DE2012709C3 - Process for crushing calcium carbonate mineral - Google Patents

Process for crushing calcium carbonate mineral

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DE2012709C3 DE19702012709 DE2012709A DE2012709C3 DE 2012709 C3 DE2012709 C3 DE 2012709C3 DE 19702012709 DE19702012709 DE 19702012709 DE 2012709 A DE2012709 A DE 2012709A DE 2012709 C3 DE2012709 C3 DE 2012709C3
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English Clays Lovering Pochin & Co Ltd St Austell Cornwall (grossbritannien)
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Description

Die Erfindung betrifft eine Weiterausbildung des Verfahrens zum Zerkleinern bzw. Vermählen von Calciumcarbonatmineral nach Patent 1 507 514. CaI-ciumcaruonatmineral, z. B. marmorierter Kalzit, Kreide oder Kalzitmarmor besitzen keine Fläclienkristallstruktur, werden in großen Mengen gewonnen und für viele Zwecke, beispielsweise als Füllstoffe oder Pigmente für Anstriche, Keramik, Plastiks und Papier, verwendet.The invention relates to a further development of the method for comminuting or grinding Calcium carbonate mineral according to patent 1 507 514. z. B. marbled calcite, chalk or calcite marble do not have a surface crystal structure, are obtained in large quantities and for many purposes, for example as fillers or pigments used for paints, ceramics, plastics and paper.

Es ist bekannt, Calciumcarbonatmineralstoffe in einer Kugelmühle nach vorhergehender Grobzerkleinerung zu vermählen, um die Teilgröße des Stoffs zu erniedrigen. Jedoch hat das auf übliche Weise erhaltene Endprodukt einen Helligkeitswert von etwa 85%, gemessen in Prozenten der Lichtreflexion bei einer Wellenlänge des Lichts von 458 Millimikron, und enthält etwa 25 bis etwa 35 Gewichtsprozent Teilchen, die kleiner als 2 Mikron im Kugeldurchmesser sind, und weniger als 1 Gewichtsprozent Teilchen, die kleiner als 0,5 Mikron im Kugeldurchmesser sind. Das Produkt ist zwar für verschiedene der obengenannten Zwecke geeignet, jedoch nicht zur Verwendung als Pigment in Papierbeschichtungsmitteln, da es normalerweise nicht ausreichend weiß ist und aus nicht genügend feinen Teilchen besteht. Beispielsweise hat der Glanzwert eines Papierblatts, das mit einem Überzugsmittel unter Verwendung eines solchen Produkts als Pigment versehen ist, unter Anwendung eines üblichen Haftsystems 10 TAPPI-Einheiten. Im allgemeinen wird daher Calciumcarbonat als Pigment für Papierbeschichtung durch chemische Fällung erhalten, die zu einem wesentlich helleren und feineren Produkt führt.
Das Verfahren der Hauptanmeldung zum Zerkleinern von Calciumcarbonatmineral besteht aus einem Mahlen einer ein Dispergierungsmittel enthaltenden wäßrigen Suspension des Minerals, der ein Mahlmaterial beigemischt ist. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des Calciumcarbonatminerals mindestens 25% des Gewichts der wäßrigen Suspension (ohne das Mahlmaterial) beträgt, daß ferner das Mahlmaterial eine Partikelgröße in einer Größenordnung von 1,2 cm bis 0,15 mm aufweist, und daß das Mahlmaterial dem zu zerkleinernden Calciumcarbonatmineral mit einem Gewichtsverhältnis von 2:1 bis 5:1 beigegeben wird.
It is known to grind calcium carbonate minerals in a ball mill after previous coarse comminution in order to reduce the partial size of the substance. However, the conventionally obtained end product has a brightness value of about 85%, measured in percent of the light reflection at a wavelength of light of 458 millimicrons, and contains about 25 to about 35 percent by weight of particles that are smaller than 2 microns in spherical diameter and less than 1 percent by weight of particles smaller than 0.5 microns in spherical diameter. Although the product is suitable for various of the above purposes, it is not suitable for use as a pigment in paper coatings because it is normally not sufficiently white and does not consist of sufficiently fine particles. For example, the gloss value of a sheet of paper which has been provided with a coating agent using such a product as a pigment, using a conventional adhesive system, has 10 TAPPI units. In general, calcium carbonate is therefore obtained as a pigment for paper coating by chemical precipitation, which leads to a much lighter and finer product.
The method of the parent application for comminuting calcium carbonate mineral consists of grinding an aqueous suspension of the mineral containing a dispersing agent with which a grinding material is admixed. It is characterized in that the weight of the calcium carbonate mineral is at least 25% of the weight of the aqueous suspension (excluding the grinding material), that the grinding material also has a particle size on the order of 1.2 cm to 0.15 mm, and that the grinding material is added to the calcium carbonate mineral to be crushed in a weight ratio of 2: 1 to 5: 1.

