151083. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy diszperzitásfokú nagy szilárdságú bentonit diszperzió előállítására

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÄGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1962. VII. 11. (BA—1620) Közzététel napja: 1963. VIII, 23. Megjelent: 1964. XI. 14. 151083 Szabadalmi osztály: 80 b 12 Nemzetközi osztály: B 28 c Decimái osztályozás: Feltaláló: Dr. Barna János vegyészmérnök, Budapest, Demeter László fizikus-kémikus, Budapest Tulajdonos: Bányászati Kutató Intézet, Budapest Eljárás nagy diszperzitásfokű, nagyszilárdságú bentonit diszperzió előállítására Találmányunk eljárás, mellyel bentonit diszperziók optimális diszperzitásfokkal állíthatók elő. A bentonitok értékes kolloid tulajdonságai csak jól diszpergáll állapotban jelentkezhetnek, azért különösen fúrási vízépítési 5 célokra csak azok a bentonit minőségek használhatók, melyek vízben könnyen fellazulnak és aránylag könnyen érnek el nagy diszperzitásíokot és ezáltal megfelelő „viszkozitást" (pontosabban: a rugalmas határfeszültség és belső súrlódás legyőzésére szükséges nyíróerőt) és víztartóképességet. A bentonit hasznos agyagásványa a montrnorilionit, lemezes aggregátumokban fordul elő, melyekben a kolloid méretű lemezkék. mint a könyv lapjai, egymást többé-kevésbé fedve rétegeződnek. Ha a bentonit vízbe keiül, mint a vízbe mártott könyv lapjai közé, úgy hatolnak be a montmorillonit lemezkék közé a vízrészecskék és széjjelfeszítve a lemezkéket duzzadást okoznak. A bentonitok gyors és tökéletes fellazulásának azonban igen gyakran akadályai vannak. A nagy montmorillonit tartalmú gyorsan duzzadó nátriumbentonitok vízzel érintkező részecskéi a határfelületen duzzadásuk következtében tömítőhatást fejtenek ki, mert a részecskéket hidrátburok veszi körül. Kalciumbentonitcknál az aggregátumok lemezkéi főképp az éleken, sokszor erősen cementáltak. E cementációs bekérgeződések a csaknem mindig jelenlevő kovasavas, meszes, vasoxidos szennyeződésektől vagy egyéb agyagásványféleségektől származnak. A kalciumbentonitok esetében ezenkívül szóda hozzákeverésével kationcserét is végre kell hajtani és a nátrium-ionoknak a montmorillonit lemezkék közé minél tökéletesebben be kell jutniok. A jelenlegi gyakorlatban felhasználáskor a bentonit diszpenziókat lassú, 50—80 percenkénti fordulatszámú karos keverőkkel vagy valamivel gyorsabb, 200—300 fordulatszámú propelleres keverőkkel állítják elő. Hazánkban vízépítési felhasználásra a bentonit diszperziók előállítására kollerjáratot használnak. Vizsgálataink szerint ily módon még az aránylag jól fellazuló bentonitok, mint pl. a tokajhegyaljai, sem adnak optimális diszperzitásfokű diszperziókat. Legújabb kutatásaink eredményeképpen megállapítottuk, hogy a kolloid méretű montmorillonit lemezkék cementációjának káros hatását megszüntetni és a kalciumbentonitoknál az ioncsere tökéletes lefolyását biztosítani csakis 25 rendkívül, erélyes nyíróhatást kifejtő keveréssel lehet. A keverésnek olyan nyírási sebességet kell eredményeznie, mely nemcsak az aggregátumokból felépült vázszerkezetet, hanem magukat a kolloid méretű vázképző agg-30 regátumokat is lebontja. 10 15 20 151083