SE445356B - Forfarande vid framstellning av ett fiberformigt brandskyddsmedel innefattande fibrer och bormineral - Google Patents

Description

7905251-2 a 2 _ _ För att undvika dessa svårigheter har redan brandskydds- fibrer föreslagits,d,v.s. fibrer på vilka brandskyddsmedlen är lagrade. Sådana fibrer separeras även under kraftiga vib- rationer inte från grovkorniga råmaterial och från råmaterial med stora ytor, så att produkter framställda av dessa råva- ror uppvisar brandskyddsmedel längs hela sitt tvärsnitt.

För brandskyddsmedlens lagring på fibrerna har olika för- faranden-blivit kända. Ett mycket ekonomiskt och tillför- litligt förfarande består däri, att de pulverformiga brand- skyddsmedlen tillsammans med fiberhaltiga granulat mals i slagkvarnar, varvid brandskyddsmedlen genom verkan av mole- kulära attraktionskrafter avlagras på fibrerna. Ett annat känt förfarande vid användning av borsyra som brandskydds- medel består däri, att bormineraler blandasihop med finför- delade bärämnen, vilka även kan föreligga i fiberform, var- efter de besprutas med en mineralsyra i sådan koncentration och mängd, att bormineralerna omsätts till borsyra. Vid denna process avlagras borpartiklarna på de finfördelade bärämnena, varvid vid användning av fiberformiga bärämnen brandskyddsfib- rer erhålles.

Uppfinningen avser en vidare utveckling av den sistnämnda metoden, varvid som bärämnen används fibrer och på dessa fibrer skall inte endast borsyrepartiklar vidhäftas, utan även andra material tjänliga för brandskyddet resp. för för- bättringen av de därav framställda produkterna. Härvid skall i synnerhet glas- och keramikbildande material användas vil- ka vid ett branatiiibua i hög graa bidrar till ökat brand- skydd genom att råmaterialen inkapslas.

Framställningen av sådana brandskyddsfibrer har hit- tills - enligt svenska utläggningsskriften 416 816 - genomförts på så sätt, att de torra fiberämnena har hop- blandats med de pulverformiga bormineralierna,varefter under fortsatt blandning mineralsyra i motsvarande koncentration och mängd har insprutats.

Förutsättningen för detta förfarande var alltså att dels _ torra fiberämnen och pulverformiga bormineralier, dels mine- ralsyran i lämplig koncentration och mängd, förefinnes. _ . ...~,~___..,._«-_¿.....,..~..~_ f imon ífwvnïwr 3 7905231-2 För ekonomisk framställning av sådana brandskyddsfibrer har det också redan föreslagits att begagna fibrer vilka finns i klarningsslammen i restbakvattnet, i synnerhet från pappers-, kartong- och cellulosafabriker. Nackdelen med an- vändningen av dessa fibrer är, att slamen först måste till- redas, t.ex. vid det kända förfarandet, torkas.

Det vore ur ekonomisk synpunkt fördelaktigt om man skulle kunna använda koncentrerad svavelsyra, som är en i stora mängder förekommande biprodukt, till framställning av brand- skyddsfibrerna enligt den kända metoden. Detta är emellertid hos sådana cellulosafibrer inte möjligt, eftersom de skulle förstöras av den koncentrerade svavelsyran. Svavelsyran måste därför utspädas till en koncentration under 50 vikt%. Såväl torkningen av klarningsslammen ur restbakvattnet, som ut- spädningen av svavelsyran gör den kända metoden så dyr, att användningen av brandskyddsfibrer sprider sig mycket lång- samt, trots fibrernas framstående fördelar. W En enligt det kända förfarandet framställd brandskyddsfiber innehåller vid sidan av själva fibern ungefär 40-45 vikt% borsyra, ungefär 50-55 vikt% kalciumsulfat och resten vatten.

Brandskyddsverkan av dessa brandskyddsfibrer. beror således uteslutande på borsyrans verkan vid en brand. Några glas- och keramikbildande mineralier finns inte med.

