DE958830C - Verfahren zur Behandlung natuerlicher Calciumcarbonate - Google Patents

Description

• Verfahren zur Behandlung natürlicher Calciumcarbonate Die Erfindung betrifft die natürlichen Caloiumcarbonate und hat hauptsächlich folgende Ziele: Erstens die Bedingungen der Zerkleinerung zu verbessern, zweitens die zerkleinerten Teilchen zu entflocken, drittens die Eigenschaften des pulverförmigen Erzeugnisses zu verbessern, das als Füllmittel in den verschiedensten Industriezweigen, insbesondere in der Kautschuk-, Farben-, Papier-und Kunststoffindustrie verwendet wird.
• Die natürlichen Calciumcarbonate, von denen hier die Rede ist, umfassen in erster Linie die Kreide. Die Kreide ist ein Calciumcarbonatsediment aus der oberen Kreideformation; alle ihre Abarten, selbst die unreinsten, wenn sie nur aus Calciumcarbonatsediment bestehen, wie man sie im Pariser Becken findet und als Weiß von Meudon, Meru oder Troyes, als Spanisch- oder GhampagneweiPt bezeichnet, können nach vorliegender Erfindung behandelt werden. Ebenso kann man kristallisierte und harte Calciumcarbonate, solche von sogenannter Zuckerstruktur oder marmorartige behandeln.
• Die Zerkleinerung und die Behandlung der Kreide bieten deshalb Schwierigkeiten, weil das Gut, selbst in trockenem Zustand, sehr leicht an- klebt und die Zuleitungen, Öffnungen und die Löcher der Siebroste verstopft, wodurch die Brauchbarkeit und die Leistung der Mühlen und anderer Behandlungsvorrichtungen beträchtlich verringert werden. Die Teilchen des Kreidepulvers haben die Neigung, sich stark miteinander zusammenzuballen, und sind dann sozusagen »geflockt«. Man hat andererseits festgestellt, daß sich in dem zerkleinerten und feingepulverten Erzeugnis die Teilchen der Kreide oder des natürlichen Calciumcarbonats um so leichter flocken, je feiner sie sind, was für viele Anwendungszwecke, z. B. als Zusatz zum Kautschuk oder zu Farben usw., den Vorteil der Feinheit aufhebt. In der Tat verhalten sich dann Teilchen von 0,5 bis I y wie solche von 3 bis 5 oder gar 10 Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Vermeidung des bisherigen Anklebens, die Entfiockung der feinen Teilchen, eine Verbesserung der Eigenschaften des so hergestellten feinen Carbonats für seine Verwendung und auch eine Erhöhung der Mahlleistung. Erfindungsgemäß wird das natürliche Calciumcarbonat in der Weise mit oberflächenaktiven Stoffen behandelt, daß es in Gegenwart synthetischer oder natürlicher Fettsäuren, Aminofettsäuren, Säureamide, Fettalkohole, Wachse und Harze in Mengen von 0,I bis 40°/a 400/01 bei mindestens 800 gemahlen wird.
• Unter den genannten Stoffen, die durch Oberflächenwirkung auf den Calciumcarbonatteilchen festgehalten werden können, sind beispielsweise zu nennen: I. Fettsäuren von mittlerem oder hohem Molekulargewicht, wie Buttersäure, Laurinsäure, Ölsäure, Stearinsäure, und Derivate dieser Säuren, wie Aminoverbindungen, Säureamide usw., ebenso wie mit aromatischen und cycloaliphatischen Resten substituierte Fettsäuren; 2. Fettalkohole, namentlich solche von hohem Molekulargewicht, ebenso wie ihre sulfatierten und sulfonierten Verbindungen usw.; 3. natürliche oder künstliche Wachse und ihre Kombinationen; 4. natürliche und künstliche Harze und ihre Kombinationen.
