NO333775B1 - Fremgangsmate for fremstilling av vandige suspensjoner av mineralmaterialer - Google Patents

Abstract

Det beskrives en fremgangsmåte for fremstilling av vandige suspensjoner av mineralmaterialer som er fluide, pumpbare og fransporterbare av sluttbrukeren umiddelbart etter filtrering derav, eventuelt fulgt av kompresjon. Fremgangsmåten omfatter en filtrering gjennomført i to distinkte friim. Oppfinnelsen angår videre vandige suspensjoner av de således oppnådde mineralmaterialer samt deres anvendelse.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår mineralmaterialer, særlig for anvendelse innen papirområdet og spesielt belegning av papir og fyllstoffer for papirmasse, eller også malingsområdet, behandling av vann og særlig rensing av drikkevann, detergenser, keramer, sementer eller hydrauliske bindemidler, offentlige arbeider, sverter og fernisser, tekstillim eller også en hvilken som helst annen industritype som nødvendiggjør anvendelsen av konsentrerte pigmentsuspensjoner og som spesielt angår papirområdet, behandling av vann samt maling og keramer.

Spesielt angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for fremstilling av vandige suspensjoner av mineralmaterialer med en god reologi, for anvendelse innefor de ovenfor angitte områder.

For å realisere den industrielle anvendelse på områdene ovenfor er det nødvendig å fremstille suspensjoner av mineralmaterialer og særlig kalsiumkarbonater, som oppviser en utmerket reologi, det vil si som har en lav viskositet under lagringsvarigheten for å lette håndtering og anvendelse, samtidig som de har en mineralmassemengde som er så høy som mulig, for å redusere mengden vann som må håndteres.

Under fremstillingen av slike vandige suspensjoner av mineralmaterialer som tilfredsstiller de ovenfor angitte kriterier fører visse prosesser til vandige suspensjoner med lav konsentrasjon av organiske eller mineralske fyllstoffer. Man må således konsentrere disse suspensjoner for å kunne tilby slike til sluttbrukere eller for å eliminere oppløsningsmidlene som er til stede når fyllstoffene anvendes i form av pulver.

En av fremgangsmåtene som er kjent i dag er konsentrering av disse suspensjonene ved en filtreringsprosess, imidlertid fører filtreringen i dag til filterkaker som er så kompakte at det er nødvendig på den ene side å tilsette et dispergeirngsmiddel før filtreringstrinnet og på den annen side å anvende omfattende mekanisk energi for å bringe slike konsentrerte suspensjoner i suspensjon igjen eller å transportere dem.

WO 00/39029 beskriver en fremgangsmåte for å fremstille en vandig kalsiumkarbonatsuspensjon bestående av å la filtreringstrinnet følges av et termisk konsentreirngstrinn og så av et trinn for å anvende mekanisk energi for resuspendering av mineralpartiklene, dette under tilsetning av dispergeirngsmiddel etter filtreringstrinnet.

Konfrontert med problemet som følger med ytterligere anvendelse av dispergeringsmiddel eller anvendelse av en høy mekanisk energi er det nå, i forbindelse med foreliggende oppfinnelse, overraskende funnet at en fremgangsmåte for fremstilling av vandige suspensjoner av mineralmaterialet som karakteriseres ved en filtrering i to distinkte trinn, gjør det mulig å løse det skisserte problem og derved gjør det mulig å oppnå en vandig suspensjon av mineralmaterialer som direkte kan anvendes etter filtreringstrinnet, eventuelt fulgt av et kompresjonstrinn, uten behovet for å anvende noe ytterligere trinn som tilsetning av dispergeirngsmiddel etter konsentreirngstrinnet eller også å benytte mekanisk energi for resuspensjon av mineralmaterialene.

Det er kjent ("Solid-liquid filtration and separation technology", A. Rushton, A.S. Ward, R.G. Holdich, 1996; "Filtration : Equipment selection Modeling and process simulation", R.J. Wakeman, E.S. Tarleton, 1999; "Pratique de la filtration", J.P. Durou-dier, 1999) å filtrere suspensjoner som ikke inneholder dispergeringsmiddel, men problemet er å støte på filterkaker som vanskelig kan gjendispergeres.

