FI80899C - Foerfarande foer behandling av zeolitmalmer foer avlaegsnande av faergfoeroreningar ur dem och foerbaettrande av ljusheten hos dem anvaendningen av genom foerfarandet framstaelld zeolitprodukt som oeverdragsmaterial och fyllnadmedel i papper. - Google Patents

Description

1 80899

Zeoliittimalmien käsittelymenetelmä väriepäpuhtauksien poistamiseksi niistä ja niiden vaaleuden parantamiseksi sekä menetelmällä valmistetun zeoliittituotteen käyttö päällystysmateriaalina ja paperin täyteaineena 5 Käsiteltävänä oleva keksintö koskee zeoliittimalmin kuten klinoptiloliitin käsittelymenetelmiä väriepäpuhtauksien poistamiseksi ja zeoliitin vaalentamiseksi, jolloin 10 malmi saadaan teollisesti käyttökelpoiseksi esim. paperiteollisuudessa ja päällystysteollisuudessa valmistettaessa korkealuokkaisia tuotteita, ja keksintö koskee erityisesti menetelmiä zeoliittien muuttamiseksi korkealuokkaisiksi, hyvän vaaleuden omaaviksi pigmenteiksi, jatkeaineiksi tai 15 täyteaineiksi, jotka ovat vertailukelpoisia korkealuokkaisten kaupallisten kaoliinisavipigmenttien ja -täyteaineiden kanssa, mutta joiden pistotiheys irtotavarana tai pakattuna on vain noin puolet kaoliinisavipigmentin painosta .

20 Luonnonzeoliitit kuuluvat vähintään 34 mineraalin muodostamaan ryhmään, jotka kemiallisesti ovat kiteisiä, hydratoituneita alkali- ja maa-alkalimetallien, tavallisesti natriumin, kaliumin, magnesiumin, kalsiumin, stron-tiumin ja bariumin aluminosilikaatteja. Rakenteellisesti 25 mineraalit ovat hilarakenteisia aluminosilikaatteja, jotka muodostuvat rajoittamattomista A104- ja Si04-tetraedriava-ruusverkoista. Tetraedrit liittyvät toisiinsa kaikkien happiatomien välityksellä. Zeoliittimineraalit ovat kolmiulotteisen hilan muodostavia alkali- ja maa-alkalimetal-30 lien, lähinnä natriumin ja kalsiumin aluminosilikaatteja, jotka sisältävät suuresti vaihtelevia määriä vettä hilassa olevissa huokosissa. Zeoliittimateriaalit ovat avoraken-teisia ja niiden huokosten ja kanavien yhdistämät onkalot sisältävät vesimolekyylejä. Kun zeoliittimineraalit akti-35 voidaan kuumentamalla yli 100 °C, kiderakenne säilyy en- 2 80899 nallaan ja kationit koordinoituvat happiatomien kanssa on-kaloiden sisäpinnoilla. Aktivoitaessa zeoliittikiteestä tulee huokoinen kiintoaine, jossa on 50 %:iin saakka huokostilaa, jonka läpi tunkeutuu onkalotta. Näitä yhdistävät 5 kanavat, joiden läpimitta on 2-7 A. Muodostunut rakenne on luonnonvastine synteettiselle molekyyliseulalle, mikä ilmenee kanavien koosta, kyvystä absorboida kaasuja ja tehokkuudesta erottaa kaasuseokset komponenteikseen.

Uskotaan, että zeoliittikerrostumat ovat syntyneet 10 tuliperäisistä tuhka- ja laavavirtauksista, jotka joutuivat kosketukseen meriveden, makeavesijärvien, pohjaveden tai matalien, keittosuolapitoisten järvien kanssa. Veden alkalisuus ja sen sisältämien ionien tyyppi ja konsentraa-tio määräsivät muodostuneen zeoliittilajikkeen. Zeoliit-15 tikerrostumia on voinut syntyä kaikkialla, missä on tapah tunut tulivuoritoimintaa ruokasuolapitoisen tai alkalisen veden läheisyydessä ja on kulunut riittävästi aikaa mineraalien syntymiseen. Mittavia zeoliittikerrostumia löytyy Euroopasta, Kaukoidästä, Australiasta, Etelä-Amerikasta ja 20 Afrikasta. Yli neljästäkymmenestä tunnistetusta luonnon-zeoliittimineraalista vain kuuden on raportoitu esiintyvän sellaisina määrinä ja puhtautena (puhtaus 80-90 %), että niillä on vakavasti otettavaa kaupallista mielenkiintoa. Kuusi huomattavinta zeoliittia ovat kabasiitti, mordeniit-25 ti, klinoptiloliitti, erioniitti, phillipsiitti ja anal-siitti. Tyypillisiä luonnonzeoliitteja ovat myös fer-rieriitti, heulandiitti ja laumontiitti.

Luonnonzeoliitteja louhitaan, työstetään ja käytetään ioninvaihtokykynsä vuoksi happoja sisältävien kaasu-30 jen, esim. vetysulfidia sisältävän metaanin tai luonnon-kaasun puhdistuksessa, radioaktiivisten päästövirtausten dekontaminoinnissa radioaktiivisten ainesten, esim. Cs-137:n talteenottamiseksi ydinreaktorin päästöistä, tai maanviljelyssä syntyneiden jätteiden tai viemärivuotojen 35 ja jäteveden käsittelyssä. Luonnonzeoliittien prosessaus 3 80899 ennen käyttöä käsittää jauhatuksen, lajittelun ja kalsi-noinnin veden karkottamiseksi huokosista.

Luonnonzeoliitteja voidaan myös käyttää lähtöaineina synteettisten zeoliittien valmistuksessa. US-patenteis-5 sa 4 401 633 ja 4 401 634 kuvataan menetelmiä synteettisen zeoliitti A:n valmistamiseksi kuumentamalla heulandiittia tai klinoptiloliittia natriumhydroksidivesiliuoksessa, suodattamalla ja antamalla suodoksen reagoida natriumalu-minaatin kanssa, jolloin zeoliitti A saostuu. Samankal-10 täinen prosessi on julkistettu venäjänkielisessä artikkelissa A. Yu. Kruppenikova et ai., (engl.) Phase Transitions in the Recrystallization of Clinoptilolite, julkaisija Georgian tiedeakatemian fysikaalisen ja orgaanisen kemian instituutti. Synteettisen zeoliitti A:n valmistus 15 käsittelemällä klinoptiloliittia hydrotermisesti natrium-aluminaatin ja natriumhydroksidivesiliuoksen muodostamassa suspensiossa on julkistettu US-patentissa 4 247 524.

Yrityksiä zeoliittipitoisuuden parantamiseksi lähinnä kabasiittimalmeissa lajittelemalla koon mukaan mär-20 käsyklonissa ja tärypöydällä on kuvattu julkaisussa nimeltään Beneficiation of Natural Zeolites from Bowie, Arizona: A Preliminary Report by K.D. Mondale, F.A. Mumpton and F.F. Apian, s. 527-537, Zeolite '76, julkaisija State University College, Brockport, New York, 1976.

25 US-patentissa 3 189 557 kuvataan menetelmää kaisii- tin poistamiseksi montmorilloniittimalmista kuiva jauhamalla, seulomalla kalsiittihienoaineksen poistamiseksi, muodostamalla vesiliete, linkoamalla liete hienoaineksen poistamiseksi, lisäämällä kostutusainetta ja rumpukuivaa-30 maila muodostunut kostutusainetta sisältävä liete. Muodostuu nopeasti uudelleen vettä imevä aines, jota voidaan käyttää oluen stabilointiaineena ja puhdistusaineena tai silitystärkkelyksen lisäaineena.

US-patenteissa 2 173 909 ja 3 902 993 on julkistet-35 tu ilmavaahdotus zeoliittimalmien käsittelemiseksi siten, 4 80899 että zeoliitti voidaan erottaa mainituissa malmeissa esiintyvästä sivukivestä.

Synteettisiä zeoliitteja on käytetty katalyyttikan-tajina ja veden pehmitysaineina. Lukuisat patentti- ja 5 muut tekniikan tason julkaisut käsittelevät menetelmiä zeoliittihiukkasten regeneroimiseksi tai talteenottamisek-si katalyyttijätteestä tai veden pehmennysaineesta. Näihin kuuluvat US-patentti 1 570 854, JP-patentti 5369 (1954) ja itäsaksalainen patentti 85072 (1971).

10 On raportoitu, että Japanissa on valmistettu hie noksi jauhettu klinoptiloliitti, joka on lajiteltu kuiva-syklonoinnilla tuotteeksi -10 pm, jonka vaaleus on 80 (Takasaka aikakauslehdessä Funsai, 1975, 20, s. 127-134, 142). On raportoitu, että Japanissa on paperinvalmistuk-15 sessa käytetty jauhettua zeoliittimalmia (Kokai 73 099 402; Kokai 70 041 044). Kobor et ai. raportoivat aikakauslehdessä Papirpar, 1968, 12(2), 44-50 (unkariksi), että unkarilainen zeoliitti ei sovi puuhiokkeettoman paperin valmistukseen, zeoliitti on vaaleudeltaan keskinker-20 täistä ja sen dispergoitumisaste on suuri ja paperin, jossa täyteaineena on käytetty zeoliittia kaoliinin asemasta, ominaistilavuus (bulkki) on kasvanut ja elastisuus pienentynyt. Näiden ainesten alhaisen vaaleustason vuoksi niitä ei voida käyttää paperin valmistuksessa, jonka on täytet-25 tävä Yhdysvalloissa ja muualla maailmassa asetetut laatuvaatimukset.

Olemme keksineet menetelmän luonnonzeoliittien, jotka orgaaniset ja epäorgaaniset väriepäpuhtaudet tekevät pahasti värivikaisiksi, puhdistamiseksi siten, että pys-30 tytään poistamaan väriepäpuhtaudet ja saamaan hienojakoisia zeoliittipigmenttejä, -täyteaineita tai -jatkeaineita, joiden TAPPI-vaaleus on zeoliittihiukkasilla ennen saavuttamaton. Olemme myös keksineet menetelmän zeoliittimal-mien käsittelemiseksi siten, että pystytään poistamaan 35 niistä haitalliset epäpuhtaudet, parantamaan niiden vaa- 5 80899 leutta, ioninvaihtokapasiteettia ja pinta-alaa sekä pienentämään niiden hiukkaskokoa. Tämän keksinnön uudet zeo-liittipigmentit, -jatkeaineet ja -täyteaineet tunnetaan myös siitä, että niissä on säilynyt luonnonzeoliittien 5 hilarakenne. Varsin yllättävää onkin, että tämän keksinnön menetelmässä käytetyt hienojauhatusvaiheet eivät ole tuhonneet tai todettavissa olevissa määrin haitanneet kiteistä hilarakennetta. Tämä merkitsee sitä, että tämän keksinnön menetelmän käsittelyissä syntyneiden zeoliit-10 tituotteiden ioninvaihtokyky on pysynyt muuttumattomana. Huomionarvoista on, että irto- ja pakatun tuotteen suhteellisen pienet irtotiheydet verrattuna hienojakoisimpien kaoliinisavipigmenttien irtotiheyteen irto- ja pakattuna tuotteena tekevät tämän keksinnön tuotteet erittäin sopi-15 viksi kevytpaperien ja muiden keveiden tuotteiden valmistukseen.

Tämän keksinnön uusilla zeoliittituotteilla saadaan niillä täytettyjä laatupapereita ja tuotteista saadaan käyttökelpoisia päällystysaineksia käytettäviksi maaleina 20 ja päällystysaineina, jolloin kohteena on esim. paperi. Keksintö tarjoaa myös uusia päällystettyjä papereita, jotka sisältävät uusia zeoliittituotteita.

Kuvion 1 käyrät esittävät kahdelle paperille TAPPI-vaaleutta prosentuaalisen pigmenttipitoisuuden funktiona. 25 Toisen paperin täyteaineena on esimerkin 1 zeoliittituote ja toisen kauppalaatuinen, kalsinoimaton, delaminoitu kao-liinisavi.

Kuvion 2 käyrät esittävät kahdelle paperille TAPPI-opasiteettia prosentuaalisen pigmenttipitoisuuden funktio-30 na. Toisen paperin täyteaineena on esimerkin 1 zeoliittituote ja toisen sama kalsinoimaton, delaminoitu kaoliini-savi.

Keksinnön mukainen menetelmä muodostuu seuraavista vaiheista: 35 (a) sekoitetaan hienoksi jauhettu zeoliittimalmi.

6 80899 dispergointiaine (esim. ryhmästä tetranatriumpyrofosfaat-ti, natriumsilikaatti ja polyakrylaatit) ja vettä mainitun zeoliitin dispergoimiseksi ja zeoliittivesilietteen muodostamiseksi ; 5 (b) mainitusta zeoliittivesilietteestä poistetaan karkea-aines, jonka hiukkaskoko on 44 pm tai suurempi, (c) poistetaan hienoaines, jonka hiukkasista vähintään 50 % on kooltaan alle 2 pm tai pienempiä ja joka sisältää mainitusta zeoliittilietteestä, josta karkea-aines 10 on poistettu, peräisin olevia väriepäpuhtauksia, (d) hienoaineksen poistovaiheen (c) jälkeisen zeo-liittilietteen ja hienojauhatusväliaineen muodostamaa seosta sekoitetaan voimakkaasti mainitun zeoliitin hieno-jauhamiseksi hiukkasiksi, joista vähintään 20 % on kool- 15 taan alle 2 pm, ja poistetaan mainittu jauhatusväliaine mainitusta hienoksi jauhetusta zeoliittilietteestä, (e) poistetaan hienoaines, jonka hiukkasista vähintään 40 % on kooltaan alle 2 pm tai pienempi ja joka sisältää hienoksi jauhetusta zeoliittilietteestä peräisin 20 olevia väriepäpuhtauksia, (f) haluttaessa annetaan yllä kohdassa (e) saadun hienojauhatusväliaineen avulla jauhetun zeoliittilietteen läpikäydä toinen jauhatus hienojauhatusväliaineen avulla sekoittamalla voimakkaasti mainittua lietettä ja hienojau- 25 hatusväliainetta mainitun zeoliitin jauhamiseksi hienojau hatusväliaineen avulla hiukkasiksi, joista vähintään 60 % on kooltaan alle 2 pm, ja poistetaan hienoaines, jonka hiukkasista vähintään 80 % on kooltaan alle 2 pm ja joka sisältää hienojauhatusväliaineen avulla jauhetusta zeo- 30 liittilietteestä peräisin olevia väriepäpuhtauksia, (g) mainitun hienoaineksen poistovaiheen (e) tai (f) jälkeen annetaan mainitun hienoksi jauhetun zeoliittilietteen läpikäydä magneettinen erotus magneettisten väri-epäpuhtauksien poistamiseksi, 35 (h) haluttaessa annetaan yllä kohdassa (g) saadun 7 80899 zeoliittilietteen läpikäydä viimeinen jauhatus hienojauha-tusväliaineen avulla sekoittamalla voimakkaasti mainittua lietettä ja hienojauhatusväliainetta mainitun zeoliitin jauhamiseksi hienojauhatusväliaineen avulla hiukkasiksi, 5 joista vähintään 90 % on kooltaan alle 2 pm, (i) valkaistaan muodostunut zeoliittiliete ja haluttaessa (j) eristetään zeoliitti kuivana muodostuneesta lietteestä.