• Hierzu können gegebenenfalls noch je nach Verwendungszweck der gemahlenen Produkte kommen: 5. Oberflächenaktive Erzeugnisse allgemein; 6. Verbindungen, die imstande sind, das Verhalten des Enderzeugnisses in Mischungen mit Kautschuk zu beeinflussen, z. B. Vulkanisationsbeschleuniger, wie Dithiocarbaminsäure und ihre Salze, Mercaptobenzothiazol, Diphenylguanidin, aliphatische und aromatische Amine usw.; 7. mineralische oder organische Pigmente, die in der Lage sind, das Aussehen des Füllstoffes in den Farben zu verbessern.
• Die Mengen der durch Oberflächenwirkung festhaltbaren Stoffe, die man dem natürlichen Calciumcarbonat zusetzt, können beträchtlich schwanken.
• Die Mindestmenge, die man zugeben muß, um praktisch alle Carbonatteilchen damit zu versehen, kann rechnerisch mit annähernder Genauigkeit bestimmt werden, wenn man die Korngrößenverhältnisse des feinstzerteilten Carbonats und der zugegebenen Stoffe berücksichtigt, wenn dieser fest list, oder wenn er flüssig ist die Ausmaße des daraus erhältlichen, monomolekularen Films. Die Höchstmenge wird im allgemeinen nur durch den Verwendungszweck des umhüllten Carbonats festgelegt, denn in vielen Fällen kann man einen großen Überschuß des zugegebenen Stoffes im Verhältnis zu der für die völlige Umhüllung jedes Carbonatteilchens nötigen Menge anwenden Im allgemeinen liegen die Grenzen innerhalb der obengenannten Zahlen von 0,I bis 40 4oe/o.
• Es ist zu bedenken, daß die Kreide (oder jedes andere natürliche Calciumcarbonat) der billigste Füllstoff ist. Sie wurde bisher immer in den verschiedenen Industriezweigen als inerter Bestandteil angesehen. Infolgedessen ist sie jetzt im vorkommenden Falle der Grundstoff der Wahl, um Oberflächenbehandlungen d'urchzuführen, weil der Preis der - Kreide leicht die zusätzlichen Kosten trägt.
• Abgesehen davon, daß man mit dem oben angegebenen Verfahren die Leistung der Mahl- und Sichtanlagen beträchtlich steigert und gleichzeitig die Feinheit des Erzeugnisses verbessert (im Falle der Stearinsäure und anderer Fettsäuren), ist es klar, daß die Behandlung der Kreide mit einem der hier erwähnten Stoffe es ermöglicht, eine ganze Skala von Erzeugnissen mit ganz bestimmten Eigenschaften und für die verschiedensten Anwendungsgebiete zu schaffen.
• Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, zur Erhöhung des Bodenertrages im Acker- und Gartenbau dem Boden geeignete für die Pflanzen nicht giftige Stoffe oder Stoffextrakte von starker Oberflächen- oder Grenzflächenaktivität zuzusetzen. Zu diesen oberflächenaktiven Stoffen gehören außer Alkoholen und Äthern auch Fettsäuren, Ester und Öle, jedoch ist deren Wirkungsweise bei der bekanntgewordenen Anwendung eine andere als im vorliegenden Falle. Diese Zusätze wirken dadurchr daß sie die Quellung des Saatgutes beschleunigen.
• Mit der Verbesserung der Mahlbarkeit und der OberRächeneigenlschaften von Calciumcarhonat hat dies jedoch nichts zu tun, und deshalb wird durch den genannten Zusatz von oberflächenaktiven Mitteln zu Kulturböden die vorliegende Erfindung ebensowenig nahegelegt, wie etwa durch die ebenfalls bekannte gemeinsame Verwendung fettsaurer Salze zusammen mit Pigmenten in der Kunststoff-und Kautschukindustrie.
• Die Temperatursteigerung bei der üblichen ZerkTeinerung des Calciumcarbonats in den in Frage kommenden Vorrichtungen, z. B. den Hammermühlen vom Typ »Mikropulverizer«, den Trommelmühlen vom Typ Raymond, den Kugel- oder Scheibenmühlen, ist für das gewünschte Ergebnis unzureichend, und deshalb erfordert die Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens eine zusätzliche Wärmezufuhf.
