DE2329454A1

DE2329454A1 - Verfahren zur raschen selektiven ausflockung von kaolin-schlaemmen

Info

Publication number: DE2329454A1
Application number: DE2329454A
Authority: DE
Inventors: Robert Nelson Maynard
Original assignee: JM Huber Corp
Current assignee: JM Huber Corp
Priority date: 1972-06-08
Filing date: 1973-06-08
Publication date: 1974-01-03
Also published as: DE2329454C2; BR7304250D0; ATA501373A; AT355488B; GB1439155A; US3808021A; AU5649973A; FR2188492A5; AU467410B2; JPS4951181A; CA991658A; ES415651A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Kaolinton und bezieht sich insbesondere auf das selektive Ausflocken von Kaolin-Schlämmen.

Natürlich vorkommende Tone zeigen hinsichtlich ihrer Farbeigenschaften beträchtliche Unterschiede, selbst wenn sie aus Gruben der gleichen Lagerstätte stammen und selbst v/enn sie an unterschiedlichen Orten der gleichen Grube abgebaut worden sind. Natürlich vorkommende Kaolinton-Lagerstätten enthalten Verunreinigungen wie Eisen- und Titanminerale, die eine Verfärbung des Materials hervorrufen. Titanminerale liegen im Kaolin normalerweise als verfärbte Teilchen vor und diese sind in erster Linie verantwortlich für das gelb-braune

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Aussehen vieler Kaoline. Häufig wird ein Ton nur aus dem Grunde nicht industriell genutzt , weil er eine ungünstige Verfärbung besitzt, obgleich seine anderen physikalischen Eigenschaften, wie die Viskosität der Ton-Wasser-Schlämme und die Teilchengrößenverteilung innerhalb günstiger Grenzen liegen.

Der Glanz wird bei Tonen üblicherweise durch die Fraktionierung verbessert, da mit kleiner werdenden Teilchengrößen der Glanz des Tons zunimmt. Diese Steigerung des Glanzes ist jedoch bei stärker verfärbten Tonen nicht ausreichend, um sie industriell nutzbar zu machen, so daß zusätzliche Behandlungen des gereinigten Tons, wie chemisches Bleichen oder Laugen, erforderlich sind. Das Bleichen der Tone mit Chemikalien, wie Zink oder Natriumhydrogensulfit führt in der Regel zu einer Verbesserung des Glanzes der gereinigten Tonschlärame, jedoch ist üblicherweise lediglich eine Verbesserung des Glanzes um nur 2 bis 5 (Glanz-) Punkte zu erzielen. Andere bekannte Verfahren zur Verbesserung des Glanzes von Tonen sind in der Hegel derart kostenintensiv, ohne dabei befriedigende Ergebnisse zu gewährleisten, daß ihre Anwendung aus Kostengründen zumeist nicht gerechtfertigt ist.

Einen wesentlichen Schritt vorwärt in Richtung auf die Lösung der aufgezeigten Probleme stellt die der US-Patentschrift 3 371 988 zu entnehmende Lehre dar. Das aus der genanntep US-Patentschrift bekannte Verfahren führt zwar zu Erzeugnissen mit gutem Glanz, erfordert jedoch relativ lange Sedimentationszeiträume, da lediglich Sedimentationsgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 70 bis 100 Minuten je 2,45 mm Schlamm-Schichttiefe erzielbar sind. Versuche, die Sedimentationsgeschwindigkeit mit Hilfe von Zentrifugen zu steigern, haben jedoch noch nicht zu annehmbaren Ergebnissen geführt.

