DE1667065A1 - Mahlhilfsmittel - Google Patents

Description

WoRp Grace & Coβ (4842)

Cambridge _{t m} Mass _o» V «St _aAo Hamburg, den S₀ Jimi 1970

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NEUE UKTERLAQBN

Mahlhilfsmittel

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Zusatzstoffes zur Verbesserung der Eigenschaften von Mineralien»

Bei der Aufbereitung von vorbehandelten oder unbehandelten Mineralien werden diese gewöhnlich zu verhältnismäßig kleinen Teilchen vermählen, was möglichst sohneil erfolgen sollο Hierbei werden oft Mahlhilfsmittel verwendet, um die Mahlgeschwindigkeit zu vergrößern oder die Feinheit der Teilchen bei gegebener Arbeitsgeschwindigkeit zu erhöhen» ohne daß das zermahleneProdukt nachteilig beeinflußt wird«,

Durch das Aufbrechen der Teilchen beim Mahlen von Mineralien entstehen neue energiereiche Oberflächen, deren Oberflächenkröf te auch noch nach dem Mahl Vorgang bestehen bleiben und ein Zusammenbacken des Materials bzw« eine schlechte Schuttfähigkeit ergeben· Dieses führt dazu, daß vermahlene Minerale durch die Z₀Bo beim Transport entstehende Vibration derart verdichtet werden, daß sie oft halbfest sind und sich nicht ausschütten lassen, es sei denn, daß man zum Aufbrechen der kompakten Masse erhebliche mechanische Kraft© aufwendet«

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Diese Agglomeration oder Haftung von Einzelteilchen wird mit "Pestbacken" (paok set) bezeichnet und durch den Pestback-Index bestimmt! dieser ist ein relativer Wert, welcher numerisch angibt, wie weit ein teilchenförmiges Material bereit ist, nach einer gewissen Lagerzeit oder nach einem Transport frei zu fließen« Das Verhältnis des Festback-Xndex von unbehandel» tem Material gegenüber dem von behandeltem Material wird als "Pestback-Verhältnis" bezeichnet und dient zum Vergleich von zwei verschiedenen Proben gemahlener Minerale»

Dieser Pestback-Index wird wie folgt bestimmt: 100 g Mineral werden in einem 250 ml-Erlenmeyer-Kolbensuf -einer Vibrationsplatte 15 Sekunden gerüttelt und dann horizontal in ein Spannfutter eingesetzt» Der Kolben wird dann etwa 100 ml je Minute um 180° um seine Achse gedreht, bis das am Kolbenboden festliegende Material zusammenfällt. Die Anzahl der Drehungen um 180°, die bis zum Zusammenfallen des Materials erforderlich sind, ergeben den Pestback-Index_o Je größer also die zum Aufbrechen des festgebackenen Materials erforderliche Energie ist, desto höher 1st der Pestbackindex.

Es wurde nun festgestellt, daß Aminsalze von Arylhydroxy-Verbindungen 2„3₀ Phenol als ausgezeichnete Mahlhilfsmittel und als Pestback-Inhibitoren für Mineralien wirken, ohne daß ZoB. bei Zement die Festigkeit des Betons beeinträchtigt wird.

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Demzufolge betrifft die Erfindung eine Mischung« welche aus einem Minerei und einem mit diesem Mineral innig vermischten Aminsalz einer Ary!hydroxy«Verbindung.besteht» Zur Herstellung der erfindungsgemäss verwendeten neuen Zusatzstoffe werden ein oder mehrere Arylhydroxy-Verbindungen mit ein oder mehreren Aminen vermischt. Die Ausgangsmaterialien können reine Chemikalien oder Ausgangsstoffe mit Verunreinigungen sein» Die Verfahren zur Herstellung dieser Zusatzstoffe sind bekannt,, Vorzugsweise werden äquimolare Teile Amin- und Arylhydroxy-Verbindung benutzte

Vorzugsweise besteht die Arylhydroxy-Verbindung aus einem Phenyl- oder Naphthylrest, welcher durch einen Hydroxyirest substituiert ist und der sonst unsubstituiert ist oder durch ein oder mehrere Nitrogruppen« Halogengruppen, vorzugsweise , durch Chlor« Alkylrestey vorzugsweise mit 1 bis 5 Kohlenstoff» atomen und insbesondere Methylreste, durch Arylreste, Amino- oder Alkoxygruppen mit vorzugsweise 1 bis 5 Kohlenstoffatomen substituiert