Mit dem Verfahren werden insbesondere Verbesserungen der optischen Eigenschaften von z. B. Kreide erreicht, jedoch sind die besonderen BedingungenWith the method in particular improvements in the optical properties of z. B. Chalk achieved, however, the special conditions are

derart, daß es nicht immer möglich ist, optimale Resultate zu erhalten.such that it is not always possible to get optimal results.

Mit dem vorliegenden Verfahrer ist es nun möglich, Calciumcarbonatmineralien, wie z. B. Kreide, rationell zu vermählen, wobei ein Produkt erhalten wird, das feiner ist und im Vergleich zu Produkten der bekannten Vermahlungsmethoden eine verbesserte Helligkeit aufweist und gleichzeitig einen erwünscht niedrigen Anteil an Bindemitteln, wie Stärke oder Kasein, besitzt, um die Schlämmkreide auf der Papierfläche festzuhalten, ferner eine niedrige ölabsorption und rheologische Eigenschaften üblicher Handelspräparate von Kreidepigmenten aufweist.With the present process it is now possible to use calcium carbonate minerals, such as. B. chalk, rational to grind, whereby a product is obtained that is finer and compared to products of the known Grinding methods has an improved brightness and at the same time a desired low Share of binders, such as starch or casein, has to keep the whiting chalk on the paper surface to be noted, also a low oil absorption and rheological properties of common commercial products of chalk pigments.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch folgende Arbeitsstufen gekennzeichnet:The method according to the invention is characterized by the following work stages:

a) Bildung einer wäßrigen Suspension mit einem Gehalt an wenigstens 25 Gewichtsprozent des Calciumcarbonatminerals;a) Formation of an aqueous suspension with a content of at least 25 percent by weight of the Calcium carbonate minerals;

b) Vermählen der Suspension zusammen mit einer bestimmten Vermahlungshilfe, die aus Teilchenb) Grinding the suspension together with a certain grinding aid consisting of particles

mit einer Teilchengröße von 150 Mikron bis 0,63 cm besteht und deren Mengenanteil so hoch ist, daß das Volumen des Vermahlungshilfsmaterials wenigstens dem halben Volumen der Suspension entspricht, und wobei die Suspensionwith a particle size of 150 microns to 0.63 cm and their proportion as high is that the volume of the grinding aid material is at least half the volume of the Suspension corresponds, and where the suspension

so lange vermählen wird, bis wenigstens 183,75 Kilowattstunden an Energie pro Tonne trockenes Calciumcarbonatmineral verbraucht werden.is married until at least 183.75 Kilowatt hours of energy per ton of dry calcium carbonate mineral are consumed.

Das Calciumcarbonatmineral soll vorzugsweise keine Teilchen enthalten, die größer als BS-Sieb Nr. 8 (2,00 mm) sind, ganz besonders keine Teilchen, die größer als BS-Sieb Nr. 52 (300 Mikron) sind. Falls notwendig, wird das Mineral vor der Behandlung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzerkleinert,The calcium carbonate mineral should preferably not contain particles larger than No. 8 BS sieve (2.00 mm) are especially not particles larger than BS No. 52 (300 microns) sieve. If necessary, the mineral is pre-crushed prior to treatment with the method according to the invention,

z. B. durch eine Grobvermahlung.z. B. by coarse grinding.

Das erfindungsgemäß erhaltene Produkt enthält im allgemeinen wenigstens 70 Gewichtsprozent an Teilchen, die kleiner als 2 Mikron entsprechend einem Kugeldurchmesser sind und wenigstens ! 5 Gef>5 wichtsprozent an Teilchen, die kleiner als 0,5 Mikron entsprechend einem Kugeldurchmesser sind. Ein Papierblatt, das mit einem Beschichtungsmittel behandelt ist, welches das Produkt gemäß der ErfindungThe product obtained according to the invention generally contains at least 70 percent by weight Particles that are smaller than 2 microns corresponding to a sphere diameter and at least! 5 Gef> 5 weight percent of particles smaller than 0.5 microns are corresponding to a ball diameter. A sheet of paper that has been treated with a coating agent is what the product according to the invention

als Pigment und ein übliches Bindemittel enthält, hat einen Glanzwert von wenigstens 25 TAPPI-Einheiten. contains as pigment and a common binder, has a gloss value of at least 25 TAPPI units.

