DE3249234T1 - Verminderung der Schlickerviskosität von kaolinitischen Tonen - Google Patents

Description

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Beschreibung

Verminderung der Schlickerviskosität von kaolinitischen

Tonen

Technisches Gebiet

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der Schlickerviskosität eines kaolinitischen Tons bei geringer Scherung, der mit mindestens einer Form von expan-

'5 dierendem Ton, wie abgebautem Illit, verunreinigt ist. Genauer betrifft sie eine chemische Behandlung bestimmter Kaolintone mit hoher Viskosität, die derzeit nur als unrentable Reserven betrachtet werden,, um ihre inhärenten Viskositäten in wirtschaftlicher Weise zu vermindem und sie zum wirkungsvollen Gebrauch als Papierbeschichtungen zu befähigen.

Kaolinitische Tone, d.h. Tone, die hauptsächlich aus dem Mineral Kaolinit bestehen, haben verschiedene Verwendungen. Eine wichtige Verwendung ist diejenige als Beschichtungsmateri il für Papier, beispielsweise zur Herstellung des zum Druck von Illustrierten bevorzugten Glanzpapiers.

Wenn ein kaolinitischer Ton verarbeitet oder gehandhabt wird, ist es häufig bevorzugt, daß er in Form eines wäßrigen Schlickers vorliegt. Im Vergleich mit der trockenen, kompakten Form sind Aufschlämmungen leichter zu handhaben und verursachen geringere Umweltprobleme. Der Versand von Kaolin in Schlickerform verlangte in den letzten Jahren trotz der Tatsache, daß das Wasser wesentlich zum Gewicht solcher Sendungen beiträgt, größere Bedeutung. Die Benutzer von Kaolin brauchen den Ton oft in Schlickerform,, bevor sie ihn benutzen können; wenn sie ihn schon in Wasser suspendiert

empfangen, erhalten sie den zusätzlichen Vorteil, daß sie ihn nicht der Aufschlämmstufe unterwerfen müssen, die erforderlich ist, wenn der Ton ihnen in kompakter Form geliefert wird. Solche Schlicker enthalten üblicherweise etwa 70 bis 71 Gewichtsprozent Feststoffe.

fein Tonschlicker ist jedoch nur leicht zu handhaben, wenn seine Viskosität bei niedriger Scherung ausreichend gering ist, um zu ermöglichen, daß er ohne große Schwierigkeit gepumpt werden kann. Hochwertige Kaolin-Lagerstätten liefern Tone, die gute rheologische Eigenscnaften aufweisen und keine Behandlung zur Erniedrigung ihrer Schlickerviskositäten auf ein annehmbares Maß erfordern. Viele Kaolin-Lagerstätten sind jedoch in dieser Hinsicht schlechter und müssen zur Verminderung ihrer Schlickerviskositäten bei niedriger Scherung chemisch oder mechanisch behandelt werden, bevor sie verwendet werden können. Viele dieser schlechteren Kaoline werden gegenwärtig als unwirtschaftlich für eine Behandlung oder zum Vermischen mit Kaolin niedrigerer Viskosität angesehen und werden zur Zeit für unrentable Reserven gehalten. Wenn irgendein Verfahren zur wirtschaftlichen Verbesserung ihrer Fließexgenschaften zur Verfügung stünde, hätten diese Vorkommen einen stark erhöhten Wert.

Viel von dem kaolinitischen Ton in den heutigen unrentablen Reserven ist mit mindestens einer Form von expandierendem Ton verunreinigt. Vermutlich weist eine Mehrheit der grauen Tone in den zentralen und östlichen Kaolingebieten von Georgia Verunreinigungen aus expandierendem Ton auf. Als "expandierender Ton" wird hier ein Ton bezeichnet, der eine dynamische Gitterstruktur in der c-Richtung besitzt. Beispiele für selche Tone sind bekannt und umfassen Montmorrillonit, Sauconit, Vermiculit, Nontronit, Saponit, Hectorit und verschiedene Formen von abgebautem Illit.

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Beschreibung der Erfindung

Ich habe den Schluß gezogen, daß als Verunreinigungen in kaolinitischen Tonen hoher Viskosität vorhandene expandierende Tone häufig Formen von abgebautem Illit umfassen. Beispiele für diese Verunreinigungen sind vermiculitartige Mineralien, die sich von der Verwitterung von Muscovit und Illit ableiten (Kunze und Jeffries, Soil Sei. Soc. Amer. Proc, Bd. 17, S. 242 bis 244; Van der Mär el-, Soil Sei. Bd. 78, S. 163 bis 179)und die aus der stärkeren Verwitterung der gleichen Stoffe stammenden montmorrilonitartigen Mineralien (White, Soil Sei. Soc. Amer. Proc, Bd. 1.5, S. 129 - 133). Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist insbesondere auf die Behandlung von Kaolin gerichtet, der mit mindestens einer Form von abgebautem Illit verunreinigt ist. . ■■■■-.

Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung soll der Begriff "abgebauter Illit" nicht die smektische Familie der expandierenden Tone umfassen. Ich beabsichtige zwischen diesen zwei Arten von Ton auf der Basis der Fähigkeit des abgebauten Illits, Kalium bei Raumtemperatur aus einer 1Ogewichtsprozentigen Kaliumchloridlösung zu absorbieren und nach Trocknen bei Raumtemperatur als Ergebnis eine Kontraktion seiner Gitterstruktur in der c-Richtung aufzüweisen, zu unterscheiden. Einige abgebaute Illite absorbieren ausreichend Kalium in der Art, daß ihr K„O-Gehalt von einem ursprünglichen K O-Gehalt von weniger als 2 % auf bis zu 3 % oder mehr (Trockengewichtsbasis) ansteigt. Nach dem Trocknen bei Raumtemperatur kann das mit KCl behandelte Material einem niedrigen Wert von 11 Angströem (A) öder darunter in c-Richtung aufweisen, im Vergleich zu einem Wert von etwa 16 A. oder mehr für das expandierte Mineral vor der Behandlung.

Die smektische Familie der Tone andererseits, die typischen Montmorillonit einschließt, zieht sich als Ergebnis einer solchen Behandlung nicht zusammen. So können die beiden Arten von Ton unterschieden werden.

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ich habe festgestellt, daß die Schlickerviskosität eines käolinitischen Tons bei niedriger Scherung, der mit mindestens einer Form von expandierendem Ton verunreinigt ist, durch ein Verfahren vermindert werden kann, das die Stufen des (a) innigen Vermischen des Tons mit einem Ausgangsmaterial für kationisches Kalium und (b) Erhitzen des mit Kalium behandelten Tons auf eine Temperatur von mindestens etwa 100⁰C umfaßt. Vermutlich wird das Kalium-Kation in die Gitterstruktur des expandierenden Tons absorbiert und die Wärmebehandlung stabxlisiert das Kalium dort.

