SE417104B - Sett att rena respektive bleka fororenat kalciumsulfat avsedd att anvendas som pigment och/eller fyllmedel - Google Patents

Description

7811216-6 g 2 10 15 20 25 30 35 0,1 - 1%, företrädesvis 0,3 - 0,5% aktivt klor, räknat på möng- den kalciumsulfat.

Enligt en annan utföringsform renas kalciumsulfaten genom fraktionering, företrädesvis i cyklon, före eller efter blek- ningen, för avlögsnande av icke önskvärda partiklar.

Efter blekningen bör kalciumsulfaten tvättas med vatten, t ex på filter eller i kolonn, för avlägsnande av klorrester, klorider och oxiderande föreningar.

Uppfinningen skall i det följande nörmare beskrivas medelst ett utföringsexempel samt med hänvisning till bifogade ritning utvisande ett blockschema över ett sött att genomföra metoden.

EXEMPEL Som råmaterial enligt denna utföringsform användes avfallsgips erhållen vid tillverkning av fosforsyra. Materialet slammades upp 1 i vatten till en torrhalt av ca 15 viktprocent. pH-värdet för uppslamningen inställdes på ett värde understigande 3. Öetta värde är kritiskt - vid högre pH-vörden fastnar nämligen miss- färgande föroreningar på gipspartiklarna. Gips av den typ som här kom till användning innehåller som föroreningar förutom organiskt material, grovt missfärgad gips, kalciumfluorid och silikater från tidigare processer. Om pH-värdet för uppslamningen överstiger 3 sker surgörning lämpligen medelst svavelsyra.

Den erhållna uppslamningen fraktionerades sedan i en hydrocyklon 2, varvid man tillvaretog en fraktion med partikelstorlek av 25- 100)» Partikelstorleken bör inte understiga 25/h då annars den i ett senare processteg följande avvattningen avsevärt försvåras.

Fraktionen innehållande partiklar med en storlek över IOOp ut- göres delvis av mörkförgade partiklar sam till en del består av turmalin. Råfosfaten som utgör utgångsmaterialet för framställ- ning av fosforsyra finns emellertid i många olika kvaliteter och föroreningarna kan därför vara av varierande slag.

Fraktioneringen utfördes i två steg 3 resp 4, i det första ste- get avlägsnades den grövre fraktianen och i det senare den finare fraktionen och bortfördes ur processen som avfall. Genom att ut- föra separeringen på detta sött ör man oberoende av de i den fos- forsyrafabrik, från vilken gipsen hömtats, rådande driftsförhåll- andena. Den erhållna slurryn hade en torrhalt av ca 45 vikt- procent. 10 15 20 25 30 35 7811216-'6 Den tillvaratagna fraktionen blektes sedan i en kontinuerlig blek- ningsanlöggning 5 genom tillsats av klorvatten 6. Genom denna tillsats sjönk torrsubstanshalten till ca 20 viktprocent. Sedan klorvattnet tillförts instölldes pH-värdet på 3 och blekningen utfördes genom omrörning i två seriekopplade tankar för att få en förlängd uppehållstid. Mängden tillfört klor uppgick till 0.5 viktprocent räknat på torr gips. Efter blekningen förtjocka- des slurryn till en torrsubstanshalt av ca 35 viktprocent i en sedimentationsförtjockare. 1 I ett följande steg 7 tvättades sedan gipsen för avlägsnande av skumbildonde medel, klorider, organiskt material och andra föro- reningar. Tvättningen utfördes kontinuerligt medelst vatten 8 i motström i vertikalstflllda rör, varvid gipsen tas ut nedtill medelst en skruv. Vid tvöttningen erhölls samtidigt en förtjock- ning till ca 45 viktprocent torrholt. ' Filtrering av den från tvättningssteget erhållna slurryn utfördes sedan på roterande vakuumfilter 9 med samtidig pöspritsning av vatten för att främst avlägsna resterande klorider.l Från filtret erhölls en ren, blekt produkt med en torrhalt av ca 75 viktprocent.