Die wäßrige Suspension des Calciumcarbonatminerals enthält vorzugsweise ein wasserlösliches, nicht leimartiges Dispergiermittel. In diesem Falle kann die Suspension bis zu etwa 75 Gewichtsprozent vorzugsweise wenigstens 40 Gewichtsprozent, an CaI-ciumcarbonat enthalten. Bevorzugt angewendete Dispergiermittel sind wasserlösliche Salze mit makromolekularen Anionen und mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 100 bis 10000. Besonders geeignet sind wasserlösliche Salze mit organischen polymeren Anionen mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 100 bis 10000. beispielsweise Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze von Polyacrylsäuren und Polymethacrylsäure. Andere geeignete Dispergiermittel mit makromolekularen Anionen und einem Molekulargewicht von 100 bis 10000 sind wasserlösliche Salze von Polyphosphorsäuren, Polykieselsäuren oder wasserlösliche Dinaphthylmethansulfonate, Lignosulfonate und Alginate. Die erforderliche Menge an solchen Dispergiermitteln liegt im allgemeinen zwischen 0,05 und 0,60 Gewichtsprozent, berechnet auf Trockensubstanz des Calciumcarbonatminerals. Sofern die Suspension kein Dispergiermittel oder weniger als 0,05 Gewichtsprozent enthält, kann sie bis zu etwa 40 Gewichtsprozent an Calciumcarbonatmineral enthalten.The aqueous suspension of the calcium carbonate mineral preferably contains a water-soluble, non-glue-like dispersant. In this case the suspension can be up to about 75 percent by weight preferably at least 40 percent by weight of calcium carbonate contain. Dispersants used with preference are water-soluble salts with macromolecular salts Anions and with an average molecular weight of 100 to 10,000. Particularly water-soluble salts with organic polymeric anions with an average Molecular weight from 100 to 10,000. For example sodium, potassium and ammonium salts of polyacrylic acids and polymethacrylic acid. Other suitable dispersants with macromolecular anions and a molecular weight of 100 to 10,000 are water-soluble salts of polyphosphoric acids, Polysilicic acids or water-soluble dinaphthyl methanesulfonates, lignosulfonates and alginates. the The required amount of such dispersants is generally between 0.05 and 0.60 percent by weight, calculated on the dry matter of the calcium carbonate mineral. Unless the suspension is not a dispersant or less than 0.05 percent by weight, it can contain up to about 40 percent by weight Contain calcium carbonate mineral.

Das Vermahlungsmaterial soll auj Teilchen bestehen, die eine Teilchengröße von 150 Mikron bis zu 0,6 cm im Durchmesser, vorzugsweise 500 Mikron bis zu 2 mm im Durchmesser haben. Um gute Resultate zu erreichen, ist es wichtig, daß die Teilchengröße im angegebenen Bereich liegt. Der Mengenanteil des Vermahlungshilfsmaterials soll so hoch sein, daß das Volumen wenigstens etwa dem halben Volumen der wäßrigen Suspension des Calciumcarboiialminerals entspricht. Vorzugsweise soll das Volumen nicht mehr als das lV2fache des Volumens der Suspension des Minerals betragen. Geeignete Vermahlungsmaterialien sind Silikasand, z. B. Ottawasand, ein calcinierter Ton, Flintkörner, ein keramisches Material oder ein Glas oder Körner von synthetischem polymerem Material.The milling material should consist of particles which have a particle size of 150 microns up to 0.6 cm in diameter, preferably 500 microns up to 2 mm in diameter. In order to achieve good results, it is important that the particle size is in the specified range. The proportion of the auxiliary grinding material should be so high that the volume corresponds to at least approximately half the volume of the aqueous suspension of the calcium carbonate mineral. The volume should preferably not be more than IV 2 times the volume of the suspension of the mineral. Suitable grinding materials are silica sand, e.g. B. Ottawa sand, a calcined clay, grains of flint, a ceramic material, or a glass or grains of synthetic polymeric material.

Die Vermahlung der wäßrigen Suspension soll so lange durchgerührt werden, bis in ihr wenigstens 183,75 Kilowattstunden an Energie pro Tonne Trokken-Calciumcarbonatmineral verbraucht sind. Im allgemeinen wird die verbrauchte Energiemenge nicht über 367,50 Kilowattstunden hinausgehen oder höchstens 735 Kilowattstunden betragen. Die Vermahlung kann in irgendeiner geeigneten Vorrichtung erfolgen, vorzugsweise in einer Sandmühle.The grinding of the aqueous suspension should be carried out until it is at least in it 183.75 kilowatt hours of energy per ton of dry calcium carbonate mineral are used up. In general, the amount of energy consumed will not exceed 367.50 kilowatt hours or not exceed 735 kilowatt hours. The grinding can be done in any suitable device, preferably a sand mill.

Beispiel 1example 1

Rohkreide wurde zunächst grob vermählen, um Flintverunreinigungen zu entfernen. Die Vermahlung erfolgte 15 Minuten lang in einer wäßrigen Suspension mit einem Gehalt an 70 Gewichtsprozent Trockenkreide und 0,25 Gewichtsprozent eines Natriumpolyacrylats als Dispergiermittel, berechnet auf das Gewicht der Trockenkreide. Anschließend wurde die Suspension zur Entfernung aller Teilchen über 53 Mikron gesiebt.Raw chalk was first coarsely ground to remove flint contamination. The grinding was carried out in an aqueous suspension for 15 minutes with a content of 70 percent by weight of dry chalk and 0.25 percent by weight of a sodium polyacrylate as a dispersant, calculated on the weight of the dry chalk. Then the Suspension sieved to remove all particles above 53 microns.

