUSZ Dipl.-lng. R. KNAUF - Dr.-lng., Dipl.-Wirtich.-lng. A. GERBER Dipl.-lng. H. B. COHAUSZ
    Patentansprüche
    Sphärische sinterkeramische Pellets, dadurch
    gekennzeichnet , daß sie eine Dichte von über 95*o der maximalen theoretischen Dichte des betreffenden Keramikproduktes haben und daß in wiederholten Zufallsstichproben die mittlere Kugelgestalt der Pellets, ausgedrückt durch das Verhältnis von kleinem zu großem Durchmesser, größer als 0,82 bei einer Vertrauensgrenze von 95% ist.
    2. Pellets nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie aus Bauxit bestehen, eine
    Dichte von über 3,57 g/cms haben und daß in wiederholten Zufallsstichproben die mittlere Kugelform der Pellets größer als 0,82 bei einer Vertrauensgrenze von
    95% ist.
    3. Pellets nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß in wiederholten Zufallsstichproben die mittlere Kugelgestalt der Pellets größer als 0,85 bei einer Vertrauensgrenze von 95% ist.
    4. Pellets nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in wiederholten Zufallsstichproben die mittlere Kugelgestalt der Pellets größer als 0,9 bei einer Vertrauensgrenze von 95% ist.
    33 405
    U/un
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    5. Verfahren zum Herstellen sphärischer sinterkeramischer Pellets nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man
    a) ein sinterfähiges keramisches Pulver oder Pulvergemisch mit einer durchschnittlichen Teilchengröße bis 5 um auf den Drehteller einer mit einem umlaufenden Verdichtungsläufer ausgerüsteten Tellerpelletiervorrichtung bringt,
    b) den Drehteller der Vorrichtung mit einer Drehzahl von 10 bis 60 U/min und den Verdichtungsläufer mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 25 bis 50 m/s umlaufen läßt,
    c) genügend Wasser zur Bildung sphärischer Pellets und 5 bis 15 Gew.-% der Pellets weiteres keramisches Pulver zusetzt,
    d) den Verdichtungsläufer 1 bis 6 min mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 5 bis 20 m/s und den Drehteller weiter mit einer Drehzahl von 10 bis 60 U/min umlaufen läßt,
    e) die Pellets bei 100 bis 300 0C trocknet und
    f) die Pellets bis zur maximal erreichbaren Dichte auf Sintertemperatur erhitzt.
    6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß man vor dem Trocknen der Pellets den Verdichtungsläufer anhält, den Drehteller jedoch noch 1 bis 5 min umlaufen läßt.
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    7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß man einen Pelletierteller mit mindestens einem Abstreifer zum Entfernen des keramischen Materials von der Wand des Tellers verwendet.
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man dem keramischen Pulver bis zu etwa 30% seines Gewichtes Sinterhilfsmittel zusetzt.
    9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als sinterfähiges keramisches Pulver Bauxit, Siliciumcarbid oder Aluminiumsilicat-Ton verwendet.
    10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Verwendung von Bauxit den PelletieTteller mit einer Drehzahl von 20 bis 60 U/min umlaufen läßt.
    11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß man den Verdichtungsläufer vor dem Zusatz weiteren keramischen Pulvers mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 25 bis 35 m/s und nach dem Zusatz weiteren keramischen Pulvers mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 10 bis 20 m/s umlaufen läßt.
    12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß man einen Verdichtungsläufer mit einem Durchmesser von 10 bis 100 cm verwendet und diesen vor dem Zusatz von weiterem keramischen Pulver mit einer Drehzahl von 500 bis 6500 U/min und nach dem Zusatz von weiterem keramischen Pulver mit einer Drehzahl von 200 bis 3750 U/min umlaufen läßt.
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    13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß man weiteres keramisches Pulver in einer Menge von 10 Gew.-I der Pellets zusetzt.
    14. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß man nach dem Zusatz weiteren keramischen Pulvers den Verdichtungsläufer 2 bis 4 min weiterlaufen läßt, bevor er angehalten wird.
    15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß man die Pellets 30 bis 60 min bei einer Temperatur zwischen 175 und 275 0C in einem Drehtellertrockner trocknet.
    16. Verfahren nach einem der Ansprüche u bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Sintern von Bauxit eine Sintertemperatur von 1485 bis 1515 0C und eine Sinterzeit von 10 min bis etwa 1 h anwendet . . .
    18. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß man Bauxitpulver mit einer Teilchengröße von 4 pm und eine Tellerpelletiervorrichtung mit geneigtem Drehteller verwendet.
    19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß man dem trockenen Bauxit vor dem Formen zu sphärischen Pellets 0,2 bis 1% des Bauxitgewichtes Bentonit zumischt.
    20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß man als ausreichende Menge Wasser 17 bis 20°i des Bauxitgewichtes Wasser zusetzt.
    - 5 030026/0651
    21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß man den Verdichtungsläufer in einer anderen Stellung als in der Mitte des Pelletiertellers anordnet.
    22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , daß man den Pelletierteller 10 bis 35° geneigt zur Horizontalen anordnet.
    23. Verwendung der sinterkeramischen Pellets nach Anspruch z-um Füllen von unterirdischen Gesteinsrissen mit einem gas- und flüssigkeitsdurchlässigen Füllstoff bei Erdgas- und Erdölbohrungen.
    030026/0651
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