Det er likeledes kjent (JP 53-025646), i en vandig suspensjon av kalsiumkarbonat, å innføre halvparten av dispergeringsmiddelmengden før filtrering av suspensjonen og å tilsette den andre halvparten etter filtrering for å oppnå en høykonsentrert suspensjon av kalsiumkarbonat.

Kjent er likeledes et annet dokument (GB 1 482 258) som beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av vandige suspensjoner av utfelt kalsiumkarbonat (PCC) som anvender et dispergeringsmiddel før konsentreirngstrinnet ved filtrering i ett trinn, denne fremgangsmåte oppviser imidlertid to vesentlige mangler. Den første ligger i nødvendigheten av å anvende et trykk over 17 bar for på denne måte å kunne filtrere, og samtidig nødvendigheten av å anvende spesielle apparaturer for dispergering for å kunne dispergere den oppnådde kake.

Den andre mangel ved denne metode ligger i det faktum at de store mengdene av dispergeirngsmidler som gjenfinnes i filtratet skaper problemer for omgivelsene, økologien, behandling av spillmateriale og også resirkulering av vann som benyttes i resten av prosessen, samt at det genereres omkostningsproblemer med henblikk på de store mengder dispergeirngsmiddel som anvendes.

Likeledes beskriver GB 1 463 974 en fremgangsmåte for filtrering i ett trinn, men som medfører de samme problemene som beskrevet ovenfor.

Således fører de teknikker som er kjent for fagmannen til anvendelse av dispergeringsmiddel, enten i sin helhet etter filtrering eller halvparten før filtreringstrinnet og den andre halvpart etter filtreringstrinnet, eller også til at det må anvendes dispergeirngsmiddel før filtreringstrinnet, men med behov for å benytte for det første en betydelig mengde dispergeirngsmiddel som genererer de ovenfor angitte ulemper, og for det andre en spesiell dispergeringsapparatur.

Rent generelt har alle de teknikker som i dag er kjent mangler som medfører store vanskeligheter med på nytt å bringe filterkaken i suspensjon hvis man ønsker å oppnå suspensjoner som er sterkt konsentrerte på tørrstoff og med god reologi.

Således er et av formålene ved oppfinnelsen å foreslå en fremgangsmåte for fremstilling av vandige suspensjoner av mineralfyllstoffer og/eller -pigmenter med god reologi, det vil si å foreslå en fremgangsmåte for fremstilling av vandige suspensjoner av mineralstoffer som er fluide, pumpbare og transporterbare for sluttbrukeren umiddelbart etter filtreringstrinnet, eventuelt fulgt av en kompresjon, og dette med små mengder anvendt dispergeirngsmiddel og som også tillater kontroll av mengdene av dispergeringsmiddel som er til stede i filtratet med henblikk på å oppnå nær nullmengder av dispergeirngsmiddel i filtratet.

Med nær nullmengder av dispergeirngsmiddel som er til stede i filtratet menes at slutten av det andre trinnet tilsvarer tilsynekomsten av dispergeirngsmiddel i filtratet. Denne opptreden av dispergeirngsmiddel i filtratet kvantifiseres ved en måling av den elektriske ledningsevnen.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for fremstilling av vandige suspensjoner av fluide mineralmaterialer, som er i stand til å pumpes og transporteres av sluttbrukeren umiddelbart etter filtreringstrinnet, eventuelt fulgt av et kompresjonstrinn, med små anvendte mengder dispergeirngsmiddel og som tillater kontroll av de mengdene av dispergeringsmiddel som er ril stede i filtratet, er kjennetegnet ved at den omfatter en filtrering i to separate trinn, som i hvert tilfelle gjennomføres fortløpende, et første trinn hvori et forsjikt dannes uten anvendelse av noe dispergeringsmiddel, og et andre filtreringstrinn i nærvær av et eller flere dispergeringsmidler, hvorunder vannet av forsjiktet erstattes med vannet fra det andre filtreringstrinnet, inneholdende et eller flere dispergeringsmidler, og ved at mengden av dispergeringsmiddel(-midler) kontrolleres og begrenses ved en kontinuerlig måling av den elektriske ledningsevnen av filtratet, og ved at filtreringstrinnet stoppes så snart som den elektriske ledningsevnen øker, eventuelt fulgt av et kompresjonstrinn.