Ein Muster der flintfreien Suspension, enthaltend 9 kg Trockenkreide, entsprechend einer Trockenkreide-Konzentration von 70 Gewichtsprozent, wurde in eine Sandmühle zusammen mit 20,8 kg Ottawa-Sand einer Teilchengröße vpn 500 Mikron bis 2 nun gebracht. Das Volumen der wäßrigen Kreidesuspension betrug 7,3 1, das des Ottawa-Sands 8 1, d. h., das Volumenverhältnis beträgt 0,92 und das Gewichtsverhältnis Ottawa-Sand zu Kreide 2,3:1. A sample of the flint-free suspension containing 9 kg of dry chalk, corresponding to a dry chalk concentration of 70 weight percent, was placed in a sand mill along with 20.8 kg of Ottawa sand a particle size of 500 microns to 2 now brought. The volume of the aqueous chalk suspension was 7.3 liters, that of the Ottawa Sands was 8 liters, i.e. that is, the volume ratio is 0.92 and the weight ratio Ottawa sand to chalk is 2.3: 1.

ίο Die Mischung aus Suspension und Ottawa-Sand wurde in der Sandmühle so lange gemahlen, bis die erforderliche Energiemenge verbraucht war, anschließend wurde der Sand abgesiebt. Die Suspension wurde mit einem Polyacrylamid ausgeflockt, gefiltert und die Kreide in einem Ofen bei 80° C getrocknet.ίο The mixture of suspension and Ottawa sand was ground in the sand mill until the required amount of energy was consumed, then the sand was sifted off. The suspension was flocculated with a polyacrylamide, filtered and the Chalk dried in an oven at 80 ° C.

Die Gewichtsanzeige der Kreide, bestehend aus Teilchen einer Größe unter 2 Mikron und solchen unter 0,5 Mikron im Kugeldurchmesser wurden gemessen. Zur Bestimmung der optischen Eigenschaften (Glanz) eines Blatts Papier, das mit einem Beschichtungsmittel, enthaltend die Kreide als Pigment, behandel' war, wurde ein geeignetes Basispapier mit dem Beschichtungsmittel in einer Auftragsvorrichtung, wie sie in der USA.-Patentschrift 3 416 943 beschrieben ist, überzogen. Der Glanz des behandslten Papiers wurde nach der Methode TAPPl-Standard Nr. T 480 ts-65 gemessen, und zwar ausgedrückt in TAPPI-Glanzeinheiten im Vergleich zu einem reinen Glas mit einer Brechungszahl von 1540, gemessen in der Natrium-D-Linie. Das Basispapier hatte ein Gewicht von 81 g/m2, das Beschichtungsmittel bestand aus 100 Gewichtsteilen des Pigments, 10 Gewichtsteilen Viscosol 310-Stärke, 10 Gewichtsteilen Dow-636-Latex und so viel Wasser, daß ein Feststoffgehalt von 63 Gewichtsprozent erreicht wurde. Das Beschichtungsmittel enthielt außerdem 0,3 Gewichtsprozent eines Natriumpolyacrylals als Dispergiermittel, berechnet auf das Gewicht des Calciumcarbonate. Die beschichteten Papierblätter wurden bei 20°C und bei 65% relativer Feuchtigkeit konditioniert und dann in 10 Durchgängen bei 85° C und einem Leitungsdruck von 44,5 kg pro Zentimeter in Längsrichtung kalandiert. wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Kalanderwalzen *36 m/Minute betrug. Zum Schluß wurden die kalandrierten Papierblätter erneut bei 200C und 65% relativer Feuchtigkeit konditioniert.The weight indication of the chalk consisting of particles less than 2 microns in size and less than 0.5 microns in spherical diameter was measured. To determine the optical properties (gloss) of a sheet of paper which had been "treated" with a coating agent containing the chalk as pigment, a suitable base paper was used with the coating agent in an application device as described in US Pat. No. 3,416,943 is, overdone. The gloss of the treated paper was measured by the TAPPI standard no. T 480 ts-65 method, expressed in TAPPI gloss units in comparison to a pure glass with a refractive index of 1540, measured in the sodium D line. The base paper had a weight of 81 g / m 2 , the coating agent consisted of 100 parts by weight of the pigment, 10 parts by weight of Viscosol 310 starch, 10 parts by weight of Dow 636 latex and so much water that a solids content of 63% by weight was achieved. The coating composition also contained 0.3 percent by weight of a sodium polyacrylal as a dispersant, calculated on the weight of the calcium carbonate. The coated paper sheets were conditioned at 20 ° C. and 65% relative humidity and then calendered in 10 passes at 85 ° C. and a line pressure of 44.5 kg per centimeter in the longitudinal direction. the circumferential speed of the calender rolls * was 36 m / minute. Finally, the calendered paper sheets were conditioned again at 20 ° C. and 65% relative humidity.

