JP4063664B2 - 精製されたアタパルジャイト粘土 - Google Patents
精製されたアタパルジャイト粘土 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4063664B2 JP4063664B2 JP2002505122A JP2002505122A JP4063664B2 JP 4063664 B2 JP4063664 B2 JP 4063664B2 JP 2002505122 A JP2002505122 A JP 2002505122A JP 2002505122 A JP2002505122 A JP 2002505122A JP 4063664 B2 JP4063664 B2 JP 4063664B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- clay
- attapulgite clay
- attapulgite
- water
- dispersed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 229960000892 attapulgite Drugs 0.000 title claims description 192
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 title claims description 192
- 239000004927 clay Substances 0.000 title claims description 180
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 57
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 claims description 55
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 52
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 45
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 36
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 31
- 235000019818 tetrasodium diphosphate Nutrition 0.000 claims description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 30
- FQENQNTWSFEDLI-UHFFFAOYSA-J sodium diphosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O FQENQNTWSFEDLI-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 30
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 19
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 9
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 8
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 claims description 8
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 claims description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 6
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 6
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims description 5
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims description 5
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims description 5
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000012216 bentonite Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 4
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 claims description 4
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims description 3
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 claims 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 claims 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 1
- SPIPDAOQETVHEZ-UHFFFAOYSA-J pentasodium;phosphonato phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O SPIPDAOQETVHEZ-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 13
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 11
- 229910021647 smectite Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 7
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 5
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical class [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 229910052900 illite Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000012204 lemonade/lime carbonate Nutrition 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- VGIBGUSAECPPNB-UHFFFAOYSA-L nonaaluminum;magnesium;tripotassium;1,3-dioxido-2,4,5-trioxa-1,3-disilabicyclo[1.1.1]pentane;iron(2+);oxygen(2-);fluoride;hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[F-].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[K+].[K+].[K+].[Fe+2].O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2 VGIBGUSAECPPNB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 3
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 2
- 238000009837 dry grinding Methods 0.000 description 2
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 2
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002056 X-ray absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000013626 chemical specie Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910002026 crystalline silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- CRPOUZQWHJYTMS-UHFFFAOYSA-N dialuminum;magnesium;disilicate Chemical compound [Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] CRPOUZQWHJYTMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 239000011345 viscous material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B33/00—Clay-wares