10 Zeoliitti hienojauhetaan mieluiten kaksi kertaa ja voidaan käyttää mitä tahansa sopivaa, malminkäsittelijän käytettävissä olevaa laitteistoa kuten kuulamyllyjä, vasa-ramyllyjä, hienojauhimia jne. Hienoksi jauhatuksen jälkeen sekoitetaan hienoksi jauhettu zeoliitti ja dispergointiai-15 ne, esim. natriumsilikaatti, tetranatriumpyrofosfaatti, mikä tahansa muu polyfosfaattisuola tai dispergointiaine, joka kuuluu polykarboksylaattisuolojen ryhmään kuten poly-akrylaattisuolat, esim. polyakryylihapon natrium-, ammonium-, kalium- tai litiumpolyakrylaattisuola, mieluiten 20 akrylaattisuolan muodossa olevat dispergointiaineet, joi den keskimääräinen molekyylipaino on 500 - 10 000, mieluiten 750 - 2400. Voidaan käyttää muitakin sopivia ja käytettävissä olevia dispergointiaineita ja tämän keksinnön toteuttamiseksi menestyksellisesti dispergointiaineen omi-25 naisluonteella ei ole kriittistä merkitystä. Dispergointiaine ja hienoksi jauhettu zeoliitti voidaan sekoittaa missä tahansa sopivassa sekoituslaitteessa, mm. liettimessä.

Monissa tapauksissa hienoksi jauhettu zeoliitti pestään hapolla ennen dispergointia, jolloin sopivan dis-30 persion saamiseksi tarvittava dispergointiaineraäärä vähe nee. On teoretisoitu, että jotkut zeoliitit sisältävät runsaasti kalsiumsulfaattia, joka kuluttaa suuria määriä dispergointlainetta. Tällaisissa tapauksissa hienoksi jauhetulle zeoliitille voidaan suorittaa happopesu, jolloin 35 siihen sekoitetaan vettä ja happoa, esim. kloorivetyhap- β 80899 poa, rikkihappoa, typpihappoa, fosforihappoa tai jotakin muuta sopivaa epäorgaanista happoa. Voidaan esim. toimia siten, että sekoitetaan hienoksi jauhettua malmia, vettä ja happoa sellaisina määrinä, että muodostunut liete si-5 sältää 2-20 paino-% happoa (nestekomponentista laskettuna), jonka jälkeen sekoitetaan muodostunutta vedellistä, hapanta zeoliittilietettä. Uskotaan, että happo liuottaa osan zeoliittimalmimatriisiin iskostuneesta kipsistä (CaS04 · 2H20). Sitten hienoksi jauhettu zeoliitti erotetaan 10 sopivin keinoin veden ja hapon seoksesta. Vedellistä, hapanta zeoliittilietettä voidaan esim. seisottaa määrätyn ajan, jolloin hienoksi jauhettu zeoliitti laskeutuu pohjalle. Sitten päällä oleva vedellinen, hapan neste poistetaan dekantoimalla ja hylätään. Tämän jälkeen jäljelle 15 jäänyt, laskeutunut liete erotetaan suodattamalla, muodostunut suodatuskakku laimennetaan uudella määrällä vettä, sekoitetaan liettimessä ja suodatetaan toistamiseen. Tämä suodatus-veteenliettämisjakso toistetaan riittävän monta kertaa hapon poistamiseksi käytännön rajoissa mahdolli-20 simman tarkoin zeoliitistä. On havaittu, että yleensä riittää kaksi tai kolme suodatus-veteenliettämisjaksoa. Viimeiseen vesilietteeseen lisätään tavallisesti emäksistä ainesta kuten natriumhydroksidia zeoliittilietteessä olevien happotähteiden neutraloimiseksi. Lietteen neutraloi-25 misen jälkeen lisätään yllä mainittua sopivaa dispergoin-tiainetta lietteen dispergoimiseksi.

Karkea-aines poistetaan mukavasti sopivan disper-gointiaineen avulla dispergoidusta zeoliittivesilietteestä seulomalla liete ja poistamalla karkea-aines. Tällaisen 30 karkeaaineksen eli soran hiukkaskoko on keskimäärin 44 pm (mikronia) tai suurempi. Tyypillisiä laitteistoja ovat Sweco täryseulat, ravistelu- ja täryseulat ja värähtelevät seulat.

Seuraavassa vaiheessa hienoaines, jonka hiukkasista 35 50 % on kooltaan alle 2 pm tai pienempi ja joka myös si- 9 80899 sältää väriepäpuhtauksia, poistetaan sopivin keinoin dis-pergoidusta zeoliittilietteestä, Josta karkea-aines on poistettu, ja hylätään. Käytetään edullisesti esim. sent-rifugia, joskin voidaan käyttää kaikkia hienoaineksen 5 poistomenettelyjä kuten fraktioivaa sedimentointia, dekan- tointia ja vastaavia. Hienoaines poistetaan sentrifugissa ja hylätään ja karkeahko aines jää jäljelle ja syötetään seuraavaan vaiheeseen.

Hienoaineksen poiston jälkeen zeoliittilietteeseen 10 sekoitetaan hienojauhatusväliainetta suhteessa 30-70 t-% jauhatusväliainetta seoksessa ja seosta sekoitetaan voimakkaasti, jolloin lietteen zeoliittihiukkaset jauhaan-tuvat hienoksi.

Tämän jälkeen jauhatusväliaine poistetaan hienoksi 15 jauhetusta zeoliittilietteestä. Jauhatusväliaine sisältää hiekkaa, posliinikuulia, metalli-, esim. rautakuulia, kumilla päällystettyjä rautakuulia, nikkelikuulia tai kumilla päällystettyjä nikkelikuulia, alumiinioksidihelmiä kuten Alumasand A tai zirkoniumoksidihelmiä, joiden kaup-20 panimi on Z-Beads. Tällaisen väliaineen hiukkaset ovat kooltaan huomattavasti suurempi kuin lietteessä olevat zeoliittihiukkaset ja ne voivat olla pelletteinä, joiden läpimitta on 0,79 - n. 6,4 mm. mieluiten 1,6 - n. 3,2 mm. Jauhatusväliaine voi olla missä tahansa sopivassa muodos-25 sa, esim. helmien, pellettien jne. muodossa. Esim. Alumasand A sisältää pääasiassa (85-90 paino-%) alumiinioksidia, hiukkaskoko -8 - +12 meshiä. Z-Beads muodostuu zir-koniumoksidihelmistä, joiden nimelliskoko on 16 meshiä. Jauhatusvaihe tai -vaiheet hienojauhatusväliaineella (FMM 30 I) suoritetaan vesilietteen muodossa olevalla zeoliitilla missä tahansa sopivassa jauhimessa kuten Denver kiekkojau-himessa tai jauhimessa Chicago Boiler Company Dynomill tyyppi KD-5.

Zeoliittihiukkasten hienojauhatusväliaineella suo-35 ritetun jauhatuksen jälkeen on suositeltavaa poistaa ja ίο 80 8 99 hylätä väriepäpuhtauksia sisältävä hienoaines menettelyllä, joka on samanlainen kuin yllä kohdassa 3 kuvattu. Tätä vaihetta kutsutaan toiseksi hienoaineksen poistovaiheeksi FR II. Vaiheesta FR II saatu liete saa mieluiten läpikäydä 5 toisen jauhatusvaiheen hienojauhatusväliaineella (FMM II), joka suoritetaan samalla tavoin kuin ensimmäinen jauhatus-vaihe hienojauhatusväliaineella (FMM I) yllä. Voidaan antaa toisesta jauhatusvaiheesta hienojauhatusväliaineella (FMM II) saadun lietteen läpikäydä hienoaineksen lisäpois-10 tovaiheita suodattaen ja liettäen tai ilman suodattamatta tai liettämättä ja jauhaa vielä hienojauhatusväliaineella. Itse asiassa voi olla suotavaa käyttää enemmän kuin yhtä tai kahta jauhatusvaihetta hienojauhatusväliaineella, jolloin voidaan mahdollisimman suuressa määrin vähentää zeo-15 liittihiukkasten hukkaa hienoaineksessa, joka poistetaan myöhemmissä hienoaineksen poistovaiheissa.

Hienoaineksen poistamisen jälkeen muodostunut hienoksi jauhettu zeoliittiliete saa läpikäydä magneettisen erotusvaiheen MS I magneettisten väriepäpuhtauksien pois-20 tamiseksi. Voidaan käyttää mitä tahansa sopivaa laitteistoa, joita on useita tarjolla ja laajasti käytössä. Liete voidaan syöttää magneettierottimen läpi useammin kuin kerran, esim. kaksi, kolme tai useampia kertoja magneettisten väriepäpuhtauksien poistamiseksi yhä tarkemmin. Jos yllä 25 mainitusta jauhatusvaiheesta hienojauhatusväliaineella ja toisesta hienoaineksen poistovaiheesta (FR II) saatu liete on liian laimeaa, se voidaan suodattaa ja muodostuneet suodatuskakut laimentaa uudella vedellä ja sekoittaa liet-tämällä asianmukaisen kiintoainepitoisuuden omaavaksi 30 lietteeksi jne.

Kun liete on läpikäynyt kerran, kaksi tai useita kertoja magneettisen erotuksen, se voidaan valkaista ha-pettavasti esim. otsonilla, natriumhypokloriitilla, ammo-niumpersulfaatilla tai kaliumpersulfaatilla. Käytetyn ha-35 pettävän valkaisuaineen määrä on 0,01 - 0,1 paino-% vedel- n 80899 lisen zeoliittisyötteen kuivapainosta laskettuna. Lisäämällä emäksisiä reagensseja dispersion pH säädetään arvoon 4,5 - 7,0, mieluiten 6-7. Hapettavan valkaisuaineen annetaan reagoida ajan, joka tarvitaan maksimivaaleuden saa-5 vuttamiseen. Voidaan käyttää muitakin hapettavia valkaisu-aineita, esim. vesiliukoisia epäorgaanisia tai orgaanisia yhdisteitä, joiden molekyylissä on helposti vapautuvaa, valkaisevaa happea. Tällaisten yhdisteiden esimerkkejä ovat ammoniumpersulfaatti, kaliumpermanganaatti, vetyper-10 oksidi ja vastaavat. Mutta ennen valkaisua saattaa olla toivottavaa antaa magneettisesta erotusvaiheesta tai -vaiheista saadun lietteen läpikäydä hienoaineksen lisäpoisto-vaiheita, esim. FR III, FR IV ja/tai FR V ja/tai hienoaineksen lisäpoistovaiheita lietteessä olevan zeoliitin vaa-15 leuden parantamiseksi. Tällaisissa tapauksissa hienoaineksen poistovaiheet suoritetaan samalla tavoin kuin yllä kuvatut hienoaineksen poistovaiheet I ja II.

Eräissä tapauksissa pelkistävä valkaisu voi parantaa aineksen valkoisuutta ja vaaleutta. Yleisesti käytetty 20 pelkistävä valkaisuaine on natriumditioniitti, joka tavallisesti lisätään lietteeseen pH-alueella 2-5. Joissakin tapauksissa natriumditioniittia voidaan käyttää ainoana valkaisuaineena tai sitä voidaan käyttää yllä kuvatun hapettavan valkaisun jälkeen.

25 Ennen yllä kuvattua valkaisua saattaa olla toivot tavaa pienentää edelleen lietteessä olevien zeoliittihiuk-kasten kokoa. Tällöin saattaa olla välttämätöntä lisätä lietteen kiintoainepitoisuutta. Tämä voidaan suorittaa siten, että liete suodatetaan ja muodostunut suodatuskakku 30 lietetään haluttuun kiintoainepitoisuuteen, joka on sopiva jauhatuksessa hienojauhatusväliaineella. Mutta ennen jauhatusta liete dispergoidaan polyakrylaattisuolan ja natriumkarbonaatin tai muun sopivan dispergointiaineen tai dispergointiaineyhdistelmän avulla. Sitten voidaan suorit-35 taa toinen ja kolmas jauhatus hienojauhatusväliaineella 12 80899 zeoliitin hiukkaskoon pienentämiseksi edelleen. Tämän hieno jauhatusväliaineella suoritetun jälki jauhatuksen jälkeen liete valkaistaan hapettavasti ja/tai pelkistävästi ja sitten zeoliittihiukkaset erotetaan lietteestä ja valkai-5 suaineista. Tämä erotus voi tapahtua suodattamalla liete, liettämällä muodostuneet suodatuskakut ja suihkukuivaamal-la muodostunut liete. Haluttaessa voidaan käyttää muitakin menettelyjä zeoliittihiukkasten erottamiseksi lietteestä ja valkaisuaineista.

