PROCESS FOR PRODUCING A REVERSIBLY SWELLABLE, LARGE-SURFACE, CRYSTALLINE MICACEOUS MINERAL WITH CRYSTAL SHEETS SEPARATE FROM EACH OTHER, AND MINERAL PRODUCT ACCORDING TO THE PROCESS

Abstract: 1. Method for the manufacture of a mineral substance based on a reversibly expandible, three-flake mineral of crystalline form of large surface area, with separated crystal flakes, characterised in that in the 1st stage thermally expanded vermiculite or thermally expanded hydro-mica, these minerals also having intercrystalline embedded non-expandible mineral, of a grain size range of approximately 0.5 to 4 mm, is stirred in a large excess of water, then in a flowing current for a residence time of approximately 10 to 60 sec a flotation separation of the expanded, floating vermiculite or hydro-mica from non-expanded components takes place, then in the 2nd stage the separated, expanded vermiculite or hydro-mica, with a water content of approximately 90% based on the moist weight, is freed of the residual air held between the lamellae by storage under movement and at the same time the aqueous expansion of the mineral to its final state takes place, then in the 3rd stage a preliminary crushing is brought about by intensive movement of the mixture and at the same time its state of high intrinsic viscosity is destroyed (by thixotropy), in the 4th stage the mixture is ground under turbulent flow conditions to a grain size with a particle diameter of 0.1 to 0.3 mm, the thickness of the platelet-shaped particles being up to 200 micron, then in the 5th stage under laminar flow conditions at speeds of the material to be crushed relative to the crushing body of 10 to 120 m/sec grinding takes place to give over 50 percent by weight of tabular, extremely thin, uniformly even particles with a thickness of 0.5 to 10 micron and with surface dimensions corresponding to an equivalent diameter of 10 to 200 micron and a ratio of particle thickness : equivalent diameter equal to or less than 1 : 10, and then in the 6th stage by hydro-extraction the solid matter content of the mixture is brought to approximately 40%, and the porous product is collected, or if required is dried.

Description: Vermiculit gehört zu den glimmerartigen Tonmineralen,die ein quellbares Kristall- gitter besitzen und deren Kristalle lamellar aufgebaut sind. Es steht der Gruppe der Montmorin-Saponit-Minerale nahe Das Mineral gehört zu den Dreischichtslli- katen und hat zwischen den sogenannten Schichtpaketen Wasser eingelagert. Wegen der nicht starr miteinander verbundenen Schichtpakete besitzt Vermiculit ein innerkerkristallines Quellvermögen. Damit hängt die Fähigkeit zusammen, dass sich Vermiculit-Kristalle beim raschen Erhitzen bis zun etwa 30-fachen ihrer ursprang- lichen Dicke in einer Richtung expandieren. Zu dieser Kenntnis der. Struktur und der Eigenschaften von Vermiculit wird auf folgende Literatur verwiesen: Siehe Seite , Zeile 1 bis 6. Nach Römpps Chemie-'lexikon,rankh' sehe Verlagshandlung, Stuttgart, 7. Auflage, 1977, Ziffer 3000, weist Vermiculit im Idealfall eine ungefähre Zusammensetzung folgender Formel auf: Mg3(Al, Si)4O10(OH)2.