DE1571552B1

DE1571552B1 - Verfahren zur Verbesserung der Helligkeit von Kaolintonen unter Anwendung eines Magnetfeldes

Info

Publication number: DE1571552B1
Application number: DE1966H0060292
Authority: DE
Inventors: Joseph Iannicelli; Nathan Millman; William John Dennis Stone
Original assignee: JM Huber Corp
Current assignee: JM Huber Corp
Priority date: 1965-08-19
Filing date: 1966-08-19
Publication date: 1971-07-29
Also published as: ES330184A1; GB1122523A; BR6682187D0; JPS5240915B1; AT269729B

Description

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Natürliche Tone weisen sehr unterschiedliche Färb- Feld herausnimmt und gegebenenfalls daran an-

eigenschaften auf, auch wenn sie aus Gruben am schließend eine an sich bekannte chemische Bleichung

gleichen Ort oder sogar von verschiedenen Stellen der vornimmt.

gleichen Grube gewonnen werden. Natürliche Kaolin- Es hat sich herausgestellt, daß die Helligkeit von

tonablagerungen enthalten verfärbende Verunreini- 5 Tonen erfindungsgemäß um mehrere Helligkeitsstufen

gungen, beispielsweise Eisen- und Titanminerale. erhöht werden kann. Eine von mehreren handels-

Diese Verunreinigungen sind zum Teil nur schwach üblichen magnetischen Naßtrennmaschinen wird von

magnetisch. Mit dem Ausdruck »schwach magnetisch« der Firma Jones Separators, Ltd., hergestellt. Die

sollen dabei Teilchen mit niedriger magnetischer Jones-Maschine erzeugt eine maximale Feldintensität

Suszeptibilität bezeichnet werden. io zwischen 20 000 und 22 000 Gauß, was die magne-

Aus der belgischen Patentschrift 647 891 ist es tische Sättigungsflußdichte eines Eisenkerns darstellt,

bekannt, daß man hochmagnetische Verunreinigungen Es können jedoch auch Intensitäten oberhalb

aus Tonen, die beim Brennen von keramischen Mate- 22 000 Gauß für die Anwendung der vorliegenden

rialien stören, durch magnetische Felder hoher Inten- Erfindung verwendet werden.

sität entfernen kann. Es hat sich nun herausgestellt, 15 Durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht daß die hohe Intensität eines magnetischen Kraftfeldes man, daß auch solche Verunreinigungen, die nur einen allein nicht ausreicht, um solche Verunreinigungen, die geringen oder sehr geringen Magnetismus zeigen, aus nur einen geringen Magnetismus aufweisen, zu ent- dem Kaolinton entfernt werden können, fernen. Die bekannten, mit Magnetfeldern arbeitenden Man hat bisher angenommen, daß solche Mate-Verfahren benützen allgemein eine zu geringe Inten- 20 rialien mit geringem Magnetismus nicht durch ein sität und zu kurze Einwirkungsdauer. Die Kraftfelder magnetisches Feld beeinflußt werden. Setzt man die von bekannten Verfahren sind selten höher als relative magnetische Beeinflußbarkeit des Eisens 1500 Gauß bei einer Verweilzeit der Tonaufschläm- gleich 100, so sind die relativen Beeinflußbarkeiten für mung im Kraftfeld in der Größenordnung von bei- die folgenden, hauptsächlich in Tonen gefundenen spielsweise 0,2 Sekunden oder weniger. Diese bekann- 25 Verunreinigungen die folgenden: ten Verfahren können den verfärbten Ton nicht . .

wesentlich aufhellen, während es im Gegensatz dazu ρ w> S « ρ q α ao

mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich ist, ^^r™^otlt £7^" ^¹^¹⁷ *>™

sogar Tone zu vergüten, welche normalerweise infolge ^Jdent f^UJs 1,82

des hohen Gehalts an Eisenverunreinigungen ver- 30 Hematit J^e₂U₃ l,il

worfen werden. Zirkon ZnO₂-SiO₂ 1,01

Es wurden zahlreiche andere Verfahren zur Er- Limonit Jr<e₂O₃ · ^e₂O₃ -M₂O υ,84

höhung der Helligkeit von Tonen entwickelt. Eines Fyrolusit MnO₂ . 0,/l

der häufiger angewendeten Verfahren zur Verbesse- Manganit Mn₂O₃-H₂O 0,52

rung der Helligkeit ist die Fraktionierung, da im allge- 35 Garnet ^e₃Al₂OiOJ₃ U,4U