- C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B33/04—Clay; Kaolin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/16—Clays or other mineral silicates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28C1/00—Apparatus or methods for obtaining or processing clay
- B28C1/02—Apparatus or methods for obtaining or processing clay for producing or processing clay suspensions, e.g. slip
- B28C1/04—Producing suspensions, e.g. by blunging or mixing; with means for removing stones
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28C1/00—Apparatus or methods for obtaining or processing clay
- B28C1/02—Apparatus or methods for obtaining or processing clay for producing or processing clay suspensions, e.g. slip
- B28C1/06—Processing suspensions, i.e. after mixing
- B28C1/08—Separating suspensions, e.g. for obtaining clay, for removing stones; Cleaning clay slurries
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/20—Silicates
- C01B33/26—Aluminium-containing silicates, i.e. silico-aluminates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/20—Silicates
- C01B33/36—Silicates having base-exchange properties but not having molecular sieve properties
- C01B33/38—Layered base-exchange silicates, e.g. clays, micas or alkali metal silicates of kenyaite or magadiite type
- C01B33/40—Clays
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
- C09K23/14—Derivatives of phosphoric acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
- C09K23/34—Higher-molecular-weight carboxylic acid esters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Cosmetics (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
- Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)
Description
発明の分野
この発明は天然に存在する粘土堆積物を処理する能力に関する。さらに詳しくは、この発明はアタパルジャイトの分離した個々の粒子を選択的に分散させる一方でモンモリロナイト、セピオライト、ベントナイト、炭酸石灰、シリカ及びカオリンなどの他の非アタパルジャイト鉱物をアタパルジャイト束の間から遊離させる能力に関する。本発明は容易に再分散される乾燥粘土に関する。
【0002】
発明の背景
アタパルジャイト粘土粒子はコロイド性で高アスペクト比のロッド状の粒子として天然に存在する。それらの粒子はクラスターとして強固に結束されている。ロッドは、一群の束ねられたパイプ又は飲用ストローに似て、粒子長及び径が全て同じくらいである傾向がある。個々のクラスターはランダムに集塊化されている。北フロリダ及び南東ジョージアで発見されたアタパルジャイト堆積物は浅くてマグネシウムに富んだ湾水中で形成されたものである。そこでは他の粘土鉱物が同時に形成されるか又は空気及び水の運動を通じて持ち込まれた。シリカ、炭酸石灰及び炭酸マグネシウムなどの他の鉱物もその場所で形成されるか又はその形成の間に堆積物中に輸送され、その結果として、20重量%又はそれ以上のレベルで存在するさまざまな非アタパルジャイト物質となった。アタパルジャイトが商業的使用に受け容れられる物理状態であるためには、それは粉末に処理される必要がある。アタパルジャイト粘土は、歴史的には、堆積物を選択的に採掘すること、原鉱をそのグリット含量とゲル化特性によって類別すること、乾燥すること、最低量の汚染物質を含む原鉱を機械的に磨砕又は粉砕すること、続いて粒子サイズ区分した後に約10から16%の水分含量にまで乾燥することによって処理される。非アタパルジャイト物質もサイズが小さくされ、粒子サイズ分級プロセスの間に一部が除去される。非粘土物質は摩耗性であり得るため、アタパルジャイト粉末が最終用途で有用であるためには、非粘度物質は除去されるか又はサイズを小さくして摩耗特性を低減させなければならない。
【0003】
乾式磨砕/粉砕操作は束クラスターを部分的に破壊し、個々のアタパルジャイト粒子を破砕するという望ましくない結果を伴う。これは、部分的には、粘土原鉱中に存在していて乾式磨砕/粉砕操作の間に個々のロッドに対して破損及びダメージを与える非粘土物質のグリット及び粒子の存在によるのかも知れない。個々のアタパルジャイト粒子は広範囲な最終用途に吸収性、チキソトロピー性、抗沈降性及び/又は結合性を与える。アタパルジャイト粘土の結晶構造は各粒子の側面及び各個別粒子の端部に正及び負に帯電したサイトを有する。結晶が形成されるとき、それらは一緒に結合されてランダムな束を有するストロークラスターとなり、その電荷を中和するようにそれら自身を配列する。これらの個々の粒子が化学的又は機械的な手段によって分散されるとき、粒子は束及びクラスターを形成する代わりに粒子と粒子をランダムに再連結することによって負及び正の電荷を満足させようとする。アタパルジャイト粘土のこのユニークな特徴がアタパルジャイトのチキソトロピー特性及び結合特性を生成している。幅に対する長さの比すなわちアスペクト比が高い粒子は、低いアスペクト比を有する粒子に比べて高いゲル強度及び結合特性を有する製品を与えるという点において、典型的にはより効率的である。
【0004】
最終用途において、化学的分散剤、主として、ピロリン酸四ナトリウム(TSPP)は、水性媒質中において、大部分のアタパルジャイト束を中剪断攪拌から高剪断攪拌の下で個々の粒子に分離するのがせいぜいであろう。TSPPは、また、存在する他の粘土タイプを分散させる。存在する各粘土種の個々の粘土粒子は水中に懸濁した状態に維持されるであろう。米国特許第3,569,760号は、もしも粘土水スラリーが十分に低い粘度であれば、非粘土鉱物が水中に懸濁した状態に維持されずに重力によって底に沈降するであろうということを示した。比較的大きな非粘土鉱物は、その高い硬度によって、サイズ低下に抵抗することができ、結果的に、篩い分けや遠心分離によって、沈降タンク、ハイドロサイクロン又は他の物理的分離手段を介して除去され得る。モンモリロナイト、スメクタイト及びセピオライト等の非アタパルジャイト粘土鉱物はアタパルジャイト粘土と共に混合された状態に維持されるであろう。非アタパルジャイト粘土はアタパルジャイト粘土と必ずしも同じ性能特性を有しておらず、そのあるものは特殊な用途での性能に対して有害である。現時点では、アタパルジャイトの供給者及びユーザーは非アタパルジャイト粘土成分の濃度に関しては天然堆積物の質に依存している。高純度アタパルジャイト粘土の有用性は堆積物の経済的には効率の悪い選択的採鉱に頼っている。
【0005】
ガント(Gantt)らは、米国特許第5,358,120において、以前から市販で入手可能なポリアクリル酸ナトリウムのような他のタイプの分散剤が粘土と共に使用できることを示した。しかしながら、4,300未満の分子量を有するポリアクリル酸ナトリウムは、カオリン及びベントナイトに対しては有効である一方、TSPPと比べた場合、アタパルジャイトに対しては一般に有効という程ではなく、結果的に、一般的には使用されない。
【0006】