10 Keksintömme mukaisesti eräs suositeltava menettely zeoliittimalmien käsittelemiseksi siten, että niistä voidaan poistaa haitalliset epäpuhtaudet, parantaa niiden vaaleutta, ioninvaihtokapasiteettia ja pinta-alaa ja pienentää niiden hiukkaskokoa, muodostuu vaiheista: 15 (1) sekoitetaan hienoksi jauhettu (100 % alle 75 pm) zeoliitti, dispergointlaine ja vettä mainitun zeoliitin dispergoimiseksi ja vedellisen zeoliittilietteen muodostamiseksi, (2) mainitusta zeoliittivesilietteestä poistetaan 20 karkea-aines siten, että saadaan poistetuksi karkea-aines, jonka hiukkaskoko on 44 pm tai suurempi, (3) poistetaan hienoaines, jonka hiukkasista vähintään 50 % tai vähintään 70 % on kooltaan alle 2 pm ja tyypillisesti 60 % on alle 2 pm ja joka hienoaine sisältää 25 mainitusta zeoliittilietteestä, josta karkea-aines on poistettu, peräisin olevia väriepäpuhtauksia, (4) hienoaineksen poistovaiheen (3) jälkeen zeoliittilietteen ja hienojauhatusväliaineen muodostamaa seosta sekoitetaan voimakkaasti mainitun zeoliitin hieno- 30 jauhamiseksi hiukkasiksi, joista vähintään n. 20 %, mieluiten 25 % on kooltaan alle 2 pm, (5) poistetaan hienoaines, jonka hiukkasista vähintään 40 % tai vähintään 80 % tai 90 % on kooltaan alle 2 pm ja tyypillisesti vähintään 85 % on alle 2 pm ja tyypil- 35 lisesti vähintään 85 % on alle 2 pm ja joka sisältää hie- 13 80899 nojauhatusvällaineen avulla jauhetusta zeoliittilietteestä peräisin olevia väriepäpuhtauksia, (6) yllä kohdasta (5) saadun zeoliittilietteen annetaan läpikäydä toinen, yllä kohdassa (4) kuvattu jauha- 5 tus hienojauhatusväliaineen avulla hiukkaskoon pienentämiseksi siten, että hiukkasista vähintään 60 % tai vähintään 75 % tai 85 % on kooltaan alle 2 pm, (7) poistetaan hienoaines, jonka hiukkasista vähintään 80 % tai vähintään 85 % tai 95 % on kooltaan alle 2 10 pm ja joka sisältää hienojauhatusvällaineen avulla jauhetusta zeoliittilietteestä peräisin olevia väriepäpuhtauksia, (8) hienoaineksen poistovaiheen (7) jälkeen annetaan mainitun hienojauhatusväliaineella jauhetun zeoliit- 15 tilietteen läpikäydä magneettinen erotus magneettisten väriepäpuhtauksien poistamiseksi, (9) yllä kohdassa (8) saadun zeoliittilietteen annetaan läpikäydä viimeinen, yllä kohdassa (5) kuvattu jauhatus hienojauhatusväliaineen avulla lopullisen lietteen 20 hiukkaskoon pienentämiseksi siten, että hiukkasista vähintään 90 % on kooltaan alle 2 pm, (10) valkaistaan muodostunut zeoliittiliete ja (11) eristetään zeoliittituote kuivana muodostuneesta lietteestä.

25 Tämän keksinnön uusilla menetelmillä tuotetun kui van hienoksi jauhetun zeoliittituotteen hiukkaskoko on hyvin pieni eli hiukkasista vähintään 85 % on kooltaan alle 2 pm ja niille on tunnusomaista TAPPI-vaaleus vähintään 90. Nämä tuotteet sopivat varsin hyvin pigmenteiksi tai 30 täyteaineiksi paperinvalmistuksessa ja ne sopivat erittäin hyvin yhteen kaikkien paperinvalmistusainesten kanssa.

Zeoliittituotteilla, joiden vaaleusarvo on 83-90 %, mutta jotka hiukkaskooltaan ovat hieman karkeampia (esim. 30-80 % alle 2 pm), on erinomainen retentiokyky käytettyi- 35 nä paperin täyteaineena ja ne parantavat myös täyteainetta 14 80899 sisältävän arkin vaaleutta ja opasiteettia. Tällaisilla pigmenteillä on myös käyttöä valmistettaessa päällystämällä hilluneiksi tai kiillottomiksi tehtyjä paperiarkkeja.

Tämän keksinnön tuotteiden ioninvaihto-ominaisuudet 5 ovat varsin käyttökelpoisia valmistettaessa hiiletöntä jäljennöspaperia, esim. paineherkkää jäljennöspaperia, joskin niitä tuotteita voidaan myös käyttää lämpöherkkään hiilettömään paperiin.

Hiiletön paperi on jäljennöspaperityyppi, jossa ei 10 tarvita hiilipaperia. Rakenteeltaan se on vähintään kaksiosainen: päällysarkki (CB = coated back), jonka alapinnan päällysteenä on mikrokapseleita, jotka sisältävät väritöntä väriaineen prekursoria tai kursoreita tai värinmuodos-tajaa (-muodostajia) liuottimessa, ja pohja-arkki (CF = 15 coated front), joka sisältää reagenssia (jota tavallisesti kutsutaan kerareaktantiksi ja jona on esim. hapolla aktivoitu bentoniitti, attapulgiittisavi, fenolihartsi tai substituoitu sinkkisalisylaatti). Kun päällysarkkiin kohdistuu mikrokapselit rikkova paine, reagenssi reagoi vä-20 rinmuodostajan (-muodostajien) kanssa väriaineeksi tai -aineiksi. Monijäljennösrakenteissa voi olla väliarkkeja, joiden yläja alapinta on päällystetty (CFB).

Olemme havainneet, että yllä kuvattu zeoliittituote on erinomainen kerareaktantti tällaiseen hiilettömään pa-25 periin, joka joutuessaan kosketukseen CB-arkin väriaine-prekursorien kanssa synnyttää välittömästi voimakkaan värin. Zeoliittituotetta voidaan käyttää CF-arkin päällysteen ainoana pigmenttinä tai sitä voidaan käyttää seoksena kalsinoimattomien ja/tai kalsinoitujen kaoliinisavien tai 30 muiden yleisesti käytettyjen päällystyspigmenttien kanssa. Zeoliittituotteen tai zeoliittituotteen ja saven seoksen sitomiseksi paperiarkkiin voidaan käyttää tavanomaisia lateksi- tai tärkkelysliimoja. Ennen käyttöä voidaan zeoliittituote ioninvaihtaa sinkin kanssa ja tällaisella sin-35 kiliä ioninvaihdetulla zeoliitilla (joka sisältää esim. n.

is 80899 2 % sinkkiä sinkkioksidina) hiilettömässä paperissa kehittyy intensiivisempi väri. Zeoliitti voidaan ioninvaihtaa muiden ionien kuten nikkeli- tai koboltti-ionien kanssa reaktion aikaansaamiseksi määrättyjen väriaineprekursorien 5 kanssa ja/tai väritasapainon aikaansaamiseksi käytettäessä useita väriaineprekursoreita (esim. synnytettäessä "mustia" väriaineita, jotka voivat muodostua kahden tai useamman väriaineen seoksesta, jolloin nämä väriaineet absorboivat valoa koko näkyvän spektrin alueella ja lopputulok-10 sena on harmaa, musta tai neutraali väri).

Tämän keksinnön zeoliittituote on erinomainen paperin täytemateriaali (pigmentti), joka parantaa paperiarkin opasiteettia ja vaaleutta enemmän kuin parhaatkaan kalsi-noimattomat, delaminoidut kaoliinituotteet (jotka paperin 15 täyteaineena ovat tunnetusti erinomaisia). Kuvion 1 käyrät esittävät kahdelle paperille TAPPI-vaaleutta prosentuaalisen pigmenttipitoisuuden funktiona. Toisen paperin täyteaineena (pigmenttinä) on esimerkin 1 zeoliittituote ja toisen kauppalaatuinen, kalsinoimaton, delaminoitu kaolii-20 nisavi (pigmentti). Kuvion 2 käyrät esittävät kahdelle paperille TAPPI-opasiteettia prosentuaalisen täyteaine-(pigmentti)pitoisuuden funktiona. Toisen paperin täyteaineena (pigmenttinä) on esimerkin 1 zeoliittituote ja toisen kauppalaatuinen, kalsinoimaton, delaminoitu kaoliini-25 savi (pigmentti). Täytettyjen paperien valmistusmenetelmä, jonka antamiin arvoihin kuvioiden 1 ja 2 käyrät perustuvat, on sama kuin esimerkin 8 osassa A kuvattu menetelmä. Nämä arvot osoittavat, että uusi zeoliittituote parantaa yllättäen TAPPI-opasiteettia kaikilla täyteainepitoi-30 suuksilla verrattuna yhteen parhaimpaan kauppalaatuiseen kaoliinisaveen. Samalla tavoin kuvio 2 osoittaa, että täy-teainepitoisuuden ollessa sama uusi zeoliittituote parantaa TAPPI-opasiteettia verrattuna yhteen parhaimpaan kauppalaatuiseen savi täyteaineeseen. Käytettynä paperipäällys-35 teiden aineosana tämän keksinnön zeoliittituote parantaa ie 80899 myös hyvin toivotulla tavalla syväpaino-ominaisuuksia. Käytettynä paperin päällysteissä ja maaleissa se parantaa myös harvinaisen suuressa määrin vaaleus- ja opasiteet-tiastetta.

5 Seuraavassa on esimerkkejä, joissa lyhenteet mer kitsevät: s sekunti min minuutti h tunti 10 Ib naulamassa t tonni, 1000 kg pm mikroni (mikrometri) ft jalka M mesh, US-standardiseulasarja 15 ml millilitra gal US-gallona g painovoiman kiihtyvyys % prosentti, painon mukaan, jollei muuta ilmoiteta 20 kG kilogaussi, magneettivuon tiheys lämpötila “C, jollei muuta ilmoiteta vaaleus TAPPI-vaaleus mitattuna vaaleus- mittarilla Technidyne malli S-4 % -2 pm hiukkasten prosentuaalinen osuus, 25 joiden koko on alle 2 pm mitattuna laitteella Micromeritics Sedigraph 5000 % karkea-ainesta näytteessä olevien hiukkasten prosentuaalinen osuus, joiden koko on 30 yli 44 pm (325M) F/B I ensimmäinen suodatus- ja liettämisjak so kuvatulla tavalla F/B II toinen suodatus- ja liettämisjakso ku vatulla tavalla 35 F/B III kolmas suodatus- ja liettämisjakso ku- 17 80899 vatulla tavalla F/B IV neljäs suodatus- ja liettämisjakso ku vatulla tavalla F/B V viides suodatus- ja liettämisjakso ku- 5 vatulla tavalla F/B VI kuudes suodatus- ja liettämisjakso ku vatulla tavalla N/D neutralointi ja dispergointi kuvatulla tavalla 10 FR I ensimmäinen hienoaineksen poisto ku vatulla tavalla FR II toinen hienoaineksen poisto kuvatulla tavalla FR III kolmas hienoaineksen poisto kuvatulla 15 tavalla FR IV neljäs hienoaineksen poisto kuvatulla tavalla FR V viides hienoaineksen poisto kuvatulla tavalla 20 FMM I ensimmäinen jauhatus hienojauhatusvä liaineen avulla kuvatulla tavalla FMM II toinen jauhatus hienojauhatusväliai- neen avulla kuvatulla tavalla FM III kolmas jauhatus hienojauhatusväliai- 25 neen avulla kuvatulla tavalla MS I ensimmäinen magneettierotus kuvatulla tavalla MS II toinen magneettierotus kuvatulla tavalla 30

Esimerkki 1 A. 243,3 kg:n panos zeoliittimalmia, jossa oli 55 % klinoptiloliittia, 10 % maasälpää, 8 % kvartsia, 7 % kipsiä, 2 % savimineraaleja ja 18 % mordeniittia (erotuk-35 sena), jauhettiin hienoksi kahdesti nimelliskokoon 100 % - 18 80899 200M (75 pm). Valmistettiin happopesuliuos lisäämällä 42,6 1 36 %:ista HCl-liuosta 568,5 litraan vettä ja näin saatiin 1,99 %:inen HCl-liuos. Yhdistettiin tankissa 240,6 kg hienoksi jauhettua malmia ja happopesuliuos ja saatiin 5 liete, jonka kiintoainepitoisuus oli 30,5 %. Lietettä sekoitettiin hitaasti n. kaksi tuntia ympäristölämpötilassa (27-32 °C). Lietteen sakeus oli 26,5 % kiintoainesta, pH 0,85 ja kiintoaineiden määrä oli 201,1 kg.

Lietteen annettiin laskeutua 1,25 tuntia ja pois-10 tettiin dekantoimalla 45,5 1 kirkasta nestettä. Jäljelle jäänyt liete sai läpikäydä jakson F/B I, jolloin se paine-suodatettiin kiintoainepitoisuuteen 55-60 % ja muodostuneet suodatuskakut laimennettiin suunnilleen alkuperäiseen tilavuuteen pelkällä vedellä ja lietettiin 0,5 tuntia. 15 Muodostuneen lietteen sakeus oli 26,5 % kiintoainesta, pH

1,7 ja kiintoaineiden määrä oli 197,0 kg. Tämä liete sai läpikäydä jakson F/B II kuten vaiheen F/B I yhteydessä on kuvattu. Muodostuneen lietteen massasakeus oli 26 % kiintoainesta ja kiintonaineiden määrä oli 193,0 kg. Jaksosta 20 F/B II saatu liete sai läpikäydä jakson F/B lii, joka oli samanlainen kuin jaksot F/B I ja F/B II. Muodostuneen lietteen pH oli 2,04. Lietesakeus 30 % kiintoainesta ja sen kiintoaineiden määrä oli 192,0 kg.

Jaksosta F/B III saatu liete sai läpikäydä jakson 25 N/D samalla liettäen siten, että ensin lisättiin NaOH:ta suhteessa 7,5 kg/t kiintoainesta (1,36 kg NaOH-pellette-jä). Kun oli lietetty 10 minuuttia, pH oli 4,2 ja lisättiin vielä 0,45 kg NaOH:ta (0,25 kg/tonni). Kun vielä oli lietetty 10 minuuttia, pH oli 7,0 ja lisättiin tetranat-30 riumpyrofosfaatti(TSPP)dispergointiainetta suhteessa 7,5 kg/t (1,36 kg TSPP-jauhetta). Kun tämän jälkeen lietettiin vielä 10 minuuttia, saatiin dispergoitunut liete.

