NO178726B - Vandig kalksuspensjon og fremstilling derav - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en vandig kalksuspensjon omfattende kalk og et oppmalingsmiddel for fremstilling av reologisk stabile, vandige suspensjoner av raffinert kalk.

Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for oppmaling av den grove kalk i et vandig medium i- nærvær av et oppmalingsmiddel .

I lang tid har hydratisert kalk (eller kalsiumhydroksyd) vært brukt i tallrike områder i form av vandige suspensjoner, kjent under navnet kalkmelk, hvis partikler, ofte grove og irregulære, var ansvarlige for dårlig reaktivitet og be-tydelig sedimentering. Slike vandige kalksuspensjoner ble ikke desto mindre benyttet som kjemiske nøytraliseringsmidler eller sågar som antiseptiske midler selv om kalken hadde en lav oppløselighetskoeffisient i et vandig medium.

Fordi dette mineral oppnås først ved å kalsinere kalsiumkarbonat ved høy temperatur og derefter å raffinere det kalsinerte produkt ved tørr oppmaling eller sågar ved oppmaling ved nærvær av en liten mengde vann, foreligger den kalk som fremstilles ved denne raffinering, uansett om den er hydratisert eller ikke, i form av aggregater hvis meget grove kornstørrelser ligger innen området ca. 5 til 20 pm.

Per definisjon gir partikler av hydratisert kalk med en slik grov kornstørrelse dårlig reaktivitet når de benyttes i denne tilstand, både i pulverisert form eller i form av en vandig suspensjon, selv i nærvær av et additiv som et dispersjons-middel.

For derfor å kunne være i stand til å øke kalkens reaktivitet er det i de senere år vist at det er ønskelig å forbedre finhetsgraden helt til en partikkelstørrelse på fortrinnsvis mindre enn 5 pm, der partiklene foreligger i form av en pigmentær vandig suspensjon, for derved å øke tørrstoff-konsentrasjonen samtidig som man raffinerer partiklene.

For å oppnå målet med en partikkelstørrelse på fortrinnsvis mindre enn 5 pm har det vist seg å være ønskelig å gjennom-føre mere effektiv oppmaling ved bruk av en eller flere våte eller tørre metoder.

Når tørroppmaling benyttes må det oppmalte mineralmaterialet underkastes en størrelses-seleksjon for å kunne samle opp de fineste partikler man ønsker og å resirkulere alle partikler med for stor partikkelstørrelse så mange ganger som nødvendig for å omdanne disse til ønsket størrelse, eller så langt mulig eller ønskelig, å fjerne dem. En slik resirkulering og/eller fjerning av for store partikler er upraktisk fordi omkostningene ved driften vil være industrielt lite aksepta-bel .

Når våtoppmaling benyttes er suspensjonen som stammer fra oppmalingen i dag naturligvis begrenset til en industriell konsentrasjon av tørrstoff på høyst 20 vekt-# på grunn av den økning man merker på viskositetene, uansett om oppmalingen gjennomføres kun i vann eller i et vandig medium i nærvær av et dispergeringsmiddel av mineralsk eller organisk opp-rinnelse .

Denne andre metode består av å benytte, under oppmalingen i et vandig medium, mer og mer sofistikerte oppmalingsmidler for å lette utføringen av oppmalingen, dispergeringen av partiklene samt opprettholdelse av viskositeten i suspensjon-ene som fremstilles på akseptable nivåer.

En første type dispergeringsmiddel som skal nevnes er et oppmalingsmiddel (beskrevet i GB 2 127 395 og FR 2 351 706 ) som består av alkaliske polyakrylater, polyfosfater og lignosulfonater. Dette middel som benyttes i kalk og/eller kalsiumkarbonat og sågar andre mineralsuspensjoner vil gi en konsentrasjon på minst 40 vekt-#, innføres efter flokkulering av mineralmaterialene med en polymer som vanligvis har høy molekylvekt.

Det er klart at den første flokkuleringsvirkning forårsaker agglomerering av partiklene idet det tilveiebringes flak med redusert kjemisk reaktivitet og disse dispergeres favorisert på grunn av nærværet av dispergeringsmiddelet.

Mens formålet med denne type middel i det vesentlige er å tilveiebringe en suspensjon med lav viskositet og høy tørrstoffkonsentrasjon tilveiebringer imidlertid dette middel også en økning i partikkeldiameteren på grunn av dannelsen av flak, og ikke raffineringen slik som ønsket (GB 2 127 395 ) eller på grunn av den manglende evne til å raffinere til en partikkelstørrelse på mindre enn 4 um (FR 2 351 706).

