DK145458B

DK145458B - Fremgangsmaade til fjernelse af ti-urenheder fra et kaolinler

Info

Publication number: DK145458B
Application number: DK322273AA
Authority: DK
Inventors: R N Maynard
Original assignee: Huber Corp J M
Priority date: 1972-06-08
Filing date: 1973-06-08
Publication date: 1982-11-22
Also published as: BR7304254D0; AU467409B2; ES415652A1; AU5649773A; GB1439679A; FR2188493A5; DE2329455C2; DE2329455A1; DK145458C; CA982161A; ATA509973A; AT358978B; US3857781A; JPS4962387A

Description

(19) DANMARK (Iff )

Vr.y

|p (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT mi 1U5U58 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 3222/73 (51) |ntCI.3 C OA B 33/0A

(22) Indleveringsdag 8· jun. 1973 (24) Løbedag 8. jun. 1973 (41) Aim. tilgængelig 9· dec. 1973 (44) Fremlagt 22. nov. 1982 (86) International ansøgning nr. - (86) International indleveringsdag (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. - (30) Prioritet 8. jun. 1972, 263730, U£ (71) Ansøger J.M. HUBER CORPORATION, Locust, US.

(72) Opfinder Robert Nelson Maynard, US.

(74) Fuldmægtig Firmaet Chas. Hude.

(54) Fremgangsmåde til fjernelse af TI-urenheder fra et kaolinler.

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fjernelse af Ti-urenheder fra et kaolinler, ved hvilken fremgangsmåde leret dispergeres med natrimhexametaphosphat, urenhederne udskilles som sediment, og den raffinerede leropslemning fraskilles fra sedimentet.

Naturligt forekommende lerarter varierer betydeligt i deres farveegenskaber, selv når de er fremstillet af miner i samme lokalitet OD eller endog fra forskellige steder i samme mine. Naturligt forekom- 5 mende kaolinleraflejringer indeholder misfarvende forureninger, f.

eks. jern og titanmineraler. Titanmineraler i kaolin forekommer i fj! reglen som misfarvede partikler, og disse er stort set ansvarlige r- for den gulbrune farvenuance af mange kaoliner. Ofte kasseres en ^ lerart som værende uegnet til industriel brug alene på grundlag af 3 2 145458 farven, selv om dens andre fysiske egenskaber såsom viskositeten af opslemninger af ler i vand og partikelstørrelsesfordelingen er inden for ønskede grænser.

Bysheden af lerarter forøges i reglen ved fraktionering, idet lerarten er lysere, jo finere partikelstørrelsen er. Denne forøgelse er dog utilstrækkelig til de mere misfarvede lerarter til, at de kan være industrielt acceptable, og yderligere behandling kræves af de raffinerede lerarter såsom kemisk blegning. Blegning med kemikalier såsom zink eller natriumhydrosulfit resulterer i almindelighed i forbedret lyshed af de raffinerede leropslemninger, men dette er i reglen en forøgelse på kun 2-5 lyshedspoint. Der findes andre metoder til at forbedre lysheden af lerarter, men i almindelighed er de ret kostbare og giver ikke en tilstrækkelig forøgelse i lyshed til at retfærdiggøre udgiften.

Ifølge beskrivelserne til amerikansk patent nr. 3.371.988 og østrisk patent nr.

277.855 forøges lysheden af kaoliner ved, at der til en vandig kaolinsuspension sættes natriumhexaftietaphosphat eller andre peptiseringsmidler i en sådan mængde, at kaolinsuspensionens viskositet efter at have gennemløbet et minimum igen stiger, og der fås en såkaldt reflokku-leret kaolinopslemning, hvoraf de farvede forureninger udfnugger selektivt, men selv om denne fremgangsmåde muliggør fremstilling af kaoliner med betydeligt forbedret lyshed, er den ikke helt tilfredsstillende, da der kræves meget lange sedimentationstider til fuldstændig udfældning af forureningerne, hvilket giver sig udtryk i en specifik varighed af sedimentationen på 30-40 min/cm. Forsøg på at forøge sedimentationshastigheden ved anvendelse af centrifuger er strandet på for små udbytter af lysnet kaolin.

Det er derfor formålet med opfindelsen, at angive en ny meget effektiv metode til at fjerne misfarvende !Ei02 forureninger og at overvinde manglerne ved de tidligere kendte fremgangsmåder.

Den foreliggende opfindelse overvinder manglerne ved de tidligere kendte fremgangsmåder og når sit formål ved behandling af en reflok-kuleret, ældet kaolinopslemning med en anionisk, højmolekulær polymer i nærværelse af specielle uorganiske salte. Denne fremgangsmåde flokkulerer og udfælder titan og jernforureninger med en yderst hurtig sedimentationshastighed på 2-10 minutter pr. 2,5 cm opslemnings-dybde og efterlader et yderst hvidt kaolinler i suspension. Fremgangs- 145458 3 måden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved a) dispergering og reflokkulering af en vandig kaolinlersuspension med fra 45 til 70% faste stoffer efter vægt ved tilsætning sif fra 0,9 til 4,5 kg natriumheksametafosfat pr. ton tørt ler og fra 3,6 til 9 kg natriummetasilikat pr. ton tørt ler i en kombineret mængde, som overstiger den mængde, der kræves til at opnå minimal viskositet, men i en mængde mindre end den, scan giver en uhåndterbar geltilstand, b) fortynding af den reflokkulerede opslemning til fra 25 til 45% faste stoffer, c) behandling af opslemningen med tilsætning af fra 1,8 til 22,5 kg natriumklorid pr. ton tørt ler, d) ældning af den saltbehandlede opslemning i 1-24 timer, e) yderligere fortyndning af den ældede opslemning til fra 10 til 35% faste stoffer, f) tilsætning til og blanding med den fortyndede, ældede opslemning af fra 0,0045 til 0,14 kg pr. ton tørt ler af en vandopløselig, stærkt anionisk polyakrylamidpolymer med en molekylvægt højere end en million.

På denne måde kan sedimentationshastigheden af de jernholdige og titanholdige forureninger forøges til ca. det tidobbelte af den hidtil opnåede sedimentationshastighed, hvilket svarer til en specifik varighed af sedimentationen på ca. 0,787-3,94 min/cm mod hidtil 27,56-39,37 min/cm, f.eks. 37,40 min/cm ifølge den fra tysk fremlæggelsesskrift nr. 1.936.219 kendte fremgangsmåde.

I tysk offentliggørelsesskrift nr. 1.771.794 er det foreslået at adskille kvartssand fra lerarter ved, at der til en leropslemning indeholdende 20 masse%,fortrinsvis 0,5-10 masse% ler, sættes et salt af mindst divalent metal, såsom kobber, kalcium, strontium, og især bly og en akrylpolymer, men titanholdige og jernholdige forureninger kan ikke udfældes tilstrækkeligt selektivt af leropslemning-er med så lavt indhold af fast stof og med indhold af divalente metaller.

Opfindelsen er nærmere anskueliggjort på tegningen, hvor fig. 1 et strømningsdiagram, der viser den almene fremgangsmåde 145458 4 ifølge opfindelsen, fig. 2 virkningen af doseringen af natriumheksametafosfat på det udvundne udbytte af ler efter forskellige lagertider for den dispergerede opslemning, fig. 3 virkningen af doseringen af natriumheksametafosfat på det færdige lers lyshed efter forskellige lagertider af den dispergerede opslemning, fig. 4 virkningen af doseringen af natriumheksametafosfat på procentmængden af titanoksyder tilbageholdt i det færdige ler efter forskellige lagertider af den dispergerede opslemning, fig. 5 virkningen af forskellige procentiske mængder faste stoffer i opslemning under den kemiske behandling på udbyttet, fig. 6 virkningen af forskellige procentmængder faste stoffer i opslemning under den kemiske behandling på den fremkomne lyshed, fig. 7 virkningen af forskellige mængder faste stoffer i opslemning under den kemiske behandling på procentmængderne af TiOg og Pe^O^, der bliver tilbage i det raffinerede færdige ler, fig. 8 virkningen af forskellige doseringer af natriummetasilikat med forskellige doseringer af natriumheksametafosfat og en dosering af natriumklorid på 5,6 kg pr. ton tørt ler på udbyttet og lysheden, fig. 9 "viser virkningen af forskellige doseringer af natriummetasilikat med forskellige doseringer af natriumheksametafosfat og en dosering af natriumklorid på 6,5 kg pr. ton tørt ler på udbyttet og lysheden, fig. 10 virkningen af forskellige doseringer af natriummetasilikat og natriumheksametafosfat og en dosering af natriumklorid på 7,4 kg pr. ton tørt ler på udbyttet og lysheden, fig. 11 virkningen af forskellige doseringer af natriummetasilikat og natriumheksametafosfat og en natriumkloridkoncentration på 8,3 kg pr. ton tørt ler på udbyttet og lysheden, 145458 5 fig. 12 virkningen af forskellige doseringer af natriumklorid ved forskellige doseringer af natriumheksametafosfat og en gen-nemsnitsdosering af natriummetasilikat fra 5,4 til 7,4 kg pr. ton tørt ler på de faste stoffer i den raffinerede op-slemning, fig. 13 virkningen af statisk ældning og ældning med blanding af en reflokkuleret leropslemning på det udvundne lerudbytte, fig. 14 virkningen af statisk ældning og ældning med blanding af en reflokkuleret leropslemning på det færdige lers lyshed, fig. 15 virkningen af statisk ældning og ældning med blanding af en reflokkuleret leropslemning på titandioksydet', der tilbageholdes i det færdige ler, fig. 16 virkningen af doseringen af polymer på lysheden og udbyttet ved forskellige doseringer af natriumheksametafosfat, fig. 17 virkningen af faste stoffer i opslemning og natriumklorids koncentration på lysheden af det færdige ler, fig. 18 virkningen af faste stoffer i opslemning og natriumklorid= koncentration på udbyttet af raffineret ler, fig. 19 virkningen af faste stoffer i opslemning og natriumklorids koncentration på faste stoffer i den raffinerede opelemning, fig. 20 virkningen af faste stoffer i opslemning og natriumklorids koncentration på lysheden af det raffinerede ler, fig. 21 virkningen af faste stoffer i opslemning og natriumklorids koncentration på udbyttet af raffineret ler, fig. 22 virkningen af faste stoffer i opslemning og natriumklorids koncentration på faste stoffer i den raffinerede opslemning, og 6 145458 fig. 23 lysheden af et færdigtier i relation til det tilbageblevne indhold af titandioksyd.

