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MILIEUX DE FILTRAGE ET LEURS PROCEDES DE PRODUCTION.
La présente invention est relative à des milieux de filtrage et à leurs procédés de production.
Bien qu9ils ne se limitent pas à cet usageles milieux de fil- trage de la présente invention conviennent particulièrement au filtrage de jus de plantes contenant de la saccharine,. de jus de fruits,, d'huiles vé- gétales et minérales et de 1-'eau.
La présente invention a entre autres pour objets de fournir des milieux filtrants du caractère décrit qui ont une activité exceptionnelle- ment grande., qui ont des propriétés adsorptives.,, absorptives et, pour cette raison, de précipitation., extraordinaires,, qui permettent d'obtenir des taux de'filtration beaucoup plus élevés qu9il n9a été possible d'attein- dre jusqu9à présent.
Un des objets de la présente invention consiste également à réaliser la production de ces milieux de filtrage par des procédés effica- ces et économiques.
Deux formes de réalisation illustratives des milieux de fil- trage de la présente invention ainsi que les procédés respectifs pour produire ceux-ci seront décrits dans la description ci-dessous.
On a constaté qu'une excellente matière première à partir de laquelle l'une des' formes de réalisation illustratives précitées des produits de la présente invention peut être préparée, est un composé de magnésium obtenu de sources telles que la magnésite, l'eau de mer, des mélanges d'eau de mer et de dolomie, etc...,,, et, de préférence con- tenant des éléments présents sous forme de traces tels que des oxides ferrique, d'aluminium et de manganèse.
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Plus particulièrement, cette matière première peut être une ma- gnésite brute de qualité supérieure qui est pratiquement exempte de contami- nations adhérentes et emprisonnées et qui a une analyse chimique approxima- tive comme suit d'environ 44 à environ 47% de magnésie, d'environ 0,2 à environ 6,00% de chaux.:, d'environ 0,3 à environ 3% de silice, d'environ 0,13 à environ 0,8% d'oxydes ferrique et d'aluminium, d'environ 50 à envi- ron 51% d'anhydride carbonique,, jusqu'à environ 0,18% d'eau jusqu'à environ 0,13% d'oxyde de manganèse et des traces d'acide sulfurique et de pentoxyde de phosphore.
Dans l'autre des formes de réalisation illustratives précitées des produits de la présente invention,, on a constaté qu'une excellente ma- tière de départ est un mélange de la magnésite dont il est question plus haut et de certaines matières de déchet, appelées par la suite les produits combinés, résultant de la fabrication de ciment clinker Portland suivant les procédés décrits dans les Brevets des Etats-Unis Nos 1.939.921, 2.
006.939, 2.021.623,2.028.313,2.130.574, 2.144.254, 2.161.010, 2.161.011, 2.162.525, 2.214.716 et 2.214.717
Ces produits dits combinés ont une composition chimique appro- ximative comme suit
EMI2.1
<tb> Pour <SEP> cent
<tb>
EMI2.2
<tb> Silice <SEP> 40,32
<tb>
<tb> Oxyde <SEP> d'aluminium <SEP> 13,37
<tb>
<tb> Oxyde <SEP> ferrique <SEP> 1,98
<tb>
<tb> Sulfure <SEP> ferrique <SEP> 0,94
<tb>
<tb> Sulfate <SEP> ferreux <SEP> 0,07
<tb>
<tb> Carbonate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 31,65
<tb>
<tb> Carbonate <SEP> de <SEP> magnésium <SEP> 1,37
<tb>
<tb> Magnésie <SEP> 2,73
<tb>
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> potassium <SEP> 2,36
<tb>
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 1,08
<tb>
<tb> Carbone <SEP> 2,21
<tb>
<tb> Eau <SEP> et <SEP> indéterminé <SEP> 1,
92
<tb>
<tb> total <SEP> 100 00
<tb>
Dans cette analyse chimique on trouve la silice sous la forme pure dans le quartz.,, et combiné à des métaux pour former des silicates complexes9 dans le mica¯,,, le feldspath et le talc.
