NO146593B - Fremgangsmaate for fremstilling av findelt, amorf silisiumdioksyd - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av nye, syntetiske, utfelte siliciumdioksyder som har en ny og fremstående kombinasjon av fysikalske og kjemiske egenskaper. Mer spesielt omhandler oppfinnelsen fremstilling av amorf, utfelt lavstruktur-siliciumdioksyd ved omsetning mellom vandige alkalimetallsilikat-oppløsninger og et surgjørings-middel. De nye produkter som fremstilles er lavstruktursili-ciumdioksyder med visse spesielle egenskaper, særlig med hen-

syn til struktur-indeks, oljeabsorpsjon, porevolum og andre fysikalske egenskaper. De nye lavstruktur-siliciumdioksyder er egnet som slipemiddel og poleringsmiddel for tannbehandling,

idet de rensende og polerende egenskaper er bedre enn kjente fosfat-slipemidler for tannlege-bruk, og bedre enn andre kjente silicageler, aluminiumoksyder og lignende. I det følgende skal det med benevnelsen siliciumoksyd forstås siliciumdioksyd.

Som kjent kan findelt siliciumoksyd eller siliciumoksyd-pigmenger fremstilles ved surgjøring av en vandig silkatoppløsning med en syre som f.eks. svovelsyre.

Slike produkter fåes i handelen og karakteriseres generelt ved følgende egenskaper: høy struktur, høyt fuktighetsinnhold i våtkake, høy oljeabsorbsjon, lav slipeeffekt i forsenkninger,

høyt overflateareal, samt lav pakningstetthet. På grunn av egenskaper som høy oljeabsorbsjon har pigmentene med stort hell vært brukt som forsterkningspigmenter i gummi. Det høye våtkake-fuktighetsinnhold er imidlertid uheldig ved at tørke-

og filtreringshastighetene økes. De nevnte egenskaper hos kjente og markedsførte siliciumoksyder gjør dem videre ikke egnet for mange formål.- Selv om de således er egnet som gummi-fyllstoffer, har tidligere siliciumoksyd-typer ikke

funnet anvendelse som rense- og polerings-midler i tannslipe-midler. Se tysk patent 974-958, fransk patent 1.130.627, britisk patent 995.351, sveitsisk patent 280.671 og U.S. patent 3.250.680.

Som nevnt ovenfor finnes en rekke kjente metoder

for fremstilling av siliciumoksydpigmenter som omfatter surgjøring av en vandig silikatoppløsning. I U.S. patent 2-940.830 beskrives således en fremgangsmåte for frem-

stilling av finfordelt siliciumoksyd egnet som fyllmiddel i gummi-masser. Mer spesielt beskrives en fremgangsmåte for fremstilling av siliciumoksyd som karakteriseres ved en endelig, midlere partikkelstørrelse på 0,015 - 0,04 ym og et overflateareal på 25 - 200 m /g, ved regulert tilsetning av syre til et alkalimetallsilikat hvor oppslemmingen konstant holdes ved en pH over 7 for å oppnå nevnte slutt-egenskaper.

Patentet er spesielt rettet mot fremstilling av et produkt

egnet som forsterknings- eller fyllstoff i gummi.

I U.S. patent 3.235-331 beskrives en frem-

gangsmåte for fremstilling av utfelt siliciumoksyd som også beskrives å være egnet som fyllmiddel i gummi. Mer spesielt

éi

beskriver patentet en fremgangsmåte hvor en vandig alkalimetallsilikat-oppløsning og en syre samtidig settes til en reaksjonsbeholder. I dette patent påpekes at man fortsetter den samtidige tilsetning til blandingens viskositet stiger gjennom et maksimum og deretter faller til en vesentlig lavere verdi. Mengden surgjøringsmiddel og alkalimetallsilikat avpasses slik at man holder oppslemmingens pH i det vesentlige konstant under mesteparten av reaksjonen, og i området ca. 10

- 12. Prosessen gjennomføres generelt ved en temperatur på 80

- 90°C og sluttproduktet gir etter tørking en siliciumoksyd som kan ha et overflateareal på 260 m /g. Det påpekes at produktet er tilfredsstillende som forsterkningsfyllstoff i gummi.

I U.S. patent 3-445.189 beskrives en frem-

gangsmåte for fremstilling av finfordelt kiselsyre ved samtidig tilsetning av oppløsninger av et alkalisilikat og en sterk mineralsyre til vann ved en temperatur på mellom 70 og 90°C

mens man holder en reaksjons-pH på mellom 7 og 9- Det pekes på at produktet som fremstilles er en finfordelt ikke-gelatinøs

kiselsyre som egner seg som fyllstoff til naturlig og syntetisk gummi og andre elastomere. Det nevnes også i patentet at for at siliciumoksydet skal være egnet som fyllstoff i naturlig og syntetisk gummi og andre elastomere, er overflatearealet og oljeabsorbsjonen av stor betydning. Det beskrives videre at omhyggelige undersøkelser har vist at hvis en finfordelt kiselsyre skal ha god forsterknings-egenskap i gummi, må kiselsyren ha et overflateareal på 100 - 250 m /g og en oljeabsorbsjon på over ca. 2 cm^/g eller 200 cm^/100 g, se spalte 2, linje 18 - 22.

I U.S. patent 3.730.749 beskrives en fremgangsmåte for fremstilling av siliciumoksyd for bruk i forsterknings-blandinger. Det påpekes i dette patent at viskositetsøkningen som finner sted under surgjøringen eller nøytraliseringen av det vandige alkalimetallsilikat gjøres vesentlig mindre ved tilsetning av en regulert mengde alkalimetallsilikat. I patentets eksempler 1, 2 og 3 beskrives også at siliciumoksyd-filterkakene har et tørrstoff-innhold på 18,5, 24,9 og 25,1 %, respektivt. Dette betyr at fuktighetsinnhol-det i siliciumoksyd-kakene beskrevet i eksempel i, 2 og 3 er etthundre minus prosent tørrstoff i filterkakene, med andre ord er prosent våtkakefuktighet (% vanninnhold) i siliciumoksyder fremstilt i eksempel 1, 2 og 3 lik 81,5» 75,1 og 74,9, respektivt. Overflateareal, midlere partikkelstørrelse og gummi-data for siliciumoksyd fremstilt i henhold til eksempel 2 og 3 er oppført i tabell 3 i patentet, som også angir at gummisammensetninger som inneholder siliciumoksyder ifølge eksempel 2 og 3 har ønskede gummiegenskaper. Det fremholdes videre i patentet at gummiegenskapene til siliciumoksydet er forbundet med våtkakefuktigheten (vanninnholdet) i silicium-oksydpigmentet. Et siliciumoksyd med høy prosentvis våtkakefuktighet-og egnet partikkelstørrelse og overflateareal har bedre gummiegenskaper enn et tilsvarende materiale med lavere våtkakefuktighet. Således har de fremstilte siliciumoksyder i dette patent høy strukturindeks og de er egnet som gummi-forsterkende fyllstoffer.