I henhold til en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er mengden dispergeirngsmiddel anvendt i det andre trinnet mellom 0,01 % og 10 %, fortrinnsvis mellom 0,1 % og 2 %, beregnet ved tørrvekt av dispergeirngsmidlet i forhold til den tørre vekt av mineralmaterialet som skal filtreres.

Når forsjiktet er dannet blir vannet fra forsjiktet i det andre trinn erstattet med vann fra det annet trinn inneholdende ett eller flere dispergeirngsmidler på en slik måte at det eller de anvendte dispergeirngsmidler er fordelt på homogen måte i hele filterkaken.

Det bør bemerkes at under hele varigheten av filtreringen er trykket som benyttes ved en verdi i en størrelsesorden slik det vanligvis benyttes ved de klassiske filtreringsprosessene. Videre utmerker fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen seg mer spesielt ved at mengden dispergeirngsmiddel som er til stede i filtratet kontrolleres og begrenses ved en kontinuerlig måling av den elektriske ledningsevnen i filtratet og ved at filtreringstrinnet stanses i det øyeblikket der den elektriske ledningsevnen av filtratet øker. Denne filtreringsstansen i det øyeblikket der den elektriske ledningsevnen øker, tilsvarer en nær nullmengde av dispergeringsmiddel til stede i filtratet.

Således tillater fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen direkte å oppnå vandige suspensjoner av mineralstoffer som er fluide, pumpbare og transportable umiddelbart etter filtreringstrinnet, eventuelt fulgt av et kompresjonstrinn, med små mengder anvendt dispergeirngsmiddel og nær nullmengder av dispergeirngsmiddel i filtratet.

For dette formål blir det eller de dispergeirngsmidler som benyttes valgt enten blant de dispergeirngsmidler som vanligvis benyttes på området suspensjoner av mineralfyllstoffer som for eksempel polyfosfater, eventuelt funksjonaliserte polyakrylater, eller en hvilken som helst annen polymer med dispergeringsfunksjon, eller blant anioniske, kationiske, ikke-ioniske eller også dobbeltioniske overflateaktive stoffer.

I en foretrukket utførelsesform av foreliggende oppfinnelsen velges mineralmaterialet blant naturlige kalsiumkarbonat, så som forskjellige kritt, kalsitter, marmor eller også valgt blant syntetiske kalsiumkarbonater, så som kalsiumkarbonater som er utfelt på forskjellige krystalliseirngstrinn, eller også blant blandede karbonater av magnesium og kalsium, så som dolomitter, eller også blant magnesiumkarbonat, sinkkarbonat, kalk, magnesiumoksid, bariumsulfat, så som barytt, kalsiumsulfat, silisiumdioksid, magnesiumsilikater, så som talk, wollastonitt, leirer og aluminosilikater, så som kaoliner, glimmer, oksider eller hydroksider av metaller eller jordalkalimetaller, så som magnesiumhydroksid, jernoksidene, sinkoksid, titanoksid, titandioksider i form av anatas eller rutil, eller blandinger derav, og er fortrinnsvis valgt blant naturlig kalsiumkarbonat, syntetisk kalsiumkarbonat, også betegnet som utfelt kalsiumkarbonat, titandioksid i form av anatas eller rutil, kaolin, aluminiumhydroksid, leirer eller blandinger derav, samt særlig blandinger av talk og kalsiumkarbonat.

Fortrinnsvis velges mineralmaterialet blant naturlig kalsiumkarbonat, syntetisk kalsiumkarbonat og særlig utfelt kalsiumkarbonat, titandioksid i formene anatas eller rutil, kaolin, aluminiumhydroksid, leirer og disses blandinger.

Oppfinnelsens omfang og betydning vil fremgå bedre ved hjelp av de følgende eksempler som skal illustrere oppfinnelsen.

EKSEMPEL 1

Dette eksempel illustrerer oppfinnelsen og angår filtrering av en vandig suspensjon av naturlig kalsiumkarbonat og mer spesielt et kritt fra Champagne med en midlere diameter lik 2 mikrometer.

