DE60117475T2 - Verfahren zur Verbesserung der Fliessfähigkeit von teilchenförmigem Material - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für das Verbessern der Fließeigenschaften von trockenen, aus Feststoffen bestehenden, nicht zementhaltigen Materialen, und auf ein Verfahren für das Transportieren derselben.
  • Zementhaltige Materiale wie zum Beispiel hydraulische Zemente, Schlacke, und Flugasche sowohl wie nicht zementhaltige Materiale wie zum Beispiel Barit, Bentonit, und abgerauchte Silika mit verschiedenen Partikelgrößenverteilungen werden oft trocken gemischt und in Lagertanks platziert. Die die zementhaltigen und die nicht zementhaltigen Materiale enthaltenden Lagertanks werden auch oft auf dem Land-oder Seeweg an Standorte transportiert, wo diese Materiale angewendet werden sollen. Während eines solchen Transports werden die Materiale Schwingungen ausgesetzt, und die Materiale können als ein Resultat unter statischen Bedingungen fest verpackt werden. Eines oder mehrere der Materiale weisen oft ultrafeine Partikelgrößen auf, d.h. innerhalb eines Bereichs von ungefähr 5 bis ungefähr 100 Mikron, welche das Problem des festen Verpackens noch verschlimmern. Wenn die zementhaltigen oder die nicht zementhaltigen Materiale am Anwendungsort aus dem Lagertank befördert werden, werden oft unbeabsichtigt wesentliche Mengen des fest verpackten Materials in den Lagertanks hinterlassen. Dieses unvollständige Befördern der Materiale resultiert in Unkosten für das Entsorgen der Materiale sowohl wie in gesteigerten Kosten für die Person oder das Unternehmen, welche die Materiale verwenden.
  • Zementhaltige und andere nicht zementhaltige Mineralmateriale werden daher oft behandelt, um dieselben leichter fließend zu gestalten. US-Anmeldung 2,857,286 an Striker vom 21. Oktober 1958 offenbart zum Beispiel einen Prozess für das Behandeln von Portlandzement mit Essigsäure oder einem wasserlöslichen Salz von Essigsäure, wodurch der Portlandzement fließbarer gestaltet werden kann. Gemäß des Striker-Patentes wird das Behandeln des Portlandzements mit der Säure oder dem Acetat entweder gleichzeitig mit, oder nach dem Mahlen des Zementklinkers durchgeführt. Die Säure oder das Acetat kann während des Mahlens mit dem Zement kombiniert werden, oder der gemahlene Zement kann durch Injizieren der Säure oder des Acetats unter Druck, d.h. in Form von Dampf in den Zement behandelt werden, um den Zement zu durchblasen und denselben gleichmäßig mit der Säure oder dem Acetat zu kontaktieren.
  • US-Anmeldung 3,094,425 an Adams et al vom 18. Juni 1963 offenbart, dass die meisten Zemente und ähnliche Materiale, welche durch Schwingungen kompaktiert werden, halb fest werden und ohne beachtliche mechanische Kraft für das Aufbrechen dieser Kompaktierung nicht fliessen werden. Diese Kondition ist als „Packsetzung" bekannt. Außerdem wird dort beschrieben, dass es bekannt ist, dass bestimmte polare Moleküle sich an die Partikel anhängen und deren Oberflächenspannung reduzieren werden, wenn dieselben zu gemahlenem Zement hinzugefügt werden. Gemäß des Adams-Patents repräsentiert eine Mischung von Kalziumacetat und Ligninsulfonat ein effektives Mahlhilfsmittel und einen Packsetzungshemmer, wenn dieselbe zusammen mit einem Zement oder einem anderen ähnlichen Material gemahlen wird.
  • US-Anmeldung 3,615,785 an Moorer et al vom 2. Februar 1968 offenbart ein Zementmahlhilfsmittel und einen Packsetzungshemmer, bestehend aus Polyol und einem wasserlöslichen Salz einer aliphatischen Säure mit nicht mehr als 3 Kohlenstoffatomen.
  • Die oben beschriebenen Additive sind schwer handzuhaben, und müssen vor oder nach dem Mahlen zu dem Zement hinzugefügt werden. Da kommerziell erhältliche zementhaltige und nicht zementhaltige Materiale solche Additive im allgemeinen nicht beinhalten, müssen diese bereitgestellt, gehandhabt, und von dem Benutzer durch Aufsprühen, mechanisches Mischen, oder andere zeitraubende Verfahren mit den zementhaltigen oder nicht zementhaltigen Materialen kombiniert werden.