En andre type dispergeringsmiddel (beskrevet i FR PS 2 387 911) består av et salt av en akryl- og maleinsyrekopolymerer med en midlere molekylvekt på mellom 2 000 og 10 000 som muliggjør fremstilling av pigmentære suspensjoner av kalsiumkarbonat med mengder av tørrstoff på mellom kun 40 og 60 vekt-#. Når et slikt middel, ikke i en suspensjon av kalsiumkarbonat, men i en suspensjon av kalk med 40 vekt-$ tørrstoff, underkastes oppmaling inntrer det en meget hurtig økning av viskositeten i mediet, noe som medfører en blokkering av den industrielle oppmaling uten at det imidlertid oppnås noen vesentlig raffinering av kalk-partiklene.

En tredje type middel, beskrevet som et oppmalingsmiddel i FR PS 2 539 137, består av akrylsyrepolymerer og/eller -kopolymerer som samtidig nøytraliseres ved bruk av kalk og et annet nøytraliseringsmiddel med en monovalent funksjon. Et slikt oppmalingsmiddel gir stabilisering av de reologiske egenskaper av kalsiumkarbonatsuspensjoner over tid, men med henblikk på kalken, gir ikke den samtidige økning i konsentrasjonen av tørrstoff og en raffinering av partiklene, da det forårsakes en sterk og hurtig økning av viskositeten som går helt til en blokkering av" apparaturen.

En siste type dispergeringsmiddel (beskrevet i EP PS 0 061 354) består av polyelektrolytter med en lav midlere molekylvekt som imidlertid alltid er over 2 200, for eksempel karboksymetylcelluloser, akryl- og metakrylsyrepolymerer og lignosulfonater. Dispergeringsmidlene som hører til denne familie fører til gode resultater når de benyttes for å tildanne suspensjoner av grove kalkpartikler som alltid er over 5 pm, men de forårsaker en plutselig og ukontrollerbar stigning i viskositeten i slike suspensjoner, noe som går helt til blokkering av apparaturen, når de benyttes som oppmalingsmidler ved tørrstoffkonsentrasjoner i størrelsesorden 40 vekt-$ eller mer.

I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse en vandig kalksuspensjon omfattende kalk og et oppmalingsmiddel og denne suspensjon karakteriseres ved at oppmalingsmiddelet foreligger i en mengde av 0,05 til 2 vekt-#, beregnet på den tørre vekt av kalken, og at det består av en vannoppløselig etylenpolymer eller -kopolymer, der oppmalingsmiddelet: a) er dannet fra minst en monokarboksylisk etylenisk umettet monomer valgt blant akryl- og metakrylsyre; og b) har en midlere molekylvekt på mellom 200 og 1 900 g/mol, idet den vandige suspensjon av kalk har en tørrstoff-konsentrasjon på mer enn 30 vekt-#, fortrinnsvis 40 til 60 vekt-#, og der kalken har en partikkelstørrelse på mindre enn 4 pm og en midlere partikkelstørrelse på mindre enn 2,9 pm.

Ytterligere en gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av en vandig suspensjon av raffinert kalk og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at den omfatter:

(I) innføring av et oppmalingsmiddel i en mengde fra 0,05 til 2 vekt-%, beregnet på tørrvekten av kalken, til en første vandig fase for å oppnå en andre vandig fase; (II) innføring av grov kalk i en mengde fra 40 til 60 vekt-#, beregnet på den totale vekt av suspensjonen, til den andre vandige fase under omrøring for å oppnå en fluidsuspensjon av grov kalk; (III) oppmaling av den fluide suspensjon av grov kalk for derved å oppnå suspensjonen av raffinert kalk; idet oppmalingsmiddelet er valgt fra gruppen bestående av vannoppløselige etylenpolymerer og vannoppløselige etylenkopolymerer og der oppmalingsmiddelet er dannet fra minst en monokarboksylisk etylenisk umettet monomer valgt blant akryl- og metakrylsyre, og har en molekylvekt mellom 200 og 1 900 g/mol, og der den raffinerte kalk har en partikkelstørrelse på mindre enn 4 um og en midlere partikkelstørrelse på mindre enn 2,9 pm.

En mere total forståelse av oppfinnelsen og mange av de ledsagende fordeler vil oppnås fra den følgende detaljerte beskrivelse sett i sammenheng med den ledsagende tegning der: Fig. 1 viser et pilotanlegg for oppmaling av vandige suspensjoner av kalk i nærvær av et oppmalingsmiddel.

Mens den kjente teknikk i det vesentlige beskriver dis-pergerings- og/eller oppmalingsmidler ved bruk av våtmetoden, visse av hvilke er vannoppløselige etylenpolymerer og/eller-kopolymerer, adskiller oppmalingsmidlene ifølge oppfinnelsen seg fra den kjente teknikk ved det faktum at de består av minst en etylenpolymer og/eller -kopolymer, valgt blant akryl- og metakrylsyre. Med andre ord vil ethvert middel for oppmaling av kalk i vandig "medium, som ikke i det minste partielt inneholder nevnte monomer, garantert gi de samme virkninger som de som oppnås ved de kjente midler, det vil si at de gir en plutselig og ukontrollerbar stigning i viskositeten i kalksuspensjonen, noe som gjør raffinering umulig så snart konsentrasjonen av tørrstoff når eller overskrider 40$.