For å gjennomføre dette anvendes det 286,8 gram av en krittsuspensjon med en tørrstoffkonsentrasjon lik 20,3 % og som filtreringsapparatur anvendes det et laboratoireutstyr fra firma CHOQUENET bestående av:'en polypropylenramme omfattende et kammer med bredde 2,2 cm og 25 cm

tverrsnitt,

- to stålplater hvorav en er fast og som oppviser kanaler på den indre overflate ved hjelp av hvilke filtratet samles,

- to pakninger som sikrer tettheten mellom platene og rammen,

- to filtrerende membraner av polypropylen fra firma SEFAR FYLTIS (ref.: F 0149 AN)

Filtreringskammeret (CF) kan mates suksessivt fra en tank RI inneholdende pigmentsuspensjonen som skal konsentreres og fra en andre tank R2 inneholdende den samme suspensjon som ovenfor til hvilken det er satt en mengde av dispergeringsmidlet Co som er nødvendig for å oppnå en konsentrert kake (ES2) som lett kan løsgjøres, det vil si en kake med en konsistens tilstrekkelig til å kunne fjernes fra filtreringskammeret i ett stykke. Et annet alternativ består i at R2 bare inneholder en dispergeringsmiddeloppløsning.

Den egentlige filtreringsprosess skjer i to separate trinn (se skjema 1):

1/ i et første trinn dannes det et forsjikt fra suspensjon 1 på de filtrerende membranene, 21 fulgt av et andre filtreringstrinn der filtreringen gjennomføres fra suspensjon 2 inneholdende dispergeringsmiddel.

Under det andre trinn blir vannet inneholdt i forsjiktet erstattet med vann med dispergeirngsmiddel inneholdt i suspensjon 2 slik at dispergeirngsmidlet ved slutten av filtreringstrinnet er fordelt homogent i hele filtreringskaken.

Hvert av filtreringstrinnene gjennomføres under et trykk på 5 bar.

Filtreringstrinnet følges av et kompresjonstrinn under et trykk på 15 bar, hvilket gjør det mulig en filterkake med tørrheten ES2.

Filterkaken underkastes så en lett skjærpåvirkning eller oppsmuldring for å oppnå en suspensjon, betegnet som fluid "slurry".

Dette trinn gjennomføres ved hjelp av en mekanisk laboratoriestandardrører av typen RAYNERI, utstyrt med et tilpasset røreverk. Når suspensjonen er homogen går man til måling av viskositeten (visco 2) ved hjelp av et Brookfield™ viskosimeter av typen RVT, utstyrt med en tilpasset modul.

Suspensjonen ifølge oppfinnelsen, oppnådd ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen som beskrevet ovenfor under anvendelse av 0,2 tørrvekt-%, beregnet på tørrvekten av det tørre kritt, av et ammoniumpolyakrylat med en molekylvekt lik 4500 g/mol, er en vandig krittsuspensjon med en tørrstoffkonsentrasjon lik 76,8 % og en Brookfield™ viskositet lik 2900 mPa.s, målt ved 10 omdreininger/minutt, og lik 518 mPa.s målt ved 100 omdreininger/minutt.

Filtreringstrinnet avsluttes idet den elektriske ledningsevnen av filtratet, målt ved hjelp av en ledningsevnemåler HI 8820N fra Hanna Instruments (Portugal) øker, det vil si etter å ha gjenvunnet 170,6 gram filtrat. Mengden dispergeirngsmiddel i filtratet er således nær null.

Den således oppnådde suspensjon er fluid, pumpbar og transporterbar for sluttbrukeren umiddelbart etter filtreringstrinnet.

Etter en lagring i 8 dager av suspensjonen ifølge oppfinnelsen gjennomføres en ny måling av Brookfield™ viskositeten etter omrøring av kolben inneholdende suspensjonen. Man oppnår en Brookfield™ viskositet lik 3770 mPa.s målt ved 10 omdreininger/minutt og lik 645 mPa.s målt ved 100 omdreininger/minutt, noe som viser at den oppnådde suspensjon er fluid, pumpbar og transporterbar, også etter åtte dagers lagring.