  • Es besteht daher weiter ein Bedarf für verbesserte Verfahren für das Verbessern des Fließeigenschaften von trockenen, nicht zementhaltigen, aus Feststoffen bestehenden Materialen, welche in Lagertanks gelagert und/oder transportiert werden.
  • Wir haben nun eine Möglichkeit entdeckt, auf welche die oben aufgeführten Probleme überwunden oder zumindest wesentlich reduziert werden können.
  • Gemäß eines Aspektes bietet die vorliegende Erfindung ein Verfahren für das Verbessern der Fließeigenschaften von mindestens einem trockenen, aus Feststoffen bestehenden, nicht zementhaltigen Material, wobei dasselbe Verfahren das Trockenmischen eines aus Feststoffen bestehenden, den Fluß verbessernden Additivs mit dem genannten, nicht zementhaltigen Material umfasst, und wobei das genannte Additiv aus einem aus Feststoffen bestehenden festen Material besteht, welches ein den Fluß induzierendes polares Molekül beinhaltet, wobei das polare Molekül aus einer organischen oder einer Sulfonsäure, einem organischen oder Sulfonsäuresalz, oder einem organischen oder Sulfonsäureanhydrid besteht, wobei in der Mischung kein trockenes, aus Feststoffen bestehendes Material vorhanden ist.
  • Gemäß eines zweiten Aspektes bietet die Erfindung auch ein Verfahren für das Transportieren eines trockenen, aus Feststoffen bestehenden, nicht zementhaltigen Materials, welches das Platzieren von mindestens einem trockenen, aus Feststoffen bestehenden, nicht zementhaltigen Material in einen Lagertank umfasst, und das Transportieren des Lagertanks und des nicht zementhaltigen Materials an einen Anwendungsstandort, und dann das Befördern des nicht zementhaltigen Materials aus dem Lagertank, ohne unbeabsichtigt einen wesentlichen Anteil des nicht zementhaltigen Materials in dem Lagertank zu hinterlassen, wobei das Verfahren umfasst: (a) das Trockenmischen eines bestimmten, den Fluß verbessernden Additivs mit dem genannten nicht zementhaltigen Material vor dem Platzieren des genannten nicht zementhaltigen Materials in den genannten Lagertank; und (b) das Platzieren der resultierenden Mischung von Additiv und nicht zementhaltigem Material in den genannten Lagertank; wobei das genannte Additiv ein aus Feststoffen bestehendes festes Material umfasst, welches ein den Fluß verbesserndes polares Molekül beinhaltet, wobei das polare Molekül aus einer organischen oder einer Sulfonsäure, einem organischen oder einem Sulfonsäuresalz, oder einem organischen oder einem Sulfonsäureanhydrid besteht, wobei in derselben Mischung kein trockenes, aus Feststoffen bestehendes Material vorhanden ist.
  • Vorzugsweise umfasst dieser Aspekt die Schritte des Verschliessens des genannten Lagertanks gegenüber der Atmosphäre nach dem Trockenmischen des genannten Additivs mit dem genannten, nicht zementhaltigen Material, und das Platzieren der genannten Mischung von Additiv und nicht zementhaltigem Material in den genannten Lagertank; das Altern der genannten Mischung in dem geschlossenen Lagertank für eine Zeitspanne innerhalb eines Bereichs von ungefähr einem halben Tag bis ungefähr vier Tagen; das Öffnen des genannten Lagertanks, und das Befördern der genannten Mischung aus dem genannten Lagertank.
  • Das aus Feststoffen bestehende, den Fluß verbessernde Additiv der vorliegenden Erfindung ist einfach zu handhaben, einfach trocken mit nicht zementhaltigen Materialen zu mischen, und verbessert die Fließeigenschaften der Materiale. Die Gegenwart des den Fluß verbessernden Additivs in dem nicht zementhaltigen Material erlaubt ein mechanisches oder pneumatisches Befördern der Materiale aus den Lagertanks, auch wenn dieselben darin fest verpackt sind, ohne einen wesentlichen Anteil der Materiale in den Lagertanks zu hinterlassen.
  • Ein bevorzugtes, aus Feststoffen bestehendes, den Fluß verbesserndes Additiv, welches sich gemäß der vorliegenden Erfindung als nützlich erwiesen hat, besteht aus ausgefälltem Silikapulver mit einer den Fluß induzierenden Chemikalie, bestehend aus darin absorbiertem Eisessig. Das Gewichtsverhältnis des ausgefällten Silikapulvers zu dem Eisessig in dem den Fluß verbessernden Additiv liegt innerhalb eines Bereichs von ungefähr 90:10 bis ungefähr 10:90, und das Additiv wird zu einer Menge innerhalb eines Bereichs von ungefähr 0,01% bis ungefähr 1,0% Massenanteil der nicht zementhaltigen Materiale mit den nicht zementhaltigen Materialen gemischt.