Wo die Verunreinigung aus expandierendem Ton abgebauter Illit ist, besteht die Wirkung des Verfahrens vermutlich darin, daß eine Rückkehr des Minerals in die Form von normalem Illit verursacht wird. Sehr häufig wird die Viskosität des Tons bei hoher Scherung ebenfalls durch die Behandlung der vorliegenden Erfindung reduziert. Der hauptsächliche Zweck der Behandlung ist jedoch die Verminderung der Viskosität des Tons bei niedriger Scherung.

Der kaolinitische Ton, der nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung behandelt wird, hat vorzugsweise einen Gehalt an expandierendem Ton etwa 2 oder 3 bis 15 Gewichtsprozent auf Trockenfeststoffbasis. Das Verfahren ist vermutlich am wertvollsten bei der Behandlung solcher kaolinitischer Tone, in denen mindestens 50 Gewichtsprozent des Gehalts an expandierendem Ton aus degradierten Illit besteht.

Die Behandlung der vorliegenden Erfindung ist mit größerer Wahrscheinlichkeit kostenwirksam, wenn der Ton vor der Behandlung eine Mindestviskosität bei niedriger Scherung von 20 U.p.M. von mindestens etwa 1000 Centipoise (1 Pa.s) , · beispielsweise etwa 2000 bis 5000 Centipoise (2-5 Pa.s) aufweist, bestimmt bei einem Feststoffgehalt von 70 bis 71 % nach dem TAPPJ-Verfahren Nr. T 648 su-72. Diese Viskositätswerte wären diejenigen, die bei der Einstellung des pH-Wertes des Tons auf den Punkt innerhalb des Bereichs von etwa 6 bis 8 gemessen werden, bei dem der Ton die geringste Viskosität bei niedriger Scherung aufweist.

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Die Behandlung der vorliegenden Erfindung ist bei der Verarbeitung von Kaolintonen der unrentablen Reserve zur Verwendung in Papierbeschichtungen besonders nützlich., Vorzugsweise werden solche Tone vor der Behandlung fraktioniert, so daß mindestens 50 %, vorzugsweise etwa 75 bis 80 % oder mehr, der Teilchen, bezogen auf das Trockengewicht des Tons) äquivalente Kugeldurchmesser von weniger als 2 Mikron haben.

Jede Kaliumverbindung, die eine Gitterverengung von abgebautem Illit zeigt, kann im Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Bevorzugte Ausgangsstoffe für Kaliumkationen für die Behandlung sind wasserlösliche Kaliurnverbindungen, beispielsweise Kaliumhydroxid, Kaliumbicsrbpnat, Kaliumcarbonat, Kaliumsulfat, Kaliumchlorid und Kaliuncitrat. Auf der Grundlage der bisher erhaltenen Werte scheint Kaliumbicarbonat die beste Wahl zu sein. Kaliumchlorid verhält sich genau'so gut oder besser als Kaliumbicarbonat, seine Verwendung kann jedoch Sicherheitsprobleme am Arbeitsplatz schaffen. Chlorgas und schädliche Chlorverbindungen werden freigesetzt, wenn Kaliumchlorid die im Verfahren verwendete Kaliumquelle ist. Die günstigste einzusetzende Menge an kaliumbicarbonat kann sich in Abhängigkeit von der Menge an expandierenden Tonverunreinigungen in dem Kaolin ändern. Im Durchschnitt scheint sie jedoch im Bereich von etwa 0,05 bis 0,2 %, bezogen auf das Gewicht der Feststoffe im Ton, zu liegen.

Vorzugsweise wird die Kaliumverbindung in Wasser gelöst, bevor sie mit dem Ton vermischt wird, beispielsweise bei einer Lösungsstärke von etwa 1 bis 20 Gewichtsprozent, Vorzugsweise etwa 3 bis 10%, berechnet als kationisches Kalium. . "■■■·.

Das Ausmaß, in dem die Schlickerviskosität des kaolinitischen Tons durch die vorliegende Behandlung erniedrigt wird, ist der Menge an Kaliumkationen proportional, die mit dem Ton vermischt werden, bis der Punkt der geringsten er-

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reichbaren Viskosität erreicht ist. Gewöhnlich wird es bevorzugt sein, den Ton mit etwa 1 bis 10 Pounds - 0,45 bis

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4,5 kg (z.B. etwa 2 bis 5 Pounds = 0,9 bis 2,25 kg) des Kalium-Äüsgangsstoffes (berechnet als kationisches Kalium) pro Tonne Ton (Trockengewichtsbasis) zu vermischen.

Vorzugsweise wird der Ton in Form eines wäßrigen Schlickers vorliegen, wenn die Kaliumverbindung damit vermischt wird, beispielsweise als Aufschlämmung mit einem Gehalt von etwa 25 bis 35 Gewichtsprozent Feststoffen. Das Mischen kann in verschiedenen Einrichtungen ausgeführt werden, wie z.B* einem bewegten Vorratsbehälter.

Wie vorstehend erwähnt, wird der mit Kalium behandelte Ton im vorliegenden Verfahren auf eine Temperatur von mindestens etwa 100⁰C, z.B. eine Temperatur im Bereich von etwa 100 bis 250 oder 300⁰C erhitzt. Wenn eine Temperatur von 120⁰C oder darüber angewendet wird, ergibt die Behandlung einen zusätzlichen Vorteil. Sie tötet die meisten geläufigen Arten von Bakterien, die leicht den Ton verunreinigen und ihn möglicherweise verfärben. Am oberen Ende des Temperaturbereichs kann jedoch der Glanz des Tons leiden und der Ton kann unannehmbar schleifend werden; auch können die zusätzli-

chen Kosten jede Verstärkung der Viskositätsverminderung überwiegen. Gewöhnlich ist es deshalb bevorzugt, bei nicht höher als etwa 200⁰C, z.B. im Bereich von etwa 120 bis 200⁰C, zu arbeiten.

Es ist bekannt, daß die Dauer der Zeit, die der behan-

delte Ton auf der erhöhten Temperatur gehalten wird, kritisch ist. Es ist deshalb beabsichtigt, daß der Ton nur einen Moment oder für längere Dauer, beispielsweise 1/2 Stunde oder mehr, wie bis zu etwa 5 Stunden, z.B. im Bereich von etwa 1 bis 2 Stunden auf etwa TOO⁰C oder darüber gehalten wird.

Die Heizstufe kann gewünschtenfalls zum Eindampfen

des behandelten Tonschlickers zur Trockene benutzt werden, z.B. durch Sprühtrocknung oder Rotationstrocknung. In einer anderen Ausführungsform kann der behandelte Ton in Form eines feuchten Filterkuchens oder Schlickers in einem Druck-

gefäß erhitzt werden, wobei gerade genug Wasser aus dem Ton verdampfen gelassen wird, um einen Schlicker mit dem zum Ver-

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sand gewünschten Feststoffgehalt, z.B. etwa 60 bis 70 Gewichtsprozent, zu erreichen.