EKSEMPEL 2

Dette eksempelet illustrerer oppfinnelsen og angår filtrering av en vandig suspensjon av naturlig kalsiumkarbonat, og mer spesielt en marmor, med midlere diameter lik 0,75 mikrometer.

For å gjøre dette, med samme arbeidsmetode og samme utstyr som i eksempel 1, anvendes på den ene side 173,2 gram av den vandige marmorsuspensjonen hvis tørrstoffkonsentrasjon er lik 27,6 % og på den annen side 0,5 tørrvekt-%, beregnet på marmorens tørrvekt, av et natriumpolyakrylat av typen Coatex DV 834, for direkte å oppnå en vandig marmorsuspensjon hvis tørrstoffkonsentrasjon er lik 72,1 % og hvis Brookfield™ viskositet er lik 635 mPa.s målt ved 10 omdreininger/minutt og lik 240mPa.s målt ved 100 omdreininger/minutt.

Filtreringstrinnet stanses idet den elektriske ledningsevnen av filtratet, målt ved hjelp av en Hl 8820N ledningsevnemåler fra Hanna Instruments (Portugal) øker, det vil si etter at man har oppnådd 114,5 gram filtrat. Mengden av dispergeirngsmidlet i filtratet er således nær null.

Den således oppnådde suspensjon er fluid, pumpbar og transporterbar av sluttbrukeren umiddelbart etter filtreringstrinnet.

Etter lagring i 8 dager av suspensjonen ifølge oppfinnelsen gjennomføres på ny Brookfield™ viskositetsmålinger etter omrøring av kolben inneholdende suspensjonen. Man oppnår en Brookfield™ viskositet lik 1930 mPa.s målt ved 10 omdreininger/minutt og lik 550 mPa.s målt ved 100 omdreininger/minutt, noe som viser at den oppnådde suspensjon er fluid, pumpbar og transporterbar, selv etter åtte dagers lagring.

EKSEMPEL 3

Dette eksemplet illustrerer oppfinnelsen og angår filtrering av en vandig suspensjon av utfelt kalsiumkarbonat (PCC) med midlere diameter lik 0,9 mikrometer.

For å gjennomføre dette, med samme arbeidsmåte og samme utstyr som i eksempel 1, anvendes på den ene side 156 gram vandig PCC suspensjon hvis tørrstoffkonsentrasjon er lik 24 % og på den annen side 1,0 tørrvekt-%, beregnet på tørrvekten av PCC, av et natriumpolyakrylat med molekylvekt lik 10000 g/mol, for derved direkte å oppnå en vandig PCC suspensjon hvis tørrstoffkonsentrasjon er lik 65,9 % og hvis Brookfield™ viskositet er lik 4570 mPa.s, målt ved 10 omdreininger/minutt og lik 930 mPa.s målt ved 100 omdreininger/minutt.

Filtreringstrinnet stanses idet den elektriske ledningsevnen av filtratet, målt ved hjelp av en Hanna Instruments (Portugal) HI 8820N ledningsevnemåler øker, det vil si etter å ha samlet 123,7 gram filtrat. Mengden dispergeirngsmiddel i filtratet er således nær null.

Den således oppnådde suspensjon er fluid, pumpbar og transporterbar for sluttbrukeren umiddelbart etter filtreringstrinnet.

EKSEMPEL 4

Dette eksempel illustrerer oppfinnelsen og angår filtreringen av en vandig suspensjon av naturlig kalsiumkarbonat, og mer spesielt en marmor, med midlere diameter lik 0,6 mikrometer.

For å gjøre dette arbeides det på samme måte og med samme utstyr som i eksempel 1 idet man anvender 226,4 gram av den vandige marmorsuspensjon hvis tørrstoffkonsentrasjon er lik 20,9 % og videre 1,0 tørrvekt-%, beregnet på den tørre vekt av marmoren, av et natriumpolyakrylat av typen Coatex DV 834, for direkte å oppnå en vandig marmorsuspensjon hvis tørrstoffkonsentrasjon er lik 70,0 % og med en Brookfield™ viskositet lik 1500 mPa.s målt ved 10 omdreininger/minutt og lik 670 mPa.s målt ved 100 omdreininger/minutt.