Karkea-aines poistettiin dispergoituneesta lietteestä 122 cm:n (48") Sweco täryseulalla, jossa oli seula-35 kangas 325M. Ensimmäisen seulontakerran jälkeen seulan ie 80899 läpäisi ensimmäinen tuoteliete, jonka sakeus oli 25 % ja kiintoaineiden määrä 117,6 kg. Ensimmäisestä seulonnasta saatu karkea-aineksen (seulalle jääneen aineksen) muodostama liete laimennettiin kiintoainepatoisuuteen 29 %, seu-5 lottiin uudelleen ja saatiin toinen tuoteliete, joka lisättiin ensimmäiseen tuotelietteeseen ja näin saatiin yhdistetty tuoteliete, josta karkea-aines oli poistettu, jonka lietesakeus oli 23 % kiintoainesta ja kiintoaineiden määrä 137,1 kg.

10 Liete, josta karkea-aines oli poistettu, sai läpi käydä jakson FR I syöttämällä liete nopeudella 7,6 1/min Bird-sentrifugiin, joka oli varustettu halkaisijaltaan 46 cm:n (18") ja pituudeltaan 71 cm:n (28") massiivirootto-rilla ja joka toimi 2000 kierr/min. Hienoainesjae (ylivir-15 taus) hylättiin ja karkeajae (alivirtaus) otettiin talteen tuotelietteenä, jonka sakeus oli 44 % kiintoainesta ja kiintoaineiden määrä oli 122,6 kg.

Alla olevasta taulukosta 1 ilmenevät kunkin osassa A kuvatun vaiheen TAPPI-vaaleus, % -2 pm, % karkea-ainesta 20 ja paino-% Fe203.

Taulukko 1

Erillisope- Tappi- % -2 % karkea- % raatio_vaaleus_pm_aines_Fe,Q, 25 Syöttö - 0 60 4,0

Hienojauhatus 70 41 9 3,7

Happopesu 73 - F/B I 74 38 6 - F/B II 74 42 - - 30 F/B III 75 42 - - N/D 72 42 - 3,9

Karkea-ainek- 75 40 0 4,2 sen poisto FR I 79 20 0 2,0 35 20 80899 B. 454 kg:n panos zeoliittimalmia, joka oli louhittu samasta paikasta kuin osan A malmi ja jossa oli 50 % klinoptiloliittia, 8 % maasälpää, 16 % kvartsia, 7 % kipsiä, 3 % savimineraaleja ja 16 % mordeniittia (erotuk-5 sena), jauhettiin hienoksi kahdesti kuten osassa A ja saatiin 447,6 kg ainesta -200M. Hienoksijauhettu aines lie-tettiin ja annettiin reagoida kuten osassa A 2,1 %:isessa HCl-liuoksessa lietesakeudella 20 % kiintoainesta. Reaktion jälkeen saatiin 1990 1 lietettä, jonka sakeus oli 16 10 % kiintoainesta ja kiintoaineiden määrä oli 349,6 kg.

Pesuliuos poistettiin siten, että ensin annettiin lietteen laskeutua viikonlopun yli (n. 65 tuntia) ja sitten poistettiin dekantoimalla 454,8 1 kirkasta nestettä. Jäljelle jäänyt liete sai läpikäydä jakson F/B I kuten 15 yllä suodatuskakut lietettyinä veteen. Liete, jona sakeus oli 23 % kiintoainesta, kokonaistilavuus 1304 1 ja kiintoaineiden määrä 340,5 kg, laimennettiin takaisin alkupe-räistilavuuteen 1990 1. Laimennettu liete sai läpikäydä jakson F/B II liettäen sakeudella 23 % kiintoainesta. Saa-20 tu 1493 1 lietettä, jossa oli 331,4 kg kiintoaineita, laimennettiin uudelleen tilavuuteen 1990 1. Sitten jaksosta F/B II saatu laimennettu liete sai läpikäydä jakson F/B III liettäen sakeudella 25 % kiintoainesta.

Jaksosta F/B III saatu dispergoitu liete, joka si-25 sälsi 321,9 kg kiintoaineita tilavuudessa 800 1, sai läpikäydä jakson N/D lisäämällä NaOH:a 8 kg/t kiintoaineita, jolloin pH-arvoksi tuli 5,5, ja lisäämällä sitten TSPP:tä suhteessa 5 kg/t kiintoaineita. Dispergoidusta lietteestä, jossa oli 321,9 kg kiintoaineita ja sakeus 25 % kiin-30 toainesta, poistettiin karkea-aines kuten osassa A sillä erolla, että aines seulottiin vain kerran seulan 200M (74 pm) läpi. Liete, josta karkea-aines oli poistettu, sai läpikäydä jakson FR I Bird-sentrifugissa kuten osassa A sillä erolla, että käytettiin suurempaa kierroslukua (3000 35 2000:n asemasta). Tässä tapauksessa karkeatuote sisälsi 21 80899 263,3 kg kiintoaineita.

Alla olevasta taulukosta 2 ilmenevät kunkin osassa B kuvatun vaiheen TAPPI-vaaleus, % -2 pm, % karkea-ainesta ja % Fe203.

5 Taulukko 2

Erillisope- TAPPI- % -2 % karkea- % raatio_vaaleus pm_ainesta Fe,Q,

Syöttö - 10 Hienojauhatus 74 - - 1,9

Happopesu 74 F/B I 78 47 12 F/B II 75 46 - 2,1 F/B III 75 52 - 2,3 15 N/D -

Karkea-aineksen poisto 76 43 - 1,8 FR I 80 23 6 0,8 20 C. Osissa A ja B sentrifugoimalla eristetyt kar keammat lietejakeet yhdistettiin lietteeksi, jonka sakeus oli 36 % kiintoainesta ja kiintoaineiden määrä 384,5 kg. Lieteyhdistelmä sai läpikäydä jakson FMM I kaksiosastoisen 57 litran Denver-kiekkojauhimen yhdessä osastossa käyttäen 25 väliaineena 45,4 kg Diamonite A:ta (keraamisten pallojen halkaisija 1,7 mm). Syöttönopeudella 300 ml/min saatiin tuoteliete, joka sisälsi 364,1 kg kiintoainesta ja jonka hiukkaskoko oli 53 % -2 pm.

Jauhettu liete laimennettiin kiintoainepitoisuuteen 30 n. 15 % ennen jaksoa FR II, jossa käytettiin suurinopeuk-sista (8700 kierr/min) Merco malli H-9 levysuutinsentrifu-gia. Syöttönopeus oli n. 4,5 1/min. Tuoteliete sisälsi 335,5 kg kiintoaineita. Tämä liete sai läpikäydä jakson F/B IV säätämällä ensin pH arvoon n. 3 väkevällä rikkiha-35 polla ja painesuodattamalla tämän jälkeen. Suodatuskakut 22 8 0 8 9 9 lietettiin kiintoainepitoisuuteen 35 %, neutraloitiin pH-arvoon 5 NaOHtlla ja dispergoitiin sitten määrällä 5 kg TSPP:tä per tonni kiintoainesta.

Näin dispergoitu liete sai läpikäydä jakson FMM II 5 viiden litran jauhimessa Chicago Boiler Co. malli KD 5 Dynomill 6,8 kg:n kera jauhatusväliaineena toimivia 1,3 mm Norton Z-Beads -helmiä (zirkoniumdioksidi). Jauhatuksen syöttönopeus oli 45,5 1/h ja saatiin tuote, jonka hiukkas-koko oli 84 % -2 pm. Tuoteliete sisälsi 306,5 kg kiinto-10 aineita ja sen sakeus oli 30 % kiintoainesta.

Tämä jauhettu liete sai läpikäydä jakson MS I syöttämällä se suuren magneettivuotiheyden (12 kG) omaavan magneettisen märkäerottimen läpi, jossa oli 10,2 cm:n läpimittainen astia (erotuskammio), jonka tilavuudesta 8 % 15 muodostui keskikarkeasta ruostumatonteräsviliasta. Syöttö- nopeus oli 26,2 cm/min. Talteenotettu liete, jonka sakeus oli 22 % kiintoainesta ja jossa oli 283,3 kg kiintoaineita, sai läpikäydä jakson MS II samoissa olosuhteissa. Talteenotetun lietteen sakeus oli 17 % kiintoainesta ja se 20 sisälsi 243,3 kg kiintoaineita.

Jaksosta MS II saatu tuoteliete sai läpikäydä peräkkäin jaksot FR III, IV ja V. Jokainen käsittely tapahtui yllä käytetyllä Merco-sentrifugilla, mutta kierrosluku oli pienempi (6700 kierr/min). Kolmessa hienoaineksen 25 poistossa syöttönopeus oli 3,8 1/min. Jaksosta FR III saadun karkeajae(tuote)lietteen sakeus oli 24 % kiintoainesta ja se sisälsi 208,4 kg kiintoaineita. Jaksosta FR IV saadun tuotelietteen sakeus oli 32 % kiintoainesta ja se sisälsi 196,1 kg kiintoaineita. Jaksosta FR V saadun tuote-30 lietteen sakeus oli 38 % kiintoainesta ja se sisälsi 166,6 kg kiintoaineita.

Sitten jaksosta FR V saatu tuoteliete sai läpikäydä jakson F/B V. F/B V oli sama kuin F/B IV sillä erolla, että edellinen suoritettiin kiintoainepitoisuudella 40 %. 35 Näin neutraloitu ja dispergoitu liete sai läpikäydä jak- 23 80 8 99 son FMM III viiden litran Dynomill'issa syöttönopeudella 38 1/h ja saatiin tuote, jonka hiukkaskoko oli 91 % -2 μιη.

Näin saatu jauhettu liete valkaistiin laimentamalla ensin kiintoainepitoisuuteen 20 % ja alentamalla lietteen 5 pH arvoon 3,0 0,68 kg:lla väkevää rikkihappoa. Lietettä sekoitettiin hitaasti n. 2 tuntia ja sen jälkeen, kun siihen oli lisätty valkaisuainetta natriumditioniittia (K-brite) suhteessa 6,5 kg/t kiintoainesta (0,68 kg K-brite'a). Lietteen pH pidettiin valkaisun aikana arvossa 10 3,0 lisäämällä vielä 0,23 kg väkevää rikkihappoa.

Valkaistu liete sisälsi 80,4 kg kiintoaineita ja sen TAPPI-vaaleus oli 95. Sitten valkaistu liete sai läpikäydä jakson F/B VI suodattamalla ensin kuten jaksoissa F/B IV ja V. Suodatuskakut lietettiin kiintoainepitoisuu-15 teen 40 %. Muodostunut liete neutraloitiin ja dispergoi-tiin samanaikaisesti seoksella, jossa oli 15 % natrium-polyakrylaattidispergointiainetta (C-211) ja 30 % natrium-karbonaattia liuotettuina veteen. Lisäyssuhde oli 25 kg seosta per tonni kiintoaineita. Näin dispergoitu lopul-20 linen liete syötettiin suihkukuivaimeen nopeudella 94,5 1/h (n. 45,4 kg/h) ja saatiin 68,1 kg lopputuotetta, jonka TAPPI-vaaleus oli 94 ja hiukkaskoko 89,5 % -2 pm.

Alla olevasta taulukosta 3 ilmenevät kunkin osassa C kuvatun erillisoperaation jälkeen talteenotetun tuotteen 25 TAPPI-vaaleus, % -2 pm ja % Fe203.

Taulukko 3

Erillisope- TAPPI- % % 30 raatio_vaaleus_-2 pm_Fe?Q,

Yhdistäminen 81 22 0,8 FMM I 81 53 0,9 FMM II 82 53 0,9 F/B IV 83 56 35 FMM II 83 84 0,8 24 80899 MS I 88 84 0,7 MS II 90 84 0,7 FR III 92 82 0,5 FR IV 93 80 0,3 5 FR V 94 78 0,2 FMM III 94 91

Valkaisu 95 -- F/W VI -

Suihkukuivaus 94 90 0,2 10

Lopputuotteen ja zeoliittiraakamalmien (lähtöainesten) röntgenfluoresenssianalyysi ilmenee alla olevasta taulukosta 4.

15 Taulukko 4

Komponentti Uusi tuote (%) Zeoliittiraakamalmia (%)

A_B

Si02 66 68 20 A1203 12 6,9

Fe203 0,23 3,7 1,9

Ti02 0,08 0,20 0,36

Na20 1,7 2,0

CaO 1,1 2,0 1,6 25 MgO 0,84 1,8 1,6 K20 2,3 1,6

ZnO 0,02 0,01 0,01

Zeoliittilopputuote sisälsi 48 % klinoptiloliittia, 30 12 % kvartsia, 12 % maasälpää, 9 % kipsiä, 3 % savimine- raaleja ja 16 % mordeniittia (erotuksena).

Hiukkaskokojakautumaltaan tässä esimerkissä valmistettu uusi zeoliittiaines on varsin kilpailukykyinen kaupallisen n:o 1 paperinpäällystyslaatuisen kaoliinituot-35 teen kanssa kuten taulukko 5 osoittaa.

25 80899

Taulukko 5 5 Hiukkaskoko % Jauhettu zeo- Uusi zeoliit- Kaupallinen (alle (pm) liittimalmi tituote_kaoliinituote 44 90 100 100 6,9 - 100 100 5.0 56 99 99 10 2,0 41 90 90 1.0 - 65 74 0,5 - 39 55 0,25 - 22 32

Keskim. hiuk- 15 kaskoko (pm) 3,3 0,68 0,44

Elektronimikroskooppikuvat osoittavat, että kuitumaiset komponentit, jotka normaalisti löytyvät zeoliitti-raakamalmista, puuttuvat uusista zeoliittituotteista, jot-20 ka on hienonnettu tämän keksinnön menetelmän hienojauha-tusväliaineen avulla. Niinpä on todennäköistä, että tämän keksinnön uudet zeoliittituotteet hengitettyinä vaurioittavat vähemmän keuhkoja.

Tunnusarvojensa perusteella uusi zeoliittilopputuo-25 te sopii hyvin pigmentti-, jatkeaine- tai täyteainekäyt-töön. Sen väri- ja muut fysikaaliset tunnusarvot ovat kil-pailykykyisiä kaupallisen, hyvän vaaleuden omaavan, kalsi-noidun kaoliinipigmentin vastaavien arvojen kanssa kuten taulukosta 6 ilmenee.