  • Wir haben weiter entdeckt, dass die aus Feststoffen bestehende Mischung nach dem Trockenmischen eines nicht zementhaltigen Materials wie zum Beispiel Barit mit dem den Fluß verbessernden Additiv der vorliegenden Erfindung und dem Platzieren der resultierenden Mischung in den Lagertank, wenn der Tank gegenüber der Atmosphäre geschlossen und die Mischung für eine Zeitspanne innerhalb eines Bereichs von ungefähr einem halben Tag bis ungefähr vier Tagen in dem geschlossenen Lagertank gealtert wird, einfach und schnell auf dem Lagertank befördert werden kann.
  • Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden nun bevorzugte, beispielhafte Ausführungsformen derselben beschrieben.
  • Die vorliegende Erfindung bietet Verfahren für das Verbessern der Fließeigenschaften von einem oder mehreren trockenen, aus Feststoffen bestehenden, nicht zementhaltigen Materialen. Beispiele von nicht zementhaltigen Materialen schliessen Barit, Bentonit, und abgerauchte Silika ein, sind jedoch nicht auf dieselben beschränkt.
  • Die Verfahren der vorliegenden Erfindung sind besonders geeignet für das Verbessern der Fließeigenschaften eines trockenen, aus Feststoffen bestehenden, nicht zementhaltigen Materials oder einer Mischung solcher Materiale, welche feine oder ultrafeine Partikelgrößen aufweisen, und welche sich unter statischen Bedingungen in einem Lagertank, aus welchen dieselben befördert werden müssen, festpacken.
  • Die vorliegende Erfindung bietet weiter Verfahren für das Lagern von einem oder mehreren trockenen, aus Feststoffen bestehenden, nicht zementhaltigen Materialen in einem Lagertank, das Transportieren des Lagertanks und der darin enthaltenen nicht zementhaltigen Materiale an einen Anwendungsstandort, und das Befördern der nicht zementhaltigen Materiale aus dem Lagertank, ohne unbeabsichtigt einen wesentlichen Anteil des nicht zementhaltigen Materials in dem Lagertank zu hinterlassen. Der Ausdruck „wesentlicher Anteil" bedeutet in diesem Zusammenhang einen Anteil des eingelagerten, nicht zementhaltigen Materials, welches mehr als ungefähr 15% des Volumens desselben beträgt.
  • Die Verfahren der vorliegenden Erfindung bestehen grundsätzlich aus dem Trockenmischen eines aus Feststoffen bestehenden, den Fluß verbessernden Additivs, bestehend aus einem aus Feststoffen bestehenden festen absorbenten Material mit einer den Fluß verbessernden Chemikalie, welche aus einer darin absorbierten organischen oder einer Sulfonsäure, einem organischen oder einem Sulfonsäuresalz, oder einem organischen oder einem Sulfonsäureanhydrid ausgewählt wird, mit mindestens einem aus Feststoffen bestehenden, nicht zementhaltigen Material. Danach kann die Mischung aus nicht zementhaltigem Material und den Fluß verbessernden Additiv in einen Lagertank platziert, und einfach wieder aus demselben heraus befördert werden, entweder mechanisch oder pneumatisch, ohne einen wesentlich Anteil des nicht zementhaltigen Materials in dem Lagertank zu hinterlassen.
  • Wir haben weiter entdeckt, dass die aus Feststoffen bestehende Mischung nach dem Trockenmischen eines nicht zementhaltigen Materials wie zum Beispiel Barit mit dem den Fluß verbessernden Additiv der vorliegenden Erfindung, und dem Platzieren der resultierenden Mischung in einen Lagertank einfacher und leichter aus dem Lagertank befördert werden kann, wenn der Tank gegenüber der Atmosphäre verschlossen, und die Mischung in dem verschlossenen Lagertank für eine Zeitspanne innerhalb eines Bereichs von ungefähr einem halben Tag bis ungefähr vier Tagen gealtert wird.
  • Eine Reihe von aus Feststoffen bestehenden, festen absorbierenden Materialen kann für das Formen des den Fluß verbessernden Additivs der vorliegenden Erfindung angewendet werden. Beispiele solcher absorbenten Materiale schliessen ausgefällte Silika, Zeolit, Talkum, Kieselgur, und Fullererde ein, sind jedoch nicht auf diese beschränkt. Von diesen wird zur Zeit ausgefällte Silika bevorzugt. Das angewendete absorbente Material muß dazu fähig sein, die angewendeten, den Fluß verbessernden Chemikalien zu absorbieren, und ein frei fließendes Pulver zu bleiben.