Beskrivelse af foretrukne udførelsesformer.

I. Almen fremgangsmåde.

Som eksempel på en almen og typisk fremgangsmåde, der er en foretruk-ken udførelsesform ifølge opfindelsen, kan henvises til den fremgangsmåde, der er vist i fig. 1, til behandling af et råt kaolinler fra Georgia, der har en lyshed på 78$ og urenheder omfattende 2,3$ titandioksyd og 1,2$ jernoksyd.

A. Dispersion af det rå materiale.

Det ovennævnte rå materiale kan fortyndes og dispergeres i en blander 10 til.et minimumindhold af faste stoffer i opslemningen fra 45 til 70 vægt$.

Dispergeringsmidlet kan typisk indeholde 2,3 kg natriumheksametafos-fat pr. ton ler og 2,3 kg natriummetasilikat pr. ton ler.

Udtrykket "Calgon" i den foreliggende beskrivelse og på tegningen er et varemærke for Calgon, Inc. for natriumfosfatglas eller natrium= heksametafosfat med et molekylforhold 1,1 1^0:1 P20^ med på 65$ P20^. i denne betydning og til den foreliggende ansøgnings formål er Calgon blevet anvendt i stedet for natriumheksametafosfat og vice versa.

I almindelighed har tetranatriumpyrophosphat og natriumtripolyphosphat vist sig at være mindre effektive end ovennævnte dispergeringsmidler til den foreliggende fremgangsmåde.

Den ovennævnte kombination af dispergeringsmidler synes at opretholde opslemningens flydenhed og dispersion i længere tid end hver af komponenterne for sig.

Det dispergerede råmateriale kan eventuelt derefter ledes gennem en blander 12 til en lagertank 14.

145458

Til mange produkter kan det være ønskeligt at ælde den dispergerede opslemning i et minimum af 24 timer, men ældning på dette tidspunkt er ikke væsentlig.

B. Reflokkulering.

Opslemningen kan så udmåles fra lagertanken 14 gennem en doserings-pumpe 16 til en Cowles-opløser 18 eller lignende blandetank med høje forskydningskræfter.

I behandlings tanken 18 tilsættes en 25# kemisk opløsning bestående af 0,9 kg natriumheksametafosfat pr. ton tørt ler og 3,6 kg natrium= metasilikat pr. ton tørt ler, og der- blandes.

Den samlede dosering af kemikalier gennem hele fremgangsmåden overstiger ikke 4,5 g Calgon og 9 kg natriummetasilikat pr. ton tørt ler inklusive den første dispersionsdosering.

C. Fortynding og blanding af reflokkuleret opslemning.

Den reflokkulerede opslemning med 65-66# faste stoffer kan så føres til en Cowles eller anden egnet fortyndingstank 20 og der fortyndes til 25-45# faste stoffer, fortrinsvis 40# faste stoffer, og blandes grundigt.

D. Saltbehandling af fortyndet opslemning.

Under de første stadier i fortyndingen tilsættes ca. 12# saltopløsning af natriumklorid ved en hastighed af fra 1,8 til 22,5 fortrinsvis ca. 6,8 kg pr. ton tørt ler.

Den saltbehandlede opslemning med ca. 40# faste stoffer kan så pumpes med en pumpe 22 til en ældningstank 24.

E. Ældning af behandlet opslemning.

Statisk, rolig ældning af den saltbehandlede opslemning med ca. 40# faste stoffer i en tid fra 3 til 24 timer giver bedre resultater. Ældning med mild omrøring i en periode fra 1 til 5 timer giver dog 8 145458 acceptable resultater og kan foretrækkes som værende mere praktisk til industriel produktion.

F. Fortynding af ældet opslemning.

Efter ældning skal opslemningen fortyndes yderligere til 10-35$ faste stoffer med en mængde vand (der har en temperatur på 16-38°C, fortrinsvis ca. 24°C), som er tilstrækkelig til, at opslemningen efter tilsætning af polymer har et ønsket indhold af faste stoffer på fortrinsvis 20$.

G-. Polymerbehandling.

Umiddelbart efter eller under fortyndingen behandles opslemningen i en blande tank 25 med en stærk anionisk, højmolekulær polyakrylamidpolymer fra en tank 26 til polymertilberedning i en dosering på 0,0045 til 0,14 kg pr. ton tørt ler. Den polymere tilberedes i almindelighed i 26 som en 0,02-0,1$ vandig opløsning før tilsætning til opslemningen.

H. Blanding under og efter tilsætning af den polymere.

Omrøring må være tilstrækkelig til at inkorporere den polymere opløsning hurtigt i leropslemningen. Kraftig omrøring, som begynder at opbryde de skøre flokke af titan-polymer eller andre flokke af sand, grove lerpartikler eller titan-jern-urenheder, som er dannet, er tilbøjelig til hurtigt at nedsætte kvaliteten af produktet.

Omrøring med mekaniske midler, luft o.s.v., kan anvendes.

I. Sedimentation af titan-polymer-flokke.

Sedimentation af titan-polymer-flokke opnås hurtigt i bundfældnings-tanken 27. Ved henstand begynder flokkene hurtigt at udfælde af suspensionen, med sedimentationshastigheder, der varierer fra 2 til 10 minutter pr. 2,5 cm opslemningsdybde. Fjernelse af den raffinerede opslemning med ca. 4-25$ faste stoffer (fortrinsvis af størrelsesordenen 18$) kan igangsættes med en hævert eller på andre måder.

Det skal bemærkes, at den polymere fjernes fra systemet med de kasserede flokke.

9 14545$ J. Forarbejdning af den raffinerede opslerrmlrg.

De raffinerede lerarter kan lagres i tanken 28 og senere forarbejdes ved vask, udludning, filtrering og tørring på velkendt måde.

II. Eksempler.

Eksempel 1 (Sammenligningseksempel) .

Som kontrol til de næste tre eksempler blev der udtaget en prøve af råt ler fra en mine i Østgeorgia. Dette råmateriale havde en lyshed på 82,9 og indeholdt 2,00 vægt# titanurenheder udtrykt som TiOg og 1,06 vægt# jernurenheder udtrykt som FegO^. Dette råmateriale blev opslemmet med ca. 35# faste stoffer og dispergeret med 2,!^ kg natri-umheksametafosfat (Oalgon) pr. ton tørt ler, en mængde der er nødvendig for at opnå minimal viskositet.

En sædvanlig type fin fraktion blev fraskilt fra det disperse råmateriale. Denne opslemning var sammensat af ler med en lyshed på 86,3 og indeholdt 2,01 vægt# titanurenheder udtrykt som Ti02 og 1,07 vægt# jernurenheder udtrykt som FegO^. Sædvanlig udludning med 4,5 kg zinkhydrosulfit pr. ton tørt ler og 1,2 kg alun pr. ton tørt ler gav en lyshed på 88,5.

Det følgende sammenligningseksempel demonstrerer frigørelsen og sedimentationen af titanurenheder fra en lersuspension med en forholdsvis lav udfældningshastighed.

Eksempel 2 (Sammenligningseksempel).

Udgangsråmaterialet i eksempel 1 blev behandlet ved blanding i en Waring-blander i 20 minutter med 65# faste stoffer med et disperge-ringsmiddel, en kombination af natriumheksametafosfat, der androg 4,5 kg pr. ton tørt ler, og natriummetasilikat, der udgjorde 9 kg „ „ pr. ton tørt ler. Dette behandlede ler blev fortyndet til 25# faste stoffer efter vægt og yderligere behandlet med 1,8 kg natriumklorid pr. ton tørt ler og blandet i 15 minutter. Opslemningen blev overført til en gennemsigtig beholder og fik lov at udfælde uden omrøring i en opslemningshøjde på 38 cm i 24 timer (en sedimentationshastighed på 1,6 time pr. 2,5 cm opslemntngsdybde). Efter udfældningsperioden -¾..ΛΑ 10 U5458 på 24 timer var et rumfang meget misfarvet, gulbrunt bundfald blevet konstant i dybden. Lersuspensionen blev fjernet og efterlod aflejringen i bunden af beholderen.