Av ovenstående vil man se at strukturindeksen for en siliciumoksyd-type er knyttet til gummiegenskapene - en siliciumoksyd med høyere strukturindeks vil ha bedre "gummi-egenskaper" enn en siliciumoksyd med lavere struktur-indeks. På dette punkt skal derfor de forskjellige typer syntetiske siliciumoksyder samt begrepene "struktur" og "strukturindeks" diskuteres nærmere.

Som vel kjent får man tekniske,syntetiske siliciumoksyder enten ved væskefase- eller dampfase-prosesser. Siliciumoksyder fremstilt etter dampprosessen kalles dampet eller pyrogen siliciumoksyd. Produkter fremstilt etter væske-prosessen kalles silicageler og utfelt siliciumoksyd. Det finnes således tre spesielle typer syntetiske siliciumoksyder på markedet:

1. Pyrogen siliciumoksyd

Pyrogen eller røykfremstilt siliciumoksyd fremstilles ved å omsette siliciumtetraklorid-damp med oksygen og hydrogengass ved høye temperaturer. Produktene har stort overflateareal og skiller seg fra andre siliciumoksyder (f.eks. siliciumoksydgel, utfelt siliciumoksyd) fremstilt ved væske-faseprosessen.

2. Silicageler

Silikageler er av to typer - hydrogeler og aerogeler. Hydrogeler fremstilles ved å omsette et oppløselig silikat som natriumsilikat med sterk svovelsyre. Gelen vaskes saltfri, tørkes, damp-finfordeles og klassifiseres. Aerogeler fremstilles fra rå hydrogeler ved å fortrenge vanninnholdet med en alkohol. Alkoholen blir derpå gjenvunnet ved oppvar-ming av gelen i autoklav.

Aerogeler er lettere og mer voluminøse enn hydrogeler fordi man unngår krympingen av gelstrukturen under tørkeprosessen. Gelene har meget store overflatearealer, vanligvis på 300 - 1000 m<2>/g, og høy porøsitet. Slik silika-gel tilbys under varebetegnelsene "Syloid", og "Silcron".

3. Utfelt siliciumoksyd

Utfelt siliciumoksyd fremstilles ved destabilise-ring og utfelling av siliciumoksyd fra et oppløselig silikat ved tilsetning av mineralsyre og/eller sure gasser. Reaktantene omfatter således et alkalimetallsilikat og en mineralsyre, f.eks. svovelsyre, eller et surt reagens som CC^.

Når surgjøringsmidlet tilsettes alkalimetallsilikatet, vil siliciumoksyd begynne å felle ut på et visst punkt under prosessen. Man fortsetter tilsetning av sur-gj øringsmiddel til M20-innholdet i alkalimetallsilikatet (M alkalimetall) for den fremstilte siliciumoksyd er mindre enn ca. 1 vekt-$. Generelt tilsettes således surgjøringsmiddel til alkalimetallsilikatet for nøytralisering av alkali-delen som er bundet til silikat-anionet. Reaksjonsoppslemmingen filtreres og vaskes fri for reaksjons-biprodukt som er alkalimetallsaltet av surgjøringsmidlet. Filterkaken tørkes og oppmales til siliciumoksyd med ønsket finhetsgrad.

Før tørketrinnet vil siliciumoksyd-filterkaken vanligvis inneholde overraskende store mengder vann. En siliciumoksyd som f.eks. er egnet som fyllstoff i gummi og elastomere inneholder vanligvis 80 - 85 % vann i filterkaken.

I eksempel 1 i U.S. patent 3-730.749 inneholder således filterkaken 81,5 % vann. Prosent vann i filterkaken betegnes våtkakefuktighet og kan forkortes % VKF ("% WCM"). 100 *

% VKF gir filterkakens tørrstoffinnhold, d.v.s. den mengde siliciumoksyd som kan utvinnes i fast form ved tørking av filterkaken. % tørrstoff i filterkaken kan forkortes % FKT (filterkake-tørrstoff = % FCS = filter cake solids). Således er % VKF og % FKT forbundet gjennom ligningen:

% VKF = 100 - % FKT eller

% FKT = 100 - % VKF

Hvis man således kjenner % VKF, kan man beregne % FKT, eller omvendt.

En siliciumoksyd-filterkake med 85 % VKF vil således ha 100 + 85 = 15 % PKT. Dette betyr at 15 kg siliciumoksyd kan utvinnes fra en slik filterkake ved å inndampe eller tørke 85 kg vann fra 100 kg filterkake. Den samlede vekt av filterkaken består av vann og fast siliciumoksyd. I eksemplet hvor % VKF = 85, kan man utvinne bare 15 kg fast siliciumoksyd, hvilket fremgår av følgende: 100 kg filterkake = 85 kg vann + 15 kg tørr siliciumoksyd = 85 % VKF + 15 % FKT

Således er det 85 kg vann forbundet med 15 kg fast siliciumoksyd eller 85 x 100 = 567 kg vann pr. 100 kg fast

15

siliciumoksyd.

Det vann som er forbundet med siliciumoksydet i filterkaken er struktur-vann. Vannet opptar hulrommet mellom siliciumoksyd-aggregatene og rommet inne i siliciumoksyd-aggregatene. I denne forbindelse defineres betegnelsen "struktur" som siliciumoksydets evne til å holde på vannet i våtfilterkaken. Når siliciumoksyder, slik som de tidligere nevnte kjente produkter inneholder en høy prosentvis vann-mengde, f.eks. fra ca. 70 - 85 % y betegnes de høystruktur-siliciumoksyder. Siliciumoksyder som inneholder mindre enn 70 % eller fra. ca. 50 - 70 %, kalles lavstruktur-siliciumoksyder. Det samlede struktur-vanninnhold er en meget viktig egenskap for siliciumoksydet og er direkte forbundet med oksydets bruksegenskaper. Mengden total strukturvann som er knyttet til 100 kg fast siliciumoksyd i filterkaken betegnes "strukturindeks", forkortes S.I.