Die Vermahlung wurde bei einer Reihe verschiedener Energieleistungen durchgeführt, die Resultate sind in Tabelle I zusammengefaßt:The grinding was carried out at a number of different energies, the results are summarized in Table I:

Tabelle ITable I.

EnergieaufwandEnergy expenditure

(kWh/Tonne
Trockenkreide)
(kWh / ton
Dry chalk)

21,421.4

47,8
114,0
176,4
227,9
338,1
47.8
114.0
176.4
227.9
338.1

Gewichtsprozent Weight percent

<2μ<2μ

32
42
49
65
80
92
100
32
42
49
65
80
92
100

rößesize Glanzshine GewichtsWeight (TAPPI-(TAPPI- prozentpercent Einheiten)Units) <0,5μ<0.5μ 12,012.0 22 13,813.8 33 15,515.5 66th 20,020.0 1818th 27,027.0 2020th 31,531.5 2727 34,034.0 3737

Fortsetzungcontinuation

TeilchengrößeParticle size GewichtsWeight Glanzshine EnergieaufwandEnergy expenditure prozentpercent GewichtsWeight <0,5μ<0.5μ (TAPPI-(TAPPI- (kWh/Tonne(kWh / ton prozentpercent 4949 Einheiten)Units) Trockenkreide)Dry chalk) <2μ<2μ 6565 36,536.5 470,4470.4 100100 7777 37,537.5 624,8624.8 100100 8686 37,637.6 793,8793.8 100100 37,637.6 882,0882.0 100100

Beispiel 2Example 2

18 kg italienischer Kalzitmarmor in Form von Klumpen einer Größe von etwa 0,6 bis 1,2 cm wurden in einer gummiverkleideten Kugelmühle, die etwa zur Hälfte mit Flintsteinen von 5 bis 7 cm Durchmesser gefüllt war, eine Gesamtzeit von 7 Stunden 5 Minuten trocken zermahlen. Das Mahlprodukt wurde durch BS-Sieb Nr. 16 gesichtet. Das Sichtprodukt wurde erfindungsgemäß weiter vermählen unter Verwendung eines Silikasandes von Leighton Buzzard, Bedfordshire, England, als Mahlhilfe, der aus im wesentlichen kugelförmigen Teilchen mit einer Größe entsprechend Nr. 16-BS-Sieb bis Nr. 30-BS-Sieb bestand. Die Vermahlung erfolgte in einer Sandmühle. Das Vermahlungsgut bestand aus 5 kg trockenem Kalzitmarmor, 10 kg Sand, 2,138 1 Wasser und 0,3 Gewichtsprozent eines Ammoniumpolyacrylats, berechnet auf Marmortrockengewicht. Das Verhältnis Sandvolumen zur wäßrigen Marmorsuspension betrug 0,94:1, der Feststoffgehalt der Marmorsuspension 70 Gewichtsprozent, berechnet auf Marmortrockengewicht. Das Ge-W'chtsverhältnis der Vermahlungshilfe (Sand) zum Calciumcarbonatmineral betrug 2:1. Drei Muster Kalzitmarmor wurden auf diese Weise verschieden lange Zeit vermählen, wobei verschieden große Energiemengen in den Suspensionen verbraucht wurden.18 kg of Italian calcite marble in the form of Lumps about 0.6 to 1.2 cm in size were placed in a rubber-lined ball mill designed for about Half of it was filled with flint stones 5 to 7 cm in diameter, a total of 7 hours 5 minutes grind dry. The mill product was screened through No. 16 BS sieve. The visual product became further grinding according to the invention using a silica sand from Leighton Buzzard, Bedfordshire, England, as a grinding aid, made up of essentially spherical particles of a size accordingly No. 16 BS sieve to No. 30 BS sieve. The grinding took place in a sand mill. The ground material consisted of 5 kg of dry calcite marble, 10 kg of sand, 2.138 l of water and 0.3 percent by weight of an ammonium polyacrylate, calculated on the dry weight of the marble. The ratio of sand volume to aqueous marble suspension was 0.94: 1 and the solids content of the marble suspension 70 percent by weight, calculated on the dry weight of the marble. The weight ratio the grinding aid (sand) to the calcium carbonate mineral was 2: 1. Three specimens of calcite marble became different in this way for a long time, with different amounts of energy being consumed in the suspensions.