アタパルジャイト粘土は、水系において固形物5%未満で一般に分散された後、再凝集のプロセスを経てチキソトロピー特性及び結合特性を生成し、それによって、ゲル構造が生成される。さまざまな塩が、添加剤レベルで、再凝集剤として作用することができる。
【0007】
歴史的には、アタパルジャイト粘土は、8又は9%を最低として、約10〜16%の遊離水分含量まで乾燥される。低い水分含量においては、アタパルジャイトはそのチキソトロピー特性を喪失し始め、容易には水中で再分散しない。ブルックス(Brooks)は、米国特許第4,966,871号において、アタパルジャイトを遊離水分含量2%未満まで真空乾燥してもそのチキソトロピー特性を保持することは可能であり、重要なことはアタパルジャイトが真空条件下で乾燥されることであるということを示した。
【0008】
アタパルジャイト粘土は頻繁に添加物として用いられ、最終組成物の僅か1〜3重量%を成すことも珍しくない。アタパルジャイト粘土は、このような低濃度においては、液体媒体中で完全には分散しない。信じられている理由は集塊及び束を解体するに必要とされる粘土同士の衝突の不足である。この挙動を克服するために用いられたテクニックは、20から25%スラリーが形成され、完全に分散されたときに、それが所望の最終濃度まで水で希釈されるというものである。
アタパルジャイト粘土を他の粘土タイプからも非粘土鉱物からも効率的かつ経済的に分離することができる一方、機械的な磨砕力によって粒子の高アスペクト比を破壊しないことが必要である。アタパルジャイトの水分含量を減らす一方、ゲル特性を維持してその最終用途向けの製品の濃度を通じてその経済的利益を高めることが必要とされる。
【0009】
【特許文献1】
米国特許第3,569,760号明細書
【特許文献2】
米国特許第5,358,120号明細書
【特許文献3】
米国特許第4,966,871号明細書
【0010】
発明の概要
本発明の目的は、アタパルジャイト粘土を粘土原鉱中の他の粘土成分及び鉱物から分離する経済的かつ効率的な方法を提供することである。
本発明の目的は、非粘土鉱物が高濃度であるために歴史的には利用できなかった低グレード堆積物の採掘を許容する方法を用いること的である。
本発明の目的は、アタパルジャイト原鉱をスラリーの形でブレンドして均一な物理的及び化学的特性を備えた製品を効率的に生産する方法を用いることである。
【0011】
本発明の別の目的は、精製されたアタパルジャイト粘土を提供することである。
本発明の別の目的は、分散剤又は界面活性剤を添加することなく水中で容易に分散されるアタパルジャイト粘土粒子を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、0.5%未満の遊離水分含量を有するとともに真空乾燥を用いることなくチキソトロピー特性を保持する乾燥微粒子アタパルジャイト粘土を提供することである。
【0012】
本発明の教示によれば、天然に存在する粘土原鉱を処理して他の物質からアタパルジャイト粘土を分離する方法が開示される。これは、粘土原鉱を破砕する段階と、4,000と5,000の間の分子量を有するポリアクリル酸ナトリウム水に添加する段階と、ポリアクリル酸ナトリウム水溶液を用いて粘土原鉱のスラリーを調製してアタパルジャイトを水に分散させる段階と、非アタパルジャイト鉱物を完全には分散させることなくアタパルジャイトを分散させる段階と、非アタパルジャイト鉱物をアタパルジャイトから分離し、分散されるとともに精製されたアタパルジャイト粘土を乾燥する段階とを含む。
【0013】
さらに、天然に存在する粘土原鉱を処理して他の物質からアタパルジャイト粘土を分離する湿式方法が開示される。この方法は、粘土原鉱を破砕し、分散剤を水に添加する段階を含む。粘土原鉱のスラリーは分散剤水溶液を用いて調製され、アタパルジャイト粘土が水中に分散される。分散されたアタパルジャイト粘土は非アタパルジャイト物質から分離され、分散された粘土は遊離水分含量約2〜3%まで乾燥される。
【0014】
アタパルジャイト粘土を分離するとともに分散させる湿式方法が更に開示される。天然に存在する粘土を破砕する。分散剤が水に添加される。天然に存在する粘土のスラリーが水性分散剤によって調製される。その場合において、粘土が水に分散される。非アタパルジャイト物質はアタパルジャイト粘土の水性スラリーから分離される。分散されたアタパルジャイト粘土が乾燥される。重量で約35%までの乾燥アタパルジャイト粘土が水に添加される。分散剤又は界面活性剤が追加添加されることなく、アタパルジャイト粘土が低剪断ミキサーを用いて水中に再分散される。
【0015】
さらに、非粘土物質から分離されたアタパルジャイト粘土を有する精製されるとともに乾燥された微粒子アタパルジャイト粘土が開示される。このアタパルジャイト粘土は約2〜3%の遊離水分含量を有する。
本発明のこれら及びその他の目的は同封された図面を参照しながら以下の明細書の読むことによって明らかとなろう。
【0016】
好ましい実施の形態の説明
我々は思いがけない発見をした。その発見とは、好ましくは、約4,700の分子量を有する特定のポリアクリル酸ナトリウムの効能が、低い分子量を有するTSPP又は他のポリアクリル酸ナトリウム分散剤を用いたときに達成できるよりも低い粘度において、水性スラリー中のアタパルジャイト粘土の濃度を高くすることができるということである。分散剤としてTSPPを用いた場合にアタパルジャイト濃度を処理するための実際上の上限は約30%であり、それ以上では、スラリーが極めて膨張性になり、粘度は高すぎて処理できなくなる。低い分子量を有する他のポリアクリル酸ナトリウムはアタパルジャイトを効果的には分散させないであろう。分子量約4,700のポリアクリル酸ナトリウムは少なくとも35%濃度のアタパルジャイトスラリーを調製する能力を付与するだけでなく許容できる処理特性をも有する。この特性は調製物を効率的に生産できるという経済的メリットを提供する。すなわち、調製物は35%スラリーを希釈して低い濃度(典型的には懸濁質肥料で用いられる1〜3%)に落とすことによって調製されるので、同量の最終製品を得るために準備されるスラリー分量は僅かしか必要とされない。
【0017】
更に研究することによって、我々は別の思いがけない発見をした。それは、上記高分子量ポリアクリル酸ナトリウムを用いることによって、アタパルジャイト粒子が水中において著しく改善された効率で中剪断条件から高剪断条件の下で速やかに分散する(図1参照)ということである。その結果は、存在する非アタパルジャイト粘土の多くが比較的大きな遊離粒子として存在する非粘土物質と一緒に残留するであろうということである。非アタパルジャイト粘土は篩い分け又は遠心分離のような物理的手段によって非粘土物質と一緒に容易に除去することができる。その結果は、実質的にグリットを含まないアタパルジャイトの純粋形態(purity form)の増大である。分子量4,700のポリアクリル酸ナトリウムは、その高い分子量の故に、スメクタイト、モンモリロナイト、カオリン又は他の粘土鉱物を速やかに分散させるることはない。試験された比較的低分子量のポリアクリル酸ナトリウムはアタパルジャイト粒子をさほど効果的には分散させず、従って、非粘土粒子を僅かしか分離させないであろう。図2においては、用いられたポリアクリル酸ナトリウムの分子量は2,600である。
【0018】
我々は更に発見した。それは、TSPPを使用した場合でさえ、湿式プロセスを用いて、スプレードライヤー又はエアー飛散管状ドライヤーで乾燥すると、得られる製品は低剪断混合によって再分散され得るということである。以前には、ロータリードライヤー及びフラッシュドライヤーのような従来の乾燥技術によって乾燥された製品は再分散しない製品を生成させた。非アタパルジャイト鉱物からアタパルジャイト粘土の分離を達成することは可能であり、また、アタパルジャイト粘土の精製は、分散剤としてTSPPを使用すれば、湿式法によって達成することができる。精製アタパルジャイトは、35%濃度までのスラリー固形物が得られるまで、低剪断によって再分散させることができる。TSPP分離を用いた乾燥粘土の再分散は、以前は高剪断装置によってのみ得られており、また、これらの条件下でさえも、僅かに10〜15%固形物が得られたに過ぎない。本発明においては、追加的なTSPP又は界面活性剤の必要はない。TSPP分散剤を用いて得られたアタパルジャイト粘土の純度は高分子量ポリアクリル酸ナトリウムを用いて得られた純度ほど高くはない。TSPPはアタパルジャイト中に汚染物質として見出されたスメクタイト鉱物の水和を遅らせることはできない。非粘土鉱物はスラリーの篩い分け及び遠心分離によって除去することができる。しかしながら、TSPPの使用はより経済的であり、高純度が必ずしも必須ではない農業グレードのようなアタパルジャイト粘土のこれら最終用途にとっては、有効で比較的低コストの方法がここに開示されている。
【0019】
我々は更につぎのことを発見した。それは、アタパルジャイトスラリーがポリアクリル酸ナトリウム又はTSPPを用いて調製され、次いで、スプレードライヤー、エアー飛散管状ドライヤー又はその他の低温の高乱流乾燥法で乾燥された場合には、ポリアクリル酸ナトリウム又はTSPPがアタパルジャイト粒子上に吸着されたまま残留することである。乾燥したアタパルジャイトは分散剤又は界面活性剤が水中に予め混合される必要もなく容易に水中に再分散するであろう。これはTSPPを用いて分散されるとともにロータリードライヤー又はフラッシュドライヤーのような従来の手段によって乾燥された乾燥磨砕アタパルジャイトでは起こらない。さらに、非粘土鉱物の除去によって、チキソトロピー、結合及び懸濁挙動を生じ可能性においてより高い能力が観察されている。