30 35 26 80899

Taulukko 6

Hyvän vaaleuden Zeoliitti- omaava kaoliini-

Parametri_tuote_tuote_ 5 Väri: (1) L* 97,37 98,2 a* -0,02 -0,43 b* 1,24 2,88 GYI(2) 2,40 5,15

Vaaleus: TAPPI 93,9 93,2 10 ” Twist"(3) 93,9 93,2 IS0<4) 91,9 91,8

Irtotiheys: (5)irto 362 657 (kg/m3) (6)pakattu 413 897

Tiheys'7’ 2,17 2,69

15 DTA(8) eksotermit eksotermi 500°C

350 ja 900°C eksotermi 900°C TGA (%-hukka 1100°C:seen 15,4 n. 0,5 % saakka'9’)

Kuluminen'10’(mg) 13 20-25 (kalsinoitu) 20 Ö1 jynabsorbtio(11)(g/100 g) 74 60-110

Hegman{12) 3 3

Kosteus113’ (%) 3,1 pH (10 % kiintoainesta) 5,0 6,8 25 Alaviitteet: (1) Määritettiin CIE 1976-kaavan (L*a*b*) mukaan kuten on kuvattu lähteessä "Color research and application", voi. 2, n:o 1, kevät 1977, s. 7-11, John Wiley & Sons, Inc.

(2) Saksalainen kellertävyysindeksi, laskettu L*-, a* - ja 30 b*-arvoista.

(3) Määritettiin mittaamalla TAPPI-vaaleus, kun näytteen ja männän sisältävää lieriötä oli kierretty 30-45° samalla kohdistaen näytteeseen paine 2,1 kp/cm2.

(4) TAPPI Provisional Method (1976) T 534, Appendix, jos- 35 sa käytetään kirjaimella "A" merkittyä suodatinta.

27 80 8 99 (5) Määriteltiin lisäämällä 20 g näytettä 100 ml asteikolla varustettuun mittalasiin ja lukemalla tilavuus.

(6) Määritettiin sullomalla näyte lieriöön (6) 300 kertaa Numinco automaattisella sullomislaitteella.

5 (7) Arvot perustuvat massiivisen näyteaineksen vakiotila- vuuden painoon, jolloin huokostilavuus on vähennetty las-kennollisesti.

(8) Differentiaalitermoanalyysi DuPontin System 94 Analyzer'ilia, jolloin hienojakoista näytettä kuumennet- 10 taessa energian vapautuminen näkyy eksotermipiikkeinä ja energian absorboituminen endotermipiikkeinä.

(9) Termogravimetrinen analyysi, jossa mitataan näytteen kuumennuksen aikana tapahtuvat painonmuutokset (jotka johtuvat hajoamisesta tai hapettumisesta).

15 (10) Mitattiin Einlehner kulutusmittarilla ja menetelmäl lä TAPPI Useful Method 603.

(11) ASTM D 281-31.

(12) Mitattiin sekoittamalla kuiva näyte raakaan pellava-öljyyn, asettamalla seos pieneen syvennykseen, raaputta- 20 maila seos syvennyksestä kourua alaspäin, jossa on yhtä pitkiä segmenttejä merkittyinä 0-8, ja merkitsemällä muistiin segmentti, jonka kohdalla runsaasti karkea-ainesta sisältävä alue erottuu alueesta, jossa on mahdollisimman vähän karkea-ainesta.

25 (13) Mitattiin Ohausin kosteudenmääritysvaa'alla.

Uuden zeoliittilopputuotteen pinta-ala mitattiin ja arvoksi saatiin 78 m2/g, joka on huomattavasti enemmän kuin lähtöaineena käytetyllä zeoliittimalmilla, jonka pinta-ala osassa B oli 33 m2/g. Osassa A pinta-ala oli suun-30 nilleen sama kuin osassa B.

Mitattiin uuden zeoliittituotteen ja myös osassa B lähtöaineena käytetyn zeoliittimalmin ioninvaihtokapa-siteetti. Nämä kationinvaihtokapasiteettitulokset ilmenevät alla.

35 28 80899

Kationinvaihtokapasiteetit milliekvivalenttia per gramma (mekv/g)

Kationityyppi

Yhteensä Ca Mg K Cu 5 Raakamaita!(1) 1,71 0,54 0,19 1,06 0,39

Zeoliittituote(2) 1,76 0,98 0,14 1,31 0,67

Synteettinen Z4a(3) 4,02 1,98 0,36 3,41 0,39

Zn_AI Sr Cs Na 10 RaakamalmiU) 0,78 0,17 0,16 0,82 1,18

Zeoliittituote12’ 0,92 0,25 0,45 0,87 1,33

Synteettinen Z4a<3) 1,18 0,04 1,35 1,61 4,07 (1) Raaka-aineena käytetty zeoliittimalmi osasta B 15 (2) Uusi zeoliittilopputuote esimerkistä 1 (3) Synteettinen zeoliitti 4A, joka on Sylosiv-100, valmistaja W.R. Grace Co.

Uuden tuotteen kationinvaihtokapasiteetti on useimmissa tapauksissa suurempi kuin raaka-aineena käytetyn 20 malmin. Joissakin tapauksissa, esim. kuparin ja alumiinin kohdalla, uuden tuotteen ioninvaihtokyky oli parempi kuin synteettisen zeoliitin, joka nimenomaan on määritelty ka-tioninvaihtimeksi. Uuden tuotteen kationinvaihtokyvyn paremmuus on sitäkin vakuuttavampi, kun ottaa huomioon sen 25 sisältämät suuret määrät kvartsia, maasälpää, savimineraa-leja, kipsiä ja mahdollisesti muitakin aineksia, joiden ioninvaihtokyky on vähäinen. Näiden ainesten poiston jälkeen uuden tuotteen kationinvaihtokyky olisi (painosta laskien) olennaisesti suurempi.

30 Esimerkki 2 34,1 kg:n erä zeoliittimalmia, joka oli louhittu eri paikasta kuin esimerkin 1 malmi ja jossa oli 33 % mor-deniittia, 23 % klinoptiloliittia, 23 % maasälpää, 15 % kvartsia, 2 % meliliittia ja 4 % savimineraaleja, jauhet-35 tiin hienoksi kahdesti nimelliskokoon 200M (75 pm). Hie- 29 80 899 noksi jauhettu malmi dispergoitui luonnostaan sekoitettaessa veteen 15 % kiintoaineita sisältäväksi lietteeksi. Näin valmistettu liete sai läpikäydä jakson F/R I syöttämällä se nopeudella 7,6 1/min Bird-sentrifugiin, joka oli 5 varustettu halkaisija 46 cm (18") ja pituus 71 cm (28") massiiviroottorilla ja joka toimi 3000 kierr/min. Karkea-jae otettiin talteen tuotelietteenä, jonka sakeus oli 30 % kiintoainesta ja kiintoaineiden määrä oli 28,6 kg.

Tuoteliete jaksosta F/R I sai läpikäydä jakson FMM 10 I viiden litran jauhimessa Chicago Boiler Co. malli KD 5 Dynomill 56,7 kg:n kera jauhatusväliaineena toimivia 1,3 mm Norton Z-Beads -helmiä. Jauhatuksen syöttönopeus oli 170 1/h ja saatiin tuote, jonka hiukkaskoko oli 65 % -2 pm. Tuoteliete sisälsi 27,7 kg kiintoaineita ja sen 15 sakeus oli 28 % kiintoainesta.

Jauhettu liete laimennettiin kiintoainesakeuteen 15 % ennen käsittelyä jaksossa F/R II Merco-sentrifugissa 6700 kierr/min. Jakso F/R II suoritettiin kaksivaiheisena. Ensimmäinen ajo suoritettiin syöttönopeudella 272 kg/h 20 (1701 1/h), jolloin karkeajakeen (tuotteen) osuus syötteen kiintoaineista oli 30 %. Toinen ajo suoritettiin käyttämällä syötteenä ensimmäisestä ajosta saatua hienojaetta syöttönopeudella 136 kg/h (851 1/h), jolloin 80 % syötteen kiintoaineista saatiin talteen karkeajakeena. Kummankin 25 ajon karkeajae yhdistettiin yhdeksi jakson F/R II tuotteeksi, joka muodosti 65 % syötteen kiintoaineiden painosta (18,2 kg).

Tuoteliete jaksosta F/R II sai läpikäydä jakson FMM II jauhimessa Dynomill syöttönopeudella 45,4 1/h ja saa-30 tiin tuote, jonka hiukkaskoko oli 78 % -2 pm. Tuoteliet-teen sakeus oli 30 % kiintoainesta ja se sisälsi 15,7 kg kiintoaineita.

Tämä jauhettu liete laimennettiin kiintoainepitoi-suuteen 7-8 % ennen käsittelyä F/R III Merco-sentrifugissa 35 6700 kierr/min. Jaksossa F/R III sentrifugia syötettiin so 80899 nopeudella 11,3 1/min (54,5 kg/h) ja saatiin talteen (kar-keajakeena) 56 %. Tuotelietteen sakeus oli 11,4 % kiintoainesta ja se sisälsi 8,6 kg kiintoaineita.

Jaksosta F/R III saatu tuote sai läpikäydä jakson 5 MS I syöttämällä se suuren magneettivuotiheyden (12 kg) omaavan magneettisen märkäerottimen läpi, jossa oli 5 cm:n läpimittainen astia (erotuskammio), jonka tilavuudesta 8 % muodostui keskikarkeasta ruostumatonteräsvillasta. Syöttö-nopeus oli 52,3 cm/min. Talteenotettu liete, jonka sakeus 10 oli 6,9 % kiintoainesta ja jossa oli 6,8 kg kiintoaineita, sai läpikäydä jakson MS II samoissa olosuhteissa. Jaksosta MS II saatu tuote oli liete, jonka sakeus oli 3,2 % kiintoainesta ja joka sisälsi 5,0 kg kiintoaineita.

Sitten jaksosta MS II saatu tuoteliete sai läpikäy-15 dä jakson F/B I, jossa se hapotettiin pH-arvoon 2,0 - 2,5 rikkihapolla ja sitten poistettiin dekantoimalla ja suodattamalla niin paljon vettä, että kiintoainepitoisuudeksi tuli 60 %. Suodatuskakut lietettiin pelkällä vedellä lietteeksi, jonka sakeus oli 30 % kiintoainesta ja tilavuus 19 20 litraa. Jaksosta F/B I saatu liete sai läpikäydä jakson FMM III, jossa se syötettiin jauhimeen Dynomill nopeudella 45,4 1/h ja hiukkaskooksi tuli 93,5 % -2 pm. Sitten jaksosta FMM III saatu tuoteliete, jonka tilavuus oli 19 litraa, sakeus 30 % kiintoainesta ja joka sisälsi 4,1 kg 25 kiintoaineita, valkaistiin. Lietteen pH säädettiin arvoon 3 rikkihapolla ennen kuin lisättiin 0,027 kg (7,5 kg/t) natriumditioniittia (K-brite). Valkaisu tapahtui siten, että lietettä sekoitettiin hitaasti tunti K-briten lisäämisen jälkeen.

30 Valkaisuoperaatiosta saatu liete sai läpikäydä jak son F/B II, joka oli sama kuin jakso F/B I sillä erolla, että suodatuskakut kuivattiin lämpökaapissa 105 °C:ssa kaikkiaan n. 24 tuntia ja saatiin 3,6 kg tuotetta, jonka TAPPI-vaaleus oli 91,3 ja hiukkaskoko 89,5 % -2 pm.

35 Alla olevasta taulukosta 7 ilmenevät tässä esimer- si 80899 kissä kuvatun operaation jokaisen vaiheen jälkeen talteenotetun tuotteen TAPPI-vaaleus, 5 -2 pm ja % Fe203.

Taulukko 7 5

Erillis- TAPPI- % -2 pm % Fe203 operaatio_vaaleus_

Jauhatus 75,3 33 0,71 F/R I 78,8 38 0,93

10 FMM I N/A 62,5 N/A

F/R II 83,9 47,5 0,55

FMM II 85,4 82 N/A

F/R III 86,1 78 0,45 MS I 89,7 82 0,35

15 MS II 91,9 N/A N/A

F/B I N/A N/A N/A

FMM III 91,9 93,5 N/A

Valkaisu 92,5 N/A N/A

F/B II N/A N/A N/A

20 Kuivatus 91,3 89,5

Esimerkki 3 0,23 kg:n näyte zeoliittimalmia, joka sisälsi 20 % klinoptiloliittia, 22 % kabasiittia, 19 % thompsoniittia + 25 offretiittia, 11 % erioniittia, 15 % kvartsia, 10 % maa sälpää ja 3 % savimineraaleja, jauhettiin hienoksi kolmasti pienessä Mikropul-jauhimessa nimelliskokoon 100 % alle 200M (75 % alle 325M ja 20 % -2 pm). Näin hienoksi jauhetun malmin TAPPI-vaaleus oli 59.

30 Hienoksi jauhettu malmi sai läpikäydä jakson FMM I

45 minuuttia laboratoriokiekkomyllyssä panoksella 0,23 kg malmia, 0,68 kg väliainetta Diamonite Alumasand B (0,8 mm:n keraamikuulia, väliaineen ja malmin suhde 3:1) ja 0,45 kg vettä (lietteen sakeus 33 % kiintoainesta). Sekoi-35 tusnopeus oli 1300 kierr/min. Muodostuneen lietteen hiuk- 32 80 8 99 kaskoko oli 46 % -2 μιη ja TAPPI-vaaleus 72. Jauhettu liete sai läpikäydä jakson F/R I, jossa lietettä käsiteltiin 3000 kierr/min yksi minuutti (n. 100 000 g-sekunti) Lour-des-laboratoriosentrifugissa. Karkeajae otettiin talteen 5 tuotteena, jonka TAPPIvaaleus oli 73 ja hiukkaskoko 40 % -2 pm. Hieno(lieju)jae hylättiin.

Jaksosta F/R I saatu karkeatuote laimennettiin kiintoainepitoisuuteen 33 % ja se sai läpikäydä jakson FMM II, joka oli sama kuin jakso FMM I sillä erolla, että se-10 koitusaika oli pidempi eli 2,5 tuntia. Jaksosta FMM II saadun tuotelietteen hiukkaskoko oli 86 % -2 pm ja TAPPIvaaleus 73.