Beste Art der Ausführung der Erfindung

Die bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist wie folgt:

Roher kaolinitischer Ton mit hoher Viskosität, der einen erheblichen Anteil an abgebautem Illit aufweist, wird vom Grobkorn befreit und durch übliche Kaolinbearbeitungsverfahren fraktioniert, wobei die Fraktion mit der gewünschten Teilchengröße erhalten wird. Der Feststoffgehalt der Fraktion wird auf etwa 25 bis 35 Gewichtsprozent eingestellt. Der erhaltene Schlamm wird mit einer wäßrigen Lösung der Kaliumverbindung vermischt und das Gemisch wird etwa 6 bis 24 Stunden leicht gerührt. Dann wird der Kalium-behandelte Schlicker mit Schv/efelsäure ausgeflockt und gebleicht. Wenn eine oxidierende Bleiche, z.B. Natrxumhypochlorit, verwendet wird, wird die Bleiche mit dem Ton bei einem neutralen pH (etwa 6 bis 8) vermischt und das Ausflocken mit Schwefelsäure wird danach durchgeführt. Reduzierende Bleichen, wie Natriumhydrosulfit, arbeiten jedoch bei sauren pH-Werten und werden vorzugsweise dem Ton nach seiner Ausflockung zugesetzt. Für bestimmte Tone, wie die grauen Tone, wird Ozon-Oxidation vor dem Ausflocken empfohlen, um die Helligkeit zu verbessern.

Der erhaltene Schlicker wird dann auf einem Drehtrommelfilter filtriert, wobei ein pastenartiger Filterkuchen mit einem Feststoffgehalt von etwa 58 bis 65 Gewichtsprozent erhalten wird. Der Filterkuchen: wird mit einem üblichen Dispergiermittel für Kaolin behandelt und sein pH-Wert auf etwa 6 bis 8 eingestellt. Dann wird der Ton etwa 1 bis 2 Stunden in einem Autoklaven unter Rühren auf eine Temperatur von etwa 120⁰G und einem Druck von etwa 15 psig (2,05 bar) erhitzt.Die Be-

dingungen im Autoklaven werden gesteuert, so daß am Ende der Wärmebehandlung der Ton einen Feststoffgehalt von etwa

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3 ■ >VA ή ."¹V..

71 Gewichtsprozent hat. Das erhaltene Produkt ist ein ver sandfertiger kaolinitischer Ton, der eine wesentlich geringere Schlickerviskosität bei niedriger Scherung aufweist als er vor der Behandlung hatte. 5

Laborversuche

Die folgenden Beispiele beschreiben verschiedene Versuche unter Anwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung. Soweit nichts anderes angegeben ist, wurden die Viskositäten bei 71 % Feststoffgehalt gemäß TAPPI Methode Nr. T 648 su-72 gemessen. (Für Viskositäten bei niedriger Sch'erung bedeutete das die Verwendung eines Brookfield Synchro-iectric-Viskometers, Modell RVF 100, das bei 20 U.p.M. mit einer Spindel Nr. 2 betrieben wird). Soweit nichts anderes angegeben ist, beziehen sich Prozentangaben auf das Gewicht. Die Helligkeit wird nach Ozonisierung und Bleichen gemäß TAPPI Methode Nr. T 646 os-7 5 gemessen und sie wird als Prozentsatz der Helligkeit von Magnesiumoxid an-

gegeben. Die Teilchengröße wird als Gewichtsprozent der Tonteilchen angegeben, die die genannten äquivalenten Kugeldurchmesser aufweisen. Die Tonmineralgehalte der Proben wurden durch Röntgenstrahlbeugung- und Rasterelektronenmikroskopverfahren bestimmt; sie sind als Prozentsatz, be-

zogen auf das Gesamtgewicht der Tonminerale in der Probe angegeben. Die chemischen Zusammensetzungen der Proben wurden durch Atomabsorptionsspektrophotometrie bestimmt und sind als Gewichtsprozente angegeben. Wegen der Schwierigkeit bei der Ausführung wurde die genaue Menge an vor der

Behandlung in jedem der verwendeten Tone anwesenden degradierten Illits nicht bestimmt. Es gab jedoch Anzeichen, daß der abgebaute Illit vermutlich mindestens 50 Gewichtsprozent des Gehalts an expandierendem Ton in jeder der Proben

' ausmachte. Wenn Gittergrößen angegeben sind, beziehen sie 35

sich auf U.S.-Siebserien.

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B e i s ρ i e

Ein grauer, mit abgebautem Illit verunreinigter Kaolin aus Zentral-Georgia mit einer Viskosität bei niedriger Scherung von 1600 cps (1,6 Pa.s) bei 71 % Feststoffgehalt und einem pH-Wert von 7 wurde mit einer KOH-Lösung in folgender Weise behandelt. .

Der Kaolin war eine vom Grobkorn befreite Fraktion, von der etwa 80 Gewichtsprozent der Teilchen einen äquivalenten Kugeldurchmesser von weniger als 2 Mikron aufwiesen.

Ein Schlicker wurde unter Verwendung von 1400 ml H₃O und 600 g des Kaolins hergestellt. Natriumsilikat wird als Dispergiermittel im Schlicker mit einer zu etwa 4 1/2 lbs. (2,025 kg) pro Tonne Ton (Trockenbasis) äquivalenten Konzentration verwendet. 30 ml einer 10 % KOH-Lösung wurden in den Schlicker eingebracht und das Gemisch wurde 24 Stunden langsam-gerührt. Während dieses Verfahrens wurde ein pH-Wert von 9,5 .erreicht... Nach 24 Stunden Sättigung wurde der Schlikker mit 25 ml 10 % H₀SO. bei einem pH-Wert von 2,7 ausgeflockt. Der ausgeflockte Schlicker wurde in Filtertrommeln verbracht und zur Entfernung von Wasser, wasserlöslichen Salzen und überschüssigem KOH filtriert. Der im Filterverfahren erhaltene Filterkuchen wurde 2 Stunden in einen auf 200⁰C eingestellten Trockner gebfacht. Der getrocknete Ton wurde wieder mit Wasser und Natriumhexametaphosphat zu einem Schlicker mit 71 % Feststoffgehalt vermischt. Der pH-Wert des Schlickers wurde durch Zugabe von Natriumhydroxid auf etwa 7 eingestellt. Messungen der Viskosität bei niedriger Scherung, die erneut durchgeführt wurden, ergaben 490 cps (0,49 Pa. s) , eine 70prözenti.ge Abnahme der Viskositat bei niedriger Scherung.

Beispiel

II

Sin grauer, mit abgebautem Illit verunreinigter Kaolin aus Zentral-Georgia mit einer Viskosität bei niedrig.er Scherung von 4000 cps (4 Pa.s) bei 17 % . Feststoff gehalt und einem pH-Wert von 7 wurde mit einerKHCO₃-Lösung in folgender Weise behandelt.