meinen der Ton um so heller ist, je feiner die Teilchen- pn^Z τη η Τ7

größe ist. Die Fraktionierung führt allgemein zu einer £^ut}^[ i¹^² ^Ό'⁵¹

Erhöhung der Helligkeit zwischen etwa 0,5 Stufen bis ^Fyrit ^² · · ·" ^υ'²³

zu etwa 3,5 Stufen über derjenigen des ursprünglichen Das erfindungsgemäße Verfahren hat nun gezeigt, Tones. Fraktionierung allein verbessert gewöhnlich die 40 daß durch die Kombination der Intensität des magnestärker verfärbten Tone nicht ausreichend für eine tischen Kraftfeldes und der Verweilzeit auch solche kommerzielle Verwendbarkeit. Diese stärker verfärb- Verunreinigungen mit sehr geringen magnetischen ten Tone erfordern eine zusätzliche Behandlung, bei- Beeinflußbarkeiten entfernt werden können, spielsweise chemische Bleichung. Das Bleichen mit Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die Chemikalien, wie Zink- oder Natriumhydrosulfit, 45 Tonaufschlämmungen vorzugsweise etwa 30 Sekunden führt allgemein zu einer Erhöhung von etwa zwei bis bis zu etwa 8 Minuten innerhalb des magnetischen fünf Helligkeitsstufen. Das chemische Bleichen ist be- Kraftfeldes hoher Intensität gehalten. Die Aufschränkt, da es sich herausgestellt hat, daß die Ver- schlämmungen können auch viel länger innerhalb des Wendung großer Mengen chemischer Bleichmittel die magnetischen Kraftfelds hoher Intensität gehalten Viskosität der Tonaufschlämmung infolge der An- 50 werden. Außerdem kann die hohe Intensität des Wesenheit großer Mengen löslicher Salze erhöht. Es magnetischen Kraftfelds von 8500 Gauß bis zur gibt noch andere Verfahren zur Verbesserung der Grenze der jeweils verwendeten Maschine veränderlich Helligkeit von Tonen, sie sind jedoch gewöhnlich sehr sein. In einigen Fällen beträgt die Maximalintensität kostspielig, und die Erhöhung der Helligkeit recht- rund 22 000 Gauß, es besteht jedoch tatsächlich keine fertigt die zusätzlichen Kosten nicht. 55 Beschränkung der maximalen Intensität für das erfin-Ziel der Erfindung ist daher die Erhöhung der dungsgemäße Verfahren. Tone mit verschiedener Helligkeit von Tonen durch Beseitigung von verfär- Teilchengrößenverteilung und Feststoffgehalten könbenden Verunreinigungen, wie von kleinen verfärben- nen wirksam mit dem erfindungsgemäßen Verfahren den Eisenmineralteilchen niedriger magnetischer Sus- bearbeitet werden. Der Feststoffgehalt liegt vorzugszeptibilität. 60 weise zwischen 30 und 40%. Die besten Ergebnisse Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur werden erhalten, wenn Tone verwendet werden, deren Verbesserung der Helligkeit von Kaolintonen unter Teilchen einen kleineren Durchmesser als 44 Mikron Anwendung eines Magnetfeldes, das dadurch gekenn- aufweisen. Die Helligkeit der Tone wird nach einem zeichnet ist, daß man eine dispergierte Aufschlämmung Standardverfahren bestimmt, welches in der Prüfvoraus Kaolinton und Wasser mit 20 bis 40% Feststoffen 65 schrift TAPPIT-644 m-54 erläutert ist. Beim erfineinem hochintensiven magnetischen Kraftfeld von dungsgemäßen Verfahren wird bevorzugt, daß die im mindestens 8500 Gauß mindestens 30 Sekunden lang magnetischen Kraftfeld hoher Intensität behandelte aussetzt und sodann die Tonaufschlämmung aus dem Tonaufschlämmung entflockt wird. Die Menge des

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verwendeten Dispergiermittels kann zwischen 0,5 und B e i s t> i e 1 6

15 kg je Tonne trockenem Ton liegen. Die allgemein ^P

verwendeten Dispergiermittel sind erfindungsgemäß Als Kontrolle für die nächsten drei Beispiele wurde

alle verwendbar. Es gibt daher fünf wichtige Punkte eine Probe von ungebleichtem Ton, aus welchem alles

für die vorliegende Erfindung: Die Intensität des 5 Dispergiermittel durch Auswaschen entfernt worden

magnetischen Kraftfelds; die Zeitdauer, welche die war, auf einen Feststoff gehalt von 30 % aufgeschlämmt,

Tonaufschlämmung dieser Intensität ausgesetzt ist; wobei der Ton 92% Teilchen enthielt, deren Durch-

der Feststoffgehalt der Aufschlämmung; die Ent- messer kleiner war als 2 Mikron, und eine Helligkeit

flockung der Aufschlämmung vor der Behandlung in von 82,1 aufwies, sodann wurde der Ton mit 4 kg

dem magnetischen Kraftfeld hoher Intensität und die io Zinkhydrosulfit je Tonne trockenem Ton gebleicht,

maximale Teilchengröße der Tonteilchen. was zu einer Tonhelligkeit von 86,7 führte.

