DE1229783B - Process for the production of an anti-freeze solution from magnesium chloride and calcium chloride - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung einer Frostschutzlösung aus Magnesiumchlorid und Calciumchlorid Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Frostschutzlösung aus Magnesiumchlorid und Calciumchlorid, insbesondere für Kohlentagebaue und deren Vorrichtungen zum Abbau und Beförderung von Kohle und Abraum.Process for the preparation of an anti-freeze solution from magnesium chloride and calcium chloride The invention relates to a method for preparing an anti-freeze solution made of magnesium chloride and calcium chloride, especially for coal mines and their Devices for mining and transporting coal and spoil.

Es ist bekannt, daß die Frostperioden im Winterhalbjahr, die mitunter plötzlich einsetzen und mehr oder weniger lang andauem, erhebliche Behinderungen der Kohlen- und Abraumförderung in den Tagebaubetrieben sowie beim Gleisrücken zur Folge haben. Die Schwierigkeiten treten in erster Linie bei der Entleerung der Wagen und durch den Ausfall der Geräte infolge Anfrierungen auf. Trotz aller getroffenen Gegenmaßnahmen kann in den meisten Fällen die Förderung nur unter Einsatz aller zur Verfügung stehenden Mittel und Kräfte erhalten werden. Bei einzelnen Betrieben kam sie infolge nicht rechtzeitig getroffener und unzureichender Frostschutzmaßnahmen für Stunden oder Tage fast vollständig zum Erliegen. Mit allen Mitteln und unter Einsatz aller verfügbaren Arbeitskräfte wurde versucht, alles zu tun, um den in den Kälteperioden besonders hohen Bedarf an Rohkohle decken zu können. Die hierdurch entstandenen Kosten sind unverhältnismäßig hoch. Wie bereits erwähnt, bereitet die Entleerung der Großraumwagen, ganz gleich, ob dieselben mit Abraum oder Kohlen beladen sind, auf Grund des hohen Feuchtigkeitsgehaltes dieser Massengüter die größten Schwierigkeiten. Ebenso verhält es sich z. B. bei Eimerkettenbaggern und Schaufelradbaggern, die durch starke Anfrierungen in ihrer Leistung erheblich behindert werden, ja sogar zum Stillstand kommen können. Das Gleisrücken für die Bagger bei Frost ist bekanntlich eine der schwierigsten Arbeiten, die an Frosttagen im Tagebaubetrieb zu bewältigen sind. Erfahrungsgemäß frieren Stahlhohlschwellen leichter an als Holzschwellen, und das Gleisrücken gestaltet sich sehr zeitraubend. Gelingt es mittels einer Gleisrückmaschine nicht, ohne Schwierigkeiten den Gleisrost aus dem Frostbestand zu lösen, so wird zur Schonung des Gleisverbandes und der Anlagen vor dem Rücken die Umgebung der Schwellen mit Salz bestreut. Salz bildet unter Aufnahme von Feuchtigkeit eine Lösung, die ein allmähliches Auftauen der angefrorenen Massen bewirkt.It is known that the periods of frost in the winter half-year, sometimes start suddenly and last more or less long, significant disabilities the coal and overburden extraction in the opencast mines as well as at the back of the track Have consequence. The difficulties arise primarily when emptying the car and the failure of the devices due to freezing. Despite all that was hit In most cases, countermeasures can only be promoted with the use of all available resources and resources. At individual companies it came as a result of insufficient frost protection measures that were not taken in time almost completely to a standstill for hours or days. By all means and under Using all available manpower, an attempt was made to do everything possible to meet the needs of the in to be able to meet the particularly high demand for raw coal during cold spells. The result The costs incurred are disproportionately high. As already mentioned, the Emptying the open-plan cars, regardless of whether they are loaded with overburden or coal are the greatest difficulties due to the high moisture content of these bulk goods. The same is true for B. in bucket chain excavators and bucket wheel excavators that are severely hindered in their performance by severe frostbite, even can come to a standstill. The back of the track for the excavators in frost is well known one of the most difficult jobs to be done in open-pit mining on frosty days are. Experience has shown that hollow steel sleepers freeze more easily than wooden sleepers, and the back of the track is very time consuming. It succeeds using a track-moving machine not, without difficulty, to detach the track grid from the frost stand, so will to protect the track formation and the systems in front of the back the surroundings of the Sleepers sprinkled with salt. Salt forms a solution by absorbing moisture, which causes a gradual thawing of the frozen masses.

