176539. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vermikulit-lemezkéket tartalmazó vizes szuspenziók és vermikulit-alapú idomtestek előállítására
3 176539 4 A találmány szerinti eljárás első lépésében az ásványi vermikulitot előnyösen eredeti térfogatának legalább négyszeresére duzzasztjuk. Sok esetben akkor érjük el a legjobb eredményeket, ha 6 : 1-nél nagyobb duzzasztási arányt biztosítunk. A lítium-, nátrium- vagy alkilammónium-kationt tartalmazó sók anionjai előnyösen közömbös (azaz a duzzasztási lépésben nem bomló), a megfelelő kationnal stabil sót képező anionok, például halogenid-ionok lehetnek. Különösen előnyöseknek bizonyultak a klorid-iont tartalmazó sók. A duzzasztást úgy hajthatjuk végre, hogy az ásványi anyagot a megfelelő só(k) vizes oldatában áztatjuk. A duzzasztás hőmérsékletét a célnak megfelelően választjuk meg. Figyelembe véve, hogy a duzzadás szobahőmérsékletet meghaladó hőmérsékleteken rendszerint gyorsabban megy végbe, előnyösen úgy járunk el, hogy az ásványi anyagot tartalmazó vizes oldatot visszafolyatás közben forraljuk. A maximális mértékű duzzadást csak úgy érhetjük el, ha az ásványi anyagot tiszta vízzel mossuk, és adott esetben a vizes sóoldattal végzett kezelés után vízben áztatjuk. Sok esetben előnyösen járunk el akkor, ha az ásványi anyagot egymás után két különböző só vizes oldatával kezeljük, és az egyes kezelési műveletek között az ásványi anyagot vízzel mossuk vagy vízben áztatjuk. A találmány szerinti eljárás második lépésében a szuszpendált, duzzasztott vermikulit-részecskéket rétegekre bontjuk. Ez a művelet igen könnyen hajtható végre, feltéve, hogy a szuszpenzióra nyíróerőt gyakorolunk. A nyíróerőt nyíróelemet, például körülhatárolt térfogatban ható forgó lapátokat vagy lemezeket tartalmazó őrlőberendezés, keverőberendezés vagy aprítóberendezés alkalmazásával fejthetjük ki. Többgörgős őrlőberendezésekben nyíróelemként ellenirányban forgó görgőket is alkalmazhatunk. A megfelelő nyíróerőt úgy is biztosíthatjuk, hogy a szuszpenziót vibrációs kezelésnek, például ultrahang-kezelésnek vetjük alá. Ebben a lépésben olyan vizes szuszpenziót kell kialakítanunk, amely a vermikulitot apró lapocskák vagy lemezkék formájában tartalmazza, azaz a részecskék egyik mérete sokkal kisebb a másik két méretnél. Ennek megfelelően előnyösen úgy járunk el, hogy a szuszpenzióra nem gyakorolunk túl erős őrlő vagy ütő hatást, mert ez elősegítené a részecskék három méretének kiegyenlítődését. A szuszpenziót előnyösen nagy sebességű forgó keverőberendezésben, így forgólapátos laboratóriumi keverőberendezésben (például „Greaves HS” Mark III típusú keverőberendezésben) vagy háztartási vagy élelmiszeripari turmixgépben őröljük vagy aprítjuk. A nagy intenzitású őrlőberendezések egyes típusait, például a kolloid malmokat vagy a „Polytron”típusú keverőberendezéseket csak kellő elővigyázattal alkalmazhatjuk, e berendezések ugyanis a rétegekre már szétvált anyag apró lemezkéit gyorsan széttörik. Ilyen típusú berendezések alkalmazásakor tehát a berendezést csak a megadott flokkulált viszkozitás-érték eléréséhez szükséges legrövidebb ideig üzemeltetjük. A „flokkulált viszkozitás” megjelölésen a leírásban és az igénypontsorozatban a híg sósavoldattal flokkulált, 3,5 súly% vermikulitot tartalmazó szuszpenziók 58 sec'1 nyírásintenzitás mellett fellépő maximális viszkozitását értjük. Miként korábban közöltük, a szuszpenzió flokkulált viszkozitása nem lehet 100 cP-nál kisebb érték. A második lépésben