Uppfinningen har till uppgift att vidare utveckla en sådan branaskyaasfiber så att framställningen blir billigare och fibern härvid samtidigt förbindes med tillkommande material som befrämjar brandskyddet. Denna uppgift löses på det sätt som framgår ur närslutna patentkrav. Till skillnad från det kända förfarandet blandas således inte torra fibrer ihop med pulverformiga mineralier för att därefter besprutas med en syra med låg koncentration, utan klarningsslammen med en fuktighet ända till 80 vikt% blandas noga med de pulverfor- miga mineralierna och till«denna mäskliknande blandning till- sätts sedan högkoncentrerad svavelsyra. Således sparas vid förfarandet enligt uppfinningen inte endast den eventuellt behövliga kostsamma slamtorkningen, utan medges även an- vändning av den billiga koncentrerade svavelsyran utan den annars nödvändiga utspädningen. Genom uppfinningen skaffas således ett ytterst ekonomiskt förfarande för framställning av sådana brandskyddsfibrer, eftersom dels användes klar- 4 -» POOR QUALITY 7905231-2 4 ningsslammen ur restbakvatten vilka annars måste torkas och förbrännas, eftersom deras förvaring i urspungligt tillstånd i snar framtid inte längre blir möjlig, och dels göres möjlig en fördelaktig och ytterst ekonomisk an- vändning av en annan avfallsprodukt, nämligen koncentre- rad svavelsyra. Därtill kommer att klarningsslammen ur restbakvattnet från pappers- resp. kartongfabriker, men även från cellulosaindustrin, innehåller fibrer som re- dan är förbundna med mineralier vilka ävenledes kan bidra till brandskyddet. Det gäller i synnerhet kaoliner, talk, kritmjöl och titanoxid, alltså ämnen vilka är nödvändiga eller lämpliga för keramikbildning. Ännu en mineraltillsats âstadkommes genom bormineraliernas förbindning med svavel- syran, eftersom det i dessa mineralier förefintliga natriet resp. kalciet förblir på fibrerna. Vad beträffar dessa extra mineraltillskott, så har det vidas sig fördelaktigt att som bormineral använda colemanit, men även rasorit kan vara lämplig, när brandskyddsfiberna skall uppvisa större natriummängd. Ännu en möjlighet att "lasta" fibrerna är att under bland- ningsprocessen tillsätta ytterligare pulverformiga material, brandskyddssalter eller i största allmänhet material som man vill ha med i slutprodukten. Härvid kan dessa material _ delta eller inte delta i omsättningen med svavelsyran resp. i oxidationen, i beroende av om de tillsätts i blanda- ren före eller efter syretillsatsen.

Bormineraliernas omsättning till borsyra och kalciumsul- fat sker exotermiskt. Blandningen uppvärmes härvid till ungefär 350-380°K, så att såväl det inmatade som det frigjorda vattnet till största delen avdunstas på den efter blandaren anordnade avdunstningssträckan. Efter avdunstningssträckan förefinnes således korn (granulat) med en fuktighet som i beroende av fiberämnenas resp. klarningsslammens fuktighet och andelen av bormineralier 7905231-2 och svavelsyran ligger mellan 2 vikt% och 30 vikt%.

Kornen kan således i allmänhet utan ny torkning till- föras en slagkvarn och där igen sönderdelas till fibrer, varvid på de enskilda fibrerna nu inte endast borsyre- partiklar vidhäftar, utan också de material som önskas i slutprodukten, och i synnerhet även glas- och keramik- bildande material vilka har visat sig särskilt fördelak- tiga för brandskyddet. Givetvis kan en torkare installeras såväl efter avdunstningssträckan som efter kvarnen för att erhålla material med önskad fuktighet resp. för att upp- nå optimal energiförbrukning vad fibrernas torkning och sönderdelning beträffar.

Experiment har visat att vid användning av klarnings- slammen ur restbakvattnet från pappersfabriker brand- skyddsfibrer med mycket boda brandhämmande egenskaper erhålles när följande beskickningsandelar väljes: fibrer (absolut torra) 10-75 vikt%, bormineralier 25-65 vikt%, koncentrerad (96%) svavelsyra 15-35 vikt%.

Därigenom har löst uppgiften att göra framställningen av sådana brandskyddsfibrer markant billigare och att göra . det möjligt att till dessa fibrer tillsätta tillsatsmaterial som önskas ha i slutprodukten.

Förfarandet enligt uppfinningen skall nu närmare förklaras med hjälp av ett närslutet flödesschema och några exempel.

Enligt schemat tillförs Marningsslam KL ur en pappers- fabriks bakvatten med en fuktighet ända till 80 vikt% via en doseringsanordning l till en skovelblandare 2. Via en annan doseringsanordning 3 tillförs blandaren 2 pulverfor- miga bormineralier BM. Klarningsslammet blandas noga med de pulverformiga bormineralierna i blandaren 2, så att en mäskliknande blandning erhålles. Efter denna första bland- ningsomgång tillsätts i blandaren ur en behållare 4 kon- centrerad svavelsyra medan blandningen fortsätter, var- i PÖOR QUALITY 7905231-2 efter bormineraliernas omsättning till borsyra och kal- ciumsulfat börjar. När blandningen har avslutats, matas blandningsgodset ut på en avdunstningssträcka 5 där den största delen av det i blandningsgodset förefintliga vattnet kan avdunsta. Därefter inmatas det nu i granulat- form förefintliga materialet i en slagkvarn 6 där kornen igen slås sönder till enskilda fibrer. Mellan avdunstnings- sträckan 5 och kvarnen 6 kan en torkare T vara inkopplad.