  • Die gemäß der vorliegenden Erfindung angewendete, den Fluß verbessernde Chemikalie kann aus einer beliebigen bekannten Chemikalie bestehen, welche polare Moleküle produziert, welche mit aus Feststoffen bestehenden Materialen reagieren und deren Fließeigenschaften verbessern, und wird aus einer organischen oder einer Sulfonsäure, einem organischen oder einem Sulfonsäuresalz, oder einem organischen oder einem Sulfonsäureanhydrid ausgewählt. Beispiele von polaren Molekülen, welche Chemikalien produzieren, welche angewendet werden können, schliessen organische Säuren wie zum Beispiel Alkyl- und/oder Alkencarboxylsäuren und Sulfonsäuren, Salze der vorhergehenden, welche mit schwachen Basen geformt werden, und Säureanhydriden wie zum Beispiel Schwefeldioxid, Kohlendioxid, Schwefeltioxid, Stickstoffoxide, und ähnliche Zusammensetzungen ein, sind jedoch nicht auf diese beschränkt. Die am meisten bevorzugte, den Fluß verbessernde Chemikalie für die Anwendung gemäß der vorliegenden Erfindung ist Eisessig. Obwohl der exakte Grund für die Fließverbesserung der aus Feststoffen bestehenden, nicht zementhaltigen Materiale, wenn dieselben mit einer den Fluß verbessernden Chemikalie der vorliegenden Erfindung kontaktiert werden, zur Zeit noch nicht bekannt sind nehmen wir an, dass polare Moleküle der Chemikale mit Komponenten der nicht zementhaltigen Materiale, wie zum Beispiel Trikalziumsilikat, reagieren, um einen Partikelabstoßeffekt in den Materialen zu produzieren.
  • Das Gewichtsverhältnis des angewendeten, aus Feststoffen bestehenden festen absorbierenden Materials zu der in dem Additiv angewendeten, den Fluß verbessernden Chemikalie liegt allgemein innerhalb eines Bereichs von ungefähr 90:10 bis ungefähr 10:90, und vorzugsweise von ungefähr 75:25 bis ungefähr 25:75. Das resultierende, aus Feststoffen bestehende, den Fluß verbessernde Additiv wird trocken in einer Menge innerhalb eines Bereichs von ungefähr 0,01% bis ungefähr 1,0% Massenanteil des nicht zementhaltigen Materials, und vorzugsweise in einer Menge innerhalb eines Bereichs von ungefähr 0,02% bis ungefähr 0,5% mit mindestens einem aus Feststoffen bestehenden nicht zementhaltigen Material gemischt, wobei die Fließeigenschaften desselben verbessert werden sollen.
  • Ein weiteres Verfahren der vorliegenden Erfindung für das Verbessern der Fließeigenschaften von mindestens einem trockenen, aus Feststoffen bestehenden, nicht zementhaltigen Materials besteht aus dem Trockenmischen eines aus Feststoffen bestehenden, den Fluß verbessernden Additivs mit dem nicht zementhaltigen Material in einer Menge innerhalb eines Bereichs von ungefähr 0,01% bis ungefähr 1,0% Massenanteil des nicht zementhaltigen Materials, wobei das Additiv aus einem aus Feststoffen bestehenden, festen absorbenten Material mit einer darin absorbierten, den Fluß verbessernden Chemikalie besteht, welche aus einer Gruppe von polaren Molekülen ausgewählt wird, welche organische Säuren, deren Salze, und Säureanhydride produzieren.
  • Ein weiteres Verfahren der vorliegenden Erfindung für das Verbessern der Fließeigenschaften von mindestens einem trockenen, aus Feststoffen bestehenden, nicht zementhaltigen Material besteht aus dem Trockenmischen eines aus Feststoffen bestehenden, den Fluß verbessernden Additivs, bestehend aus einem aus Feststoffen bestehenden, festen absorbierenden Material, welches aus der Gruppe von ausgefällter Silika, Zeolit, und Talkum mit einer darin absorbierten, aus der Gruppe von polaren Molekülen, welche organische Säuren, deren Salze, und Säureanhydride produzieren, ausgewählten, den Fluß verbessernden Chemikalie ausgewählt wird, mit dem nicht zementhaltigen Material, wobei das Gewichtsverhältnis des festen absorbenten Materials zu der den Fluß verbessernden Chemikalie innerhalb eines Bereichs von ungefähr 90:10 bis ungefähr 10:90 liegt, und das den Fluß verbessernde Additiv mit dem nicht zementhaltigen Material in einer Menge innerhalb eines Bereichs von ungefähr 0,01% bis ungefähr 1,0% Massenanteil des nicht zementhaltigen Materials gemischt wird.