Les oxydes d'aluminium, ferrique, de magnésium, de potassium et de sodium, et l'eau, sont trouvés formant des silicates complexes dans les mica., felds- path et talc précités. Le carbone est trouvé à l'état libre sous forme de graphite. Le carbonate de calcium.. le carbonate de magnésium et le sulfure ferrique sont trouvés sous la forme de calcite, de dolomie et de pyrite de fero
Les produits combinés ont une composition minérale approxima- tive comme suit:
EMI2.3
<tb> Pour <SEP> cent
<tb>
<tb>
<tb> Calcite <SEP> 32,8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Dolomie <SEP> 2,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pyrite <SEP> de <SEP> fer <SEP> 1,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 'Quartz <SEP> 12,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Carbonate <SEP> de <SEP> graphite <SEP> 2,2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mica <SEP> 30,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Feldspath <SEP> 14,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Talc <SEP> 6,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> total <SEP> 100,0
<tb>
Si on se réfère à présent de façon plus détaillée à la forme de réalisation illustrative précitée du premier des produits de la pré- sente invention., la matière de départ, par exemple, la magnésite, ayant
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la composition approximative indiquée ci-dessus,,
est broyée pour être réduite en particules d'une grandeur telle qu'elles passeront par un tamis à environ 30 à environ 90 de préférence environ 60 mailles.
La magnésite broyée est calcinée à une température d'environ 500 à 800 C., pendant environ 30 minutes à environ une heure.
On préfère une température située entre 600 et 700 C, et une durée d' environ 40 minutes. Il ne devra pas être permis à la calcination d'étein- dre la magnésite mais elle devra donner lieu à des perles résiduelles d' ignition d'environ 1, à environ 8%, de préférence d'environ 2,5 à envi- ron 5%. près 1 caleination la magnésite est moulue en particules d'une gran- deur telle qu'environ 93 à environ, 98% passeront par un tamis à environ 325 mailleso
Le traitement qui précède change ,ne partie importante des mi- néraux dans la magnésite en oxydes et y provoque des changements physi- ques qui activent celle-ci pour fournir un milieu capable de former facile- ment des précipités filtrables dans, par exemple,
des jus de plantes con- tenant de la saccharine ainsi que d'enlever aisément 60 à 90% de leur couleur.
Si on se réfère à présent de façon plus détaillée à la forme de réalisation illustrative précitée du second des produits de la présen- te invention, l'une des matières de départ peut être la magnésite., de pré- férence ayant la composition dont il est question précédemmenta Comme antérieurement, la magnésite est broyée pour être réduite en particules d' une grandeur telle qu'elles passeront par un tamis à environ 30 à environ 90,de préférence, environ 60 mailles.
La magnésie broyée est mélangée avec les produits combinés dé- crits ci-dessus qui ont d9abord été réduits à la grandeur de fines particu- les. La magnésite constitue d'environ 85 à environ 90% du mélange, de pré- férence une proportion plus proche de 90%.
Ce mélange de magnésite et de produits combinés est calciné à une température d'environ 700 à environ 800 C. pendant environ 5 minutes à environ 30 minutes. On évitera l'extinction, mais la calcination devra donner lieu à des pertes résiduelles d'ignition d'environ 2 à environ 8% de préférence environ 3,5%.
Il résulte de la calcination que le carbone est brûlé, l'anhydri- de carbonique est libérée des oxydes métalliques actives sont produits des minéraux, et des changements physiques ont lieu dans le mica., le feldspats et le talc., de sorte qu'il est ainsi produit un agent de filtrage de haute ef- ficacité, capable de former aisément des précipités filtrables dans, par exem- ple des jus de plantes contenant de la saccharines ainsi que d'enlever ai- sément 60 à 90% de leur couleur.
Après la calcination, le mélange magnésite produits combinés est moulu en particules d'une grandeur telle qu'environ 93 à environ 98% passeront par un tamis à environ 325 mailles.
Si on le désire, les produits obtenus par l'une ou l'autre des formes de réalisation illustratives précitées de la présente invention., peuvent encore être réduits à des particules d'une grandeur telle qu'envi- ron 99% à pratiquement 100% passeront par un tamis à environ 325 mailles si l'on moud,, soit les résidus de four soit le mélange calciné moulu, avec une partie de la solution destinée à être traitée, pendant environ une heu- re à environ deux heures, pour produire une pâte. On ajoute de préférence environ une demi-livre à environ 5 livres de la magnésie activée à un gallon de la solution à traiter, et ce mélange est alors moulu pour pro- duire la pâte. On peut ensuite introduire la pâte dans le corps principal de la solution à filtrer.
