SU1724661A1

SU1724661A1 - Method of producing aluminium-kaolinite

Info

Publication number: SU1724661A1
Application number: SU904807846A
Authority: SU
Inventors: Алексей Алексеевич Комиссаренков
Original assignee: Ленинградский технологический институт целлюлозно-бумажной промышленности
Priority date: 1990-02-05
Filing date: 1990-02-05
Publication date: 1992-04-07

Abstract

Изобретение относитс к модифицированию наполнителей, пигментов и может быть использовано в лакокрасочной, целлюлозно-бумажной промышленности, а также в очистке сточных вод. Изобретение описывает способ получени алюминий-каолинита , включающий обработку каолина при 20 200&deg;С раствором соли алюмини в присутствии комплексообразовател - сульфосалициловой кислоты или глицерина при их содержании в растворе 0.1-13,7 моль/л. Изобретение позвол ет повысить белизну алюминий-каолинита на 3-9 ед., при этом степень удалени лигнина возрастает до 53-78% в широком интервале рН - от 2,3 до 11,05, в то врем как белизна наполнител , полученного известным способом , повышаетс на 3,6-3,8 ед, степень удалени лигнина составл ет 3,6-7,1 %, коагул ци же из кислых сред в этом случае невозможна. 7 табл. сл СThe invention relates to the modification of fillers, pigments and can be used in the paint and varnish, pulp and paper industry, as well as in wastewater treatment. The invention describes a method for producing aluminum-kaolinite, which involves treating kaolin at 20,200 ° C with a solution of an aluminum salt in the presence of a complexing agent, sulfosalicylic acid or glycerin, with their content in a solution of 0.1-13.7 mol / l. The invention allows to increase the whiteness of aluminum-kaolinite by 3-9 units, while the degree of lignin removal increases to 53-78% in a wide range of pH - from 2.3 to 11.05, while the whiteness of the filler obtained in a known manner It increases by 3.6-3.8 units, the degree of lignin removal is 3.6-7.1%, and coagulation from acidic media is impossible in this case. 7 tab. sl C

Description

Изобретение относитс к технике модифицировани наполнителей, пигментов, сорбентов и может быть использовано в лакокрасочной и целлюлозно-бумажной промышленности и технике очистки сточных вод. .The invention relates to a technique for modifying fillers, pigments, sorbents, and can be used in the paint and varnish and pulp and paper industries and in wastewater treatment. .

Известен способ получени каолинового пигмента путем обработки раствора каолиновой глины органическим полимером. При этом полученный продукт обладает невысокой сорбционной емкостью.A method of producing kaolin pigment is known by treating the solution of kaolin clay with an organic polymer. At the same time, the resulting product has a low sorption capacity.

Наиболее близким к изобретению вл етс .способ обработки каолина алюминий- содержащим веществом. При этом за счет адсорбции и контактной коагул ции ионов алюмини на поверхности каолинита происходит изменение электроповерхностныхClosest to the invention is a method for treating kaolin with an aluminum-containing substance. At the same time, due to the adsorption and contact coagulation of aluminum ions on the surface of kaolinite, a change in the electrosurface

свойств, которое обеспечивает хорошее удержание наполнител бумажной массой и увеличение белизны продукта.properties, which ensures good retention of filler paper stock and increase the whiteness of the product.

Однако в св зи с коагул цией гидрокси- да алюмини на поверхности каолинита из- за слабых коагул ционных контактов такой продукт трудно выделить отдельной фазой и использовать в качестве сорбента или пигмента .However, due to the coagulation of aluminum hydroxy on the surface of kaolinite, due to weak coagulation contacts, such a product is difficult to isolate as a separate phase and to be used as a sorbent or pigment.

Цель изобретени - повышение белизны и сорбционных свойств каолинита.The purpose of the invention is to increase the whiteness and sorption properties of kaolinite.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу получени алюминий-каолинита путем обработки каолита раствором соли алюмини в присутствии комплексообразовател при повышенной температуре, последующую отмывку, сгущение и сушкуThis goal is achieved by the fact that according to the method of producing aluminum-kaolinite by treating the kaolite with a solution of an aluminum salt in the presence of a complexing agent at an elevated temperature, subsequent washing, thickening and drying

vi юvi yu

Јь О ОО About O

полученного продукта, в качестве комплек- сообразовател берут сульфосалициловую кислоту или глицерин при их содержании в растворе соли алюмини 0,1-13,7 моль/л, и обработку ведут при 20-200°С.of the obtained product, sulfosalicylic acid or glycerin is taken as a complexing agent with their content in an aluminum salt solution of 0.1–13.7 mol / l, and the treatment is carried out at 20–200 ° C.