(H2O)4. Vermiculit enthalt zusätzlich erhebliche Mengen an gebundenem Eisen (Fe). Diese Eigenschaft der Expandierung zeigen auch "Hydroglimmer" sowie "Wechselschicht ( mixed layer-) Minerale". Unter den zuletzt genannten Mineralien sind solche zu verstehen, in denen beispielsweise Vermiculit-Schichten mit Glimmer-Schichten in wechselnder, ungeordeneter Folge kristallisieren. Die Definition des mineralischen Ausgangs stoffes Vermiculit ergibt sich aus Hugo Strunz, Mineralogische Tabellen, 5. Auflage, Leipzig 1970, Akademische Verlagsgesellschaft, Geest & Portig EG, Seite 447. Die Definition des mineralischen Ausgangs stoffes Hydroglimmer ergibt sich aus Salmang-scholze in "Die physikalischen und chemischen Grundlegen der Keramik", Springer Verlag, New York, 1968. Zur Herstellung des mineralischen Stoffes gemäss der Erfindung auf Basis eines reversibel quellbaren, grossflächig kristallin ausgebildeten Dreischicht- minerals werden diese Minerale verwendet. Diese Tonminerale besitzen ihrerseits nicht die Eigenschaften des minerals sehen Stoffes der rfindung,nämlich die neue Struktur,die zu starken Adhä- sions-und Konäsions-Kräften sowie zu einem bestimmten Schwundverhalten beim Trocknen aus einer Dispersion oder der befeuchteten Trockenmasse führt. Diese neue Struktur des mineralischen Stoffes gemass der Erfindung stellt eine neue ?Aufgabenstellung dar. Diese ergibt sich aus den bafelför- migen Teilchen mit extrem dünnen, gleich- mässig ebenen Teilchen mit einer Dicke von 0,5 bis 10 Mikron und mit einem äquivalentem Durchmesser von 10 bis 200 Mikron und einen Verhältnis Xeilchendicke: -äquivalenten Durchmesser gleich oder kleiner 1 : 10, dessen Teilchen hydrophile Eigen schaften an den ebenen Teilchen auS- weisen, die rasch polare Flüssigkeiten wie Wasser aufnehmen oder abgeben, Der mineralische Stoff gemäss der Erfin dung entsteht erst durch einen Umwand- lungsprozess aus diesen Ausgangsmine ralen. Das Verfahren der Erfindung und der nach diesem hergestellte mineralische Stoff sowie dessen Anwendung ist in den Patentansprüchen definiert. Es ist Aufgabe des Verfahrens der Erfindung aus thermisch expandiertem Vermiculit, oder Hydroglimmer einen neuen Stoff mit anderen Eigenschaften als die das Ausgangsmaterial aufweist, herzustellen. Der neue mineralische Stoff nach dem Verfahren der Erfindung stellt ein reversibel quellbares,grossflächig kristallines Dreischichtmineral dar mit von einander gelösten Kristall schichten. Dieser neue Stoff nach dem Verfahren der Erfindung wird in pastöser oder trockener orm hergestellt.Dieser weist in beiden Formen neue Eigenschaften auf welche diesen von dem Ausgangsmaterial unterscheiden, Zu diesen neuen Eigenschaften gehören insbesondere starke Adhäsion und Kohäsions- Kräfte, sowie eine weitgehende Plastizität im Bereich von 35 bis 65 Gewichtsprozent Trockenmasse,bezogen auf die Feuchtmasse, Nach dem Verfahren der Erfindung erfolgt in der 4. Verfahrensstufe die Zerkleinerung des Mineral-Wasser-Gemisches unter turbulenten Strömungsbedingungen, um starke Schlag-, Prall-, Scher-Kräfte auf die Ebenen der plättchenförmigen Teilchen einwirken zu lassen. In der 5,Verfahrensstufe erfolgt eine weitere Zerkleinerung dieses Gemisches durch Anwendung gerichteter Scherkräfte parallel zur Plättchenebene unter laminaren Strömungsbedingungen bei gleichzeitig bestimmten,hohen Relativgeschwindigkeiten des zu zerkleinernden Stoffes zu den Zerkleinerungskörpern. Durch diese Massnahme werden Prall-und Scher- Kräfte,insbesondere solche die aus verschiedenen Richtungen auf die Teilchen in mehreren Ebenen auftreffen praktisch weitgehend ausgeschlossen, Die Begriffe turbulente und laminare Strömungsbedingungen werden in der Technik durch die dimensionslose Zahl von Reynolds gekennzeichnet. Der mathematische Ausdruck dieser Zahl lautet: Re = w . 