Matematisk kan strukturindeksen (S.I.) for et siliciumoksyd beregnes hvis man enten kjenner % våtkakefuktighet (VKF) eller'% filterkaketørrstoff (FKT) for siliciumoksyder:

Strukturindekser for siliciumoksyder i våtkakefuktighets-område på 80-85 % er oppført i tabell I.

Tidligere kjente utfelte siliciumoksyd-typer som beskrevet i nevnte patenter (U.S. patent 2.940.830, 3.235-331, 3.445.189, 3.730.749) er høystruktur-siliciumoksyder med høye S.I.-verdier. Som nevnt er disse siliciumoksyder egnet som forsterkende fyllstoffer i elastomere og gummier.

Siliciumoksydet som fremstilles i henhold til oppfinnelsen er lavstruktur-siliciumo'ksyder, hvilket betyr at de har lav S.I.-verdi, (strukturindeks). Mens tidligere kjente siliciumoksyder er egnet som forsterknings-fyllstoffer er de foreliggende siliciumoksyder uegnet som forsterkende fyllstoffer. Lavstruktur-siliciumoksyder fremstilt i henhold til foreliggende oppfinnelse er en ny type siliciumoksyder. Således er de nye siliciumoksyder egnede polerings- og rense-midler i tannpasta. Kjente siliciumoksyder egnet som forsterkende fyllstoffer har ingen anvendelse som rense- og poleringsmidler i tannpastaer og lignende. I U.S. patent 3.538.230 sies det således at kjente amorfe siliciumoksyder som utfelt siliciumoksyd, pyrogensiliciumoksyd og aerogeler er uegnet i tannpasta på grunn av deres opprinnelige lille partikkelstørrelse og det forhold at de lett brytes ned til små partikkelstørrelser, hvilket gir dårlige renseegenskaper. Fyllstoffkvaliteter av siliciumoksyder med høy struktur og gode fortykkingsegenskaper har dårlige slipe-, rense- og polerings-egenskaper. På den annen side er de fremstilte siliciumoksydene meget effektive og egnet i tannpastaer som slipemiddel og gir bedre rense- og poleringsegenskaper enn de kjente fosfater, kalsiumkarbonat og aluminiumoksyder som brukes i tannpasater.

Den nye fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er på bred basis bygget på den oppdagelse at hvis tilsetningen av syre til silikatoppløsningen reguleres omhyggelig, får de dannede pigmenter nevnte enestående kombinasjon av egenskaper. Mer spesielt omfatter utførelsen den oppdagelse og det forhold at hvis alkaliteten i reaksjonsmediet under surgjøringen av silikatoppløsningen reguleres omhyggelig og holdes på et høyere nivå enn i den opprinnelige silikatoppløsningen, dannes nevnte nye klasse siliciumoksyder. I denne forbindelse defineres betegnelsen alkalitet som den mengde, i gram eller mol, av Na20 (hvis det benyttes natrium-silikat) som er bundet eller knyttet til silikat-anionet. Det skal understrekes at dette begrep er forskjellig fra reaksjonsblandingens pH. I flere av ovennevnte patenter er således reaksjonsblandingens pH holdt konstant, men den i foreliggende oppfinnelse synker. Ved den praktiske utførelse av oppfinnelsens fremgangsmåte på generell basis, påfylles en utgangs-porsjon av den totale siliciumoksydmengde som teoretisk skal reagere med syren,

på en reaksjonsbeholder. Deretter tilsettes syredanneren eller syren og resten av alkalimetallsilikat-oppløsningen

samtidig til silikatoppløsningen som først er påfylt reaktoren. Som forklart nærmere senere blir tilsetningshastighetene eller -forholdet mellom silikat og syre avpasset eller proporsjonert slik at den totale alkalitet på ethvert tidspunkt (under den samtidige tilsetning av syre og silikatoppløsninger) er høyere en alkaliteten i den silikatoppløsning som til å begynne med påfylles reaksjonsbeholderen, dvs. alkaliteten i reaksjonsblandingen ved tidspunkt 0. Etter at hele silikatoppløs-ningen er tilsatt, fortsettes syretilsetningen for å avslutte utfellingen av den nye klasse siliciumoksydpigmenter. I henhold til en annen utførelse, forblandes syren eller det sure reagens, eksempelvis svovelsyre, med et addukt som aluminium (som fortrinnsvis tilsettes som et vannoppløselig salt som f.eks. aluminiumsulfat). Man har funnet at tilsetningen av adduktet sammen med utfellingsteknikken i henhold til foreliggende oppfinnelse regulerer pigmentets brytningsindeks.

Som man vil ha forstått er de utfelte pigmenter fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse siliciumoksydpro-dukter med en fremragende balanse mellom fysikalske og kjemiske egenskaper sammenlignet med vanlige utfelte siliciumoksyder.

Det er følgelig en generell hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en ny fremgangsmåte for fremstilling av utfelt siliciumoksyd med nye fysikalske og kjemiske egenskaper. Dette siliciumoksydmaterialet har særlig anvendelse som slipe-og poleringsmiddel i tannpasta. Man ønsker også å oppnå et pigment med lavere våtkakefuktighet eller høyere tørrstoff-innhold og med høyere slipeeffekt og lavere oljeabsorpsjon, samt høy pakningstetthet.

Oppfinnelsen vil forstås bedre i lys av den følgende detaljerte beskrivelse og vedlagte figurer, hvor: fig. 1 viser et diagram over en typisk pore-fordeling i nye lavstruktur-siliciumoksyder fremstilt ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser et diagram over prosentvis kumulativ alkalitet som funksjon av tiden ved utførelse av oppfinnelsen

i praksis.