Jedes der drei Muster wurde durch BS-Sieb Nr. 300 gesiebt und in einem üblichen Sprühtrockner getrocknet. Die Gewichtsfraktionen jedes Musters, die aus Teilchen kleiner als 2 Mikron und kleiner als 0,5 Mikron entsprechend einem kugelförmigen Durchmesser bestanden, wurden ausgemessen.Each of the three samples were sifted through No. 300 BS sieve and dried in a conventional spray dryer. The weight fractions of each sample composed of particles smaller than 2 microns and smaller than 0.5 microns corresponding to a spherical diameter were measured.

Jedes Muster wurde zu einem Beschichtungsmittel vereinigt, bestehend aus 50 Gewichtsteilen trockenem Marmor, 50 Gewichtsteilen eines trockenen Kaolins mit einer solchen durchschnittlichen Teilchengröße, daß 80 Gewichtsprozent aus Teilchen kleiner als 2 Mikron bestanden, 7'/2 Gewichtsteilen Viscosol-Stärke und I1I2 Gewichtsteilen eines Styrolbutadien-Gummilatex. Das Mittel enthielt so viel Wasser, daß ein Gesamtfeststoffgehalt von 63 Gewichtsprozent erreicht war. Außerdem waren im Wasser 0,3 Gewichtsprozent Ammoniumpolyacrylat (berechnet auf das Gewicht des trockenen Kaolins), um den Kaolin zu entflocken. Ein Basispapier mit einem Gewicht von 81 g/cm2 wurde mit 10 g/m2 des Mittels mit Hilfe einer Labor-Auftragsvorrichtung, wie sie in der USA.-Patentschrift 3 416 943 beschrieben ist, beschichtet. Die beschichteten Papierblätter wurden bei 20° C und 65% relativer Feuchtigkeit konditioniert und dann in 10 Durchgängen bei 85° C und einem Leitungsdruck von 113 kg pro 0,3 m kalandriert, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Kalanderwalze 36 m/Min, betrug. Schließlich wurden die Papierblätter nochmals bei 20° C und 65% relativer Feuchtigkeit behandeil.Each sample was combined into a coating agent consisting of 50 parts by weight of dry marble, 50 parts by weight of dry kaolin having such average particle size such that 80 percent by weight of particles were less than 2 microns, 7 '/ 2 parts by weight Viscosol strength and I 1 I 2 Parts by weight of a styrene-butadiene rubber latex. The agent contained so much water that a total solids content of 63 percent by weight was reached. In addition, 0.3 percent by weight ammonium polyacrylate (based on the weight of the dry kaolin) was in the water to deflocculate the kaolin. A base paper with a weight of 81 g / cm 2 was coated with 10 g / m 2 of the agent using a laboratory application device as described in US Pat. No. 3,416,943. The coated paper sheets were conditioned at 20 ° C. and 65% relative humidity and then calendered in 10 passes at 85 ° C. and a line pressure of 113 kg per 0.3 m, the peripheral speed of the calender roll being 36 m / min. Finally, the paper sheets were treated again at 20 ° C. and 65% relative humidity.

Der Glanz der Papiermuster wurde nach der Methode des TAPPI-Standards Nr. T 480 ts-65 gemessen. Die Resultate sind in Tabelle II zusammengefaßt:The gloss of the paper samples was measured by the method of TAPPI standard No. T 480 ts-65. the Results are summarized in Table II:

Tabelle IITable II

Energieaufwand (kWh/TonneEnergy expenditure (kWh / ton

trock. Kalzitmarmor)dry. Calcite marble)

136,7
183,8
257,3
136.7
183.8
257.3

Gewich IsprozentWeight percent

TeilchengrößeParticle size

GewichtsprozentWeight percent

0,5 μ0.5 µ

63
72
87
63
72
87

14
19
14th
19th

2525th

Glanzshine

(TAPPI-Einheiten)(TAPPI units)

36,2
43,0
43,8
36.2
43.0
43.8

Beispiel 3Example 3

Marmorierter Calrit ais Flintshire, Wales, bestehend aus bis zu 15 cm großen Klumpen, wurde gewaschen, in einem Steinbrecher bis auf eine Teilchengröße von 0,6 bis 1,2 cm gemahlen und getrocknet. Irgendwelche sichtbaren verfärbten Teilchen wurden mit der Hand entfernt und der Rückstand in einer Kugelmühle, die zur Hälfte mit Kugeln von 5 bis 7,6 cm Durchmesser gefüllt war, trocken vermählen. Jede Charge bestand aus 18 kg Trocken-Calcit, der 2 Stunden und 5 Minuten lang gemahlen und dann durch BS-Sieb Nr. 52 gesichtet wurde.Marbled Calrit ais Flintshire, Wales, consisting of from up to 15 cm large lumps, was washed in a stone crusher down to a particle size of Ground 0.6 to 1.2 cm and dried. Any visible discolored particles were made by hand removed and the residue in a ball mill, half filled with balls 5 to 7.6 cm in diameter was filled, dry-wedded. Each batch consisted of 18 kg of dry calcite that took 2 hours and Milled for 5 minutes and then screened through No. 52 BS sieve.