1 . &gamma; g worin w = die Geschwindigkeit des strömenden blediums in m/sec, 1 eine Längenabmessung in m,wie z,B,der Durchmesser oder der äquivalente Durchmesser in Leitungssystemen, je das spezifische Gewicht in kp/ m , die dynamische Zähigkeit in kp.s/ mê, g die Erdbeschleunigung 9,81 kp/sê bedeuten. Sofern ein bestimmter wert der Reynolds'schen Zahl überschritten wird, geht der Zustand der laminaren Strömung unmittelbar in den turbulenten Zustand über. Für gradlinie Rohr-oder rohr ähnlichen Systemen beträgt dieser Wert Re krit. = 2320. Es liegen unterhalb diese Wertes laminare Strömungen und oberhalb des Wertes turbulente Strömungen vor. Zur Reynoldsschen Zahl wird auf folgende Literatur verwiesen: Kassatkin, Chemische Verfahrenstechnik, 1962, Band 1, Seite 83. VEB-Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie. J.H.Perry, Chemical Engineers Handbook, 5-15. Mc Graw-Hill-Book Company, New York. Nachstehdn werden Beispiel für die Arbeitsweise in der 4. und 5. Verfahrens stufe beschrieben. Dazu sind einige Begriffe zu erläutern: Der äquivalente Durchmesser füer einen Schlitz oder Ringspalt von der Dicke s betrögt däg = 2 s. (Karssalkin, l.c., Band 1 Seite 89). Die dynamische Zähigkeit von Suspensi onen errechnet sich wie folgt: s = f#(1+4,5## (Kassalkin, l.c., Band 1, Seite 50.) Darin bedeutet s die dynamische Zähigkeit der Suspension in kp.s/mê, F die dynamische Zähigkeit der reinen Flüssigkeit in kp.s/mê, tpder Volumenanteil des Feststoffes in der Suspension, ausgedrückt als Dezimalbruch. Für die Umrechnung von Poise auf die technische Masseinheit gilt: 1 cP = 1,02#10-4 kp.2/mê. Die dynamische Zähigkeit von Wasser bei 20 C beträgt = 1 cP. Arbeitsweise in der 4.Verfahrensstufe: 1) Mahlspalt 0,5 mm. Feststoff-Konzentration = 10 Gewichts prozent=#=0,0526. #s=1,02#10-4(1+4,5#0,0526)= 1,26#10-4 kp.s/mê. däg = 2.5#10-4 = 10-3 m. = = 19 m/s. Flüssigkeit H2O = 1000 kp/m3. Re = 19,10 3 : 10 = 15 371. 1,26#10-4#9,81 Es liegt somit der turbulente Strömungs- zustand vor. 2) Mahlspalt 1,0 mm. Feststoff-Konzentration = 8 Gewichts prozent=#=0,0417. #s=1,02#10-4(1+4,5#0,0417)= 1,21#10-4 kp.s/mê. däg = 2#10-3 m. w = 18 m/s. Re = 18 . 2 #10-3#10-3 = 30328. 1,21#10-4#9,81 Es liegt somit der turbulente Strömungs- zustand vor. Arbeitsweise in der 5. Verfahrensstufe: 1) Mahlspalt s = 0,01 mm. Feststoff-Konzentration = 10 Gewichts prozent=#=0,0526. #s=1,26#10-4kp.s/mê. däg = 2#10-5m. w=44.5 m/s. Re=###############=720. Es liegt somit der laminare Strömungs- zustand vor, 2) Mahlspalt s = 0,025 mm. Feststoff-Konzentration 12,5 Gewichts prozent=#=0,0667. #s=1,02#10-4(1+4,5#0,0667) däg = 1,33#10-4 kp.s/mê. = = 32,5 m/s. Re=################=1245 1,33. 10 i . 9,81 Es liegt somit der laminare Strömungs- zustand vor, Der mineralische Stoff nach dem Verfahren der Erfindung zeigt eindeutige Unterschiede in verschiedenen Parametern seiner Eigenschaften gegenüber dem Ausgangsstoff. Diese neuen Eigenschaften des mineralischen Stoffes nach der Erfindung bieten die Mög- lichkeit, diesen zahlreichen technischen Anwendungsgebieten zuzuführen. Solche sind in den Patentansprüchen definiert. Einige Parameter sind in den folgenden Messungen dargestellt: Messungen der Plastizität 1.1: Zur Methodik wird auf folgende Literatur verwiesen: 1.11 DKG-Richlinine, X/1969; Definition, Anlage 2 Bestimmung nach Pfefferkorn. 1.12 Die "Keramik", Salmang/Scholze, Anlage 3 Seiten 226, 227: Grundlagen der Rheologie (5.2.1) Seiten 236, 237: Methoden von Pfefferkorn, von Bowmaker. 1.2: Diagramm 1, siehe Seite Plastizitätsmessungen, Kurven nach Pfefferkorn und nach Bowmaker. Die kurven beziehen sich auf: (1) den Stoff gemäss der Erfindung in wässriger Dispersion, (2) fein vermahlenen Vermiculit als Basisstoff, in einer Korngrössenverteilung entsprechend Stoff (1) in wässriger Dispersion, (3) mageren Ton, (4) fetten Ton. Zur Auswertung der Ergebnisse dieser Messungen werden die Kurven nach Bowmaker verglichen. Ein breiter Bereich praktisch gleichbleibender Plastizität liegt vor, wenn die Bowmker-Kurve flach verläuft. Der Bereich wird umso enger je steiler die Kurve abfällt. Somit