DD206561A1 - Verfahren zur herstellung von kaolinsuspension - Google Patents

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EIN VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON KAOLINSUSPENSIONEN RELATIV HOHER KONZENTRATION IN DER KAOLININDUSTRIE, WOBEI DIE GEWONNENENE SUSPENSION FUER DEN FLUESSIGKAOLIN (SLURY)-TRANSPORT GEEIGNET SEIN MUSS. DAS ZIEL DER ERFINDUNG BESTEHT DARIN, EIN VERFAHREN ZUR FLUESSIGKAOLINHERSTELLUNG ZU ERARBEITEN, WELCHES SICH DURCH EINEN GERINGEN ENERGEIBERBRAUCH, EINE GERINGE ABWASSERBELASTUNG UND EINE GUTE MISCHBARKEIT DES KAOLINS MIT ANDEREN KOMPONENTEN BEIM PAPIERHERSTELLUNGS- UND -VEREDLUNGSPROZESS AUSSEICHNET. DIE ERFINDUNG HAT SICH DIE AUFGABE GESTELLT, EINE REDUZIERUNG DES ENERGIEAUFWANDES FUER DIE ENTWAESSERUNG DER KAOLINSUSPENSION IN DEN FILTERPRESSEN UND FUER DEN DISPERGIERPROZESS ZU ERREICHEN BEI GLEICHZEITIG STAERKERER SCHLIESSUNG DES WASSERKREISLAUFES. DIE AUFGABE WURDE DADURCH GELOEST, DASS DAS FILTERPRESSEN VERLASSENE KAOLIN ALS PRESS- ODER FILTERKUCHEN IN ALLGEMEIN BEKANNTEN AUFLOESEAGGREGATEN EINGETRAGEN WIRD, WOBEI DIESER KEINE NACHBEHANDLUNG IM GRANULATOR ERFAEHRT UND STATT IN FRISCHWASSER DER PRESSKUCHENIN MIT KAOLINSUSPENSION, WIE SIE VOR EINTRITT IN DEN FILTERPRESSEN VORLIEGT, ALS "VORLAGEWASSER" IM AUFLOESEAGGREGAT DISPERGIERT WIRD. ZUR FEWAEHRLEISTUNG DES DISPERGIERPROZESSES, DER FLIESSEIGENSCHAFTEN DER KAOLINSUSPENSION UND ZUR REDUZIERUNG DES FUER DEN PAPIERHERSTELLUNGS- UND -VEREDLUNGSPROZESS SCHAEDLICHEN LOESLICHEN ANTEILS AN CA-, MG- UND FE-IONEN WERDEN ALS KOMPLEXBILDNER UND DISPERGIERMITTEL WIRKENDE PHOSPHATE, VORZUGSWEISE TETRANATRIUMPHOSPHAT EINGESETZT.

Description

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Verfahren zur Herstellung von Kaolinsuapenaionen

der _m Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kaolinsuspensionen relativ hoher Konzentrationen in der Kaolinindustrie, wobei die gewonnene Suspension für den Flü8sigkaolin-(Slurry)-Transport geeignet sein muß.

Charaktgrig; jjj-k der bekannteη _m Jt ,echnisoh,en„

Füll~ und Streichkaoline für die Papierindustrie werden international entweder trocken (Feuchtegehalt ^ 20 %) oder als Suspension (Peststoffgehalt ^ 60 %) vom Kaolinhersteller angeliefert. Der Flüseigkaolin-(Slurry)-Transport nimmt aufgrund seiner Vorteile bei der Herstellung in der Kaolinindustrie bzw» bei der Papierherstellung immer mehr zu. Kaolinsuspensionen relativ hoher Konzentrationen werden bisher in der Kaolinindustrie durch Aufschlämmung von Trockenkaolin in Wasser bei gleichzeitiger Zugabe von Dispergiermitteln in bekannten Aufbereitungsanlagen hergestellt. Andererseits kann eine Kaolinsuspension auch, wie z. B, im US-Patent 4118245 beschrieben, duroh Aufschlämmung von Feuchtkaolin (Feuchtegehalt ca· 40 %)_f wie es nach der Entwässerung z· B· in Filterpresaen anfällt, in Wasser bei gleichzeitiger Zugabe von Dispergiermitteln hergestellt werden« Es erfolgt anschließend noch eine Zugabe von Trockenkaolin zur Kaolinsuspension, bis ein Feststoffgehalt von