Det udvundne ler indeholdende 21,635¾ faste partikler af ler i opslem-ning blev vasket i hovedsagen fri for overskud af kemikalier. Dette blev opnået ved at syrne opslemningen til en pH-værdi på 5,75 med ca.

7,4 kg svovlsyre pr. ton tørt ler og til en pH-værdi på 4»20 med ca.

7,7 is alun pr. ton tørt ler for at skabe en flokkuleret opslemning, der blev filtreret. Det filtrerede materiale blev fortyndet med vand og genopslemmet til ca. 25$ faste stoffer. Denne opslemning var sammensat af ler med en lyshed efter udludning på 92,2 og indeholdt 0,76 vægt$ titanurenheder udtrykt som TiOg og 1,03 vægt$ jernurenheder udtrykt som i^O^.

De følgende to eksempler ifølge opfindelsen demonstrerer en mere effektiv fjernelse af titanurenheder fra en lersuspension med yderst høj udfældningshastighed.

Eksempel 3

Udgangsråmaterialet fra eksempel 1 blev behandlet til dannelse af en reflokkuleret opslemning ved blanding i en Waring-blander i 20 minutter med 65$ faste stoffer med et dispergeringsmiddel, en kombination af natriumheksametafosfat på 2 kg pr. ton tørt ler og natriummetasi-likat i en mængde af 6,8 kg pr. ton tørt ler. Denne behandlede opslemning blev fortyndet med vand til 25$ faste stoffer efter vægt og yderligere behandlet med natriumklorid i en mængde af 13j5 kg pr. ton tørt ler og blandet i 15 minutter. Denne særligt behandlede ler-opslemning fik lov at ælde uden omrøring i en periode på ca. 18 timer. Under denne ældningsperiode indeholdt leropslemningen natrium= klorid i en koncentration på 0,086 grammol pr. liter vand.

Efter ældning blev leropslemningen behandlet med Betz Polymer 1230 (en polymer, som er en anionisk, yderst højmolekulær, organisk copolymer af akrylamid med en molekylvægt over en million), der forud var opløst i vand i en koncentration på 0,0667 vægt%, og scrn udgjorde 0,11 kg pr. ton tørt ler beregnet som tørstof« Polymeropløsningen blev blandet med leropslemningen under mild blanding i 10 minutter. På dette punkt efter tilsætning 145458 11 af polymeropløsningen bestod leropslemningen af 10 vsegt^é faste ler-partikler og indeholdt en natriumkloridkoncentration på 0,0284 grammol pr. liter vand.

Straks efter tilsætning af polymeropløsningen til leropslemnlngen blev der iagttaget talrige meget misfarvede, gulbrune flokke, som“' dannedes, medens den tilbageblevne disperse lerfraktion nu var ydérst hvid sammenlignet med opslemningen før polymerfcehandlihgen. Efter henstand udfældede de meget misfarvede flokke af suspensionen med en yderst stor hastighed på 0,04 time pr. 2,5 cm opslemningsdybde. ien resterende lersuspension indeholdende ca. 6,5$ ler som faste stoffer blev fjernet og efterlod en aflejring af flokke på bunden af beholderen.

Det udvundne ler blev vasket i hovedsagen fri for overskydende kemi- !: ‘,f.

kalier og udludet på den måde, der er beskrevet i eksempel 2.

Dette særligt forbehandledé ler havde en lyshed på 94,2 og indeholdt 0,18 vægt$ titanurenheder udtrykt som TiOg og 1,0 vægt$ jernurenheder udtrykt som Ιβρ®·*,·

Eksempel 4

Eksempel 3 blev gentaget med undtagelse af, at det reflokkulerede og saltbehandlede ler efter ældning blev behandlet med Nalco 635, en polymer som er et stærkt anionisk, højmolekulært(over en million), vandopløseligtpolyakrylamid, der forud Vår opløst i vand til en koncentration på 0,1 vægt$, og som udgjorde 0,11 kg beregnet som tørstof pr. ton tørt ler. :'.u.

Dette særligt behandlede ler havde en lyshed p.å 94,4 efter udludning og indeholdt 0,18 vægt$ titanurenheder udtrykt som Ti02 og 1,02 vægt$ jernurenheder udtrykt som EegO^.

De følgende eksempler demonstrerer virkningen af ældning uden blanding af den reflokkulerede og saltbehandlede opslemning i forskellige perioder før polymerbehandlingen.

145458 12

Eksempel 5

En prøve af råt ler med en lyshed på 80,0 og indeholdende 2,25 vægt$ titanurenheder udtrykt som Ii02 og 1,15 vægt$ jernurenheder udtrykt som hlev behandlet ved blanding med en Cowles-opløser i 16 mi nutter med 65$ faste stoffer med et dispergeringsmiddel, en kombination af natriumheksametafosfat, der udgjorde 1,8 kg pr. ton tørt ler, og natriummetasilikat, der udgjorde 6,8 kg pr. ton tørt ler.

Dette behandlede ler blev fortyndet med vand til 26$ faste stoffer og yderligere behandlet med natriumklorid, der udgjorde 15,8 kg pr. ton tørt ler, og blandet i 12 minutter. På dette punkt indeholdt leropslemningen en mtriumkloridkoncentration på 0,105 grammol pr. liter vand.

En prøve af denne frisk behandlede opslemning, der ikke repræsenterede nogen ældningstid, blev straks behandlet med en polymer, Nalco 635, som beskrevet i eksempel 4. Efter tilsætning af polymeropløsningen indeholdt leropslemningen 10$ faste stoffer og natriumklorid i en koncentration på 0,033 grammol pr. liter vand.

Den raffinerede lersuspension blev udvundet og forarbejdet som beskrevet i eksempel 2.

Dette specielt behandlede ler havde en lyshed på 91,0 efter udludning og indeholdt 1,24 vægt$ titanurenheder udtrykt som Ii02 og 1,09 vægt$ jernurenheder udtrykt som Ee^O^.

Eksempel 6

En prøve af den behandlede opslemning fra eksempel 5 blev efter behandling med natriumklorid ældet i 4 timer uden blanding. Denne ældede opslemning blev så behandlet som beskrevet i eksempel 5.

Det udvundne ler havde en lyshed på 93,4 efter udludning og indeholdt 0,41 vægt$ titanurenheder udtrykt som Ti02 og 1,12 vægt$ jernurenheder udtrykt som Ee20j.

13 145458

Eksempel 7

Eksempel 6 blev gentaget med undtagelse af, at den behandlede opslem-nlng blev ældet 1 22,5 timer uden blanding før behandling med den polymere.

Dette specielt raffinerede ler havde en lyshed på 94,0 efter udlude ning og indeholdt 0,28 vægt# titanurenheder udtrykt som TiOg og 1,08 vægt# jernurenheder udtrykt som I^O^.

Eksempel 8

Eksempel 5 blev gentaget med undtagelse af, at efter behandling af råmaterialet med dispergeringsmidlerne, natriumheksametafosfat og natriumsilikat, blev opslemn.ingen reduceret med vand til 27,89# faste stoffer før behandlingen med natriumklorid. Denne opslemning fik lov at ælde uden omrøring i 18 timer med en natriumkloridkoncentration på 0,117 grammol pr. liter vand.

Efter ældning blev opslemningen behandlet som beskrevet i eksempel 5.

Dette specielt behandlede ler havde en lyshed på 94,7 efter udludning og indeholdt 0,15# titanurenheder udtrykt som TiOg og 1,09 vægt# jernurenheder udtrykt som Ee20^.

De følgende tre eksempler demonstrerer virkningen af ældning under mild blanding af den reflokkulerede og natriumkloridbehandlede opslemning i varierende tider før polymerbehandlingen.

Eksempel 9

Det rå ler fra eksempel 1 blev behandlet ved blanding med en Cowles-opløser i 16 minutter med 65# faste stoffer med et dispergeringsmid-del, en kombination af natriumheksametafosfat,der udgjorde 2,2 kg pr. ton tørt ler, og natriummetasilikat, der udgjorde 6,8 kg pr. ton tørt ler. Dette behandlede ler blev fortyndet med vand til 40# faste stoffer og yderligere behandlet med natriumklorid, der udgjorde 6,8 kg pr. ton tørt ler, og blandet i 12 minutter. Denne leropslemning, indeholdende en koncentration af natriumklorid på 0,086 grammol pr. liter vand, blev ældet under mild blanding i 1 time.

145458 14

Efter ældning blev opslemningen behandlet med Betz Polymer 1230, der forud var opløst i vand til en koncentration på 0,0667 vægt$, og som udgjorde 0,11 kg beregnet som tørstof pr. ton tørt ler,under milde blandingsbetingelser i ca. 10 minutter.

På dette punkt efter tilsætning af polymeropløsning bestod leropslem-ningen af 20$ faste stoffer og indeholdt natriumklorid i en koncentration på 0,0117 grammol pr. liter vand.

Straks efter tilsætningen af polymeropløsningen til leropslemningen blev det iagttaget, at talrige stærkt misfarvede flokke dannedes og udfældedes af suspensionen som beskrevet i eksempel 3.