  • Noch ein weiteres Verfahren der vorliegenden Erfindung für das Verbessern der Fließeigenschaften von mindestens einem trockenen, aus Feststoffen bestehenden, nicht zementhaltigen Material besteht aus dem Trockenmischen eines aus Feststoffen bestehenden, den Fluß verbessernden Additivs mit dem nicht zementhaltigen Material, wobei das Additiv aus ausgefälltem Silikapulver mit einer den Fluß verbessernden Chemikalie besteht, welche aus einem in demselben absorbierten Eisessig besteht, wobei das Gewichtsverhältnis des ausgefällten Silikapulvers zu dem Eisessig innerhalb eines Bereichs von ungefähr 75:25 bis ungefähr 25:75 liegt, und das den Fluß verbessernde Additiv mit dem nicht zementhaltigen Material in einer Menge innerhalb eines Bereichs von ungefähr 0,02% bis ungefähr 0,5% Massenanteil des nicht zementhaltigen Materials gemischt wird.
  • Ein weiteres Verfahren der vorliegenden Erfindung für das Platzieren von mindestens einem trockenen, aus Feststoffen bestehenden, nicht zementhaltigen Material in einen Lagertank, das Transportieren des Lagertanks und des nicht zementhaltigen Materials an einen Anwendungsstandort, und dann das Befördern des nicht zementhaltigen Materials aus dem Lagertank, ohne unbeabsichtigt einen wesentlichen Anteil des nicht zementhaltigen Materials in dem Lagertank zu hinterlassen, besteht aus dem Trockenmischen des nicht zementhaltigen Materials mit einem aus Feststoffen bestehenden, den Fluß verbessernden Additivs vor dem Platzieren des nicht zementhaltigen Materials in den Lagertank, und dann das Platzieren der resultierenden Mischung von Additiv und nicht zementhaltigem Material in den Lagertank, wobei das Additiv aus einem aus Feststoffen bestehenden festen absorbenten Material besteht, welches aus der Gruppe ausgewählt wird, welche aus ausgefällter Silika, Zeolit, und Talkum mit einer darin absorbierten, ein den Fluß induzierenden polares Molekül enthaltenden Chemikalie besteht, welche aus der Gruppe von organischen Säuren, Salzen derselben, und Säueranhydriden ausgewählt wird, wobei das Gewichtsverhältnis des festen adsorbierenden Materials zu der den Fluß verbessernden Chemikalie innerhalb eines Bereichs von ungefähr 90:10 bis ungefähr 10:90 liegt, und das den Fluß verbessernde Additiv mit dem nicht zementhaltigen Material in einer Menge innerhalb eines Bereichs von ungefähr 0,01% bis ungefähr 1,0% Massenanteil des nicht zementhaltigen Materials gemischt wird.
  • Noch ein weiteres Verfahren der vorliegenden Erfindung für das Platzieren von mindestens einem aus Feststoffen bestehenden, nicht zementhaltigen Material in einen Lagertank, das Transportieren des Lagertanks und des nicht zementhaltigen Materials an einen Anwendungsstandort, und dann das Befördern des nicht zementhaltigen Materials aus dem Lagertank, ohne unbeabsichtigt einen wesentlichen Anteil des nicht zementhaltigen Materials in dem Lagertank zu hinterlassen, besteht aus: (a) dem Trockenmischen eines aus Feststoffen bestehenden, den Fluß verbessernden Additivs mit dem nicht zementhaltigen Material vor dem Platzieren des nicht zementhaltigen Materials in den Lagertank und (b) dem Platzieren der resultierenden Mischung von Additiv und nicht zementhaltigem Material in den Lagertank; das Additiv besteht aus ausgefälltem Silikapulver mit einem den Fluß induzierenden Additiv, bestehend aus darin absorbiertem Eisessig, wobei das Gewichtsverhältnis des ausgefällten Silikapulvers zu dem Eisessig innerhalb eines Bereichs von ungefähr 75:25 bis ungefähr 25:75 liegt, und mit dem nicht zementhaltigen Material in einer Menge innerhalb eines Bereichs von ungefähr 0,02% bis ungefähr 0,5% Masseannteil des nicht zementhaltigen Materials gemischt wird.