Um diese Nachteile wesentlich auszuschalten oder wenigstens derart zu beschränken, daß der Betrieb auch während starker Frostperioden ohne nennenswerte Störung aufrechterhalten werden kann, sind verschiedene Maßnahmen und Versuche bekanntgeworden, die sich in der Hauptsache auf die Auskleidung bzw. das Ausspritzen der Fördermittel erstreckten. Es wird z. B. das Auskleiden der Fördergefäße mit Kunststoff verwendet, insbesondere mit Polyvinylchlorid oder Polyamid, das überziehen der Gefäße mit Epoxydharzen, das Bedüsen mit Chlormagnesiumlauge, das Einstauben mit verschiedenen Auftaumitteln, das Anstreichen mit Bautenschutzmittel und das Auftragen von Waschöl. Daneben wurden die Großraumwagen mit Briketts oder elektrisch geheizt, oder die Wagen wurden mit Vibratoren ausgerüstet.To substantially eliminate these disadvantages, or at least in such a way to restrict the operation even during periods of severe frost without significant Disruption can be sustained, various measures and attempts have become known, which mainly relate to the lining or the injection of the funds stretched. It is z. B. used the lining of the conveyors with plastic, especially with polyvinyl chloride or polyamide, covering the vessels with epoxy resins, jetting with magnesium chloride solution, dusting with various de-icing agents, painting with building protection agents and applying washing oil. Next to it were the open-plan cars with briquettes or electrically heated, or the cars were with Equipped with vibrators.

Das Auskleiden der Wagenwände mit Polyvinylchlorid ist nach einigen Versuchen aufgegeben worden, da bei niedrigen Temperaturen das Anfrieren des Fördergutes nicht verhindert werden konnte. Das Heizen mit Briketts ist auf die Dauer wegen der damit verbundenen Kosten und des geringen Effektes kaum vertretbar. Der Effekt der elektrischen Heizung ist zwar zufriedenstellend, und ebenso ist der Einsatz von Vibratoren bei milderen Frösten wirksam, aber die elektrische Heizung der Wagen macht die Förderung sehr kostspielig, und die Vibratoren versagen bei niedrigeren Temperaturen.Lining the car walls with polyvinyl chloride is after some Attempts have been given up because of the freezing of the conveyed material at low temperatures could not be prevented. Heating with briquettes is because of it in the long run the associated costs and the low effect are hardly justifiable. The effect the electric heater is satisfactory, and so is the use of vibrators effective in milder frosts, but the electric heating of the car makes the promotion very costly, and the vibrators fail at lower levels Temperatures.

Mit Rücksicht auf die angeführten Tatsachen haben die bisherigen Versuche keinen Erfolg gebracht, und auch das Bespritzen mit Magnesiumchlorid- oder Calciumchloridlösungen hat sich bisher in Tagebauwerken nicht bewährt. Magnesiumchlorid weist zwar im Vergleich mit anderen Schutzlösungen den Vorteil auf, daß es billig ist, aber seine Frostschutzwirkung wird schon bei - 15' C unsicher und versagt vollständig bei Temperaturen unter -20' C. Calciumchlorid ist wesentlich teurer als Magnesiumchlorid und kann allein angewandt das Anfrieren des Ladegutes an den Stirn- und Seitenwänden als auch an den Böden oder Sattelböden der Wagen nicht verhindern.In view of the facts cited, the attempts to date have not been successful, and spraying with magnesium chloride or calcium chloride solutions has not yet proven successful in open-cast mines. Although magnesium chloride, in comparison with other protective solutions has the advantage that it is inexpensive, but its anti-freeze effect is already at - 15 'C uncertain and fails completely at temperatures below -20' C. Calcium chloride is substantially more expensive than magnesium chloride and can be applied alone Do not prevent the cargo from freezing to the front and side walls as well as to the floors or saddle floors of the wagons.