ist die Steilheit der Kurve ein Mass für die Plastizität,wobei unter Steilheit das Ver hältnis der Differenz der Bowmaker-Werte zu der Differenz der Wassergehalte x 1000 zu verstehen ist. Tone (3,4) ergeben einen geringen Plastizitätsbereich. Vermiculit (2) zeigt in wässriger Dispersion nur bei sehr hohem wasserbedarf einen gewissen Plastizitätsbereich. Dieser grosse Wasseranteil führt zum "Ausbluten" aus der plastischen Masse. Der Stoff gemäss der Erfindung (1) bestätigt einen sehr weiten Plastizitätsbereich. Der Wassergehalt ist wesentlich geringer und das System gegen Ausbluten und Sedimentation stabil. Für den Stoff gemäss der Erfindung (1) läuft die Bowmaker Kurve mit steigendem Wassergehalt asymtotisch aus. Für den Stoff gemäss der Erfindung (1) ändert sich im Konzentrationsbereich von 110 bis 140 g H2O/100 g Trocken substanz der Bowmaker-Wert nur von 8 auf G, entsprechend einer Steilheit von 6,7. Der ;;ert für den Dasisstoff Vermiculit (2) weist im gleichen Konzentrationsbereich eine Änderung des Bowmaker-Wertes von 21, auf 9 auf 1 entsprechend einer Steilheit von 417. Die Paraneter der Plastizität sind also sehr unterschiedlich für den Ausgangsstoff und für den daraus erzeugten neuen Stoff Femass der Erfindung (1). Dieser Unterscheid ist noch grösser gegenüber den bei diesen Messungen berücksichtigten typischen Tonen. 2. Messungen der rheologischen Eigenschaften. Kurven der rheologischen Eigenschaften in wässriger Dispersion bei 20 C. Diagramm 2, siehe Seite 21. Messmethode: Rotationsviskosimeter "Rheomat-15"/ Contraves. Es werden die Kurven für den Stoff gemäss der Erfindung mit dem Basisstoff Vermiculit verglichen. Der Stoff gemäss der Erfindung zeigt auch bei niedriger Feststoff-Konzentration ein hohes quasi-plastisches Vermögen (siehe Salmang-Scholze Seite 227). Dies ist der Grund dafür,dass der Stoff gemäss der Erfindung auch noch bei niedriger Feststoff-Konzentra- tion-im Gegensatz zum Basisstoff Vermiculit- nur langsam sedimentiert. Der Stoff gemäss der Erfindung zeigt als wässrige Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 20% einen sehr steilen Verlauf der Schubspannung über der Schergeschwindigkeit D. Es ergibt sich bereits bei D= 0 sec eine Schubspannung von #=300 dyn/cmê. Bei D=115 sec-1 erreicht die Schubspannung den Wert # = 1000 dyn/cmê. Der erhebliche Wert von # = 300 dyn/cmê bei der Schubspannung D = 0 lässt die quasi-plastischen Eigenschaften des Stoffes gemäss der Erfindung klar erkennen. Der Basisstoff Vermiculit weist in wässriger Dispersion diese Eigenschaften nicht auf. bei der gleichen Feststoffgehalt von verläut die Funktion # über D wesentlich flacher. Bei D = 0 ist ebenfalls # = 0. Es wird dadurch klar,dass kein quasi-plastisches Verhalten vorliegt. Der usgansstoff zeigt kein quasi-plastisches Verhalten. Bei D = 700 sec-1 ist erst eine Schubspannung von D = 100 dyn/cmê vorhanden. Die überraschenden rheologischen Eigenschaften des neuen Stoffes gemäss der Erfindung sind der Grund dafür, dass sich dieser in pastöser wie in fliessender Form zu dünnen, gleichmässigen Filemn ansstreichen oder ausspritzen lässt. Diese Möglichkeiten sind für einen anorganischen Stoff sehr überraschend und nicht naheliegend. 3. Messungen der Abriebfestigkeit und Haftfestigkeit. 