Vorzugsweise 1st das AmIn eine Verbindung der folgenden allgemeinen Formel:

in welcher R, ein Wasserstoffatom oder einen substituierten oder unsubstituierten Alkylrest, wie Hydroxyalkyl oder Aryl ZoBo Alkarylrest und R₂ ein Wasserstoff atom oder einen substituierten oder unsubstituierten Alkylrest z„B₀ einen Hydroxy<= alkylrest und R, ein Wasserstoffatom, einen Hydroxylrest oder einen substituierten oder unsubstituierten Alkylrest, Z₀B₀ ein Hydroxyalkyl oder Arylradikal oder eine Verbindung der folgenden Formel bedeuten? -

in welcher R N einen substituierten oder unsubstituierten Pyrrolidinyl-, Pyrrolidyl-, Pyrrolyl-, Morpholinyl-, Piperidinyl< oder Piperazinylrest und R^ ein Wasserstoffatom oder einen Alkyl- oder HydroxyaIkylrest bedeuten; oder Y-(Rg)_n* in welcher Y ein Pyridyl-, Pyrirnidinyl- oder Pyridizinylrest und R^ ein Halogenetorn oder einen Alkyl» oder HydroxyIrest bedeuten und η den Wert von 0 bis 5 besitzt_β

Geeignete Amine sind beispielsweise Ammoniak, Äthylamin, Diethanolamin« Monoäthanolamin, Triethylamin, Triäthanolamin, Anilin, p-Toluidin, m-Phenylendiamin, Oimethylanilin, Diphenylamin, 2,4,6-Tribromanilin, N-Pheny!hydroxylamin, ß-Phenäthylamin* Morpholin, Pyridin, Piperidin, Pyrrol, Pirrolin, Pyrrolidin, Pyridazln, Pyrimidin, N-Methylmorpholin, 4-(2-Aminoäthoxy)-

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äthylmorpholin, Dimethylpyridin, Dimethyläthyipyrrol und Piperazine

Als Mineralien werden naturlich vorkommende anorganische Mineralien, wie Phosphatgestein, teilweise bearbeitete Mineralien wie konzentriertes Elsenerz und Mischungen iron Mineralien wie Zement» Klinker oder keramische Stoffe in dieser Weise behandelt» Beispielsweise kann man mit derartigen Mahlhilfe- ' mitteln Berylliumoxyd, Kalkstein, Gips* Ton und Bauxit be· handeln» Besonders wertvoll sind derartige Mahlhilfsmittel bei Zement und insbesondere Portlandzement, bei denen sie sogar zu einer Erhöhung der Festigkeit des abgebundenen Betons führend Portlandzement gehört zu den hydraulischen Zementen, die im wesentlichen aus zwei Caiciumsilikaten und einer kleineren Menge Calciumaluminat bestehen« Derartige Zemente werden hergestellt« indem man ein inniges Gemisch eines fein» Verteilten Kalkgesteins zusammen mit tonigem Material zu einem Klinker verarbeitet und diesen dann zusammen mit etwa 2$ Gips oder mit einem anderen Calciumsulfat vermählt, um die gewünschten Abbindeeigenschaften des fertigen Zements zu erzielen* Die Aminsalze worden vorzugsweise dem Klinker zugesetzt, um die Mahlwirksamkeit zu erhöhen -und ein anschließend©s Festbacken des fertigen Zements zu vermeiden; sie können jedoch, auch zu einem späteren Zeitpunkt sugosefezfe werden» Die Verbesserungder %igßn®&haften ist unabhängig vom Zeitpunkt des Zusatzes, und es wird insbesondere ®tn® Erhöhung- der Festigkeit bei ab»

gebundenem Beton erreichte

Die MahZhl Ifamittel gemäss Erfindung werden entweder trocken oder flüssig eingesetzt« Aus Gründen der Einfachheit können wäßrige Losungen verwendet werden» die genau dem Produktions« strom zugemessen werden können* Weniger gut lösliche Mahl-' hilfsmittel» kamen mit einem entsprechenden Netzmittel ζ .Β. Natriuadodeoylbenzolsulfonat emulgiert werden. Das Mahlhilfe mittel kann dem Mineral vor dem Vermählen zugesetzt werden oder kann gleichzeitig mit dem Material In das Mahlwerk ge -geto^n werden.