【0020】
別の思いがけない発見は吸着されたポリアクリル酸ナトリウム又はTSPPの能力であった。その能力とは、アタパルジャイトが高い空気乱流を用い大気圧の下で0.5%未満の水分含量まで乾燥されるとき、アタパルジャイトが真空乾燥の必要もなく及び/又はシリコン又はシランタイプの安定剤の必要もなくそのチキソトロピー特性を保持することができるようにする能力である。商業的には約2〜3%水分までの乾燥が実用的である。
【0021】
別の思いがけない発見は、アタパルジャイト生産の湿式処理法が、乾燥アタパルジャイト原鉱の磨砕によって処理されているアタパルジャイトに比べると、個々のクラスターから遊離される高アスペクト比アタパルジャイト結晶の比率がより高いという結果を生じるということであった。湿式プロセスの利用による結晶性シリカ及び炭酸石灰の除去は従来の機械的磨砕プロセスで経験した摩滅的磨砕をなくす。図1及び図3参照。
【0022】
本発明において、アタパルジャイト粘土原鉱は採掘され、破砕され、水と混練してスラリーにすることができるほど十分に小さい破片にされる。4,000から5,000の間の分子量範囲を有するポリアクリル酸ナトリウム分散剤は水と予め混合される。ポリアクリル酸ナトリウム濃度は、好ましくは、粘土含量に対して1から4重量%の間である。アタパルジャイト粘土は、中剪断から高剪断の下で、水−ポリアクリル酸ナトリウム溶液中に完全に分散するまで徐々に添加される。アタパルジャイト束及びクラスターはコロイド性粒子へと分離され、分散されたアタパルジャイト束から他の非アタパルジャイト粒子が遊離できるようにする。非粘土粒子はグリットを含む非粘土物質と一緒に物理的手段によって除去される。事実上脱グリットされたアタパルジャイト粘土は次いで脱水すなわち乾燥される。これは、大気圧下で加熱した乱流空気を使用するドライヤー中において、所望の残存水分含量に達するまで行われる。好ましくは、乾燥プロセスは大気圧で85℃から210℃の間の温度である。乾燥プロセスの間、粒子は「自己合体」して緩やかに結合した細長いロッドとなる。それらは再凝集して堅固に結合した束及び集塊となることはない。
【0023】
最終形態はフィルターケーキ又は乾燥粉末を含むことができる。フィルターケーキ及び/又は乾燥粉末は追加的な分散剤を使用することなく水中に容易に再分散させることができる。採用することができる一つの有効な乾燥法はスプレードライである。スプレードライは均一サイズの粒子を生産する能力を提供し、そのサイズはスプレードライヤーのプロセス条件を調節することによって制御することができる。その他の通気乾燥法も、加熱された乱流空気が85℃から210℃の間で用いられる場合には有効に作用して同様な結果をもたらすことが確かめられた。このように、微細サイズのアタパルジャイト粒子はアタパルジャイト結晶を壊して性能を低下させるであろう磨砕又は粉砕処理をおこなうことなく製造できる。
【0024】
実施例1から実施例9
さまざまな品質の粘土試料が乾燥粘土ベースで1.0から1.8重量%の間のポリアクリル酸ナトリウムを用いてスラリー化された。ポリアクリル酸ナトリウムは4,000から5,000の間の分子量を有していた。スラリーは脱イオン水又は蒸留水中で約25重量%の粘土から成っていた。ポリアクリル酸ナトリウムが均一な溶液になるまで水と混合され、次いで、粘土が中剪断から高剪断の下で完全に湿潤状態になるまで徐々に添加された。スラリーは325メッシュスクリーンでろ過され、次いで、自由流動する粉末になるまで乾燥された。X線及び原子吸光分析法を用いて原料の物質及び処理された物質の組成特性が比較された。次の化学種が同定された。同定された化学種は、アタパルジャイト、スメクタイト粘土(すなわち、モンモリロナイト、セピオライト)、水晶、方解石、ドロマイト、アパタイト、イライト、雲母、カオリナイト及びその他の微量鉱物。結果は以下の表1に掲載されている。
【0025】
【表1】
【0026】
試料#1は対照試料であり、アタパルジャイト含量85%、低スメクタイト含量2%を有し、何の処理もされていない比較的高品質グレードのものである。試料#2も対照試料であり、これは、ポリアクリル酸ナトリウムの代わりに分散剤としてTSPPが用いられている点を除き、前の段落に記載された方法に従って処理された試料♯1である。試料#2は篩い分け中における若干のグリット除去以外には何らの精製も行われなかった。アタパルジャイト及びスメクタイト含量に変化はなかった。試料#3も前の段落に記載された方法に従って試料#1から処理された。今度は上で認定されたポリアクリル酸ナトリウム分散剤を使用した。試験の結果、試料#3は85から90%へのアタパルジャイト含量の増加を示した。スメクタイト含量は1%減少した。残る4%は水晶の1%減少とアパタイト、イライト及び雲母の減少量とから成っている。これは、物理的分離によって、アタパルジャイト束の分散の増大、多く捕捉された汚染粒子の除去の結果であると考えられる。試料#4及び#6は二つの別グレードアタパルジャイト粘土、すなわち、それぞれ低ゲル化グレード及び高ゲル化グレードの粘土であり、これらはTSPPを用いてポリアクリル酸ナトリウム分散剤なしで処理された。試料#5及び#7はポリアクリル酸ナトリウム分散剤を用いて処理された対応する試料である。いずれの場合も、アタパルジャイト含量は85から90%に増加した。試料#8は30%の高スメクタイト含量を有する比較的不純なアタパルジャイトである。ポリアクリル酸ナトリウム分散剤を用いて処理すると、(試料#9)イライト/雲母含量が6%から1%へ低下すると同時に、スメクタイト含量は30から25%へと減少する。
【0027】
実施例10
8から13重量%の間の水分含量を有するアタパルジャイト粘土の試料が、上記ポリアクリル酸ナトリウム分散剤を用いて、35%固形物で水道水中に分散された。粘度はブルックフィールド(Brookfield)RVT粘度計を用い300cpsで測定された。スラリーは、その後、325メッシュスクリーンで脱グリットされ、大気圧、105℃で乾燥され、ほぼ元の水分含量の粉末にされた。脱グリットアタパルジャイトは、次いで、何らの付加的な分散剤を使用することなく、固形物35%で水中に再スラリー化された。次いで、粘度が340cpsで測定された。僅かな増加は除去されたグリットの量に比例し、その結果は同様であり、実験的な再現性の範囲内にあると考えられる。
【0028】
実施例11
アタパルジャイト粘土の試料が、上記ポリアクリル酸ナトリウム分散剤を用いて、35%固形物で水道水に分散された。スラリーは脱グリットされ、スプレー乾燥され、乾燥粉末アタパルジャイトが生成された。遊離水分含量が測定され、粘度は水中における7%固形物の工業標準品質管理試験レベルで測定された。アタパルジャイト粉末は、次いで、およそ105℃でさらに乾燥され、さまざまな遊離水分含量試料が形成された。引き続き、これらの試料はそれぞれの粘度及びチキソトロピー性能を生じるゲル構造へと再凝集する能力についてテストされた。
【0029】
【表2】
【0030】
遊離水分0.5%まで乾燥された試料は7%固形物で水道水に再スラリー化された。粘度は約6cpsであった。0.7%(全重量ベース)の炭酸カリを添加することによって、得られた粘度は3,100cpsであった。これは再凝集してゲル構造を生成する能力を示すものである。
【0031】
実施例12
アタパルジャイトの試料をさまざまなグレードのポリアクリル酸ナトリウム分散剤を用いて固形物35%で水でスラリー化された。使用分散剤の量は、基準(分散度の指標)として得られた最小粘度を用いて、最も有効なレベルを決定するために1から2.5%の間で変化させた。結果は粘度対添加された分散剤(%)として記録された(表3)。なお、約4,700以上の分子量を有する非架橋ポリアクリル酸ナトリウムはその存在が知られていないことは留意されるべきである。もし入手可能であれば、それらは同様の又は改善された性能を示すことが期待できる。
【0032】
【表3】
【0033】
観察できる傾向は、分子量の高いポリアクリル酸ナトリウムがより有効な分散剤であるということである。
【0034】
実施例13
粘度に関する分散剤の有効性が脱イオン水及び飽和食塩水を用いて試験された。ブルックフィールド粘度値(cpsで表示)が以下のものについて得られた。
1.3.2%ポリアクリル酸ナトリウム(分子量4,700)を用いた30%粗粘土。
2.2%TSPPを用いた30%粗粘土。
3.2%TSPPを用いた30%粗粘土。乾燥されるとともに、再水和されたもの。
【0035】
【0036】
上の結果は本発明以前に用いられた方法によって調製されたアタパルジャイト粘土に比較して意外である。塩を含まない脱イオン水中においては、アタパルジャイト粘土は容易に分散し、その粘度は変化しない。これは、脱イオン水中には余分なイオン性汚染物質がなく、粘土は容易に分散するが、それを凝集するに足る十分なイオンが存在しないためゲル構造を形成しないからである。しかしながら、40%固形物で得られた比較的高い粘度は最も意外であり、湿式法における分散剤の有効性の能力の指標である。これまでに知られている乾式法においては、TSPPは脱イオン水中で粘土を分散させる能力を示さなかった。TSPP処理された粘土の乾燥及び再水和は以前は知られていなかった。