Den raffinerede lersuspension indeholdende ca. 15,3$ faste stoffer blev udvundet og oparbejdet som beskrevet i eksempel 3. Dette særligt behandlede ler havde en lyshed på 92,6 efter udludning og indeholdt 0,53 vægt$ titanurenheder udtrykt som Ii02 og 1,03 vægt$ jernurenheder udtrykt som Ee20^.

Eksempel 10

En prøve af den behandlede opslemning fra eksempel 9 blev efter behandling med natriumklorid ældet under mild blanding i en periode på 3 timer før polymerbehandlingen. Efter ældning blev denne opslemning behandlet som i eksempel 9.

Det raffinerede ler havde en lyshed på 93,2 efter udludning og indeholdt 0,40 vægt$ titanurenheder udtrykt som fi02 og 1,03 vægt$ jernurenheder udtrykt som Be20^.

Eksempel 11

En prøve af den behandlede opslemning fra eksempel 9 blev efter behandling med natriumklorid ældet under mild blanding i en periode på 22,5 timer før polymerbehandlingen.

Efter ældning blev denne opslemning behandlet som i eksempel 9.

Det raffinerede ler i dette eksempel havde en lyshed efter udludning på 92,7 og indeholdt 0,51 vægt$ titanurenheder udtrykt som Ti02 og 1,03 vægt$ jernurenheder udtrykt som Ee20^.

15 145458

De følgende fire eksempler illustrerer virkningen af doseringen af polymer på udbyttet og kvaliteten af det raffinerede ler.

Eksempel 12

Det rå ler fra eksempel 1 blev behandlet ved blanding i en Cowles-opløser i 16 minutter med 65# faste stoffer med et dispergeringsmid-del, en kombination af natriumhekBametafosfat, der androg 2,2 kg pr. ton tørt ler, og natriummetasilikat, der androg 7,4 kg pr. ton tørt ler. Denne behandlede opslemning blev fortyndet med vand til 40# ' faste stoffer og yderligere behandlet med natriumklorid, som andrdg 7,4 kg pr. ton tørt ler, og blandet i 12 minutter. Denne leropsiem-ning indeholdt en natriumkloridkoncentration på 0,0946 grammol pr. liter vand.

Denne behandlede opslemning indeholdende 40# ler som fast stof blev ældet under mild blanding i en periode på 3 timer.

Efter ældning blev opslemningen behandlet med Betz Polymer 1230, som tidligere beskrevet i eksempel 9, i en mængde på 0,11 kg på tørstpf pr. ton tørt ler. Efter tilsætning af polymeropløsningen indeholdt leropslemningen 20# ler som faste stoffer og natriumklorid i en koncentration på 0,o35 grammol pr. liter vand.

Straks efter tilsætningen af polymeropløsningen til leropslemningen blev iagttaget talrige stærkt misfarvede flokke, som dannedes og udfældedes af suspensionen, som beskrevet i eksempel 3.

Den raffinerede lersuspension blev udvundet og oparbejdet som beskrevet i eksempel 3. Der fremkom et udbytte på 47,6# hvidt ler med. en lyshed på 93,9 efter blegning. Dette ler indeholdt 0,23 vægt# titanurenheder udtrykt som TiOg og 1,02 vægt# jernurenheder udtrykt som, FegO^.

Eksempel 13

Eksempel 12 blev gentaget med undtagelse af, at der blev anvendt en dosering af polymer på 0,09 kg tørstof pr. ton tørt ler.

145458 16

Der fremkom et udbytte på 47,7$ lividt ler med en lyshed på 93,7 efter Udludning. Dette ler indeholdt 0,27 vægt$ titanurenheder udtrykt som TiOg og 1,04 vægt$ jernurenheder udtrykt som EegO^.

Eksempel 14

Eksempel 12 hlev gentaget med undtagelse af, at der blev anvendt en dosering af polymer på 0,045 kg tørstof pr. ton tørt ler.

Der fremkom et udbytte på 57,7$ hvidt ler med en lyshed på 93,1 efter udludning. Dette ler indeholdt 0,42 vægt$ titanurenheder udtrykt som Ii02 og 1,03 vægt$ jernurenheder udtrykt som Ee20^.

Eksempel 15

Eksempel 12 blev gentaget med undtagelse af, at der blev anvendt en dosering af polymer på 0,018 kg tørstof pr. ton tørt ler.

Der fremkom et udbytte på 70,2$ hvidt ler med en lyshed på 91,3 efter udludning. Dette ler indeholdt 0,93 vægt$ titanurenheder udtrykt som Ii02 og 1,04 vægt$ jernurenheder udtrykt som Pe20^.

III. Eølgende tabeller og tal giver yderligere eksempler på variationer, der er muligt indenfor opfindelsens rammer.

A. Salte.

Den med vand fortyndede reflokkulerede kaolinopslemning får derfor ifølge opfindelsen tilsat natriumklorid, fordi natriumklorid tydeligt gør det muligt at opnå de bedste udbytter af oparbejdet kaolin og den største lyshed af kaolinen. Natriumsulfat, natriumkarbonat, kaliumklorid, natriumnitrat og ammoniumklorid giver ganske vist også brugbare resultater, men er dog tydeligt dårligere end natriumklorid. Andre alkalimetalsalte såsom natriumacetat, natriumbikarbonat, natriumhypo= klorit, kaliumbromid og ammoniumsulfat og også aluminiumsulfat er uvirksomme.

B. Akrylamidpolymeren.

Den ifølge opfindelsen anvendte vandopløselige, stærkt anioniske akryl= 145458 17 amidpolymer med en molekylvægt på mere end 10^ kan være en homopolymer eller en copolymer af akrylamid. Sådanne akrylamidpolymere kan fås med molekylvægte på indtil næsten 13 x 10^. Copolymere af akrylamid med andre dermed copolymeriserbare monomere såsom akrylsyre eller . metakrylsyre indeholder i reglen 60% akrylamidrester.

Ifølge opfindelsen foretrækkes det således at anvende en vandopløselig, anionisk polymer med den almene struktur -m—Scan - CH\— CH_ - CH— T il l c=o c=o

I I

l NH2 Jx 0-Na+ y baseret på en polyakrylamidstruktur såsom —/’’cH-- CH-X- 1 2 I : » c=o NH0 n

V V

C. Fremstilling af reflokkuleret kaolinopslemning.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendes derfor som dispergerings-middel en blanding af natriumheksametafosfat og natriummetasilikat, for ved anvendelse af udelukkende natriumheksametafosfat skades ud-' byttet af oparbejdet kaolin og dets kvalitet, og natriummetasilikat alene er ikke istand til effektivt at dispergere rå kaolin i koncentrerede kaolinopslemninger, men natriummetasilikat påvirker ikke udbyttet af oparbejdet kaolin og dets kvalitet så stærkt som natriumheksametafosfat. Natriumheksametafosfat og natriummetasilikat virker i kombination bedre i opslemninger af rå kaolin med højt indhold af fast stof end hver af de nævnte forbindelser for sig, især aftager virkningen af natriumheksametafosfat som dispergeringsmiddel med lagertiden af kaolinopslemningen.

145458 18

Disse forhold belyses af fig. 2, 3 og 4, som i den anførte rækkefølge viser afhængigheden af det i % anførte udbytte, den i % anførte lyshed og det i % anførte indhold af titandioksyd i den oparbejdede kaolin af den i timer målte lagringstid af en opslemning af rå kaolin med et indhold af fast stof på 68-69% og et indhold på 2,27 kg na= triummetasilikat pr. ton kaolin, og som er fremstillet ved blanding i 5 minutter med en blandehastighed på 1219 m/min, idet på fig. 2, 3 og 4 kurven A gælder for 1,59 kg, kurven B for 2,04 kg og kurven C for 2,49 kg natriumheksametafosfatdosering pr. ton tør kaolin.

For at få et optimalt udbytte af oparbejdet kaolin og for ved en lagringstid på ca. 20 til 48 timer at opnå størst mulig lyshed af den oparbejdede kaolin er det derfor nødvendigt at optimere den anvendte mængde natriumheksametafosfat.

D. Varierende indhold af faste stoffer i opslemningen under den kemiske behandling;

Virkningen af at variere graden af forskydningskræfter ved at variere opslemningens indhold af faste stoffer under den kemiske behandling på udbyttet, de faste stoffer i den raffinerede opslemning og lysheden blev bestemt.

Der blev udført forsøg ved at behandle råt ler med forskellige indhold af faste stoffer liggende fra 45 til 65$, medens der blev blandet i 20 minutter med en kombination af kemikalier bestående af 2,3 kg natriumheksametafosfat pr. ton ler og 6,8 kg natriummetasilikat pr. ton ler. Hver opslemning .blev så fortyndet til 40$ faste stoffer og behandlet med 7S5 kg natriumklorid pr. ton ler under blanding i yderligere 15 minutter.

De ovenfor behandlede opslemninger blev ældet i en periode på 3 timer med langsom blandehastighed og 40$ faste stoffer. Efter ældning blev opslemningerne fortyndet til 20$ faste stoffer og behandlet med 0,11 kg polymer pr. ton ler under anvendelse af langsomtgående omrøring for at inkorporere fortyndingsvandet og polymeropløsningen.