Som nevnt er oppfinnelsen rettet mot fremstilling av en ny klasse siliciumoksyder kjent som lavstruktur-siliciumoksyder, som skiller seg klart fra de tidligere produserte siliciumoksyder. Tidligere kjente siliciumoksyder har karak-teristiske egenskaper som gjør dem egnet som forsterkende fyllstoffer. Siliciumoksyder fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse er uegnet som forsterknings-fyllstoffer på grunn av den lave strukturindeks. Ved tidligere kjente metoder for fremstilling av siliciumoksyder beskrives at under utfellings-prosessen går reaksjonsmediet gjennom en tilstand med maksimal viskositet. Det synes klart at denne viskositetsøkning er avgjørende for fremstilling av forsterknings-siliciumoksyder med høy strukturindeks. Ifølge foreliggende oppfinnelse fremstilles lavstruktur-siliciumoksyder ved surgjøring av alkalimetallsilikat under omhyggelig regulerte forhold. Det finner ikke sted noen vesentlig økning av viskositeten i løpet av hele produksjonsprosessen for fremstilling av de nye lav-strukturelle siliciumoksyder. Reaksjonsblandingens alkalitet reguleres i løpet av prosessen, slik at slutt-alkaliteten er høyere eller større enn start-verdien ved reaksjonens begynnelse, nemlig fra 20 til 500$ eller høyere.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for fremstilling av findelt, amorf, lavstrukturell, utfelt siliciumoksyd ved surgjøring av en opp-løsning av et alkalimetallsilikat med en syre, hvorved alkalimetallsilikat innføres i en reaksjonsbeholder og alkalimetallsilikat og syre deretter tilsettes, og denne fremgangsmåte er kjennetegnet ved man: (1) innfører 8-50 mol-% av totalmengden av alkalimetallsilikatet som skal benyttes i reaksjonen i en reaksjonsbeholder inneholdende vann for dannelse av en vandig oppløsning derav, hvilket alkalimetallsilikat har formelen M20(Si02)x, hvor M betegner natrium eller kalium, og X er 2-4, (2) kontinuerlig omrører den vandige oppløsning av alkalimetallsilikatet i beholderen, (3) tilsetter resten av alkalimetallsilikatet som skal brukes til reaksjonen samtidig med en vandig oppløsning av en mineralsyre valgt blant svovelsyre, salpetersyre og fosforsyre, til det omrørte alkalimetallsilikat i reaksjonsbeholderen, idet tilsetningshastighet og -konsentrasjon avpasses slik at man oppnår en regulert økning av den effektive alkalitet, idet maksimal alkalitet som eksisterer ved avslutning av tilsetningen av den totale mengde alkalimetallsilikat, ved tidspunktet for maksimal alkalitet, t , er 20 - 500% høyere enn startalkaliteten for den bestemte mol-$-mengde ved reaksjonens start, idet syren eventuelt tilsettes et tilsetningsstoff valgt blant vannoppløselige salter av aluminium- og jordalkali-metaller for å regulere brytningsindeksen for det utfelte siliciumdioksyd, (4) fortsetter tilsetningen av mineralsyre etter at tilsetningen av alkalimetallsilikat er stanset, til en pH i reaksjonsblandingen på under 6,0, og et innhold av 3-12 vekt-/?

Si02 etter at alle tilsetninger er foretatt ved tidspunktet

tj, for avslutning av reaksjonen, hvor t^ er på fra 20

minutter til 4 timer, ' og tiden til maksimal alkalitet, ' t m,

er 55-99$ av tf,

(5) opprettholder en reaksjonstemperatur i alkalimetallsilikat-reaksjonsblandingen på mellom 50 og 90°C,

(6) filtrerer reaksjonsblandingen, og

(7) vasker, tørker og oppmaler filtermassen og opparbeider sluttproduktet.

Det er foretrukket at svovelsyre tilsettes til natrium-silikat med et molforhold Si02/Na20 på 2,0 - 2,8, idet svovelsyren tilsettes i form av en 8 -22 vekt-$-ig oppløsning.

Videre er det foretrukket at den samtidige tilsetning av

resten av alkalimetallsilikatet og syreoppløsningen skjer på

en slik måte og i slike innbyrdes tilsetningshastigheter at maksimal alkalitet for reaksjonen blir 200 - 500$ høyere enn startalkaliteten.

Av natrium- og kaliumsilikat foretrekkes natriumsilikat siden dette er billigst. Som mineralsyre foretrekkes svovelsyre fordi dette er den billigste mineralsyre. Der-

som svovelsyre benyttes, bør konsentrasjonen av syreoppløs-ningen være 8 - 22$ og fortrinnsvis 10 - 15$, på vektbasis. Man antar at den lave mineralsyrekonsentrasjon hjelper til

å minimalisere lokale reaksjoner ved for høye konsentrasjoner

av alkalimetalloppløsning, og foretrekkes for fremstilling av lavstrukturell siliciumoksyd. For videre å minske virkningene av lokaliserte høye syrekonsentrasjoner, foretrekkes at alkali-metallsilikatoppløsningen og mineralsyre-oppløsningen innføres i diametralt motstående deler av den vandige oppslemming slik at de fortynnes raskt i reaksjonsblandingen før lokale omsetninger mellom høye konsentrasjoner av syre og silikat kan forekomme. Sagt på en annen måte tilsettes silikatet og syreoppløsningene fortrinnsvis til forskjellige deler av reaksjonsoppslemmingen for å unngå reaksjoner mellom lokale høye konsentrasjoner av silikat og syre.

Alkalimetallsilikatoppløsningen og den vandige oppløsning av mineralsyre tilsettes samtidig under regulerte tilsetningshastigheter over et lengre tidsrom til en reaksjonsblanding eom inneholder den ønskede mengde alkalimetallsilikat som gir den nødvendige alkalitet ved reaksjonens begynnelse. Økningen av alkaliteten, d.v.s. Na20-innholdet i reaksjonsblandingen, reguleres pr. tidsenhet, slik at når silikattilsetningen stanses, er den totale alkalitet på dette tidspunkt vesentlig høyere enn alkaliteten i reaksjonsmediet på tidspunkt 0 (ved begynnende tilsetning). Silikattilsetningen fortsettes samtidig med tilsetning av surgjøringsmiddel over et tidsrom på 55 - 90% (tm) av den totale reaksjons-

tid (t^), hvor sistnevnte kan strekke-seg fra 20 minutter til H timer.

Det skal nå beskrives mer spesielle detaljer vedrøren-de oppfinnelsens utførelse. En bestemt del av det totale alkalimetallsilikat som skal benyttes til reaksjonen (d.v.s. som teoretisk skal reagere med syren) påfylles først reaktoren som en oppløsning og denne oppvarmes til en temperatur på mellom 50 og 90°C, fortrinnsvis 70 - 90°C, under stadig røring. Utgangs-alkaliteten for silikatoppløsningen, d.v.s. antall mol I^O (M = alkalimetall) bundet til silikat-anioner, må være minst 8,0 mol-% basert på den samlede vekt av alkalimetallsilikat som teoretisk skal omsettes med syren. Hvis f.eks. 100 mol alkalimetallsilikat skal omsettes med syren, må 8 mol silikat til å begynne med påfylles reaksjonsbeholderen. Konsentrasjonen av alkalimetallsilikat-oppløsning kan være 8-25 vekt-% silikat, fortrinnsvis 8-15 vekt-% silikat. Den bestemte mol-? av den kumulative totalmengde alkalimetallsilikat, d.v.s. den mengde som til å begynne med påfylles reaksjonsbeholderen, kan utgjøre en mengde på minst 8 mol-? (som nevnt ovenfor) og opp til en mengde på ikke over 50 ?.