Filtreringstrinnet stanses idet den elektriske ledningsevnen for filtratet, målt ved hjelp av en HI 8820N ledningsevnemåler fra Hanna Instruments (Portugal) øker, det vil si etter å ha gjenvunnet 177,7 gram filtrat. Mengden dispergeringsmiddel i filtratet er derved nær null.

Den således oppnådde suspensjon er fluid, pumpbar og transporterbar for sluttbrukeren etter filtreringstrinnet.

Etter en lagring i 8 dager av suspensjonen ifølge oppfinnelsen gjennomføres det en ny måling av Brookfield™ viskositeten etter omrøring av kolben som inneholder suspensjonen. Man oppnår en Brookfield™ viskositet lik 1840 mPa.s målt ved 10 omdreininger/minutt og lik 750 mPa.s målt ved 100 omdreininger/minutt, noe som viser at den oppnådde suspensjon er fluid, pumpbar og transporterbar, selv etter åtte dagers lagring.

EKSEMPEL 5

Dette eksempel illustrerer oppfinnelsen og angår filtrering av en vandig suspensjon av et titandioksid som markedsføres av firma Elementis under betegnelsen RHD2.

For å gjennomføre dette arbeider man på samme måte og med samme utstyr som i eksempel 1 idet man på den ene side anvender 390,9 gram av den vandige titandioksidsuspensjon hvis tørrstoffkonsentrasjon er lik 24,2 %, og på den annen side 0,3 tørrvekt-%, beregnet på vekten av det tørre titandioksid, av en kopolymer som markedsføres av firma Coatex under betegnelsen Coatex BR3, for direkte å oppnå en vandig titandioksidsuspensjon hvis tørrstoffkonsentrasjon er lik 74,2 % og hvis Brookfield™ viskositet er lik 1100 mPa.s målt ved 10 omdreininger/minutt og 460 mPa.s målt ved 100 omdreininger/minutt.

Filtreringstrinnet avsluttes idet den elektriske ledningsevnen av filtratet, målt ved hjelp av en HI 8820N ledningsevnemåler fra Hanna Instruments (Portugal) øker, det vil si etter å ha gjenvunnet 288,5 gram filtrat. Mengden av dispergeirngsmidlet i filtratet er derved nær null.

Den således oppnådde suspensjon er fluid, pumpbar og transporterbar for sluttbrukeren umiddelbart etter filtreringstrinnet.

Den benyttes likeledes med fordel på malingsområdet.

EKSEMPEL 6

Dette eksemplet illustrerer oppfinnelsen og angår filtrering av en vandig suspensjon av kaolin, markedsført av firma Imerys under betegnelsen SPS.

For å gjennomføre dette arbeider man på samme måte og med samme utstyr som i eksempel 1 idet det på den ene side anvendes 229,1 gram av den vandige kaolinsuspensjonen hvis tørrstoffkonsentrasjon er 23,9 % og på den annen side 0,2 tørrvekt-%, beregnet på tørrvekten av kaolin, av et natriumpolyakrylat hvis vektmidlere molekylvekt er lik 4500 g/mol, for direkte å oppnå en vandig suspensjon av kaolin hvis tørrstoffkonsentrasjon er lik 68,0 % og hvis Brookfield™ viskositet er lik 1590 mPa.s målt ved 10 omdreininger/minutt og lik 655 mPa.s målt ved 100 omdreininger/minutt.

Filtreringstrinnet avsluttes idet den elektriske ledningsevnen i filtratet, målt ved hjelp av en HI 8820N ledningsevnemåler fra Hanna Instruments (Portugal) øker, det vil si etter å ha gjenvunnet 167,7 gram filtrat. Mengden av dispergeirngsmidlet i filtratet er derved nær null.

Den således oppnådde suspensjon er fluid, pumpbar og transporterbar for sluttbrukeren umiddelbart etter filtreringstrinnet.

EKSEMPEL 7

Dette eksempel illustrerer oppfinnelsen og angår filtrering av en vandig suspensjon av aluminiumhydroksid, markedsført av firma Martinswerk under betegnelsen OL 104.