An Hand der nachfolgenden Beispiele wird die

Erfindung näher erläutert. Alle Prozentsätze sind auf Beispiel 7 das Gewicht bezogen, wenn nicht anders angegeben.

_ . . . ₁ 15 Die ungebleichte Tonaufschlämmung gemäß Beits e 1 s ρ 1 e 1 I _{spiel 6 wur(}j_{e m}j_t o,5 kg Natriumhexametaphosphat

Als Kontrolle für die nächsten vier Beispiele wurde je Tonne trockenem Ton dispergiert und sodann eine Probe von ungebleichter Kaolintonaufschläm- 4 Minuten der Einwirkung eines magnetischen Kraftmung mit 30% Feststoffen, welche 92 °/o Teilchen ent- feldes von 18 000 Gauß ausgesetzt. Die Tonaufhielt, deren Durchmesser kleiner war als 2 Mikron, 20 schlämmung wurde sodann aus dem Kraftfeld herausmit einer G. E.-Helligkeit von 80,3, mit einer Gesamt- genommen, und ein Teil derselben auf Helligkeit gemenge von 3 kg Natriumhexametaphosphat je Tonne prüft, wobei sich eine Tonhelligkeit von 83,5 ergab, trockenem Ton dispergiert und mit 5 kg Zinkhydro- Der übrige Teil der behandelten Tonaufschlämmung sulfitje Tonne trockenem Ton und 2 kg Alaun je Tonne wurde sodann mit 4 kg Zinkhydrosulfit je Tonne trockenem Ton gebleicht, was zu einer G. E.-Helligkeit 25 trockenem Ton gebleicht, was zu einer Tonhelligkeit von 86,1 führte. von 88,0, d. h. einer Erhöhung von 1,3 Stufen gegen-Beisoiel 2 ^^er ^^er geeichten Kontrollprobe, führte.

Die dispergierte Tonaufschlämmung gemäß Bei- Beispiel 8

spiel 1 wurde 2 Minuten in einem hochintensiven 30

magnetischen Kraftfeld von 8500 Gauß gehalten. Die Die ungebleichte Tonaufschlämmung gemäß Bei-

Aufschlämmung wurde sodann aus dem Feld ge- spiel 6 wurde mit 2 kg Natriumhydroxid je Tonne nommen, mit 5 kg Zinkhydrosulfit und 2 kg Alaun trockenem Ton dispergiert und sodann einem magneje Tonne trockenem Ton gebleicht, was zu einer Ton- tischen Kraftfeld von 18 000 Gauß 4 Minuten lang helligkeit von 1,2 Stufen gegenüber der Kontrollprobe 35 ausgesetzt. Die Aufschlämmung wurde sodann aus führte. dem Kraftfeld herausgenommen und mit 4 kg Zink-

Beispiel 3 hydrosulfit je Tonne trockenem Ton gebleicht, was zu

einer Tonhelligkeit von 88,8, d. h. einer Erhöhung von

Die dispergierte Tonaufschlämmung gemäß Bei- 2,1 Helligkeitsstufen gegenüber der gebleichten Konspiel 1 wurde 2 Minuten in einem magnetischen Kraft- 40 trollprobe, führte, feld von 15 000 Gauß gehalten. Die Tonaufschläm- Beispiel 9

mung wurde aus dem Kraftfeld herausgenommen und

mit 5 kg Zinkhydrosulfit und 2 kg Alaun je Tonne Die ungebleichte Tonaufschlämmung gemäß Beitrockenem Ton gebleicht, was zu einer Tonhelligkeit spiel 6 wurde auf einen Feststoff gehalt von 20 % vervon 87,6, d. h. einer Erhöhung von 1,5 Stufen gegen- 45 dünnt und mit 2 kg Natriumhexametaphosphat je über der Kontrollprobe, führte. Tonne trockenem Ton dispergiert. Diese Aufschläm