3.1 Methodik der Messungen. Der zu un tersucli en < i'e Stoff wird aus wässriger Suspension auf eine glatte Unterlage wie blanker Stahl, oder Fensterglas aufgetragen und danach bei 110 C getrocknet. Die Schichtdicke beträgt im getrockneten Zustand 100 Mikron +/-10m. uf diese Schicht wird ein zylinderförmiges Weichgummistück mit der Grundfläche von 154 mmê entsprechend dem Durchmesser von 14 mm. aufgesetzt. Das Gummistück ist an einem Metallstab befestigt. Dieser wird so geführt, dass eine leichte Beweglichkeit in senkrechter Richtung besteht. Die auf tiie zu prüfenrie Schicht des Stoffes wirkende Gesamtlast beträgt 200 g entsprechend einem Druck von 130 p/cmê. Die Platte mit der Schicht wird quer zu dieser Last jeweils um 50 mm in 1 Sekunde hin und her verschoben. Nach jedem Schub wird eine mögliche Veränderung der Oberfläche festgestellt. Messbedingungen: Auflagedruck: 130 p/cmê 2 Auflagefläche: Weichgummi mit 154 mm Reibgeschwindigkeit: 50 mm/sec Schichtdicke: 100 Mikron +/-10% Unterlage: blankes Stahlblech 3.2 Tabelle 1 : Ergebnisse Untersuchte Anzahl der Messergebnis Substanz Reibbewegungen Stoff gemäss 100* keine Abfärbung, der Erfindung kein Abrieb, gute Haftung Vermiculit 1 Abfärbung, 16 Schicht völlig abgerieben, mangelnde haftung Talkum 1 Abfärbung, Schicht völlig abgerieben, mangelnde Haftung Ton, fett 1 Abfärbung, 29 Schicht völlig abgerieben, schlechte Haftung Ton, mager 0 Bereits beim Auftrocknen hebt der Film von der Unterlage ab, keine Haftung *) Nach 100 Reibbewegungen wurde der vergleichende Test abgebrochen. Es wurde bis zu dieser Beanspruchung keine Veränderung an der Oberfläche und keine Gewichtsabnahme der Schicht festgestellt. Der Stoff gemäss der Erfindung zeigt nach 100 Reibbewegungen keine Abfärbung und keine sichtoder wägbaren Abrieberscheinungen. Dagegen zeigt Vermiculit als Baslsstoff bei gleicher Korngrössen-Zusammensetzung bereits nach einer Reibbewegung starke Abfärbung sowie eine Veränderung der Oberfläche. Nach 16 Reibbewegungen ist die aufgetragene Schicht bereits völlig abgetragen. Der Stoff gemäss der Erfindung unterscheidet sich also in der Abriebfestigkeit von dem Ausgangsstoff zu seiner herstellung und von anderen Vergleichsstoffen der Technik mit unerwartet fehlender Abfärbung, sowie mit praktisch vorhandener Abriebfestigkeit und guter Haftung auf dem Untergrund. 3.3 Tabelle 2 . Ergebnisse Messbedingungen wie bei Tabelle 1 Unterlage: Fensterglas Untersuchte Anzahl der Messergebnis Substanz Reibbewegungen Stoff gemäss 100 * Keine Abfärbung, der Erfindung kein Abrieb gute Haftung Vermiculit 1 Abfärbung, 19 Schicht völlig abgetrieben, mangelnde Haftung *) Nach 100 Reibbewegungen wurde der vergleichende fest abgebrochen. Es wurde bis zu dieser Beanspruchung keine Veränderung an der Oberfläche und keine Gewichtsabnahme der Schicht festgestellt. Der Stoff gemäss der Erfindung zeigt nach 100 Reibbewegungen die gleiche, unbeeinträchtigte Haftung auf den beiden gewählten Unterlagen und zwar auf blankem Stahl und auf klarem Glas. Dagegen zeigt der Ausgangsstoff zur Herstellung des neuen Stoffes gemäss der Erfindung bei leicher Zusammensetzung der Korngrössen bereits nach 19 Reibbewegungen auf Glas und bei 16 Reib bewegungen auf Stahl eine mangelnde haftung durch Wegschieben von der Unterlage. Der Unterschied der Abriebfestigkeit ist erheblich. Der neue Stoff gemäss der Erfindung zeit praktisch keinen Abrieb.Dagegen ist die Schicht aus Vermiculit nach diesen Reibbwegungen völlig abgrieben. Es ist überraschend, dass der neue Stoff gew';ss der Erfindung in diesem Parameter völlig unterschiedliche Eigenschaften als der Ausgangsstoff Vermiculit aufweist. Ergänzende Messugen zur Haftestigkeit und Abriebfestigkeit. 