Videre må oppmalingsmiddelet ifølge oppfinnelsen, basert på i det minste en polymer og/eller kopolymer dannet fra minst en monokarboksylisk etylenisk umettet monomer valgt blant akryl-og metakrylsyre, ha en midlere molekylvekt innen det ovenfor angitte området på mellom 200 og 1 900 g/mol.

Utenfor dette midlere molekylvektsområdet vil enhver polymer med samme struktur, men med en midlere molekylvekt på over 1 900, selv om den er nær denne grense, føre til kalksuspensjoner som er dårlig oppmalt eller sågar umulige å male opp når konsentrasjonen av tørrstoff i suspensjonen overskrider 40 vekt-#. I slike tilfeller er viskositetsegen-skapene og partikkelstørrelsen dårlig.

Således har foreliggende oppfinnere overraskende oppdaget at de to ovenfor angitte betingelser ifølge oppfinnelsen fullstendig samarbeider og'gir en synergisk tilstand som gir vandige suspensjoner av mikropartikkelformig kalk, høyt konsentrert på tørrstoff med lav og stabil viskositet og hvis partikler har den ønskede størrelsen og en meget sterkt forbedret reaktivitet for de tilsiktede anvendelser.

Som tidligere angitt består oppmalingsmiddelet ifølge oppfinnelsen av minst en sur polymer og/eller kopolymer inneholdende minst en monokarboksylisk etylenisk umettet monomer valgt blant akrylsyre og metakrylsyre.

De andre monomerer som benyttes innen oppfinnelsens ramme kan være itakon-, kroton-, fumar-, vannfri malein- eller sågar isokroton-, akonitin-, mesakon-, sinapin-, undesylen-, angelika-, hydroksyakrylsyre eller sågar akrolein, akrylamid og substituenter derav, akrylnitril, akryl- og metakryl-syreestere og spesielt C^.g-akrylat- og metakrylatestere, såvel som kvaternisert eller ikke-kvaternisert dimetylamino-etylmetakrylat, imidazol, vinylpyrrolidon, vinylkaprolaktam, etylen, propylen, isobutylen, diisobutylen, vinylacetat, styren og dennes substituenter, alfametylstyren, metylvinyl-keton, vinylklorid, hydroksylmonomerer, mere spesielt etylenglykol- og propylenglykolakrylater og -metakrylater, såvel som deres fosfat-, fosfonat-, fosfonyl-, sulfat-, sulfon-, nitrat- og nitrosoderivater.

Disse sure polymerer og/eller kopolymerer stammer fra polymerisering og/eller kopolymerisering ved bruk av kjente metoder i nærvær av egnede initiatorer og regulatorer i et vandig, alkoholisk, vandig alkoholisk, aromatisk eller alifatisk medium eller i et halogenert oppløsningsmiddel av minst en av akryl- og/eller metakrylsyremonomerene.

Således kan polymeriseringsmediet være vann, metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol, eller sågar dimetylformamid, dimetylsulfoksyd, tetrahydrofuran, aceton, metyletylketon, etylacetat, butylacetat, heksan, heptan, benzen, toluen, etylbenzen, xylen, merkaptoetanol, tertiododesylmerkaptan, tioglykolsyre og estere derav, n-dodesylmerkaptan, eddiksyre, vinsyre, melkesyre, sitronsyre, glukonsyre, glukoheptonsyre, 2-merkaptopropionsyre, tiodietanol, halogenerte oppløsnings-midler som karbontetraklorid, kloroform, metylenklorid, og metylklorid og monopropylenglykol eller dietylenglykoletere. Polymerene og/eller kopolyme"rene som er ment for bruk som oppmalingsmidler ifølge oppfinnelsen velges generelt blant de som har en molekylvekt mellom 200 og 1 900 og fortrinnsvis mellom 500 og 1 500.

Umiddelbart efter polymeriseringen blir de sure polymerer og/eller kopolymerer ifølge oppfinnelsen i vandig form samlet og kan benyttes i denne form.

I henhold til en alternativ utførelsesform som har vist seg brukbar, kan polymerene og/eller kopolymerene ifølge oppfinnelsen helt eller delvis nøytraliseres med et nøytral-iseringsmiddel med en monovalent funksjon. I tillegg kan et nøytral i seringsmiddel med en polyvalent funksjon kombineres med det monovalente middel.

I det førstnevnte tilfellet blir nøytraliseringsmiddelet fortrinnsvis valgt fra en gruppe omfattende alkalimetaller og tilsvarende kationer, spesielt litium, natrium, kalium, ammonium eller polysubstituert ammonium. Dette middel kan i det andre tilfellet kombineres med et middel fra jordalkali-eller en tilsvarende gruppe, fortrinnsvis kalsium og magnesium, sink eller aluminium.