mung wurde sodann einem magnetischen Kraftfeld

Beispiel 4 ^von 18 000 Gauß 4 Minuten lang ausgesetzt. Die Auf

schlämmung wurde sodann aus dem Kraftfeld heraus-

Die dispergierte Tonaufschlämmung gemäß Bei- 50 genommen und ein Teil wurde auf Helligkeit geprüft, spiel 1 wurde 2 Minuten in einem magnetischen Kraft- wobei sich eine Tonhelligkeit von 84,7 ergab. Die feld von 17 000 Gauß gehalten. Die Tonaufschläm- übrige Aufschlämmung wurde sodann mit 4 kg Zinkmung wurde aus dem Kraftfeld herausgenommen und hydrosulfit je Tonne trockenem Ton gebleicht, was zu mit 5 kg Zinkhydrosulfit und 2 kg Alaun je Tonne einer Tonhelligkeit von 88,9, d. h. einer Erhöhung von trockenem Ton gebleicht, was zu einer Tonhelligkeit 55 2,2 Helligkeitsstufen gegenüber der Kontrollprobe, von 87,7, d. h. einer Erhöhung von 1,6 Stufen gegen- führte,
über der Kontrollprobe, führte. Beispiel 10

Beispiel 5 Als Kontrolle für die folgenden zwei Beispiele wurde

60 eine Probe von ungebleichtem Kaolinton, welcher

Die dispergierte Tonaufschlämmung gemäß Bei- 92% Teilchen enthielt, deren Durchmesser kleiner

spiel 1 wurde 0,5 Minuten in einem magnetischen war als 2 Mikron, und welcher eine Helligkeit von 80,6

Kraftfeld von 18 000 Gauß gehalten. Die Aufschläm- aufwies, auf einen Feststoffgehalt von 20 % aufge-

mung wurde sodann aus dem Kraftfeld herausge- schlämmt und mit 2 kg Natriumhexametaphosphat je

nommen und mit 5 kg Zinkhydrosulfit und 2 kg 6g Tonne trockenem Ton dispergiert. Der Ton wurde so-

Alaun je Tonne trockenem Ton gebleicht, was zu einer dann mit 4 kg Zinkhydrosulfit je Tonne trockenem

Tonhelligkeit von 87,2, d. h. einer Erhöhung von Ton aufgeschlämmt, was zu einer Tonhelligkeit von

1,1 Stufen gegenüber der Kontrollprobe, führte. 86,6 führte.

Beispiel 11

Der Ton, von welchem im Beispiel 10 ausgegangen wurde, wurde auf einen Feststoffgehalt von 20% aufgeschlämmt und mit 2 kg Natriumhexametaphosphat je Tonne trockenem Ton dispergiert. Die Aufschlämmung wurde 4 Minuten in einem magnetischen Kraftfeld von 18 000 Gauß gehalten. Die Aufschlämmung wurde aus dem Kraftfeld herausgenommen, und ein Teil wurde auf Helligkeit geprüft, wobei sich eine Ton- ίο helligkeit von 82,6 ergab. Die übrige Aufschlämmung wurde mit 4 kg Zinkhydrosulfit je Tonne trockenem Ton gebleicht, was zu einer Tonhelligkeit. von 88,2, d. h. einer Erhöhung von 1,6 Stufen gegenüber der Kontrollprobe, führte.

B e i s ρ i e 1 12

Der Ton, von welchem im Beispiel 10 ausgegangen wurde, wurde auf einen Feststoff gehalt von 40 % aufgeschlämmt und mit 2 kg Natriumhexametaphosphat je Tonne trockenem Ton dispergiert. Die Aufschlämmung wurde sodann 4 Minuten in einem magnetischen Kraftfeld von 18 000 Gauß gehalten. Die Aufschlämmung wurde sodann aus dem Kraftfeld herausgenommen und ein Teil derselben auf Helligkeit geprüft, wobei sich eine Tonhelligkeit von 82,0 ergab. Die übrige Aufschlämmung wurde mit 4 kg Zinkhydrosulfit je Tonne trockenem Ton gebleicht, was zu einer Tonhelligkeit von 87,6, d. h. einer Erhöhung von einer Helligkeitsstufe gegenüber der gebleichten Kontrollprobe, führte.

Die vorangehenden drei Beispiele zeigen, daß die Helligkeitserhöhung gegenüber der unbehandelten gebleichten Kontrollprobe um so höher ist, je niedriger der prozentuale Feststoffgehalt bei der magnetischen Trennung ist. Die besten Ergebnisse scheinen bei einem Feststoffgehalt von etwa 20 bis etwa 30% erzielt zu werden, obwohl bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch in einem viel weiteren Bereich von Feststoffgehalten annehmbare Ergebnisse erzielt werden.