Det surgjørende middel eller syren, f.eks. svovelsyre og resten av alkalimetall-silikatoppløsningen påfylles deretter samtidig på reaksjonsbeholderen på en slik måte og med en slik hastighet at alkaliteten i reaksjonsblandingen øker. Oppløsningene av silikat og syre tilsettes med en hastighet (pr. tidsenhet) som gir en øket alkalitetsgrad slik at maksimal alkalitet som foreligger etter avsluttet tilsetning av hele mengden alkalimetallsilikat på tidspunktet for maksimum alkalitet, definert som tm, er 20 - 500 ? høyere enn start-alkaliteten i den bestemte mol-? av den samlede mengde alkalimetallsilikat som påfylles reaksjonsbeholderen. Produkter med særlig gunstige egenskaper fremstilles når alkaliteten økes slik at maksimal alkalitet er 250 - 500 ? høyere enn start-alkaliteten.

Etter at den totale alkalimetallsilikat-mengden er tilsatt reaktoren, d.v.s. den mengde som teoretisk skal reagere med syren, avsluttes tilsetningen av syre for å avslutte utfellingen og redusere pH i den vandige reaksjonsblanding til under 6,0. Et overskudd av syre kan brukes om ønsket. Det har imidlertid vist seg at dette ikke .er nødvendig i praksis. Etter tilsetning av reaktantene inneholder reaksjonsblandingen 3-13 vekt? SiOp^. I løpet av reaksjonen og utfellingen av SiOg holdes reaksjonsblandingen ved en temperatur på mellom 50 og 90°C, fortrinnsvis 70 - 90°C. Etter avsluttet reaksjon filtreres reaksjonsblandingen og den våte filterkake inneholdende siliciumdioksydet opparbeides. Den filtrerte masse eller kake blir derpå vasket (for å fjerne oppløselige salter som natriumsulfat), tørket og malt.

En vesentlig oppdagelse i henhold til oppfinnelsen ligger i det faktum at man ved å variere mengden silikat-oppløsning som til å begynne med foreligger i reaksjonsbeholderen kan det fremstilles en ny klasse lavstruktur-siliciumoksyd med et bredt spektrum eller område av bestemte egenskaper. Hvis f.eks. molprosenten av hele mengden alkalimetallsilikat som til å begynne med påfylles reaksjonsbeholderen er 8 - 14 %, har det resulterende produkt en våtkakefuktighet på under 66 %, en strukturindeks på under 200, en oljeabsorbsjon på under 125 cm^/lOO g, et porevolum på fra 1 til 2,55 cm^ Hg/g SiOp inklusive, og en BET-overflate på fra 65 til 375 m /g. Hvis utgangs-molprosenten er fra 14 - 35 %, har produktet en våtkakefuktighet på fra 66 - 76 %, en strukturindeks på fra 200 til 354, oljeabsorbsjon på fra 125

- 175 cm3/100 g, porevolum på fra 2,55 til 4,0 cm<3> Hg/g Si02

og en BET-overflate på fra 80 - 200 m<2>/g.

Av ovenstående vil man se at oppfinnelsens fremgangsmåte gir en ny klasse produkter med en enestående kombinasjon av fysikalske og kjemiske egenskaper. Disse omfatter f.eks.

en oljeabsorbsjon på fra 75_l80 cm-VlOO g, en strukturindeks på under 354, og i området 125 - 354, BET-overflate på 65 -

375 m 2/g, våtkakefuktighet (for filterkaken) på mellom 55 og 76 % og et porevolum på fra 1 - 4,1.$.

Som tidligere nevnt kan brytningsindeksen for det utfelte produktet reguleres ved tilsetning av et addukt-ele-ment (som aluminium, magnesium og lignende) for fremstilling av slipe- eller poleringsmiddel for klare, gjennomsiktige eller gjennomskinnelige tannpastablandinger. Ved slike ut-førelser blir syren forblandet med en oppløsning av tilsetningen, f.eks. aluminium (fortrinnsvis, i form av et vannoppløse-lig salt som aluminiumsulfat etc.), og syre-metallsaltblandingen benyttes for surgjøring av den vandige alkalimetallsilikat-oppløsning. Man har funnet at tilsetningen av et slikt addukt kan øke overflatearealet for produktet, men ikke forandrer de andre egenskapene. Man oppnår også andre og viktige bearbeidingsfordeler ved oppfinnelsen. Selv om spesielle ut-førelser beskrives for illustrerende formål, er oppfinnelsen ikke begrenset til disse. For eksempel kan man lett frem-stille et produkt med en spesiell anvendelse. Det vil videre fremgå klart for fagfolk at det ikke kreves noe spesielt utstyr for gjennomføring av den angitte metode. Med hensyn til dette bør reaktoren eller beholderen forsynes med opp-varmingsorganer som f.eks. en dampkappe for å holde den ønskede reaksjonstemperatur og bør ha tilstrekkelig røre-organer til å danne en kraftig røring av massen og unngå områder med høy konsentrasjon av reaktanter. Lagringsbehol-dere (for reaktantene) som er forbundet med reaksjonsbeholderen gjennom ledninger forsynt med strømningsregulatorer, kan også være egnet. Reaksjonsbeholderen kan forsynes med en utløpsledning som fører til et filter av vanlig type. Som tidligere nevnt blir filtermassen vasket og tørket. Slike trinn kan også gjennomføres i vanlig utstyr.

De følgende eksempler skal ytterligere illustrere oppfinnelsen.