For å gjennomføre dette arbeider man på samme måte og med det samme utstyret som i eksempel 1 idet det på den ene side anvendes 201,0 gram av en vandig suspensjon av aluminiumhydroksid hvis tørrstoffkonsentrasjon er lik 25,3 %, og på den annen side 0,25 tørrvekt-%, beregnet på den tørre vekt av aluminiumhydroksid, av en kopolymer med en vektmidlere molekylvekt på 3500 g/mol og bestående av akrylsyre og metoksypolyetylenglykolmetakrylat med molekylvekt 2000, fullstendig nøytralisert med natriumhydroksid, for direkte å oppnå en vandig aluminiumhydroksidsuspensjon hvis tørrstoffkonsentrasjon er lik 71,8% og hvis Brookfield™ viskositet er lik 230 mPa.s målt ved 10 omdreininger/minutt og lik 230 mPa.s målt ved 100 omdreininger/minutt.

Filtreringstrinnet avsluttes idet den elektriske ledningsevnen i filtratet, målt ved hjelp av en Hl 8820N ledningsevnemåler fra Hanna Instruments (Portugal) øker, det vil si etter å ha gjenvunnet 144,2 gram filtrat. Mengden av dispergeirngsmidlet i filtratet er derved nær null.

Den således oppnådde suspensjon er fluid, pumpbar og transporterbar for sluttbrukeren umiddelbart etter filtreringstrinnet.

EKSEMPEL 8

Dette eksemplet angår anvendelsen av en vandig suspensjon av mineralfyllstoff ifølge oppfinnelsen innen papirområdet og vedrører mer spesielt måling av de optiske egenskaper for suspensjonen oppnådd i eksempel 4 og helt spesielt bestemmelsen av verdien av diffusjonsevnen for synlig lys for den vandige suspensjon fra eksempel 4 samt de iboende glansverdier for pigmentet som oppnås ved filtrering.

Denne diffusjonskapasitet for det synlige lys uttrykkes ved en lysdiffusjonskoeffisient S som er Kubelka-Munk koeffisienten for lysdiffusjon, bestemt ved den for fagmannen velkjente metode som beskrevet av Kubelka og Munk ("Zeitschrift fur Technische Physik" 12,539, (1931)), og av Kubelka ("J. Optical Soc. Am." 38(5), 448, (1948) og "J. Optical Soc. Am." 44(4),330,(1954)).

For å gjennomføre dette benyttes et syntetisk papirark, markedsført av firma Arjo Wiggins Teape under betegnelsen Synteape.

Før det belegges ved hjelp av en belegger av typen Hand Coater modell KC202 blir dette papirark med dimensjoner 26 cm x 18 cm og med en spesifikk vekt på 60 til 65 g/m<2>, veiet og så underkastet en lysbestråling med en bølgelengde lik 457 nm på en sort plate ved hjelp av et Elrepho™ 3000 spektrofotometer fra firma Datacolor (Sveits) for å bestemme reflektansfaktoren Rbfor det ikke-belagte papir mot en sort bakgrunn.

Suspensjonen som skal testes, formulert med et bindemiddel (12 deler styren-akrylisk bindemiddel (Acronal™ S360D) per 100 tørrgram mineralmateriale for uttesting) bringes så på papirarket som var veiet på forhånd, ved hjelp av en belegger av typen Hand Coater modell KC202.

Det således belagte papiret med forskjellige belegg mellom 5 og 50 g/m underkastes så en bestråling av lys med en bølgelengde lik 457 nm ved hjelp av et Elrepho™ 3000 spektrofotometer fra firma Datacolor (Sveits) mot sort bakgrunn for å bestemme papirets reflektansfaktor mot sort bakgrunn Ro og på en stabel av minst 10 papirark som ikke er belagt for å bestemme reflektansfaktoren for belagte papirer mot hvit bakgrunn Ri, idet R er reflektansfaktoren for stabelen av ikke-belagt papir.

Man bestemmer så reflektansfaktoren RsC for sjiktet alene mot sort bakgrunn ved hjelp av formelen: samt transmisjonen Tscfor sjiktet

Fra disse to størrelser er det mulig å beregne en teoretisk reflektansverdi Ræ for et sjikt med uendelig tykkelse gitt ved formelen:

Fra denne formel kan så difrusjonskoeffisienten for lys S når det gjelder pigmentet som studeres beregnes for hver beleggvekt i tørr tilstand for en sjiktvekt P:

Denne diffusjonskoeffisienten for lyset S føres opp som funksjon av sjiktvekten og verdien S for en sjiktvekt lik 20 g/m<2>bestemmes ved interpolering.