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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfah ren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welches auf höchst wirksame Weise die Entfernung von verfärbten bzw.
verfärbenden TiOp-Verunreinigungen gestattet und dabei die
Nachteile der im Stand der Technik bekannten Arbeitsweisen
vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine wässrige Tonsuspension unter Zusatz von Tetranatrium-Pyrophosphat oder Uatrium-Tripolyphosphat oder Tetranatrium-Pyrophosphot mit Natriumhydroxid oder Natriun-Tripolyphosphat mit Natriumhydroxid als DispersionsEiittel dispergiert wird, wobei die zugesetzte Dispersionsmittelinenge oberhalb der zur Erzielung minimaler Viskosität erforderlichen Heuge, jedoch unterhalb der zur Erzielung eines schwer zu behsndelnden
Gels erforderlichen Menge liegt, und daß der Suspension
0,225 his 0,675 kg/t Trockenton eines wasserlös Liehen, stark anionischen Folyacrylamid-Polymerisats mit einem Molekulargewicht von mehr als 1 000 000 zugesetzt wird, so daß eine
Abtrennung von Kaolin-Ausflockungen aus der Suspension mit
einer Sedimentationsgeschwindigkeit von mehr als 10 Minuten je 2,45 mm Suspensions-Schichtdicke erfolgt, worauf die
Kaolin-Ausflockungen gewaschen und gewonnen v/erden.

Gegenstand der Erfindung ist somit die Behandlung von wieder ausgeflockten Kaolin-Schlämmen mit einem anionischen Polymerisat mit hohem Molekulargewicht, wodurch ein gereinigter
Kaolinton ausgeflockt und abgesetzt wird, während die Titan- und Eisenverunreinigungen in der Suspension verbleiben. Bei den Verfahren nach der Erfindung erfolgt das Ausflocken und das Absetzen des gereinigten Kaolintones mit einer äußerst
hohen Sedimentationsgeschwindigkeit von 2 bis 10 Minuten je 2,45 mm Schlamra-Schichtdicko, wobei die Titan und Eiseuverunreinigungen in Suspension bleiben.

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Zur Erläuterung der Erfindung v/erden ira folgenden unter Bezugnahme auf die Ze.leimung bevorzugte Ausführungsformen den Verfahrens noch der Erfindung beschrieben. Dabei kommt der Zeichnung lediglich.eine erläuternde, nicht jedoch eine begrenzende Bedeutung zu.

Fig. 1 zeigt in schernntischer Darstellung ein Flußdiagramm des Verfahrens nach der Erfindung. Gemäß des in Fig. 1 schematisch dargestellten Verfahren.or.bloufes wird die Behandlung eines ungelaugteu oder ungebleichten Kaolinschlammes mit einem Feststof.fanteil von $0 % beschrieben, der aus der nor-· malen industriellen Fertigung stammt.

Der Schlamm wird aus einem Vorratsbehälter 14 mit Hilfe einer Portionierungspampe 16 einem Lösungsgefäß 18 oder einem ähnlich hochwirk.samen Mischbehälter zugeführt. Im Lösungsbeh^:ilter oder Arbeitsgefäß 18 werden je t Ton 9 kg Tetranstriumpyrophopph.pt (1'3PP) zugesetzt und die Mischung durchmischt. Der Schlamm wird sodann in einem Mischbehälter 25 mit einem stark anionischen Pol7/merisat mit hohem Molekulargewicht aus dem Polymerisat-Aufbereitungsbeh'ilter 26 in einer Dosierimg von 0,45 kg/t Trockenton behandelt. Das Polymerisat wird üblicherweise in dem Gefäß 26 soweit aufbereitet, daß es als 0,02 bis 0,1 /£ige wässrige Lösung vor dea" Zugabe zu dem Schlamm vorliegt. Um die Polymerisatlösung rasch mit dem Tonschlamm zu vermengen, muß eine ausreichende Umrührung im Mischgefäß vorgenommen werden. Unmittelbar nach der Vermengung mit dem Polymerisat bildet sich eine gereinigte Kaolin-Polymerisat-Ausflockung aun. Die Sedimentation der Kaolin-Polymerisat-Ausflockung erfolgt rasch im Absetzgefäß 27· Nach dem Abstehen setzen sich diese Ausflockungen aus der Suspension mit einer Sedimentationsgecchwindigkeit von 2 bis 10 Minuten je 2,^5 mm Schlamm-Schichdicke ab. Das Abziehen der in Suspension verbleibenden Titan-Verunreinigungen kann mit Hilfe von Saughebern oder auf andere V/eise erfolgen. Die Kaolin-Aus-