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On a constaté que lorsque les produits de la présente invention sont additionnés aux solutions comme décrit dans des passages antérieurs de cette description,, il se forme un floculat lourd ayant une structure excessivement poreuse et uniforme et précipitant de grandes quantités de gommes cires.. résines protéines, graisses, etc.., contenues dans le flui- de en traitement. La structure de ce floculat est telle qu'elle permet d'ob- tenir des taux de filtrage très élevés et donne lieu à des produits de fil- trage extraordinairement légèrement colorés, clairs et brillants. Le flocu- lat lourd forme un gâteau de filtrage qui a une structure excessivement poreuse et uniforme dont la solution de valeur qui reste normalement dans le gâteau de filtrage est récupérée par remplacement lors du lavage.
REVENDICATIONS.- lo Procédé d'obtention d'un milieu de filtrage, caractérisé en ce qu'on broie une matière contenant un composé de magnésium pour obtenir des particules d'une grandeur telle qu'elles passeront par un tamis à environ 30 à environ 90 mailles,, en ce qu'on calcine la matière broyée à une température et pendant un laps de temps tels qu'ils donnent lieu à des pertes résiduelles d'ignition d'environ 1 à environ 8%, et en ce qu'on moud la matière calcinée pour obtenir des particules d'une grandeur telle qu'approximativement 93 à environ 98% de celles-ci passeront par un tamis à 325 maillesa
2.
Procédé d'obtention d'un milieu de filtrage, suivant la re- vendication 1, caractérisé en ce que dans la matière contenant le composé de magnésium sont incorporées des traces d'oxydes ferrique, d'aluminium et de manganèse.
3. Procédé d'obtention d'un milieu de filtrage, suivant la re- vendication 2, caractérisé en ce qu'on broie la matière contenant le com- posé de magnésium pour obtenir des particules d'une grandeur telle qu'elles passeront par un filtre à environ 60 mailles, en ce qu'on calcine la matiè- re broyée à une température d'environ 600 à environ 700 C. pendant environ 40 minutes.
4. Procédé d'obtention d'un milieu de filtrage suivant la reven- dication 2,caractérisé en ce qu'on calcine la matière broyée contenant le composé de magnésium à une température d'environ 500 à environ 800 C. pendant environ 30 minutes à environ une heure.
5. Procédé d'obtention d'un milieu de filtrage suivant les re-. vendications 3 et 4, caractérisé par une magnésite brute ayant la composi- tion approximative suivante: magnésie d'environ 44 à environ 47%, chaux d' environ 0,2 à environ 6,0%, silice d'environ 0,3 à environ 3,0%, oxydes fer- rique et d'aluminium d'environ 0,13 à environ 0,8%, anhydride carbonique d' environ 50 à 51%, eau allant jusqu'à environ 0,18%, oxyde de manganèse al- lant jusqu'à environ 0,3% et des traces d'acide sulfurique et de pentoxyde de phosphore.
6. Procédé d'obtention d'un milieu de filtrage suivant la reven- dication 2, caractérisé en ce qu'on additionne une quantité suffisante de la matière contenant un composé de magnésium aux produits de déchet contenant de la silice, des oxydes et sels métalliques résultant de la fabrication de ciment clinker Portland pour obtenir un mélange d'environ 85-15 à envi- ron 90-10, en ce qu'on calcine ce mélange à une température d'environ 700 à environ 800 C. pendant environ 5 à environ 30 minutes.
7. Procédé d'obtention d'un milieu de filtrage suivant la re- vendication 6, caractérisé en ce que la matière contenant un composé de ma- gnésium consiste en magnésite brute.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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FILTER MEDIA AND THEIR PRODUCTION METHODS.
The present invention relates to filter media and their production processes.
Although not limited to this use, the filter media of the present invention are particularly suitable for filtering plant juices containing saccharin. fruit juice, vegetable and mineral oils and water.
One of the objects of the present invention is to provide filter media of the character described which have an exceptionally high activity, which have adsorptive, absorptive and, therefore, extraordinary precipitation properties, which allow to achieve much higher infiltration rates than has hitherto been possible.
It is also an object of the present invention to carry out the production of these filter media by efficient and economical methods.
Two illustrative embodiments of the filter media of the present invention as well as the respective methods for producing them will be described in the description below.
