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Waschen von Filterkuchen mit einer nicht mischbaren Waschflüssigkeit – Wirkung der Flüssig-Flüssig-Grenzfläche auf die Prozessfunktion

IGF-Nr. 17632 BR

Es konnte ein Modellsystem hergestellt werden, mit dem der Einfluss der Benetzungseigenschaften auf die Waschung unter Ausschluss anderer prozessbestimmender Variablen untersucht werden konnte. Durch die Verwendung von Silanen als Beschichtung kann die Oberflächenenergie der Partikel variiert werden, während granulometrische Eigenschaften konstant bleiben. Bei der Waschung der Partikelsysteme muss die Bedeutung der sich ausbildenden Phasengrenze herausgestellt werden. Die Waschung mit mischbaren Flüssigkeiten bei konstanten Versuchsbedingungen bleibt unmerklich beeinflusst von den Benetzungseigenschaften der Feststoffphase. Sowohl der Verlauf der Waschkurven als auch die Endreinheit können unter Annahme statistischer Schwankungen als gleich angesehen werden. Sind Wasch- und Porenflüssigkeit nicht mischbar, ist die auftretende Flüssig-Flüssig-Phasengrenze prozessbestimmend. Hier kann konstatiert werden, dass umso stärker die Interaktion zwischen Waschflüssigkeit und Feststoffsystem, desto effizienter kann eine Waschung vonstattengehen. So zeigt beispielsweise eine Waschung eines hydrophoben Feststoffes mit Wasser hohe Restgehalte an Verunreinigung in Form einer öligen Porenflüssigkeit auf. Das Auftreten einer Phasengrenze zwischen beiden Flüssigkeiten erlaubt die Aufnahme einer Flüssig-Flüssig-Kapillardruckkurve, die das Gleichgewicht der Waschung nichtmischbarer Flüssigkeiten darstellt. Vergleichbar mit der Be- und Entfeuchtung in Kapillardruckkurven können eine Be- und Entnetzung der Kuchenstruktur unterschieden werden. So kann eine Aussage darüber getroffen werden, welche Austauschverhältnisse und Restgehalte an Verunreinigung im Kuchen bei der Auswaschung mit nichtmischbaren maximal zu erwarten sind.

Bearbeitet wurde das Forschungsthema vom 12/2012 bis 12/2015 an der TU Bergakademie Freiberg, Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitungstechnik (Agricolastraße 1, 09596 Freiberg, Tel. 03731/39-2916) unter der Projektleitung des Leiters der Forschungsstelle, Prof. Dr. U. Peuker.

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BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 17632 BR der Forschungsvereinigung Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

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