Kahdesti jauhettu liete sai läpikäydä jakson F/R II, joka oli sama kuin jakso F/R I. Tuotelietteen hiukkas-15 koko oli 77 % -2 pm ja TAPPI-vaaleus 81.

Jaksosta F/R II saatu tuoteliete valkaistiin käsittelemällä sitä (hitaasti sekoittaen 10 minuuttia) 5 kg:11a natriumditioniittia (K-brite) per tonni kiintoaineita. Valkaistun tuotteen TAPPI-vaaleus oli 84.

20 Taulukko 8 on yhteenveto, josta ilmenevät jokaisen yllä kuvatun erillisoperaation TAPPI-vaaleus, % -2 pm ja % Fe203.

Taulukko 8 25

Erillis- TAPPI- % -2 % karkea- % operaatio_vaaleus pm_ainesta Fe,0,

Hienojauhatus 59 20 25 3,2 FMM I 72 46 5 - 30 F/R I 73 40 7 2,5 FMM II 73 86 0 - F/R II 81 77 0 1,4

Valkaisu 84 - - - 35 Siten käsittely paransi TAPPI-vaaleutta noin 25 yk- 33 80 899 sikköä, vähensi rautapitoisuutta hyvinkin alle 50 % alku-peräiskonsentraatiosta ja antoi tuotteen, joka oli tarpeeksi hienojakoinen käytettäväksi pigmenttinä, täyteaineena tai jatkeaineena.

5 Esimerkki 4 0,23 kg:n erä zeoliittimalmia, joka pääasiassa muodostui analsiitista, hienojauhettiin kolmasti kuten esimerkissä 3. Hienoksi jauhetun aineksen TAPPI-vaaleus oli 27, se sisälsi 30 % karkea-ainesta ja sen hiukkaskoko oli 10 30 % -2 pm.

Hienoksi jauhettu tuote sai läpikäydä jakson FMM I esimerkissä 3 kuvatulla tavalla. Sekoitusaika oli 1,5 tuntia. Jaksosta FMM I saadun tuotteen hiukkaskoko oli 50 % -2 pm ja TAPPI-vaaleus 52. Tämä tuote sai läpikäydä esi-15 merkissä 3 kuvatun jakson F/R I. Jaksosta F/R I saadun tuotteen TAPPI-vaaleus oli 58 ja hiukkaskoko 43 % -2 pm.

Jaksosta F/R I saatu tuote sai läpikäydä jakson FMM II kuten yllä on kuvattu. Viipymisaika oli viisi tuntia. Jaksosta FMM II saadun tuotteen TAPPI-vaaleus oli 72 ja 20 hiukkaskoko 95 % -2 pm. Jaksosta FMM II saatu tuote sai läpikäydä jakson F/R II, joka oli sama kuin jakso F/R I. Jaksosta F/R II saadun tuotteen TAPPI+vaaleus oli 77 ja hiukkaskoko 92 % -2 pm.

Jaksosta F/R II saadun tuotteen TAPPI-vaaleus koho-25 tettiin arvoon 80 valkaisemalla kuten esimerkissä 3 5 kg:11a natriumditioniittia (K-brite) per tonni kiintoaineita. Vaihtoehtoisesti erittäin magneettisen aineksen poistaminen jakson F/R II tuotteesta magneettisella labo-ratoriosekoitussauvalla kohotti tuotteen vaaleuden arvoon 30 81 (ilman valkaisua).

Taulukosta 9 ilmenevät jokaisen yllä kuvatun eril-lisoperaation TAPPI-vaaleus, % karkea-ainesta, % -2 pm ja % Fe203.

35 34 80899

Taulukko 9

Erillis- TAPPI- % -2 % karkea- % operaatio vaaleus_ym_ainesta Fe,Q, 5 Hienojauhatus 27 30 30 2,43 FMM I 52 50 5 - F/R I 58 43 6 2,0 FMM II 72 95 0 - F/R II 77 92 - 0,7 10 MS I 81 - - - tai valkaisu 80 - -

Siten käsittely paransi TAPPI-vaaleutta yli 50 yksikköä ja vähensi rautapitoisuutta kolminkertaisesti ja 15 saavutettiin hiukkaskoko, joka mahdollisti käytön pigmenttinä, täyteaineena tai jatkeaineena.

Paperitekniset sovellutukset

Valmistettiin paperinpäällystysvärejä lisäämällä uusi zeoliittituote veteen savien ja muiden pigmenttien 20 kera tai ilman niitä ja sekoitettiin homogeeniksi lietteeksi. Tarvittaessa lisättiin dispergointiainetta kuten tetranatriumpyrofosfaattia, natriumpolyakrylaattia tai natriumkarbonaatin ja natriumpolyakrylaatin seosta. Sitten mukaan sekoitettiin hitaasti lateksi- (esim. Dow 620) tai 25 tärkkelysdispersiota ja päällystysväri levitettiin paperi- arkille joko laboratorioteräpäällystimellä tai kaavaintan-goilla. Päällystetyt arkit konditionoitiin lämpötilassa 21 “C ja RH-arvossa 50 % (suhteellinen kosteus), konekalante-roitiin ja arkeista testattiin halutut ominaisuudet.

30 Uuteen zeoliittituotteeseen voidaan ioninvaihdon avulla liittää erilaisia ioneja. Jos tuotteeseen halutaan ioninvaihtaa sinkki-ioneja, uutta zeoliittituotetta voidaan lietteen muodossa käsitellä esim. yksimoolisella sinkkikloridi-, sinkkiasetaatti- tai muun liukenevan sink-35 kisuolan liuoksella, jonka jälkeen suodatetaan ja pestään 35 80899 sinkki-ionien ylimäärä pois. Samalla tavoin voidaan ioninvaihdolla valmistaa nikkeli-, koboltti- tai muuta metalli-ioneja sisältävä zeoliitti. Joissakin tapauksissa asianmukainen metallioksidi, esim. ZnO, voidaan sekoittaa uu-5 teen zeoliittituotteeseen, jolloin saadaan parannettu ke-rareaktantti hiiletöntä jäljennöspaperia varten.

Esimerkki 5 Tässä esimerkissä kuvataan hiilettömän jäljennöspa-perin valmistus uuden zeoliittituotteen avulla. Seuraten 10 yllä esitettyä yleismenetelmää valmistettiin päällystysvä-ri, jonka kiintoainepitoisuus oli 48 % ja joka sisälsi 15 osaa Dow 620-lateksia 100 osaa kohti sinkki-ioninvaihdet-tua zeoliittituotetta. Valmistettiin toinen sarja, joka sisälsi 100 osaa zeoliittituoteseosta ja 2 % ZnO:ta. Seos 15 laimennettiin kiintoainepitoisuuteen 25 % ja levitettiin kaavaintangolla riisille 15,4 kg/307 m2 (34 lb/3300 ft2) puuhiokkeetonta kovapaperia paperin huopapuolelle. Arkit päällystettiin (vain toispuolisesti) määrillä 2,3, 3,2 ja 4,1 kg/riisi. Sitten päällystetyt arkit kuivattiin ja 20 konekalanteroitiin.

Arkkeja verrattiin standardiarkkiin Mead carbonless CF sheet ja kaikki arkit painettiin arkilla Mead black CB sheet. Käytettiin painetta 70 kp/cm2 kopioiden ottamiseksi CB-arkista. Painatusintensiteetti (mustuma) määritettiin 25 mittaamalla painoalan heijastuskyky. Arvon pieneneminen merkitsee värin mustenemista tai tummenemista ja on toivottavaa saavuttaa mahdollisimman pieni arvo.

30 35 36 80899

Taulukko 10 Päällysteen paino Heij astuskyky kg/riisi)

Kontrolli (Standard 5 Mead CF sheet) 2,3 - 3,2 43,6

Zeoliittituote, ioninvaihdettu 2,3 sinkillä 3,2 40,8 4.1 40,6 10 Zeoliittituote, sisäl- 2,3 39,8 tää 2 % ZnO:ta 3,2 37,8 4.1 38,0 Nämä tulokset osoittavat selvästi, että uusilla, 15 sinkillä ioninvaihdetuilla zeoliittituotteilla saavutetaan voimakkaampi painatusintensiteetti eli mustuma.

Esimerkki 6 Tässä esimerkissä kuvataan uudella zeoliittituot-teella päällystetyn paperin valmistus ja käyttö. Teksti-20 kohteina olivat syväpaino ja hiiletön jäijennöspaperi.

Valmistettiin toinen sarja paperipäällysteitä, jotka sisälsivät vaihtelevia määriä zeoliittituotetta (ioninvaihdettu sinkillä). Muina pigmenttikomponentteina olivat n:o 2 vakiokaoliinipäällystyssavi ja suuren vaaleuden 25 omaava, kulutusta kestävä kalsinoitu vakiosavi. Päällysteet levitettiin riisille 15,4 kg/307 m2 (34 lb/3300 ft2) puuhiokkeetonta kovapaperia paperin huopapuolelle määränä 2,3 kg/307 m2 (5 lb/3300 ft2) riisiä. Sitten arkit koneka-lanteroitiin ja niistä testattiin painettavuus syväpainos-30 sa ja sopivuus hiilettömän jäljennöspaperin kerareaktan-tiksi. Arkit päällystettiin kiintoainepitoisuudella 46 % käyttäen moottorikäyttöistä laboratoriolaahausveitsipääl-lystintä.

35 37 80899

Taulukko 11

Paino-osaa

Päällystyskoostumus A_B_C_D

Osaa zeoliittituotetta 15 30 60 100 5 Osaa n:o 2 kaoliinipääl- lystyssavea 45 30 40 0

Osaa kalsinoitua kaoliinisavea 40 40 0 0

Osaa Dow 620-lateksia (sideaine) 15 15 15 15 10 Arkin ominaisuudet Päällysteen paino (CIS, kg/307 m2) 2,2 2,2 2,3 2,2

Arkin TAPPI-vaaleus 84,9 85,5 85,2 86,3

Opasiteetti 86,7 86,7 86,0 86,1 *Heliotesti, mm 46 56 91 110+ 15 Hiiletön jäljennöspaperi, 49,7 45,3 40,8 37,8 heijastuskyky** ♦Paremmuus kasvaa numeroarvon kasvaessa ♦♦Paremmuus kasvaa numeroarvon pienetyessä, mikä merkitsee intensiivisempää, mustempaa tai tummempaa painojälkeä 20

Heliotestiarvot ilmaisevat millimetreinä painetun (painatuspaino 76 kg) testinauhan pituuden, josta puuttuu kaksikymmentä pistettä. Suurempi arvo merkitsee laadullisesti parempaa syväpainatusta (arvo 110+ merkitsee sitä, 25 että painetusta nauhasta ei puutu yhtään pistettä).

Taulukon 11 tulokset osoittavat selvästi erinomaisen laadun, joka saavutetaan painettaessa syväpainossa tai hiilettömällä jäljennöspaperi11a papereille, jotka on valmistettu sisältämään runsaammin uutta zeoliittituotetta. 30 Esimerkki 7 Päällystämätön paperi, joka sisälsi n. 45 % puuhio-ketta ja jonka paino oli 10,9 kg/307 m2 (24 lb/3300 ft2) riisiä, päällystettiin määrällä n. 2,3 kg/riisin toinen puoli (toispuolinen päällystys) taulukossa 12 kuvattuja 35 päällystysväriformulaatteja.

38 80899 Päällysteet levitettiin kiintoainepitoisuudella 48 % 10,9 kg/307 m2 (24 lb/3300 ft2) pohjapaperia paperin vii-rapuolelle moottorikäyttöisellä laahausveitsipäällystimel-lä. Päällystetyt arkit konditionoitiin ja kalanteroitiin 5 sitten lämpötilassa 66°C:ssa ja paineessa 56 kp/cm2 neljänä ajona (kumpikin pinta kaksi kertaa). Pohjapaperin ja valmiin arkin arvot ilmenevät taulukosta 12.

Taulukko 12 10 Päällystys- Pohja- Paino-osaa koostumus paperi

_kalsinoim. )_E_F_G_H

Esimerkin 1 zeoliitti- 15 tuote 15 30 60 100 N:o 2 päällystyssavi (Freeport Columbia 45 30 40 0

Coating Clay)

Kalsinoitu savi, suuri 40 40 00 20 vaaleus, hyvä hankaus-kestävyys , Freeport Nuopague)

Lateksisideaine 15 15 15 15 (Dow 620) 25 Arkin ominaisuudet Päällysteen paino (kg/370 m2) - 2,3 2,3 2,3 2,3

Kiilto 7,6 46,4 44,2 48,1 40,3

Arkin TAPPI-vaaleus 64,7 69,9 70,7 68,9 71,2 30 Opasiteetti 78,9 82,4 82,9 81,7 83,7 Nämä tulokset osoittavat uuden zeoliittituotteen kyvyn parantaa paperiarkin vaaleutta ja opasiteettia.

Arkkeja testattiin hiilettömän jäljennöspaperin 35 vastaanottavina arkkeina käyttäen CB-standardikokoa. Ar- 39 8 0 899 keillä saatiin välittömästi intensiivinen jälki, joka intensiteetiltään vastasi CF-kontrolliarkilla saatua jälkeä. Lisättäessä uuden zeoliittituotteen määrää värisävyssä ei juurikaan ollut eroa, mutta painojäljen intensiteetti 5 (tummuus) voimistui zeoliittipitoisuuden kasvaessa.