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flockungen werden gewaschen, um mitgerissene Titan-Verunreinigungen zu entfernen und werden dann in einem Mischer 30 einer hohen Beanspruchung (Shear) unterzogen, um einen freifließenden Schlamm zu erzeugen. Die gereinigten Tone können in einem Vorratsbehälter 28 aufbewahrt werden und später auf bekannte Art und Weise durch Waschen, Laugen, Filtern und Trocknen weiterverarbeitet werden. Beispielsweise wird dieser aufbereitete Ton durch Zusatz von Schvefelsäure auf einen pjj-Wert des Schlamms von 6,0 gebracht. Dann wird der Schlamm mit Hilfe eines· Zusatzes von Aluminiumsulfat bei einem Schlamm-p^-Wert von 4,3 koaguliert und gefiltert, um überschüssige lösliche Salze zu entfernen. Der erzeugte Filterkuchen wird gegebenenfalls mit Wasser verdünnt und auf einen Feststoffanteil von etwa 20 % wieder aufgeschlämmt. Nach dem Waschen wird der Ton mit 3,6 kg Zinkdithionit je t Ton bei 60 ⁰C 30 Minuten lang unter milder Unrührung gebleicht. Nach dem Bleichen oder Laugen wird der Ton gefiltert und der Filterkuchen auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 1 % getrocknet. Nach der Behandlung wird jeder Ton auf seinen Glanz und seinen Gehalt an Titan- und Eisenverunreinigungen untersucht.

Beispiel 1

Als Kontrolle für das nächste Beispiel wurde eine Probe aus ungebleichtem oder ungelaugtem Schlamm mit einem Feststoffanteil von 31,7 °/°, eier aus der normalen Fertigung stammte und zu etwa 72 % aus Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 2 Ai bestand verwendet. Der Ton dieses Schlammes besaß einen Glanz von 83,4 und enthielt 1,65 % an als TiOp ausgedrückten Titanverunreinigungen sowie 0,36 % an als FepO-, ausgedrückten Eisenverunreinigungen. Die auf herkömmliche Weise ausgeführte Bleichung mit 4,5 kg Zinkhydrogensulfit je t Ton und mit 2,7 kg Alaun je t Ton ergab einen Glanz von 86,7·

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Beispiel 2

Der Ausgangsschlarem von Beispiel 1 wurde durch Behandlung mit einem Dispersionsmittel wieder auogeflockt. Als Dispersionsmittel wurden 9 kg Tetranatrium-Fyrophosphat (TSPP) je t Ton verwendet und die Mischung wurde in einem Löcungsgefäß 50 Minuten lang durchmischt. Dieser Ton schlamm "besaßt einen ρ,ρ Wert von 8,85 und wurde unter sanfter Urarührung 20 Stunden gealtert. Nach der Alterung wurde der Schlamm mit einem Polymerisat behandelt, das aus einem wasserlöslichen Polyacrylamid-Polymerisat mit hohem Molekulargewicht bestand und stark anionisch war. Als Polyacrylamid-Polymerisat diente ein unter der Bezeichnung ¹¹IJaIco 635" vertriebenes Erzeugnis. Vor der Verwendung vmrde das Polymerisat in Wasser auf eine Konzentration von 0,1 % gelöst. Die Polymerisstlösung wurde in einer Menge verwendet, die 0,45 kg Polymerisat als Trockenmasse je * Ton äquivalent war. Der verwendete Mischer besaß eine Mischgeschwindigkeit, die gerade ausreichend war, um die Polymerisat lösung im gesamten Tonschlamm zu verteile;). Unmittelbar nach dem Zusatz der Polymerisatlösung zu dem Schlamm wurde die selektive Ausflockung einer aufbereiteten Kaolinton-Fraktion in Form von großen weißen Flocken beobachtet. Beim Abstehen oder Absetzen setzten sich die großen Tonflocken schnell ab und ließen eine dunkelgelbe dispergierte Fraktion in Suspension. Nach der Sedimentation der weißen Tonflocken wurde die verbleibende verfärbte Suspension mit Hilfe von Saughebern abgezogen, worauf die Tonflocken mit Wasser ausgewaschen wurden. Die Tonflocken wurden dann unter hoher Beanspruchung gemischt (high shear mixing), um einen frei fließenden Schlamm zu erzielen. Der gereinigte Ton bestand zu 69,7 /« aus Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 2 u und machte 70,4- % des ursprünglichen Materials aus. Er besaß einen Glanz von 87,8 und einen verringerten Gehalt an Verunreinigungen, wobei die als Ti-Op ausgedrückten

