PL196991B1 - Sposób wytwarzania ziemi bielącej - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania ziemi bielącej z surowców ilastych, zwłaszcza z bentonitów poprzez aktywację surowców ilastych kwasami mineralnymi, oddzielenie nadmiaru kwasu z poaktywacyjnego surowca oraz suszenie i ewentualnie domielanie wysuszonego poaktywacyjnego surowca, znamienny tym, że surowiec ilasty grudkuje się i grudki suszy się do zawartości wilgoci poniżej 20%, po czym mieli się w drobiny o wielkości poniżej 400 μm, które miesza się z rozcieńczonym kwasem i formuje się zawiesinę drobin surowca w kwasie oraz aktywuje się w temperaturze od 80°C do 100°C, po czym poaktywacyjną zawiesinę schładza się i równocześnie rozcieńcza się nieprzereagowany kwas, następnie zawiesinę filtruje się i otrzymamy placek filtracyjny przemywa się oraz wyciska się z placka popłuczyny, po czym placek grudkuje się i suszy się do zawartości wilgoci poniżej 20%, zaś grudki domiela się do wielkości ziaren poniżej 300 μm.

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 196991 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 353597 ^{(51) Int.Cl.}

C01B 33/26 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 24.04.2002 (54)

Sposób wytwarzania ziemi bielącej

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 03.11.2003 BUP 22/03	(73) Uprawniony z patentu: Zakłady Chemiczne SIARKOPOL Tarnobrzeg Sp. z o.o.,Tarnobrzeg,PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 29.02.2008 WUP 02/08	(72) Twórca(y) wynalazku: Henryk Turbiarz,Trześń,PL Mirosław Mędrala,Tarnobrzeg,PL Jan Dołowy,Tarnobrzeg,PL

⁽⁵⁷⁾ 1. Sposób wytwarzania ziemi bielącej z surowców ilastych, zwłaszcza z bentonitów poprzez aktywację surowców ilastych kwasami mineralnymi, oddzielenie nadmiaru kwasu z poaktywacyjnego surowca oraz suszenie i ewentualnie domielanie wysuszonego poaktywacyjnego surowca, znamienny tym, że surowiec ilasty grudkuje się i grudki suszy się do zawartości wilgoci poniżej 20%, po czym mieli się w drobiny o wielkości poniżej 400 μm, które miesza się z rozcieńczonym kwasem i formuje się zawiesinę drobin surowca w kwasie oraz aktywuje się w temperaturze od 80°C do 100°C, po czym poaktywacyjną zawiesinę schładza się i równocześnie rozcieńcza się nieprzereagowany kwas, następnie zawiesinę filtruje się i otrzymamy placek filtracyjny przemywa się oraz wyciska się z placka popłuczyny, po czym placek grudkuje się i suszy się do zawartości wilgoci poniżej 20%, zaś grudki domiela się do wielkości ziaren poniżej 300 μm.

PL 196 991 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania ziemi bielącej z surowców ilastych, zwłaszcza z bentonitu poprzez aktywację surowców ilastych kwasami mineralnymi.

Z polskiego opisu patentowego nr 160992 znany jest sposób wytwarzania ziemi bielą cej z surowca bentonitowego polegający na tym, że surowiec bentonitowy poddaje się kolejno sezonowaniu, rozmywaniu, wzbogacaniu, aktywacji stężonym kwasem mineralnym, odmywaniu wodą pozostałości kwasu z zaaktywowanego kwasem surowca oraz suszeniu.

Następnie tak otrzymany produkt aktywuje się mechanicznie poprzez domielenie jego całej ilości do wielkości ziaren o wymiarach około 0,07 mm.

Sposobem tym otrzymuje się ziemię bielącą pozbawioną frakcji gruboziarnistej ziaren powyżej 0,07 mm o wysokiej aktywności w bieleniu trudno odbarwiających się olejów.

W znanym rozwią zaniu do rozmywania surowca ilastego potrzebna jest duż a ilość wody, stą d również potrzebna jest duża ilość stężonego kwasu do przeprowadzenia aktywacji mokrego surowca.

Niedogodnością przedstawionego wyżej sposobu jest to, że powstają uciążliwe kwaśne ścieki zawarte w filtratach i popłuczynach, stanowiące odpad wymagający odrębnej, kosztownej neutralizacji.

Sposób wytwarzania ziemi bielącej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że surowiec ilasty grudkuje się i grudki suszy się do zawartości wilgoci poniżej 20%, po czym mieli się je w drobiny o wielkości poniżej 300 μm.

Korzystnie surowiec ilasty grudkuje się do wielkości grudek o rozmiarach mniejszych od 20 mm, zwłaszcza poprzez przeciskanie surowca przez oczka sita i odcinanie za sitem.

Następnie drobiny wysuszonego surowca miesza się z rozcieńczonym kwasem i formuje się zawiesinę drobin surowca w kwasie oraz aktywuje się w temperaturze od 80°C do 100°C, przy czym w jednej ze szczególnych wersji wynalazku drobiny surowca w zawiesinie przedaktywacyjnej stanowią od 20% do 50% wagi zawiesiny.