  • Noch ein weiteres Verfahren für das Platzieren von mindestens einem trockenen, aus Feststoffen bestehenden, nicht zementhaltigen Material in einen Lagertank, das Transportieren des Lagertanks und des nicht zementhaltigen Materials an einen Anwendungsstandort, und dann das Befördern des nicht zementhaltigen Materials aus dem Lagertank, ohne unbeabsichtigt einen wesentlichen Anteil des nicht zementhaltigen Materials in dem Lagertank zu hinterlassen, besteht aus: (a) dem Trockenmischen eines aus Feststoffen bestehenden, den Fluß verbessernden Additivs mit dem nicht zementhaltigen Material vor dem Platzieren des nicht zementhaltigen Materials in den Lagertank; (b) dem Platzieren der resultierenden Mischung von Additiv und nicht zementhaltigem Material in den Lagertank; (c) dem Verschliessen des Lagertanks gegenüber der Atmosphäre; (d) dem Altern der Mischung von Additiv und nicht zementhaltigem Material in dem verschlossenen Lagertank für eine Zeitspanne innerhalb eines Bereichs von ungefähr einem halben Tag bis ungefähr 4 Tagen; (e) dem Öffnen des Lagertanks; und (f) dem Befördern der Mischung von Additiv und nicht zementhaltigem Material aus dem Lagertank; das Additiv besteht aus ausgefälltem Silikapulver mit darin adsorbiertem Eisessig.
  • Zur weiteren Veranschaulichung der Verfahren der vorliegenden Erfindung führen wir nun die folgenden Beispiele auf. Beispiele 1 und 2 stellen Beispiele der Erfindung dar.
  • Beispiel 1
  • Mehrere Zementmischungen wurden wie in Tabelle I weiter unten aufgeführt vorbereitet.
  • TABELLE I Testzementmischungen
    Figure 00090001
  • Die Zementmischungen wurden jeweils durch Platzieren eines Volumens einer jeden Mischung getestet, welche dazu ausreichten, in einem 200 ml Kolben eine gepackte Dichte von ungefähr ¾ Zoll (1,91 cm) zu erzielen. Die Zementmischung wurde in dem Kolben geschwenkt, bis eine glatte Zementoberfläche produziert war. Der Kolben mit der darin befindlichen Zementmischung wurde dann auf einen Rüttler platziert und für die in Tabelle II weiter unten aufgeführte Zeitspanne gerüttelt. Der Rüttler bestand aus einem Gerät des Typs FMC Syntron, Modell J-1, 115 Volt/60 Hz/1 Amp mit einem PowerStat Spannungsregler. Nach dem Rütteln wurde der Kolben mitsamt der Zementmischung aus dem Rüttler entfernt und auf einen Rotierer platziert, wo dieselbe auf horizontaler Ebene unter Zählen der Anzahl von Umdrehungen innerhalb des Kolbens langsam rotiert wurde. Der Kolben wurde für die Anzahl von Umdrehungen rotiert, welche für das Entkompaktieren der in dem Kolben befindlichen Zementmischung erforderlich war. Nachdem die Zementmischung entkompaktiert war, wurden der Kolben und die Zementmischung stark geschüttelt, und die Zementmischung wurde 5 Sekunden lang aufgewirbelt, wonach der Test wiederholt wurde. Diesem Verfahren folgte eine Gesamtzahl von 5 weiteren oder so vielen Tests, wie sie für das Erreichen eines gleichbleibenden Resultats erforderlich waren.
  • Die oben beschriebenen Tests wurden mit einer Reihe von höheren und niedrigeren Rüttelfrequenzen (wie mit Hilfe der am Spannungsregler angezeigten Spannungen angedeutet) und über verschiedene Zeitspannen hinweg wiederholt, bis eine maximale Durchschnittszahl bestimmt werden konnte. Die Resultate dieser Tests sind weiter unten in Tabelle II aufgeführt.
  • TABELLE II Maximale Durchschnittszahl Rotierer
    Figure 00100001
  • Beispiel 2
  • Die in Beispiel 1 beschriebenen Zementmischungen wurden hier mit verschieden großen Mengen des den Fluß verbessernden Additivs der vorliegenden Erfindung kombiniert. Das Additiv bestand aus ausgefälltem Silikapulver und Eisessig mit einem Gewichtsverhältnis von Silika zu Eisessig von 1:1. Die Resultate dieser Tests sind weiter unten in Tabelle III aufgeführt.
  • TABELLE III Anzahl von Testumdrehungen, während das den Fluß verbessernde Additiv in Zementmischungen eingeschlossen ist
    Figure 00110001
  • Wie aus den in Tabelle III aufgeführten Testresultaten ersichtlich ist, resultiert das Hinzufügen der Additive der vorliegenden Erfindung zu den Zementmischungen in wesentlichen Fließverbesserungen.