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. Der Kaolin war eine vom Grobkorn befreite Fraktion, von der etwa 80 Gewichtsprozent der Teilchen einen äquivalenten Kügeldurchmesser von weniger als 2 Mikron aufwiesen. Ein Schlicker wurde unter Verwendung von 1400 ml H„0 und

5. 600 gdes Kaolins hergestellt. Natriumsilikat wurde als Dispergiermittel in dem Schlicker verwendet - wieder bei einer etwa 4 1/2 lbs (2,025 kg) pro Tonne Ton äquivalenten Konzentration. 30 ml einer 10 % KHCO_-Lösung wurden in den Schlicker eingebracht, der dann langsam 24 Stunden gerührt wurde. Während dieses Verfahrens wurde ein pH-Wert von 9,8 erhalten. Nach 24 Stunden Sättigung wurde der Schlicker mit 5 ml 50 % Alaun bei einem pH-Wert von 5,1 ausgeflockt. Der ausgeflockte Schlicker würde zur Entfernung von Wasser, wasserlöslichen Salzen und überschüssigem KHCO^ in Filtertrommeln verbracht. Der im Filtrierverfahren erhaltene Filterkuchen wurde 2 Stunden in einen auf 200⁰C eingestellten Trockner gegeben. Der getrocknete Ton wurde wieder mit Waser und Natriumhexametaphosphat zu einem Schlicker mit 71 % Feststoffgehalt vermischt. Der pH-Wert des Schlickers wur-

de mit Natriumhydroxid auf etwa 7 eingestellt. Messungen der Vxskosität bei niedriger Scherung, die wieder durchgeführt wurden, ergaben 800 cps (0,8 Pa.s) , eine SOprozentige Abnahme der Viskosität bei niedriger Scherung.

Beispiel

Ein roher weißer Kaolin-Ton aus einer Lagerstätte in Zentral-Georgia, der etwas abgebauten Illit enthält, wurde gewaschen, vom Grobkorn befreit, filtriert und in Übereinstimmung mit üblichen Ton-Bearbeitungsverfahren getrocknet.

Fraktionierung des Tons auf 80 % mit einer Korngröße unter 2 Mikron ergab einen Ton-Wasser-Schlicker mit 30 % Feststoffen. Dieser rohe Ton ergab eine Viskosität bei niedriger Scherung von 2650 cps (2,65 Pa.s) bei 70,4 % Feststoffen. Drei Mangen des fraktionierten Tons (30 % Feststoffe) wurden mit drei unterschiedlichen K -Salzen behandelt. Jede Menge des Schlikkers wurde 24 Stunden unter langsamem Rühren mit einer 1Opro-

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zentigen Lösung einer der folgenden Verbindungen behandelt: KOH, KUCO ^. oder K SO.. Nach der Sättigungszeit wurde der Schlicker mit H„SO. ausgeflockt. Nach dem Filtrationsverfahren zur Entfernung von freiem HO, wasserlöslichen Salzen und überschüssigen K -Salzen, wurden die Filterkuchen in einem auf etwa 105°c eingestellten Luftumwälz-Trockner verbracht. Der filtrierte, getrocknete Kaolin wurde dann 2 Stunden in einem auf 200°C eingestellten Ofen erhitzt, wonach er wieder mit H„0 und Natriumsilikat als Dispergiermittel zu einem Schlicker mit 71 % Feststoffen vermischt wurde. Die Schlickerviskosität bei niedriger Scherung, der pH-Wert und die Zeitfraktionsdaten wurden von den behandelten Tonen aus aller. Proben gesammelt und sind in Tabelle I angegeben.

	Zugegebenes
Test-	Dispergier
Probe	mittel,
	Gew.-%
Vergleich	0,6
- kein
Erhitzen
KOH	0,5
KHCO	0,4
K2SO4	0,5

Tabelle 1

Viskosität bei niedriger Scherung, cps pH- 24 48 72 240

Wert anfangs Std. Std. Std. Std.

2650

2750

2850 3360

2660

8,4	1495	1680	1700	1760	1610
8,9	1740	1760	1760	1760	1610
8,7	1800	1850	1940	1930	1800

Bei

ρ i. e 1

IV

Eine zweite Probe des vom Grobkorn befreiten, rohen, weißen Kaolin-Tons (ursprünglicher pH-Wert: 4,6), in Form eines wäßrigen Schlickers mit einem Feststoffgehalt von 30 %, wurde im wesentlichen in der gleichen Weise wie in Beispiel III beschrieben, verarbeitet. Dieser besondere Ton, der ebenfalls aus Zentral-Georgia erhalten wurde, ha,t nach dem Befreien von Grobkorn, Ausflocken, Filtrieren und Trocknen die folgenden Eigenschaften:

Teilchengröße: 80 % weniger als 2 Mikron Helligkeit: 89,1 %

Viskosität bei niedriger Scherung: 17 000 cps (17 Pa.s) pH-Wert zur Zeit der Viskositätsmessung: 8,1 Mineralgehalt des Tons -

expandierende Toner: 4 %

Glimmer (Feinkorn, wie Illit): 1 % Halloysit: 5 %

Kaolinit: 90 %

unter Verwendung der gleichen K -Salze, die in Beispiel III benutzt wurden, und in den gleichen Mengen, und unter Anwendung der gleichen Heizwerte, zeigt die folgende Tabelle die erhaltenen Ergebnisse der Viskositätsverminderung bei niedriger Scherung.

	angegebenes	B	Tabelle	anfangs	2	000	48 : Std. .	Scherung,	cps	800	720 Std.	000
	Dispergier mittel, Gew.-'%		Viskosität	17 000	bed	860	52 000	196 Std.	264. •Std.	140	20	350
Test probe	0,35	pH- Wert	6 400		550	5 700	50 000	36	740	4	100
Vergleich - kein Erhitzen	0,25	7,7	4 020		820	4 600	6 270	6	800	4	800
KOH	0,25	7,8	6 650	. niedriger	V	9 500	4 700	4		9
KHCO	0,25	8,4	ρ i e 1	24 Std.		9 850	9
K2SO4	7,3	52
	eis	5
	4
8

Ein anderer grauer Kaolin aus Zentral-Georgia, der mit abgebautem Illit verunreinigt war, wurde der Behandlung der vorliegenden Erfindung unterzogen. Zunächst wurde eine Kontroilprobe des rohen Tons, der einen pH-Wert von 5,1 hatte, vom Grobkorn, befreit durch Sieben durch ein 200 Maschen-Sieb (0,074 ram), gefolgt Von Sediraentierung. Der vom Grobkorn befreite Ton wurde mit Schwefelsäure bei einem pH-Wert von etwa 3,0 bis 3,5 ausgeflockt und dann filtriert. Der Filter-

kuchen wurde in einen auf 105⁰C erhitzten Ofen gebracht, bis er trocken war. So hergestellt, hatte die Kontrollprobe die folgenden Eigenschaften: ,

^ Teilchengröße: 81 % weniger als 2 Mikron

Helligkeit: 87,7 %

Viskosität bei niedriger Scherung: 880 cps (0,88 Pa.s) Viskosität bei hoher Scherung: 900 U.P.M. pH-Wert zur Zeit der Viskositätsmessung: 8,4 Mineralgehalt des Tons -