Korzystnie surowiec aktywuje się kwasem o stężeniu od 15% do 40%, zwłaszcza siarkowym, przy czym aktywację zawiesiny prowadzi się w szczególności do momentu zaaktywowania przynajmniej 90% ilości wagowej drobin surowca.

Poaktywacyjną zawiesinę schładza się i równocześnie rozcieńcza się nieprzereagowany kwas, zaś następnie zawiesinę filtruje się i otrzymany placek filtracyjny przemywa się oraz wyciska się z placka popłuczyny.

Według wynalazku filtrację poaktywacyjnej zawiesiny prowadzi się z użyciem dodatkowych środków wspomagających filtrację, takich jak: drobiny diatomitu, ziemi okrzemkowej, perlitu lub ich mieszanin, zaś placek przemywa się wodą do uzyskania pH placka od 2,8 do 3,0.

W dalszej kolejności odciśnięty placek grudkuje się, zwłaszcza do wielkości grudek poniżej 10 mm, w szczególności poprzez przeciskanie placka przez oczka sita i odcinanie za sitem i grudki suszy się do zawartości wilgoci poniżej 20%, zaś następnie wysuszone grudki domiela się do wielkości ziaren poniżej 300 μm, korzystnie poniżej 100 μm.

Najkorzystniej grudki placka domiela się do wielkości ziaren poniżej 80 μm, do uzyskania ponad 90% ilości ziaren o wielkości od 60 μm do 10 μm i mniej niż 5% ilości ziaren o wielkość poniżej 5 μm.

Według wynalazku popłuczynami z przemywania placka rozcieńcza się kwas aktywacyjny surowca oraz ewentualnie chłodzi się poaktywacyjną zawiesinę i rozcieńcza się nieprzereagowany kwas, zaś filtrat z odciskanego placka, według jednej ze szczególnych wersji wynalazku, dodaje się do rozcieńczania kwasu aktywującego surowiec.

Zaletą sposobu według wynalazku jest między innymi to, że ilość kwasu potrzebnego do zaktywowania surowca jest znacznie mniejsza niż w rozwiązaniu znanym, w którym aktywacji kwasowej poddawany jest surowiec mokry.

Ponadto filtrat oraz popłuczyny są w większości wykorzystywane, gdyż zawracane prawie w całej ilości w procesie, stąd problem unieszkodliwiania kwaśnych ścieków powstających przy produkcji ziem bielących sposobem znanym, został zmarginesowany.

Powyższe zalety rozwiązania według wynalazku wynikają ze zwiększenia gęstości surowca ilastego przed jego aktywacją kwasową poprzez jego wcześniejsze głębokie rozdrobnienienie i wysuszenie.

Penetracja kwasu do suchych drobin surowca z rozwiniętymi powierzchniami oraz jego wchłanianie jest łatwiejsze niż w przypadku znanych ze stanu techniki rozmytych cząstek surowca ilastego.

PL 196 991 B1

Przepuszczenie surowca przez sito i jego przemiał przed aktywacją według rozwiązania stanowiącego istotę przedmiotowego wynalazku powoduje, że surowiec poddaje się aktywacji kwasowej prawie w całej ilości.

W trakcie grudkowania i mielenia surowca rozdrobnieniu podlega również nie poddają cy się aktywacji kwasowej piasek kwarcowy zawarty w surowcu.

Ziemia bieląca otrzymana sposobem według wynalazku ma właściwości odbarwiające porównywalne z właściwościami ziem wyprodukowanych sposobem znanym.

Ziemię bielącą według wynalazku wytwarza się w krótszym czasie niż według rozwiązania znanego przy znacznie mniejszym zużyciu materiału ilastego, kwasu i energii z minimalną ilością kwaśnych ścieków wymagających neutralizacji.

Przedmiot wynalazku objaśniony jest poniżej na podstawie przykładu jego wykonania.

Surowcem wyjściowym do produkcji ziemi bielącej jest bentonit zawierający montmorillonit wapniowo-magnezowy w ilości około 70%, a także drobny piasek kwarcowy oraz inne cząstki nierozmywalne w ilości łącznej około 20%.

Surowiec ma postać nieregularnych kawałków od kilku do kilkunastu cm o wilgotności około 29%.

Surowiec miesza się i grudkuje przeciskając go przez sito z otworami o średnicy 10 mm i odcina się kawałki o długości około 10 mm nożem wirującym na sicie.

Zgrudkowany w wyżej wymieniony sposób surowiec ma zawartość wody około 25%. Następnie grudki suszy się do uzyskania wilgotności wynoszącej od 15% do 17%, po czym mieli się je w drobiny do rozmiarów w 80% mniejszych od 400 μm.

Drobiny surowca dodaje się do roztworu kwasu siarkowego o stężeniu 25% i formuje się poprzez mieszanie zawiesinę drobin surowca w rozcieńczonym kwasie, przy czym drobiny mają wagę w formowanej zawiesienie około 40% wagi zawiesiny.