【0037】
水中の塩は粘土を沈降及びゲル化させる。飽和食塩水はゲル化生成に最も効果的である。従来技術を用いて20,000〜25,000cpsの範囲で最高の粘度を得ることは一般的には可能である。粘土に本発明の分散剤を加えることによって、20%固形物で32,000から35,000までの粘度が得られた。88,000cpsもの高い粘度は飽和食塩水中で得られた。
【0038】
総括すると、粘土原鉱はそれを約4,000〜5,000の分子量を有するポリアクリル酸ナトリウムの水溶液中に分散させることによって精製され、非アタパルジャイト物質から分離される。非アタパルジャイト物質はこのポリアクリル酸ナトリウム溶液中でアタパルジャイト束の間から効果的に遊離される。非粘土物質(「グリット」)は同様に遊離される。このようにして、アタパルジャイト粘土は非アタパルジャイト物質から分離させることができる。スラリーを乾燥することによって、アタパルジャイト粘土の粉末が得られる。乾燥したアタパルジャイト粘土中には残存ポリアクリル酸ナトリウムが存在するため、水を添加することによって、アタパルジャイトはさらに分散剤を添加しなくても再分散する。再分散したアタパルジャイト粘土はチキソトロピー特性を保持する。このようにして、精製された状態のアタパルジャイト粘土が提供され、より経済的に使用される。また、品質の低い粘土原鉱も精製度の高いアタパルジャイト粘土を提供するために経済的に処理することができる。
粗アタパルジャイトを水と混練する方法は次の通りである。
【0039】
実施例14
3つの55ガロンのドラムの粗アタパルジャイトがTSPPによって分散された。スラリーは粘土重量ベースで2%のTSPPを用いて固形物30%に調整された。水と混練されたスラリーは200メッシュスクリーン上で篩い分けされ、スクリーンを通過した−200メッシュ画分は使用のために保留された。スクリーンによって保持された+200メッシュ画分は廃棄された。
【0040】
実施例15
3つの55ガロンのドラムの粗アタパルジャイトがポリアクリル酸ナトリウムによって分散された。スラリーは粘土重量ベースで3.2%ポリアクリル酸ナトリウムを用いて固形物30%に調整された。水と混練されたスラリーは200メッシュスクリーン上で篩い分けされ、スクリーンを通過した−200メッシュ画分は使用のために保留された。スクリーンによって保持された+200メッシュ画分は廃棄された。
【0041】
実施例14及び実施例15のスラリーはそれぞれ2〜3%の間の遊離水分含量になるまで乾燥された。各乾燥アタパルジャイト粘土は低剪断装置を用いて水中に再分散された。
【0042】
粗粘土と水性分散剤を混合するために多くの手段が用いられるが、好ましい方法は高剪断ミキサーを使用することである。高剪断ミキサーはより効果的に水性分散剤と粘土の所望の混合を形成し、粘土中に存在する非粘土物質から粘土を分離させる。
【0043】
このように、TSPP又はポリアクリル酸ナトリウムによる湿式法を用いることによって、アタパルジャイト粘土はグリット及び非粘土から分離することができ、さらに、約2〜3%の遊離水分含量、すなわち、低剪断によって容易に水中に再分散させることができる水分含量まで乾燥することができることが示された。
【0044】
明らかに、本発明の基本精神から外れることなく多くの変更が可能である。従って、当業者であれば、添付の特許請求の範囲内において、本発明がここに具体的に述べられてきた以外の方法で実施可能であることは理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 分散されたアタパルジャイト結晶の拡大図である。
【図2】 スメクタイト/アタパルジャイトクラスターの拡大図である。
【図3】 従来技術の乾式分離プロセスによって得られた他の粘土及びグリットを含むアタパルジャイトのクラスターの拡大図である。
【図4】 本発明の湿式分離プロセスによって得られた単離アタパルジャイトロッドの拡大図である。
【図5】 アタパルジャイト粘土の精製の工程図である。
Claims (37)
- 天然に存在する粘土原鉱を処理してアタパルジャイト粘土を他の物質から分離するための方法であって、
粘土原鉱を破砕する段階と、
4,000から5,000の間の分子量を有するポリアクリル酸ナトリウムを水に添加する段階と、
アタパルジャイト粘土を水中に分散させるために水性ポリアクリル酸ナトリウムを用いて粘土原鉱のスラリーを調製する段階と、
分散されたアタパルジャイト粘土を非分散物質から分離する段階と、
分散されたアタパルジャイト粘土を乾燥する段階と、
を有する方法。 - ポリアクリル酸ナトリウム含量が乾燥粘土原鉱ベースで1重量%から4重量%の間である請求項1に記載に記載の方法。
- 分離されたアタパルジャイト粘土含量が重量で30%より高い請求項1に記載の方法。
- 水中に分散されたアタパルジャイト粘土が非分散物質から篩い分けによって分離される請求項1に記載の方法。
- 水中に分散されたアタパルジャイト粘土が非分散物質から遠心分離によって分離される請求項1に記載の方法。
- 水中に分散されたアタパルジャイト粘土が非分散物質から重力沈降によって分離される請求項1に記載の方法。
- アタパルジャイト粘土のスラリーが6重量%から10重量%の間の水分含量まで乾燥される請求項1に記載の方法。
- アタパルジャイト粘土スラリーが炉内で乾燥される請求項1に記載の方法。
- アタパルジャイト粘土スラリーがスプレードライによって乾燥される請求項1に記載の方法。
- アタパルジャイト粘土スラリーが蒸発ろ過によって乾燥される請求項1に記載の方法。
- 乾燥されたアタパルジャイト粘土がそれに吸着されたポリアクリル酸ナトリウムを含んでいる請求項1に記載の方法。
- 乾燥されたアタパルジャイト粘土が剪断攪拌されている水に添加され、アタパルジャイト粘土が分散剤又は界面活性剤の添加なしで水中に再分散される請求項11に記載の方法。
- 分散されたアタパルジャイト粘土が大気圧下において85℃から250℃の間の温度で乾燥される請求項1に記載の方法。
- 遊離水分含量が7重量%未満である請求項13に記載の方法。
- 乾燥されたアタパルジャイト粘土が個々のアタパルジャイト結晶のクラスターである自由流動粒子の形態であり、磨砕又は粉砕操作の必要性がなくされている請求項1に記載の方法。
- 非分散物質が水晶、ドロマイト、石灰石、長石、珪藻土、雲母、チタニア、アルミニウムモンモリロナイト、セピオライト、ベントナイト及びカオリンである請求項1に記載の方法。
- 粘土原鉱がポリアクリル酸ナトリウム水溶液中の粘土原鉱のスラリーに剪断によって徐々に添加される請求項1に記載の方法。
- 精製されたアタパルジャイト粘土の水性懸濁液を調製する方法であって、
天然に存在する粘土原鉱を破砕する段階と
4,000から5,000の間の分子量を有するポリアクリル酸ナトリウムを水に添加する段階と、
アタパルジャイト粘土を水中に分散させるために水性ポリアクリル酸ナトリウムを用いて粘土原鉱のスラリーを調製する段階と、
分散されたアタパルジャイト粘土を非分散物質から分離する段階と、
分散されたアタパルジャイト粘土を乾燥する段階と、
乾燥されたアタパルジャイト粘土を剪断攪拌されている水に添加する段階と、
を有し、乾燥されたアタパルジャイト粘土を水に添加する段階において、アタパルジャイト粘土が分散剤又は界面活性剤の添加なしで水中に再分散される方法。 - 精製乾燥された微粒子状のアタパルジャイト粘土であって、 非アタパルジャイト粘土物質から分離されたアタパルジャイト粘土物質と、アタパルジャイト粘土粒子に吸着されたポリアクリル酸ナトリウムとを有し、ポリアクリル酸ナトリウムは4,000以上の分子量を有するものであるアタパルジャイト粘土。
- 非アタパルジャイト粘土物質がセピオライト、モンモリロナイト、ベントナイト及び非粘土グリットを含む請求項19に記載のアタパルジャイト粘土。
- アタパルジャイト粘土粒子の遊離水分含量が6重量%から14重量%の間である請求項19に記載のアタパルジャイト粘土。
- 水中で剪断攪拌されることで分散され、分散剤又は表面活性剤の添加なしで水性スラリーを形成する請求項19に記載のアタパルジャイト粘土。
- 分離されたアタパルジャイト粘土が大気圧下において85℃から250℃の間の温度で0.5重量%未満の遊離水分含量になるまで乾燥され、乾燥されたアタパルジャイト粘土がチキソトロピー特性を保持する請求項19に記載のアタパルジャイト粘土。
- 水中に分散され得るとともにチキソトロピー特性を保持し得る精製乾燥されたアタパルジャイト粘土であって、アタパルジャイト粘土と、それに吸着されたポリアクリル酸ナトリウムとを有し、ポリアクリル酸ナトリウムは4,000以上の分子量を有するものであるアタパルジャイト粘土。
- 天然に存在する粘土原鉱を処理してアタパルジャイト粘土を他の物質から分離するための湿式方法であって、
粘土原鉱を破砕する段階と、
ポリアクリル酸ナトリウム若しくはピロリン酸四ナトリウムから選択される分散剤を水に添加する段階と、
アタパルジャイト粘土を水中に分散させるために前記分散剤によって粘土原鉱のスラリーを調製する段階と、
分散されたアタパルジャイト粘土を非分散物質から分離する段階と、
スプレードライなどの乾燥手段によって、分散されたアタパルジャイト粘土を2〜3重量%の遊離水分含量にまで乾燥する段階と、