• Wenn die Mühle selbst bereits warm ist, genügt es, daß das Calciumcarhonat wenigstens 800, vor- zugsweise aber etwas wärmer, z. B. I20° warm, zugegeben wird. Ist die Mühle dagegen noch kalt, so muß die Beschickung entsprechend höher vorgewärmt sein, z. B. bis zu zog0.
• Es ist vorteilhaft, die höhere oder die höheren Fettsäuren so gleichmäßig wie möglich in der Masse des Calciumcarbonats zu verteilen, besonders wenn die Säuren in verhältnismäßig geringer Menge angewandt werden Zu diesem Zweck wird die Fettsäure, wenn sie bei der für die Mahlung in Frage kommenden Temperatur flüssig ist, in Form sehr feinverteilter Tröpfchen oder als Nebel, z. B. aus Zerstäubern, die mit sehr hohem Druck arbeiten, auf das Calciumcarbonat vor dessen Eintritt in die Mühle oder noch innerhalb des Mahlbehälters kurz hinter der Aufgabestelle gesprüht.
• Beis-piel Das folgende Beispiel bezieht sich auf die Herstellung eines hydrophoben Füllstoffes, der unter anderem dazu dienen kann, in Kunstharzgemische auf Polyvinylchloridgrundlage einverleibt zu werden.
• Als Ausgangsstoff dient eine Schlämmkreide, die infolge ihrer sehr feinen, amorphen Struktur besonders reaktionsfähig ist. Durch Mahlung nach den üblichen Verfahren erhält dieses natürliche Calciumcarbonat solche Feinheit, daß seine Teilchengröße I bis 3 ie beträgt. Auf'diese Weise erhält man ein Pulver mit einer mittleren spezifischen Oberflächengröße von ungefähr 25 000 cm2/g.
• Dieses feinverteilte Pulver wird in einem Drehrohrofen auf 120 bis I500 erwärmt.
• Mit diesem so erhitzten Schlämmkreidepulver beschickt man eine Zerkleinerungsvorrichtung von der Art einer Strahl- oder Flüssigkeitsmühle (microniser, jet-mill, fluid-mill) mit einer Durchsatzgeschwindigkeit von 500 kg in der Stunde.
• Gleichzeitig mit der Schlämmkreidezuführung sprüht man in diese Vorrichtung aus einem mit einer genau geregelten Dosierungsvorrichtung versehenen Zerstäuber azf 1500 erwärmte Stearinsäure in einer Menge von I5 kg je Stunde ein, d. h. von 3 O/o, bezogen auf die Schlämmkreide.
• Die in der Zerkleinerungsvorrichtung auftretende Reibung der Teilchen untereinander führt zu einer oberflächlichen Neutralisation, derart, daß sicl auf den Oberflächen der Schlämmkreideteilchen Calciumstearat bildet.
• Das Endprodukt wird, nachdem es in einen Luftstrom gebracht wurde, durch Einschaltung eines Cyclonabscheiders gewonnen. Anstatt der erwähnten Zerkleinerungsanlagen kann man auch Raymond-, Hammer- oder Zahnmühlen üblicher Bauart benutzen.
• PATENTANSPRS5HE I. Verfahren zur Behandlung von natürlichem Calciumcarbonat mit oberflächenaktiven Stoffen, dadurch gekennzeichnef, daß Calciumcarbonat in Gegenwart synthetischer oder natürlicher Fettsäuren, Aminofettsäuren, Säureamide, Fettalkohole, Wachse und Harze in Mengen v,n 0,I bis 40°/o bei mindestens 800 C gemahlen wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man das Calciumcarbonat nach vorheriger Erwärmung in die Verkleinerungsvörrichtung einführt; 3. Verfahren nach Anspruch I und 2. dadurch gekennzeichnet, daß man die dem Calciumcarbonat zuzugebenden Zusätze in flüssigem oder verflüssigtem Zustand als Sprühregen oder als Nebel entweder vor Eintritt des Calciumcarbonats in die Mühle oder am Beginn des Eintritts oder auch in feiner Pulverform vor oder im Laufe von dessen Eintritt in die Mühle zufügt.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 573 435.