[go: up one dir, main page]

DE2921336A1 - Kugeliges granulat aus sinterbauxit, seine herstellung und verwendung - Google Patents

Kugeliges granulat aus sinterbauxit, seine herstellung und verwendung

Info

Publication number
DE2921336A1
DE2921336A1 DE19792921336 DE2921336A DE2921336A1 DE 2921336 A1 DE2921336 A1 DE 2921336A1 DE 19792921336 DE19792921336 DE 19792921336 DE 2921336 A DE2921336 A DE 2921336A DE 2921336 A1 DE2921336 A1 DE 2921336A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bauxite
granules
sintered
water
dry
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.)
Ceased
Application number
DE19792921336
Other languages
English (en)
Inventor
Jeremy Bleecher
Vincent Wayne Nehring
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.)
Saint Gobain Abrasives Inc
Original Assignee
Norton 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 Norton Co filed Critical Norton Co
Publication of DE2921336A1 publication Critical patent/DE2921336A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25—Methods for stimulating production
    • E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
    • E21B43/267—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures reinforcing fractures by propping
    • 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
    • B01J2/10—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic in stationary drums or troughs, provided with kneading or mixing appliances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/80—Compositions for reinforcing fractures, e.g. compositions of proppants used to keep the fractures open
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
    • C01P2004/32—Spheres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/50—Agglomerated particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/10—Solid density

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Glanulating (AREA)