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ca. 70 % erreicht wird·

Allen diesen Verfahren ist gemeinsam, daß für den Diapergierprozeß Frischwasser verwendet wird und ausschließlich Kaolin mil; einem Trockengehall; * 60 % naoh der Entwässerung in Filterpressen vorwiegend als Granulat zur Anwendung kommt. Der Filtrationsprozeß erfordert dabei einen relativ hohen Zeitaufwand und da dieser diskontinuierlich erfolgt, stellt er einen der Engpässe bei der Kaolinherstellung dar. Außerdem erfordert die automatische Druckentwässerung von Kaolinsuspensionen bis zu einem Trockengehalt von ca. 70 % einen hohen spezifischen Energieaufwand. Die nachfolgende Granulierung des Filterkuchens erfordert nochmals einen hohen spezifischen Energieaufwand.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Kaolinsuspensionen relativ hoher Konzentration bereits beim Kaolinhersteller zu erarbeiten, welches sich durch einen geringen Energieverbrauch, eine Qualitätskonstanz der Kaolineigenschaften und eine gute Mischbarkeit des Kaolins mit anderen Komponenten beim Papierherstellungs- und -veredlungsprozeß auszeichnet.

Darlegung,des Wesens der Erfindung

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Reduzierung des Energieaufwandes für die Entwässerung der Kaolinsuspension in den Filterpressen und für den Dispergierprozeß, eine stärkere Schließung des Wasserkreislaufes bei gleichzeitiger Verringerung der Frisch- und Abwassermenge und Abwasserbelastung zu erreichen. Dabei sind gleichzeitg Möglichkeiten zu finden, dem duroh die zunehmende Schließung des Wasserkreislaufs wachsenden Kationengehalt der Kaoline,

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insbesondere an Ca-, Mg- und Fe-Ionen, und deren negativen Auswirkungen auf den Prozeß der Papierherstellung und -Veredlung, wie Beeinträchtigung der Harzleimung, der Hydrosulfitbleiche oder der Fließeigenschaften, zu begegnen. Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, daß daa die Filterpressen verlassene Kaolin mit einem durchschnittlichen Peststoffgehalt von 70 % als Preß- oder Filterkuchen in allgemein bekannten Auflöseaggregaten eingetragen wird, wobei dieser keine Nachbehandlung im Granulator erfährt. Statt in Frischwasser wird dabei der Preßkuchen in mit Kaolin angereichertem Kreislaufwasser mit einem durchschnittlichen Feststoffgehalt von 6 % oder noch besser in Kaolinsuspensiönen wie sie vor Eintritt in den Filterpressen vorliegt mit einem international üblichen Feststoffgehalt von 14 - 22 % als "Vorlegewasser" im Auflöseaggregat dispergiert. Zur Gewährleistung des Dispergierprozesses bei Konzentrationen > 50 %, der Fließeigenschaften der Kaolinsuspension und zur Reduzierung des löslichen Anteils an Ca-, Mg- und Fe-Ionen werden als Komplexbildner und Dispergiermittel wirkende Phosphate, vorzugsweise Tetranatriumdiphosphatingesetzt. Diese anorganischen Dispergiermittel können kombiniert werden mit organischen Dispergiermitteln, wie z. B. Na-PoIyacrylat, wobei der pH-Wert 6,5 und 9,0, vorzugsweise zwischen 7,5 und 8,5 liegen sollte.

Das Verhältnis zwischen anorganischem und organischem Dispergiermittel sollte etwa 2/3 zu 1/3 betragen. Der Dispergiermittelzusatz, bezogen auf Kaolinfeststoff, beträgt 0,2 ... 0,5 %» vorzugsweise 0,3 ... 0,4 %.

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AuaführungabeiBpiel

Nachfolgende Beiapiele für Füllkaolin, der 60 min in einem Hydrapulper, wie er in der Papierindustrie Verwendung findet, diapergiert wurde, aollen daa belegen:

Art des

"Vorlage-

waaaera"

Featatoffgehalt der Kaolinsuspension

pH-Wert

Viakosität bei 25 C

Auslaufbecher (Düse 6) β

Rheoteat

(S 2, Stufe 12 a)

mPa » θ

I	56,6	7,9	14	481
	57,2	8,0	13	495
	57,6	7,6	23	608
II	58,0	7,9	16	538
	58,6	7,8	14	446
III	56,5	7,8	18	460
	58,4	7,8	25	573

I Oberfläohenwaaaer (Friaohwaaaer)

II Kreislaufwasser (ca. 6 % Peststoffgehalt)

III Kaolinsuspension vor Zuführung Filterpressen (ca. 14 % Feststoffgehalt)

Dabei wurde durch Verwendung des "Vorlagewassers" II und III im 'Vergleich zur Verwendung von Frischwasser ("Vorlagewaaser" I) eine leichte Viskositätsverminderung erzielt. Wir erklären uns diesen unerwarteten Viskositätseffekt damit, daß durch die Vorlage von mit Kaolin angereichertem Kreialaufwasser bzw, von Kaolinsuapenaion bereits ein Teil des Kaolins in gut dispergierter Form vorliegt und damit den

Benetzungs- und anschließenden Zerteilungsprozeß des restlichen zugesetzten Kaolins bei der Dispergierung besohleunigt.

