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Verfahren zur Veränderung der physikalischen Eigenschaften von fein verteilten silikatischen Mineralstoffen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Veränderung der physikalischen Eigenschaften von fein verteilten silikatischen Mineralstoffen. Derartige Stoffe, die meist chemisch indifferent sind und in verschiedenen Industriezweigen als Füll-oder Farbstoffe oder als Besehwerungsmittel ausgedehnte Verwendung finden, weisen häufig trotz richtiger chemischer Zusammensetzung unzulängliche physikalische
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sichtlich ihres Verhaltens zu den andern bei der Weiterverwendung in Frage kommenden Stoffen, Färbung usw. auf, die ihrer Verwendung im Wege stehen.
Im Sinne der Erfindung erreicht man die verlangte Änderung der physikalischen Eigenschaften dadurch, dass man die silikatisehen Mineralstoffe in einer Flüssigkeit durch Aufschlämmen fein verteilt und auf den Teilchen einen schwerlöslichen Stoff oder auch deren mehrere adsorbieren lässt. Vorzugsweise wählt man als zu adsorbierende Stoffe schwerlösliche Salze, die man in der Flüssigkeit, in welcher der silikatische Mineralstoff aufgeschlämmt ist, durch Umsetzen der Komponenten zur Entstehung kommen lässt.
Die silikatischen Mineralstoffe, wie z. B. Ton, Kaolin, serizitische Erden usw., die bekanntlich in grossen Mengen in den verschiedenen Industrien als Füllstoffe und zu Streiehzweeken bei der Herstellung glänzender Oberflächen Verwendung finden, erweisen sich nicht immer und in allen Fällen zu den gedachten Zwecken brauchbar, besonders dort, wo bestimmte Eigenschaften verlangt werden. Diese Eigenschaften der Mineralstoffe bestehen im wesentlichen darin, dass sie sich leicht mit Wasser zu einem vollkommen gleichförmigen Brei anrühren lassen und in verdünnter wässeriger Suspension eine bestimmte Absetzgeschwindigkeit zeigen, wozu noch in vielen Fällen reinweisser Farbton kommt. Ausserdem verlangt man in den verschiedenen Industrien ein ganz bestimmtes Verhalten der Füllstoffe zu den andern Reagentien, welche bei der Fabrikation Anwendung finden.
Die Erfindung ermöglicht es, silikatische Mineralstoffe, wie Ton, Kaolin, Kieselgur u. dgl., beliebiger Herkunft derart zu veredeln, dass sie hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften und ihres Verhaltens bei ihrer Weiterverwendung die bestmöglichen Bedingungen bieten. Diese Veränderung wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass man auf den in Wasser aufgeschlämmten Mineralteilchen ein schwerlösliches Salz zur Adsorption bringt. Infolge seiner geringen Wasserlösliehkeit bleibt das adsorbierte Salz auf den aufgeschlämmten Mineralteilchen haften, sobald diese von der Flüssigkeit getrennt werden.
Es ist vorteilhaft, wenn das betreffende Salz in Wasser nicht ganz unlöslich ist, damit bei der praktischen Verwendung des veredelten Naturproduktes ein kleiner Teil des adsorbierten Salzes in Lösung geht, durch dessen Ionenladung die elektrostatische Ladung der festen Teilchen im Medium bewirkt wird, welche als die Ursache des verlangten physikalischen Verhaltens anzusehen ist.
Als besonders vorteilhaft hat sieh Calciumsulfat erwiesen, welches nicht nur in Wasser, sondern auch in Alkalien und Säuren schwer löslich ist, jedoch eine bestimmte Löslichkeit besitzt, welche genügt, um Ca-und SO4-Ionen in die Flüssigkeit bei neutraler Reaktion derselben zu entsenden, welche je nach der gewünschten Konzentration die physikalischen Eigenschaften des Materials zu verändern vermögen. Caleiumsulfat ist ausserdem ein Weisskörper, der, in der beschriebenen Weise auf den Mineralteilehen zur Entstehung gebracht, genügendes Deckvermögen besitzt, so dass neben der physikalischen Veränderung der behandelten Stoffe noch eine Farbaufhellung durch Überziehen der Teilchen mit einer Schicht dieses Körpers erreicht wird.
Es wird gerade durch Caleiumsulfat-Adsorption die Affinität der Füllstoffe zu den andern Rohstoffen, wie sie im allgemeinen verwendet werden, besonders günstig beeinflusst.
Man erreicht die Bildung des auf den Mineralteilchen zu adsorbierenden, verhältnismässig schwerlöslichen Salzes dadurch, dass man in der wässerigen Aufschlämmung der festen Teilchen die Bildung eines derartigen Salzes sich vollziehen lässt, indem man geeignete Stoffe, wie Säuren, Basen, Salze, zufügt, welche durch ihre gegenseitige Einwirkung ein geeignetes Salz entstehen lassen. Bei der Auswahl der zuzusetzenden Stoffe muss man darauf Rücksicht nehmen, ob die silikatischen Mineralstoffe einem Schlämmprozess unterworfen wurden und sodann mit einem sauren oder einem alkalischen Reagens koaguliert worden sind.
