<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention a pour objet un procédé de préparation de pâtes industrielles à teneur en humidité réduite, pour la même viscosité.
On a déjà essayé de diminuer, dans les pâtes in- dustrielles telles que les pâtes destinées à la préparation de ciments,la teneur en eau nécessaire afin d'éviter une charge d'eau inutile dans la suite des opérations à effectuer et, en particu- lier, pour économiser le plus de calories possible lors de l'é- liminatibn de cette eau. Il est toutefois essentiel que la viscosj-
<Desc/Clms Page number 2>
té des pâtes soit maintenue à sa valeur habituelle ou que, au moins, elle ne change pas au point de provoquer des difficultés pour les opérations ultérieures, en particulier lors du passage des pâtes -dans'les tuyauteries.
On connaît déjà de nombreux procédés permettant de diminuer la teneur en humidité,de pâtes destinées à la préparà- tion de ciments, sans modification'sensible de la viscosité. Ainsi, de nombreux essais ont été entrepris pour utiliser, à cet effet, des mouillants ou des substances tensio-actives de toutes sortes, en particulier des composés organiques voisins des tannins;
on a utilisé ces substances seules ou en combinaisons avec d'autres com- posés ayant une action fluidifiante.Ces corps ont cependant l'in- convénient que leur effet sur les pâtes à ciments est limité par exemple aussi par des phénomènes de thixotropie qui se manifestent simultanément, ou que leur efficacité est limitée à des pâtes de provenance ou de composition bien définies,,.alors que ce n'est nullement le cas pour d'autres pâtes, à ciments...
Or, la demanderesse a trouvé'qu'il était possible d'arriver à réduire efficacement la teneur en humidité de pâtes contenant une quantité importante de minéraux argileux silicatés sans modifier leur viscosité, en leur incorporant des sels prati- quement exempts d'ions hydroxyle ou des composés salins, en par- ticulier les sels alcalins et/ou d'ammonium de poly-acides organi- ques le plus souvent synthétiques et dont le degré de polymérisa- tion moyen est compris entre 70 et 170 environ. Le graphique an- nexé montre la variation de viscosité en fonction du degré de poly- mérisation moyen pour les sulfonates de polyvinyle et les glycola- tes de cellulose pris comme exemples.
Comme acides appropriés, conviennent par exemple des produits de polymérisation de l'acide acrylique, de l'acide vinylsulfonique,,leurs copolymères ou des acides copolymères de ces acides ou d'autres/carboxyliques ou sulfoni- ques aptes à se polymériser, comme l'acide crotonique, l'acide
<Desc/Clms Page number 3>
Mimique, etc., avec des composés polymérisables, tels que l'a- cétate de vinyle, le propionate de vinyle, etc., Conviennent aussi
EMI3.1
des glycolatyes de cellulose ayant le degré de polymérisation indri- qué c-"avant'. ' tans certains cas, on a trouvé qu'il était avantageux
EMI3.2
d'utiiiser des mélanges de plusieurs de ces substances.
On utilise le plus souvent les sels- de sodium ou d'ammonium mais les autres ' sels alcalins, ,en particulier les sels de potassium,.donnent des
EMI3.3
résultats semblables. Dans-l'a série dea del alcalins d; poly-aci- des organiques utilisés suivant la présente invention, la substan- ce la plus intéressante dans une pâte ainsi.que''la quantité de cette substance à appliquer varient dans chaque cas particulier, maia on peut les déterminer facilement suivant la nature de la pâ- te à traiter.
Avec les produits additionnels proposes dans l'in- vention, il n'est pas nécessaire que les sels employés, par exem-
EMI3.4
ple les sels alcalins,, apîent. toup à .fait-neutres...On peut aussi se servir de polyacides partiellemen nu,âlis's ,, éat-à-dire ' d'acides contenant, encore des groupes carboxyliques et/ou,sulfoni- ques libres. On peut donc utiliser des.substances à réaction.en- core faiblement acide en solution aqueuse, par exemple des sels de
EMI3.5
sodium d'acides polyvïnyl-su.fon3ques , J ayant un pH de 5. ' ,; Sont à.envisager, comme pâtes contenant des minéraux argileux silicates, par exemple les pâtes destinées à la prépara- %ion de..cimenta, lea barbotines'ou les pâtes de kaolinite, de mont, eorillonite ou d'illite.