Expandieren der Tone: 4 %

Glimmer (Feinkorn, wie Illit): 2 % Kaolinit: 94 %

Chemische Zusammensetzung _	43,74 %
SiO2:	38,95 %
Al2O3:	0,46 %
Fe2O3:	0,36 %
MgO:	0,25 %
• K20:	1,01 %
TiO2:	13,54 %
Strukturelles H_0:

Eine zweite (Behandlung) Probe des gleichen rohen

Tons wurde in der eben beschriebenen Weise vom Grobkorn befreit. Nach dem Befreien vom Grobkorn wurde diese Probe auf einen Feststoffgehalt von 35 % eingestellt; dann wurde eine 10 % wäßrige Lösung von Kaliumcarbonat zu dem Ton in ausreichender Menge zugegeben, um 0,2 % K₀CO zu ergeben, bezo-

gen auf den Feststoffgehalt des Schlickers. Der Tonschlicker wurde langsam 6 Stunden vermischt und dann mit Schwefelsäure bei einem pH-Wert von etwa 3,0 bis 3,5 ausgeflockt. Dann wurde der Schlicker filtriert. Der Filterkuchen wurde in einem auf 105⁰C erwärmten Ofen getrocknet und dann in einem ' ■ . '

auf 200⁰C erwärmten Ofen 2 Stunden erhitzt. Nach der Wiedereinstellung auf 71 % Feststoffgehalt wies der erhaltene Ton eine Viskosität bei niedriger Scherung von 448 cps (0,448 Pa.s) auf.

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Beispiel VI

Eine dritte Menge des in Beispiel V verwendeten rohen Kaolintons wurde in der gleichen Weise als die in jenem Beispiel behandelte Probe behandelt, außer daß 0,2 % Kalium- °' citrat anstelle des Kaliumcarbonats verwendet wurde. Die Viskosität des Tons bei niedriger Scherung wurde auf 520 cps (0,52 Pa.s) vermindert.

Beispiel VII

Eine vierte Menge des in ^^ispiel V verwendeten rohen Kaolintons wuräe in der gleichen Weise als die in jenem Beispiel behandelte Probe behandelt, außer daß 0,05 % Kaliumbicarbor.at anstelle von Kaliumcarbonat verwendet wurde. Die Viskosität des Tons bei niedriger Scherung wurde auf 500 cps (0,5 Pa.s) vermindert.

Beispiel VIII Eine fünfte Menge des in Beispiel V verwendeten rohen

Kaolintons wurde in der gleichen Weise wie die in jenem

Beispiel behandelte Probe behandelt, außer daß 0,1 % Kaliumbiccirbonat anstelle von Kaliumcarbonat verwendet wurde. Die Viskosität des Tons bei niedriger Scharung wurde auf 432 cps (0,432 Pa.s) vermindert.

Beispiel IX

Eine sechste Menge des in Beispiel V verwendeten rohen Kaolintons wurde in der gleichen Weise wie die in jenem Beispiel behandelte Probe behandelt, außer daß 0,07 5 %

Kaliumbicarbonat anstelle von Kaliumcarbonat verwendet 30

wurde. Die Viskosität des Tons bei niedriger Scherung wurde auf 688 cps (0,688 Pa.s) vermindert.

Beispiel X

Sin anderer grauer Kaolin aus Zentral-Georgia, der 35

mit abgebautem Illit verunreinigt war, wurde der Behandlung der vorliegenden Erfindung unterzogen. Wieder wurde

3240234 ιΐιιΐ' Koitt ιοί l|)i (.)!)(' de:; ι· <"jl μ ■ ι ι To j γ.¹ j, «lic ri.iu-ii pll-Wet 1: von 4,8 hatte,, vom Grobkorn befreit durch Sieben durch ein 200 Maschen-Sieb (0,074 mm) , gefolgt von Sedinnentierung. Der vom Grobkorn befreite Ton wurde mit Schwefelsäure bei einem pH-Wert von etwa 3,0 bis 3,5 ausgeflockt und dann filtriert. Der Filterkuchen wurde in einem auf 105⁰C eingestellten Ofen getrocknet. So hergestellt, hatte die Kontrollprobe die folgenden Eigenschaften:

Teilchengröße: 80 % weniger als 2 Mikron

Helligkeit: 85,6 % Viskosität bei niedriger Scherung-: 1528 cps (1,528 Pa.s) Viskosität bei hoher Scherung: 2,3 dyn pH-Wert zur Zeit der Viskositätsmessung: 7,4 Mineralgehalt des Tons -

Expandierende Tone: 6 %

Glimmer (Feinkorn, wie Illit): 1 % Kaolinit: 93 %

Chemische Zusammensetzung -

SiO₂ 42,6 %

• A1_O 39,3 %

Fe₃O : 0,5 %

MgO: ^- 0,49 %

K₉O: 0,41 %

TiO₂ 0,92 %

Strukturelles H₃O: 14,1 %

Eine zweite (Behandlung) Probe des gleichen rohen Tons wurde in der eben beschriebenen Weise von Grobkorn befreit. Nach der Befreiung von Grobkorn wurde diese Probe auf einen Feststoffgehalt von 36 % eingestellt; dann wurde eine 10 % wäßrige Lösung von KOH zu dem Ton in einer Menge zugegeben, die ausreicht, um 0,2 % KOH zu ergeben, bezogen auf den Feststoffgehalt des Schlickers. Das erhaltene Gemisch wurde 18 Stunden langsam vermischt und dann mit Schwefelsäure bei einem pH-Wert von etwa 3,0 bis 3,5 ausge-

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flockt. Dann wurde der Schlicker filtriert. Der Filterkuchen, der etWä 60 % Feststoffe enthielt, wurde 2 Stunden in einen bei 12O⁰C und 15 psig (etwa 2 bar) Druck gehaltenen Autoklaven gebracht. Eine Menge des'Wassers verdampfte unter diesen Bedingungen, wodurch der Feststoffgehalt auf etwa 7 0,5 % eingestellt wurde. Bei diesem Feststoffgehalt zeigte der erhaltene Ton eine Viskosität bei niedriger Scherung von 870 cps (0,87.0 Pa.s) .

