CH698774B1

CH698774B1 - Verfahren zur Herstellung eines Talkprodukts mit hohem Reinheitsgrad.

Info

Publication number: CH698774B1
Application number: CH01326/09A
Authority: CH
Inventors: Ivan Kovanda; Leo Benkovsky; Karol Pobis; Jiri Nemec; Jana Ondrasikova
Original assignee: Tano Conto S R O; Tanoarch S R O; Talco Slovakia S R O; Platon S R O; Vars Slovakia S R O; Viva M & M S R O; Autoservis Falco S R O; Ecco Fatto Ing Ivan Kovanda; Ivan Kovanda; Leo Benkovsky; Rene Sladek; Robert Ulehla
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2011-01-14
Also published as: EP2137109A1; US20100034720A1; WO2008105747A1; EP2137109B1; US8142752B2

Abstract

Das Verfahren, das der Gegenstand des Schutzes ist, ist durch die Tatsache gekennzeichnet, dass zunächst die Suspension hergestellt wird, die aus 10 bis 20 Massen-% Mineraltalk und 80 bis 90 Massen-% Wasser besteht; die resultierende Suspension homogenisiert und danach auf die Temperatur von 50 bis 70 °C erhitzt wird. Der erhitzten Suspension wird dann unter ständigem Rühren 37%ige Salzsäure in der Menge von 1 bis 6 Massen-% zugesetzt. Nach Erreichen eines pH-Werts von 3 bis 5 und Erhöhen der Temperatur auf bis zu 85 °C wird konzentrierte Schwefelsäure in der Menge von 1 bis 5 Massen-% zu der Suspension gegeben. Die Suspension wird weiterhin bei der Temperatur von bis zu 90 °C gehalten, dann wird sie auf die Umgebungstemperatur abgekühlt und danach wird das Sediment abgetrennt, das schliesslich nach Waschen mit Wasser und Erreichen eines pH-Werts von 5 bis 6 bei der Temperatur von 140 bis 160 °C getrocknet wird.

Description

Gebiet der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft das Verfahren zur Herstellung eines Talkprodukts mit hohem Reinheitsgrad, dessen Parameter seine Nutzung auch in den Branchen ermöglicht, in denen hohe Anforderungen an die Qualität der Eingangsrohstoffe gesetzt werden, beispielsweise die Arzneimittel-, Kosmetik- und Lebensmittelindustrien.

Aktueller Stand der Technik

[0002] Der Talk ist ein wichtiger Industrierohstoff mit einem breiten Verwendungsspektrum. Er wird in der Automobilindustrie bei der Fertigung von Autoteilen, in der Gummiindustrie bei der Fertigung von Reifen, in der Textilindustrie zur Imprägnierung von Stoffen, in der Papierindustrie als Papierfüller, in der Bauindustrie bei der Herstellung verschiedener Verkleidungen, weiterhin in der chemischen Industrie als Katalysatoren, Träger für Ölfarben eingesetzt, er wird auch zur Herstellung von Lacken und Schuhcremes verwendet. Sehr reiner Talk wird in der Kosmetikindustrie bei der Herstellung von Seifen, Zahnpasten, Lippenstiften, in der Arzneimittelindustrie als Füllstoff in Arzneimitteln in Tablettenform sowie bei der Keramikherstellung bei der Produktion von Elektroporzellan verwendet. Er ist aufgrund seiner ausgezeichneten physikalischen und chemischen Eigenschaften zur Anwendung in vielen Industrien bestimmt, wobei es sich bei den Eigenschaften um Beständigkeit gegenüber Säuren und Alkalilaugen, geringe elektrische und Wärmeleitfähigkeit, hohes Absorptionsvermögen zur Bindung an Fette, Öle, Farben und Harze, hervorragende Spaltbarkeit und im Fall hochwertiger Typen eine reine weisse Farbe handelt.

[0003] Der Talk enthält gewöhnlich verschiedene Verunreinigungen, die seine Farbe und insbesondere seine Qualität ändern. Die Talkqualität wird von allen mineralischen Verunreinigungen verringert, die Fe3+, Pyrite und Manganoxid enthalten. Talkmineral von manchen Orten kann auch eine geringfügige Menge an Asbest enthalten, das entfernt werden muss, gewöhnlich durch Phosphorsäure-Einwirkung. Jede Talkanwendung erfordert ein gewisses Ausmass an Verarbeitung dieses Minerals und zum Zwecke seiner Verwendung, insbesondere in den Kosmetik- und Arzneimittelindustrien, ist es erforderlich, das Mineral zu behandeln, um eine Voraussetzung zur Erzielung des Produkts von Spitzenqualität zu schaffen, das Bestimmungen genügt, die mit Qualitätsparametern von Eingangsmaterialien zur Produktion von Arzneimitteln und kosmetischen Präparaten zusammenhängen.