Eksempel 1

Til en 150 liters reaktor av rustfritt stål med dampkappe tilsatte man 6,8 liter natriumsilikatoppløsning (3,78 % Na20, 9,52 % Si02) med spesifikk vekt 1,121, inneholdende H2 g Na20 pr. liter. Reaksjonsmediets start-alkalitet på tidspunkt 0 var 285>6 g Na20. Reaksjonsblandingen ble oppvarmet til 88°C under stadig røring. På dette punkt tilsatte man svovelsyre, 10 ?ig, (spesifikk vekt 1,066) og natriumsilikatoppløs-ning samtidig til reaksjonsblandingen i hastigheter på respektive 550 ml/min. syre og 1330 ml/min. natriumsilikat mens blandingen ble holdt på en reaksjonstemperatur lik 88°C

_+ l°C. Disse to oppløsninger ble satt til reaksj onsblandingen 1 løpet av lengre tid, som det fremgår av tabell II. På et tidspunkt hvor den totale alkalitet (Na20-andelen av silikatet) i reaksjonsmediet var minst dobbelt så stor som start-innhol-det i reaksjonsblandingen, ble silikatoppløsningen stengt av for tilførsel (se tabell II) men man fortsatte syretilsetningen inntil oppslemmingens pH var under 6,0. Reaksjonsoppslemmingen ble kokt ved 100°C i 20 minutter og reaksjons-pH regulert til under 6,0 på nytt. Den resulterende oppslemming inneholdt 6 % Si02 og ble filtrert, vasket fri for reaksjons-biprodukter (natriumsulfat) og filterkaken opparbeidet. Et parti av filterkaken ble tørket ved ca. 105°C til konstant vekt for å finne prosentvis våtkakefuktighet og prosentvis filterkake-tørrstoff. Resten av siliciumoksydet ble tørket i ovnen og det tørre materiale oppmalt til ønsket finhetsgrad. Det tørre siliciumoksyd gjennomgikk forskjellige fysikalsk-kjemiske prøver og man fikk følgende resultater:

% VKF = 65,1

strukturindeks = 186,5

oljeabsorbsjon = 96 cm^/100 g

porevolum = 1,67 cm^ Hg/g siliciumoksyd BET-overflateareal = 230 m<2>/g

Strukturindeksen ble beregnet etter følgende ligning:

i5-J-' (100 - % VKF) ' X iUU

Det spesifikke overflateareal for sluttproduktet ble bestemt ved nitrogenabsorbsjons-metoden beskrevet av Brunauer, Emett og Teller (BET) i "Journal of the American Chemical Society", bind 60, s. 309, (1938).

Oljeabsorbsjonen for sluttproduktet ifølge eksempel

1 ble bestemt ved utgnidningsmetoden. Denne er basert på prinsippet med å blande linolje med siliciumoksyd ved å gni den ut med en spatel på en glatt overflate til en stiv kitt-aktig masse. Ved å måle den mengde olje som går med til å gi en pastablanding som vil trille når den gnis ut, kan man beregne oljeabsorbsjonsverdien for siliciumoksydet - et tall som angir volumet olje som medgår pr. vektenhet siliciumoksyd for å mette siliciumoksydets absorbsjonskapasitet. Beregning av oljeabsorbsjonstallet ble gjort slik:

■: =okc!^v,k= - cm^ olje absorbert x 100

olj eabsorbsj on - —-j " r-r

prøvens vekt, g

= cm^ olje pr. 100 g siliciumoksyd Siliciumoksydets porevolum ble målt med et Aminco-Winslow-porøsimeter. Instrumentet er en fullstendig hydrau-lisk maskin som brukes til måling av porevolumet hos forskjellige stoffer. Kvikksølv presses inn i porevolumet som en funksjon av trykket og volumet kvikksølv som fortrenges pr. g prøve beregnes ved hver trykkinnstilling. Volumøkningene (cm^/g) for hver trykk-innstilling oppsettes mot porevolum-økningene svarende til trykkinnstillings-økningene, se fig. 1. De følgende tall ble oppskrevet for lavstruktur-siliciumoksyd i henhold til eksempel 1 (tabell Ila).

Ovenstående tall tyder på at det finnes hulrom eller porer med størrelser mellom 0,025 og 30 mikron i sluttproduktet ifølge eksempel 1. Det totale porevolum er 1,67 cm^ Hg/g prøve. For best ytelse i tannpasta bør sluttproduktet ha så lavt totalt porevolum som mulig. Markedsførte typer av fyllstoff-siliciumoksyd fremstilt etter kjente metoder, har totalt porevolum på over 4,5 cm^ Hg/g siliciumoksyd. Porevolum-størrelsesfordelin-gen for siliciumoksyder fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse fremgår av fig. 1, og er klart lavere med flere faktorer enn vanlig siliciumoksyd.

Eksempel 2

Man gjentok fremgangsmåten fra eksempel 1 bortsett

fra følgende forandringer: Det ble brukt en silikatoppløsning med spesifikk vekt = 1,30 og sammensetning lik 8,9 % Na20 og 28,7 % Si02 som ble fortynnet med nok vann til å gi en fortynnet silikatoppløsning med spesifikk vekt lik 1,101 (sammensetning 2,98 % Na20, 9,62 % Si02). Denne silikatoppløsning ble benyttet som reaksjonsmedium og inneholdt 32,8 g Na20 pr. 1.

Den anvendte svovelsyre hadde konsentrasjon på 11,4 % og spesifikk vekt lik 1,076 ved ca. 20°C. I dette eksempel ble det brukt et blandet surgjøringsmiddel fremstilt ved å sette 7 volumdeler 15,4#ig aluminiumsulfat med spesifikk vekt 1,092

til 100 volumdeler svovelsyre. Det blandede surgjøringsmiddel ble tilsatt samtidig med silikatet til reaksjonsmediet som inneholdt 7,57 liter natriumsilikat med spesifikk vekt 1,101. Hastigheten for syretilsetningen var 613 ml/min. og for silikatet 1480 ml/min. Silikattilsetningen ble avpasset slik at alkaliteten ved avsluttet silikattilsetning var minst 120 % høyere enn startalkaliteten i reaksjonsblandingen. Reaksjons-temperaturen og de andre parametere var som i eksempel 1. Tilsetningshastigheten for de to oppløsninger til reaksjonsmediet og alkalitetsforandringen e-om funksjon av tiden er anført i tabell III.

Sluttproduktet fremstilt ved dette eksperiment ble prøvet med hensyn på forskjellige fysikalsk-kjemiske egenskaper, som ga følgende resultater: i % VKF = 66,6 porevolum = 2,55

strukturindeks = 199,4 BET-over-

, t q flateareal = 175

oljeabsorbsjon = 118flateareal

Eksempel 3

Man gjennomførte et annet eksperiment i likhet med eksempel 2 bortsett fra at man til reaksjonsmediet tilsatte 7,57 liter natriumsilikatoppløsning med spesifikk vekt lik 1,138 og sammensetning lik 3,69 % Na20 og 11,89 % Si02. Reaksj onsmediet ble oppvarmet til 80°C under stadig røring. Startkonsentrasjonen av total alkalitet i reaksjonsblandingen var 41,9 g Na20 pr. liter. Silikat- og syre-oppløsninger ble satt til reaksjonsmediet i en mengde på 1480 ml/min. og 613 ml/ min. respektivt. Silikattilsetningen ble stanset når alkaliteten under prosessen øket til 308 % av startverdien i reaksj onsblandingen. Surgjøringsmidlet ble tilsatt inntil alkaliteten ved slutten av prosessen sank til under 4 % av start-alkaliteten i reaksjonsblandingen. Sluttproduktet ifølge dette eksempel ble undersøkt med hensyn på forskjellige fysikalsk-kjemiske data som ga følgende resultat:

% VKF = 61,4

strukturindeks 159

oljeabsorbsjon = 90

porevolum = 2,16

BET-areal = 373

Tallene som man fikk ved eksperimenter med produktet ifølge eksempel 3 er oppført i tabell IV.