Eftertorkning kan ske i en eftertorkare NT efter kvarnen 6- Exempel l I skovelblandaren2 inmatas beskickningsvis 120 kg klar- * ningsslamm ur en finpappersfabriks restbakvatten med en ïfastämneshalt omkring 33 vikt% (fuktighet 67 vikt%) och 172 kg colemanit med 45% bortrioxid och blandas under 4 minuter.Under fortsatt blandning insprutas därefter under en minut 73 kg koncentrerad (96%) svavelsyra, och det hela homogeniseras ännu 2 minuter. Sedan utmatas blandnings- godset på avdunstningssträckan 5. Ett granulat uppstår som har en restfuktighet av mindre än 20 vikt% vatten. I denna form inmatas granulatet i slagkvarnen 6 och sönder- delas till ett fiberformigt ämne som kan eftertorkas på den önskade restfuktigheten av 2-5 vikt%. Nu föreligger ett fiberformigt brandskyddsmedel på vars fibrer borsyra och kalciumsulfat, såväl som de i finpappersframställ- ningen använda material, d.v.s. kiselsyra, aluminiumoxid, magnesiumsilikat och kalk är lagrade. Detta brandskydds- medel, den s.k. brandskyddsfibern, ägnar sig till att genom inblandning före bearbetning förse plattformiga byggelement, profiler och formkroppar med verksam och ihållande brandhämmande verkan.

Exempel 2 Samma mängder blandningsgods inmatas i skovelblandaren 2. 7905231-2 När blandningen har slutförts, tillsätts i skovelblan- daren 2 vidare 5,7 kg ammoniumbromid och blandningen fortsättes 2 minuter. Efter avdunstningssträckan 5 och slagkvarnen 6 erhålles ett fiberformigt brandskyddsme- del som är av intresse med avseende på uppfyllande av vissa internationella brandskyddsnormer. Vid sidan av borsyran och de ovan anförda mineralierna är på àaia brandskyddsmedels fibrer vidare ungefär 1,9 vikt% (m4)2S04 och omkring 2,6 viktïs (NH4)Br lagrade. På samma sätt kan även andra eldskyddsmedel än ammoniumbormid, exempelvis fosfater, bor och borater, andra bromider eller sulfater i finpulvrig form tillsättas eller i lös- ningar insprutas. I speciella fall kan det även vara lämpligt att dessa brandskyddsmedel, mineralier eller kemikalier tillsätts innan svavelsyran tillsätts till blandningen.

Poor: QÜAIQIfY i

Claims (5)

7905231-2 8 Patentkrav
1. l.Fön&æænmæ vnd framställning av ett fiberhaltigt brandskyddsämne innefattande fibrer med borsyrepartiklar och andra, speciellt glas- och keramikskikt biM&HflB material på sin yta, k ä n n e t e c k n a t av att fiberhaltiga klarningsslam (avfallsvattenslam) som uppkommer vid pappers-, ~kartong- eller cellulosaframställning och som har en fuktig- bet max 80 vikt-% först i en blandare (2) blandas med pulverformiga bormineralier (BM), att i blandmassan sedan under fortsatt blandning införs koncentrerad (96 %) svavel- syra, och att det på så sätt erhållna granulatet tillförs en förångninqs- eller avdunstningsbana (5) och därefter matas i en slagkvarn (6) där granulatet sönder- delas i enskilda fibrer.
2. 2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e -7 t e c k n a t av att de enstaka ämnena används i följande andelar av totalmängden: fibrer (absolut torra) lO-75 vikt-%, bormineralier 25-65-vikt-% och svavelsyra l5-35 vikt-%.
3. 3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att som bormineral används colemanit med en borhalt över 30 vikt-%.
4. 4. Förfarande enligt något eller några av före- gående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t av att det från avdunstningsbanan och/eller slamkvarnen utmatade materialet inmatas i en torkare (T, NT).
5. 5. Förfarande enligt något eller några av före- gående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t av att under blandning tillsätts i pulverform ytterligare i slut- produkten önskade tillsatsämnen_