[0004] Die Talkbehandlungstechnologien mittels Salzsäure zum Zwecke der Eisengehaltverringerung oder mittels Schwefelsäure zum Zwecke der Helligkeitssteigerung und mittels Phosphorsäure zum Zwecke der Asbestgehaltentfernung (falls dieser vorhanden ist) sind vom Gesichtspunkt der Kosten sehr hoch und scheitern daran, Parameter eines Eingaberohstoffs von hoher Qualität zu erreichen.

[0005] Die Behandlung von Talkmineral aus den Orten, an denen Asbest nicht vorliegt, wird von der SK-Patentschrift Nr. 278312 beschrieben. Laut dieser Patentschrift wird die Suspension, die aus 74 bis 89 Massen-% Wasser, 10 bis 20 Massen-% Talkmineral und 1 bis 6 Massen-% Salzsäure auf die Temperatur von 40 °C bis 60 °C erhitzt; nach mehreren Waschvorgängen mit Wasser und nach Erreichen eines pH-Werts von 5 bis 8 wird aus diesem Reaktionsgemisch ein Sediment abgetrennt, das mit Wasser und Schwefelsäure in dem Verhältnis 11 zu 21 Massen-% des Sediments, 69 bis 88 Massen-% Wasser und 1 bis 10 Massen-% Schwefelsäure gemischt wird. Das Reaktionsgemisch wird dann auf die Temperatur von 75 °C bis 125 °C erhitzt, danach wird das Sediment abgetrennt, das mehrmals mit Wasser gewaschen wird, und nach Erreichen eines pH-Werts von 5 bis 8 wird es getrocknet und sterilisiert.

[0006] Die Qualität des Talks, der mit diesem Verfahren hergestellt wurde, erreicht ein Standardniveau, das Behandlungsverfahren selbst ist jedoch zeitaufwändig. Die Kosten für Energie, Wasserverbrauch und für Abwasserentsorgung sind auch hoch, da mehrere Waschvorgänge an dem Produkt erforderlich sind. Deshalb werden die Anstrengungen auf eine kontinuierliche Verbesserung existierender Technologien zur Talkmineralbehandlung konzentriert, um eine Verringerung des Gesamtgehalts an unerwünschten Verunreinigungen im resultierenden Talkprodukt, ein rationaleres Verfahren der Behandlung sowie verringerte negative Auswirkungen einer solchen Technologie auf die Umwelt zu erreichen.

Das Erfindungsprinzip

[0007] Das Prinzip einer Lösung gemäss der eingereichten Erfindung ist ein neues Verfahren, mit dem ein Talkprodukt mit hohem Reinheitsgrad hergestellt wird. Gemäss diesem Verfahren wird zunächst die Suspension aus 10 bis 20 Massen-% Mineraltalk ohne Asbest und 80 bis 90 Massen-% Wasser hergestellt; die resultierende Suspension wird homogenisiert, danach wird sie auf die Temperatur von 50 bis 70 °C erhitzt und dann wird ihr unter ständigem Rühren 37%ige Salzsäure in der Menge von 1 bis 6 Massen-% zugesetzt. Nach Erreichen eines pH-Werts von 3 bis 5 wird die Temperatur der Suspension auf bis zu 85 °C erhöht und dann wird konzentrierte Schwefelsäure in der Menge von 1 bis 5 Massen-% zugegeben. Durch Zugabe von Schwefelsäure kommt es zur Oxidation organischer Rückstände, die der Talk enthält, und so kommt es zu ihrer Freisetzung. Die Suspension wird bei der Temperatur von bis zu 90 °C gehalten, dann wird sie auf die Umgebungstemperatur abgekühlt, danach wird das Sediment abgetrennt, das schliesslich nach Waschen mit Wasser und Erreichen eines pH-Werts von 5 bis 6 bei der Temperatur von 140 bis 160 °C getrocknet wird.

[0008] Im Gegensatz zu vorheriger Technologie wird Salzsäure zur bereits erzeugten Wassersuspension aus dem Mineraltalk und Wasser gegeben, was zu einer effektiveren Mazeration von Eisenoxid und anderen Verunreinigungen organischer Beschaffenheit führt. Während die Salzsäure der Wassersuspension des Talks, auf die Temperatur von 50 bis 70 °C vorerhitzt, zugesetzt wird, verkürzt es die Reaktionszeit erheblich, die für die Reaktion unerwünschter Verunreinigungen mit der Säure erforderlich ist. Salzsäure muss allmählich unter Rühren zugegeben werden, um einen örtlichen Anstieg ihrer Konzentration zu vermeiden, da dies den Talk degradieren kann.

[0009] Abfallsäurewasser, das bei den Reaktionen mit Säuren aufgestiegen ist, kann nach Neutralisierung und Filtration in dem Produktionsverfahren wieder verwendet werden, wenn Substanzen, die in saurem Medium löslich sind, und ungefähr 2,7% der feinsten Teilchen des Talks aufgefangen werden.