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Titanverunreinigungen 0,51 % und die als Fe₂O₇ ausgedrückten Eisenverunreinigungen 0,32 % betrugen. Nach dem Laugen oder Bleichen besaß der gereinigte Tori einen Glanz von 89,3· Bei folgenden Beispielen, die entsprechend der oben beschriebenen Arbeitsweise durchgeführt worden waren, bei denen die Polymerisat-Dosierungen jedoch in dem Bereich zwischen 0,225 und 0,66 kg/t Trockenton variiert wurden, wurde erinibtelt, daß der Glanz der erzeugten Tons zwischen 68,5 und 90,5 lag·

Beirpiel _r3

Als Kontrolle für das nächste Beispiel wurde eine Probe ungebleichten Schlamms mit 30,3 % Feststoffanteil aus der normalen industriellen Fertigung entnommen. Dieter aus Lagerstätten in Zentral-Georgia/USA stammende Ton wurde zunächst durch Dispergierung von Fremdstoffen befreit und klassifiziert. Er bestand zu 82 ^c/o aus Teilchen mit einem Teilchen durchraesser von weniger als 2 yu. Der Ton c.ieses Schlammes mit 1,61 % an als TiOp ausgedrückten Titanverunreinigungen und mit 0,4 % an als Fe^O, ausgedrückten Eisenverunreinigungen besaß einen Glanz von 84,8. Eine auf herkömmliche V/eise ausgeführte Bleichling mit 3,6 kg Zinkhydrogensulfit je t Ton und mit 2,7 kg Alaun je t Ton erbrachte einen Glanz von 87,2.

Beispiel 4

Der Ausgangsschlamra von Beispiel 3 wurde unter Durchmischung 30 Minuten lang in einen Lösungsgefäß bei einem Feststoffanteil von 30,3 % mit als Dispersionsmittel dienendem Tetranatrium-Pyrophocphat (TSPP) in einer Heηge von 9 kg/t Ton behandelt. Dieser wieder ausgeflockte Schlamm mit einem pu-Uert von 8,85 wurde mit Wasser auf einen Feststoffanteil von 20 % verdünnt und zusätzlich unter Durchmischung mit einem Polymerisat behandelt, welches zuvor in V/asBer auf eine Konzentration von 0,1 % gelöst worden war. Als Polymerisat wurde

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•Nolco 655" in einer Menge von 0,45 kg Trockenmasse je t Ton verwendet. Unmittelbar nach Zusatz der Polymerisatlösung wurde eine selektive Ausflockung einer Kaοlinton-Fraktion in Form großer v/eißer Flocken beobachtet. Nach dem Absitzen setzten sich die Kaolinilocken sehr rasch und ließen ein in Suspension verbleibendes stark verfärbtes gelbes Material zurück. Der gereinigte Ton wurde durch Dekantieren der verfärbten Suspension gewonnen. Der gewonnene Ton enthielt 0,39 ^c/° an als TiOp au sge drückt en Titanverunreinigungen und 0,32 % an als Fe-pO,, ausgedrückten Eisenverunreinigungen und besaß einen Glanz von 88,7· Nach dem Laugen besaß dieser Toneinen Glanz von 90.0. Die nach dein Abtrennen der weißen Tonfraktion verbleibende verfärbte Fraktion besaß einen Glanz von 80,6 und enthielt 3,45 % an als TiOp ausgedrückten Titanverunreinigungen sowie 0,41 % an als FepO₇ ausgedrückten Eisenverunreinigungen.