3.4 Methodik der Messungen. Zur Durchführung dieser Messungen wird die gleiche Methodik (siehe 3.1) wie für die Messung der Abriebfestigkeit angewendet. Diese Methode wird jedoch dadurch erweitert, dass der Auflagedruck sukzessiv so weit erhöht wird, bis bei nur einer Reibbewegung die aufge tragens Schicht weggeschoben wird. bedingungen: wie bei Tabelle 1 jedoch mit unterschiedlichem Auflagedruck 3.5 Tabelle 3 : Ergebnisse Auflagedruck Anzahl der p/cmê Reibbewegungen bis der Stoff auf der Unterlage zerstört wird Stoff gemäss Vermiculit der Erfindung 130 100 16 150 loo 4 200 100 1 500 100 1 1000 100 1 Der Stoff gemäss der Erfindung zeigt nach 100 Reibbewegungen keine Beeinträchtigung seiner Haftung aud der Unterlage. Diese Ergebnis ist das gleiche auf blankem Stahl wie auf Glas. Bei einer weiteren Nessreihe mit sukzessiv erhöhtem auflagedruck wurde selbst bei einem Auflagedruck von 1000 p/cmê und 100 Reibbewegungen mit dem Stoff gemäss der Erfindung keine Beeinträchtigung der Haftung auf diesen Unterlagen festgestellt. Dagegen zeigt der Ausgangsstoff zur Herstellung des Stoffes gemäss der Erfindung, Vermiculit, bei praktisch gleicher Zusammensetzung der Korngrössen bereits nach 16 Reibbewegungen auf Stahl bei einem Auflagedruck von jeweils 130 p/cmê und nach 19 Reibbewegungen auf Glas als Unterlagen das wegschieben von den Unterlagen, alsokeine ausreichende Haftung. Vermiculit als Basisstoff zeigt bereits bei der 4. Reibbewegungen mit einem Auflagedruck von 150 p/cmê und bei der ersten Reibbewegung und mit 200 p/cmê das vollstandige Wegschieben von der Unterlage. Der Unterschied der Haftfestigkeit ist erheblich. Der neue Stoff gemäss der Erfindung zeigt eine feste Haftung auf dem gewählten Untergrund. Dies gilt ebenso für eine um eine Zehnerpotenz gesteigerten Auflagedruck. Dagegen zeigt der Ausgangs stoff zur Herstellung des neuen Stoffes gemäss der Erfindung bereits nach wenigen Reibbewegungen mit geringem Auflagedruck keine Haftfestigkeit auf dem gleichen Untergrund As ist überraschend, dass der neue Stoff gen1ss der Erfindung in diesem Parameter völlig unterschiedliche Eigenschaften als der Ausgangsstoff Vermiculit aufweist. Der neue Stoff gemäss der Erfindung unterscheidet sich, wie diese vergleichenden bessungen bestätigten, in den wesentlichen Parametern der plastischen Eigenschaften, den rheologischen Eigenschaften, in der Abriebfestigkeit und in der haftfestigkeit nach bekannten Methoden oder nach einer definierten Methode von seinem Ausgangsstoff Vermiculit. Dies gilt in gleicher Weise für Hydroglimmer als Ausgangs stoff. Diese Festellung beruht auf der Tatsa'che,dass der neue Stoff gemäss der Erfindung andere physikalische und chemische Parameter als der zussangs- stoff besitzt, aus dem dieser neue Stoff gemäss dem offenbarten Verfahren oder nach anderen Verfahren erzeugt erden kann. Ein technischer Vorteil ergibt sich beispielsweise für die Verwendung als Bindemittel zusammen mit anderen Wirk stoffen,die in einer solchen Mischung starke Haftfähigkeit besitzen bei grosser spezifischer Oberfläche von etwa 12 m2/g. Der mineralische Stoff gemass der Erfindung ist somit bevorzugt als Trägerstoff für verschiedene,in der Technik bekannte Anwendungsgebiete geeignet.Dazu gehört auch das Aufbring gen von Pflanzenschutzmitteln. Ein anderes Anwendungsgebiet liegt in der Verwendung als Feuerfestmasse. Der Sinterpunkt des mineralischen Stoffes gemäss der Erfindung liegt bei etwa 12600C und der Schmelzpunkt bei etwa 1350 Wichtige Anwendungsgebiete liegen auch in der Verwendung von Körpern und Filmen aus diesem nicht brennbaren mineralischen Stoff gemäss der Erfindung.Dieser kann vorteilhaft auch in expandierter Form angewendet werden. Es überrascht,dass der mineralische Stoff der mrfindung,für den in'der Praxis eine grosse Anwendungsbreite besteht,bisher nicht vorgeschlagen wurde, Diese Möglichkeit ergibt sich erst, nach- dem der mineralische Stoff gemäss der Erfindung erstmalig vorgeschlagen und offenbart wurde. Ein weiteres Anwendungsgebiet liegt in der Verwendung des mineralischen Stoffes gemäss der Erfindung als Trennmittel.