I praksis kan den flytende fase som oppnås ved polymeriseringen og/eller kopolymeriseringen og som inneholder den sure polymer og/eller kopolymer, benyttes som sådann for oppmaling av den grove kalk som skal raffineres, men den kan også tørkes på enhver kjent måte for å fjerne væsken og isolere polymeren og/eller kopolymerén i form av et fint pulver, og kan benyttes i nevnte andre form som et oppmalingsmiddel.

Oppmalingsmiddelet ifølge oppfinnelsen kan benyttes ved en fremgangsmåte for fremstilling av vandige kalksuspensjoner som omfatter følgende trinn: a) Fremstilling av en vandig suspensjon av grov kalk gjennom-føres under omrøring ved først å innføre alt eller en del av oppmal ingsmiddelet til den vandige fase og så innføre kalken for å oppnå en ønsket homogen fluidsuspensjon; b) Suspensjonen fra trinn (a) tilføres til et oppmalings-område bestående av en oppmalingsinnretning med mikroelementer; c) Temperaturen i susp.ensjonen under oppmalingen holdes på et nivå under 100°C og fortrinnsvis mellom romtemperatur og 50°C; d) Suspensjonen oppmales i nærvær av mikroelementene i den tid som er nødvendig for å oppnå den ønskede midlere kornstørrelse; e) Under oppmalingen blir en ytterligere fraksjon av oppmal ingsmiddelet eventuelt tilført inn i det minste et trinn; f) Ved uttreden fra oppmaleren blir den finoppmalte kalksuspensjon kontinuerlig separert fra oppmalingselementene og de kalkpartikler som anses å være for store; g) Minst et reologimodifiserende middel innføres eventuelt til suspensjonen av finoppmalt kalk.

Oppmalingsmiddelet ifølge oppfinnelsen innføres til den vandige kalksuspensjon i en mengde fra 0,05 til 2 vekt-# beregnet på den tørre vekt av de grove mineralmaterialer som skal oppmales og fortrinnsvis i en mengde fra 0,5 til 1,5$. Der minst et reologimodifiserende middel innføres til kalksuspensjonen efter oppmaling, velges denne blant de som har egenskapen å kunne justere viskositeten til en egnet verdi som brukeren ønsker for hver efterfølgende anvendelse, eller for ytterligere å øke foreneligheten mellom kalk og andre charger som eventuelt tilføres til mediet.

Når det reologimodifiserende middel innføres i suspensjonen efter oppmaling skjer dette i en mengde fra 0,01 til 3 vekt-beregnet på mineralstoffenes størrvekt.

Suspensjonen som samles efter oppmalingen har generelt en konsentrasjon av tørrstoff på minst 20 56 og fortrinnsvis mellom 40 og 60 vekt-#, en pigmentpartikkelstørrelse på mindre enn 4 um hvorav 50 # har en størrelse på mindre enn 2,9 pm (midlere størrelse).

Kalksuspensjonene som raffineres på denne måte i nærvær av oppmalingsmiddelet ifølge oppfinnelsen kan fortrinnsvis benyttes for nøytralisering av vann eller industrirøk eller sågar som kjemisk nøytraliseringsmiddel i industrielle synteseprosesser, for eksempel fremstilling av kalsium-dodesylbenzensulfonat, dispergeringsmiddel for fytosaniti-seringsmidler, smøremidler, kalsiumseper, antiseptiske midler og overflatebehandlingsmidler, på grunn av den vesentlige økningen av reaktiviteten som gjør den ekvivalent til alkalihydroksydene.

Andre trekk ved oppfinnelsen vil være tydelige fra de følgende eksempler som skal illustrere oppfinnelsen uten å begrense den.

Eksempel 1

Dette eksempel skal illustrere den kjente teknikk og angår fremstilling av en suspensjon av grov kalk underkastet oppmaling for raffinering til en mikropartikkelsuspensjon. For dette formålet ble diverse suspensjoner av grov kalk preparert fra en kalk av samme type (kommersiell "ultra-leicht"-kalk fra Wulfrath-avsetningene) ved bruk av forskjellige kjente oppmalingsmidler.

En første gruppe prøver, prøvene 1 og 2, viser fremstilling og oppmaling av vandige kalksuspensjoner uten oppmalingsmidler og med en konsentrasjon av tørrstoff fra 20 til 30 vekt-#.

En andre gruppe prøver, prøvene 3 til 5, viser fremstilling og oppmaling av vandige kalksuspensjoner med forskjellige konsentrasjoner i nærvær av natriumpolyakrylat med en midlere molekylvekt på 2 400, kommersielt tilgjengelige som "DISPEX N40".

Den tredje gruppe prøver, prøvene 6 til 8, viser fremstilling og oppmaling av vandige kalksuspensjoner med forskjellige konsentrasjoner i nærvær av natriumpolyakrylat med en midlere molekylvekt på 2 500, kommersielt tilgjengelige som "OROTAN 850" .