I foreliggende tilfelle er den oppnådde verdi S lik 157 m<2>/g og er helt og holdent sammenlignbar med de verdier som oppnås for kalsiumkarbonatsuspensjoner ifølge den kjente teknikk, oppnådd i henhold til klassiske fremgangsmåter for termisk konsentrasjon.

Videre bestemmes glansverdien ved 75 °C i henhold til TAPPI for papirarket som på forhånd er belagt, før kalandrering ved føring av det belagte papir gjennom en glansmåler av laboratorietype fra firma Lehmann™. Man oppnår således, for papiret som er belagt ved hjelp av massen av beleggsmaterialet inneholdende den vandige kalsiumkarbonatsuspensjonen fra eksempel 4, en brillians 75 °C TAPPI lik 63,5.

Det belagte papir blir også kalandrert ved hjelp av en superkalander med 9 kontaktsoner mellom de to valser, markedsført av Kleinewefers.

Glansen 75 °C TAPPI er da lik 69,3.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av vandige suspensjoner av fluide mineralmaterialer, som er i stand til å pumpes og transporteres av sluttbrukeren umiddelbart etter filtreringstrinnet, eventuelt fulgt av et kompresjonstrinn, med små anvendte mengder dispergeringsmiddel og som tillater kontroll av de mengdene av dispergeringsmiddel som er til stede i filtratet,karakterisert vedat den omfatter en filtrering i to separate trinn, som i hvert tilfelle gjennomføres fortløpende, et første trinn hvori et forsjikt dannes uten anvendelse av noe dispergeringsmiddel, og et andre filtreringstrinn i nærvær av et eller flere dispergeringsmidler, hvorunder vannet av forsjiktet erstattes med vannet fra det andre filtreringstrinnet, inneholdende et eller flere dispergeringsmidler, og ved at mengden av dispergeringsmiddel(-midler) kontrolleres og begrenses ved en kontinuerlig måling av den elektriske ledningsevnen av filtratet, og ved at filtreringstrinnet stoppes så snart som den elektriske ledningsevnen øker, eventuelt fulgt av et kompresjonstrinn.

2. Fremgangsmåte for fremstilling av vandige suspensjoner av mineralsk materiale ifølge krav 1,karakterisert vedat mengden dispergeirngsmiddel anvendt i det andre trinnet er mellom 0,01 % og 10 %, fortrinnsvis mellom 0,1 % og 2 %, beregnet ved tørrvekt av dispergeirngsmidlet i forhold til den tørre vekt av mineralmaterialet som skal filtreres.

3. Fremgangsmåte for fremstilling av vandige suspensjoner av mineralsk materiale ifølge et hvilket som helst av krav 1 eller 2,karakterisertv e d at mineralmaterialet er valgt blant naturlige kalsiumkarbonat, så som forskjellige kritt, kalsitter, marmor eller også valgt blant syntetiske kalsiumkarbonater, så som kalsiumkarbonater som er utfelt på forskjellige krystalliseirngstrinn, eller også blant blandede karbonater av magnesium og kalsium, så som dolomitter, eller også blant magnesiumkarbonat, sinkkarbonat, kalk, magnesiumoksid, bariumsulfat, så som barytt, kalsiumsulfat, silisiumdioksid, magnesiumsilikater, så som talk, wollastonitt, leirer og aluminosilikater, så som kaoliner, glimmer, oksider eller hydroksider av metaller eller jordalkalimetaller, så som magnesiumhydroksid, jernoksidene, sinkoksid, titanoksid, titandioksider i form av anatas eller rutil, eller blandinger derav, og er fortrinnsvis valgt blant naturlig kalsiumkarbonat, syntetisk kalsiumkarbonat, også betegnet som utfelt kalsiumkarbonat, titandioksid i form av anatas eller rutil, kaolin, aluminiumhydroksid, leirer eller blandinger derav.