Eksempel 4

Dette eksperiment ble gjennomført på samme måte som eksempel 3, bortsett fra at man ved dette forsøk brukte 7,57 liter natriumsilikat med spesifikk vekt lik 1,120 og 4,52 % Na20 og 8,74 % Si02 som ble tilsatt til en dampoppvarmet reaktor som reaksjonsmedium. Konsentrasjonen av Na20 i g/liter i reaksjonsmediet var 50,6. Oppløsningen ble stadig omrørt ved en reaksjonstemperatur på 80°C. Både silikat- og syre-oppløs-ningene ble tilsatt samtidig til reaksjonsblandingen. Svovelsyren ble forblandet med 15,4 % aluminiumsulfat-oppløsning i forholdet 100 : 7 (volumbasis) før den samtidig med silikatet ble tilsatt til reaktoren. Man avbrøt silikattilsetningen når sluttalkaliteten akkurat før man stanset silikattilsetningen var minst 400 % av startalkaliteten i reaksjonsblandingen. Sluttproduktet fra dette eksperiment hadde de følgende karak-teristiske data:

% VKF = 56,2

strukturindeks = 128,3

oljeabsorbsjon = 80

porevolum = 1,63

BET-overflate = 303

Den hastighet hvormed alkaliteten forandret seg hvert "5. minutt under prosessen fremgår av tabell V.

Av ovenstående vil man se at det nye og enestående produkt i henhold til foreliggende oppfinnelse kan fremstilles ved å regulere forholdet mellom sluttalkalitet og start-alkalitet i reaksjonsblandingen. Hvorledes denne alkalitet forandres som en funksjon av reaksjonstiden fremgår av fig. 2 hvor data fra eksempel 1 - 4 er satt opp. Av fig. 2 vil man se at man får produkter med høyere strukturindeks når forholdet mellom sluttalkalitet og startalkalitet i reaksjonsblandingen er relativt mindre. Sagt på en annen måte kan man produsere et produkt med lavere strukturindeks i henhold til oppfinnelsens metode hvis forholdet mellom sluttalkalitet og startalkalitet i reaksjonsblandingen holdes relativt høyere. I eksempel 4 er således f.eks. maksimal sluttalkalitet 423,2 % mot 100 % start-alkalitet i reaksjonsblandingen. Dette forhold som man får i eksempel 4 er meget høyt og som ovenfor nevnt i en fremgangsmåte hvor alkalitetsforholdet er høyt, får man et sluttprodukt med relativt lavere strukturindeks. Dette fremgår av det faktum at strukturindeksen i eksempel 4 er meget lav, nøyaktig 128,3- I eksempel 2 er forholdet mellom sluttalkalitet og startalkalitet i reaksjonsblandingen på det punkt hvor silikattilsetningen avsluttes relativt lav. Den.oppnådde maksimal-alkalitet var bare 120,2 % av utgangsverdien. Derfor har sluttproduktet fra eksempel 2 relativt høyere strukturindeks enn sluttproduktet fra eksempel 4. Strukturindeksen for siliciumoksyd fremstilt i eksempel 2 er 199,4.

Strukturindeks som en funksjon av silikatkonsen-

trasjon i reaksjonsblandingen

I en serie av ytterligere prøver gjentok man den gene-relle fremgangsmåte beskrevet i eksemplene 1-4, bortsett fra

at man varierte den prosentvise mengde silikatoppløsning som ble påfylt reaksjonsbeholderen. Man iakttok at strukturindeksen for de fremstilte siliciumoksyd-produkter kan varieres ved å variere prosentvis silikat i reaksjonsblandingen ved tidspunkt 0.

Silikatet som ble benyttet under disse forsøk hadde en spesifikk vekt på 1,16 og sammensetning lik 4,98 % Na20 og 13,02 % Si02-Silikatoppløsningen inneholdt 57,8 g Na20 pr. liter. Den anvendte svovelsyreoppløsning hadde en konsentrasjon på 14 % og en spesifikk vekt lik 1,106. Tilsetningen av silikat og syre til reaksjonsblandingen ble avpasset slik at alkalitetsforandringen pr. tidsenhet ble regulert innenfor de ønskede grenser. De andre behandlingsparametere var de samme som beskrevet i eksemplene 1-4. Forsøksresultatene fremgår av tabell VI.

Målingen av partikkelstørrelsen for sluttproduktet i henhold til oppfinnelsen ble gjennomført ved hjelp av et MSA-analyseapparat og -metode. Dette er en sedimenteringsmetode basert på Stoke's lov. Stoke's lov angår sedimenteringshastig-het med hensyn til partikkelstørrelse i henhold til følgende ligning:

hvor

t = tiden i sekunder for sedimentering en avstand h målt i cm, U = absolutt viskositet (poise) for sedimenteringsvæsken,

p = partikkelens egenvekt, g/cm<J>,

pQ = sedimenteringsvæskens egenvekt, g/cm^,

d = partikkelstørrelsen, mikron,

g = gravitasjonskonstanten lik 980 cm/sekund.

Ligningen viser at tiden som går til sedimentering en gitt avstand er omvendt proporsjonal med kvadratet av partikkel-størrelsen og er en funksjon av væskens viskositet og partikkelens og væskens spesifikke vekt. MSA-metoden benytter både tyngdekraften og sentrifugering for utfelling av partikler. Sentrifugering benyttes for finere partikler for å operere med brukbare tidsrom under målingen. For eksempel kreves 2H timer for en partikkel med diameter 1 mikron og egenvekt 2,7 for å sedimentere 10 cm i vann.