Beispiel XI ;

Eine dritte Menge des in Beispiel X verwendeten rohen Kaolintöns wurde in der gleichen Weise wie die Kontrollprobe jenes Beispiels vom Grobkorn befreit. Nach dem Entfernen des Grobkorns wurde der Feststoffgehalt dieser Probe auf 36 % eingestellt; dann wurde eine 10 % wäßrige Lösung von Kaliumhydroxid zu dem Ton in einer Menge zugegeben, die 0,2 % KOH ergibt, bezogen auf den Feststoffgehalt des Schlickers. Das Gemisch wurde langsam 24 Stunden vermischt und dann mit Schwefelsäure zu einem pH-Wert von etwa 3,0 bis etwa 3,5 aus-

geflockt. Dann wurde der Schlicker filtriert. Der Filterkuchen wurde in einem auf 105⁰C eingestellten Ofen getrocknet und danach in einem auf 190⁰C eingestellten Ofen 2 Stunden erhitzt. Die Viskosität bei niedriger Scherung des Tons

wurde auf 610 cps (0,610 Pa.s) vermindert. 25

Beispiel XII

Ein Gemisch von zwei weißen Kaolintonen aus Zentral-Georgia, das abgebauten Illit enthält, wurde der Behandlung der vorliegenden Erfindung unterzogen. Zunächst wurde eine

Kontrollprobe des rohen Tons vom Grobkorn befreit durch Sieben durch ein 200 Maschen-Sieb (0,074 mm) und anschließende Sedimentierung. Nach dem Entfernen des Grobkorns wurde der Ton mit Schwefelsäure bei einem pH-Wert von etwa 3,0 bis 3,5 ausgeflockt, filtriert und in einem auf 105⁰C eingestellten Ofen ge-

trocknet. So hergestellt, hatte die Kon trol!probe die folgenden Eigenschaften:

L , J

'■■....... -atf- '^: ■■■ '

.-1 ■ ■ Teilchengröße: 80,5 % weniger als 2 Mikron

Helligkeit: 89,6 %

Viskosität bei niedriger Scherung: 395 cps (0,395 Pa.s) Viskosität bei hoher Scherung: 1,1 dyn pH-Wert zur Zeit der Viskositätsmessung; 7,8

Mineralgehalt des Tons -

expandierende Tone: 3 %

Glimmer (Feinkorn, wie Illit): 0,5 % Kaolinit: 96,5 %

.

Eine zweite (Behandlung) Probe des gleichen rohen Tons wurde in der gerade beschriebenen Weise vom Grobkorn befreit- Nach dem Entfernen des Grobkorns wurde diese Probe auf einen Feststoffgehalt von 35 % eingestellt; dann wurde eine 10 % wäßrige Lösung von Kaliumbicarbonat zu dem Ton in ausreichender Menge gegeben, um 0,1 % KHCO₃ zu ergeben, bezogen auf den Feststoffgehalt des Schlickers. Das erhaltene Gemisch wurde langsam 6 Stunden vermischt, dann mit Schwefelsäure bei einem pH-Wert von etwa 3,0 bis 3,5 ausgeflockt. Dann wurde der Schlicker filtriert. Der Filterkuchen wurde in einen auf 105⁰C eingestelltem Ofen getrocknet. Der erhaltene Ton wies eine Viskosität bei niedriger Scherung von 34 5 cps (0,34 5 Pa.s) auf.

2B ■ B_e__ljB_j3 i. & 1 XI 1.1

Eine dritte Meng© des in Beispiel XII verwendeten rohen Kaolintons wurde in der gleichen Weise wie die in jenem Baiaplöl behandelte Probe behandelt, außer daß, nachdem der Filterkuchen trocken war, er weitere 2 Stunden in einem auf 200⁹C eingestellten Ofen gehalten wurde. Die Viskosität das Tons .bei niedriger Scherung wurde auf 310 cjas (0,310 Pa.s) 'vermindert. :. . :.;.

Beispiel XIV

Eine zusammengesetzte Probe aus einem grauen Kaolin aus Zentral-Georgia, die mit abgebautem Illit verunreinigt war, wurde der Behandlung der vorliegenden Erfindung unterzogen. Die Probe war ein Gemisch von beliebigen Ausschnitten einer Kernprobe, die aus der Lagerstätte geschnitten wurde. Eine Kontrollprobe des rohen Tons, die einen pH-Wert von 5,1 hatte, wurde zunächst vom Grobkorn befreit durch Sieben durch ein 200 Maschen-Sieb (0,074 mm), gefolgt von Sedimentierung. Nach der Entfernung des Grobkorns »>mrde der Ton mit

Schwafelsäure beieinem pH-Wert von etwa 3,0 bis 3,5 ausgeflockt und dann filtriert. Der Filterkuchen wurde in einem auf 105°C eingestellten Ofen getrocknet. So hergestellt hatte die Kcntrollprobe die folgenden Eigenschaften: 15

Teilchengröße: 81 % weniger als 2 Mikron Helligkeit: 87,1 %

Viskosität bei niedriger Scherung: 2120 cps' (2,120 Pa.s) Viskosität bei hoher Scherung: 8 dyn pH-Wert zur Zeit der Viskositätsmessung: 8,3

Mineralgehalt des Tons -

expandierende Tone: 6 %

Glimmer (Feinkorn, wie Illit): 2 % Kaolinit: 92 %

Chemische Zusammensetzung -

4 3,6 % 38,7 %

. 0,51 %

0,48 %

K„O: 0,38 °s

TiO₂: 1,1%

Strukturelles H₂O: 13,6 %

Eine zweite (Behandlung) Probe des gleichen rohen Tons wurde in der gerade beschriebenen Weise vom Grobkorn befreit. Nach der Entfernung des Grobkorns wurde diese Pro-

L _]

Al	2°	0:	• 3'
Fe	2°	3:
MgO:
K2

bo auf einen Feststoffgehalt von 40 % eingestellt; dann wurde eine 10 % wäßrige Lösung von Kaliumcarbonat zu dem Ton in ausreichender Menge gegeben, um 0,1 % K„CO_ zu ergeben, bezogen auf den Feststoffgehalt des Schlickers. Das erhaltene Gemisch wurde 24 Stunden langsam vermischt, dann mit Schwefelsäure bei einem pH-Wert von etwa 3,0 bis 3,5 ausgeflockt. Der Schlicker wurde filtriert und der Filterkuchen in einem auf 1Ö5°C eingestelltem Ofen getrocknet. Der erhaltene Ton besaß eine Viskosität bei niedriger Scherung von 1280 cps (1,230 Pa.s) .

Beispiel XV

Eine dritte Menge des in Beispiel XIV verwendeten roher. Tons wurde in der gleichen Weise wie die in jenem Beispiel behandelte Probe behandelt, außer daß anstelle des Trocknens des K -behandelten Filterkuchens dieser 2 Stunden in eine:?, auf 120⁰C und 15 psig (etwa 2 bar) Druck gehaltenen Druckreaktor erhitzt wurde. Im Verlauf des Erhitzens nahm der Feststoffgehalt des Tons infolge der teilweisert Verdampfung des Wassers von etwa 60 % auf etwa 71: % zu.

²^ Die Viskosität des Tons bei niedriger Scherung wurde durch die Behandlung auf 920 cps (0,920 Pa.s) vermindert.

Beispiel XVI

Noch ein anderer grauer Kaolin aus Zentral-Georgia, der abgebauten Illit enthält, wurde der Behandlung der vorliegenden Erfindung unterzogen. Zunächst wurde eine Kontroll probe des rohen Tons vom Grobkorn befreit durch Sieben durch ein 200 ■■'Maschen-Sieb (0,074 mm), gefolgt von Sedimentation. Dann wurde der Ton mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert von etwa

on

. 3,0 bis 3,5 ausgeflockt und dann filtriert. Der Filterkuchen wurde in einem auf 105⁰C eingestellten OfejTi getrocknet. So hergestellt, hatte die Kontrollprobe die folgenden

Eigenschaften: . ' ■

35

- SA.