Wurde nach dem Schlämmprozess zur Koagulation ein Reagens verwendet, welches nach Zugabe eines oder mehrerer anderer Stoffe ein schwer lösliches Salz bildet, so kann dies im vorliegenden Verfahren bereits berücksichtigt werden, wie z. B. in dem Falle, wenn die Koagulation mittels Kalkmilch oder mittels Schwefelsäure oder Aluminiumsulfat erfolgte. Verwendet man als eine Reaktionskomponente einen Stoff, welcher ausser der oben angegebenen Salzbildung auch noch eine bleichende Wirkung mit sich bringt, z. B. Natriumhydrosulfit in handelsüblicher Pulverform, so wird gleichzeitig die unter Umständen erforderliche Bleiehung erzielt.
Aus der Fachliteratur ist bekannt, die Eigenschaften fein verteilter Mineralstoffe, z. B. Kaolin und Ton, dadurch zu verbessern, dass man die Stoffe im Wasser aufschlämmt und der Aufschlämmung
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ein Peptisationsmittel, wie Ätzkali, Soda, Metaphosphate, Pyrophosphate usw., zusetzt, um die Abscheidung der Verunreinigungen zu ermöglichen bzw. zu erleichtern. Um die peptisierten Stoffe aus ihrer wässerigen Suspension ausbringen zu können, fügt man koagulierend wirkende Mittel hinzu, wie z. B. Aluminiumsulfat oder Alaun. In keinem dieser Fälle wird auf den Mineralstoffteilchen eine Adsorption eines schwerlöslichen Salzes bewirkt. Ferner ist auch die Verwendung von schwefliger und hydroschwefeliger Säure bzw. ihrer Salze als Bleichmittel für Mineralstoffe bekannt.
Beispiel 1 : Es liegt ein fast weisser, sehr fetter Ton in kleinen, harten, sehr schwer auflösbaren Stücken vor. Dieser wird in Wasser durch mechanische Bearbeitung aufgeschlämmt und von den groben Bestandteilen, die sich nicht lösen lassen, getrennt. Sodann wird der Aufschlämmung Kalkmilch zugesetzt, u. zw. etwa loo auf die Menge des aufgeschlämmten Tones gerechnet. Der Ton wird dadurch koaguliert, so dass die Teilchen sich als Schlamm zu Boden setzen. Das überstehende klare Wasser wird abgehebert, der Schlamm gut durchgerührt und mit weiteren 1-20/00 Kalkmilch versetzt. Unter fortwährendem Durchrühren wird mit Schwefelsäure neutralisiert. Der sich so ergebende Schlamm kann leicht in einer Filterpresse vom Wasser getrennt werden.
Nach dem Trocknen verteilt sich das so behandelte Material leicht und gleichmässig im Wasser, ergibt einen glatten Brei und zeigt alle gewünschten vorbeschriebenen physikalischen Eigenschaften.
Beispiel 2 : Es liegt ein Kaolinschlamm vor, der aus Rohkaolin durch mechanische Schlämmung und Koagulation mittels Kalkmilch gewonnen wurde und der ein spezifisches Gewicht von 1'3 aufweist.
Dieser Schlamm wird in einem Mischgefäss mit Schwefelsäure von 600 Bé neutralisiert. Sodann fügt man Natriumhydrosulfit in Pulverform, u. zw. 10/00 auf die in der Suspension vorhandene Menge Trockensubstanz und Schwefelsäure von 600 Bé in der doppelten Gewichtsmenge des Bleichmittels zu, worauf man 30-60 Minuten rührt. Es wird nun mit Kalkmilch annähernd neutralisiert und wieder 30-60 Minuten
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von Wärme.
Beispiel 3 : Es liegt ein Kaolinschlamm vor, der aus Rohkaolin durch mechanisches Schlämmen und nachträgliche Koagulation mit Aluminiumsulfat gewonnen wurde. Dieser Kaolinschlamm, der das spezifische Gewicht 1'35 aufweist, wird in einem Mischgefäss mit Schwefelsäure, u. zw. mit 2-30/00 auf die suspendierte Trockensubstanz gerechnet versetzt und mindestens 30 Minuten lang gerührt. Sodann wird Kalkmilch bis zur neutralen Reaktion zugesetzt und der Schlamm aufgearbeitet wie im Beispiel 2.
Beispiel 4 : Es liegt ein Schlamm von Asbestine vor, welcher beim Schlämmen von Asbestine gewonnen wurde. Dieser Schlamm wird in einem Mitchgefäss abwechselnd mit llSO, und Kalkmilch versetzt ; wenn erwünscht, können neben Schwefelsäure Hydrosulfit, neben Kalkmilch Chlorkalk oder andere Ca-Salze verwendet werden. Die Adsorption von CaS04 in entsprechend gewünschter Menge ist auch hier leicht erzielbar und bewirkt die Veränderung des physikalischen Verhaltens des Materials in Aufschlämmung anderen Stoffen gegenüber in der gewünschten Richtung.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Veränderung der physikalischen Eigenschaften von fein verteilten silikatischen Mineralstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass man der Aufschlämmung dieser Stoffe in einer Flüssigkeit Stoffe zusetzt, welche durch Umsetzung schwerlösliche Stoffe, vorzugsweise Salze bilden, die von den Mineralteilchen adsorbiert werden.