Claims: P a t e n t a n s p r ü c h e l.Verfahren zur llerstellung eines mineralischen Stoffcs auf Basis eines reversibel quellbaren, grossflächig kristallin ausgebildeten Drei schichtminerals mit von einander gelösten Kristallschichten, dadurch gekennzeichnet, in der l.Stufe thermisch expandierter Vermi culit, Hydroglimmer, diese Minerale auch mit innerkristallin eingelagertem,nicht quellbarem Mineral eines Kornbereiches on etwa 0,5 bis 4 mm in einen grossen Überschuss von Wasser ein gerührt wird,danach im fliessenden Strom bei einer Verweildauer von, etwa 10 bis 60 sec eine Schwimmtrennung des expandierten, aufschwimmen den Vermiculits,Hydroglimmers von nicht expan dierten Anteiien erfolgt,danach in der 2.Stufe der abgetrennte expandierte Vermiculit, Hydro- glimmer mit einem Wassergehalt von etwa 90%, bezogen auf das Feuchtgewicht,durch Lagerung unter Bewegung von der zwischen den Lamellen befindlichen Restluft befreit wird und gleich zeitig die wässrige Quellung des Minerals auf seinen Endzustand erfolgt,danach in der 3.Ver fahrensstufe in dem Mineral-Wasser-Gemisch durch intensive Bewegung des Gemisches eine Vorzerkleinerung erfolgt und gleichzeitig der Zustand hoher Strukturviskosität/Thixo tropie aufgehoben wird und in der 4. Verfahrens- stufe das Gemisch unter turbulenten Strömungs- bedingungen auf eine Körnung mit einem Teil chendurchmesser von 0,1 bis 0,3 mm bei einer Dicke der plättchenförmigen Teilchen bis 200 Mikron aufgemahlen wird und danach in der 5. Verfahrensstufe unter laminaren Strömungs- bedingungen bei Relativgeschwindigkeiten des zu zerkleinernden Stoffes m Zerkleinerungskörper von 10 bis 120 m/ sec eine Vermahlung auf in der Hauptmenge von über 50 Gewichtsprozent tafelförmiger Teilchen mit extrem dünnen, gleichmässig ebenen Teilchen mit einer Dicke von 0,5 bis 10 Mikron und mit Flächen abmessungen entsprechend einem äquivalenten Durch messer von 10 bis 200 Mikron und mit einem Ver hältnis Teilchendicke: äquivalentem Durchmesser gleich oder kleiner 1 3 10 erfolgt,danach in der 6.Stufe durch Wasserentzug der Feststoffgehalt des Gemisches auf etwa 40%, bezogen auf Trocken substanz, gebracht und dos lastöse Produkt aus- geführt wird, 2. Verfahren nach Anspruch l,dadurch gekennzeichnet, dass das pastöse Produkt in einem Temperaturbereich von 50 bis 150 C bei einer relativen Luftfeucht tigkeit von 5 bis 90 50 getrocknet wird und zwar derart,dass unterhalb einer Restfeuchtigkeit des zu trocknenden Stoffes von 15 Gewichtsprozent die Energiedichte und die Temperatur des Wärme übergangsmediums reduziert wird,sodass eine par tielle Überhitzung des Stoffes bei 1300C und mehr als 1 h und bei 1500C und mehr als 0µ5 h vèrmieden wird,wobei der Wärmeaustausch durch Konvektion, oder Leitung, oder Strahlung oder in Kombination dieser Mittel erfolgen kann, 3 . Mineralischer Stoff auf Basis eines reversibel quellbaren,grossflächig kristallin ausgebildeten Dreischicht minerals mit von einander gelösten Kristallschichten nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,dass dieser aus feinkörnigem Vermiculit, Hydro glimmer,diese Minerale auch mit in nerkristallin eingelagertem,nicht quellbarem Mineral, erzeugt wird, mit in der Hauptmenge von über 50 Ge wichtsprozent tafelförmigen Teilchen, mit extrem dünnenm gleichmässig ebenen tafelförmigen Teilchen m.it einer Dicke von 0,5 bis 10 Mikron und mit i'lächen- abmessungen entsprechend einem äoui lenten Durchmesser von 10 bis 200 Mikron und mit einem Verhältnis Teilohendicke äquivalentem Durch messer gleich oder kleiner 1 : 10, dessen Teilchen hydrophile Eigenschaften an den ebenen Plächen aufweisen, die rasch polare Flüssigkeiten wie Wass'er aufnehmen oder abgeben,sowie mit star ken Adhäsions- und Kohäsions-Kräften, die beim Trocknen der Teilchen aus einer Dispersion in einer polaren Plüs- sigkeit wie Wasser oder durch Befeuchtung der Trockensasse zu einem Schwundver- halten von im wesentlichen nur in einer. Richtung und zwar senkrecht zur Tafel ebene führen,wobei die Teilchen flach geschichtet weitgehend nebeneinander liegen und mit weitgehender Plastizität im Bereich von 