Damit können ca. 25 % des spezifischen Energieaufwandes für den Dispergierungaprozeß durch eine Verkürzung der Dispergierdauer eingespart werden, wie Kontrollmessungen ergaben. Gleichzeitig wird durch die Komplexwirkung des Diapergiermittels der störende Einfluß von in lösung befindlichen Ca-Ionen wesentlich reduziert.

Setzt man den Peststoffgehalt der als "Wasservorlage" im Auflöseaggregat vorgeschlagenen Kaolinsuspension mit 14 % (International sind sogar Durchschnittswerte von ca. 20 % üblich»), den des verwendeten Kaolinfilterkuchena mit 70 % an, so brauohen in Abhängigkeit vom angestrebten Feststoffgehalt des Flüssigkaolins (Slurry) beispielsweise folgende Kaolinanteile nicht mehr über die Filterpressen geführt werdeni

Feststoffgehalt der zum Versand gelangenden entflockten Kaolinsuspension (Slurry) in % 58 59 60 61 62

Anteil der Gesamt-

featatoffmenge an Kaolin, die nicht

mehr über die 5,2 4,7 4,2 3,7 3,2 Filterpresaen geführt wird, in %

Dieser angegebene Feststoffgehalt von 58 «·· 62 % scheint für das erfindungsgemäße Verfahren noch effektiv zu sein,

-5iWAI1982*O()7731

β» W* Vo? ·κ*Ρ sj SaL

wenn die als "Vorlagewaaaer" verwendete Kaolinauapenaion nur 14 % Pe8tatoffgehalt aufweiat. Bei International durchaus üblichen Pestatoffgehalten von 20 ... 22 % der Suapension vor den Pilterpreaaen dürften mit dem vorgeschlagenen Verfahren Kaolinauapensionen mit einem Peatetoffgehalt bia etwa 65 % noch wirtachaftlich herateilbar aein.

Claims (4)

1. .23 9 5 94 2

   Erfindungraanapru ο h

   1. Verfahren zur Herstellung von Kaolinsuspensionen relativ 'hoher Konzentration in der Kaolinindustrie, wobei die gewonnene Suapenaion für den Flüssigkaolin-(Slurry)-Tranaport geeignet aein muß, daduroh gekennzeichnet, daß zur Diapergierung dea Kaolina in allgemein bekannten Löseaggregaten statt Frischwasser mit Kaolin angereichertea Kreislaufwasser (Featstoffgehalt üblicherweise ca· 4 ··. 8 %) oder Kaolinsuapenaion, wie sie vor der Kaölinentwässerung in Filterpressen anfällt (Festatoffgehalt üblicherweise ca· 14 ... 22 %) als Dispersionsmedium ("Vorlagewasser") verwendet werden·
2. 2. Verfahren nach Punkt 1» dadurch gekennzeichnet, daß der in das Löseaggregat einzutragende Kaolin ala Filterkuchen nach der Entwässerung in Filterpressen vorliegt, einen Feststoffgehalt von 65 ... 80 %, vorzugsweise 68 ··· 72 %, aufweist und keiner weiteren Veredlung, z· B. durch Granulierung, bedarf.
3. 3. Verfahren nach < Punkt .^ dadurch gekennzeichnet, daß beim Dispergierprozeß als Komplexbildner und Dispergiermittel wirkende Polyphosphate, vorzugsweise Tetranatriumd!phosphat, in einer Menge von 0,2 ... 0,5 %, vorzugsweise 0,3 ··· 0,4 %, bezogen auf Feststoffanteil Kaolin, zugesetzt werden und der pH-Wert der damit versehenen Kaolinsuspension 6,5 ·«· 9» vorzugsweise 7,5 ··. 8,5» beträgt.
4. 4. Verfahren nach Punkt ^ ) _un(j 3^ dadurch gekennzeichnet, daß. etwa 1/3 der Gesamtmenge an Polyphosphat durch ein organisches Dispergiermittel, z. B« Na-Polyacrylat, substituiert wird-

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