Teilchengröße: 81

Helligkeit:-.: 86, ^Γ>

weniger als 2 Mikron

oKw.» 1 I.Ul. I.--- 1 " I· ·· I' I ·.<>■··

pH-Wert zur Zeit der Viskositätsmessung; 7,8 Mineralgehalt des Tons -

. expandierende Tone: 6 %

Glimmer (Feinkorn, wie Illit): 2 % Kaolinit: 92 %

Eine zweite (Behandlung) Probe des gleichen rohen Tons wurde in der eben beschriebenen Art vom Grobkorn befreitNach der Entfernung des Grobkorns wurde diese Probe auf einen Feststoffgehalt von 35 % eingestellt; dann wurde eine 10 % wäßrige Lösung von Kaliumcarbonat zu dem Ton in ausreichender Menge zugegeben, um 0,2 % K CO,, bezogen auf den Feststoffgehalt des Schlickers, zu erreichen. Das erhaltene Gemisch wurde 6 Stunden lang langsam vermischt, dann mit Schwefelsäure bei einem pH-Wert von etwa 3,0 bis 3,5 ausgeflockt. Der Schlicker wurde filtriert und der FiI-terkuchen in einem auf 105⁰C eingestellten Ofen getrocknet. Der getrocknete Ton wurde in drei Fraktionen geteilt, von denen jede in einem Ofen weitere 2 Stunden getrocknet wurde. Die Ofentemperaturen während'der zusätzlichen Heizstufe und die Viskositäten bei niedriger Scherung der erhal-

25 tenen Tone sind wie folgt:

Fraktion

1
2
3

Ofentemperatur

105⁰C 150⁰C 200⁰C

Viskosität bei ηiedriger £

2000 cps (2,0 Pa.s) 1200 cps (1,2 Pa.s) 785 cps (0,785 Pa.s)

Claims (13)

Ü S · I AUOi . ι» Crt · ΓΙ l_l VJ IN C_ ι ν. . ... . IN-· pv /-\ aJ Γ.Ί PATENTANWÄLTE SI FI F3 ET. RTSTRASSE 4 · 8 OO O MÜNCHEN 8 6 ■ PHONE: (O 8 9) 47 4O Τ.ΛΜΙ R: BENZOI.PATENT MÖNCHEN · TELEX 5-29 453 VOPAT D r u.Z.: S 515 PCT (Ra/kä) Case: 327,703 NORD KAOLIN COMPANY, Dayton, Ohio, V.St.A. ■ , . ■ ■ " Verfahren zur Verminderung der Schlickerviskosität bei niedriger Scherung eines kaolinitischen Tons " P at en ta η s ρ r ü c h e

1. Ein Verfahren zur Verminderung der Schlickerviskosität bei niedriger Scherung eines mit abgebautem Illit verunreinigtem kaolinitischen Tons, umfassend die Stufen:

a) inniges Vermischen des Tons mit einem Ausgangsstoff für kationisches Kalium, und

b) Erhitzen des mit Kalium behandelten Tons auf eine Temperatur im Bereich von etwa 100 bis 300⁰C.

2. Das Verfahren von Anspruch 1, in dem der Ton mit etwa

1 bis 10 Pounds (0,45 bis 4,5 kg) des Kalium-Ausgangsstoffs (berechnet als kationisches Kalium) pro Tonne des Tons , (Trockengewichtsbasis) vermischt wird.

3. Das Verfahren von Anspruch 1, in dem der mit Kalium behandelte Ton auf eine Temperatur im Bereich von etwa 120 bis; 2OG⁰C erhitzt wird.

4. Das Verfahren von Anspruch 1 , in dem der verwendete Aus gangsstoff für kationisches Kalium mindestens eine Verbindung aus der Gruppe Kaliumhydroxid, Kaliumbicärbonat,

L · ■ . ■ '

Kaliumcarbonat, Kaliumsulfat, Kaliumchlorid und Kaliumeitrat ist.

5. Das Verfahren von Anspruch 1, in dem der Ausgangsstoff des katiönischen Kaliums Kaliumbicarbonat ist.

6. Das Verfahren von Anspruch 1 , in dem das Gemisch aus Ton und dein Ausgangsstoff für kationisches Kalium vor der Heizstufe etwa 6 bis 24 Stunden vermischt wird.

7- Das Verfahren von Anspruch 1, in dem der Ausgangsstoff für katiönisches Kalium vor dem Vermischen mit dem Ton in
Wasser gelöst wird.

8. Das Verfahren von Anspruch 7, in dem die Lösung des
Ausgangsstoffes für kationisches Kalium eine Konzentration
von etwa 1 bis 20 Gewichtsprozent, berechnet als kationisches Kalium, aufweist.

9. Das Verfahren von Anspruch 1, in dem der kaolinitische Ton, der mit dem Ausgangsstoff für kationisches Kalium vermischt wird, eine Fraktion ist, von der mindestens 50 % der Teilchen, bezogen auf das Gewicht des Tons, äquivalente Kugeldurchmesser von weniger als 2 Mikron haben.

10. Das Verfahren von Anspruch 1, in dem der Ton, der mit
dem Ausgangsstoff für kationisches Kalium vermischt wird,
in der Form eines etwa 25 bis 35 Gewichtsprozent Feststoffe enthaltenden wäßrigen Schlickers vorliegt.

11. Das Verfahren von Anspruch 1, in dem der zu behandelnde Ton vor der Behandlung eine Schlickerviskosität bei niedriger Scherting von mindestens etwa- 1000 Centipoises (1 Pa.s) aufweist, bestimmt durch TAPPI Verfahren Nr. T 648 su-72 bei

dem pH-Wert des Schlickers an dem Punkt innerhalb des Bereichs von etwa 6 bis 8, an dem der Schlicker die geringste Viskosität bei niedriger Scherung zeigt.

L' ' I

12. Das Verfahren zur Verminderung der Schlickerviskosität bei niedriger Scherung eines mit etwa 2 bis 15 % mindestens ei no:; expandirrondon Ton.·;, bfizoqon auf das Gewicht, der Feststoffe in dem Ton, verunreinigten kaolinitischen Tons, wobei mindestens 50 Gewichtsprozent der Verunreinigung aus expandierendem Ton aus abgebautem Illit bestehen, umfassend die Stufen:

a) inniges Vermischen eines wäßrigen Schlickers des Tons, enthaltend etwa 25 bis 35 Gewichtsprozent Feststoffe, mit einem

"Ό Ausgangsstoff für kationisches Kalium, ausgewählt aus der Gruppe Kaliumhydroxid, Kaliumbicarbonat, Kaliumcarbonat, Kaliumsulfat,' Kaliumchlorid und Kaliumeitrat, wobei das Verhältnis der Bestandteile etwa 1 bis 10 Pounds (0,45 bis 4,5 kg) des Kalium-Ausgangsstoffs (berechnet als ..katicnisches Kalium) pro Tonne des Tons (Trockengewichtsbasis) beträgt;

b) Vermischen des Gemisches für etwa 6 bis 24 Stunden;

c) Filtrieren des Gemisches, um einen etwa 58 bis 65 Gewichtsprozent Feststoffe enthaltenden Filterkuchen zu er-

halten; und · ■ . .

d) etwa 1/2 Stunde bis 5 Stunden Erhitzen und Rühren des Filterkuchens in einem auf einer Temperatur im Bereich von etwa 120 bis 200⁰C gehaltenen Druckgefäß, wobei genügend Wasser aus dem Filterkuchen verdampfen gelassen wird, um seinen Feststoffgehalt auf etwa 60 bis 70 Gewichtsprozent einzustellen.