Beispiel 5

Als Kontrolle für das nächste Beispiel wurde eine Probe ungebleichten Schlammes mit 29,67 % Feststoffanteilen aus der Produktion entnommen. Der Ton dieses Schlammes enthielt 1,69 % an als TiOp ausgedrückten Titanverunreinigungen und 0,34 °/° an als FepO~ ausgedrückten Eisenverunreinigungen und zeigt einen Glanz von 83,0. Nach herkömmlicher Bleichung oder Laugung besaß dieser Ton einen Glanz von 87,2.

Beispiel 6

Der Ausgangsschlamm von Beispiel 5 wurde unter Durchmischung 30 Minuten lang in einem Lösungsgefäß bei einem Feststoffanteil von 29,67 % mit als Dispersionsmittel dienendem Tetranctrium-Pyrophosphat in einer Menge von 9 kg/t Ton behandelt. Dieser wieder ausgeflockte Schlamm mit einem pjr-Wert von 0,58

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wurde zusätzlich unter Durchmischung mit einem zuvor in V/asser auf eine Konzentration von 0,1 % gelösten Polymerisat versetzt. Als Polymerisat diente "Nalco 635", welches in einer Menge von 0,45 kg Trockenmasse je t Ton verwendet wurde. Wie bei den Beispielen 2 und 4- wurde unverzüglich eine selektive Ausflockung einer weißen Kaolinton-Fraktion beobachtet. Diese Tonflocken wurden durch Waschen mit frischen V/asser von der verfärbten Suspension befreit. Noch den V/a sehen besaß dieser gereinigte Ton, der 91 % der iirsprünglichen Tons ausmachte, einen Glanz von. 87,6 und enthielt 0,65 % an als TiOp ausgedrückten Titanverunreinigungen und 0,35 % en als FepO^ ausgedrückten Eisenverunreinigungen. Nach dem Bleichen oder Lruigen zeigte dieser Ton einen Glanz von 90,0. Die durch Auswaschen von den Tonflocken entfernte verfärbte Fraktion bestand zu 6,35 °/° aus als TiOp ausgedrückten Titanverunreinigungen und zu 0,53 % aus als Fe₂O^ ausgedruckten Eisenverunreinigungen und besaß einen Glanz von 76,2.

Beispiel 7

Aus der Produktion wurde ein ungebleichter Kaolintonschlamm mit 20 % Feststoffen entnommen. Der Ton besaß einen guten Glanz, eine große Oberfläche und verfügte über eine kleine Teilchengröße. Bei dem Ton handelte es sich um einen mit Wasser ausgewaschenen Ton zum Beschichten von Papieren aus Lagerstätten in Ost-Georgia. Dieser Tonschlamm wurde gemäß der Lehre der US-Patentschrift 3 371 988 gereinigt bzw. aufbereitet und enthielt 0,83 % an als TiO~ ausgedrückten Titanverunreinigungen und 1,12 % an als Fe₂O₇. ausgedrückten Eisenverunreinigungen. Der Ton dieses Schlammes zeigte nach dem Bleichen einen Glanz von 92,0. Der Ausgangsschlamm mit einem ρτ,-Wert von 11,3 wurde zusätzlich unter Durchmischung mit einem Polymerisat behandelt, welches zuvor in Wasser auf eine Konzentration von 0,1 % gelöst worden war. Als Polyme-