Vier Partien des so vermahlenen Cdcits wurden dann in einer Sandmühle erfindungsgemäß weiter vermählen, wobei als Vermahlungshilfe ein Leighton-Buzzard-Kieselsand mit einer Teilchengröße von BS-Sieb Nr. 16 bis Nr. 30 verwendet wurde. Jede Partie bestand aus 5,0kg Trocken-Calcit, 10,0kg Sand, 2,138 1 Wasser und 0,3 Gewichtsprozent eines Ammoniumpolyacrylats, berechnet auf das Gewicht des trockenen Calcits. Das Gewichtsverhältnis des Vermahlungssandes zum Calciumcarbonat betrug 2:1,Four batches of the cdcite ground in this way were then further processed in accordance with the invention in a sand mill grind, using a Leighton-Buzzard silica sand as a grinding aid having a particle size of No. 16 to No. 30 BS sieve was used. Each batch consisted of 5.0kg dry calcite, 10.0kg Sand, 2.138 liters of water and 0.3 percent by weight of an ammonium polyacrylate, calculated on the weight of dry calcite. The weight ratio of the grinding sand to the calcium carbonate was 2: 1,

das Volumenverhältnis des Vermahlungssandes zur wäßrigen Calciumcarbonatsuspension 0,94:1. Die vier Partien wurden verschieden lange Zeit vermählen, so daß auch der Energieverbrauch bei jeder Probe verschieden war.the volume ratio of the grinding sand to the aqueous calcium carbonate suspension 0.94: 1. The four Batches were mixed for different lengths of time, so that the energy consumption for each sample was different.

Anschließend an die Vermahlung wurden die Muster durch BS-Sieb Nr. 300 gesichtet und in einem üblichen Sprühtrockner getrocknet. Die prozentualen Gewichtsmengen der Teilchen kleiner als 2 Mikron und kleiner als 0,5 Mikron wurden gemessen und der Glanzwert eines Papiers, das mit einem Beschichtungsmittel, enthaltend den marmorierten Calcit und denselben Kaolin wie nach Beispiel 2, beschichtet war, wie nach Beispiel 2 gemessen. Die Resultate sind in Tabelle III zusammengefaßt:Subsequent to the grinding, the samples were screened through No. 300 BS sieve and in a conventional one Spray dryer dried. The weight percentages of the particles less than 2 microns and smaller measured as 0.5 microns and the gloss value of a paper coated with a coating agent containing the marbled calcite and the same kaolin as in Example 2, was coated, as in Example 2 measured. The results are summarized in Table III:

Tabelle IIITable III

Energieenergy
verbrauchconsumption
TeilchengrößeParticle size GewichtsWeight Glanzshine
(kWh/Tonne(kWh / ton
trocken-dry-
GewichtsWeight prozentpercent
marmoriertermarbled prozentpercent <0,5μ<0.5μ (TAPPI-(TAPPI- Calcit)Calcite) <2μ ^ <2μ ^ 1616 Einheiten)Units) 121,3121.3 6767 2222nd 36,036.0 169,1169.1 7878 2727 44,544.5 230,8230.8 9393 3535 46,946.9 316,1316.1 9999 47,647.6

Beispiel 4Example 4

Drei Partien einer flintfreien Kreide und Wiltshire, England, mit einer solchen Teilchengröße, daß 31 Gewichtsprozent aus Teilchen < 2 Mikron bestanden, wurden erfindungsgemäß in einer Sandmühle ohne Zusatz eines Dispersionsmittels vermählen. Als Vermahlungshiife diente ein Silikasand von Leighton Buzzard mit einer Teilchengröße durch BS-Sieb Nr. 16 bis Nr. 30. Jede Partie bestand aus 2,9 kg Kreide, 12 kg Sand und 7,94 1 Wasser. Der Feststoffgehalt der wäßrigen Kreidesuspension betrug 26,8 Gewichtsprozent, das Volumenverhältnis Sand zu wäßri ger Suspension 0,51:1, das Gewichtsverhältnis Sand zum Calciumcarbonatmineral 4,1:1. Die drei Parteien wurden verschieden lange Zeit vermählen, wodurch sich auch ein verschieden großer Energieverbrauch ergab.Three lots of flint-free chalk and Wiltshire, England, with a particle size such that 31 percent by weight consisted of particles <2 microns, were ground according to the invention in a sand mill without the addition of a dispersant. A silica sand from Leighton Buzzard with a particle size through BS sieve No. 16 to No. 30 was used as a grinding aid. Each batch consisted of 2.9 kg of chalk, 12 kg of sand and 7.94 l of water. The solids content of the aqueous chalk suspension was 26.8 percent by weight, the volume ratio of sand to aqueous suspension was 0.51: 1, and the weight ratio of sand to calcium carbonate mineral was 4.1: 1. The three parties were married for different lengths of time, which resulted in a different amount of energy consumption.