Esimerkki 8

Osa A. Valmistettiin massoja, jotka sisälsivät 50 % valkaistua havupuusulfaattimassaa ja 50 % valkaistua leh-tipuusulfaattimassaa, jauhamalla arvoon n. 400 CSF (TAPPI 10 T227n-58) Valley-jauhimessa. Testattavat täyteaineet li sättiin alla olevasta taulukosta 13 ilmenevinä määrinä vesilietteinä, joiden kiintoainepitoisuus oli 15 %, ja sekoitusta jatkettiin. Sitten lisättiin 0,5 % hartsiliimaa (laskettuna kuivan kuidun ja kiinteiden täyteaineiden ko-15 konaismäärästä) 5 %:isena vesiliuoksena. Sitten lisättiin sekoitusta jatkaen 1,25 % alumiinisulfaattihydraattia (laskettuna kuivan kuidun ja kuivien pigmenttiköintoainei-den kokonaismäärästä) 10 %:isena vesiliuoksena. Sitten lisättiin kationista pidätysapuainetta (Percol 292) nopeu-20 della 0,25 kg/t kuivakuitua. Muodostunut sulppu laimennettiin vedellä pitoisuuteen 0,5 % (laskettuna kuidun ja täyteaineen kuivapainosta) ja pH säädettiin arvoon 4,5 rikkihapolla tai natriumhydroksidilla. Poistettiin 200 g sulp-pua ja kuivattiin lämpökaapissa tuhkanmääritystä varten. 25 Sulpusta valmistettiin paperiarkkeja arkkimuotilla ja jokainen arkki puristettiin kahdesti, kuivattiin, punnittiin ja testattiin. Käytetyt täyteainetyypit ja -määrät ilmenevät alla olevasta taulukosta 13, jossa myös on esitetty tuhkapitoisuus prosentteina, neliömassa, GE-vaaleus, 30 TAPPI-opasiteetti, Mullen-lujuus ja repäisylujuus.

Taulukon 13 arvot osoittavat, että käsiteltävänä olevan keksinnön zeoliittituotteet ja erityisesti esimerkin 2 lopullinen, kuivattu zeoliittituote kilpailevat hyvin sekä kaupallisen, kalsinoimattoman, delaminoidun kao-35 liinisaven että kaupallisen, suuren vaaleuden omaavan kai- 40 80 899 sinoidun kaoliinisaven kanssa. Erityisesti esimerkin 2 lopullinen, kuivattu zeoliittituote parantaa arkin vaaleutta ja opasiteettia enemmän kuin kaupallinen, erittäin suuren vaaleuden omaava delaminoitu kaoliinisavituote ja on siten 5 optisesti tehokkaampi kuin kaupallinen delaminoitu kaolii-nisavi. Käsiteltävänä olevan keksinnön esimerkin 2 jaksosta FR II saatu tuote, jaksosta FMM I saatu tuote ja jaksosta FR I saatu tuote antavat kukin hieman pienemmän ark-kivaaleuden kuin kaupallinen delaminoitu tuote, mutta jak-10 sojen FMM I ja FR I tuotteilla saavutetaan suurempi opasiteetti kuin kaupallisella delaminoidulla kaoliinisävella ja jakson FR II zeoliittituotteella saavutetaan suunnilleen sama opasiteetti kuin kaupallisella delaminoidulla kaoliinisavella. Lisäksi jakson FR II tuotteella ja kau-15 pallisella delaminoidulla savella täytettyjen arkkien Mul-len-lujuus on hieman suurempi kuin muilla täyteaineilla täytettyjen arkkien.

Osa B. Valmistettiin massoja osassa A kuvatulla tavalla, mutta sillä erolla, että 30 % kustakin alla ole-20 vassa taulukossa 14 luetellusta täyteaineesta lisättiin vesilietteinä, joiden kiintoainepitoisuus oli 15 %. Lisäksi käytettiin taulukosta 14 ilmenevällä tavalla vaihtele-via määriä kationista retentioapuainetta (Percol 292). Jokaisesta valmistetusta arkista määritettiin kussakin 25 tapauksessa sulpun tuhkapitoisuus prosentteina, arkkien tuhkapitoisuus prosentteina ja ensimmäisen ajon reten-tiotuhkapitoisuus prosentteina ja tulokset ilmenevät taulukosta 14. Taulukon 14 arvot osoittavat, että tuhkan retentio ensimmäisessä ajossa on erittäin hyvä käsiteltävänä 30 olevan keksinnön jaksojen FR II, FMM I ja FR I tuotteilla samoin kuin kaupallisella, kalsinoimattomalla delaminoidulla kaoliinisavituotteella ja kalsinoidulla savituot-teella. Esimerkin 2 lopullisen, kuivatun tuotteen tuhkan retentio ensimmäisessä ajossa on alle 40 % käytettäessä 35 0,25 kg Percol 292:ta per tonni kuivaa kuitua.

4i 80899 w <υ

r—I

CO rO VsD O CM <3- 00 *<r CJnCNCM ιΓι υΊ CO H CO H ifi m CO ~ * * * * * * * * * ****** > CM Ο Ή O H rl rl CM fO fO ΙΛ vO 'J «ί ΙΓ) 00 ^ I 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 oooooooooooo

W O

CM

•U

Uh O <o ro o cm h o σ\ co es c^ o rH ·χ> O m m- on cd ro * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

COCO I—I ON O O OOH 1—li—I H rOOi-H C\| ON CN O O O

co\ <r ro <t ro -<f· <t <t <i <r <r -<r -<r ro <t ro -<r <f 0H W ^ ^ ^ ^ www www www JO ^

H r—I (UN

55 a

Γ-* ON CO H m CO CM vO OOO s£> vO r-H O 1—I 00 CO “«O

Ο * * * * * * * * * * * * * ......

ro οο f^-oooo r^· oo oo on en en ο» οο οο σ\ οο on η- go οο τ-Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η 00 *Η &*£ cd 0) CÖ Ο Η Η (Μ »—I M3 CM vOvOuO N ^ H 00 m rH U0 ~<Γ U U * * * * « * ~ * * * * * * * ~ « * " * >> u o r^uoro οο -fr ο cm r^-rouo οο uo <3· σ> ro lp, :cd<u ι-H CM rH CM γΗ cm h cm h cn h cm H es

BN

cd cd <t o <t on o\ on o -ei· on cn in cm in n < uo oo r^ M * * * * - - - ...... ****** χ: O n sj- H r-* ro o* noh n ro ro n co h a cn m

0 H CM rH i—I rH CM rH CM H CM h (M

H

ro r s-« 2 m

H

-¾ 0) CL, 3 <u < r pj H inc·) m 40 ui 2 *H * * * * * cd cm un i-h on ro .. t"1 <u * oooo on oo on - - *J ·Η : >, u red :cd : - h > <u e b 1-t 3 U1 3 aicMOO u~i <r> ro m U I -4J· \£) 00 40 00 >4 :rt - H tr-s

: I

G C n) •H M 3 > ^ -Η ·Η CN * M3 -^3-^ <u a) m · ·η * S B a> B > * 1 ·Η ·Η B G M 3 Ή a) cn cn *h eu cn cn > G <v at en e ai ¢0 •h a» g) a> a> *h »en CO Ή »4-1 »4-1 4-1 m » E3

01 fX 3 M O MO »O rHOI CCJ

41 a COM3 3 M3 34-1 M cn

>1 >-, B 4-1 S U 4-1 a O 01 M

:c0 >, M (¾ 2 Pi 0 3 Q cej M 4-1 M pH CN K CN fL CN h-J 4-1 ^ ^ O O I-) ·· <: 3 <ί m cn co <r pqcj) 42 80899 CS /-n ees u

rv M-i O

CO O

öOro θ' ονΓ^οο rHu-ιο σ\ oo v r» ι-n o n wh oo » n ^Γη ό n vo o e mo v v m γ^^Ο'ΛΟ'^οιπ at *i tv «k ppp ppp ppp «haa *<*>*> 40^ O o o o o o o ooo ooo oooooo 00 ,_,

Z M

3 5 •Γ-)

d CO

pH CO pH

tn H H

CO H CU

•H d CO

::U h to

CL utu O ^ M N 00 <ί © Ή o 00 H H O m rv On LO 00 CN

a» u g o- vo rv tri ld vo lo n co io od mo rv.LOiorvvom M m :o - ppp ppp p p p p p p p p p p p p O M o OOO OOO OOOOOO oooooo e ή

pH (LI

m e

I^N

esi es e +-> rv o o ^ ^ ^ _

CO O lO in LO /-N /--s /—s ''—N /-V

v^ ^ CN CN rv “J /—s LO /-n LO LO «-"V LO LO

00 en p p p ^ m ·* ^ io - rv m p rv y> V. ^ LO -'"v ^v 0°) * ρ /-“N /*-s *<f * /«-s M * A «H /—N *

n fS pH 00 LO «H v^ pH 00 H S ΓΟ M Γν* <t H 00 N

VO W V_>· >---' V»/ W V_✓ Nw^ 'w' W S-/ N-/ S»/ s-/ 'w' 'w/ S»/ 'w' s-/

/—s Λ pH M

cq m oo rv lo lo vj· m o h o m co lo m h s n h omo o> >

O CO H H vO O to ro cr LO ro O lo es θ'* LO es o lo ro rv. io H cU

H 0-1 vt rH pH pH rH CO

u w w M

CU e

•p-j CU *H M

w PL, CU > «H

M CU iH CU Ή

(O rH »H /—s i2-“n /-s (0 O

r-| d M CU /-V ,-V /-V LTN LO LO --V ✓—s ·Η CU

u d en lo lo lo cs^-v rv rvio /—s /—s lo e M

Q iH4-»C0 p * rv P LO PLO PP y—N y~\ LO LO /—v Γν ·Η iH UCU <t vt p /-V CO /^v p <·ρ^^·Γν(0 rH p p rH y-v p Md

^ d -u S CN H MO H N S’ H CO S- H H N S’ H CO CS iH H

3 >l! M 50 W 'WWW www w w w w w w WWW WWW O *H

rH O M CU O

3 e«H ON o ro S H 00 H CN S CO N N H O M H νβ iT) O MC

dj MU lO O LO CO O' S CO O LO CN O lO CS H m fO MO H -H

PH Md pH pH pHpHpH d W

U M •H CU

^ 2 ^

!N N C

Θ ,w -dg 4-1 e s v JS 2 o o rj s

oo O “ B

Vv» fO ^ O

oo en o on oo co vor-vvo ovoh es on oo ro oo lo h s o H v^ p ppp p p p p p p p p p p p p ppp CUd

_Q CO 00 CN LO O ro LO o S S M vt 00 (N vO S S H > U

•H Γν N CO 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 Γν 00 00 00 00 ON CU Ό ^ P rH 2 0 ^ oo e u

U IL M OM

U vT CU

H w d CU

»h a> > CO Ό cu cu d e o- cu m u u

0 Ή rH MH

1 M cu cu d M dCO vt ON CN M UN CN lO M M nO m 00 CO Ό O M M O On CU d

Ph H (0 p ppp ppp ppp ppp pppppp >C0 ch u d en rv es un on n un h ld s es vt co oo n s en s o <3 H g rv rv 00 00 N 00 00 CO CO CO OO 00 CO S CO 00 00 00 ON d p H m so u d

OM HU

e h d e

MU d M

Md en o

M

e m M ·!—) :cu o h d

4J CU

M M V-ι Ä o o w

•o ·· -K

-=3j C <d '—t <N ro <f M U -te* 43 80899

Taulukko 14 % ensimmäi- Täyte- % sulp- % purk- sen ajon

Ajo aine- Percol 292 putuh- kituh- retentions tyyppi kg/tonni; kaa_ kaa_ tuhkaa_ 5 5 FR II 0 28,2 4, 4 15.6 0,06 28,2 12,2 43^3 0,13 28,2 14,0 49,6 0,19 28,2 16,2 57,4 0,25 28,2 17,8 63,1 0,38 28,2 19,1 67,7 10 6 FMM I 0 28,4 6,0 21,1 0,06 28,4 15,5 54,6 0,13 28,4 16,1 56,7 0,19 28,4 17,9 63,0 0,25 28,4 19,0 66,9 0,38 28,4 19,2 67,6 7 FR I 0 27,9 2,3 8,2 15 0,06 27,9 9,9 35,5 0,13 27,9 13,3 47,7 0,19 27,9 13,8 49,5 0,25 27,9 13,8 49,5 0,38 27,9 15,9 57,0 8 lopullinen 0 27,5 1,7 6,2 20 kuivatuote o,06 27,5 7,2 26,2 0,13 27,5 8,3 30,2 0,19 27 ,5 9,6 34 ,9 0,25 27,5 10,5 38,2 0,38 27 ,5 12 ,0 43,6 D Delam. 0 25,6 5,4 21,1 savi 0,06 25 ,6 13 ,8 53,9 25 0,13 25,6 15,0 58,6 0,19 25,6 16,1 62,9 0,25 25,6 16 ,3 63 ,7 0,38 25 ,6 17,2 67,2 E Kals** 0 28,9 12,7 43,9 savi 0,06 28,9 17*7 61,2 30 0,13 28,9 18,0 62,3 0,19 28,9 19,2 66,4 0,25 28,9 20,1 69,6 _____ 0,38 28,9 20,9 72,3

Erittäin suuren vaaleuden omaava delaminoitu kaoliinisavi * ^

Hienojakoinen, suuren vaaleuden omaava kalsinoitu kaolii— ^8 nisavi ** 80 899 Käyttö maaleissa Tämän keksinnön uusia zeoliittituotteita voidaan myös käyttää päällystysainesten kuten maalien valmistamiseksi. Uusia zeoliittituotteita sisältävien maalien 5 hankauskestävyys, opasiteetti ja vaaleus ovat erinomaisia ja verrattavissa kaupallisella kalsinoidulla kaoliinisa-vella saavutettaviin arvoihin. Tämän keksinnön uusia zeoliittituotteita sisältävät päällystysainekset sisältävät myös sideainetta, joka voi olla mitä tahansa tunnettua 10 tyyppiä, jota käytetään yleisesti määrätynlaisten päällystysainesten yhteydessä. Lisäksi voidaan käyttää mitä tahansa tunnettua ohennetta, jota käytetään nykyisille pääl-lystysaineksille. Voidaan esim. käyttää orgaanisia ohenteita tai vesiohenteita tunnettujen tekniikkojen avulla, 15 jotka päällystysteollisuudessa ovat yleisesti käytettyjä ja tunnettuja. On tietenkin suotavaa, että ohenne on haihtuva. Lisäksi tässä kuvatuissa ja patenttivaadituissa uusissa päällystysaineksissa, erityisesti vesipohjaisissa maaleissa, voidaan käyttää tunnettuja yhteensulatusainei-20 ta. Tässä kuvatuissa ja patenttivaadituissa uusissa pääl-lystysaineksissa voidaan käyttää muitakin aineosia kuten dispergointiaineita, vaahdonestoaineita, sakeutusaineita, säilöntäaineita ja vastaavia.