Auch sind bereits gemischte Frostschutzlösungen bekannt, die Magnesiumchlorid und Caleiumchlorid enthalten. Auch diese bekannten Lösungen haben sich jedoch in der Praxis nicht bewährt, weil sie ebenfalls bei Temperaturen unter - 20' C versagen.Mixed antifreeze solutions containing magnesium chloride and calcium chloride are also known. These known solutions have not proven successful in practice, because they are also at temperatures below - fail 20 'C.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, diese Mängel zu beheben und eine Lösung zu schaffen, die einen sicheren Frostschutz auch bei Temperaturen unter - 20' C gewährleistet und dabei billig ist. Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß die bisherigen Mißerfolge der gemischten Magnesiumchlorid-Calciumchlorid-Lösungen darauf zurückzuführen sind, daß zwn Erreichen eines wirksamen Frostschutzes bei Temperaturen unter -201 C ein ganz genauer Gehalt des Magnesiumchlorids und des Calciumehlorids in der Schutzlösung eingehalten werden muß. Erfindungsgemäß ist daher die oben angeführte Aufgabe dadurch gelöst, daß der Gehalt des Magnesiumchlorids in der Frostschutzlösung auf 270 g bis 290 g/1 und der Gehalt des Calciumchlorids auf 40 g bis 60 gd festgesetzt wird. Eine Lösung mit diesem Gehalt an Magnesium- und Caleiumchlorid hat einen Gefrierpunkt von - 531 Q so daß sie einen zuverlässigen Frostschutz bis zu einer Temperatur von -30' C gewährleistet. Das Einhalten des angeführten, verhältnismäßig niedrigen Gehalts des MgC1 2 ist erforderlich, um eine Erhöhung der Löslichkeit von CaC12 und dadurch auch den erwähnten niedrigen Gefrierpunkt zu erreichen, den die bisher bekannten Frostschutzlösungen nicht erreichen.The object of the invention is to remedy these deficiencies and to provide a solution that provides a secure antifreeze even at temperatures below - ensured 20 'C and is cheap. According to the invention it has been found that the previous failures of the mixed magnesium chloride-calcium chloride solutions are due to the fact that in order to achieve effective frost protection at temperatures below -201 C, a very precise content of magnesium chloride and calcium chloride in the protective solution must be maintained. According to the invention, the above-mentioned object is therefore achieved in that the content of magnesium chloride in the antifreeze solution is set at 270 g to 290 g / l and the content of calcium chloride is set at 40 g to 60 gd. A solution with this content of magnesium and calcium chloride has a freezing point of - 531 Ω so that it guarantees reliable frost protection down to a temperature of -30 ° C. It is necessary to adhere to the specified, relatively low content of MgCl 2 in order to increase the solubility of CaC12 and thereby also to achieve the low freezing point mentioned, which the antifreeze solutions known hitherto do not achieve.

Die erwähnte Frostschutzlösung kann sehr billig aus Camallitendlaugen hergestellt werden, die in der Kaliindustrie als Abfälle anfallen. Die Herstellung erfolgt erfindungsgemäß derart, daß eine Camallitendlauge, deren Gehalt an Magnesiumchlorid mindestens 300 g/1 -beträgt, mit Wasser verdünnt wird, damit die Konzentration von Magnesiumchlorid auf 270 g bis 290 g/1 herabgesetzt wird.The above-mentioned anti-freeze solution can be produced very cheaply from Camallite endlaxes, which are incurred as waste in the potash industry. According to the invention, the production is carried out in such a way that a camallite final liquor with a magnesium chloride content of at least 300 g / l is diluted with water so that the concentration of magnesium chloride is reduced to 270 g to 290 g / l.