En fjerde gruppe prøver, prøvene 9 og 10, viser oppmaling av kalksuspensjoner ved hjelp av lav molekylvekts karboksy-metylcellulose, kommersielt tilgjengelige som "FINNFIX 5".

En femte gruppe prøver, prøvene 11 til 13, viser bruken av et natriumpolyakrylat med en midlere molekylvekt på 4 000 som oppmalingsmiddel for kalk i vandig suspensjon.

Prøvene ble gjennomført under de samme forsøksbetingelser og i den samme apparatur slik at de oppnådde resultater direkte er sammenlignbare.

For hver prøve ble det tildarmet en vandig suspensjon av kalk fra den ovenfor angitte kilde og med en kornstørrelse på mindre enn 26 um.

Den vandige suspensjon hadde en variabel konsentrasjon med henblikk på tørrstoffet, uttrykt som vekt-% av det totale volum, i de mengder som er angitt i den følgende tabell.

Oppmalingsmiddelet var tilstede i suspensjonen i de i

tabellen angitte mengder, uttrykt som vekt-# basert på mengden tørrkalk som skulle oppmales.

Suspensjonen som ble fremstilt på denne måte ble anbrakt i en Dyno-Mi11-oppmalingsanordning med en fast sylinder og en dreiende impeller, hvis oppmalingskomponent besto av korund-lagre med en diameter på mellom 0,6 og 1,0 mm.

Det totale volum som ble opptatt av oppmalingskomponenten var 5 000 ml, vekten var 10 kg. Oppmal ingskammeret hadde et volum på 5 000 ml.

Omkretshastigheten for oppmalingsinnretningen var 10 m pr. sekund. Kalksuspensjonen ble sirkulert i en hastighet av 50 liter pr. time.

Utløpet fra Dyno-Mi 11-apparaturen var utstyrt med en 300 pm dukseparator som muliggjorde at suspensjonen fra oppmalingen og oppmalingslegemene kunne separeres.

Under hver oppmalingsprøve ble temperaturen holdt ved 25°C.

Oppmalingstiden under de ovenfor angitte forsøksbetingelser var varierbar og høyst lik 90 minutter når oppmaling var mulig.

Ved slutten av oppmalingen "ble viskositeten i den mikropartikkelformige suspensjon målt ved bruk av et Brookfield-viskosimeter ved en temperatur av 20° C og ved omdreinings-hastigheter på 10 og 100 omdreininger pr. minutt. Efter en henstand i 24 timer ble viskositeten for hver suspensjon målt igjen efter kort omrøring.

På samme måte ble ved slutten av oppmalingen kornstørrelsen bestemt ved bruk av et H R 850 lasergranulometer fra CILAS

ALCATEL.

Alle forsøksresultater fra prøvene 1 til 13 er gitt i tabell

I.

Tabell I viser at oppmaling av kalken i et vandig medium uten hjelp av et oppmal ingsmiddel er mulig kun i den grad konsentrasjonen av tørrstoff er ca. 20 vekt-# (midlere diameter av partiklene efter oppmaling: 2,3 pm). Ved høyere konsentrasjoner viser oppmaling av kalken seg å være umulig.

Som også vist i tabell I er oppmaling av kalken i et vandig medium ved hjelp av et oppmalingsmiddel, valgt blant de ifølge den kjente teknikk med den laveste midlere molekylvekt, mulig og gir gode resultater når kalkkonsentrasjonen er i størrelsesorden 30 vekt-#. Ved høyere konsentrasjoner forblir imidlertid den midlere diameter for partiklene over 3 pm hvis oppmaling fremdeles er mulig, det vil si når konsentrasjonen av kalk er mindre enn 40 vekt-#.

Eksempel 2

Dette eksempel som skal illustrere oppfinnelsen angår oppmaling av den samme grove kalk som benyttet i eksempel I i nærvær av et oppmalingsmiddel bestående av sure homopolymerer med midlere molekylvekter som varierer mellom 800 og 7 000, saltdannet med natrium.

For dette formål ble det gjennomført diverse prøver med akrylsyrehomopolymerer i prøvene 14 til 31 og metakrylsyre-homopolymerer i prøvene 32 og 33, mens man varierte konsen-trasjonene av kalksuspensjonene som ble underkastet oppmaling fra 30 til 50 vekt-#.

Alle prøver ble gjennomført under de samme betingelser og ved bruk av den samme apparatur som i eksempel I. Resultatene av prøvene er oppsummert i tabell II. Tabell II viser at effektiviteten av oppmalingsmiddelet ifølge oppfinnelsen med en molekylvekt på mindre enn 1 900 var utmerket og ga suspensjoner av finoppmalt kalk der den midlere partikkelstørrelse var under 2,9 pm.