を有する湿式方法。 - 重量で35%までの乾燥されたアタパルジャイト粘土を水に添加する段階と、剪断ミキサーを用いてアタパルジャイト粘土を再分散させる段階とをさらに有する請求項25に記載の湿式方法。
- 分散剤が4,000から5,000の間の分子量を有するポリアクリル酸ナトリウムである請求項25に記載の湿式方法。
- 分散剤がピロリン酸四ナトリウムである請求項25に記載の湿式方法。
- 分離されたアタパルジャイト粘土がグリット及び非アタパルジャイト粘土を含まない細長い針状の形態を有する請求項25に記載の湿式方法。
- 分散されたアタパルジャイト粘土がエアー飛散乱流ドライヤーを用いて乾燥される請求項25に記載の湿式方法。
- ドライヤー内の空気が85℃から210℃の間である請求項30に記載の湿式方法。
- アタパルジャイト粘土を分離するとともに分散させるための湿式方法であって、
天然に存在する粘土を破砕する段階と、
ポリアクリル酸ナトリウム若しくはピロリン酸四ナトリウムから選択される分散剤を水に添加する段階と、
アタパルジャイト粘土が水中に分散されるように前記分散剤によって天然に存在する粘土のスラリーを調製する段階と、
アタパルジャイト粘土の水性スラリーから非分散物質を分離する段階と、
分散されたアタパルジャイト粘土を乾燥する段階と、
重量で3%までの乾燥アタパルジャイト粘土を水に添加する段階、及び剪断ミキサーを用いてさらなる分散剤又は界面活性剤の添加なしでアタパルジャイト粘土を水中に再分散させる段階と、
を有する湿式方法。 - 分散剤が4,000から5,000の間の分子量を有するポリアクリル酸ナトリウムである請求項32に記載の湿式方法。
- 分散剤がピロリン酸四ナトリウムである請求項32に記載の湿式方法。
- 非アタパルジャイト物質が水晶、ドロマイト、石灰石、長石、珪藻土、雲母、チタニア、アルミニウムモンモリロナイト、セピオライト、ベントナイト及びカオリンである請求項32に記載の湿式方法。
- 非粘土物質から分離された粘土を有し、ポリアクリル酸ナトリウムもしくはピロリン酸四ナトリウムの少なくとも一つを用いて精製及び乾燥された微粒子状のアタパルジャイト粘土であって、2〜3重量%の遊離水分含量を有するアタパルジャイト粘土。
- 乾燥アタパルジャイト粘土が水に添加されたときに、重量で35%までの乾燥アタパルジャイト粘土が水中に分散される請求項36に記載の乾燥アタパルジャイト粘土。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/602,827 US6444601B1 (en) | 1998-11-12 | 2000-06-23 | Purified attapulgite clay |
PCT/US2000/027841 WO2002000350A1 (en) | 2000-06-23 | 2000-10-06 | Purified attapulgite clay |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004508258A JP2004508258A (ja) | 2004-03-18 |
JP4063664B2 true JP4063664B2 (ja) | 2008-03-19 |
Family
ID=24412951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002505122A Expired - Lifetime JP4063664B2 (ja) | 2000-06-23 | 2000-10-06 | 精製されたアタパルジャイト粘土 |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6444601B1 (ja) |
EP (1) | EP1360012B1 (ja) |
JP (1) | JP4063664B2 (ja) |
KR (1) | KR100546094B1 (ja) |
CN (1) | CN1454118A (ja) |
AU (2) | AU7874500A (ja) |
CA (1) | CA2429185A1 (ja) |
CY (1) | CY1118948T1 (ja) |
DK (1) | DK1360012T3 (ja) |
ES (1) | ES2628227T3 (ja) |
MX (1) | MXPA02012661A (ja) |
NZ (1) | NZ523102A (ja) |
PT (1) | PT1360012T (ja) |
WO (1) | WO2002000350A1 (ja) |
Families Citing this family (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7300899B2 (en) * | 2002-01-22 | 2007-11-27 | Zeochem, Llc | Lithium exchanged zeolite X adsorbent blends |
US20050119112A1 (en) * | 2002-01-22 | 2005-06-02 | Zeochem, Llc | Process for production of molecular sieve adsorbent blends |
US6743745B2 (en) * | 2002-01-22 | 2004-06-01 | Zeochem | Process for production of molecular sieve adsorbent blends |
US7247263B2 (en) * | 2002-11-05 | 2007-07-24 | Itc Minerals & Chemicals | Fire-barrier composition |
DE10312203A1 (de) * | 2003-03-19 | 2004-10-07 | Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH | Rheologisches Additiv |
AU2004257031A1 (en) * | 2003-07-17 | 2005-01-27 | Mizusawa Industrial Chemicals,Ltd. | Thixotropy imparting agent |
ES2234420B1 (es) * | 2003-12-03 | 2006-11-01 | Tolsa, S.A. | Procedimiento para preparar un producto de grado reologico de facil dispersion de un silicato pseudolaminar, producto asi obtenido, y metodos de uso del producto. |
DE10357541B4 (de) * | 2003-12-10 | 2007-01-04 | Herbst, Jürgen | Verfahren zur Erzeugung eines leicht aufrührbaren Sedimentes aus smektitischen Tonmineralien, insbesondere Bentonit, in wässrigen Medien |
US7445745B2 (en) * | 2004-08-03 | 2008-11-04 | Corning Incorporated | Method for fabricating ceramic articles |
CN1317067C (zh) * | 2005-06-20 | 2007-05-23 | 许庆华 | 提高凹凸棒石粘土粘度的加工工艺 |
ES2525790T3 (es) * | 2005-07-04 | 2014-12-30 | Süd-Chemie Ip Gmbh & Co. Kg | Suspensiones espesas de silicatos estratificados con un alto contenido de materiales sólidos |
CN100344368C (zh) * | 2005-11-01 | 2007-10-24 | 南京大学 | 一种制备高纯度凹凸棒石的方法 |
JP2007308340A (ja) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Asahi Kasei Corp | 粘土複合体及びその製造方法 |
GB0616343D0 (en) | 2006-08-17 | 2006-09-27 | Johnson Matthey Plc | Mercury removal |
GB0802828D0 (en) * | 2008-02-15 | 2008-03-26 | Johnson Matthey Plc | Absorbents |
US20110108758A1 (en) * | 2009-01-20 | 2011-05-12 | Driscoll Joseph A | Method for Making Phase Change Aggregates From a Microencapsulated Phase Change Material Liquid Emulsion |