19 U5458

Efter polymerbehandlingen fik de fremkomne flokke af urenheder lov at udfælde, og de raffinerede lersuspensioner blev fjernet fra bund*-faldet og forarbejdet til færdigt ler. "Reisultaterne et vist i fig.

5-7. Fig. 5 viser virkningen af forskellige mængder faste stoffer i -opslemningen under den kemiske behandling på udbyttet. Fig. 6 viser Virkningen af forskellige mængder faste stoffer i opslemningen under den kemiske behandling på den fremkomne lyshed. Fig. 7 viser virkningen i af forskellige mængder faste stoffer i opslemningen under den kemiske behandling på den procentmængde der bliver tilbage i det raffi nerede færdige ler. Blandetiden blev indstillet for at udsætte leret-med de varierende mængder faste stoffer for samme arbejdsmængde.

_ * i

Som vist i fig. 5-7 fås højere udbytte med højere indhold af fast· stof i opslemningen, fordi højere indhold af fast stof resultérer i større forskydningskræfter. Acceptable produkter kan dog frerastillés ved at behandle opslemninger med et indhold af faste stoffer på 45* eller mere.

E. Virkning af kemikaliedoseringer: ' - : : Eåmaterialet blev behandlet med natriumheksametafosfat varierende i '· r mængder fra 1,3 til 4,0 kg pr. ton ler og natriummetasilikat varierende i mængde fra 3,4 til 7,5 kg pr. ton ler. Behandlingen blev udført ved at blande med lerarter med 65# faste stoffer med en blandé-intensitet på 1140 irydain i 16 minutter. Opslemningeme blev så fortyndet til 40# faste stoffer og behandlet med natriumklorid varierende i mængde fra 5,6 til 8,3 kg pr. ton ler,’ medens der blev blandet i yderligere 12 minutter.

De ovennævnte behandlede opslemninger blev ældet i en periode på 3 timer under langsom blanding med 40# faste stoffer. Efter ældning blev opslemningeme fortyndet til 20# faste stoffer og samtidigt behandlet med 0,11 kg polymer pr. ton ler under anvendelse af mild omrøring for at inkorporere fortyndingsvand og polymeropløsning i ler-opslemningerne.

145458 20

Efter polymerbehandlingen fik de fremkomne flokke lov at udfælde. De raffinerede lerfraktioner, der "blev i suspension, "blev fjernet fra "bundfaldene og forarbejdet til færdigt ler. Resultaterne er vist i fig. 8-12. Eig. 8 viser virkningen af varierende doseringer af na-triummetasilikat med varierende doseringer af natriumheksametafosfat og natriumkloriddoseringer på 5,6 kg pr. ton tørt ler på udbyttet og lysheden.

I fig. 8 blev 5,6 kg natriumklorid pr. ton tørt ler tilsat for at give en natriumkloridkoncentration i opslemningen med 40$ faste stoffer på 0,415$ eller 0,0713 mol pr. liter vand og for at give en natriumkloridkoncentration i opslemningen med 20$ faste stoffer på 0,156$ eller 0,0267 mol pr. liter vand. Batriummetasilikatdoseringerne repræsenteret ved kurverne A, B, C og D er henholdsvis 5,4, 6.1, 6,8 og 7,4 kg pr. ton tørt ler.

Eig. 9 viser virkningen af varierende doseringer af natriummetasili-kat med forskellige doseringer af natriumheksametafosfat og en natriumkloriddosering på 6,5 kg pr. ton tørt ler på udbytte og lyshed.

X fig. 9 blev 6,5 kg natriumklorid pr. ton tørt ler tilsat for at give en natriumkloridkoncentration i opslemningen med 40$ faste stoffer på 0,481$ eller 0,0827 mol pr. liter vand og for at give en natriumkloridkoncentration i opslemningen med 20$ faste stoffer på 0,181$ eller 0,0310 mol pr. liter vand. Ratriummetasilikatdoserin-gerne repræsenteret ved kurverne A, B, C og I) er henholdsvis 5,4, 6.1, 6,8 og 7,4 kg pr. ton tørt ler.

Eig. 10 viser virkningen af varierende doseringer af natriummetasili-kat og natriumheksametafosfat og natriumkloriddoseringer på 7,4 kg pr. ton tørt ler på udbytte og lyshed.

I fig. 10 blev 7,4 kg natriumklorid pr. ton tørt ler tilsat for at give en natriumkloridkoncentration i opslemningen med 40$ faste stof- 145458 21 fer på 0,547$ eller 0,0941 mol pr. Ilter vand og for at give en natriumkloridkoncentration i opslemningen med 20$ faste stoffer på 0,206$ eller 0,0353 mol pr. liter vand. Hatriummetasilikatdosefin·-gerne repræsenteret ved kurverne A, B, C og er henholdsvis 5,4, 6.1, 6,8 og 7,4 kg pr. ton tørt ler.

Pig. 11 viser virkningen af forskellige doseringer af natriummet as Silikat og natriumheksametafosfat og en natrjumkloridkoneentratlon-'på 8,3 kg pr. ton tørt ler på udbytte og lyshed. " I fig. 11 blev 8,3 kg natriumklorid pr. ton tørt ler tilsat for at give en natriumkloridkoncentration i opslemningen med 40$ faste stoffer på 0,613$ eller 0,1055 mol pr. liter vand og for åt give en na~ triumkloridkoncentration i opslemningen méd 20$ faste stoffer på v --0,231$ eller 0,0396 mol pr. liter vand. Hatriummetasilikatdoseringerne repræsenteret ved kurverne A, B, C og D’er henholdsvis 5*4, 6.1, 6,8 og 7,4 kg pr. ton tørt ler.

Pig. 12 viser virkningen af forskellige natriumkloriddoseringer ved forskellige natriumheksametafosfatdoseringef·og en gennemshitsctøse-· ring af natriummetasilikat fra 5,4 til 7,4 kg pr. ton tørt lér beregnet på raffinerede, faste opslemningsstoffer.

I fig. 12, der viser virkningen af kemikaliedoserihger på raffinerede opslemningsstoffer, er repræsenteret en gennemsnitlig natriummetasi-likatdosering i intervallet fra 5,4 til 7,4 kg pr. ton tørt ler. Ha-triumkloriddoseringerne repræsenteret ved kurverne A, B, C og D ar · henholdsvis: _natriumklorid_

Koncentration, $ faste stoffer kq·/1 ler i opslemning, $ ___ 40$' 20$ A 5,58 0*415 0,166 t ; B 6,53 0,481 0,181 C 7,43 0,547 0,206 D 8,33 0,613 0,231 22 145458

Fig. 8-11 -viser virkningen af at variere doseringerne af natriumhek-sametafosfat og natriummetasilikat i kombinationer med konstante mængder natriumklorid, idet natriumkloriddoseringen varierer fra den ene figur til den næste.

Foruden at være vist i doseringer som kg pr. ton ler er natriumkloridet ..også vist som en koncentration udtrykt som en procentopløsning beregnet på mængden af tilstedeværende vand i hvert opslemningssystem. Disse koncentrationer er vist for både en opslemning med 40$ faste stoffer og efter fortynding til 20$ faste stoffer. Nærmere betegnet viser fig. 8 virkningen af forskellige doseringer af natriummetasilikat med forskellige doseringer af natriumbeksametafosfat og en natriumkloriddosering på 5,6 kg pr. ton tørt ler på udbyttet og lysheden. Fig. 11 viser virkningen af forskellige doseringer af natriummetasilikat og natriumbeksametafosfat og en natriumkloridkoncentration på 8,3 kg pr. ton tørt ler på udbytte og lyshed.

Generelt viser fig. 8-11 følgende virkninger.

Stigende doseringer af natriumbeksametafosfat resulterede i aftagende lyshed og forøget udbytte. Graden af ændringen i værdierne bevirket ved stigende natriumbeksarnetafosfatdosering blev dog gradvis formindsket, når doseringerne af natriummetasilikat og natriumklorid blev forøget. Dette var især tilfældet for lysbedsværdierne, som illustreret ved sammenligning af fig. 8 og 11.

Stigende doseringer af natriummetasilikat resulterede i stigende lysbed og aftagende udbytte. Graden af ændringen i værdierne bevirket ved stigende dosering af natriummetasilikat voksede progressivt med stigende doseringer af natriumbeksametafosfat og faldt omvendt med stigende doseringer af natriumklorid.

Stigende doseringer af natriumklorid resulterede også i stigende lyshed og aftagende udbytte. I dette tilfælde voksede graden af ændring i lysbedsværdi bevirket ved stigende natriumkloriddoseringer progressivt, når doseringerne af natriummetasilikat voksede.

Ovenstående fortolkning tjener til at illustrere nødvendigheden af at udvælge og omhyggeligt opretholde en balance af kemiske doseringer 23 145458 for at frembringe optimal lyshed og udbytte.

Pig. 12 illustrerer virkningen af at variere de kemiske doseringer på indholdet af faste stoffer i de raffinerede opslemninger. Da sedimentation af hver opslemning blev udført med 20$ faste stoffer, var de fremkomne værdier alene afhængige af de kemiske doseringer. Specielt viser fig. 12 virkningen af forskellige natriumkloriddoseringer ved forskellige natriumheksarnetafosfatdoseringer og en gennemsnitsdosering af natriummetasilikat fra 5,4 ti-1 7,4 kg pr. ton tør-t ler på de faste stoffer i de raffinerede opslemninger.