Dette er tilfellet i prøvene 14 til 22 der oppmalingsmiddelet var en akrylsyrehomopolymer, og i prøvene 32 og 33 der oppmalingsmiddelet var et metakrylsyrehomopolymer.

Alle de andre prøver, det vil si prøvene 23 til 31, der oppmalingsmiddelet hadde en molekylvekt på over 1 900 ga resultater som ble dårligere efterhvert som den midlere molekylvekt øket.

Eksempel 3

Dette eksempel som er ment å illustrere oppfinnelsen, angår oppmaling av det samme grove kalk som benyttet i de foregående eksempler i nærvær av et oppmalingsmiddel som er kopolymer av akrylsyre (85 vekt-%) og dimetylaminoetyl-metakrylat (15 vekt-%) kvaternisert med metylklorid, med midlere molekylvekter fra 500 til 2 500 og saltdannet med natrium.

Diverse prøver ble gjennomført (prøvene 34 til 48), idet tørrstoffkonsentrasjonen i den vandige kalksuspensjon varierte fra 30 til 45 vekt-%.

Disse prøver ble gjennomført ved bruk av samme metode og teknologiske hjelpemidler som i eksempel I. Resultatene fra disse prøver er gitt i tabell III nedenfor. Man ser fra tabell III at effektiviteten av oppmalingsmidlene bestående av nevnte kopolyme~rer er tilsvarende det som ble observert for homopolymerene i eksempel 2, idet slike midler fører til en midlere oppmalt partikkelstørrelse på mindre enn 2,9 pm, forutsatt at den midlere molekylvekt for kopolymerene er mindre enn 1 900.

Under betingelsene ifølge tabellene II og III ser man at oppmalingsmidlene ifølge oppfinnelsen, definert som en polymer og/eller kopolymer basert på minst en karboksylisk etylenisk umettet monomer valgt blant akryl- og metakrylsyre med en midlere molekylvekt på fortrinnsvis mellom 500 og 1 900, viser overlegne resultater.

Eksempel 4

Dette eksempel som skal illustrere oppfinnelsen, angår oppmaling av den samme grove kalk som benyttet i de foregående eksempler i nærvær av oppmalingsmidler bestående av kopolymerer av akrylsyre (75 vekt-#) og akrylamid (25 vekt-#) med midlere molekylvekter fra 700 til 3 200 og saltdannet med natrium.

Man gjennomførte diverse prøver, prøvene 49 til 60, idet de vandige kalksuspensjoner som skulle oppmales hadde tørrstoff-konsentrasjoner fra 30 til 45 vekt-$.

Prøvene ble gjennomført på samme måte som i eksempel I og resultatene er gitt i tabell IV nedenfor. Man ser fra tabell IV at effektiviteten for oppmalingsmidlene bestående av disse kopolymerer tilsvarer det som observeres for homopolymerene fra eksempel 2, idet de gir en midlere oppmalt partikkelstørrelse på under 2,9 pm, forutsatt at den midlere molekylvekt for kopolymerene er mindre enn 1 900.

Under betingelsene ifølge tabellene II til IV, ser man at oppmalingsmiddelet ifølge oppfinnelsen, definert som en polymer og/eller kopolymer basert på minst en karboksylisk etylenisk umettet monomer valgt blant akryl- og metakrylsyre med en midlere molekylvekt på mellom 500 og 1 900, viser overlegne resultater.

Eksempel 5

Dette eksempel som skal illustrere oppfinnelsen, angår oppmaling av den samme grove kalk som benyttes i de foregående eksempler i nærvær av et oppmalingsmiddel bestående av kopolymerer av akrylsyre (85 vekt-%) og butylakrylat (15 vekt-#) med midlere molekylvekter fra 800 til 4 500, saltdannet med natrium.

Man gjennomførte flere prøver, prøvene 61 til 77, med den vandige kalksuspensjon hvis tørrstoffkonsentrasjon varierte fra 30 til 55 vekt-#.

Disse prøver ble gjennomført ved bruk av samme metode og midler som i eksempel I og resultatene er oppsummert i tabell

V.

Man ser fra tabell V at effektiviteten for oppmalingsmidlene bestående av kopolymerene tilsvarer det som ble observert for homopolymerene i eksempel 2, idet de gir en midlere oppmalt partikkelstørrelse på under 2,9 pm, forutsatt at den midlere molekylvekt for kopolymerene er mindre enn 1 900.

Under betingelsene i tabellene II til V ser man at oppmal ingsmiddelet ifølge oppfinnelsen, definert som en polymer og/eller kopolymer basert på minst en karboksylisk etylenisk umettet monomer valgt blant akryl- og metakrylsyre med en midlere molekylvekt på mellom 500 og 1 900, viser overlegne resultater. 1 henhold til disse samme tabeller og sammenlignet med tabell I, er det klart at tørrstoffkonsentrasjonen for de vandige kalksuspensj oner som skal oppmales kan nå verdier helt opp til 55 vekt-56 i nærvær av oppmal ingsmidler ifølge opp-f innelsen.