Avlappen 10 resp 11 från tvättning 7 resp filtrering 9 kan bort- föras gemensamt 22. 7 Den enligt uppfinningen framställda kalciumsulfaten är sär- skilt lömplig för användning som pigment i bestrykningsmedel för papper, kartong eller liknande eller som fyllnadsmedel.

Huvudbeståndsdelarna i en bestrykningskomposition, antingen denna skall användas för bestrykning av papper ooh kartong eller som målarfärg, utgöres av fig.ment, bindemedel och vötskefas. I allmänhet är det även nödvändigt att tillsätta ett dispergerings- medel för att erhålla en god fördelning av pigmentet. Samtidigt kan man därvid ofta minska kompositionens viskositet, vilket inne- bär att man kan åstadkomma en högre torrhalt, utan att strykbar- heten försämras.

När det gäller bestrykning av papper, kartong eller liknande användes konventionellt kaolin, titandioxid eller krita som pig- ment. Det har emellertid även föreslagits att onvönäa gips. Att gips inte fått någon praktisk användning beror troligen på, att man ansett att gipsen kräver väsentligen mera dispergeringsmedel.

Tidigare använda bindemedel för bestrykningskompositioner utgöres t ek av vattenlösliga substanser som stärkelse och kossein, , 7811216-6 10 15 20 25 30 35 eller av dispersioner av olika polymerer i vatten, t ex polyakry- lat, polymetaakrylat och polyvinylalkohol. Det är emellertid i och för sig känt att använda vissa cellulosaderivat, t ex metyl- cellulosa, etylcellulosa, hydroxietylcellulosa och karboximetyl- cellulosa.

Som dispergeringsmedel förefinnes ett stort antal medel till- De utan jämförelse mest använda ör olika typer av fos- fater, särskilt natriumhexametafosfat. Detta dispergeringsmedel uppvisar emellertid, liksom flera andra, vissa nackdelar. Sö- ledes nedsättes ofta bindekraften hos det använda bindemedlet.

Vidare kan dessa dispergeringsmedel i vissa fall vid användning för bestrykning av papper, som skall tryckas i offset-tryck, ge orsak 'till en emulgering av tryckfärgen i offset-vattnet och en därav följande icke önskad toning av trycket.

Med hänsyn till vad som ovan angivits användes vid förfaran- det enligt föreliggande metod i huvudsak ett dispergeringsmedel som själv verkar som bindemedel, nämligen en med karboxylgrupper gängliga. substituerad polysackarid.

Det har härvid visat sig vara helt avgörande att gipsen m0- les i närvaro av en med karboximetylgrupper substituerad poly- sackarid.

Enligt ett särskilt fördelaktigt sätt sker malningen i när- varo av vatten.

Vid de olika försök som utförts i samband med utvecklingen av metoden har det visat sig att särskilt goda resultat erhölls vid malning med karboximetylcellulosa, vanligen betecknad CNC, och då med ett material med en medelmolekylvikt av 10.000 - 500.000, företrädesvis 20.000 - 150.000. Vid användningen av CMC tillsättes denna i en mängd av 0.5 - 3 viktprocent, räknat på mängden torr kalciumsulfat.

Kalciumsulfatens partikelstorlekär väsentlig i sammanhangen.

Om man således önskar framställa en bestrykningskomposition för erhållande av ett matt papper, bör gipsen har en sådan partikel- storleksfördelning att 30 viktprocent har en storlek mindre än 2 p. För bestrykningskompositioner för erhållande av ett glansigt papper bör 95 viktprocent av materialet ha en partikelstorlek mindre än 2,p. Ifråga om pigment för fyllnadsmedel bör kalciumsul- 'fatens partikelstorlek vara sådan att 50 viktprocent av materialet har en storlek mindre än 5 fu 10 15 20 25 30 35 40 7811216-'6 Partikelstorleksfördelningen enligt ovan har bestämts medelst en sedimenteringsapparat enligt Åndreasen, vilken apparat i Sverige tillhandahållas av företaget Kebo Grave under nummerbeteckningen 111.904. Provet beredes genom att ca 10g gipssmet utväges och till- sättes 2 ml av en 1%-ig CNC-lösning, varefter smeten röres ut med ca 40 ml vatten. Provet överföres till sedimenteringsapparaten och med pipetten uttages mängder av 10 ml enligt följande schema: 1:a provet 0-prov 2:a provet efter 60 min 3:e provet efter 120 min 4:e provet efter 1080 min 5:e provet efter 1560 min Enligt en särskild utföringsform tillsättes ett bindemedel, t ex latex eller stärkelse. Sådan tillsats bör lämpligen ske efter malningen.