It has been found that an excellent raw material from which one of the aforementioned illustrative embodiments of the products of the present invention can be prepared is a magnesium compound obtained from sources such as magnesite, water. sea, mixtures of sea water and dolomite, etc ... ,,, and preferably containing trace elements such as ferric oxides, aluminum and manganese.
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More particularly, this raw material may be a high grade raw magnesite which is substantially free from adherent and trapped contaminations and which has an approximate chemical analysis as follows from about 44 to about 47% magnesia, d 'about 0.2 to about 6.00% lime.:, about 0.3 to about 3% silica, about 0.13 to about 0.8% ferric oxides and aluminum, from about 50 to about 51% carbon dioxide, up to about 0.18% water up to about 0.13% manganese oxide and traces of sulfuric acid and pentoxide phosphorus.
In the other of the foregoing illustrative embodiments of the products of the present invention, it has been found that an excellent starting material is a mixture of the magnesite referred to above and certain waste materials, referred to as thereafter the combined products, resulting from the manufacture of Portland clinker cement according to the processes described in United States Patent Nos. 1,939,921, 2.
006.939, 2.021.623,2.028.313,2.130.574, 2.144.254, 2.161.010, 2.161.011, 2.162.525, 2.214.716 and 2.214.717
These so-called combined products have an approximate chemical composition as follows
EMI2.1
<tb> For <SEP> hundred
<tb>
EMI2.2
<tb> Silica <SEP> 40.32
<tb>
<tb> Aluminum <SEP> oxide <SEP> 13.37
<tb>
<tb> Ferric oxide <SEP> <SEP> 1.98
<tb>
<tb> Ferric <SEP> sulphide <SEP> 0.94
<tb>
<tb> Sulfate <SEP> ferrous <SEP> 0.07
<tb>
<tb> Carbonate <SEP> of <SEP> calcium <SEP> 31.65
<tb>
<tb> Magnesium <SEP> Carbonate <SEP> <SEP> 1.37
<tb>
<tb> Magnesia <SEP> 2.73
<tb>
<tb> Oxide <SEP> of <SEP> potassium <SEP> 2.36
<tb>
<tb> Sodium <SEP> <SEP> <SEP> 1.08
<tb>
<tb> Carbon <SEP> 2.21
<tb>
<tb> Water <SEP> and <SEP> undetermined <SEP> 1,
92
<tb>
<tb> total <SEP> 100 00
<tb>
In this chemical analysis we find silica in the pure form in quartz. ,, and combined with metals to form complex silicates9 in micā ,,, feldspar and talc.
Oxides of aluminum, ferric, magnesium, potassium and sodium, and water, are found forming complex silicates in the aforementioned mica, feldspath and talc. Carbon is found in the free state in the form of graphite. Calcium carbonate .. magnesium carbonate and ferric sulphide are found in the form of calcite, dolomite and fero pyrite
The combined products have an approximate mineral composition as follows:
EMI2.3
<tb> For <SEP> hundred
<tb>
<tb>
<tb> Calcite <SEP> 32.8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Dolomite <SEP> 2.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pyrite <SEP> of <SEP> iron <SEP> 1.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 'Quartz <SEP> 12.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Carbonate <SEP> of <SEP> graphite <SEP> 2,2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mica <SEP> 30.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Feldspar <SEP> 14.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Talc <SEP> 6.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> total <SEP> 100.0
<tb>
Referring now in more detail to the aforesaid illustrative embodiment of the first of the products of the present invention, the starting material, for example, magnesite, having
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the approximate composition indicated above ,,
is ground to be reduced to particles of a size such that they will pass through a sieve at about 30 to about 90, preferably about 60 mesh.
The crushed magnesite is calcined at a temperature of about 500 to 800 C., for about 30 minutes to about an hour.
A temperature between 600 and 700 C, and a duration of about 40 minutes is preferred. The calcination should not be allowed to stain the magnesite, but it should give rise to residual spark beads of about 1, to about 8%, preferably of about 2.5 to about. 5%. fter 1 wedge the magnesite is ground into particles of a size such that about 93 to about, 98% will pass through a sieve at about 325 mesh.
The foregoing treatment changes a significant portion of the minerals in the magnesite to oxides and causes physical changes therein which activate the latter to provide a medium capable of easily forming filterable precipitates in, for example,
plant juices containing saccharin as well as easily removing 60 to 90% of their color.