előnyösen olyan szuszpenziót alakítunk ki, amelynek flokkulált viszkozitása legalább 400 cP. A viszkozitás ellenőrzése és vizsgálata lehetőséget nyújt a rétegekre bontás menetének követésére. A flokkulált viszkozitás meghatározásakor általában úgy járunk el, hogy a szuszpenzió alikvot részéből szűréssel eltávolítjuk az 50 jjim-nél nagyobb méretű részecskéket, a szűrletet híg sósavoldattal flokkuláljuk, majd a szuszpenziót viszkoziméterbe, például „Haake Rotovisko RV3” típusú viszkoziméterbe töltjük, és a megadott nyírásintenzitás mellett mérjük a viszkozitást. Minthogy a flokkulált viszkozitás a fenti meghatározás értelmében egy maximum-érték, úgy járunk el, hogy a szuszpenzióból több alikvot részt különítünk el, minden egyes alikvot részhez különböző mennyiségű híg sósavoldatot adunk, a kapott minták viszkozitását mérjük, és a kapott eredményekből meghatározzuk az elérhető maximális viszkozitást. így például egy adott szuszpenzió 50 ml-es alikvot részeivel végzett méréssorozatban grafikus összefüggés alapján határoztuk meg, hogy a maximális viszkozitás eléréséhez 20—30 ml 0,1 n sósavoldatra vagy 1—5 ml 1 n sósavoldatra van szükség. A találmány szerinti eljárás harmadik lépésében az 50 fxm-nél nagyobb méretű részecskéket eltávolítjuk a szuszpenzióból. Az így eltávolított részecskéket adott esetben visszavezetjük a találmány szerinti eljárás első (duzzasztó) vagy második (aprító) lépésébe. Előnyösen járunk el akkor, ha az összes 20 p.m-nél nagyobb méretű részecskét eltávolítjuk a szuszpenzióból. Ezt a műveletet például egy második, az előzővel célszerűen azonos j vagy ahhoz hasonló fajtázási lépésben hajthatjuk végre. A találmány szerinti eljárás harmadik lépésében az 50 [xm-nél nagyobb méretű részecskéket minden esetben el kell távolítanunk a szuszpenzióból. Abban az esetben azonban, ha az összes 20 jjim-nél nagyobb méretű részecskét el kívánjuk távolítani, nem célszerű mindkét méretcsoport eltávolítását egy műveletben végezni. Tapasztalataink szerint a nem-kívánt méretű részecskéket hatásosabban távolíthatjuk el akkor, ha egy fajtázási művelet helyett két műveleti lépést alkalmazunk. Ha a végső idomtestek fizikai sajátságait tovább kívánjuk javítani, célszerűen az összes 5 pm-nél nagyobb átmérőjű részecskét eltávolítjuk a szuszpenzióból. Előnyösnek bizonyult az is, ha olyan végső szuszpenziót állítunk elő, ahol a részecskék méreteloszlása viszonylag szűk határokon belül változik ; például egy centrifugálási műveletben kapott középső frakció méreteloszlási görbéjének félszélessége 100-nál kisebb. A találmány szerinti eljárás harmadik lépését, azaz a fajtázást rendszerint a követelményeknek megfelelő őrléssel kialakított, deflokkulált szuszpenziókon hajtjuk végre. Az őrlés megfelelő voltát a fent ismertetett viszkozitásméréssel ellenőrizzük; a viszkozitásmérést flokkulált szuszpenziókon végezzük. Az 50 p.m-nél (vagy 20 p,m-nél) nagyobb méretű részecskéket bármilyen ismert elválasztási művelettel, például ülepltéssel, szűréssel, szitálással, centrifugálással vagy ciklonos elválasztással eltávolíthatjuk a szuszpenzióból. A legelőnyösebb módszernek a szűrés és az ülepítés bizonyult. (a) Ülepítés A flokkulált vagy flokkulálatlan szuszpenziót alapos keveréssel homogenizáljuk, majd beavatkozás nélkül állni hagyjuk. Megfelelő idő elteltével a felső szuszpenziófázist leöntjük a tartály aljára kiülepedett anyagról- Kívánt esetben a dekantálással elkülönített szuszpen5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