Beispie 113

Als Kontrolle für das nächste Beispiel wurde ein roher Ton, welcher 69,7 % Teilchen enthielt, deren Durchmesser kleiner war als 2 Mikron, geknetet, auf einen Feststoffgehalt von 30% ohne Dispergiermittel aufgeschlämmt, entkörnt und durch Sprühen getrocknet. Der getrocknete Ton hatte eine Helligkeit von 70,3. Der Ton wurde auf einen Feststoffgehalt von 30 % auf geschlämmt, mit 2 kg Natriumhexametaphosphat je Tonne trockenem Ton dispergiert und auf eine Fraktion von 90% Teilchen, deren Durchmesser kleiner war als 2 Mikron, fraktioniert. Die 90%ige Fraktion wurde sodann mit 7,5 kg Zinkhydrosulfit je Tonne trockenem Ton gebleicht, was zu einer Tonhelligkeit von 83,4 führte.

Beispiel 14

Der entkörnte rohe Kaolinton gemäß Beispiel 13 wurde auf einen Feststoffgehalt von 30 % mit 2 kg Natriumhexametaphosphat je Tonne trockenem Ton aufgeschlämmt und sodann 4 Minuten in einem magnetischen Kraftfeld von 18 000 Gauß gehalten. Die Aufschlämmung wurde sodann aus dem Feld herausgenommen und ein Teil derselben auf Helligkeit geprüft, wobei sich eine Tonhelligkeit von 74,2 ergab. Die übrige Aufschlämmung wurde auf eine Fraktion mit 90% Teilchen, deren Durchmesser kleiner war als 2 Mikron, fraktioniert. Die 90%ige Fraktion wurde mit 7,5 kg Zinkhydrosulfit je Tonne trockenem Ton gebleicht, was zu einer Tonhelligkeit von 87,2, d. h. einer Erhöhung von 3,8 Helligkeitsstufen gegenüber der gebleichten Kontrollprobe, führte.

Beispiel 15

Der entkörnte rohe Kaolinton gemäß Beispiel 13 wurde auf einen Feststoff gehalt von 20 % ohne Verwendung eines Dispergiermittels aufgeschlämmt und sodann 4 Minuten einem magnetischen Kraftfeld von 18 000 Gauß ausgesetzt. Die Aufschlämmung wurde sodann aus dem Kraftfeld herausgenommen, und es wurde eine Tonhelligkeit von nur 70,7 gemessen. Diese Aufschlämmung wurde auf eine Fraktion mit 90 % Teilchen, welche kleiner waren als 2 Mikron, fraktioniert und mit 7,5 kg Zinkhydrosulfit je Tonne trockenem Ton gebleicht, was zu einer Tonhelligkeit von 83,6, d. h. einer Erhöhung von nur 0,2 Stufen gegenüber den bei Beispiel 13 mit dem gleichen Ton ohne magnetische Behandlung erzielten Helligkeitsergebnissen, führte.

Die vorangehenden Beispiele zeigen, daß sowohl bei verfeinerten als auch bei rohen Tonen beträchtliche Helligkeitsverbesserungen erzielt werden können, indem die Aufschlämmungen der Tone einem weiten Bereich von hochintensiven magnetischen Kraftfeldern bei unterschiedlichen Haltezeiten im Feld ausgesetzt werden. Es wird bemerkt, daß die Tone gemäß den obigen Beispielen nach der Aufschlämmung durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,044 mm gesiebt wurden, um alle Teilchen auszufiltern, welche größer als 44 Mikron waren. Außerdem wurden alle Tone dispergiert und auf Feststoffgehalte zwischen etwa 15 und etwa 40% auf geschlämmt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung der Helligkeit von Kaolintonen unter Anwendung eines Magnetfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß man eine dispergierte Aufschlämmung aus Kaolinton und Wasser mit 20 bis 40 % Feststoffen einem hochintensiven magnetischen Kraftfeld von mindestens 8500 Gauß 30 Sekunden bis 8 Minuten lang aussetzt und sodann die Tonaufschlämmung aus dem Feld herausnimmt und gegebenenfalls daran anschließend eine an sich bekannte chemische Bleichung vornimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein magnetisches Kraftfeld mit einer Intensität von mindestens 18 000 Gauß anwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Aufschlämmung aus Kaolinton und Wasser verwendet, deren Teilchen kleiner als 44 Mikron sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Aufschlämmung aus Kaolinton und Wasser verwendet, in der 90% der Teilchen einen Durchmesser aufweisen, der kleiner als 2 Mikron ist.