13. Das Verfahren von Anspruch 12, in dem der Kalium-Ausgangss'töff Kaliumbicarbonat ist, das in Stufe (a) mit dem

Ton in einer Menge von etwa 0,05 bis 0,2 %, bezogen auf das Trockengewicht der Feststoffe des Tons , vermisch}; wird.

14, Das Verfahren von Beispiel 13, in dem der Filterkuchen

in Stufe (d) etwa 1 bis 2 Stunden erhitzt und gerührt und

das Druckgefäß auf etwa 120 bis 190⁰C gehalten wird.

^Γ - 2*-

Geänderte Patentansprüche

(Vom Internationalen Büro am 15. April 1983 empfangen; die ursprünglichen Ansprüche 1 bis 14 wurden durch geänderte Ansprüche 1 bis 13 ersetzt; der Text der geänderten Ansprüche folgt). .

■ 1. Ein Verfahren zur Verminderung der Schlickerviskosität

bei niedriger ' Scherung eines mit abgebautem Illit verunrei-Io

nigtem kaolinitischen Tons, umfassend die Stufen:

a) inniges Vermischen des Tons mit einem Ausgangsstoff für kationisches Kalium in einem Verhältnis von etwa 1 bis 10 Pounds (0,45 bis 4,5 kg) des Kalium-Ausgangsstoffes (berechnet als kationisches Kalium) pro Tonne des Tons (Trockengewichtsbasis) und

b) Erhitzen des mit Kalium behandelten Tons auf eine Temperatur im Bereich von etwa 100 bis 300⁰C.

2. Das Verfahren von Anspruch 1 , in dem der mit Kalium behandelte Ton auf eine Temperatur im Bereich von etwa 120 bis 200⁰C erhitzt wird.

3. Das Verfahren von Anspruch 1, in dem der verwendete Ausgangsstoff für kationisches Kalium mindestens eine Verbin- ' dung aus der Gruppe Kaliumhydroxid, Kaliumbicarbonat, Kaliumcarbonat, Kaliumsulfat, Kaliumchlorid und Kaliumeitrat ist.

4. Das Verfahren von Anspruch 1, in dem der Ausgangsstoff:

des kationischen Kaliums Keil. Uurib i cirbonal. i.:;l .

¹S- Daü Vf'.cfahren von Anspruch 1, in dem das Gemisch aus Ton und dem Ausgangsstoff für kationisches Kalium vor der Heizstufe etwa 6 bis 24 Stunden vermischt wird.

6. Das Verfahren von Anspruch 1, in dem der Ausgangsstoff für kationisches Kalium vor dem Vermischen mit dem Ton in Wasser gelöst wird.

7. Das Verfahren von Anspruch 6, in dem die Lösung des Ausgangsstoffes für kationisches Kalium eine Konzentration von etwa 1 bis 20 Gewichtsprozent, berechnet als kationisches Kalium, aufweist.

8. Das Verfahren von Anspruch 1, in dem der kaolinitische 15

Ton, der mit dem Ausgangsstoff für kationisches Kalium vermischt wird, eine Fraktion ist, von der mindestens 50 % der Teilchen, bezogen auf das Gewicht des Tons, äquivalente Kugel durchmesser von weniger als 2 Mikron haben.

■ . .

9 . Das Verfahren von Anspruch 1, in dem der Ton, der mit dem Ausgangsstoff für kationisches Kalium vermischt wird, in der Form eines etwa 25 bis 35 Gewichtsprozent Feststoffe enthaltenden wäßrigen Schlickers vorliegt.

10. Das Verfahren von Anspruch 1, in dem der zu behandelnde Ton vor der Behandlung eine Schlickerviskosität bei niedriger Scherung von mindestens etwa- 1000 Centipoises (1 Pa.s) aufweist, bes-tiuunt durch TAPPI Verfahren Nr. T 648 su-72 bei dem pH-Wert des Schlickers an dem Punkt innerhalb des Bereichs von etwa 6 bis 8, an dem der Schlicker die geringste Viskosität bei niedriger Scherung zeigt.

11 . Das Verfahren zur Verminderung der Schlickerviskosität bei niedriger Scherung eines mit etwa 2 bis 15 % mindestens eines expandierenden Tons, bezogen auf das Gewicht der Fest-

Γ - _ ₂₇ _ ■ Ί

stoffe in dem Ton, verunreinigten kaolinitischen Tons, wobei mindestens 50 Gewichtsprozent der Verunreinigung aus expandierendem Ton aus abgebautem Illit bestehen, umfassend die Stufen:
a) inniges Vermischen eines wäßrigen Schlickers des Tons, enthaltend etwa 25 bis 35 Gewichtsprozent Feststoffe, mit einem Ausgangsstoff für kationisches Kalium, ausgewählt aus der Grüppä Kaliurahydroxid, Kaliumbicarbonat, Kaliumcarbonat, Kaliumsulfat, Kaliumchlorid und Kaliumeitrat, wobei das Verhältnis der Bestandteile etwa 1 bis 10 Pounds '(0,45' bis 4,5 kg) das Kalium-Ausgangsstoffs (berechnet als kationisches Kalium) pro Tonne des Tons (Trockengewichtsbasis} beträgt;

b) Vermischen des Gemisches für etwa 6 bis .24 Stunden;

c) Filtrieren des Gemisches, um einen etwa 58 bis 65 Gewichtsprozent Feststoffe enthaltenden Filterkuchen zu erhalten; und

d) etwa 1/2 Stunde bis 5 Stunden Erhitzen und Rühren des

Filterkuchens in einem auf einer Temperatur im Bereich

von etwa 120 bis 200°C gehaltenen Druckgefäß, wobei genügend Wasser aus dem Filterkuchen verdampfen gelassen wird, um seinen Feststoffgehalt auf etwa 60 bis 70 Gewichtsprozent einzustellen.

12. Das Verfahren von Anspruch 11 , in dem der Kalium-Ausgangsstoff Kaliumbicarbonat ist, das in Stufe (a) mit dem Ton in einer Menge von etwa 0,05 bis 0,2 %, bezogen auf das Trockengewicht der Feststoffe des Tons , vermischt wird.

13. Das Verfahren von Beispiel 1 2 , in dem der Filterkuchen

in Stufe (d) etwa 1 bis 2 Stunden erhitzt.und gerührt und das Druckgefäß auf etwa 120 bis 190⁰C gehalten wird.