  • Beispiel 3
  • Das in Beispiel 1 weiter oben beschriebene Testverfahren wurde mit einem aus Feststoffen bestehenden, nicht zementhaltigen Material, d.h. mit Barit, anstelle des zementhaltigen Materials wiederholt. Bei einer Schüttlerspannung von 64 Volt und einer Schüttelzeit von 40 Sekunden lagen die Umdrehungszahlen innerhalb eines Bereichs von 18 bis 26. Die Durchschnittszahl von 7 Tests resultierte in 16,9/21,4 Umdrehungen, wobei die erste Anzahl von Umdrehungen dafür erforderlich ist, das gepackte, aus Feststoffen bestehende Material anfänglich von den Seiten des Kolbens zu lösen, während derselbe in einer horizontalen Position rotiert wird, und die zweite Anzahl von Umdrehungen durchgeführt wird, wenn sich das aus Feststoffen bestehende Material vollständig von den Seiten des Kolbens gelöst hat.
  • Als nächstes wurde Barit mit einem Additiv der vorliegenden Erfindung kombiniert, welches zu einem Gewichtsverhältnis von 1:1 aus ausgefällter Silika und Eisessig in Mengen von 0,05% und 0,1% Massenanteil des Barits bestand. Außerdem wurde ausgefällte Silika mit Barit in Mengen von 0,05% und 0,1% Massenanteil des Barits kombiniert um zu verifizieren, dass die Verbesserung der Fließeigenschaften des Barits nicht allein durch die ausgefällte Silika verursacht wurden. Die Barit- und Additivmischungen wurden dann mit Hilfe von Umdrehungszahlen getestet. Die Resultate dieser Tests sind weiter unten in Tabelle IV aufgeführt. TABELLE IV Baritumdrehungszahltests bei 64 Volt und 60 Sekunden
    Figure 00120001
    • 1 1:1 Gewichtsverhältnis von ausgefällter Silika zu Eisessig
    • 2 Nur ausgefällte Silika
  • Aus Tabelle IV ist ersichtlich, dass das Hinzufügen des Additivs der vorliegenden Erfindung zu Barit in einer wesentlichen Fließverbesserung resultiert, und dass ausgefällte Silika allein keine Fließverbesserung bietet.
  • Beispiel 4
  • Zwei Mengen von Barit wurden mit verschieden großen Mengen des Additivs der vorliegenden Erfindung gemischt, bestehend aus ausgefällter Silika und Eisessig in einem Gewichtsverhältnis von 1:1. Testproben der resultierenden Mischungen wurden vor und nach einem Altern von 4 bis 8 Tagen für eine Anzahl von Umdrehungen getestet. Einige der Proben wurden während des Alterns der Atmosphäre ausgesetzt, während andere während des Alterns gegenüber der Atmosphäre verschlossen wurde. Die Resultate dieser Tests sind weiter unten in Tabelle V aufgeführt.
  • TABELLE V Baritumdrehungstests bei 64 Volt und 60 Sekunden
    Figure 00130001
  • Aus Tabelle V ist ersichtlich, dass die Fließverbesserung der Proben durch Altern der Barittestproben, welche mit dem Additiv der vorliegenden Erfindung behandelt wurden, in einem gegenüber der Atmosphäre verschlossenen Behälter für 4 bis 8 Tage noch gesteigert werden konnte.
  • Beispiel 5
  • Das in Beispiel 3 weiter oben beschriebene Testverfahren wurde mit 45 Gramm abgerauchter Silika und einem aus Feststoffen bestehenden, nicht zementhaltigen Material wiederholt. Bei einer Schüttlerspannung von 65 Volt und einer Schüttelzeit von 25 Sekunden lag die Umdrehungszahl innerhalb eines Bereichs von 9 bis 18. Die Durchschnittszahl für 5 Tests betrug 8,8/18,8 Umdrehungen, wobei die erste Anzahl von Umdrehungen dafür erforderlich ist, das gepackte, aus Feststoffen bestehende Material anfänglich von den Seiten des Kolbens zu lösen, während derselbe in einer horizontalen Position rotiert wird, und die zweite Anzahl von Umdrehungen durchgeführt wird, wenn sich das aus Feststoffen bestehende Material vollständig von den Seiten des Kolbens gelöst hat.
  • Abgerauchte Silika wurde dann mit verschieden großen Mengen des in Beispiel 3 beschriebenen Additivs kombiniert, und die Mischungen wurden dann mit Hilfe von Umdrehungszahlen getestet. Die Resultate dieser Tests sind weiter unten in Tabelle VI aufgeführt.