35 bis 65 Gewichtsprozent Trockenmasse,bezogen auf die Reuchtmasse. # .Mineralischer Stoff auf Basis eines rever sibel quellbaren,grossflächig kristallin ausgebildeten Dreischichtminerals mit von einander gelösten Eristallschichten nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieser aus feinkörnigem Vermiculit, Hydroglimmer,diese Minerale auch mit innerkristallin eingelagertem, nicht quell barem Mineral,durch Aufquellen des Aus- gangsminerals mit Wasser und durch dessen strukturschonende,mechanische Zerkleinerung in extrem dünne, gleichmässig ebene,tafel förmige Teilchen erzeugt wird und dessen Plastizitätszahl h1 = 65,4393 - 1,32126.w + 1,03456.10-2 Wê - 2,80579 .10-5 w in den Grenzen do bis 140 w wobei in der Bowmaker-Skala h1 = mm und W = g H2O/100 g Trockensubstanz bedeuten. 5 .Mineralischer Stoff auf Basis eines reversibel quellbaren,grossflächig kristallin ausgebilde ten Dreischichtminerals mit von einander gelö- sten Eristallschichten nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieser aus feinkörnigem Vermicalit,Hydroglimmer,aiese Minerale auch mit innerkristallin eingelager- tem,nicht quellbarom Mineral,durch Aufquellen des Ausgangsminerals mit Wasser und durch dessen strukturschonende, mechanische Zerkleinerung in extrem dünne, gleichmässig ebene, tafel förmige Teilchen erzeugt wird und dessen Schubspannung s (dyn/cmê)=277,861 + 16,742D - 1,39397-1 Dê+ 4,15845 D als Ausdruck seiner rbeologischen Eigenschaf- ten in wässriger Dispersion bei einer Kon- zentration von 20 Gewichts-% bei 20 C, gemäss sen in einem Rotationsviskosimeter, in den Grenzen Null bis 140 D beträgt, -1 wobei D die Schergeschwindigkeit in sec bedeutet. 6 . Mineralischer Stoff nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass dieser bei der Auftrocknung auf Flächen aus einer Dispersion in einer polaren Flüssigkeit wie Wasser für sich oder in Mischung mit anderen Stoffen wie auf glatten Flächen, keine Schwundrisse zeigt. 7. Mineralischer Stoff nach den Asnprü chen 1 bs 6,dadurch gekennzeichnet, dass dieser bei der Trocknung aus einer Dispersion in einer polaren Flüssigkeit wie Wasser einen körper oder Film oder beim Auftrocknen auf Flächen eine Masse mit dichter Teil chenpackung und geringem Porenvolumen bildet. 8. Mineralischer Stoff nach den Anspruch chen 1 bis 7,dadurch gekennzeichnet, dass dieser in der Hauptmenge der tafelförmigen Teilchen aus über 75 % der Gesamtoberfläche der Teilchen besteht, 9 Mineralischer Stoff nach den Ansprüchen 1 bis 8 ,dadurch gekennzeichnet,dass dieser in der Hauptmenge aus flachen, gleichmässig ebenen tafelförmigen Teilchen einer Dicke von 0,5 bis 5 Mikron besteht, 10. Mineralischer Stoff nach den Änsprüchen' 1 bis 9,dadurch gekennzeichnet, dass dieser in der Hauptmenge aus tafel förmigen Teilchen mit einen Verhält-. nis Teilchendicke ; äquivalentem Durchmesser von gleich oder kleiner - 1 e 20 besteht. 11. Mineralischer Stoff nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dieser bei der Trocknung aus einer Dispersion in einer polaren Flüssig keit wie Wasser oder beim AuStrocknen * auf Flächen einen Schwund der tafel förmigen Teilchen in den Flächenab- messungen von 0,5 bis 1,5 % (Länge und Breite) und in der Dicke von etwa 25 bis 35 % aufweist, 12. Mineralischer Stoff nach den Ansprüchen 1 bis dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Trennmittel für. andere Stoffs, oder als Antibackmittel für hygroskopische Stoffe,oder als Anti staubmittel für Stoffe mit Feinkorn- anteil oder mit hohem Abrieb,oder als Trägerstoff für hochwirksame Stoffe, oder für Pflanzenschutzmittel, oder für Mittel zur Bekämpfung tierischer Schäd linge, oder als Gleitmittel zur Verbesse rung der Gleitfähigkeit anderer Stoffe, oder als Umhüllungsmittel für wasser- lösliche Stoffe zur Verzögerung der Lösungsgeschwindigkeit, oder zur Verzö gerung der Lösungsgeschwindigkeit für wasserlösliche Düngemittel verwendet wird.

Inventors: DABROWSKI, RALF, CHEM.-ING. (GRAD)
Applicants: HANS KRAMER GMBH & CO. KG DAMMSTOFFWERK
Application year: 1979
Main classification: C01B33
IPC codes: C05G3, C04B14, C01B33, A01N25