Generelt viser fig. 12 følgende virkninger.

I -

Stigende doseringer af natriumheksametafosfat resulterede i stigende indhold af faste stoffer i opslemningen.

Virkningen af at variere mængderne af natriummetasilikat indenfor det afprøvede interval var mindre end ±1$ faste stoffer i opslemning, og derfor er kun vist gennemsnitsværdier.

De faste stoffer i opslemningen aftog med stigende doseringer af natriumklorid for hver anvendt dosering af natriumheksametafosfat.

P. Ældning af kemisk behandlet opslemning:

Efter den kemiske behandling ældes opslemningen. virkningerne af statisk ældning og blanding er vist i fig. 13-15. Specielt viser fig. 13 virkningen af statisk ældning og ældning under blanding af en reflokkuleret leropslemning på det udvundne lerudbytte.

I fig. 13 repræsenterer kurven A statisk ældning, og kurven B ældning under blanding.

Pig. 14 viser virkningen af statisk ældning og ældning under blanding af en reflokkuleret leropslemning på lysheden af det færdige ler.

fig. 14 repræsenterer kurven A statisk ældning, og kurven B ældning under blanding.

24 145458

Fig. 15 viser virkningen af statisk ældning og ældning under blanding af en reflokkuleret leropslemning på titandioksydet, der tilbageholdes i det færdige ler.

I fig. 15 repræsenterer kurven A statisk ældning, og kurven B ældning under blanding.

Som vist blev de højeste lyshedsværdier og laveste titanværdier opnået under betingelser, hvor opslemningen blev ældet uden blanding. Udbytterne faldt med tiden under begge ældningsbetingelser, men de faldt i mindre grad, når opslemningen blev ældet uden blanding. Optimale værdier med hensyn til produktets lyshed synes at kræve ca.

20 timers ældning under betingelser uden blanding.

G. Posering af polymer:

Flere forsøg blev udført med samme fremgangsmåde ifølge opfindelsen og konstante doseringer på 6,8 kg natriummetasilikat pr. ton ler og 7,4 kg natriumklorid pr. ton ler i hver prøve. Uatriumheksametafosfate t blev varieret i mængder fra 1,5 til 4,1 kg pr. ton ler. Pen polymere blev varieret fra 0,018 til 0,11 kg tørstof pr. ton ler. Resultaterne er vist i fig. 16.

I fig. 16 er natriummetasilikatdoseringen 6,8 kg pr. ton tørt ler, natriumkloriddoseringen er 7,4 kg pr. ton tørt ler, hvilket giver en natriumkloridkoncentration i opslemningen med 40$ faste stoffer på 0,547$ og i opslemningen med 20$ faste stoffer på 0,206$. Polymer-doseringerne repræsenteret ved kurverne i kg pr. ton tørt ler er: A - 0,018 B - 0,045 C - 0,068 P - 0,09 E - 0,11

Som vist voksede lyshedsværdierne, når doseringen af polymer voksede. For hver polymerdosering aftog lyshedsværdien dog, når doseringerne af natriumheksametafosfat voksede. En omvendt virkning blev vist for 25 145458 udbytteværdierne. Stigende doseringer af polymer frembragte aftagende udbytter. Men for hver polymerdosering voksede udbytteværdierne, når doseringerne af natriumheksametafosfat voksede.

Under betingelserne, der er vist i fig. 16, vil det ses, at doseringer på 0,09 til 0,11 kg polymer pr. ton ler anvendt i kombination ked ca. 2,2 kg natriumheksametafosfat pr. ton ler var nødvendige for at give optimale udbytter af ler med en lyshed på 93+.

H. Varierende koncentrationer af natriumklorid: * C* ' ^

Hver prøve blev udført ved at opslemme råt ler med 69# fast stof i en periode af 10 minutter og en blandeintensitet på 1397 m/min. Dispersion blev opnået med en kemisk opløsning bestående af et natrium= heksametafosfat og natriummetasilikat ækvivalent med hver især 2,2 kg pr. ton ler.

Efter dispersion blev råstoffet ældet natten over under mild omrøring. Efter ældning blev den dispergerede opslemning behandlet med en kemisk opløsning bestående af, hvad der svarer til 0,45 kg natriumheksametafosfat pr. ton ler og 4,5 kg natriummetasilikat pr; ton ler,·1 ved at blande i 30 minutter med 65# faste stoffer og anvende .samme··>7 blandeintensitet som til dispersion.

Portioner af den ovenfor behandlede opslemning fik sit indhold af 7' fast stof reduceret til forskellige niveauer og blev yderligere behandlet med forskellige mængder natriumklorid ved at blande med en‘ blandeintensitet på 1266 m/min i en periode^på 12 minutter.

Efter behandling med natriumklorid blev hver opslemning ældet under mild blanding i en periode på 3 timer.

v

Efter ældning blev opslemningerne igen fortyndet til forskellige indhold af fast stof og behandlet med en opløsning af polymer i en koncentration på 0,027# og i en mængde ækvivalent med 0,11 kg beregnet som tørstof pr. ton ler. Fortyndingsvandet og polymeropløSniagen blev inkorporeret i de ældede opslemninger ved mild blandijdg. De fremkomne flokke af urenheder blev udfældet af suspensionen med en bundfældningshastighed ækvivalent med 0,05 time (3 minutter) .pr. 2-, 5 cm opslemningsdybde.

De raffinerede fraktioner, der forblev i suspension, blev fjernet fra bundfaldene og forarbejdet til færdigt ler. Enkeltheder vedrørende de forskellige prøver er vist i nedenstående tabel.

26 145458 -p Η α> o p Μ -P Φ Pi m P h _ _

H d 'M’CMOOCTiOO (X)COH-H-00 CTlOCTiCDCMO OCMtAOLAO

-p h s ------ ------ ------ ------

® Μ 0) tA H" LACO CD t— HCMtAH-LACD Olrl ri OJ 1ΛΜ" 03 CTl O ri H CM

p cd cd H HHHHHH HHHHHH HHHHH HHHH

Φ Η P ra Η ft H 'iRH o|

P

£8 i> ω

-p -P

Μ -P OOCOCO’M-O OOIAIOOO C-O'M-OCMO O O CO CM CM CM

P ►>, ------ ------ ------ ------

H π inooHvootn ia co O h- oo cm co cn h H· c-- H οί H cm la oo H

O H [--CO CO LA LA H" [-COCOlAH*'>i- [- CD CO LA Η- H- [-- C—CD LA ·ΜΉ" P p'sa P4

H

ω CACDHIAOOO C— CM CD O CM CM CM [- H M'CO C— CA 00 tA CO 00 CT< £ ------ ------ ------ ------

Ώ O H CM CM CM tA HCMCMtAtAtA CM CM tA tA tA CA CM CM CA CA CA CA

f>5 σι cr\ cn cn cn ca σ\ σ> ca cn ca cn cacacacacaca cacacacacaca

H'sRJ

CMCA'M-COrHCD CM tA CO rH CA CA CM CD tA tA H" CA CM O O tA CO CD

P M-t^-rilAOM· ^COLAt-HCD CA[-CMr-CME— H CD H CD Η Γ- CD H\<1) CM CM tA tA'M--M- CM CM tA tA Η" H" CM CM tA tA -Φ H" CM CM tA tA -Μ- H-

ω OH-P OOOOOO OOOOOO OOOOOO OOOOOO

cd cd o H ------ ------ ------ ------

Ή SØH OOOOOO OOOOOO OOOOOO OOOOOO

ra

6C

p . HtALACA'M-O H LA O CO CA LA H CD C—A- CA CM H CM ^ 00 •1-1 H O H-CDCOOCACD H-CO CAH H-[- CACO 00 Η H- [— CM LA 00 H H-C—

i—I Op H i—ItHCMCMCM Η Η H CM CM CM Η Η H CM CM CM t—IrHrHCMCMCM

P OOOOOO OOOOOO OOOOOO OOOOOO

cd ,p

Φ I

^2 g ρ ω p ω

03 -P 03 H

a ratpra CDCOOCclH-CD H-CD CO O CM-M- CM'M-CDOOOCM O CM H-CD GO O

S Cd H ft &£ Η H CM CM CM CM Η Η H CM CM CM Η Η Η H CM CM HHrlrI H CM

Η Η O O P O -P -P PM ^ M -P p

Η- Η- 'Φ 'Φ Tf H" CACACACACACA Η--Μ-"Μ-·>Μ· ΗΉ" CD CD CD CD CD CD

P COOOCOCOOOCO CACACACACACA HHHHHH CM CM CM CM CM CM

H\03 CD CD CD CD CD CD A-A-A-A-A-A- CACACACACACA OOOOOO

OH-P OOOOOO OOOOOO OOOOOO HHHHHH

t(D ^ 0H OOOOOO OOOOOO OOOOOO OOOOOO

P

•H

H " · OOCOCOGOOOCO LAIAIAIAIAIA HHHHHH CDCDCOCDCDCO

Π 03 HO CACACACACACA CD CD CD CD CD CD CA CA CA tA tA tc\ CACACACACACA

P ra OP tA CA CA tA CA tA η-'Μ-Η" Η-'Μ--Μ- LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA

cd cd Cd O — — — — — — — — — — — — ------ — — — — — —

,ΡΗ 1¾ rM^I OOOOOO OOOOOO OOOOOO OOOOOO

ω ra H 6£ HP p

•PH HO CO CO CO 00 03 03 HHHHHH Η ΡΊ CO 03 CO 03 CCIAIOIAIAJCM

PP O-Pp cDCDCDCococD oooooooococo σι cn σι σ> σι σι oooooo Ο H cd \ o — — — — — — — — — — — — ------ ------