Zu einer derart behandelten Lösung wird Calciumchlorid in einer Menge von 40 g bis 60 g/1 zugesetzt. Camallitendlaugen enthalten jedoch in der Regel auch MgS04, das mit CaC4 nach folgender Gleichung reagiert: MgS04 + CaC12 --> M9C12 + CaS04 Das sich niederschlagende CaS04 setzt sich nur sehr langsam ab und würde die Verwendung der Lösung unmöglich machen. Erfindungsgemäß wird daher zu der Lösung bei der angeführten Herstellung noch eine 0,1%ige Lösung vom Polyacrylamid in einer Menge von 1 bis 20 m1/1 beigemengt. Das Polyacrylamid erhöht die Sedimentationsgeschwindigkeit von CaS04 und klärt die Lösung in wenigen Minuten. Die Zugabe der obenerwähnten Menge Polyacrylamid ist völlig ausreichend, um dieses Ergebnis zu gewährleisten.Calcium chloride is added to a solution treated in this way in an amount of 40 g to 60 g / l. However, Camallite endlaxes usually also contain MgS04, which reacts with CaC4 according to the following equation: MgS04 + CaC12 -> M9C12 + CaS04 The CaS04 which precipitates is very slow to settle and would make it impossible to use the solution. According to the invention, a 0.1% solution of polyacrylamide in an amount of 1 to 20 ml / 1 is therefore added to the solution in the preparation mentioned. The polyacrylamide increases the sedimentation speed of CaS04 and clears the solution in a few minutes. The addition of the above-mentioned amount of polyacrylamide is entirely sufficient to ensure this result.

Außer MgS04 enthalten Camallitendlaugen üblicherweise auch NaC1 und KCI. Diese zwei Stoffe haben jedoch auf die Frostschutzwirkung der Lösung keinen ungünstigen Einfluß.In addition to MgS04, camallite leachates usually also contain NaCl and KCI. However, these two substances have no effect on the antifreeze effect of the solution unfavorable influence.

Durch das oben beschriebene Herstellungsverfahren kann eine sehr wirksame Frostschutzlösung gewonnen werden, die erst bei - 531 C friert, wobei die Herstellung sehr billig ist, da der Grundrohstoff -ein Abfallstoff ist.With the manufacturing process described above, a very effective anti-freeze solution can be obtained, which only freezes at - 531 C , whereby the production is very cheap because the basic raw material is a waste material.

Claims (1)

Patentanspruch-Verfahren zur Herstellung einer Frostschutzlösung aus Magnesiumchlorid und Caleiumchlorid, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsstoff eine Carnallitendlauge verwendet wird, deren Gehalt an Magnesiumchlorid mindestens 300 g/1 beträgt, daß -die Konzentration des Magnesiumchlorids in dieser Lösung durch Zugabe von Wasser auf 270 g bis 290 g herabgesetzt wird, daß Caleiumehlorid in einer Menge von 40 bis 60 g/1 zugesetzt und schließlich noch eine 0,1%ige Lösung von Polyacrylamid in einer Menge von 1 bis 20 m1/1 der Lösung beigemengt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 448 742.Claim process for the production of an antifreeze solution from magnesium chloride and calcium chloride, characterized in that a carnallite lye is used as the starting material, the magnesium chloride content of which is at least 300 g / 1 , that - the concentration of the magnesium chloride in this solution is increased to 270 g by adding water is reduced to 290 g that calcium chloride is added in an amount of 40 to 60 g / 1 and finally a 0.1% solution of polyacrylamide is added in an amount of 1 to 20 ml / 1 of the solution. Documents considered: German Patent No. 448 742.