Description

PATENTANWÄLTE
WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ
PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATAiRES agr£es pres l'office DR.-ING. FRANZ MPUESTHOFF DR. PHIL. FREDA TPUESTHOFF (1927-I956) DIPL.-ING. GERHARD PULS (1952-I971) DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.; DIFL.-VIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ
D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE 2
telefon: (089) 6620 ji
TELEGRAMM: PROTECTPATENT
telex: j 24 070
IA-52 371
Patentanmeldung
Anmelder:
NORTON COMPANY
1 New Bond Street Worcester, Massachusetts, U.S.A.
Titel
Kugeliges Granulat aus Sinterbauxit, seine Herstellung und Verwendung
ORIGINAL INSPECT©
PATENTANWÄLTE
WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ
PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATA1RES AGREES PRES l'oFFICE EUROPEEN DES BREVETS
UJb
DR.-ING. FRANZ VUESTHOFF DR. PHIL. FREDA TUESTHOFF (1927-I956) DIPL.-ING. GERHARD PULS (19J2-1971) DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.; DIPL.-TPtRTSCH.-ING. RUPERT GOET2
D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2
telefon: (089) 66 20 ji telegramm: protectpatent telex: j 24 070
1A-52 371
Be Schreibung
Ende der 40iger Jahre begann man mit dem hydraulischen Aufbrechen von Formatieren(wozu es erforderlich wurde { ein körniges "B'üll" Material in die Bohrungen einzubringen ^ um ein Verschließen dieser Riße und Brüche in der Formation zu verhindern. AIa erstes wurde für diesen Zweck Sand (Flint) angewandt. Dann hat man es mit Aluminiumoxidkugeln (US-PS 2 950 247),mit kugeln aus gesinterten Bauxit (US-PS 3 S90 072, 4 Ο68 718, 3 079 243 und 3 491 492) versucht.
Es sind Verfahren bekannt, um Schleifkorn aus Sinterbauxit herzustellen (US-PS 2 347 685)'aus einem Filterkuchen von Bauxit, der vor dem Brennen entsprechend aufgebrochen worden ist oder durch Pressen des Schleifkorns zu Formkörpern(die dann gebrannt und zerkleinert werden (US-PS 2 725 286). Nach diesem Stand der Technik wird zuerst gepresst und der Bauxit dann granuliert und gebrannt bzw. anstelle der Preßstufe ein •^ntflockungsrnittel angewandt. So wurde auch bereits ein Peptisiermittel für einen Bauxitschlamm angewandt, der dann auf einer schrägen beheizten Platte ablaufen konnte, so daß sich nach dem Trocknen Kügelchen bildeten, die zu Sinterbauxit gebrannt wurden. iJachder DE-OS 15 92 088 werden Bauxitkugeln
/2
80Θ860/0668
- £■ 52 371
oder-granulat nach dem Schneeballsysteni hergestellt und gesintert, v/odurch man schleifende Kugeln in einer Körnung von 1,19 bis 2 mm Durchmesser erhielt. In einer Veröffentlichung der Maschinenfabrik Gustav Eirich, Oktober 1971 unter dem Titel"Üranuliermaschinen und-anlagen" wird ein kontinuierliches Pelletierverfahren nach dem bohneeballsystem beschrieben. Schlecht fliel'3ende oder pastenförmige haterialien können in manchen B'ällen einfach absatzweise in einem Üirich-Gegeristrom-Intensivmischer hergestellt werden. Unter anderem können danacli 150 i'iaterialien granuliert oder peüLetiert v/erden, wobei auch Bauxit, Korund und Tonerde aufgezählt werden, jedoch keine näheren Angaben für die Verfahren gemacht v/erden.
Aus US-PS 3 592 779 ist das Agglomerieren von Säure- Schlamm und Kohlepulver nach Mischen in einem Ho'bart-Mischer bekannt, wonach in dem Mischer die Zugabe des Kohlepulvers zu einer teigigen Masse erfolgt.
Aufgabe der Erfindung ist ein Sinterbauxitgranulat und e.in Verfahren zu dessen Herstellung, welches sich besonders eignet zur Auffüllung bzw. zum Ausbau von Ölbohrungen. Die erfindungsgemäßen Granulate haben entsprechende Form, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit für dieses Anwendungsgebiet.
Während man nach dem Stand der Technik in etwa kugeliges Korn aus Sinterbauxit als Ausfüllung für Tiefbohrungen anwenden kann, bezieht sich die Erfindung auf gesinterte Tonerdekugeln.
Das bevorzugte AusgangsmaterM. nach der Erfindung ist im Handel erhältlicher gebrannter Bauxit. Da Bauxit in erster Linie wasserhaltiges Aluminiumoxid mit geringen Anteilen von Kieselsäure, Eisen und Titan ist und geringere Anteile anderer Oxide enthält, kann man als Ausgangsmaterial auch Gemische von Aluminiumoxid oder wasserhaltigem Aluminiumoxid unter Zusatz von Kieselsäure und anderen Oxiden anwenden. Dies ist
52 371
jedoch aus wirtschaftlichen Gründen nicht zweckmäßig. Handelsüblicher gebrannter Bauxit ist leicht verfügbar und wird daher bevorzugt.
Die Kugeln bzw. das kugelige Granulat nach der .Erfindung wird hergestellt durch Agglomerieren von einem Gemisch aus Bauxit,(oder einer anderen Aluminiumoxid-Quelle), einem Bindemittel und Wasser in einem hochintensiven Mischer. Hochintensive ivri. scher sind solche, welche schnell laufende Propeller oder ähnliche bauteile aufweisen und eine Leistungsfähigkeit in der Größenordnung von 1 kW/100 kg Gemisch besitzen. Dies steht in strengem Kontrast zu den Dpehscheiben-j Kegel- oder Trommel-ielletisiermaschinei-^die keine sich drehenden Mischelemente enthalten und nur nach dem Schneeballsystem arbeiten, welche um etwa eine Größenordnung geringere Pulver in das Gemisch einbringen.
Das Granulat besteht im allgemeinen aus Kugeln, deren "Rundheit11 nach Krumbein zumindest 0,6 ist bei 20 bis 50-facher Vergrößerung (W. Ivrumbein, Measurement and Geological Significance of Shape and Roundness of Sedimentary Particles; Journal of Sedimentary Petrology, Vol. II, p. 64-72, 1941). Dieses Granulat wird da^getrocknet und etwa 10 bis 20 min bei etwa 1500°C auf eine Dichte von zumindest 3,6 g/cm gebrannt.
Hs wird betont, daß die Feinheit des Ausgangs-Bauxits nicht so kritisch ist, wie bei den anderen bekannten Verfahren. Für das erfindungsgewäße Verfahren reicht trocken-gemälener Bauxit vollständig aus. Mn solcher hat eine Feinheit von 50 /um oder darüber bis herunter zu 1 .-um. Die Sedimentationsanalyse von derartigen trockengemaienen Bauxiten ergeben eine Korngröße für das Gewichtsmittel von etwa 2,4 /um und ^ 15 Gew.-% y- 12 /um.
9 0 9 8 5 0 / 0 6 S 3
Ly- ^- 52 371
Zur Herabsetzlang der Brenntemperatur oder-zeit kann man gegebenenfalls ein Sinterhilfcmittel wie Manganoxid zusetzen z.B. bis zu 6 Gew.-% (Trocken) Manganoxid, berechnet auf MnO2;größere Mengen schaden nicht,bringen jedoch aber auch nichts. Man kann auch in geringen Mengen Inhibitoren für das Kornwachstum wie MgO anwenden. Weitere mögliche anorganische Zusätze sind Nephelin, Syenit, Feldspat, Tonerde, Quarz, Kalk, Talkum, Kryolith und Boroxid.
Für eine entsprechende Grünfestigkeit und zur Einstellung der Granulatgröße ist es wünschenswert,wenn auch nicht
ρ
erforderlich,ein temporäres Bindemittel in das Gemisch von Bauxit und V/asser einzubringen. Dabei kann es sich um eine oder mehrere organische Substanzen wie Stärke, Gummen oder Harze handeln oder auch um anorganische Materialien wie Ton oder Säure. Jedes derartige Bindemittel wird in einer Menge ■< 10 %,berechnet auf trockenes Gemisch, angewandt und kann trocken oder als wässrige Lösung angewandt werden. Bevorzugte Bindemittel sind vorgekochte Weizen- oder Maisstärken in einer Menge von 1 bis 4 %. Man kann natürlich auch organische und anorganische Bindemittel kombinieren.
Zweckmäßigerweise erfolgt das Brennen in einem mit Gas oder Strom beheizten Drehofen bei einer Temperatur in der Größenordnung von 15000C,wobei die Verweilzeit bei dieser Temperatur zumindest 5 niin betragen soll.
Das Brennen kann bei einer tieferen Temperatur stattfinden,wenn das Gemisch ein Sinterhilfsmittel wie Manganoxid enthält. Mit 6 % Manganoxid MnOp reicht ein Brennen von 10 min bei 125O0C aus. Im Hinblick auf den Aufwand für den Ofen sind Brenntemperaturen über 15000C unzweckmäßig. Ein Überbrennen oder Todbrennen soll vermieden v/erden, da es dabei zu einem übermäßigen Kristallwachstum in dem Granulat kommen kann.
' /5
: UJb
52 371
Die Festigkeit des Granulats wird an einer Probe von 33 g einer körnung zwischen 0,595 und 0,707 mm bestimmt. Dazu wird die Probe in einem Zylinder mit einem Durclimesser von 41,3 mm gefüllt und mit einem Stempel nach folgendem Programm
gepreßt: in 1 min auf 70,3 rJ/inni~ (10 000 psi) bringen und 3 min bei diesem Druck halten, woraufhin innerhalb von 1 min wieder entlastet wird. Die Probe wird dann aus dem Zylinder genommen und gesiebt. Der Gewichtsanteil < 0,595 mm, gebrochen durch das Probe-Gewicht und multipliziert mit 100, ergibt den Bruchverlust in Gew.-al
Bin Granulat aus gebranntem Bauxit nach der !Erfindung mit einer Körnung 0,25 bis 2 mm , welches sich für die Auffüllung von ulbohrungen eignet, wird wie folgt hergestellt: Man kann beispielsweise einen Eirich-Mischer (Modell K7) oder eine Littleford-Lodige Anlage anwenden. Anstelle des Labormodells 117 kann man auch den M.rich-1-iischer DJJ14 anwenden, aber auch genau so gut einen "P-K Blender" der Jj'irma Pattersonkelley Co., Bast Stroudsburg, Pennsylvania.
45»4 kg gebrannter trockener gemahlener Bauxit und Q9 kg Getreidestärke (Mogul B211) wurden 30 see trocken gemischt (geringe Kuschergeschwindigkeit ööO bpi-i), dann wurde innerhalb 1 min 19 kg Wasser zugesetzt und das Ganze mit hoher i-iischergeschv/indigkeit - 1360 UpI-I - 1 min durchgearbeitet. Innerhalb von 1 min wurde bei langsamem Rühren v/eitere 17,β kg gebrannter Bauxit eingebracht, 2 min langsam gerührt und dann die Masse ausgetragen.
Der angewandte Bauxit war ein gebrannter Bauxit mit einem Glühvcrlust (10000C) von 0,5 bis 2 %. Die Kornverteilung (Gewichtsmittel) wurde durch Scdimentieren in V.'asser mit 3,5 ,um bestimmt, während der "Leads and Northrup Microtrac particle size analyzer" 7 /Urn ergab. Btwa 15 Gew.-'/b hatten eine Korngröf3c > 12 ,van. und < 50 /um (üedimentationsverfahren). entsprechende Produkte kann man auchmit Hilfe eines. Bauxits mit individueller Korngröße (bis hinauf zu 75 /Uin herstellen.
/6
909850/0688
52 371
iü'ine maximale Korngröße unter 5 /Um bringt keinen Vorteil. Daher kann man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren trocken gemahlene Bauxite anwenden und vermeidet damit die Notwendigkeit des Naßmahlens, wie dies nach dem Stand der Technik notwendig war, und erhält doch feste und dichte Produkte.
Der Miseheraustrag wurde getrocknet und gesiebt,um Uberkorn und Unterkom zu entfernen, und schließlich wie oben angegeben gebrannt.
> 95 % des grünen Granulats hat eine Größe zwischen 0,3 und 3,38 mm; dies ergibt eine Körnung von 0,25 bis 2 mm nach dem Brennen infolge der Brennschwindung. Die Brennechwindung für gebrannten Bauxit aus Surinam, wie er in diesem Beispiel angewandt wurde, beträgt 24 bzw« 57 Vol.->"ύ. Für gebrannten Bauxit aus Guinea ist die lineare Schwindung 20 % und die volumetrische 49 /o. Die Zugabe des Bauxits in zwei Portionen ist hinsichtlich der Einstellung der Granulatgröße günstig, jedoch nicht wesentlich.
Das auf obige Weise erhaltene Granulat besitzt eine Dichte von 3,7 g/cm und eine Üundheit nach Krumbein von >0,6« Der Bruchverlust beträgt 8,16 ';i..Bei einem simulierten Bohrlochauffüll-Versuch zeigt sich unter Last eine überragende Permeabilität im Vergleichzu den bekannten Bauxiogranulaten.
Für eine großtechnische Produktion wurde ein Eirich-lntensivmischer Di'i'14 angewandt. E's handelt sich dabei um einen üblichen Saugmischer, der mit hoher Geschwindigkeit von 1460 UpW und mit niederer Geschwindigkeit von 730 Upi-i arbeiten kann.
Obiger trocken gemahSner Bauxit in einer Menge von 413 kg wurde mit geringer Mischgeschwindigkeit innerhalb von 2 min mit I4p7 kg obiger Stärke versetzt^ innerhalb von 2 min von insgesamt 4 min bei hoher Rischgeschwindigkeit 171 kg Wasser eingearbeitet und schließlich nGch 9 fain .bei geringer Geschwindigkeit durchgearbeitet» Während der ersten beiden Minuten aus dem Zeitintervall von 9 min wurden noch-177 kg
s ο a a 8 ο / ο β ι § ' ' /7
- Y-- 52 371
trockener Bauxit rait einer Geschwindigkeit"von 32 bis 45 kg/min eingearbeitet. Am Ende der 8 min wurde die Masse aus dem Mischer ausgetragen, getrocknet, gesiebt und gebrannt. Der Mischer lief noch die 9· min während der Entleerung. Das gebrannte Granulat hattejpincn Bruchverlust von 6,8 %.
Im Rahmen der Herstellung der erfindungsgemäßen Granulate is t die Anwendung von Intensivmischern streng zu unterscheiden von dem Schneeballsystem nach dem Stand der Techrik, bei dem ein Pellet aus einem kleinen Kern durch Rollen und kontinuierliche Zugabe einer eingespritzten Flüssigkeit und von trockenem Pulver innerhalb eines Kessels, Konus oder einer Trommel gebildet wird. Bei dem erfinduiigsgemüßen Verfahren wird die gesamte oder fast die gesamte Flüssigkeit den trockenen Bestandteilen zugesetzt und die heftige Mischwirkung unter Schlag- und Scherkräften zerteilt das Gemisch zu einem Granulat, dessen Größe sich einstellen läßt aufgrund des Anteils an temporäi'e Bindemittel und I-iischenorgie. Das korn als solches wird nicht Schicht auf Schicht aufgebaut, wie dias bei dem Schiieeballsystem dar Fall ist. Daner besitzt das erfindungsgemäße Granulat auch eine wesentlich homogenere innere Struktur gegenüber den bekannten Produkten/ist damit auch fester, dichter und widersteht besser einem Abrieb, einem Zerdrücken oder Bruch.
Ganz allgemein kann man sagen, daß Feststoffe agglomerieren, wenn ein Überschuß an freier Energie an der überfläche vorhanden ist. Jedes System, welches freie Oberflächen und Grenzflächen (Korngrenzen und dergleichen) auf v/eist, besitzt eine bestimmte Verteilung der freien Überflächenenergie gegenüber der gesamten inneren Energie. Mit zunehmender spezifischer Oberfläche des Systems steigt natürlich entsprechend auch die freie Energie der Überfläche an. Die freie Energie der überfläche wird, als überschüssig bezeichnet, wenn das System spontan die freie Oborflächenenergis zu verringern versucht durch Verringerung der Oberflächen und/odor Grenzflächen. Ist die Temperatur ausreichend hoch, so führt überschüssige freie Überflächenenergie zu einem Sintern und möglicherweise zu einem Kornwac'hstum.
109850/0661 /8
- V'-flΛ - 52 371
Bei niedereren Temperaturen, dominieren die elektrostatischen Kräfte zwischen den Teilchen. Die Kehäsion von Teilchen in trockenen Pulvern und die Ausflockung von Teilchen in Suspensionen sind Beispiele für derartige elektrostatische Wechselwirkungen.
bestimmten mittleren Feuchtigkeitsgehalten wird die Art des Zusammenhaltens zwischen den Teilchen in erster Linie den Oberflächexikapillarkräften zuzuschreiben sein. Das Auftreten von starken oberflächlichen Kapillarkräften läßt sich durch folgende Beobachtungen verstehen:
1.) Die freie Oberfläche einer Flüssigkeit oder eines B'eststoffs kann als Diskontinuität der atomaren Matrix verstanden v/erden f
Z.) Die Diskontinuität in der atomaren Matrix ergibt zwangsläufig freie atomare Binungcn;
3.) Diese freien atomaren Bindungen an der Oberfläche ergeben einen Zustand hoher Energie, der thermodynamisch als freie Überflächenenergie ausgedrückt wird$
4.) Wenn eine flüssige und eine feste Fläche (z.B. Wasser und
B Bauxit) miteinander in Berührung kommen ,benetzt die Flüssigkeit leicht den Feststoff, weil die freie Grenzflächenenergie flüssig/fest kleiner ist als die Summe der freien Oberflächenenergieri von Flüssigkeit und Feststoff allein. Das Benetzen erfolgt nicht so leicht, wenn die freie Grenzflächenenergie vergleichbar oder größer ist als die Summe der einzelnen freien Energien;
5.) Wird ein Feststoff in einem Pulversystem von einer Flüssigkeit leicht benetzt, so bilden sich Flüssigkeitshäutchen zwischen den Teilchen;
6.) Ein solches Flüssigkeitshäutchen zeigt an der Kante eine Krümmung. Die zusammenziehenden Kapillarkräfte halten die Teilchen aneinander und können verstanden werden als das Ergebnis einer Druckdifferenz quer über die Krümmung;
7.) Bei Verringerung der Dicke des Flüssigkeitshäutchens v/ird auch der Krümmungsradius an dessen Kante verringert, so daß es zu einem größeren Druckunterschied und größerer Kapillar-
52 371
kraft kommt, tilne Verringerung der Dicke des Flüssigkeitshäutchens kann eintreten durch die Wirkung von äußeren Kräften, wie sie beispielsweise bei Betrieb eines Intensivmischers auftreten.
Die Schlag- oder Stoßkräfte innerhalb eines Intensivmischers wirken auf Teilbereiche des Systems Bauxit/V/asser und verringern damit die Dicke des Wasserhäutchens zwischen den Teilchen. Bei korrektem Gesamtwassergehalt haben alle Unterbereiche der Bauxit-Wasset-Charge die gleiche verringerte Stärke des Wasserhäutchens. Wie oben bereits darauf hingewiesen, vergrößert eine geringere Filmdicke dio Kapillarkraft. Der erfolg davon sind verdichtete Unterbereiche oder Agglomerate hoher Grünfestigkeit. Diese Agglomerate können nicht über das Ausmaß hinauswachsen, bei der Schlagbelastungen die durch Kapillarkräfte zusammengehaltenen Agglomerate aus Wasser und Bauxit zerstören. Die Agglomerate nehmen in etwa kugelige Form an, da es zu hundertcn von Stößen aneinander und an den Wänden des Mischers kommt, wodurch die kugelige Form wahrscheinlicher wird als andere. Beim Trocknen des Miseheraustrags werden die Kapillarkräfte weitgehend ersetzt durch die Bindekiifte des organischen Bindemittels.
Anfänglich wird überschüssig Wasser in den Mischer gegeben» um schnell Feuchtigkeitsgradienten zu verteilen. Die spätere Pulverzugabe führt zu einem scharfen Feuchtigkeitsgradienten,der einen relativ schnellen Wassertransport von den inneren feuchten Teilen der Agglomerate zu den äußeren relativ trockenen Teilen während des Verdichtens begünstigt. Eine Anfangs-Charge mit dem angestrebten ünd-Feuchtigkeitsgehalt agglomeriert weniger wirksam, dazu den Stoßkräften innerhalb des Mischers nichts zur UnLerstützung der scharfe Feuchtigkeitsgradient vorhanden ist. Dies ist jedoch der Vorteil bei der Zugabe der zweiten Portion von trockenem Bauxit.
Aufgrund obiger Überlegungen haben die Agglomerate höhere Grünfestigkeit als solche, die aus gleichen Gemischen jedoch nach dem Schneeballsystem erhalten worden sind. Solche Agglomerate kann man als isotrop bezeichnen im Gegensatz zu dem .sdichtweisen Aufbau, wie man ihn nach dem Schneeballsystem erhält. Nach der Erfindung
9G98S0/0S88
erhält man solche Agglomerate schneller und sie ergeben ein Granulat größerer Bruchfestigkeit.
Zum Vergleich mögen folgende Werte dienen.* Wird ein naßgemahlener Bauxit durch Strangpressen auf ein Granulat verarbeitet (US-PS 3 079 249),so beträgt der Bruchverlust nach obigen Versuchsbedingungen bei einer Kornfraktion zwischen 0,595 und 0,707 mm 14,21 %, während bei Gemischen, die beispielsweise in einem Eirich-Mscher oder einem LittleZ-Lodige-Hischer aus gröberem trockengemahlenem Bauxit der entsprechende i/ert unter 10, ja sogar unter 2,5 /o liegen kann. Beim Pelletieren im Konus stellt man Bruchverluste von 30,8 % fest.
Die Bruchfestigkeit des erfindungsgemäßen Granulats ist derart,
man
daß/für eine Kornfraktion zwischen o,595 und 0,707 mm bei einer Druckbelastung von 70,3 N/mm Werte <10 %,vorzugsweise ^ 89b erhält.
3Q9850-/06S8'

Claims (6)

1. Kugeliges Gaaiulat aus Sinterfcouxit einer Körnung 1,19 bis 2 mm mit einer Rundheit nach Krumbein von zumindest 0,6, in denen der Bauxit eine Feinheit von^>12 /um, vorzugsweise > 50 /um, hat.
2. Granulat aus Sinterbauxit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine isotrope Struktur, eine Dichte von zumindeot 3,6 g/cm und einen Bruchverlust unter einer Last von 70,3 ii/rnm von maximal 10 ^ bei einer Körnung zwischen 0,595 und 0,707 mrn.
3. Verfahren zur Herstellung des Granulats aus Sinterbauxit nach Anspruch 1 oder 2 aus einem Gemisch von Bauxit, V/asser und einem temporären Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daii man das Gemisch in einem Intensiviaischer mit rotierenden Bauteilen durcharbeitet, dem Anfangsgemisch v/eiteren trockenen Bauxit zusetzt und nach homogenem Durcharbeiten unter Schlag- und Schereinwirkung trocknet und brennt.
/2
909850/0668
- 2 - 52 371
4. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß man zumindest 5 min zwischen 1200 und 15500C brennt.
5. Verfahren nach einem dei· Ansprüche 4 odor 5, dadurch gekennzeichnet , dai3 man 1 bis 4 Gov/.-vo organisches Bindemittel verwendet.
6. Verwaidung des Granulats nach Anspruch 1 oder 2 zur Auffüllung oder zum Ausbau von ul-Bohrlöehern.
§09850/0668
DE19792921336 1978-06-12 1979-05-25 Kugeliges granulat aus sinterbauxit, seine herstellung und verwendung Ceased DE2921336A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US91464778A 1978-06-12 1978-06-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2921336A1 true DE2921336A1 (de) 1979-12-13

Family

ID=25434613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19792921336 Ceased DE2921336A1 (de) 1978-06-12 1979-05-25 Kugeliges granulat aus sinterbauxit, seine herstellung und verwendung

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPS5527892A (de)
AU (1) AU521930B2 (de)
DE (1) DE2921336A1 (de)
FR (1) FR2434789A1 (de)
NL (1) NL7904438A (de)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0087852A1 (de) * 1982-01-07 1983-09-07 Dresser Industries, Inc. Stützmittel für hydraulische Spaltenbildung
DE3216105A1 (de) 1980-09-08 1983-11-03 The Dow Chemical Co., 48640 Midland, Mich. Schlammkonzentrator und seine verwendung
DE3223024A1 (de) * 1982-06-19 1983-12-22 Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt Verfahren zur herstellung eines stuetzmittels
EP0101855A1 (de) * 1982-07-23 1984-03-07 Norton Company Stützmittel niedriger Dichte für Öl- und Gasbohrlöcher
US4440866A (en) * 1980-07-07 1984-04-03 A/S Niro Atomizer Process for the production of sintered bauxite spheres
DE3249429A1 (de) * 1980-09-08 1984-04-05 The Dow Chemical Co., 48640 Midland, Mich. Anlage zum behandeln unterirdischer lagerstaetten mit unter druck stehendem schaum durch ein bohrloch
EP0116369A3 (de) * 1983-02-07 1985-07-03 Norton Company Stützmittel für frakturierte Bohrlöcher
US4632876A (en) * 1985-06-12 1986-12-30 Minnesota Mining And Manufacturing Company Ceramic spheroids having low density and high crush resistance
US4680230A (en) * 1984-01-18 1987-07-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Particulate ceramic useful as a proppant
US4837069A (en) * 1987-01-07 1989-06-06 Minnesota Mining And Manufacturing Company Transparent alumina microspheres
US4879181A (en) * 1982-02-09 1989-11-07 Carbo Ceramics Inc. Sintered spherical pellets containing clay as a major component useful for gas and oil well proppants
US4894285A (en) * 1982-02-09 1990-01-16 Fitzgibbob Jeremiah J Sintered spherical pellets containing clay as a major component useful for gas and oil well proppants
US4944905A (en) * 1984-01-18 1990-07-31 Minnesota Mining And Manufacturing Company Particulate ceramic useful as a proppant
US7036591B2 (en) 2002-10-10 2006-05-02 Carbo Ceramics Inc. Low density proppant
US7721804B2 (en) 2007-07-06 2010-05-25 Carbo Ceramics Inc. Proppants for gel clean-up
KR20190026685A (ko) * 2016-05-23 2019-03-13 사솔 (유에스에이) 코포레이션 고강도 성형된 알루미나들 및 이러한 고강도 성형된 알루미나들을 제조하는 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU628700B2 (en) * 1989-12-22 1992-09-17 Comalco Aluminium Limited Ceramic microspheres

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2950247A (en) * 1957-05-16 1960-08-23 Atlantic Refining Co Increasing permeability of subsurface formations
US3079243A (en) * 1959-10-19 1963-02-26 Norton Co Abrasive grain
US3890072A (en) * 1973-09-04 1975-06-17 Norton Co Apparatus for forming solid spherical pellets
US4068718A (en) * 1975-09-26 1978-01-17 Exxon Production Research Company Hydraulic fracturing method using sintered bauxite propping agent

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2950247A (en) * 1957-05-16 1960-08-23 Atlantic Refining Co Increasing permeability of subsurface formations
US3079243A (en) * 1959-10-19 1963-02-26 Norton Co Abrasive grain
US3890072A (en) * 1973-09-04 1975-06-17 Norton Co Apparatus for forming solid spherical pellets
US4068718A (en) * 1975-09-26 1978-01-17 Exxon Production Research Company Hydraulic fracturing method using sintered bauxite propping agent

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Prospekt: Granulation Machines and Plant, Maschinenfabrik Gustav Eirich, Hardheim, Oktober 1971 *
Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4.Aufl., Bd. 2, S. 290-91, 301-304 *

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4440866A (en) * 1980-07-07 1984-04-03 A/S Niro Atomizer Process for the production of sintered bauxite spheres
DE3249429A1 (de) * 1980-09-08 1984-04-05 The Dow Chemical Co., 48640 Midland, Mich. Anlage zum behandeln unterirdischer lagerstaetten mit unter druck stehendem schaum durch ein bohrloch
DE3216105A1 (de) 1980-09-08 1983-11-03 The Dow Chemical Co., 48640 Midland, Mich. Schlammkonzentrator und seine verwendung
EP0087852A1 (de) * 1982-01-07 1983-09-07 Dresser Industries, Inc. Stützmittel für hydraulische Spaltenbildung
US4894285A (en) * 1982-02-09 1990-01-16 Fitzgibbob Jeremiah J Sintered spherical pellets containing clay as a major component useful for gas and oil well proppants
US4879181A (en) * 1982-02-09 1989-11-07 Carbo Ceramics Inc. Sintered spherical pellets containing clay as a major component useful for gas and oil well proppants
WO1984000047A1 (fr) * 1982-06-19 1984-01-05 Battelle Institut E V Procede de fabrication d'un materiau de revetement et de maintien de trous de forage
DE3223024A1 (de) * 1982-06-19 1983-12-22 Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt Verfahren zur herstellung eines stuetzmittels
EP0101855A1 (de) * 1982-07-23 1984-03-07 Norton Company Stützmittel niedriger Dichte für Öl- und Gasbohrlöcher
EP0116369A3 (de) * 1983-02-07 1985-07-03 Norton Company Stützmittel für frakturierte Bohrlöcher
US4680230A (en) * 1984-01-18 1987-07-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Particulate ceramic useful as a proppant
US4944905A (en) * 1984-01-18 1990-07-31 Minnesota Mining And Manufacturing Company Particulate ceramic useful as a proppant
US4632876A (en) * 1985-06-12 1986-12-30 Minnesota Mining And Manufacturing Company Ceramic spheroids having low density and high crush resistance
US4837069A (en) * 1987-01-07 1989-06-06 Minnesota Mining And Manufacturing Company Transparent alumina microspheres
US7036591B2 (en) 2002-10-10 2006-05-02 Carbo Ceramics Inc. Low density proppant
US7721804B2 (en) 2007-07-06 2010-05-25 Carbo Ceramics Inc. Proppants for gel clean-up
KR20190026685A (ko) * 2016-05-23 2019-03-13 사솔 (유에스에이) 코포레이션 고강도 성형된 알루미나들 및 이러한 고강도 성형된 알루미나들을 제조하는 방법
US20190210926A1 (en) * 2016-05-23 2019-07-11 Sasol (Usa) Corporation High Strength Shaped Aluminas and a Method of Producing Such High Strength Shaped Aluminas
US11091396B2 (en) * 2016-05-23 2021-08-17 Sasol (Usa) Corporation High strength shaped aluminas and a method of producing such high strength shaped aluminas
US20210403383A1 (en) * 2016-05-23 2021-12-30 Sasol (Usa) Corporation High Strength Shaped Aluminas and a Method of Producing Such High Strength Shaped Aluminas
KR102366730B1 (ko) * 2016-05-23 2022-02-22 사솔 (유에스에이) 코포레이션 고강도 성형된 알루미나들 및 이러한 고강도 성형된 알루미나들을 제조하는 방법
US11884594B2 (en) 2016-05-23 2024-01-30 Sasol (Usa) Corporation High strength shaped aluminas and a method of producing such high strength shaped aluminas

Also Published As

Publication number Publication date
FR2434789B1 (de) 1984-05-25
AU521930B2 (en) 1982-05-06
AU4738279A (en) 1979-12-20
NL7904438A (nl) 1979-12-14
JPS5732032B2 (de) 1982-07-08
JPS5527892A (en) 1980-02-28
FR2434789A1 (fr) 1980-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2921336A1 (de) Kugeliges granulat aus sinterbauxit, seine herstellung und verwendung
DE2147530A1 (de) Schleifmittel und dessen Her stellung
DE3617340A1 (de) Zur verwendung als stuetzmittel geeignetes material und verfahren zu seiner herstellung
DE2819085A1 (de) Verfahren zur endlagerreifen, umweltfreundlichen verfestigung von hoch- und mittelradioaktiven und/oder actiniden enthaltenden, waessrigen abfallkonzentraten oder von in wasser aufgeschlaemmten, feinkoernigen festen abfaellen
DE2801208A1 (de) Verfahren zur feinzerkleinerung von aus calciumcarbonat bestehenden bzw. dieses enthaltenden festen materialien
DE102021132918A1 (de) Wasserfreies Verfahren zur Herstellung von aktivierten, defluorierten, gesinterten Konzentraten von lithiumhaltigen Alumosilikaten
DE3808187A1 (de) Verfahren zur herstellung von als baumaterialien verwendbaren granulaten aus abfaellen
DE2730848A1 (de) Glasgebundenes schleifmittel
DE3810866A1 (de) Filtermedium, das zum entfernen mitgerissener feststoffe aus fluessigkeiten bei hohen temperaturen geeignet ist
DE3105593C2 (de) Verfahren zur Herstellung von plastischen Massen zur Weiterverarbeitung zu feuerbeständigen oder feuerfesten Materialien, nach dem Verfahren hergestellte Massen und ihre Verwendung
DE3604848C2 (de)
DE1950682C3 (de)
DE102006003295B4 (de) Verwendung eines Kerns für Stützgranulat
DE1927015B2 (de) Verfahren zur herstellung von alpha-hemihydrat-gips
DE2826513A1 (de) Zementstaubbriketts und verfahren zu ihrer herstellung
DE3223024A1 (de) Verfahren zur herstellung eines stuetzmittels
EP0367914A1 (de) Verfahren zur Herstellung auslaugfester Agglomerate
DE2333422A1 (de) Hartstoff und verfahren zu seiner herstellung
DE1190381B (de) Verfahren zum Herstellen eines gesinterten Schleifmittels auf Tonerdebasis
DE2826756A1 (de) Verfahren zur pelletierung von wasserloeslichen festen duengern mit zementkali und zementkali enthaltende duenger
DE1813220A1 (de) Verfahren zur Granulierung von pulverartigen Materialien
DE1646555C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines KohlenstofTgranulats
DE4422632C2 (de) Verfahren und Verwendung einer Terpolymers zur Herstellung eines Oxidkeramik-Materials
DE2940108C2 (de) Verfahren zum Herstellen von Schaumglasformkörpern aus natürlich vorkommenden, wasserhaltigen Verwitterungsprodukten
AT349376B (de) Verfahren zur herstellung von bauelementen

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
8131 Rejection