Nach Beendigung der Vermahlung wurden die Muster durch BS-Sieb Nr. 300 gesichtet und dieAfter milling was complete, the samples were screened through No. 300 BS sieve and the

Suspensionen durch Zentrifugieren in eine steife Paste übergeführt. Der Zentrifugenkuchen wurde mit 0,3 Gewichtsprozent eines Atnmoniumpolyacrylats, berechnet auf Trockenkreidegewicht, gemischt und in einem üblichen Sprühtrockner getrocknet. Die Gewichtsmengen an Teilchen kleiner als 2 Mikron und kleiner als 0,5 Mikron wurden bestimmt, ebenso der Glanzwert eines Papiers wie nach Beispiel 2. Die Resultate sind in Tabelle IV zusammengefaßt:The suspensions are converted into a stiff paste by centrifugation. The centrifuge cake was made with 0.3 percent by weight of an ammonium polyacrylate, calculated on the weight of dry chalk, mixed and in dried in a conventional spray dryer. The weight amounts of particles smaller than 2 microns and less than 0.5 microns were determined, as well as the gloss value of a paper as in Example 2. Die Results are summarized in Table IV:

Tabelle IVTable IV

TeilchengrößeParticle size GewichtsWeight Glanzshine Energieenergy prozentpercent verbrauchconsumption GewichtsWeight 0,5 μ0.5 µ (TAPPI-(TAPPI- (kWh/Tonne(kWh / ton prozentpercent 99 Einheiten)Units) Trockenkreide)Dry chalk) 2 μ2 μ 2525th 34,134.1 73,573.5 5555 4242 43,943.9 213,2213.2 8989 46,546.5 441,0441.0 100100

409633/Π5409633 / Π5

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum Zerkleinern von Calciumcarbonat-Mineral durch Mahlen einer ein Dispergierungsmittel enthaltenden wäßrigen Suspension des Minerals, der ein Mahlmaterial beigemischt ist, wobei die wäßrige Suspension mit wenigstens 25 Gewichtsprozent Calciumcarbonat gebildet und das Mahlmaterial dem Calciumcarbonat-Mineral im Gewichtsverhältnis 2:1 bis 5:1 zugesetzt ist, nach Patent 1507 514, dadurch gekennzeichnet, daß das Mahlmalerial aus Teilchen mit einer Größe von 150 Mikron bis 0,63 cm besteht und deren Mengenanteil so groß ist, daß ihr Volumen wenigstens der Hälfte des Volumens der wäßrigen Suspension des Calciumcarbonat-Minerals entspricht, wobei die wäßrige Suspension so lange vermählen wird, bis wenigstens 183,75 Kilowattstunden (250-PS-Stunden) pro Tonne trokkenes Calciumcarbonat-Mineral verbraucht sind.1. Method of crushing calcium carbonate mineral by grinding a dispersing agent containing aqueous suspension of the mineral, which is mixed with a grinding material, wherein the aqueous suspension with at least 25 percent by weight calcium carbonate is formed and the grinding material is the calcium carbonate mineral is added in a weight ratio of 2: 1 to 5: 1, according to Patent 1507 514, characterized in that that the grinding material consists of particles with a size of 150 microns to 0.63 cm and their proportion is so large that their volume is at least half the volume corresponds to the aqueous suspension of the calcium carbonate mineral, the aqueous suspension is married until at least 183.75 kilowatt hours (250 horsepower hours) are consumed per tonne of dry calcium carbonate mineral. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mahlmaterial eine Teilchengröße von 500 Mikron bis 2 mm im Durchmesser besitzt.2. The method according to claim 1, characterized in that the grinding material has a particle size from 500 microns to 2 mm in diameter. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Suspension 40 bis 75 Gewichtsprozent an Calciumcarbonat-Mineral und ein wasserlösliches, nicht leimbildendes Dispergiermittel enthält, das aus einem Salz mit einem makromolekularen Anion und einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 100 bis 10000 besteht.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the aqueous suspension 40 to 75 percent by weight of calcium carbonate mineral and a water-soluble, non-glue-forming dispersant contains, which consists of a salt with a macromolecular anion and an average Molecular weight from 100 to 10,000. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispergiermittel aus einem Stoff der Gruppe der Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze von Polyacrylsäuren und Polymethacrylsäuren besteht.4. The method according to claim 3, characterized in that the dispersant consists of a substance the group of the sodium, potassium and ammonium salts of polyacrylic acids and polymethacrylic acids consists.
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