For måling av partikkelstørrelsen benytter MSA-metoden en kombinasjon av tidsmåling og en av fire spesielle kon-stante sentrifugehastigheter (300, 600-1200, 1800 og 3600 omdr. /minutt). Spesielle sentrifugerør med små kapillarrør i bunnen benyttes. Sedimentets høyde i kapillarrørene måles ved hjelp av en spesiell projektor. Partikkelstørrelses-fordelingen beregnes ut fra forholdet mellom sedimenthøyden på tidspunkter som svarer til spesielle partikkelstørrelser i forhold til høyden etter at alle partiklene er sedimentert.

Tallene gjengir ikke endelig partikkelstørrelse for de fremstilte produkter. Tallene gjengir aggregat- og/eller agglomerat-størrelsesfordeling. Etter MSA-metoden dispergeres 0,2 g materiale i 100 ml aceton/vann-blanding 30/70 (volumdeler). Den rører som brukes er en kontraverserende rører som ikke

gir skjærkrefter. En liten mengde av denne dispersjon over-

føres til sedimenteringsrøret som inneholder destillert vann.

Tallene som er målt ved MSA-størrelsesfordeling, for produkter fremstilt i eksemplene 1-4, fremgår av tabell VII.

Man vil se av tabell VII at partikkelstørrelsen for lavstrukturell siliciumoksyd fremstilt ifølge oppfinnelsen kan reguleres ved å regulere fremstillingsparametere som angitt og ovenfor diskutert.

Som nevnt kan den spesielle type siliciumoksyd som fremstilles ifølge oppfinnelsen med fordel brukes som slipe- og poleringsmiddel i tannpasta-preparater. Dette er overraskende siden vanlig utfelt siliciumoksyd i henhold til tidligere teknikk ikke kan benyttes på denne måten. Hvis produkter fremstilt ifølge oppfinnelsen benyttes i tannpasta-preparater, kan tann-pastaen som kjent inneholde fuktemidler og bindemidler som gir pastaen en glatt tekstur og god flyteevne. Ovenstående stoffer og spesielle sammensetninger for tannpasta er vel kjent på området, og fremgår f.eks. av U.S. patenter 2.994.642 og 3.538.230 og mange publikasjoner. En ytterligere detaljert oppgivelse av tannpasta-sammensetninger finnes i U.S. patent 3.726.96I.

Produkter fremstilt ifølge oppfinnelsen inneholder ikke kalsium og har en høy forenelighetsgrad med fluoridsammen-setninger som brukes i tannpasta. Slipegraden for poleringsmidlet oppnådd ifølge oppfinnelsen kan reguleres ved å regulere strukturindeksen for siliciumoksyder og partikkelstørrelsen på slipepartiklene.

Man har således i henhold til foreliggende oppfinnelse fremstilt en ny klasse siliciumoksyd-poleringsmidler med ønskede polerings- og rense-egenskaper i tannpastaer. I en serie for-søk har lavstrukturell siliciumoksyd ifølge eksempler 1-4 vært tilsatt til tannpastaer med følgende prosentvise sammensetning, på vektbasis:

Slipeegenskapene for poleringsmidlet fremstilt ifølge oppfinnelsen er undersøkt og sammenlignet med slipeegenskapene for allerede markedsførte poleringsmidler. Kalsiumpyrofosfat-slipemiddel ble brukt som referansestandard og gitt en slipeindeks lik 500. Sammenlignet med referansestandarden var slipeindeksen som man fikk med poleringsmidler i henhold til foreliggende oppfinnelse som det fremgår av tabell VIII neden-for.

Som man vil se av tallene i tabell VIII er slipeindeksen for poleringsmidler fremstilt i henholt til oppfinnelsen lavere enn referansestandarden fosfat med indekstall lik 500. Det er fordelaktig med poleringsmidler med lavere slipeindeks fordi de ikke skader tannemaljen.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av findelt, amorf, lavstrukturell, utfelt siliciumdioksyd ved surgjøring av en oppløsning av et alkalimetallsilikat med en syre, hvorved alkalimetallsilikat innføres i en reaksjonsbeholder og alkalimetallsilikat og syre deretter tilsettes, karakterisert ved at man

(1) innfører 8 - 50 mol-? av totalmengden av alkalimetallsilikatet som skal benyttes i reaksjonen i en reaksjonsbeholder inneholdende vann for dannelse av en vandig oppløsning derav, hvilket alkalimetallsilikat har formelen M^CKSiO^^, hvor M betegner natrium eller kalium, og X er 2-4,

(2) kontinuerlig omrører den vandige oppløsning av alkalimetallsilikatet i beholderen,

(3) tilsetter resten av alkalimetallsilikatet som skal brukes til reaksjonen samtidig med en vandig oppløsning av en mineralsyre valgt blant svovelsyre, salpetersyre og fosforsyre, til det omrørte alkalimetallsilikat i reaksjonsbeholderen, idet tilsetningshastighet og -konsentrasjon avpasses slik at man oppnår en regulert økning av den effektive alkalitet, idet maksimal alkalitet som eksisterer ved avslutning av tilsetningen av den totale mengde alkalimetallsilikat, ved tidspunktet for maksimal alkalitet, t , er 20 - 500 % høyere enn startalkaliteten for den bestemte mol-?-mengde ved reaksjonens start, idet syren eventuelt tilsettes et tilsetningsstoff valgt blant vannoppløselige salter av aluminium og jordalkali-metaller for å regulere brytningsindeksen for det utfelte siliciumdioksyd,

(4) fortsetter tilsetningen av mineralsyre etter at tilsetningen av alkalimetallsilikat er stanset, til en pH i reaksjonsblandingen på under 6,0, og et innhold av 3-12 vekt-? SiOp etter at alle tilsetninger er foretatt ved tidspunktet tj, for avslutning av reaksjonen, hvor t^ er fra 20 minutter til 4 timer, og tiden til maksimal alkalitet, t , er 55 - 90 ? av tf,

(5) opprettholder en reaksjonstemperatur i alkalimetallsilikat-reaksjonsbalndingen på mellom 50 og 90°C,

(6) filterer reaksjonsblandingen, og

(7) vasker, tørker og oppmaler filtermassen og opparbeider sluttproduktet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at svovelsyre tilsettes til natriumsilikat med et molforhold SiOp/NapO på 2,0-2,8, idet svovelsyren tilsettes i form av en 8-22 vekt-$-ig oppløsning.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at den samtidige tilsetning av resten av alkalimetallsilikatet ogsyreoppløsningen skjer på en slik måte og i slike innbyrdes tilsetningshastigheter at maksimal alkalitet for reaksjonen blir 200 - 500 % høyere enn startalkaliteten.