Si l'on utilise comme.substances additîoni ,nel,lea, des composée polymérisée à un degré plus élevé qu'indiqué, l'action fluidifiante diminue lorsque le degré de polymérisation
EMI3.6
croît et s'inverse finalement pour devenir une action épaîssissan- te. De plue, il semble être favorable qu'il ne puisse se,former dans la molécule aucune liaison pontée entre les groupes d'acides
EMI3.7
indiv3duels.'Tes composés additionnels fluidifiants ci-avant se distinguent par le fait qu'ils sont pratiquement exempta d'ions
<Desc/Clms Page number 4>
hydroxyle. On ajoute les substances proposées, en général en quan- tités comprises, entre environ 0,001 et environ 0,1 %, calculées sur la quantité de la pâte.
On peut, le cas échéant, ajouter aussi des composés alcalins, par exemple du carbonate de sodium, du méta silicate-de sodium ou de potassium, ou combiner des poly-acides et/ou des polymères de longueur de chaîne différente.
Les substances à utiliser suivant la présente invention peuvent, dans ie cas de pâtes destinées à la préparation de ci- menti, être ajoutées à .tout instant désiré au cours de. la prépara. tion/de ces pâtes, c'est-à-dire avant ou pendant le broyage de la roche ou au cours de la préparation de'la pâte après broyage. Si l'on effectue l'addition pendant le broyage de la roche, il en ré- sulte une amélioration considérable de l'efficacité de concassage du broyeur, amélioration qui se traduit par des dimensions de particules plus petites..
.On peut-appliquer 1.'invention avec avantage lorsqu'il'. s'agit de diminuer la teneur en eau de pâtes 'destinées à la prepa- ration de ciments..
Comme copolymères de monomères contenant des groupes d'acides polymères avec des monomères exempts de groupes d'acides, on utilise les copolymères contenant au moins 10 % de monomères à groupes diacides. On peut par exemple se sérvir avantageusement d'un copolymère d'acétate de vinyle avec l'acide croto nique, dans lequel la proportion d'acide crotonique est de 20 à 50 %.
Les exemples qui suivent illustrent la présente inven- tion sans, toutefois, la limiter ; quantités s'entendent en poids, sauf mention spéciale.
EXEMPLE 1.
On mélange 100 parties de barbotine à 28 % d'eau obtenue par broyage de quartz, de feldspath et d'argile, avec 0,06 parties de glycolate de cellulose ayant un degré de polymérisation d'envi- ron 130. La viscosité de cette barbotine, à laquelle on a ajouté
<Desc/Clms Page number 5>
le produit mentionné, est identique à celle de la même barbotine contenant 35% d'eau. mais pas de produit additionnel.
EXEMPLE 2.
'On mélange 100 parties d'une pâte de kaolin ayant une teneur en'eau de 38 % avec 0,05 parties d'un copolymère dtacétate de vinyle et d'acide crotonique (70 x 30) ayant un degré de poly- mérisation moyen d'environ 150... La viscosité de la pâte contenant cette substance additionnelle est identique à,celle de la même pâ- te contenant 45% en poids d'eau, mais pas de substance:addition- nelle.
<Desc / Clms Page number 1>
The present invention relates to a process for preparing industrial pulps with a reduced moisture content, for the same viscosity.
Attempts have already been made to reduce, in industrial pastes such as pastes intended for the preparation of cements, the water content necessary in order to avoid an unnecessary load of water in the rest of the operations to be carried out and, in particular. - bind, to save as many calories as possible when eliminating this water. However, it is essential that the viscosj-
<Desc / Clms Page number 2>
The pasta is maintained at its usual value or at least it does not change to the point of causing difficulties for subsequent operations, in particular when passing the pasta into the pipes.
Numerous processes are already known which make it possible to reduce the moisture content of pastes intended for the preparation of cements without noticeable modification of the viscosity. Thus, numerous attempts have been made to use, for this purpose, wetting agents or surfactants of all kinds, in particular organic compounds similar to tannins;
these substances have been used alone or in combination with other compounds having a fluidifying action. However, these substances have the disadvantage that their effect on cement pastes is also limited, for example, by thixotropy phenomena which occur. manifest simultaneously, or that their effectiveness is limited to pastes of well-defined origin or composition,. whereas this is by no means the case for other pastes, with cements ...