  • TABELLE VI Abgerauchte Silika, Umdrehungstests bei 65 Volt und 25 Sekunden
    Figure 00140001
  • Aus Tabelle VI ist ersichtlich, dass das Hinzufügen des Additivs der vorliegenden Erfindung zu abgerauchter Silika in einer wesentlichen Fließverbesserung resultiert.

Claims (10)

  1. Ein Verfahren für das Verbessern der Fließeigenschaften von mindestens einem trockenen, aus Feststoffen bestehenden, nicht zementhaltigen Material, wobei dasselbe Verfahren das Trockenmischen eines aus Feststoffen bestehenden, den Fluß verbessernden Additivs mit dem genannten, nicht zementhaltigen Material umfasst, wobei das genannte Additiv aus einem aus Feststoffen bestehenden, festen Material besteht, welches ein den Fluß einleitendes polares Molekül beinhaltet, wobei dasselbe polare Molekül aus einer organischen oder einer Sulfonsäure, einem organischen oder Sulfonsäurensalz, oder einem organischen oder Sulfonsäurenanhydrid besteht, und wobei kein trockenes, aus Feststoffen bestehendes zementhaltiges Material in der Mischung vorhanden ist.
  2. Ein Verfahren für das Transportieren eines trockenen, aus Feststoffen bestehenden, nicht zementhaltigen Materials, umfassend das Platzieren von mindestens einem trockenen, aus Feststoffen bestehenden, nicht zementhaltigen Materials in einen Lagertank, das Transportieren des Lagertanks und des nicht zementhaltigen Materials an einen Anwendungsstandort, und das darauffolgende Befördern des nicht zementhaltigen Materials aus dem Lagertank, ohne unbeabsichtigt einen wesentlichen Anteil des nicht zementhaltigen Materials in dem Lagertank zu hinterlassen, wobei das Verfahren umfasst: (a) das Trockenmischen eines aus Feststoffen bestehenden, den Fluß verbessernden Additivs mit dem genannten, nicht zementhaltigen Material vor dem Platzieren des genannten nicht zementhaltigen Materials in den genannten Lagertank; und (b) das Platzieren der resultierenden Mischung von Additiv und nicht zementhaltigem Material in den genannten Lagertank; das genannte Additiv umfasst ein aus Feststoffen bestehendes, festes Material, welches ein den Fluß einleitendes polares Molekül beinhaltet, wobei das polare Molekül aus einer organischen oder Sulfonsäure, einem organischen oder Sulfonsäurensalz, oder einem organischen oder Sulfonsäurenanhydrid besteht, und wobei kein trockenes, aus Feststoffen bestehendes zementhaltiges Material in der Mischung vorhanden ist.
  3. Ein Verfahren nach Anspruch 2, welches weiter die Schritte des Verschliessens des genannten Lagertanks gegenüber der Atmosphäre nach dem Trockenmischen des genannten Additivs mit dem genannten nicht zementhaltigen Material, und das Platzieren der genannten Mischung von Additiv und nicht zementhaltigem Material in den genannten Lagertank umfasst; das Altern der genannten Mischung in dem genannten geschlossenen Lagertank für eine Zeitspanne innerhalb eines Bereichs von ungefähr einem halben Tag bis ungefähr vier Tage; das Öffnen des genannten Lagertanks, und das Befördern der genannten Mischung aus dem genannten Lagertank.
  4. Ein Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei welchem das genannte nicht zementhaltige Material pneumatisch aus dem genannten Lagertank befördert wird.
  5. Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das genannte feste Material aus ausgefällter Silika, Zeolit, oder Talkum besteht.
  6. Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Gewichtsverhältnis des genannten festen Materials zu der genannten, den Fluß verbessernden Chemikalie in dem den Fluß verbessernden Additiv innerhalb eines Bereichs von ungefähr 90:10 bis ungefähr 10:90 liegt.
  7. Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das genannte, den Fluß verbessernde Additiv mit dem genannten nicht zementhaltigen Material in einer Menge innerhalb eines Bereichs von ungefähr 0,01% bis ungefähr 1,0%, und vorzugsweise von ungefähr 0,02% bis ungefähr 0,5% Massenanteil des genannten nicht zementhaltigen Materials gemischt wird.
  8. Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das genannte nicht zementhaltige Material aus Barit, Bentonit, oder abgerauchter Silika besteht.
  9. Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das genannte feste Material aus ausgefälltem Silikapulver besteht, und die genannte, den Fluß verbessernde Chemikalie aus Eisessig besteht.
  10. Ein Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem das Gewichtsverhältnis der genannten ausgefällten Silika zu dem genannten Eisessig in dem den Fluß verbessernden Additiv innerhalb eines Bereichs von ungefähr 75:25 bis ungefähr 25:75 liegt.
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