При взаимодействии ионов алюмини с каолинитом в указанных услови х наблюдаютс процессы растворени макрорадикала каолинита с освобождением активных зон, способных абсорбировать ионы алюмини на этих участках. Адсорбци ионов алюмини на алюмосиликатном скелете каолинита перезар жает поверхность глинистого материала , что служит фактором, обеспечивающим последующую адсорбцию анионных остатков, способных образовывать малорастворимые поверхностные соединени .When aluminum ions interact with kaolinite under these conditions, the processes of kaolinite macroradical dissolution are observed with the release of active zones capable of absorbing aluminum ions in these areas. The adsorption of aluminum ions on the aluminosilicate skeleton of kaolinite recharges the surface of the clay material, which serves as a factor in the subsequent adsorption of anionic residues capable of forming poorly soluble surface compounds.

Последовательна адсорбци катионов и анионов, регулируема наличием в растворе комплексообразовател , приводит к насыщению твердой фазы ионами алюмини за счет различной растворимости кремнезема и оксида алюмини в растворе, т.е. образуетс алюминийкаолинит с высоким содержанием ионов алюмини в каолините.Sequential adsorption of cations and anions, regulated by the presence of a complexing agent in solution, leads to saturation of the solid phase with aluminum ions due to different solubilities of silica and alumina in solution, i.e. an aluminum-kaolinite is formed with a high content of aluminum ions in kaolinite.

Повышенное содержание ионов алюмини в каолините вызывает увеличение его белизны, а также про вление сорбционных свойств, например, в отношении кислотных стоков сульфитного производства целлюлозы . Удаление лигнинсодержащих примесей альтернативным методом коагул ции из кислых щелоков затруднительно.The increased content of aluminum ions in kaolinite causes an increase in its whiteness, as well as the development of sorption properties, for example, with respect to acidic effluent from sulphite pulp production. Removal of lignin-containing impurities by the alternative method of coagulation from acidic liquors is difficult.

Пример 1.25г каолинита белизной 77% (марка КН-77) обрабатывают 1 л 0,153. М раствором , содержащим 0,25 моль/л сульфосалициновой кислоты при рН 0,66. Обработку провод т в течение 10 сут при периодическом перемешивании при 20°С. По истечении времени контакта величина сорбции, определенна по разности концентраций, составл ет 5,4 ммоль AI /г каолинита. После промывки и сушки белизна каолинита составл ет 82%. Изменение содержани алюмини в процессе обработки представлено в табл. 1.Example 1.25g of kaolinite with a whiteness of 77% (brand KN-77) is treated with 1 l of 0.153. M solution containing 0.25 mol / l sulfosalicinic acid at pH 0.66. The treatment is carried out for 10 days with occasional stirring at 20 ° C. After the contact time has elapsed, the sorption value determined from the concentration difference is 5.4 mmol AI / g kaolinite. After washing and drying, the whiteness of the kaolinite is 82%. The change in the aluminum content during processing is presented in Table. one.

Пример 2. 0,5 г каолинита белизной 77% обрабатывают 50 мл 0..127 М раствором ( в растворе, содержащем 0,1 моль/л сульфосалициловой кислоты при рН, измен ющимс от 0,4 до 10,8. Врем взаимодействи при 20°С составл ет 1 сут. Результаты получени алюминий-каолинита приведены в табл. 2.Example 2. 0.5 g of kaolinite with a whiteness of 77% is treated with 50 ml of a 0..127 M solution (in a solution containing 0.1 mol / l sulfosalicylic acid at a pH varying from 0.4 to 10.8. Interaction time at 20 ° C is 1 day. The results of aluminum-kaolinite production are shown in Table 2.