[0010] Abwasser, das aufgrund der Produktwäsche aufgestiegen ist, kann nach Filtration erneut in dem Produktionsverfahren verwendet werden, wenn die in dem Wasser löslichen Substanzen sowie die feinsten Teile des Talks aufgefangen werden.

[0011] Die eingereichte Technologie der Talkproduktherstellung ist in Bezug auf Energie und Wasserverbrauch im Vergleich zur vorherigen Technologie weniger anspruchsvoll – es werden ungefähr 45% der Energie eingespart und der Wasserverbrauch wie auch die Menge an Abwasser werden ungefähr um 40% verringert. Mit dem erwähnten Verfahren wird ein Zeitplan des Talkproduktherstellungsverfahrens ungefähr um 20% gekürzt, da das Verfahren des mehrfachen Waschens nach der Reaktion mit Salzsäure gestrichen wird – es verringert ausserdem den Talkgewichtsverlust.

[0012] Das mit dem Verfahren gemäss der eingereichten Erfindung hergestellte Talkprodukt weist einen niedrigen Gehalt an Schwermetallen auf – Eisen 0,01 Massen-%, vernachlässigbarer Gehalt an anderen Metallen, z.B. Titan, Aluminium, niedriger Gehalt an Substanzen, die in dem Wasser löslich sind – 0,09 Massen-%, und niedriger Gehalt an organischen Rückständen. Der Gesamtgehalt an unerwünschten Verunreinigungen ist bis zu 0,40 Massen-%. Das Qualitätsniveau des mit diesem Verfahren hergestellten Talks übersteigt den Standard, was seine Nutzung auch in den Branchen ermöglicht, in denen sehr hohe Anforderungen an die Eingangsrohstoffqualität gesetzt werden.

Beispiele der Umsetzung der Erfindung

[0013] Mehrere Tests wurden zum Zwecke der Demonstration der Ausführbarkeit der Erfindung und Erfassung von Daten zu Qualitätsparametern des resultierenden Verfahrensprodukts durchgeführt. Der Ablauf bestimmter Arbeitsgänge und die Bedingungen, unter denen sie durchgeführt werden, sind im folgenden Beispiel ausführlich beschrieben.

Beispiel

[0014] Zweitausend ml Wasser werden zum Gewicht von 300 g Mineraltalk gegeben und die Suspension wird unter intensivem Rühren auf die Temperatur von 60 °C erhitzt. Dann werden 12,7 ml konzentrierte Salzsäure in geringen Mengen zugesetzt und die Temperatur wird 150 Minuten lang gehalten, um den pH-Wert der Suspension auf den Wert 5 zu erhöhen. Die Temperatur der Suspension wird danach unter intensivem Rühren auf 85 °C erhöht, dann werden 16,4 ml konzentrierte Schwefelsäure zugesetzt und es wird bei der Temperatur von bis zu 90 °C gehalten. Die Suspension wird nach 90 Minuten herunterkühlen gelassen. Weiterhin folgen die Sedimentation und Filtration. Das resultierende Sediment wird bei der Temperatur von 140 °C getrocknet.

[0015] Das mit diesem Verfahren hergestellte Talkprodukt enthielt bis zu 0,40 Massen-% unerwünschter Verunreinigungen, von denen Schwermetalle 0,153 bis 0,165 Massen-% und Substanzen, die in dem Wasser löslich sind, 0,05 bis 0,10 Massen-% ausmachen.

[0016] Die aufgeführten Parameter genügen den Anforderungen an Eingangsrohstoffe für die Arzneimittelproduktion.

Industrielle Nutzung

[0017] Das mit dem Verfahren gemäss dem Erfindungsgegenstand hergestellte Talkprodukt ist in verschiedenen Industrien verwendbar, hauptsächlich jedoch in solchen, in denen hohe Anforderungen an die Eingangsrohstoffmaterialqualität gesetzt werden.

Claims

1. Herstellungsverfahren eines Talkprodukts mit hohem Reinheitsgrad, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Suspension hergestellt wird, die aus 10 bis 20 Massen-% Mineraltalk und 80 bis 90 Massen-% des Wassers besteht; die resultierende Suspension homogenisiert und danach auf die Temperatur von 50 bis 70 °C erhitzt wird; unter ständigem Rühren 37%ige Salzsäure in der Menge von 1 bis 6 Massen-% der erhitzten Suspension zugesetzt wird; nach Erreichen eines pH-Werts von 3 bis 5 und Erhöhen der Temperatur auf bis zu 85 °C konzentrierte Schwefelsäure in der Menge von 1 bis 5 Massen-% zu der Suspension gegeben wird; die Suspension weiterhin bei der Temperatur von bis zu 90 °C gehalten wird, sie dann auf die Umgebungstemperatur abgekühlt wird, danach das Sediment abgetrennt wird, das schliesslich nach Waschen mit Wasser und Erreichen eines pH-Werts von 5 bis 6 bei der Temperatur von 140 bis 160 °C getrocknet wird.