Eksempel 6

Dette eksempel som skal vise oppfinnelsen, angår oppmaling av den samme grove kalk som ble benyttet i de foregående eksempler i nærvær av et oppmalingsmiddel bestående av kopolymerer av akrylsyre (85 vekt-#) og metylmetakrylat (15 vekt-#) med midlere molekylvekter varierende fra 800 til

2 500 og saltdannet med natrium.

Man gjennomførte flere prøver, prøvene 78 til 86, med vandige kalksuspensjoner hvis tørrstoffkonsentrasjon varierte fra 30 til 45 vekt-#.

Disse prøver ble gjennomført ved bruk av samme metode og teknologiske hjelpemidler som i eksempel I. Resultatene er oppsummert i tabell VI og gjør at man må trekke de samme konklusjoner som i eksemplene 2 til 5.

Eksempel 7

Dette eksempel som er ment å illustrere oppfinnelsen, angår oppmaling av den samme grove kalk som ble benyttet i de foregående eksempler i nærvær av et oppmalingsmiddel bestående av en akrylsyrehomopolymer med en midlere molekylvekt på 800, i en form saltdannet med natrium, litium, ammonium eller kalium, eller i sur form, eller sågar totalt nøytralisert ved en kombinasjon av natrium- og kalsiumioner i en mengde av 0,5 for hver.

Man gjennomførte forskjellige prøver, prøvene 87 til 92, med vandige kalksuspensjoner som skulle oppmales idet disse hadde tørrstoffkonsentrasjoner fastsatt til 45 vekt-%.

Prøvene ble gjennomført ved bruk av den samme metode og de samme midler som i eksempel I og resultatene er angitt i tabell VII. Man ser fra tabell VII at oppmal ingsmi dl ene ifølge oppfinnelsen gir vandige suspensjoner med en midlere oppmalt partikkelstørrelse på mindre enn 2,9 pm uansett nøytrali-seringsgrad eller arten av nøytral iseringsmiddel.

Eksempel 8

Dette eksempel viser den semi-industrielle anvendelse av oppfinnelsen ved bruk av et oppmalingsmiddel i en vandig suspensjon av kalk som skal raffineres og som er ment til, efter oppmaling, å kunne benyttes for nøytralisering av gassformige sure avløp.

For dette formål og i henhold til figur I, ble det benyttet et pilotanlegg omfattende en lesketank 1 utstyrt med omrøringsmidler, en buffertank 2 holdt under omrøring, en oppmaler 3 med mikroelementer og en separeringssone 4.

Det nødvendige vann ble ført til lesketanken 1 via rør-ledningen 5, hvorefter oppmalingsmiddelet ifølge oppfinnelsen ble innført via rørledningen 6 og til slutt kalken innført gjennom rørledning 7.

Den dannede suspensjon ble holdt under omrøring i tanken i ca. 15 minutter.

Den vandige suspensjon i lesketanken hadde følgende sammensetning, uttrykt i vekt-#:

Den leskede vandige suspensjon ble overført fra lesketanken 1 til buffertanken 2 via rørledningen 8 utstyrt med en pumpe 9. Buffertanken 2 var utstyrt med omrøringsinnretninger som sikret regulær tilførsel til oppmaleren 3 ved hjelp av rørledningen 10 og en pumpe 11.

Oppmalingsinnretningen 3 med mikroelementer av Dyno-Mill-typen, med en kapasitet på 50 liter, omfattet en dobbelt-sylindrisk omhylling for sirkulering av en kjølevæske. Innvendig befattet seg en dreieimpeller med en perifer tangensial hastighet på 16 meter pr. sekund.

Oppmalingsmikroelementene var korundumlagre med en diameter fra 1,2 til 1,6 mm, med en totalvekt på 100 kg.

Oppfølgingsgraden av mikroelementer i bruksvolumet var 0,85.

Tilmatningshastigheten for suspensjonen som skulle oppmales var 1 300 kg pr. time.

Temperaturen i suspensjonen i oppmalingsinnretningen ble holdt ved 27°C ± 1°C.

På et egnet nivå i oppmalingsinnretningen 3 utstyrt med mikroelementer, og hvis det viste seg nødvendig, var det mulig å innføre i kalksuspensjonen under eller efter orp-maling, det reologimodifiserende middel slik at de reologiske egenskaper for den mikropartikkelformige suspensjon var tilpasset den planlagte bruk.

Under disse betingelser ble det reologimodifiserende middel innført til oppmalingsinnretningen 3 ved hjelp av rør-ledningen 12 og doseringspumpen 13.

Utløpet fra oppmalingsinnretningen 3 var via rørledningen 14 forbundet med en separeringssone 4 som umuliggjorde separering av den mikropartikkelformige kalksuspensjon gjennom utløpet 15 og av mikroelementer via utløpet 16.