HH jz; t Ή COCOCOCOCDCD Γ- Γ- Γ- Γ- r- Γ- 00 03 CO CO 00 CO OOOCDOO

£8 HHHHHH

% I

ho a P ω p ω

-P -P 0) H OOOOOO OOOOOO OOOOOO OOOOOO

cd m<pra ------ ------ ------ ------

S cd 'P ft 6C LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA

MOOp tAtACAtAtAtA tA tA tA tA tA tA tA tA tA tA tA tA tA tA tA tA tA tA -P H

ra h p 27 145458

-p «Η 03 O Pi M

-P 03 Pi

03 Pi H

•h pj cvj i—11—ί i>- c··— la vo h- co cn r- la o co H- oo vo cm la cm co cm la o -p H a ------ ------ ------ ------

03 Ch 0) LAID C— [>- 00 ΟΛ LA ΗΉ-LAVD C- CM CM LA LA Η-LA O Η H CvJ CM LA

Pi CtJCdH HHHHHH HHHHHH HrlrlHHH rlrlrlrlHH

<13 tfH Pi CQ

•H P

Ti 'ϊ&Η O

Pi Π æ ί> ro +3+3 Μ -P OOLAHOOCM LACMOCMOO H" CM CM O t—LA OO H" H" LA O H" pS >>, ------ ------ ------ ------

Ti P CMlArHOOlA H LA H* LA O- CM CM LA 00 CM LA O LAH <ACM VD O

O H LO LA LA H" H- LA LO LA H" H- LA LA LO LA Η" H" LA LA LO LA -Φ Nf- LA LA

U iTA£. : :

FM

Ti - i 03 ΟΊ LA C- O Η Η H" 00 H LA H- H" Cn CM H-LO [--C- H^f-COCACn fj r. »n λ »\ λ #s i\ »« Λ Λ »s Λ iv ·ν ic tt n ti *c lt rt ic t\ fc

03 H CM CM LA LA [A CM CM LA LA LA LA CM LA LA LA LA LA LALALALALALA

>3 enen enen enen enen enen enen cncncncncncn cn cn cn cn cn ca -H's&l

t-OH-HCnO LACncOCOHLO HHCMlOCMH HLAOOtAH'O

P| LA cn CM CO CT\ -Φ CO cn LA C- CM CO LOOHOOfAOO LA ΟΊ LA 00 LA 00 (13 H\ (D CM CM LA LA LA H- CM CM LA LA H" H" CM LA LA LA ·>φ ·>φ CM CM LA LA Η" Η" 03 Ο Η +3 ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟΟ ; (β CL? Ο ’i—I — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — Η Ιζ,ΘΗ ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟΟ ro tø ρ! · OCncrtOLAC- LA LA t— r—t LA CM CM LA O LA CM H U3 H C-Φ LA Φ •Η HO LALOC0HLALA LA C- Cn CM "Φ [- LA C— O CM LA 0O -Φ (TUM LA 00

H Op! rI H ri CM CM CM HrlrlCMCMCM HrlCMCMCMCM HrlrlCMCMCM

Ti Qj o — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — g !z;^i^J ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟΟ ρ

03 I

ρ a

Ft 03 14 03 03 -Ρ 03 Η a ΜΗ® OCMH-LOOOO C0OCMH-LO00 LO CO O CM H" LO H-LD 00 O CM H-

!>; cd <+-) ta£ CM CM CM CM CM LA H CM CM CM CM CM HrlCMCMCMCM HrlrlCMCMCM

Η <Η O O pj O -Ρ Η PH (Π Η μ-φμ-μ-φφ cn cn cn σι cn cn lalalalalala c— c— c— c— c— ia—

Pi co co oo oo co oo cn enen enen cn HHHHHH cm cm cm cm cm cm H\ 03 LOLOLOLOLOLO C— C— C— C— C— E— (Π Cn CTi Cn CA Cn ΟΟΟΟΟΟ

OH-P ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟΟ' HHHHHH

jjj O *H r* *»#»·*·» is r> t« t\ ·« «s t\ r> *s t> t> it »« it l\ ft it *\ i> tø) fe an ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟΟ

Pi Η Η · 00 00 CO 00 00 CO LA LA LA LA LA LA HHHHHH LO LO LO LO LO LO ! ti ro ho enen enen enen lo lo lo lo lo lo lalalalalala enen enen enen g m Op! lalalalalala η-Η-Η-Η· Η-h- lalaiaiaiaia lalalalalala ; ί!<Η ΙξΙγΜ'^Ι ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟΟ θ'θ'θ'Ο o'o' 03 03 P tø t) Pi pi

Η H i—I O

Pi pi o-ppi n· n* ν· ν’ n< nnnranr) cn cn <n cn cn cn η η .η η >-ι h Ο Η Πi \ 03 w - — - - - >. κ ι. < ------ ------ HH IzD'H imn lo unn in lo lo lo ls ld lo r- r-~ r-~ r- r- r- co co oo oo w go

^ EB P

§ tø I

H o a

Pi 03 Pi 03 ' +3 +3 0) Η ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟΟ φ ro Η ro ------ ------ ------ ------ S cti <H Pi tø ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟΟΟ ΟΟΟΟ Ο'Ο ΟΟΟΟΟΟ Η Ο Ο ρ! φφφφφφ ΦΦΦΦΦΦ ΦΦΦΦΦΦ· ΦΦΦΦΦΦ ro Η pj 28 145458 -P m φ O p tl£ p ω P m p -h •H p CO LA φ- CM O O CO CO φ- CM CO C-- CM C- Φ" Η 0- Φ" LA O Φ- 00 Η Φ" -P <H g ------ ------ ------ ------

ro Uh <D νοιποοσοΗ φ-laco o- c— oo ΐΑίΑφ-ΐΑΐΑΟ HCMCMCMtAtA

p d d H HHHHNCJ HHrlrlHH HHHHHH HHHHHH

(D Ή P m •Η

Ό ^.·Η O P

æ

i> (D

"P "P

^ -p ιηιηοΟ'ΦΟ lp\ o lt\ o O ir- laco ιγμαιγνο la la o o la lo» P j>5 ------ ------ ------ ------ c) ,α ίοοοΕοοοίπσ cm cd o la o la ηφ-οοιλοοφ- Νίησι^ΗΛ

o r3 la φ-φ-ια to cm ΐΑΦ-Φ-tAtAcM la φ- ta tAcM cm ΐΑΦ-tAtACMCM

P irj^J

FH

Ό ω tA c·— σ h cm cm σςΜ^-σνονο laco c-oo oo oo οοσοοοο ,Ρ ------ ------ ------ ------ m CM CM cm to to to cm to to to to to totototototo to to φ- φ· φ- Φ- !>5 oMTujioicjim σσσσσσ σσσσσσ σσσσσσ ρΙ'ϊ&Ι σοοσπιοΗ ocMtoHoom cm c-lacm toco tt-φ-la φ-oo Φ- p φ-[>-ΟΦ-Α-Η VOCnCMUiOMCi COCntAA-HlA ΙθσΐΟ|>-ΗΜ3 ω Η\ω cm cm to to to 'Φ cm cm to to to-φ- cm cm to to-φ--φ- cm cm κλίο-Φ-Φ ra OH-P oooooo oooooo oooooo oooooo <Ρ ss H oooooo oooooo o o' o o o' o oooooo ra

M

p · νοοΜοσσο HOOHtAco toto^c--HcD οομφ-οοφ-ο h ho ΦΐΰίοσίΗΦ intOiritOLn ini>mHM-tD ΐΑΑ-σΗΦ-Α-

H Op rirlHHCMOJ HHHCMCMCM Η Η H CM CM CM Η Η H CM CM CM

'd CSO ------ ------ ------ ------

p S^OOOOOO OOOOOO OOOOOO OOOOOO

d ,Ρ

(D I

p a

P 0) P CD 0 -p ω H

s fflcpm [cwnt^mHfci h toiAc~cr>rl cnHcom c-σ c— σΗίΑΐΑο-

P; dip ft(l£ CM CM CM CM tA tA CM CM CM CM CM tA H CM CM CM CM CM Η H CM CM CM CM

Η Ή Ο O fj Ο -P H

F4 IB H p tAtAtAtAtAtA σσσσσσ tAtAtAtAtAtA cocdmdococo p oo co co oo co co σσσσσσ hhhhhh cmcmcmcmcmcm h\ ω co co co co co co c-c-tr-c—c—c— σσσσσσ oooooo

OH-P OOOOOO OOOOOO OOOOOO HHHHHH

d Ο H ------ ------ ------ ------ itO SSH OOOOOO OOOOOO OOOOOO oooooo

P

H

H · COGOOOCOOOCO LA LA LA LA LA LA HHHHHH CO CO CO CO CO CO

•ci φ ho σσσσσσ cocococococo tAtAtAtAtAtA σσσσσσ

P 03 op tAtAtAtAtAtA -φ- φ- φ- -Φ φ- φ- LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA

dd do ------ ------ ------ ------ ,ΡΉ sm^Ioooooo oooooo oooooo oooooo

ω ra P M

rrt d rf ,Zj.3 r-in c\ c\ σ\ σ\ c\ a\ corocofocom cn c?> c« cr» S3 o*Pk rn n ro η η ro hhhhhh co co oo co cd co ld m m m lo lo uo ω>.Φ ^ ^ ^ ^ m in in in in in m ir» m m m m vo in lo lo id lo

Ώ « s t^H

I * ,¾

P Μ I

•ho a P æ P cd -P -P <D H oooooo oooooo oooooo oooooo d m H m ------ ------ ------ ------

dp ftW LA LA LA LA LA IA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA

POOp Φ" Φ" φ- φ- φ· φ- φ-φ-φ-φ-φ-φ- φ-φ-φ-φ·φ-φ- φ-φ-φ-φ-φ-φ- -Ρ ·Η ^ΟΉΡ 29 145458

Da de fremkomne resultater er Indviklede og stærkt indbyrdes afhængige, er de illustreret på to forskellige sæt kurver i et forsøg på at forenkle analyserne.