Aktywację kwasową zawiesiny prowadzi się w temperaturze 95°C do momentu zaaktywowania 90% ilości wagowej drobin i następnie poaktywacyjną zawiesinę schładza się wodą do temperatury od 50°C do 60°C i równocześnie rozcieńcza się wodą nieprzereagowany kwas do stężenia w granicach od 2% do 10%.

W dalszej kolejności poaktywacyjną zawiesinę filtruje się, przy czym filtrację zawiesiny poaktywacyjnej prowadzi się z użyciem dodatkowego środka wspomagających filtrację w postaci drobnego perlitu, zaś otrzymany placek pofiltracyjny przemywa się wodą do uzyskania pH placka od 2,8 do 3,0.

Następnie wyciska się z placka popłuczyny do uzyskania wilgotności placka od 40% do 45%, po czym placek grudkuje się przeciskając go przez sito z otworami o średnicy 5 mm i odcina się kawałki placka z sita o długości około 5 mm nożem wirującym na sicie.

Grudki placka odcięte z sita suszy się do zawartości wilgoci mieszczącej się w przedziale od 10% do 12% i następnie domiela się do wielkości ziaren poniżej 60 μm, z równoczesną klasyfikacją ziaren, aż do uzyskania ponad 90% ilości ziaren o wielkości od 60 μm do 10 μm i mniej niż 5% ziaren o wielkość poniżej 5 μm.

W przybliżeniu czwartą część popłuczyn z przemywania placka kieruje się do wody rozcieńczającej kwas przed aktywacją zawiesiny surowca i połowę ilości popłuczyn dodaje się do wody chłodzącej poaktywacyjną zawiesinę. Natomiast nieprzereagowany kwas oraz filtrat kieruje się wraz z popłuczynami do rozcieńczenia kwasu przeznaczonego do aktywacji surowca.

Ziemia bieląca otrzymana w/w sposobem, zgodnie z przykładem wykonania przedmiotowego wynalazku, ma zdolności odbarwiające porównywalne z ziemią bielącą z nazwą „Jeltar 100” otrzymaną sposobem znanym, przy znacznie mniejszym zużyciu surowca, kwasu oraz zmarginesowaniu ilości kwaśnych ścieków odpadowych.

Claims (14)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania ziemi bielącej z surowców ilastych, zwłaszcza z bentonitów poprzez aktywację surowców ilastych kwasami mineralnymi, oddzielenie nadmiaru kwasu z poaktywacyjnego surowca oraz suszenie i ewentualnie domielanie wysuszonego poaktywacyjnego surowca, znamienny tym, że surowiec ilasty grudkuje się i grudki suszy się do zawartości wilgoci poniżej 20%, po czym mieli się w drobiny o wielkości poniżej 400 μ^ι, które miesza się z rozcieńczonym kwasem i formuje się zawiesinę drobin surowca w kwasie oraz aktywuje się w temperaturze od 80°C do 100°C, po czym poaktywacyjną zawiesinę schładza się i równocześnie rozcieńcza się nieprzereagowany kwas, następnie zawiesinę filtruje się i otrzymamy placek filtracyjny przemywa się oraz wyciska się z placka popłuczyny,

   PL 196 991 B1 po czym placek grudkuje się i suszy się do zawartości wilgoci poniżej 20%, zaś grudki domiela się do wielkości ziaren poniżej 300 μm.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że surowiec ilasty grudkuje się do wielkości grudek mniejszych od 20 mm.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że surowiec grudkuje się poprzez przeciskanie surowca przez oczka sita i odcinanie za sitem.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że drobiny surowca w zawiesinie przedaktywacyjnej stanowią od 20% do 50% wag. zawiesiny.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że surowiec aktywuje się kwasem o stężeniu od 15% do 40%, zwłaszcza siarkowym.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że aktywację zawiesiny prowadzi się do momentu zaktywowania przynajmniej 90% ilości wagowej drobin surowca.
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że filtrację zawiesiny prowadzi się z użyciem środków wspomagających filtrację, w szczególności drobin: diatomitu, ziemi okrzemkowej, perlitu lub ich mieszanin.
8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że placek przemywa się wodą do uzyskania pH placka od 2,8 do 3,0.
9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że placek grudkuje do wielkości grudek mniejszych od 10 mm.
10. 10. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że placek grudkuje się poprzez przeciskanie placka przez oczka sita i odcinanie za sitem.
11. 11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że grudki placka domiela się do wielkości ziaren poniżej 100 μm.
12. 12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że placek domiela się do wielkości ziaren poniżej 80 μm, zaś w domielonym placku ponad 90% ziaren ma wielkość od 60 μm do 10 μm i mniej niż 5% ziaren ma wielkość poniżej 5 μ^ι.
13. 13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że popłuczynami z przemywania placka rozcieńcza się kwas przed aktywacją surowca oraz ewentualnie chłodzi się poaktywacyjną zawiesinę i w szczególności rozcieńcza się nieprzereagowany kwas.
14. 14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że filtrat z odciskanego placka dodaje się do rozcieńczania kwasu aktywującego surowiec.