Esimerkki 9 25 Osa A. Valmistettiin kolme erillistä pigmenttisys- teemiä eli maalia sekoittamalla ensin seuraavat aineosat: 30 35 45 80899

Taulukko 15

Aineosa Paino-osaa CMC-sakeutusalnetta (2 % vesiliuos) 75 5 Vettä 50

Etyleeniglykolia 5

Taraol 731 dispergointlainetta 2

Vaahdonestoainetta (Colloid 681-F) 2 Säilöntäainetta (fenyylimerkuriase-10 taatti, PMA 30) 0,3

Pigmenttiä 100

Ensimmäisessä pigmenttimaalissa käytettiin pigmenttinä kalsinoimatonta, delaminoitua savea. Toisessa 15 maalissa käytettiin esimerkissä 1 valmistettua zeoliit-tituotetta. Kolmannessa maalissa käytettiin pigmenttinä kalsinoitua savea.

Muodostunut seos jauhettiin 10 minuuttia, sitten sekoitusnopeutta pienennettiin, lisättiin 25 paino-osaa 20 vettä ja 50 paino-osaa vinyyliakryylimuovivesiemulsiota (Wave 375, myy Air Co.), kiintoainepitoisuus 55 %, hidasta sekoitusta jatkettiin ja saatiin kolme eri pigmenttisys-teemin muodostamaa maalia. Sitten suoritettiin maalaus ja mitattiin alla olevasta taulukosta 17 ilmenevät ominaisuu-25 det.

Osa B. Lisäksi valmistettiin kolme 55 PVC-maalia (pigmentin tilavuuskonsentraatio laskettiin jakamalla pig-menttitilavuus pigmenttitilavuuden ja sideainetilavuuden summalla) sekoittamalla ensin seuraavat aineosat: 30 35 46 8 0 8 9 9

Taulukko 16

Aineosa Paino-osaa CMC-sakeutusalnetta (2 % vesiliuos) 50

Vettä 55 5 Etyleeniglykolia 6

Karbitollasetaattla 3,8

Tamol 731 dispergointiainetta 2,5

Texanol (Eastman Kodak) yhteensula- 1,5 tusalnetta 10 Vaahdonestoainetta (Colloids AF-100) 1 PMA 30 säilöntäainetta 0,3

Windgale White kalsiumkarbonaattia 75 T102: ta 75

Testipiqmenttiä (ts. delaminoitua 75 15 savea, zeoliittituotetta tai kal- sinoitua savea)

Ensimmäisessä tapauksessa käytettiin testipig-menttinä kalsinoimatonta, delaminoitua savea. Toisessa 20 maalissa käytettiin testipigmenttinä esimerkissä 1 valmistettua zeoliittituotetta ja kolmannessa maalissa käytettiin testipigmenttinä kalsinoitua savea.

Muodostunut seos jauhettiin n. 10 minuuttia, sitten lisättiin 60 paino-osaa vettä, 37,5 paino-osaa CMC-sakeu-25 tusainetta (2 % vesiliuos) ja 109 paino-osaa vinyylilatek-sivesiemulsiota, kiintoainepitoisuus 55 %, ja aineosat sekoitettiin muodostuneeseen seokseen pienellä nopeudella. Sitten suoritettiin maalaus kullakin maalilla ja mitattiin eri ominaisuudet. Saadut tulokset ilmenevät alla olevasta 30 taulukosta 17. Nämä arvot osoittavat, että maalilla, joka oli valmistettu esimerkissä 1 kuvatulla uudella zeoliit-tituotteella, oli erinomainen hankauskestävyys.

35 47 8 0 8 9 9

Taulukko 17

Maallarvot Kalsinoitu Uusi zeo- Delamin.

A. SPS savi_ liittituote savi_ 5

Kontrastisuhde % 96,5 93,3 91,1

Valkoisen heijastuskyky 88,5 86,5 81,0 85° kiilto 13,4 18,4 30,4

Viskositeetti:Krebs- 102 107 107 10 yksikköä

B. 55 PVC

Wingdale White CaC03 150 150 150 R-901 Ti02 150 150 150 15 Testipigmentti 150 124,5 150

Kontrastisuhde % 97,9 97,8 97,9

Valkoisen heijastuskyky 90,3 90,4 88,5 85° kiilto 5,1 5,9 4,0 20 Värin heijastuskyky 47,0 48,9 46,4 (2 % nokea)

Viskositeetti: Krebs- 90 92 103 yksikköä 25 Hankausarvot (5 % saippualiuos)

Hankausjaksoa maalin 1500 1870 1030 puhkeamiseen

Pesemällä poistet- 520 430 400 30 tava muste

Lyijykynä n:o 2 200 175 170 Väriliitu 600 400 360

Huulipuna 230 190 50

Merkurokromi 1200 1400 600 35

Claims (20)

48 80899

1. Zeoliittimalmin käsittelymenetelmä väriepäpuh-tauksien poistamiseksi siitä ja sen vaaleuden parantami-5 seksi, tunnettu siitä, että (a) sekoitetaan hienoksi jauhettu zeoliittimalmi, dispergointiaine (esim. ryhmästä tetranatriumpyrofosfaat-ti, natriumsilikaatti ja polyakrylaatit) ja vettä mainitun zeoliitin dispergoimiseksi ja zeoliittivesilietteen muo- 10 dostamiseksi, (b) mainitusta zeoliittivesilietteestä poistetaan karkea-aines, jonka hiukkaskoko on 44 pm tai suurempi, (c) poistetaan hienoaines, jonka hiukkasista vähintään 50 % on kooltaan alle 2 pm ja joka sisältää mainitus- 15 ta zeoliittilietteestä, josta karkea-aines on poistettu, peräisin olevia väriepäpuhtauksia, (d) hienoaineksen poistovaiheen (c) jälkeisen zeo-liittilietteen ja hienojauhatusväliaineen muodostamaa seosta sekoitetaan voimakkaasti mainitun zeoliitin hieno- 20 jauhamiseksi hiukkasiksi, joista vähintään 20 % on kool taan alle 2 pm, ja poistetaan mainittu jauhatusväliaine mainitusta hienoksi jauhetusta zeoliittilietteestä, (e) poistetaan hienoaines, jonka hiukkasista vähintään 40 % on kooltaan alle 2 pm ja joka sisältää hienoksi 25 jauhetusta zeoliittilietteestä peräisin olevia väriepäpuhtauksia, (f) haluttaessa annetaan yllä kohdassa (e) saadun hienojauhatusväliaineen avulla jauhetun zeoliittilietteen läpikäydä toinen jauhatus hienojauhatusväliaineen avulla 30 sekoittamalla voimakkaasti mainittua lietettä ja hienojau-hatusväliainetta mainitun zeoliitin jauhamiseksi hienojauhatusväliaineen avulla hiukkasiksi, joista vähintään 60 % on kooltaan alle 2 pm, ja poistetaan hienoaines, jonka hiukkasista vähintään 80 % on kooltaan alle 2 pm ja joka 35 sisältää hienojauhatusväliaineen avulla jauhetusta zeo- 49 80899 liittilietteestä peräisin olevia väriepäpuhtauksia, (g) mainitun hienoaineksen poistovaiheen (e) tai (f) jälkeen annetaan mainitun hienoksi jauhetun zeoliitti-lietteen läpikäydä magneettinen erotus magneettisten väri- 5 epäpuhtauksien poistamiseksi, (h) haluttaessa annetaan yllä kohdassa (g) saadun zeoliittilietteen läpikäydä viimeinen jauhatus hienojauha-tusväliaineen avulla sekoittamalla voimakkaasti mainittua lietettä ja hienojauhatusväliainetta mainitun zeoliitin 10 jauhamiseksi hienojauhatusväliaineen avulla hiukkasiksi, joista vähintään 90 % on kooltaan alle 2 pm, (i) valkaistaan muodostunut zeoliittiliete ja haluttaessa (j) eristetään zeoliitti kuivana muodostuneesta 15 lietteestä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hienoaineksen poistovaiheen (e) jälkeinen liete suodatetaan ja lietetään veteen ja sekoitetaan hienojauhatusväliaineen kanssa ja sekoitetaan 20 voimakkaasti, jolloin tapahtuu mainitun zeoliitin toinen hienoj auhatus.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että magneettisen erotusvaiheen (g) jälkeen zeoliittiliete saa läpikäydä toisen magneettisen 25 erotuksen, jossa poistetaan lisää magneettisia väriepäpuh tauksia, jonka jälkeen valinnaisesti seuraa hienoaineksen poistovaihe hienoaineksen poistamiseksi, jonka hiukkasista vähintään 80 % on kooltaan alle 2 pm ja joka sisältää väriepäpuhtauksia, ja sekoitetaan valinnaisesti tämän kol-30 mannen hienoaineksen poistovaiheen jälkeinen zeoliitti liete ja dispergointiaine (esim. natriumpolyakrylaatin ja natriumkarbonaatin seos) mainitun zeoliitin dispergoimi-seksi Ja annetaan läpikäydä kolmas jauhatus hienojauhatusväliaineen avulla, jolloin mainittu zeoliittiliete sekoi-35 tetaan hienojauhatusväliaineen kanssa ja sekoitetaan voi- so 80899 makkaasti mainitun zeoliitin hienojauhamiseksi hiukkasiksi, joista vähintään 90 % on kooltaan alle 2 pm.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että magneettisen erotuksen jälkei- 5 nen liete suodatetaan ja muodostuneet suodatuskakut liete-tään veteen zeoliittilietteeksi ja muodostunut liete sekoitetaan hienojauhatusväliaineen kanssa ja seosta sekoitetaan voimakkaasti mainitun zeoliitin hienojauhamiseksi, jonka jälkeen mainittu jauhatusväliaine poistetaan maini- 10 tusta hienoksi jauhetusta zeoliittilietteestä ja annetaan sitten muodostuneen zeoliittilietteen läpikäydä valkaisu-vaihe.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että magneettinen erotusvaihe edel- 15 tää hienoaineksen poistovaihetta toisen hieno jauhatusväliaineen avulla suoritetun jauhatuksen (f) jälkeen.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että annetaan zeoliittilietteen läpikäydä magneettisen erotusvaiheen (g) jälkeen toinen 20 magneettinen erotus, jossa poistetaan lisää magneettisia väriepäpuhtauksia.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valkaisuvaihe toteutetaan käyttämällä hapettavaa tai pelkistävää val- 25 kaisuainetta (esim. otsonia, natriumhypokloriittia, ka-liummonopersulfaattia, natriumditioniittia, tioureadiok-sidia tai klooria) tai käyttämällä hapettavaa valkaisuainetta ja sen jälkeen pelkistävää valkaisuainetta.

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukai- 30 nen menetelmä, tunnettu siitä, että ennen sekoittamista dispergointiaineen ja veden kanssa vaiheessa (a) hienoksi jauhettu zeoliitti pestään vedellä ja hapolla (esim. kloorivetyhapolla, rikkihapolla tai fosforihapol-la), jonka väkevyys on mieluiten 2-20 paino-% happoa ve- 35 dessä, ja zeoliitti erotetaan vedestä ja haposta suodatta- 51 80899 maila (valinnaisesti sen jälkeen, kun zeoliitin, veden ja hapon muodostaman lietteen on annettu laskeutua ja päällä oleva neste on poistettu dekantoimalla), pestään vedellä ja neutraloidaan.

9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukai nen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittuna zeo-liittimalmina on lähinnä yksi tai useampi seuraavista: klinoptiloliitti, kabasiitti, mordeniitti, erioniitti, phillipsiitti tai analsiitti.

10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukai nen menetelmä, tunnettu siitä, että eristämisvaihe muodostuu vaiheista zeoliittilietteen suodattaminen val-kaisuvaiheen jälkeen ja muodostuneiden suodatuskakkujen liettäminen veden ja dispergointiaineen (esim. natriumpo-15 lyakrylaatin ja natriumkarbonaatin seoksen) kanssa zeolii-ttilietteeksi sekä muodostuneen zeoliittilietteen suihku-kuivaaminen .

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eristämisvaihe muodostuu vai- 20 heistä zeoliittilietteen suodattaminen valkaisuvaiheen jälkeen ja muodostuneiden suodatuskakkujen kuivaaminen tuulettimella varustetussa lämpökaapissa lämpötilassa enintään 105 °C.

12. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mu-25 kainen menetelmä, tunnettu siitä, että mistä tahansa välivaiheesta alkaen hienoaineksen poistovaiheesta (c) otetaan talteen tuotteet, joiden TAPPI-vaaleus on 80 tai suurempi ja hiukkaskoko 20-89 % - 2 pm.

13. Jonkin patenttivaatimuksista 1-12 mukaisella 30 menetelmällä valmistetun zeoliittijauheen käyttö täyteaineena yhdessä sideaineen kanssa päällystyskoostumuksessa.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että päällystyskoostumus sisältää lisäksi haihtuvaa ohennetta, mieluiten haihtuvaa orgaanista nes- 35 temäistä ohennetta ja valinnaisesti myös vettä ohenteena. 52 8 0 8 9 9

15. Patenttivaatimuksen 13 mukainen käyttö, t u n -n e t tu siitä, että päällystysmateriaali on paperin päällyste.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen käyttö, t u n -5 n e t t u siitä, että päällyste sisältää myös yhtä tai useampaa seuraavista: hienojakoinen kaoliinisavi, hienojakoinen titaanidioksidi, sinkkioksidi, nikkelioksidi ja kobolttioksidi.

17. Patenttivaatimuksen 15 tai 16 mukainen käyttö, 10 tunnettu siitä, että zeoliittiaines on ioninvaih- dettu sinkki-ioneilla, nikkeli-ioneilla tai koboltti-ioneilla.

18. Jonkin patenttivaatimuksista 1-12 mukaisella menetelmällä valmistetun zeoliittijauheen käyttö paperin 15 täyteaineena.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että valmistetaan paperisulppu, lisätään mainittuun paperisulppuun mainittua zeoliittijauhetta ja valmistetaan sulpusta arkkeja paperin saamiseksi.

20. Patenttivaatimuksen 18 mukainen käyttö, tun nettu siitä, että paperi lisäksi sisältää täyteaineena hienojakoista kaoliinisavea ja/tai hienojakoista titaanidioksidia. 53 8 0 8 9 9