Now, the Applicant has found 'that it was possible to achieve an effective reduction in the moisture content of pastes containing a large amount of silicate clay minerals without modifying their viscosity, by incorporating therein salts which are practically free of hydroxyl ions. or saline compounds, in particular the alkali metal and / or ammonium salts of organic polyacids which are most often synthetic and whose average degree of polymerization is between approximately 70 and 170. The accompanying graph shows the variation in viscosity as a function of the average degree of polymerization for the polyvinyl sulfonates and the cellulose glycolates taken as examples.
Suitable acids are, for example, polymerization products of acrylic acid, vinylsulfonic acid, their copolymers or copolymeric acids of these or other carboxylic or sulfonic acids capable of polymerization, such as: 'crotonic acid, the acid
<Desc / Clms Page number 3>
Mimic, etc., with polymerizable compounds, such as vinyl acetate, vinyl propionate, etc., also suitable
EMI3.1
cellulose glycolates having the stated degree of polymerization before. In some cases it has been found to be advantageous.
EMI3.2
to use mixtures of several of these substances.
The sodium or ammonium salts are most often used, but the other alkali salts, in particular the potassium salts, give
EMI3.3
similar results. In-a series of alkaline del d; organic polyacids used in accordance with the present invention, the most valuable substance in a paste as well as the amount of this substance to be applied varies in each particular case, but they can be readily determined according to the nature of the paste. the dough to be treated.
With the additional products provided in the invention, it is not necessary that the salts employed, e.g.
EMI3.4
ple the alkaline salts ,, apîent. Partially neutral polyacids can also be used, that is to say, acids containing, further carboxylic and / or free sulfonic groups. It is therefore possible to use reacting substances which are still weakly acidic in aqueous solution, for example salts of
EMI3.5
sodium of polyvinyl-su.fon3ques acids, J having a pH of 5. ',; As pastes containing silicate clay minerals, for example pastes intended for the preparation of cementa, slurries or pastes of kaolinite, mont, eorillonite or illite are to be considered.
If compounds polymerized to a higher degree than indicated are used as additive substances, the fluidifying action decreases as the degree of polymerization decreases.
EMI3.6
eventually grows and reverses to become a thickening action. Moreover, it seems to be favorable that it cannot form in the molecule any bridged bond between the groups of acids.
EMI3.7
These additional fluidifying compounds above are distinguished by the fact that they are practically free from ions
<Desc / Clms Page number 4>
hydroxyl. The proposed substances are added, generally in amounts ranging from about 0.001 to about 0.1%, calculated on the amount of the paste.
It is possible, if necessary, also to add alkaline compounds, for example sodium carbonate, sodium or potassium metasilicate, or combine polyacids and / or polymers of different chain length.
The substances to be used according to the present invention can, in the case of pastes for the preparation of slurry, be added at any desired time during the process. prepared it. tion / of these pastes, that is to say before or during the grinding of the rock or during the preparation of the paste after grinding. If the addition is carried out while the rock is crushed, the result is a considerable improvement in the crushing efficiency of the crusher, which results in smaller particle sizes.
We can apply 1.'invention with advantage when it '. This involves reducing the water content of pastes intended for the preparation of cements.
As copolymers of monomers containing polymeric acid groups with monomers free from acid groups, copolymers containing at least 10% of monomers containing diacid groups are used. One can for example advantageously use a copolymer of vinyl acetate with crotonic acid, in which the proportion of crotonic acid is from 20 to 50%.
The examples which follow illustrate the present invention without, however, limiting it; quantities are understood by weight, unless otherwise specified.
EXAMPLE 1.
100 parts of 28% water slip obtained by grinding quartz, feldspar and clay are mixed with 0.06 parts of cellulose glycolate having a degree of polymerization of about 130. The viscosity of this slip, to which we added
<Desc / Clms Page number 5>
the product mentioned is identical to that of the same slip containing 35% water. but no additional product.
EXAMPLE 2.
100 parts of a kaolin paste having a water content of 38% are mixed with 0.05 parts of a copolymer of vinyl acetate and crotonic acid (70 x 30) having an average degree of polymerization. about 150 ... The viscosity of the dough containing this additional substance is the same as that of the same dough containing 45% by weight of water, but no additional substance.