. Пример 3. Приготавливают раствор АЮз концентрацией 0,025 М в растворе, содержащем 0,1 моль/л глицерина, при рН, измен ющихс от 2,0 до 10;01 г каолинита, белизной 66%, обрабатывают 25 мл такого раствора в течение 4 ч при 95°С. Результаты. Example 3. A 0.025 M solution of AU3 is prepared in a solution containing 0.1 mol / l glycerol, with a pH ranging from 2.0 to 10; 01 g of kaolinite, 66% whiteness, is treated with 25 ml of this solution for 4 hours at 95 ° C. results

получени алюминий-каолинита представлены в табл. 3.the production of aluminum-kaolinite are presented in table. 3

Пример 4. Приготавливают 0.02 М .раствор АЮз в растворе, содержащем 1 моль/л глицерина при различной щелочности раствора, регулируемой гидроксидом натри от 0,10 до 2,0 М. 1 г каолинита белизной 90% обрабатывают 25 мл такого раствора в течение 4 ч при 150°С в автоклаве изExample 4. Prepare 0.02 M. AUz solution in a solution containing 1 mol / l glycerol with different alkalinity of the solution, controlled by sodium hydroxide from 0.10 to 2.0 M. 1 g of kaolinite with whiteness of 90% is treated with 25 ml of this solution for 4 h at 150 ° C in an autoclave from

0 нержавеющей стали объемом 28 см3. Результаты получени алюминий-каолинита представлены в табл. 4.0 stainless steel of 28 cm3. The results of aluminum-kaolinite production are presented in table. four.

Пример 5. 2 г каолинита белизной 77% обрабатывают в течение 30 мин приExample 5. 2 g of kaolinite white 77% process for 30 min at

5 200°С 100 мл 0,2 М раствором АЮз. содержащим 13,7 моль/л глицерина. Щелочность раствора регулируют гидроксидом кали . Результаты получени алюминий-каолинита представлены в табл. 5.5 200 ° С 100 ml of 0.2 M AUz solution. containing 13.7 mol / l glycerol. The alkalinity of the solution is regulated by potassium hydroxide. The results of aluminum-kaolinite production are presented in table. five.

0П р и м е р 6. 100 г каолинита белизной0П р and м р 6. 100 g of white kaolinite

84% обрабатывают 1000 мл 0,25 М раствором AlClj, содержащим 13,7 моль/л глицерина , при 180°С. После обработки алюминий-каолинит отдел ют от раство5 ра глицерина на центрифуге, осадок промывают водой и сушат на воздухе. Белизна алю.миний-каолинита, содержащего 5,3 ммоль/г каолинита, составл ет 90%.84% are treated with 1000 ml of 0.25 M AlClj solution containing 13.7 mol / l glycerol at 180 ° C. After treatment, the aluminum-kaolinite is separated from the glycerin solution in a centrifuge, the precipitate is washed with water and air dried. The whiteness of aluminum-kaolinite containing 5.3 mmol / g of kaolinite is 90%.

Данные примеров 1-6 показывают, чтоThe data of examples 1-6 show that

0 в водных растворах комплексообразовате- лей, каким вл .ютс сульфосэлицилова кислота и глицерин, .а также в неводной, например глицериновой, среде протекает сверхэквивалентна сорбци ионов алюми5 ни , привод ща к увеличению белизны продукта.0 in aqueous solutions of complexing agents, such as sulfoselicylic acid and glycerin, as well as in non-aqueous, for example glyceric, medium, an ultra-equivalent sorption of aluminum ions proceeds, leading to an increase in the brightness of the product.

Дл сравнени сорбционных свойств алюминий-каолинита обесцвечивают сульфитный щелок образцом, содержащим 5,3To compare the sorption properties of aluminum-kaolinite, sulphite liquor is decolorized with a sample containing 5.3

0 ммоль AI ь/г каолинита в сравнении с образцом каолинита, обработанного 0,5 М раствором Al2(S04)3 1 ч в нормальных услови х .0 mmol AI / g of kaolinite in comparison with a sample of kaolinite treated with 0.5 M solution of Al2 (S04) 3 1 h under normal conditions.

Сравнительные данные по эффективно5 сти сорбции лигниносодержащих примесей при концентрации 2240 мг/л приведены в табл. 6.Comparative data on the effective5 sorption of lignin-containing impurities at a concentration of 2240 mg / l are given in Table. 6

Из табл. 6 следует, что алюминий-каолинит поглощает лигнинсодержащие примесиFrom tab. 6 it follows that aluminum-kaolin absorbs lignin-containing impurities.