WO2011075541A1 (en) | 2009-12-15 | 2011-06-23 | Pcm Innovations Llc | Phase change material fire resistant blanket and method of making |
CN101987480A (zh) * | 2009-07-31 | 2011-03-23 | 施永义 | 一种无酸洗高岭土原矿的制备方法 |
US8680344B2 (en) | 2011-01-25 | 2014-03-25 | Zeochem Llc | Molecular sieve adsorbent blends and uses thereof |
CN102283547B (zh) * | 2011-06-14 | 2013-04-17 | 许庆华 | 凹凸棒多功能纸杯外套的制作方法 |
US9511955B2 (en) * | 2012-10-31 | 2016-12-06 | Active Minerals International, Llc | Mineral suspending agent, method of making, and use thereof |
EP2915790B1 (de) | 2014-03-06 | 2017-05-10 | BASWA acoustic AG | Farbe und Verfahren zum Renovieren einer offenporigen Putzschicht |
US9416052B2 (en) * | 2014-04-30 | 2016-08-16 | Active Minerals International, Llc | Concrete materials with modified rheology, methods of making, and uses thereof |
CN105800627A (zh) * | 2016-03-12 | 2016-07-27 | 滁州恩斯克科技发展有限公司 | 一种凹凸棒粘土超细化分级提纯工艺 |
US9546252B1 (en) * | 2016-06-22 | 2017-01-17 | Byk-Chemie Gmbh | Process of manufacturing thickeners and use of thus produced thickeners in high-viscosity unsaturated polyester containing formulations |
CN106809845A (zh) * | 2017-04-11 | 2017-06-09 | 明光市安盛非金属材料厂 | 一种凹凸棒土的改性方法 |
CN107265471B (zh) * | 2017-07-25 | 2019-07-19 | 安徽省明美矿物化工有限公司 | 一种高纯度粘土矿物液体产品的生产设备及制备方法 |
CN107787966A (zh) * | 2017-11-18 | 2018-03-13 | 明光市海港凹坭矿业有限公司 | 一种用于农药载体的凹凸棒粘土颗粒的制备方法 |
CN108002400A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-05-08 | 潮州市华中陶瓷实业有限公司 | 一种凹凸棒黏土制品及其制备方法 |
CN109536738B (zh) * | 2018-12-14 | 2021-02-12 | 湘潭大学 | 一种粗铅膏除杂的方法 |
CN109665536B (zh) * | 2019-02-02 | 2022-08-23 | 南京信息工程大学 | 凹土的提纯方法 |
CN109987612A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-07-09 | 中科院广州能源所盱眙凹土研发中心 | 一种凹凸棒石黏土分级提纯方法 |
CN113307280B (zh) * | 2021-06-23 | 2023-01-06 | 西北师范大学 | 一种凹凸棒石产品质量归一化的方法 |
CN115676846A (zh) * | 2022-10-26 | 2023-02-03 | 北京化工大学 | 一种分散剂辅助旋转液膜反应器分离提纯低品位凹凸棒石的方法 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3050863A (en) * | 1960-12-09 | 1962-08-28 | Minerals & Chem Philipp Corp | Method of drying attapulgite clay dispersions |
US3596760A (en) | 1969-06-30 | 1971-08-03 | Engelhard Min & Chem | Degritting of attapulgite clay |
US3617561A (en) * | 1969-07-01 | 1971-11-02 | Engelhard Min & Chem | Method for clarifying liquids |
US4444665A (en) * | 1981-12-02 | 1984-04-24 | Engelhard Corporation | Treated mineral and method for purifying liquids therewith |
FR2536758A1 (fr) * | 1982-11-30 | 1984-06-01 | Coatex Sa | Adjuvant fluidifiant non polluant pour boues de forage a base d'eau saline et /ou d'eau douce |
US4915845A (en) * | 1986-12-19 | 1990-04-10 | National Starch And Chemical Corporation | Inhibition method |
US5021094A (en) * | 1988-08-12 | 1991-06-04 | Wyo-Ben, Inc. | Grouting composition |
JP2704421B2 (ja) * | 1988-12-27 | 1998-01-26 | 株式会社豊田中央研究所 | 鎖状横造粘土鉱物の製造方法 |
US4966871A (en) | 1989-03-10 | 1990-10-30 | Brooks Lamar E | Method for vacuum drying thixotropic agents and the resultant low moisture thixotrope |
US5158918A (en) * | 1989-03-10 | 1992-10-27 | Lamar E. Brooks | Low moisture thixotropic agents, methods and uses |
US5049532A (en) * | 1989-03-10 | 1991-09-17 | Lamar E. Brooks | Method for surface treating thixotropic agents and the resultant low moisture thixotrope |
US5071587A (en) * | 1990-05-31 | 1991-12-10 | Aquatechnica, Inc. | Composition and method for purifying water |
AU663510B2 (en) | 1991-07-03 | 1995-10-12 | Engelhard Corporation | Selective separation of finely-divided minerals by addition of selective collector reagent and centrifugation |
WO1997032910A1 (fr) * | 1996-03-07 | 1997-09-12 | Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. | Alcool polyvinylique modifie |
US5749936A (en) * | 1996-06-07 | 1998-05-12 | A.J. Sackett And Sons Company | Method of producing dry granular fertilizer and soil amendments using clay slurry and dry chemicals |
US5938833A (en) * | 1996-09-18 | 1999-08-17 | Engelhard Corporation | Chemical process for fractionating mineral particles based on particle size |
US6130179A (en) * | 1998-11-12 | 2000-10-10 | Itc, Inc. | Purified attapulgite clay |
-
2000
