DE3245843A1

DE3245843A1 - Mahlhilfsmittel und diese enthaltende mineralmischung

Info

Publication number: DE3245843A1
Application number: DE19823245843
Authority: DE
Inventors: Achim Dipl.-Ing. 6908 Wiesloch Schenker; Jürgen Ing.(grad.) 6908 Wiesloch Schneider; Jürgen 6833 Waghäusel Schütz
Original assignee: Henkel Teroson GmbH
Current assignee: Grace Service Chemicals 6900 Heidelberg De GmbH
Priority date: 1982-12-10
Filing date: 1982-12-10
Publication date: 1984-06-14
Also published as: FR2537458B1; ES527772A0; US4491480A; IT8324097A0; CA1210030A; FR2537458A1; ES8505555A1; DE3245843C2; IT1167684B

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Mahlhilfsmittel für die Aufbereitung von Mineralien, sowie dieses Mahlhilfsmittel enthaltende Mineralmischungen.

Bei der Aufbereitung von vorbehandelten oder unbehandelten Mineralien werden diese gewöhnlich zu verhältnismäßig kleinen Teilchen vermählen, was möglichst schnell erfolgen soll. Hierbei werden oft Mahlhilfsmittel verwendet, um 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 energiereiche Oberflächen erzeugt, deren Oberflächenkräfte auch noch nach dem Mahlvorgang bestehen bleiben und ein Zusammenbacken des Materials bzw. eine schlechte Schüttfähigkeit ergeben. Dies kann so weit gehen, daß die Mineralteilchen durch Vibration, wie beim Transport in einem Trichterwagen, so stark verdichtet werden, daß sie halbfest werden und sich nicht ausschütten lassen, es sei denn, daß man zum Aufbrechen der kompakten Masse erhebliche mechanische Kräfte aufwendet.

Bezüglich der aus dem Stand der Technik bekannten Mahlhilfsmittel sei auf die DE-PS 12 20 775, DE-PS 16 67 064, DE-PS 16 67 065, die US-PS 2 225 146, die US-PS 3 183 105, die US-PS 3 443 976, die US-PS 3 560 230, die US-PS 3 607 326, die US-PS 3 615 785 und die US-PS 4 204 877 verwiesen.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß die bei der 1,1,1- Trimethylolpropanherstellung anfallenden Destillationsvorläufe, in denen die anteilsmäßig größte Kom-

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ponente aus 1,1-Dimethylolpropan besteht, ausgezeichnete Mahlhilfsmittel für die Vermahlung von Mineralien darstellen, ohne daß das zermahlene Produkt nachteilig beeinflußt wird.
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Gegenstand der Erfindung sind dementsprechend Mahlhilfsmittel und Mineralmischungen, der in den Ansprüchen gekennzeichneten Art.

Bei der Trimethylolpropanherstellung (siehe beispielsweise Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 3. Band, 1953, Seite 298) wird das durch eine Aldolkondensation erhaltene Reaktionsprodukt aus n-Butylaldehyd und Formaldehyd entweder reduziert oder einer Cannizaro-5

Reaktion unterworfen, wobei das im ersten Reaktions-. schritt gebildete Aldol zu einem Triol reduziert wird. Das erhaltene Reaktionsprodukt wird gegebenenfalls· nach vorangegangener Einengung im Vakuum destilliert. Dabei werden Destillationsvorläufe erhalten, die im wesentlichen aus 1,1-Dimethylolpropan, C₇-DiOl, C-Diol, Tri-

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methylolpropan und C -Monoalkohol bestehen und außerdem einige untergeordnete, zum Teil nicht identifizierte Bestandteile enthalten. Abgesehen von letzteren enthält ein

typischer Destillationsvorlauf bei der Trimethylolpro-25

panherstellung etwa 42 bis 52 Gew.% 1,1-Dimethylolpropan, 14 bis 18 Gew.% C₇-DiOl, 13 bis 18 Gew.% C₀-DiOl, 3 bis 8 Gew.% 1,1,1- Trimethylolpropan und 3 bis 6 Gew.% C₇-MOnO-alkohol. Es handelt sich dabei um eine gelbliche Flüssigkeit mit einem Siedebereich von etwa 230 bis 300 C, einem ο -

Gefrierpunkt von etwa -20 C, einer Viskosität von etwa

3 285 cp und einem spezifischen Gewicht von etwa 1,04 g/cm .

Die genannten Destillationsvorläufe bei der Herstellung

von Trimethylolpropan konnten bisher noch keiner geeigne-35

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ten Verwendung zugeführt wenden. Vielmehr wurden sie bisher als Abfall verbrannt und haben damit die Umwelt stark belastet. Die vorliegende Erfindung liefert also nicht

nur ein ausgezeichnetes Mahlhilfsmittel sondern löst zu-5

mindest ein Teil der bei der Trimethylolpropanherstellung auftretenden Abfallprobleme.

Das Vermählen von Mineralien zusammen mit dem erfindungs- _ gemäßen Mahlhilfsmittel erhöht die Mahlwirksamkeit, d.h. das Mineral kann mit hoher Geschwindigkeit zu der gewünschten Teilchengröße vermählen werden. Hierdurch erhöht sich wiederum die Mühlenkapazität und gleichzeitig wird der zur Vermahlung benötigte Energiebedarf verringert. Ein weiterer Effekt des erfindungsgemäßen Mahlhilfs-5

mittels ist eine Verbesserung der Rieselfähigkeit/Fließfähigkeit des Mahlgutes.

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 zusammen mit dem erfindungsgemäßen Mahlhilfsmittel vermählen. Beispielsweise kann man mit den erfindungsgemäßen

Mahlhilfsmitteln Berylliumoxid, Kalkstein, Gips, Ton und 25

Bauxit behandeln. Besonders wertvoll sind die erfindungsgemäßen Mahlhilfsmittel bei Zement und insbesondere Portlandzement. Portlandzement gehört zu den hydraulischen Zementen, die im wesentlichen aus zwei Calcium-

silikaten und einer kleineren Menge Calciumaluminat be-30

stehen. Derartige Zemente werden hergestellt, in dem man ein inniges Gemisch eines feinverteilten Kalkgesteins zusammen mit tonigem Material zu einem Klinker verarbeitet und diesen dann zusammen mit etwa 2-5 % Gips oder mit

einem anderen Calciumsulfat vermahlt, um die gewünschten 35

Abbindeeigenschaften des fertigen Zementes zu erzielen.

Die erfindungsgemäßen Mahlhilfsmittel werden vorzugsweise dem Klinker zugesetzt, um die Mahlwirksamkeit zu erhöhen und ein anschließendes Festbacken des fertigen Zementes

zu vermeiden.
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Die Menge des Mahlhilfsmittels kann in. einem weiten Bereich schwanken, jedoch werden vorzugsweise 0,001 bis 1 Gew.% und insbesondere 0,01 bis 0,6 Gew.% Mahlhilfsmittel, bezogen auf das Gewicht der Mineralfeststoffe, verwendet. Es besteht keine obere Grenze der zugesetzten Mahlhilfsmittelmenge, jedoch wird gewöhnlich nur so viel zugesetzt, um die gewünschte Fließfähigkeit und die gewünschte Oberfläche zu erreichen,

Die erfindungsgemäßen Mahlhilfsmittel werden vorzugsweise allein eingesetzt, können jedoch auch mit ein oder mehreren anderen Mahlhilfsmitteln oder anderen Zusätzen zusammen verarbeitet werden.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Beispiels näher erläutert werden.

Beispiel

Eine Standardzementzusammensetzüng bestehend aus 96 Gew.% 25

Klinker und 4 Gew.% Gips wurde mit 0,4 Gew.% eines

Destillationsvorlaufes aus der Trimethylolpropanherstellung versetzt. Die Zusammensetzung des Destillationsvorlaufes lag in den oben angegebenen Zusammensetzungsbereichen. Die so erhaltene Mischung wurde in einer Labora-30

toriumsstahlkugelmühle bei 4000 Umdrehungen gemahlen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben .

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	Obenfläche nach Blaine	"Festback"-Index
Mahlhilfsmittel	(crn /g)	(Sek)
Blindversuch	4370	400
TMP-Vorlauf	4800	210

Wie eingangs erwähnt, entstehen beim Mahlen durch das Aufbrechen der Mineralteilchen neue energiereiche Oberflächen, deren Oberflächenkräfte auch noch nach dem Mahl-

Vorgang bestehen bleiben und ein Zusammenbacken des Mahlgutes verursachen, was wiederum eine schlechte Rieselbzw. Fließfähigkeit zur Folge hat. Diese Agglomeration der Teilchen wird mit "Festbacken" bezeichnet und durch den "Festback"-Index charakterisiert. Der Festback-Index

ist eine relative Meßgröße, die nummerisch angibt, wie weit ein feinvermahlenes Material bereit ist, nach einer gewissen Lagerzeit oder nach einem Transport frei zu fließen.

Der Festback-Index wird wie folgt bestimmt:

Etwa 200 g Zement werden in einen Stahlzylinder eingebracht und mit einem Kolben unter genau definierten Bedingungen verdichtet. Die so erhaltene, zu einem kompakten Zylinder verdi.chtete Zementprobe wird auf ein Vibra-

30. tionssieb gebracht. Es wird die Zeit ermittelt, in welcher die Zementprobe vollständig durch das Sieb gefallen ist. Die gemessene Zeit wird als Festback-Index bezeichnet. Je geringer also die Zeit ist, die zum vollständigen Zerstören des festgebackenen Zements gebraucht wird, desto geringer ist der Festback-Index, d.h. desto weniger neigt der Zement zum Zusammenbacken bzw. Verdien-, ten .

Wie das obige Beispiel zeigt, wird die Zeit', die benötigt wird, um die Probe durch das Vibrationssieb zu sieben, bei Zugabe von 0,4 Gew.% eines Destillationsvorlaufes aus der Trimethylolpropanherstellung bei der Vermahlung um fast 50 % gegenüber einer unbehandelten Probe reduziert. Dies bedeutet, daß Zement, der mit dem erfindungsgemäßen Mahlhilfsmittel vermählen wird, wesentlich weniger zum Festbacken oder Verdichten neigt und somit wesentlich fließfähiger ist als unbehandelter Zement. 10

ka/do

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Claims

Patentansprüche

Mahlhilfsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 1,1-Dimethylolpropan besteht.
2. Mahlhilfsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich C₇-DiOl, C₀-DIoI, 1,1,1-Tri-

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methylolpropan und C -Monoalkohol enthält.
3. Mahlhilfsmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um einen Destillationsvorlauf bei der Trimethylolherstellung handelt.
4. Mahlhilfsmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es 42 bis 52 Gew.% 1,1-Dimethylolpropan, 14 bis 18 Gew.% C₇-DiOl, 13 bis 18 Gew.% C₀-Diol, 3 bis

8 Gew.% Trimethylolpropan und 3 bis 6 Gew.% C -Monoalkohol sowie untergeordnete, zum Teil nicht identifizierte Bestandteile enthält.
5. Mineralmischung, die ein Zusatzmittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Mahlhilfsmittel gemäß den Ansprüchen 1 bis 4 enthält.

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