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risat diente "Nalco 635" in einer Menge von 0,45 kg Trockenmasse Je t Ton. Unmittelbar nach dem Zusatz des Polymerisates zeigten sich große weiße Flocken aus Kaolinton. Beim Absitzen setzten sich die Tonflocken rasch ab und ließen ei'ne stark verfärbte dispergierte gelbe Fraktion in der Suspension zurück. Die Flocken des weißen Tons wurde gewonnen, indem die verfärbte Suspension mit Saughebern entfernt wurde. Der 64,3 % der ursprünglichen Menge entsprechende gewonnene Ton enthielt gegenüber dem Ausgangston beträchtlich weniger Verunreinigungen. Es lagen 0,38 % an als TiO₂ ausgedrückten Titanverunreinigungen und 1,09 % an als FepO^ ausgedrückten Eisenverunreinigungen vor. Nach dem Bleichen oder Laugen besaß dieser Ton einen Glnna von 93,0. Die von dem oben erwähnten gereinigten oder aufbereiteten Ton abgetrennte verfärbte Fraktion enthielt 1,18 % an als TiOp ausgedrückten Titanverunreinigungen und 1,16 % an als Fe₂O₇ ausgedrückten Eisenverunreinigungen. Ein Vergleich der Viskositätseigenschaften des gereinigten bzw. aufbereiteten Tons und der verfärbten Fraktion in einer 68 %-igen Ton-Wasser-Dispersion zeigte im wesentlichen die gleichen Eigenschaften.

Beispiel 8

Dieses Beispiel zeigt die Auswirkung der Zerkleinerung einer kleinen Kaolinfraktion ohne vorherige Aufbereitung zwecks Entfernung von TiOp-Verunreinigungen und dient als Kontrolle für Beispiel ^. Eine Probe eines dispergierten ungebleichten Schlamms mit 30 % Feststoffanteil wurde der Produktion entnommen. Die Probe bestand zu 91,1 % aus Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 2 /a. Der in diesem Schlamm enthaltene Ton besaß einen Glanz von 84,7· Die Zerkleinerung (Delamination) auf einen Anteil von 95,0 % Teilchen mit einen Teilchendurchmesser von weniger als 2 /u wurde durch Vermählen des Tonschlammes mit Glasperlen durchgeführt, die einer US-Siebnorm von 20 bis 30 mesh genügten.

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- ΛΛ -

Die Menge- der verwandten Glasperlen war derart, daß sie 75 % des Gesamtvolumens der Mischung einnahmen. Die Zerkleinerung erfolgte bei einer Misch-bzw. Mahldauer von 13,5 Minuten bei einer Unfangsgeschv.'indigkeit des Rührpropellers von 420 rn/min, Nach der Zerkleinerung wurde der Schlamm von den Glasperlen durch Absieben getrennt. Ein auf herkömmliche V/eise ausgeführtes Laugen mit 3,6 kg Zinkhydrogensulfit je t Ton und eine Ausflockung mit 2,7 kg Alaun je t Ton erbrachte einen Glanz des fertigen Tons von 80,4-.

Beispiel 9

Dieses Beispiel zeigt den Einfluß einer vor der Zerkleinerung ausgeführten Behandlung zwecks Entfernung von TiOp-Verunreinigungen mit einem Polymerisat. Der Ausgangsschiana von Beispie] 8 wurde durch Behandlung mit einer Losing von Natriumhydroxid wieder ausgeflockt, welche 0,2 g/iil Lösung enthielt. Dabei wurde die Lösung in einer Menge zugesetzt, die 0,66 kg Trockenmasse je t Ton entsprach. Die Behandlung wurde durch 15rainütiges Mischen in einem Lösungsbehälter bei einer Umfangsgeschwindigkeit des Rührverkpropellers von 570 m/min, ausgeführt. Nach der Wiederausflockung wurde der Schlamm auf einen Feststoffanteil von 10 % verdünnt und mit einer 0,1 %-igen Lösung eines anionischen Polyacrylamid-Polymerisats mit hohem Molekulargewicht behandelt. Als Polymerisat diente "Nalco 633" in einer !!enge, die 0,225 kg Trockenmasse je t Ton entsprach. Die Behandlung wurde unter zweiminütiger Durchmischung bei einer Umfangsgeschwindigkeit des Rührwerkspropellers von 174- m/min, ausgeführt. Die Behandlung führte in der zuvor bei Beispiel 2 beschriebenen V/eise zu einer selektiven Ausflockung und Abscheidung einer aufbereiteten Kaolinton-Fraktion. Die Gewinnung und Waschung der aufbereiteten Tonflocken wurde in der zuvor beschriebenen Weise ausgeführt. Der gereinigte Ton bestand zu 90,8 %