Som ovan nämnts är en hög torrhalt av stor betydelse för ett effektivt och ekonomiskt bestrykningsmedel. Med det valda binde- medlet/dispersionsmedlet och den utnyttjade metodiken kan man uppnå så höga torrhalter som 60 - 80 viktprocent för bestrykningsmedel för erhållande av matt papper. För bestrykningsmedel för erhållande av glansigt papper, har man uppnått torrhalter av 55 - 80 vikt- procent.

Enligt en särskild utföringsform utföres malningen vid för- höjd temperatur, företrädesvis vid en temperatur understigande 130°C.

Framställningen av bestrykningsmedel kan med hänvisning till ritningen konkret utföras på följande sätt.

Den från exempel ovan erhållna produkten tillfördes en dis- pergeringsutrustning 12 under samtidig tillförsel 13 av 1,6 vikt- procent karboximetylcellulosa (CNC), räknat på torr gips, i form Därefter höjes pH till 12 genom tillsats av natriumhydroxid, då som i föreliggande fall, gips innesluter av en 1,4%-ig lösning. mindre mängder fosforsyra som frigöres vid den efterföljande mal- ningen. Vidare kan blandningen tillsättes konventionella glans- höjare, skumdämpare, optiska vitmedel, färgämnen och konserverings- medel, allt efter önskemål. ningskärlet kontinuerligt för erhållande av en genomströmning av De olika komponenterna tillföres bland- 3 . . . ca 4 m /h. Dispergeringen astadkommes medelst en hastigt rote- rande omrörare.

Från dispergeringssteget 12 överföras materialet kontinuer- ligt till en vakuumavluftare 14 för att avlägsna innesluten luft.

Efter avluftningen maldes dispersionen i en pärlkvarn 15 7811216-6 vid en temperatur av ca 50°C i ett enda steg, kyldes 16 och si- lades i en sjölvrensande sil 17. Som slutprodukt 18 erhölls en lagringsstabil slamma med en torrhalt av 71%. Produkten ör pump- bar och kan levereras fylld på tank eller fat.

Uppfinníngen ör icke begränsad till de beskrivna utföríngs- formerna, utan kan varieras inom uppfínningstankens ram.

Claims (5)

1. 0 15 20 w 7811216-6 Patentkrav l. Sätt att rena respektive bleka förorenat kalciumsulfat avsedd att användas som pigment och/eller Fyllnadsmedel, k ö n n e t e c k - n a t därav, att kalciumsulfaten behandlas med klor, underklorsyrlighet, hypoklorit, klordioxid och/eller peroxider med kalciumsulfaten i form av en upbslamning i vatten, varvid torrhalten i uppslamningen uppgår till högst 60 viktprocent, företrädesvis högst 50 viktprocent, och att be- handlingen medelst klor, underklorsyrlighet eller hypoklorit utföres vid ett pH av 1,5 - 6, företrädesvis 2 - 4,

2. Sött enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t att blekningen utföres under en tid av 5 min till 1 timme, företrädes- vis 20 min till 30 min.

3. Sätt enligt patentkravet l, att klor eller klorföreningen tillsättes i en mängd av 0.1 - l %, företrädesvis 0.3 - 0.5 % aktivt klor, räknat på mängden kalciumsulfnt. k ü n n e - därav, k H n n e t e c k n a t därav,

4. Sätt enligt något av de föregående patentkraven, t e c k n a t därav, att kalciumsulfaten renas genom fraktionering, företrädesvis i cyklon, Före eller efter blekningen, För avlägsnande av icke önskvärda partiklar.

5. Sätt enligt något av de föregående patentkraven, t e c k n a t därav, att kalciumsulfaten efter blekningen tvättas med vatten, t ex på Filter eller i kolann, För avlägsnande av klor- rester, klorider och oxiderade föreningar. k ä n n e -