De fysikalske og kjemiske karakteristikka for den mikro-partikkelf ormige suspensjon oppnådd efter separering 1 sone 4 var som følger:

Som sammenligning og under de samme teknologiske betingelser ble en vandig kalksuspensjon som skulle raffineres, fri for ethvert oppmalingsmiddel, men med en meget lav konsentrasjon, behandlet i innretingen 3 med mikroelementer.

Denne suspensjon hadde følgende sammensetning, uttrykt i vekt-#:

Denne suspensjon kunne, underkastet oppmaling, kun føres til oppmalingsinnretningen i en meget lav strømningshastighet på 200 kg pr. time (mens bruk av et oppmal ingsmiddel ifølge oppfinnelsen tillot en strømningshastighet på 1 300 kg pr. time) for å oppnå størrelseskarakteristikka for mikro-partiklene som i det vesentlige var ekvivalent med det som ble oppnådd når man benyttet et oppmalingsmiddel som her beskrevet.

Claims (14)

1. Vandig kalksuspensjon omfattende kalk og et oppmalingsmiddel, karakterisert ved at oppmalingsmiddelet foreligger i en mengde av 0,05 til 2 vekt-#, beregnet på den tørre vekt av kalken, og at det består av en vannoppløselig etylenpolymer eller -kopolymer, der oppmalingsmiddelet: a) er dannet fra minst en monokarboksylisk etylenisk umettet monomer valgt blant akryl- og metakrylsyre; og b) har en midlere molekylvekt på mellom 200 og 1 900 g/mol, idet den vandige suspensjon av kalk har en tørrstoff-konsentrasjon på mer enn 30 vekt-56, fortrinnsvis 40 til 60 vekt-#, og der kalken har en partikkelstørrelse på mindre enn 4 um og en midlere partikkelstørrelse på mindre enn 2,9 pm.

2. Suspensjon ifølge krav 1, karakterisert ved at oppmalingsmiddelet har en molekylvekt mellom 500 og 1 500.

3. Suspensjon ifølge krav 1, karakterisert ved at oppmalingsmiddelet foreligger i syreform.

4. Suspensjon ifølge krav 1, karakterisert ved at oppmalingsmiddelet i det minste delvis er nøytralisert med et nøytraliseringsmiddel med en monovalent funksjon.

5 . Suspensjon ifølge krav 4, karakterisert ved at nøytraliseringsmiddelet inneholder et kation valgt blant litium, natrium, kalium og ammonium.

6. Suspensjon ifølge krav 1, karakterisert ved at oppmalingsmiddelet i det minste delvis er nøytralisert med et monovalent nøytraliseringsmiddel og et polyvalent nøytraliseringsmiddel.

7. Suspensjon ifølge krav 6, karakterisert ved at det polyvalente nøytraliseringsmiddel inneholder et kation valgt blant kalsium, magnesium, sink og aluminium.

8. Suspensjon ifølge krav 1, karakterisert ved at mengden oppmal ingsmiddel er fra 0,5 til 1,5 vekt-%, beregnet på tørrvekten av kalken.

9. Fremgangsmåte for fremstilling av en vandig suspensjon av raffinert kalk, karakterisert ved at den omfatter: (I) innføring av et oppmalingsmiddel i en mengde fra 0,05 til 2 vekt-%, beregnet på tørrvekten av kalken, til en første vandig fase for å oppnå en andre vandig fase; (II) innføring av grov kalk i en mengde fra 40 til 60 vekt-#, beregnet på den totale vekt av suspensjonen, til den andre vandige fase under omrøring for å oppnå en fluidsuspensjon av grov kalk; (III) oppmaling av den fluide suspensjon av grov kalk for derved å oppnå suspensjonen av raffinert kalk; idet oppmalingsmiddelet er valgt fra gruppen bestående av vannoppløselige etylenpolymerer og vannoppløselige etylenkopolymerer og der oppmalingsmiddelet er dannet fra minst en monokarboksylisk etylenisk umettet monomer valgt blant akryl- og metakrylsyre, og har en molekylvekt mellom 200 og 1 900 g/mol, og der den raffinerte kalk har en partikkelstørrelse på mindre enn 4 pm og en midlere partikkelstørrelse på mindre enn 2,9 pm.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at oppmalingstrinnet gjennomføres ved en temperatur holdt under 100°C.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at oppmalingstrinnet gjennomføres ved en temperatur mellom romtemperatur og BO-C.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at ytterligere oppmalingsmiddel innføres under oppmalingstrinnet.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at den videre omfatter: (IV) tilsetning av minst et reologimodifiserende middel til den vandige suspensjon av raffinert kalk.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved at det reologimodifiserende middel tilsettes i en mengde av 0,01 til 3 vekt-#, beregnet på kalkens tørrvekt.