0 из раствора концентрацией 2240 мг/л в широком диапазоне значений рН, при гидромодуле 200 за 1 сут. Лучшее поглощение наблюдаетс при сорбции из кислых сред. Дл каолинита, обработанного сульфатом0 from a solution with a concentration of 2240 mg / l in a wide range of pH values, with a hydronic module 200 for 1 day. Better absorption is observed upon sorption from acidic media. For kaolinite treated with sulphate

5 алюмини , величина поглощени лигнина незначительна .5 aluminum, the absorption of lignin is negligible.

Эффективность алюминий-каолинита в процессе обесечивани сульфитного щелока сравнивают с процессом коагул ции при эквивалентном по ионам алюмини расходеThe effectiveness of aluminum-kaolinite in the process of sulphite liquor stripping is compared with the coagulation process at a consumption equivalent to aluminum ions.

коагул нта и алюминий-каолинита (5,3coagulum nta and aluminum-kaolinite (5.3

4ммоль AI /г). Данные очистки воды от лиг- нинсодержащих примесей сульфитного производства приведены в табл. 7; 4mmol AI / g). Data of water purification from lignin-containing impurities of sulfite production are given in Table. 7;

Коагул цию провод т 0,556 м раство- ром А12(5См)з, который ввод т в мерный цилиндр на 50 . см3. Объем коагул нта составл ет соответственно 9; 5: 10 и 15 мл, что составл ет 1,7; 2,78; 5,6 и 8,3 ммоль коагул нта. После введени коагул нта на- блюдают за.образованием осадка и его уплотнением .The coagulation is carried out with 0.556 m of solution A12 (5CM) 3, which is introduced into the measuring cylinder by 50. cm3. The coagulum volume is respectively 9; 5: 10 and 15 ml, which is 1.7; 2.78; 5.6 and 8.3 mmol coagulant. After the introduction of the coagulant, the formation of a precipitate and its compaction is observed.

Сорбцию лигнинсодержащих примесей провод т в тех же услови х, т.е. в мерный цилиндр на 50 см ввод т алюминий-каолинит в количестве 0,25; 0,5; 1,0; 1,5 г, что соответствует эквивалентному содержанию алюмини в твердой фазе, вз тому дл коагул ции , т.е. 1,3; 2,7; 5,3; 13,3 ммоль.The sorption of lignin-containing impurities is carried out under the same conditions, i.e. Aluminum-kaolin in the amount of 0.25 is introduced into the measuring cylinder of 50 cm; 0.5; 1.0; 1.5 g, which corresponds to the equivalent aluminum content in the solid phase, taken to coagulate, i.e. 1.3; 2.7; 5.3; 13.3 mmol.

Данные табл. 7 показывают, что очистка от лигносульфонатов может быть осуществлена из кислых сред, в то врем как коагул ци сульфатом алюмини в этом случае невозможна. Сорбци при значении рН 4,7 менее эффективна, чем коагул ци при тех же услови х, но времени на коагул цию требуетс значительно больше, вместе с уплотнением осадка врем контакта составл етThe data table. 7 show that the removal of lignosulfonates can be carried out from acidic media, while coagulation with aluminum sulfate is impossible in this case. Sorption at a pH of 4.7 is less effective than coagulation under the same conditions, but the time required for coagulation is much longer, along with compaction of the precipitate, the contact time is

0 0

0 5 0 5

5five

16,5 ч. За врем контакта при гидромодуле 200 и значении рНисх. 2,40 степень очистки составл ет 82,1%, при этом раствор не загр знен сульфатом..16.5 hours. During the contact time at a water ratio of 200 and a pH value. 2.40 degree of purification is 82.1%, while the solution is not contaminated with sulfate.

Таким образом, приведенные данные указывают на возможность использовани алюминий-каолинита в качестве сорбента. Терморегенерацией полностью восстанавливаетс способность к очистке окрашенных сточных вод, в том числе и по отношению к микропримес м железа.Thus, these data indicate the possibility of using aluminum-kaolinite as a sorbent. Thermoregeneration fully restores the ability to treat colored wastewater, including in relation to iron trace impurities.

Claims

The invention method for producing aluminum-kaolinite, which includes processing kaolin with a solution of aluminum salt in the presence of a complexing agent at elevated temperature, subsequent washing, thickening and drying of the product obtained, characterized in that sulfosalicylic acid or glycerin with their content in a solution of aluminum salt equal to 0.1-13.7 mol / g, and the treatment is carried out at 20-200 ° C.

Table 1

table 2

Table 3

Table 4

Table 5

Table

Table 7