Wenn nur das Festbacken verringert oder eine bessere Fließfähigkeit erreicht werden soll - ζ .B* bei Förderung oder pneumatischem Transport · so kann das Mahlhilfsmittel zu einem beliebigen anderen Zeitpunkt während des Aufarbeiten zugesetzt werden.

Di« Menge des Mahlhilfsmittels kann in einem weiten Bereich schwanken» jedoch werden vorzugsweise 0,001 bis 1 und insbesondere 0,004 bis 0,4 J6 Feststoffβ, bezogen auf das Qewioht der Mineralfeststoffe, zugesetzt, Bs besteht keine obere Grenze derzugesetzten MahlhiIfsmittelmenge, jedoch wird gewöhnlioh nur so viel zugesetzt, um die gewünschte

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<. 7 -Fließfähigkeit und die gewünschte Oberfläche zu erreichen.

Die erfindungsgemSssen Mahlhilfsraittel «erden vorzugsweise allein eingesetzt, können jedoch auch mit ein oder mehreren anderen Mahlhilfsmitteln oder anderen Zusätzen zusammen verarbeitet werden.

Im folgenden eoll die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert werden.

Beispiel 1

In der folgenden Tabelle 1st die Wirksamkeit des als Mahlhilfemittel verwendeten Triäthanolaminphenoxydes wiedergegeben, welches durch Mischen äquiraolarer Teile von Triäthanolamin und Phenol hergestellt wurde., Die Meßergebnisse wurden mit einem Fortlandzementtyp 1 erhalten, der in der Laboratoriumstahl·> kugelmühle bei 99⁰C und 3402 Umdrehungen gemahlen wurde_o Menge des Zusatzes in % Oberfläche nach Steigerung gegenüber (Peststoffe je Peststoffe) Blaine cnr/g Blindprobe

0,01	3114	4,21
0,02	3128	5.20
0,05	3121	4.45
0,04	3134	5.41
. 0,06	3134	4,89
0.08	3184	7.09

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Beispiel 2

Bs wurde ein Mahlhilfsmittel hergestellt durch Vermischen von 34 Gewichtsteilen eines Gemisches aus Phenol und Cresol im Verhältnis von 50 : 50 mit 65,9 Gewichtstellen eines Gemisches aus Morpholin und Triethanolamin Im Verhältnis von 50 : 50. Die Mahlwlrksamkeit wurde mit Portlandzement Typ 1 bestimmt, der in einer LaboratorlumstahlkugelmUhle bei 110⁰C und 4941 Umdrehungen vermählen wurde. Bei einem Gehalt von 0,12 Gew$, bezogen auf das Zementgewicht, ergab sich ein Anstieg der Werte für die Oberfläche nach Blaine von 6,75 £ gegenüber der Blindprobe·

Die erfindungsgemässen Zusätze werden auch mit guten Ergebnissen, beim Vermählen von anderen Mineralien außer Zement verwendet, wie beispielsweise als Mahlhilfsmittel für Phosphatgestein und Eisenerz.

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Claims (4)

- . - 9 -Patentansprüche

1. Verwendung eines Aminsalzee einer Arylhydroxy-Verblndung als Zusatz zu Minerallen Insbesondere Zement und zementbildenden Mischungen«

2. Die Verwendung eines Zusatzes gemäes Anspruch 1 in einer Menge von 0,001 bis 1 Oewjß und vorzugsweise O,oo4 bis 0,04 Gew$, bezogen auf das Gewicht des Minerals_o

3ο Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trläthanolamlnphenoxyd oder ein Reakt ions produkt aus Morpholln und Triäthanolamin mit Phenol eingesetzt wird.

4. Mineralmibohung, gekennzeichnet durch die Anwesenheit eines innig mit dem Mineral vermischten Salzes, das aus einem Aroin und einer Arylhydroxy-Verbindung duroh Umsetzung an der Hydroxylgruppe gebildet wurde,

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