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aus Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 2 ax und machte 82 % des usprünglichen Materials aus. Der Ton besaß einen Glanz von 87,3· Der als TiO₀ ausgedrückte Titangehalt war durch diese Behandlung von 1,45 % suf 0,86 % verringert worden. Dieser gereinigte Schlamm wurde durch Auswahlen auf eine solche Teilchengröße herabgesetzt, daß 94,8 /ό der Teilchen einen Teilchendurchrnesser von weniger als 2 /a besaßen. Anschließend wurde der Schi min wie in Beispiel 8 beschrieben gebleicht oder gelaugt. Dieses ^erklei-. nerte Schlaiampordukt beseß einen Glanz von 90,8, was einer Verbesserung um 2,4 Punkte gegenüber dem Vergleichston entspricht.

Die zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung bevorzugt zu verwendenden Polymerisate sind die \jnter den Bezeichnungen "Kalco 635" und "Nalco 675" vertriebenen Erzeugnisse. Es handelt sich bei ihnen um wasserlösliche und stark anionische Polyacryloinid-Polyraerisate mit einem Molekulargewicht von mehr als 1 000 000, die von der Firma Ilnlco Chemical Co., Chicago, Illinois, USA vertrieben werden. Als ebensogut geeignet haben sich die unter den Bezeichnungen ^irBetz 1200, 1210 1220 und 1230" vertriebenen Erzeugnisse bewährt. Bei ihnen handelt es sich um wasserlösliche und stark anionische organische Kopolyinerisate des Acrylamids mit einem Molekulargewicht von mehr als 1 000 000. Diese Erzeugnisse werden von der Firma Betz Laboratories, Inc., Trevose, Pennsylvania, USA geliefert. Die durch die Kennziffern von 1200 bis 1230 bezeichneten Beta-Produkte besitzen mit steigender Kennziffer, ein hohes, ein sehr hohes und ein äußerst hohes Molekulargewicht. Das wegen S3ines äußerst hohen Molekulargewichtes von etwa 12 bis 13 000 000 bevorzugt bei der Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung zu verwendende Betz-Erzeugnis mit der Kennziffer 1230 besteht zu 60 % aus Abkömmlingen der Acrylsäure. Polymerisate von kationiochem

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oder neutralem Charakter haben sich als ungeeignet für das Verfahren nach der Erfindung erwiesen. Andere Polymerisate, darunter Polyacrylamide mit Molekulargewichten von weniger als 1 000 000 haben sich als nicht genügend wirksam für das Verfahren nach der Erfindung herausgestellt.

Demzufolge sind, wie bereits erläutert, solche Polymerisate als für die Verwendung innerhalb des Verfahrens nach der Erfindung geeignet, die wasserlöslich und stark anionisch sind und durch die Polymerisation von Acrylsmiden oder Kopolymerisaten des Acrylamids und anderer Monoraerer entstanden sind, wobei es sich bei letzteren um solche handelt, die mit Acrylsäure, Hetacrylsäure usw. polymerisierbar sind. Solche Erzeugnisse sind bekannt und können mit Hilfe herkömmlicher Polymerisierungsverfahren wie beispielsweise der Polymerisierung im festen Zustand, in der Lösung, als Suspension oder als Emulsion erzeugt werden. Zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung wird demnach ein wasserlösliches, anionisches Polymerisat bevorzugt, welches der folgenden allgemeinen Strukturformel genügt:

r /

v^U - CH

C=O
I

NIU

CH₀ - CH ² I

C=O

O-Na+

Dabei besitzen die Polymerisate in der Regel die folgende Polyacrylamidstruktur

ei

CH -V I C=O

U
c

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2329Α5Α

Es ist gefunden worden, daß die Natur des Polymerisats insoweit kritisch ist, als erforderlich ist, daß der Polyelektrolyt einen anionischen Charakter und ein hohes Molekulargewicht besitzen muß. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß bei der Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung besonders gute Ergebnisse zu erzielen waren, wenn die benutzten Polymerisate ein hohes Molekulargewicht, d.h. von mehr als 1 000 000, besaßen.