Referring now in more detail to the aforesaid illustrative embodiment of the second of the products of the present invention, one of the starting materials may be magnesite, preferably having the composition of which it is. discussed above As before, the magnesite is ground to be reduced to particles of such size that they will pass through a sieve at about 30 to about 90, preferably about 60 mesh.
The crushed magnesia is mixed with the combination products described above which were first reduced to the size of fine particles. Magnesite constitutes from about 85 to about 90% of the mixture, preferably closer to 90%.
This mixture of magnesite and combined products is calcined at a temperature of about 700 to about 800 ° C. for about 5 minutes to about 30 minutes. Quenching will be avoided, but calcination should give rise to residual ignition losses of about 2 to about 8%, preferably about 3.5%.
As a result of calcination the carbon is burnt, carbon dioxide is liberated from active metal oxides minerals are produced, and physical changes take place in mica, feldspar and talc, so that this produces a high-efficiency filtering agent capable of easily forming filterable precipitates in, for example, plant juices containing saccharins as well as easily removing 60 to 90% of their color. .
After calcination, the combined magnesite product mixture is ground into particles of a size such that about 93 to about 98% will pass through a sieve at about 325 mesh.
If desired, the products obtained by either of the foregoing illustrative embodiments of the present invention can be further reduced to particles of such size as from about 99% to nearly 100%. % will pass through a sieve at about 325 mesh if grinding either the kiln residue or the ground calcined mixture, with part of the solution to be treated, for about one hour to about two hours, to produce a paste. Preferably about half a pound to about 5 pounds of the activated magnesia is added to one gallon of the solution to be treated, and this mixture is then ground to produce the paste. The paste can then be introduced into the main body of the solution to be filtered.
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It has been found that when the products of the present invention are added to solutions as described in earlier passages of this specification, a heavy flocculate is formed having an excessively porous and uniform structure and precipitating large quantities of wax gums. proteins, fats, etc., contained in the fluid under treatment. The structure of this flocculate is such that it allows very high filtering rates to be obtained and gives rise to extraordinarily lightly colored, clear and shiny filter products. The heavy flocculate forms a filter cake which has an excessively porous and uniform structure from which the valuable solution which normally remains in the filter cake is recovered by replacement during washing.
CLAIMS. A method of obtaining a filter medium, characterized in that a material containing a magnesium compound is ground to obtain particles of a size such that they will pass through a sieve at about 30 to about 90 mesh, in that the ground material is calcined at a temperature and for a period of time such as to give rise to residual ignition losses of about 1 to about 8%, and in that grinds the calcined material to obtain particles of a size such as approximately 93 to about 98% of which will pass through a 325 mesh sieve
2.
Process for obtaining a filtering medium, according to claim 1, characterized in that in the material containing the magnesium compound are incorporated traces of ferric oxides, aluminum and manganese.
3. Process for obtaining a filtering medium, according to claim 2, characterized in that the material containing the magnesium compound is ground to obtain particles of a size such that they will pass through. about a 60 mesh filter, in that the ground material is calcined at a temperature of about 600 to about 700 ° C. for about 40 minutes.
4. Process for obtaining a filter medium according to claim 2, characterized in that the ground material containing the magnesium compound is calcined at a temperature of about 500 to about 800 ° C. for about 30 minutes. about an hour away.
5. Process for obtaining a filter medium according to re-. vendications 3 and 4, characterized by a crude magnesite having the following approximate composition: magnesia from about 44 to about 47%, lime from about 0.2 to about 6.0%, silica from about 0.3 to about 47%. about 3.0%, ferric aluminum oxides from about 0.13 to about 0.8%, carbon dioxide from about 50 to 51%, water up to about 0.18%, manganese up to about 0.3% and traces of sulfuric acid and phosphorus pentoxide.
6. Process for obtaining a filtering medium according to claim 2, characterized in that a sufficient quantity of the material containing a magnesium compound is added to the waste products containing silica, oxides and salts. metals resulting from the manufacture of Portland clinker cement to obtain a mixture of about 85-15 to about 90-10, by calcining this mixture at a temperature of about 700 to about 800 C. for about 5 about 30 minutes.
7. Process for obtaining a filter medium according to claim 6, characterized in that the material containing a magnesium compound consists of crude magnesite.
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