Pig. 17, 18 og 19 viser værdier for lyshed, udbytte og fast stof i raffineret opslemning, aftegnet som funktion af et interval af varierende indhold af faste stoffer, der foreligger under polymer be hand-lingsfasen. Hver figur illustrerer resultaterne, der repræsenteres af forskellige kurver frembragt ved forskellige natriumkloridkoncentrationer. Hver kurve blev fastlagt af resultater bestående af delvis overlappende værdier fremkommet fra betingelser med forskellige indhold af fast stof i opslemningen, der forelå under natriumkloridbehandlingen og ældningsfasen.

Ovenstående figurer tjener til at illustrere følgende konklusioner.

Brede intervaller for udbytte og indhold af fast stof i raffinerede opslemninger fremkom for ethvert niveau af lyshed, d.v.s. en-lyshed på 93 blev vist for tilsvarende værdier af udbytte liggende fra ca.

45 til 67$ og indhold af fast stof i raffineret opslemning liggende fra ca. 10 til 18$.

Brede intervallet for lyshed blev frembragt ved samme udbytteniveauer, d.v.s. et udbytte på 50$ blev vist for tilsvarende værdier af lyshed liggende fra ca. 92,7 til 93,8$ og indhold af fast stof i raffineret opslemning liggende fra ca. 12 til 17$.

Pig. 20, 21 og 22 viser de samme værdier som er vist i fig. 17, 18 og 19, men som en funktion af et interval af varierende koncentrationer af natriumklorid under polymerbehandlingsfasen.

I fig. 21 er indholdet af faste stoffer i opslemningen under natriumkloridbehandlingen repræsenteret ved kurverne A, B og 0 henholdsvis 35$, 40$ og 45$.

Disse figurer illustrerer resultaterne, der repræsenteres af forskellige kurver fremkommet ved forskellige natriumkloridkoncentrationer og under betingelser med varierende indhold af fast stof under nåtri-umkloridbehandlingen og opslemningens ældningsfase. De tjener til at illustrere følgende.

U5458 30

Lyshedsværdierne (fig. 20) blev kun påvirket lidt af betingelser med forskellige indhold af fast stof i opslemningen under behandlingen og ældningsfasen.

Større forskelle i lyshedsværdier blev fremkaldt ved varierende natriumkloridkoncentrationer under begge faser af opslemningsældning og polymerbehandling.

Forskelle i lyshedsværdier påvirket ved varierende natriumkloridkoncentrationer under polymerbehandlingsfasen blev progressivt mindre, når opslemningens indhold af fast stof blev forøget under behandlingen og ældningsfasen.

Udbytteværdierne (fig. 21) blev stærkt påvirket af begge betingelser af varierende indhold af fast stof i opslemning under behandlingen og opslemningens ældningsfase og af varierende natriumkloridkoncentrationer under polymerbehandlingsfasen. Overraskende var udbytte-værdierne upåvirket af at variere mængderne af natriumklorid under behandlingen og opslemningens ældningsfase.

Mængderne af faste stoffer i de raffinerede opslemninger (fig. 22) blev påvirket noget, ligesom lyshedsværdierne derved, at større forskelle blev fremkaldt af forskellige niveauer af natriumkloridkoncentrationer under begge faserne med behandling og opslemningsældning og under polymerbehandling.

I almindelighed gav stigende værdier for natriumkloridkoncentration forøgede lyshedsværdier, faldende værdier i både udbytte og faste stoffer i raffineret opslemning. Store forskelle i mængden af natriumklorid og niveauet af faste stoffer i opslemningen, der giver samme koncentration af salt, kan imidlertid anvendes til at fremstille ler med samme lyshedsniveau indenfor et bredt interval af udbytter og fast stof i raffineret opslemning.

Det fremgår af tabellerne, at koncentrationerne af NaCl på 0,06-0,12 mOl/liter i ældningsfasen, og på 0,01-0,05 mol/liter under polymerbehandlingsfasen er særlig anvendelige, fortrinsvis dog 0,124-0,284 vægt% under polymerbehandlingsfasen, altsammen beregnet på mængden af det vand, der er i systemet.

145458 31 I. Virkning af titanindhold på lyshed af færdigt ler:

Virkningen af mængden af titanurenheder tilbageholdt i det færdige ler på lysheden er vist i fig. 23. Det vil ses, at forholdet er direkte lineært. Forholdet vist i fig. 23 varierer noget afhængende af den givne lerart og antages ikke nødvendigvis at stå i relation til andre processer, der anvendes til at ekstrahere titanurenheder.

J. Udvinding og forarbejdning af raffinerede opslemninger:

En typisk udvinding og efterforarbejdning er beskrevet nedenfor.

Efter flokdannelsen udfældede urenhederne med en gennemsnitshastighed af 2 minutter pr. 2,5 cm opslemningsdybde.

Efter endt sedimentation blev det hvidgjorte ler, der forblev i suspension, fjernet med en hævert. Under ideelle forarbejdningsbetingelser bestod denne suspension af ca. 17% faste lerstoffer.

Dette forbehandlede ler blev så syrnet med 4,1 kg svovlsyre pr. ton ler til en opslemning med en pH-værdi på 6,0 og blev koaguleret, med 6,3 kg aluminiumsulfat pr. ton ler til en opslemning med en pH-værdi på 4,3 og filtreret for at fjerne overskud af opløselige salte.

Den fremkomne filterkage blev fortyndet med vand og genopslemmet til ca. 20$ faste stoffer.

Efter vask blev leret udludet med 3,6 kg zinkditlonit pr. .ton ler ved 60°C i 30 minutter under mild omrøring. Efter udludning blev leret filtreret, og filterkagen blev tørret til ca. 1$ fugtigheds-indhold.

Efter behandlingen kan hvert ler bedømmes med hensyn til lyshed og indhold af titan og jernurenheder.

P.eks. blev der fremstillet et raffineret ler med en udludet lyshed (sur lerform) på 94,6 og indeholdende mindre end 0,1$ titanurenheder. Dispergering af filterkagen og sprøjtetørring af dette materiale gav et produkt med en lyshed på 93,9 til 94,1$.

Claims

32 U54S8 Patentkrav.

1. Fremgangsmåde til fjernelse af Ti-urenheder fra et kaolinler, ved hvilken fremgangsmåde leret dispergeres med natriumhexametafosfat, urenhederne udskilles som sediment, og den raffinerede leropslem-ning fraskilles fra sedimentet, kendetegnet ved a) dispergering og reflokkulering af en vandig kaolinlersuspension med fra 45 til 70% faste stoffer efter vægt ved tilsætning af fra 0,9 til 4,5 kg natriumheksametafosfat pr. ton tørt ler og fra 3,6 til 9 kg natriummetasilikat pr. ton tørt ler i en kombineret mængde, som overstiger den mængde, der kræves til at opnå minimal viskositet, men i en mængde mindre end den, som giver en uhåndterbar geltilstand, b) fortynding af den reflokkulerede opslemning til fra 25 til 45% faste stoffer, c) behandling af opslemningen med tilsætning af fra 1,8 til 22,5 kg natriumklorid pr. ton tørt ler, d) ældning af den saltbehandlede opslemning i 1-24 timer, e) yderligere fortynding af den ældede opslemning til fra 10 til 35% faste stoffer, f) tilsætning til og blanding med den fortyndede, ældede opslemning af fra 0,0045 til 0,14 kg pr. ton tørt ler af en vandopløselig, stærkt anionisk polyakrylamidpolymer med en molekylvægt højere end en million.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den først dispergerede opslemning ældes i mindst 24 timer før reflokkule-ring.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at koncentrationen af natriumklorid i den saltbehandlede, ældede opslemning er fra 0,06 til 0,12 mol pr. liter.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at koncentrationen af natriumkloridet under behandlingen af opslemningen med den polymere er fra 0,01 til 0,05 mol pr. liter vand.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at koncentrationen af natriumkloridet under behandlingen af opslemningen '’-•'-i.