Als Dispersierungsmittel für die Wxederausflockung des Schlammes vor der Behandlung mit der Polymerisatlösung haben sich insbesondere Tetranatrium-Pyrophosphat (TSPP) und Natrium-Tripolyphosphat (STPP) sowie die genannten Mittel in Verbindung mit Natriumhydroxid bewährt.

Die wieder ausgeflockten Schlämme besitzen vor der Polymerisatbehandlung vorzugsweise einen pjr-Wert zwischen 7,5 und 12,0. Das Verfahren nach der Erfindung führt nicht zu befriedigenden Ergebnissen, wenn abweichend von der beschriebenen Lehre neutrale Salze oder andere Materialien, wie Alaun, Schwefelsäure, Natriumkarbonat oder Natriumchlorid in Verbindung mit TSPP oder STPP verwendet werden.

Der Einfluß wiederholter Waschungen der Kaolin-Polymerisat- Flocken auf die im fertigen Ton enthaltene TiO^-Menge, auf die Ausbeute oder auf den Prozentsatz an erhaltenen Ton, auf den Glanz des fertigen Tons und auf den Prozentsatz an Teilchen mit einer Teilchengröße von weniger als 2 /u wurde untersucht. Dabei wurden die Waschungen in der Weise ausgeführt, daß die Kaolinflocken in Wasser wieder auf einen mittleren Feststoffanteil von 10 % suspendiert wurden, wor auf sich die Flocken wieder absetzten und das Waschwasser mit Hilfe eines Saughebers abgezogen wurde. Die Ergebnisse sind im folgenden zusammengestellt:

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7m zahl der	Ausbeute	TiO₀	Glanz der fer	Teilchen mit <
Waschungen	an Ton %	% ²	tigen Tons	2 /i Durchmesser %
O	77,0	0,87	89,5	91,1
1	75,1	0,75	89,8	91,0
2	73,2	0,71	90,0	90,9
3	72,0	0,68	90,2	90,8

Wenngleich die Erfindung anhand einer Anzahl von speziellen Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf den Gegenstand der Ausführungsbeispiele beschränkt, da diese lediglich der Erläuterung der Erfindung dienen. Alle in der Beispielen offenborten Verfahrensmerkraale können auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Aufbereitung von Kaolintön, dadurch gekennzeichnet , daß eine wässrige Tonsuspension unter Zusatz von Tetranatriuia-Pyrophosphat oder Natrium-Tripolyphosphat oder Tetranatrium-Pyrophosphat mit Natriumhydroxid oder Natrium-Tripolyphosphat mit Natriumhydroxid als Dispersionsmittel dispergjert wird, wobei die zugesetzte Dispersionsmittelmenge oberhalb der zur Erzeugung minimaler Viskosität erforderlichen Menge, jedoch unterhalb der zur Erzielung eines schwer zu behandelnden Gels erforderlichen Menge liegt, und daß der Suspension 0,225 bis 0,675 kg/t Trockenton eines v/asserlöslichen, stark anionischen Folyacrylemid-Polymerisats mit einem Molekulargewicht von mehr als 1 000 000 zugesetzt wird, so daß eine Abtrennung von Kaolin-Ausflockungen aus der Suspension mit einer Sedimentationsgeschv.'indigkeit von mehr als 10 min je 2,45 mm Suspensions-Schichtdicke erfolgt, worauf die Kaolin-Ausflockungen gewaschen und gewonnen v/erden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , deß die Ton-Ausflockungen einem bei hoher Beanspruchung (shear) erfolgenden Mischen unterzogen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Ton-Ausflockungen wieder dispergiert und unter Verwendung von Glasperlen mit einer der US-Siebnorm entsprechenden Größe von 20 bis 30 mesh durch Vermählen und Abquetschen verkleinert werden.

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Ton-Ausflockungen mehrfachen Waschungen unterzogen werden.

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