- 2000-06-23 US US09/602,827 patent/US6444601B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-06 AU AU7874500A patent/AU7874500A/xx active Pending
- 2000-10-06 KR KR1020027017501A patent/KR100546094B1/ko active IP Right Grant
- 2000-10-06 EP EP00968892.0A patent/EP1360012B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-06 ES ES00968892.0T patent/ES2628227T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-06 CA CA002429185A patent/CA2429185A1/en not_active Abandoned
- 2000-10-06 JP JP2002505122A patent/JP4063664B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-06 CN CN00819671A patent/CN1454118A/zh active Pending
- 2000-10-06 NZ NZ523102A patent/NZ523102A/en not_active IP Right Cessation
- 2000-10-06 PT PT968892T patent/PT1360012T/pt unknown
- 2000-10-06 AU AU2000278745A patent/AU2000278745B2/en not_active Expired
- 2000-10-06 MX MXPA02012661A patent/MXPA02012661A/es active IP Right Grant
- 2000-10-06 DK DK00968892.0T patent/DK1360012T3/en active
- 2000-10-06 WO PCT/US2000/027841 patent/WO2002000350A1/en active IP Right Grant
-
2017
- 2017-05-31 CY CY20171100572T patent/CY1118948T1/el unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2002000350A1 (en) | 2002-01-03 |
CY1118948T1 (el) | 2018-01-10 |
ES2628227T3 (es) | 2017-08-02 |
DK1360012T3 (en) | 2017-07-10 |
CN1454118A (zh) | 2003-11-05 |
US6444601B1 (en) | 2002-09-03 |
MXPA02012661A (es) | 2004-09-10 |
JP2004508258A (ja) | 2004-03-18 |
EP1360012A1 (en) | 2003-11-12 |
EP1360012A4 (en) | 2004-11-24 |
KR100546094B1 (ko) | 2006-01-24 |
KR20030011922A (ko) | 2003-02-11 |
AU7874500A (en) | 2002-01-08 |
CA2429185A1 (en) | 2002-01-03 |
NZ523102A (en) | 2004-10-29 |
AU2000278745B2 (en) | 2005-03-17 |
PT1360012T (pt) | 2017-06-26 |
EP1360012B1 (en) | 2017-03-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4063664B2 (ja) | 精製されたアタパルジャイト粘土 | |
US6130179A (en) | Purified attapulgite clay | |
AU2000278745A1 (en) | Purified attapulgite clay | |
Gong et al. | A simple method for physical purification of bentonite | |
US6235107B1 (en) | Method for separating mixture of finely divided minerals and product thereof | |
US4166582A (en) | Comminution of materials | |
US6172121B1 (en) | Process for preparing organoclays for aqueous and polar-organic systems | |
EP0170299A2 (en) | A rheological grade sepiolite product and processes for its manufacture | |
CN1954038B (zh) | 从高岭土中分离细分散的钛铁杂质的方法和试剂 | |
US6383282B1 (en) | Pseudophasic extraction method for the separation of ultra-fine minerals | |
Du et al. | A cryo-SEM study of aggregate and floc structure changes during clay settling and raking processes | |
Holmes et al. | The direct synthesis of pure zeolite-A using ‘virgin’kaolin | |
JP2005539124A (ja) | 無機粒子状物質の粉砕方法 | |
JP7462251B2 (ja) | 土壌の解泥方法及び分級方法 | |
JP4773365B2 (ja) | 疑似層状珪酸塩から分散容易なレオロジーグレード生成物を製造する方法、該製造法で得られる生成物および該生成物の使用法 | |
KR100361344B1 (ko) | 황토의 정제방법 | |
Ciftci et al. | Settling characteristics of coal preparation plant fine tailings using anionic polymers | |
US3399068A (en) | Attapulgite product and method of preparing same | |
Żbik | SEM evidence of structural re-arrangement from gelling to aggregation in Birdwood kaolinite | |
JP2019518692A (ja) | 含水カオリン粘土の製造方法、および前記含水カオリン粘土から製造された製品 | |
WO2024092534A1 (zh) | 一种用于水性涂料领域的高纯高增稠易分散纳米蒙脱石及其制备方法 | |
JPH08109015A (ja) | 天然ゼオライトの精製白度の向上方法 | |
WO1995011088A1 (en) | Method and apparatus for beneficiation of a particulate solid | |
Çiftçi | Dry beneficiation of bentonite using dynamic separator | |
WO2001073142A1 (en) | Agglomeration of alumina |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070619 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070914 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071204 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071225 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4063664 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110111 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120111 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130111 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130111 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140111 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |