Спосіб одержання водної суспензії на основі сульфату кальцію
Формула / Реферат
1. Способ получения водной суспензии на основе сульфата кальция, согласно которому получают кашицу сульфата кальция, используя по крайней мере первую, регулирующую вязкость добавку, содержащую сополимер, который получают из этиленовых мономеров по крайней мере двух различных типов, первый из которых включает этиленовые мономеры с фосфатной или фосфоновой функцией, отличающийся тем, что добавляют сверх того вторую, регулирующую вязкость добавку, включающую фосфат или полифосфат щелочного металла, причем количество регулирующей вязкость добавки, которое добавляется, такое, что вязкость составляет 250 - 2500мПа × с, предпочтительно 500 - 2000мПа × с, и концентрация составляет 60 - 77% твердых веществ, предпочтительно 66 - 72%.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что добавляют третью, регулирующую вязкость добавку, содержащую простой эфир целлюлозы, в особенности карбоксиметилцеллюлозу и/или оксиэтилцеллюлозу.
3. Способ по любому из пп.1 - 2, отличающийся тем, что вышеуказанную кашицу подвергают операции мокрого дробления и в течение этой операции добавляют по крайней мере часть вышеуказанной, регулирующей вязкость добавки, чтобы получить среднюю гранулометрию измельченного сульфата кальция 0,8 - 10 микрон, и, с одной стороны, если используют вышеуказанный сульфат кальция в качестве утяжелителя массы, чтобы получить предпочтительно среднюю гранулометрию измельченного сульфата кальция 3 - 9 микрон, предпочтительно 5 - 7 микрон, и/или, с другой стороны, если используют вышеуказанный сульфат кальция в качестве покрывной краски, чтобы получить, предпочтительно, среднюю гранулометрию измельченного сульфата кальция 0,9 - 3 микрона, предпочтительно еще 1,3 - 2 микрона.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что добавляют по крайней мере часть и, предпочтительно, все количество второй, регулирующей вязкость добавки, перед операцией дробления, а именно в кашицу в формe дисперсии.
5. Способ по любому из пп.3 - 4, отличающийся тем, что добавляют по крайней мере часть и, предпочтительно, все количество первой, регулирующей вязкость добавки, во время операции дробления.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что вышеуказанную первую, регулирующую вязкость добавку, добавляют в несколько приемов в течение операции дробления в зависимости от вязкости кашицы сульфата кальция.
7. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что второй тип этиленовых мономеров, входящих в сополимер первой, регулирующей вязкость добавки, включает этиленовые мономеры с карбоксильной функцией и/или этиленовые мономеры типа сложных эфиров или замещенные.
8. Способ по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что регулируют pH-значение кашицы сульфата кальция таким образом, чтобы при измерении на кашицах разбавленных с помощью дистиллированной воды и доведенных до содержания в них твердых веществ, равного 10%, pH-значение составляло 7 - 12, предпочтительно 7,5 - 10, и еще более предпочтительно 8 - 9.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что регулируют pH-значение путем добавления к кашице сульфата кальция щелочного основания, предпочтительно гидроксида натрия.
10. Способ по любому из пп.3 - 9, отличающийся тем, что осуществляют операцию дробления с помощью шариков, особенно стеклянных шариков, в дробильной мельнице (дробилке), причем их количество составляет 50 - 90% объема, предпочтительно 75 - 85% объема по отношению к полезному объему дробильной мельницы.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что используют шарики, имеющие диаметр 0,1 - 3,5мм, предпочтительно 0,8 - 2,5мм, более предпочтительно 1,2 - 2,2мм.
12. Способ по любому из пп.1 - 11, отличающийся тем, что в качестве щелочного полифосфата добавляют триполифосфат натрия.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что добавляют триполифосфат натрия в количестве 0,05 - 1,0вес.%, предпочтительно 0,2 - 0,6вес.%.
14. Способ по любому из пп.1 - 13, отличающийся тем, что добавляют этиленовый сополимер в количестве 0,05 - 1,8вес.%, предпочтительно 0,08 - 1,5вес.% и еще более предпочтительно 0,1 - 1,1вес.% в виде активного вещества.
15. Способ по любому из пп.2 - 14, отличающийся тем, что добавляют карбоксиметил целлюлозу или оксиэтилцеллюлозу в количестве 0,05 - 1,0вес.%, предпочтительно 0,1 - 0,6вес.%.
16. Способ по любому из пп.2 - 15, отличающийся тем, что добавляют карбоксиметилцеллюлозу натрия, имеющую вязкость ниже 100мПа × с для 4вес.% - ного раствора, при температуре 25° и pH 1вес.% - ного раствора, составляющем 5 - 9, предпочтительно 6 - 8,5.
17. Способ по любому из пп.2 - 3, отличающийся тем, что добавляют оксиэтилцеллюлозу в количестве 0,05 - 1,8вес.%, предпочтительно 0,1 - 1,5вес.%, еще более предпочтительно 0,2 - 1,2вес.%.
18. Способ по любому из пп.1 - 17, отличающийся тем, что кашицу сульфата кальция подвергают флотации, предпочтительно перед ее дроблением.
19. Способ по п.18, отличающийся тем, что в процессе флотации используют вспенивающее средство, предназначенное для получения пены, и таким образом полученную пену собирают путем использования собирающего агента.
20. Способ по любому из пп.1 - 19, отличающийся тем, что кашицу сульфата кальция подвергают гидроциклонированию, предпочтительно перед ее дроблением, предпочтительно еще перед флотацией.
21. Способ по любому из пп.1 - 20, отличающийся тем, что кашицу сульфата кальция подвергают комбинированным операциям гидроциклонирования и флотации, причем эти операции в известных случаях комбинируют с операцией дробления.
22. Способ по п.21, отличающийся тем, что за флотацией следует фильтрация кашицы сульфата кальция перед этой возможной операцией дробления.
23. Способ по любому из пп.21 - 22, отличающийся тем, что гидроциклонирование предшествует просеиванию.
24. Способ по любому из пп.22 - 23, отличающийся тем, что фильтрация предшествует обработке озоном и/или пероксидом водорода и/или кислородом и/или хлором, особенно оксидами хлора, таким как диоксид хлора, и/или перхлоратами, и/или хлорной кислотой.
25. Способ по любому из пп.21 - 24, отличающийся тем, что гидроциклонированием удаляют из кашицы сульфата кальция частицы диаметром 5 - 40 микрон, предпочтительно 10 - 30 микрон, и еще более предпочтительно 18 - 22 микрон.
26. Способ по любому из пп.21 - 25, отличающийся тем, что гидроциклонированием удаляют из кашицы сульфата кальция частицы диаметром 50 - 150 микрон, предпочтительно 80 - 120 микрон, и еще более предпочтительно 95 - 105 микрон.
Текст
Настоящее изобретение относится к способу получения водной суспензии на основе сульфата кальция, особенно предназначенного для использования в качестве утяжелителя массы или покрывной краски при изготовлении бумаги. Для использования в бумажной промышленности требуются стабильные, нерасслаивающиеся суспензии с большим содержанием твердых ве ществ, которые при этом должны быть достаточно текучими и совместимыми с суспензиями других утяжелителей массы или покрывных красок во время их использования при изготовлении бумаги. Увеличить содержание твердых веществ в суспензиях при сохранении необходимой вязкости возможно только при использовании регулирующи х вязкость добавок. В заявке на европейский патент предложено при получении сульфата кальция, предназначенного для утяжеления массы или покрывной краски при изготовлении бумаги использовать регулирующую вязкость добавку, представляющую собой сополимеры, получаемые из двух или трех типов этиленовых мономеров. Первый тип мономеров, который обязательно должен присутствова ть в сополимере, включает этиленовые мономеры с фосфа тной или фосфоновой функцией. Второй и третий типы, из которых по крайней мере один должен присутствовать в сополимере, включают соответственно этиленовые мономеры с карбоксильной функцией и этиленовые мономеры сложноэфирного типа или замещенные. Эти сополимеры позволяют получать довольно стабильные суспензии сульфата кальция, обладающие относительно повышенным содержанием твердых веществ. Способ требует большого количества указанных сополимеров. Их дороговизна делает способ малоэкономичным. К тому же использование сополимеров оказывает неблагоприятное действие на белизну окраски. Также недостатком использования большого количества сополимеров в утяжелителях массы или покрывных красках является вероятность нарушения общего равновесия способа изготовления бумаги: с одной стороны, в покрывных красках это общее равновесие нарушается во время операций рециркулирования старой бумаги или отбросов производства, покрытых такими красками; с другой стороны, способ изготовления бумаги прямо нарушается за счет включения обогащенных сополимерами утяжелителей массы. Следовательно, существует проблема, вызванная необходимостью соблюдать для этих суспензий сульфата кальция величины содержания твердых веществ и вязкости, регламентированные требованиями бумажной промышленности. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать способ получения водной суспензии на основе сульфата кальция, в котором заменой добавок-утяжелителей, вызывающих в больших количествах нарушения белизны окраски и равновесие протекания способа, другими добавками, к тому же дорогостоящими, достигают устранения указанных недостатков. Поставленная задача решена тем, что в способе получения водной суспензии на основе сульфата кальция, особенно предназначенного для использования в качестве утяжелителя массы или покрывной краски при изготовлении бумаги, согласно которому получают кашицу сульфата кальция, используя по крайней мере первую, регулирующую вязкость добавку, содержащую сополимер, который получают из этиленовых мономеров по крайней мере двух различных типов, первый из которых включает этиленовые мономеры с фосфатной или фосфоновой функцией, согласно изобретению, добавляют сверх того вторую, регулирующую вязкость добавку, включающую фосфат или полифосфат щелочного металла, причем количество регулирующей вязкость добавки, которое добавляется, такое, что вязкость составляет 250 2500мПа × с, предпочтительно 500 - 2000мПа × с, и концентрация составляет 60 - 77% твердых веществ, предпочтительно 66 - 72%. Таким образом, благодаря комбинации вышеуказанных первой и второй добавок для регулирования вязкости, хорошо известных при раздельном использовании, можно вполне регулировать вязкость и содержание твердых веществ во время обработки сульфата кальция. Кроме того, в суспензии, имеющей повышенное содержание твердых веществ, снижено количество содержавшейся в ней воды и уменьшаются расходы на транспортировку этой суспензии. Способ также оказался более экономичным за счет незначительного расхода добавки для регулирования вязкости. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, добавляют третью добавку для регулирования вязкости, содержащую простой эфир целлюлозы, в особенности карбоксиметилцеллюлозу и/или оксиэтилцеллюлозу. Добавление простого эфира целлюлозы, кроме того, имеет преимущество, выражающееся в том, что не происходит несвоевременного приклеивания и главным образом отсутствуют ионы и таким образом можно осуществлять особенно удобную последующую рециркуляцию бумаги. Таким образом полученные суспензии сульфата кальция особенно интересны для бумажной промышленности, которая требует для утяжелителей массы и покрывных красок частиц, обладающих большой дисперсностью, чтобы получить удовлетворительные характеристики непрозрачности, белизны и глянца бумаги, и, в желательном случае, хорошего воспроизведения окрасок. Кроме того, оказалось, что при отсутствии одной регулирующей вязкость добавки, невозможно достигнуть требуемой дисперсности, принимая во внимание большую. вязкость суспензий. Для этой цели, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, вышеуказанную кашицу подвергают операции мокрого дробления, и во время этой операции добавляют по крайней мере часть вышеуказанной добавки для регулирования вязкости, чтобы получить среднюю гранулометрию измельченного сульфата кальция 0,8 - 10 микрон. С одной стороны, если используют вы шеуказанный сульфат кальция в качестве утяжелителя массы, то во время мокрого дробления добавляют по крайней мере часть вышеуказанной, регулирующей вязкость добавки, чтобы получить среднюю гранулометрию измельченного сульфата кальция предпочтительно 3 - 9 микрон и еще более предпочтительно 5 - 7 микрон. С другой стороны, если используют выше указанный сульфат кальция в качестве покрывной краски, то во время мокрого дробления добавляют по крайней мере часть вышеуказанной, регулирующей вязкость добавки, чтобы получить среднюю гранулометрию измельченного сульфата кальция 0,9 - 3 микрона и предпочтительно 1,3 - 2 микрона. Таким образом, благодаря дроблению, можно легко достигать требуемых дисперсностей. При этом дисперсности могут быть получены экономично. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения добавляют по меньшей мере часть количества, а предпочтительно все количество, второй, регулирующей вязкость добавки перед операцией дробления, а именно в кашицу в форме дисперсии. При этом, согласно изобретению, добавляют по меньшей мере часть, и предпочтительно все количество первой, регулирующей вязкость добавки во время операции дробления. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения вышеуказанную первую, регулир ующую вязкость добавку, содержащую сополимер, добавляют за несколько приемов, в зависимости от вязкости кашицы сульфата кальция. Это позволяет поддерживать вязкость на приемлемом уровне во время всего процесса мокрого дробления. Более того, добавляя постепенно сополимер, избегают сверхпотребление его, которое неблагоприятно сказывается на белизне окрасок. Этот эффект также получают за счет того, что вы шеуказанный сополимер добавляют отдельно по отношению к другим, регулирующим вязкость добавкам, и в особенности по отношению ко второй, регулирующей вязкость добавке, например, вводя сополимер возможно наиболее поздно во время дробления. Работая таким образом сводят до минимума потребление сополимера и таким образом делают способ еще более экономичным. Согласно изобретению, второй тип этиленовых мономеров, входящи х в сополимер первой, регулирующей вязкость добавки, включает этиленовые мономеры с карбоксильной функцией и/или этиленовые мономеры типа сложных эфиров или замещенные. Предпочтительно, устанавливают pHзначение кашицы сульфата кальция таким образом, чтобы измеряемые на разбавленных с помощью дистиллированной воды кашицах, в которых содержится 10вес.% твердых веществ, величины pH составляли 7 - 12, предпочтительно 7,5 - 10, еще более предпочтительно 8 - 9. Таким образом сводят к минимуму используемое для дробления количество регулирующей вязкость добавки. Согласно специфическому варианту осуществления изобретения, значение pH устанавливают за счет добавления к кашице сульфата кальция щелочного основания, предпочтительно гидроксида натрия. Согласно особому варианту осуществления изобретения, операцию дробления осуществляют с помощью шариков, особенно стеклянных шариков, в дробильной машине, причем их количество составляет 50 - 90объемн.%, предпочтительно 75 - 85объемн.%, по отношению к полезному объему дробильной мельницы. Таким образом увеличивают эффективность дробления, используя инертные шарики, позволяющие избегать ухудшения белизны. Предпочтительно использование шариков, имеющих диаметр 0,1 3,5мм, более предпочтительно 0,8 2,5мм, наилучшие результаты дробления при использовании шариков 1,2 - 2,2мм. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения в качестве щелочного полифосфата добавляют Триполи-фосфат натрия. При этом добавляют триполифосфат натрия в количестве 0,05 - 1,0вес.%, предпочтительно 0,2 0,6вес.%. Согласно изобретению этиленовый сополимер добавляют в количестве 0,05 - 1,8вес.%, предпочтительно 0,08 - 1,5вес.% и еще более предпочтительно 0,1 - 1,1вес.% в виде активного вещества . Карбоксиметилцеллюлозу или оксиэтилцеллюлозу, согласно изобретению, добавляют в количестве 0,05 - 1,0вес.%, предпочтительно 0,1 - 0,6вес.%. Согласно варианту осуществления изобретения добавляют карбоксиметилцеллюлозу натрия, имеющую вязкость ниже 100мПа × с для 4вес.% - ного раствора, при температуре 25°р. 1вес.% - ного раствора, составляющем 5 - 9, предпочтительно 6 - 8,5. В варианте осуществления изобретения, в котором в качестве простого эфира целлюлозы используют оксиэтилцеллюлозу, ее добавляют в количестве 0,05 - 1,8вес.%, предпочтительно 0,1 1,5вес.%, еще более предпочтительно 0,2 1,2вес.%. Согласно другому варианту осуществления изобретения, кашицу суль фата кальция подвергают флотации, предпочтительно перед ее дроблением. Флотация сама по себе известна, и она одна не позволяет достигать достаточной степени белизны. Однако применяемая в совокупности с дроблением, она позволяет за счет удаления органических веществ, которые она захватывает, получа ть более высокую степень белизны после дробления. Этот эффект еще увеличивается, когда в процессе флотации используют вспенивающее вещество, и когда таким образом получаемые пены собирают при использовании собирающего агента (агентасобирателя). Согласно еще одному варианту осуществления изобретения, кашицу сульфата кальция подвергают гидроциклонированию, предпочтительно перед дроблением и предпочтительно еще до флотации. Гидроциклонирование само по себе также известно, но оно одно не позволяет достигать достаточной степени белизны. Однако операция гидроциклонирования позволяет повышать эффективность дробления, сужая гранулометрическую вилку, и также позволяет повышать белизну. Часто при осуществлении изобретения кашицу сульфата кальция подвергают комбинированным операциям гидроциклонирования и флотации, причем эти операции в известных случаях комбинируют с операцией дробления. При этом последовательность выполнения операций такова: за флотацией следует фильтрация кашицы сульфата кальция перед этой возможной операцией дробления. Согласно еще одному варианту осуществления изобретения гидроциклонирование осуществляют перед просеиванием. После фильтрации кашицу сульфата кальция можно обработать озоном и/или пероксидом водорода, и/или кислородом, и/или хлором, особенно оксидами хлора, таким как диоксид хлора, и/или перхлоратами, и/или хлорной кислотой. В зависимости от необходимых требований операцией гидроциклонирования удаляют из кашицы сульфата кальция частицы диаметром 5 40 микрон, предпочтительно 10 - 30 микрон, и еще более предпочтительно 18 - 22 микрон или частицы диаметром 50 150 микрон, предпочтительно 80 - 120 микрон, и еще более предпочтительно 95 - 105 микрон. На чертеже (фиг.) представлена схема функционирования, представляющая собой последовательные стадии способа согласно изобретению. Настоящее изобретение относится к получению суспензии тонко измельченного сульфата кальция с высоким содержанием твердых ве ществ на основе гипсов, полученных промышленным способом, или природных гипсов, с целью ее использования в качестве утяжелителя или краски. Способ, согласно изобретению, может быть применен к таким сульфатам кальция как: фосфогипс; получаемый во время десульфирования дымов теплоцентралей фосфогипс; получаемый во время производства диоксида титана титаногипс: гипсы, попутно получающиеся во время производств лимонной, борной, винной и щавелевой кислот; и природные гипсы; когда представляет интерес частично или полностью избавляться от содержащихся в эти х сульфата х кальция некоторых, органических или минеральных примесей, и когда, в желательном случае, имеет место их отбеливание. Способ, согласно изобретению, здесь применяется к фосфогипсу. Этот последний, выходящий из установки по производству фосфорной кислоты, частично во время первой стадии способа освобождается от некоторых водорастворимых примесей, которые он содержит, таких, как другая кислота, фторсодержащие соединения, неорганические соли и органические соединения. В самом деле, сверх определенной концентрации эти примеси делают его непригодным для использования в качестве утяжелителя и неорганической краски, в особенности при изготовлении бумаги. Фосфогипс, выходящий из установки по производству фосфорной кислоты после двойной кристаллизации в виде полугидрата - дигидрата, согласно нижеприведенному примеру, обладает следующими химическими и физическими характеристиками: pH раствора с 10% - ми твердых веществ: 2-4 % общего количества P2O5 0,2 - 0,5 % P2O5 , растворимого в воде, 0,04 - 0,2 %F 0,2 - 0,6 % N2O 0,1 - 0,3 % SiO2 1,0 - 1,8 % общего количества C 0,2 - 0,4 Весовая гранулометрия, определенная так же, как и последующие, например, на лазерном гранулометре марки MAL VERN MASTERSIZER, по дисперсии ультразвука в течение 15мин в метаноле: Выше 212 микрон 2 - 5% Выше 150 микрон 10 - 25% Выше 106 микрон 25 - 40% Выше 45 микрон 55 - 70% Выше 20 микрон 80 - 90% Средний диаметр (ниже называемый d50) 50 80 микрон Показатель белизны TAPPI 45 - 52, причем этот показатель так же, как и последующие, измеряется с помощью аппарата Eirepho de Zeiss при длине волны 457нм, используя сульфат бария в качестве этанола. Предварительная очистка фосфогипса осуществляется сначала во второй стадии B способа путем мокрого грохочення, чтобы удалить с помощью сита фракцию с наибольшей гранулометрией, или фракцию с величиной частиц более 0,25мм, и затем в третьей стадии способа C путем гидроциклонирования, чтобы удалить крайние гранулометрические фракции или фракции с размерами частиц выше 60 - 120 микрон и ниже 10 - 25 микрон. Таким образом получают очи щенный гипс, обладающий следующими характеристиками: pH раствора с 10% - ми твердых веществ: 4-5 % общего количества P2O5 0,1 - 0,4 % P2O5 , растворимого вводе, 0,01 - 0,02 %F 0,1 - 0,3 % Na2O 0,05 - 0,2 % SiO2 0,4 - 1,0 % общего количества C 0,05 - 0,1 Гранулометрия: Выше 212 микрон 0 - 1% Выше 150 микрон 3 - 10% Выше 106 микрон 10 - 20% Выше 45 микрон 45 - 65% Выше 20 микрон 90 - 95% d50 40 - 60 микрон Показатель белизны TAPPI 68 - 72. В таком виде этот гипс не может быть использован в технологиях изготовления бумаги, поскольку в момент использования в покрывных эмульсиях на основе гипса он должен достигать показателя белизны TAPPI выше 87 и дисперсности частиц ниже 5 микрон. Для отбеливания гипса за вышеуказанной стадией гидроциклонирования должна следовать операция флотации во время четвертой стадии D способа согласно изобретению. Бумажная промышленность для покрывных красок на основе сульфата кальция требует дисперностей 90% частиц ниже 5 микрон и 50% ниже 2 микрон, причем вышеуказанные дисперности измеряются, например, на лазерном гранулометре MAL VERN, чтобы получить именно удовлетворительные характеристики непрозрачности, белизны, глянца бумаги и хорошей яркости красок. С этой целью очищенный в вышеуказанных стадиях способа сульфат кальция суспендируют в воде, затем непрерывно измельчают, соответственно, в процессе пятой E и шестой F стадиях способа. Это осуществляется, например, в дробильной мельнице с микрошариками. Они имеют диаметр, например, 0,4 - 3мм и предпочтительно изготовлены из инертного материала, например, из стекла. Выбранные шарики должны быть тем более маленькими, чем более тонко должен быть измельчен гипс. Пример 1. Этот пример предназначен для иллюстрации предмета изобретения, касающегося очистки и отбеливания, а именно: обработка сульфата кальция путем флотации D после гидроциклонирования C. Здесь нужно отметить, что также, согласно изобретению, флотацию D можно осуществлять перед гидроциклонированием C. В случае сульфата кальция, полученного во время производства фосфорной кислоты, исходя из фосфата Kouribga, сульфат кальция (стадия A) имеет следующие характеристики: pH раствора с 10% - ми твердых веществ 2,8 % общего количества P2O3 0,42 %F 0,34 % Na2O 0,23 % SiO2 1,34 % общего количества C 0,27 Гранулометрия: Выше 212 микрон 3,6%; Выше 150 микрон 14,2%; Выше 106 микрон 30,7%; Выше 45 микрон 63,2%; Выше 20 микрон 86,2%; d50 62,8 микрон; Показатель белизны TAPPI 48,6. Вышеуказанный сульфат кальция освобождается от примесей и органических материалов, которые он содержит, путем просеивания, гидроциклонирования и флотации (соответственно стадии B, C и D). Таким образом, фосфогипс, получаемый попутно в установке по производству фосфорной кислоты, в виде водной суспензии пропускают через сито, чтобы удалить частицы диаметром более 700 микрон (стадия B). Просев (нижний продукт) идет в установку для гидроциклонирования (стадия C), которая включает две ступени. Так, загружают 10 тонн в час сульфата кальция в первую ступень установки для гидроциклонирования в форме суспензии с 25% - ми твердых веществ для удаления частиц, превышающих в диаметре 100 микрон. Оттуда рекуперируют 7,5 тонн в час сульфата кальция в форме суспензии с 16% - ми твердых веществ, которыезагружают во вторую ступень установки для гидроциклонирования с целью удаления частиц с диаметром менее 20 микрон. Это позволяет уменьшать, кроме того, гамму измельчаемых частиц и таким образом делать более эффективной операцию дробления. Оттуда рекуперируют 6,2 тонны в час сульфа та кальция, имеющего следующие характеристики: pH-значение раствора с 10% - ми твердых ве ществ 4,6 % общего количества P2O5 0,29 %F 0,23 % Na2O 0,12 % SiO2 0,62 % общего количества C 0,07 ± 0,005 Гранулометрия: Выше 212 микрон 0,6% Выше 150 микрон 4,6,% Выше 106 микрон 12,6% Выше 45 микрон 49,2% Выше 20 микрон 92,8% d50 44,1 микрон; Показатель белизны TAPPI: 70,7. Показатель белизны определяется здесь на сульфате кальция перед операцией дробления. Этот показатель (индекс) увеличивается примерно в 10 раз во время дробления вплоть до требуемой в бумажной промышленности дисперности. Сульфат кальция, гидроциклонированный, в виде суспензии с 40 - 45% - ми твердых веществ, загружают в установку для флотации в виде батареи из 5 флотационных камер емкостью 1500л каждая, работающих при интенсивном перемешивании и инжекции воздуха, чтобы удалить с пеной нежелательные частицы. В процессе флотации, в качестве вспенивающего вещества добавляют метилизобутилкарбинол (МИБК) по 50г на тонну сульфата кальция. Таким образом удаляют 2 - 4% твердых ве ществ с пеной. Сульфат кальция, таким образом выходящий из установки для флотации в виде суспензии с 40 45% - ми твердых веществ, отфильтровывают в пятой стадии способа E на фильтре, например, на барабанном фильтре под вакуумом. Таким образом получают осадок после фильтрования с 70 - 83% - ми твердых веществ. Очищенный фосфогипс тогда имеет следующие характеристики: pH значение в суспензии с 10% - ми твердых веществ 7 % общего количества C 0,01 ± 0,005 Показатель белизны TAPPI 77,2 Пример 2. Этот пример предназначен для иллюстрации уровня техники, относящегося к получению путем диспергирования суспензий сульфата кальция различного происхождения. Характеристики и полученные результаты представлены в табл.1. Опыты по диспергированию осуществлялись в лаборатории в химическом стакане емкостью 1л, снабженном крышкой для препятствования испарению в процессе опыта. Этот химический стакан снабжен лабораторной турбиной диаметром 65мм, вращающейся, например, со скоростью 2000об/мин. Выливают используемую воду на дно резервуара для диспергирования и туда же добавляют сульфат кальция. Регулирующую вязкость добавку, а именно сополимер, вводят по 0,1вес.% в виде активных веществ по отношению к сульфату кальция на дно резервуара, наконец, добавляют сульфат кальция. Путем добавления щелочного основания, в особенности гидроксида натрия, при содержаниях твердых ве ществ 10%, pH-значение доводят и поддерживают при 8,5 ± 0,1. Продолжительность диспергирования один час. В табл.1 представлены дисперсности частиц, выраженные в виде среднего диаметра, обозначаемого как d50, и вязкости по Брукфильду в мПа × с при 100об/мин, каждый раз для другого типа сульфа та кальция, присутствующего в постоянной концентрации в суспензии, выраженной в % твердых веществ, и при постоянном содержании этиленового сополимера, нейтрализованного гидроксидом натрия, выраженном в % активного вещества, и обозначаемого в вышеприведенной таблице так же, как и в последующем, как CoAANa. Под активным веществом нужно понимать сополимер в чистом виде. Пример 3. Этот пример предназначен для иллюстрации предмета изобретения, относящегося к получению путем диспергирования суспензии сульфата кальция, очищенного и отбеленного, полученного в вышеприведенном примере 1 с добавлением полифосфата и с последующим добавлением незначительного количества сополимера. Этот пример проиллюстрирован табл.2. Диспергирование осуществляют согласно способу работы, описанному в примере 2. Из табл.2 следует, что использование STPP вплоть до 0,75% на тонну сухого фосфогипса при прочих равных условиях, позволяет эффективно уменьшать вязкость суспензий. Кроме того, из табл.2 следует, что во время использования HMP или SAPP, причем более дорогостоящих чем STPP, не получают большей эффективности, чем при использовании STPP. Причем все остальные условия остаются одинаковыми. С другой стороны, следует, что для более высокой, соответственно, низкой концентрации твердых веществ в суспензии, полученная вязкость более высокая, соответственно, низкая, при прочих равных условия х. Также нужно отметить, что в отсутствие CoAANa, при прочих равных условиях, полученная вязкость отчетливо выше. Пример 4. Этот пример предназначен для иллюстрации уровня техники и относится к дроблению суспензий сульфата кальция различного происхождения без добавки полифосфата и только с сополимером. Характеристики суспензий, полученные после дробления, представлены в табл.3. Суспензию сульфата кальция, полученную согласно способу работы примера 2, вводят в дробильную мельницу с микрошариками с полезным объемом 0,6л. Понятно, что под полезным объемом дробильной мельницы нужно понимать ее объем после вычитания объема деталей дробильной мельницы, содержащихся внутри ее, таких как мешалка. Она включает, например, загрузку из шариков инертного материала, стекла, имеющих диаметр 1,0 - 1,6мм, весом около 1,2кг и объемом около 0,42л. Для того, чтобы можно было разделить шарики для дробления и измельченную суспензию сульфата кальция, дробильную мельницу снабжают фильтрующим элементом (патроном), просеивающим частицы около300 микрон. Операцию дробления начинают без использования регулирующей вязкость добавки. Ее начинают добавлять только тогда, когда суспензия сгущается; ее добавление продолжается вплоть до расхода 1вес.% активного вещества по отношению к весу сульфата кальция. Регулируют pH-значение суспензии путем добавления щелочного основания, например, NaOH, чтобы поддерживать pH, при 10% твердых веществ, около 8,4 ± 0,1. Дробление прекращают, когда вязкость суспензии раздробленного сульфата кальция близка к затвердению. Пример 5. Этот пример предназначен для иллюстрации предмета изобретения и относится к дроблению суспензий очищенного и отбеленного сульфата кальция, полученного в примере 1. Полифосфат добавляют к дисперсии, а сополимер добавляют при дроблении. Характеристики и полученные результаты представлены в нижеприведенной табл.4. Из табл.4 следует, что для добавки CoAANa в количестве 1% в каждом случае, дополнительная добавка STPP позволяет получать более тонкие гранулометрии и максимальная дисперсность получается для количества STPP, выраженного в % в сухом состоянии, близкого к 0,25 - 0,5%. Также видно, что увеличение pH-значения, регулируемого, например, за счет добавки гидроксида натрия, улучшает е ще вы ход операции дробления при прочих равных условия х. Диспергирование и дробление осуществляют согласно способам работы, описанным соответственно в примерах 2 и 4. Пример 6. Этот пример предназначен для иллюстрации предмета изобретения и относится к дроблению суспензий очищенного и отбеленного сульфата кальция, получаемых в примере 1. Этот пример проиллюстрирован с помощью табл.5. Из табл.5 следует, что добавление карбоксиметилцеллюлозы (CMC) с незначительным молекулярным весом во время диспергирования сульфата кальция позволяет при прочих равных условиях еще более улучшать выход операции дробления; в этом отношении достаточно сравнить средние диаметры, обозначаемые как d50, выраженные в микронах, представленные в табл.4 и 5. Диспергирование и дробление осуществляются согласно способам работы, описанным соответственно в примерах 2 и 4. Пример 7. В этом примере, который проиллюстрирован с помощью табл.6, представленной ниже, оксиэтилцеллюлозу добавляют во время диспергирования сульфата кальция. Она также позволяет при прочих равных условиях далее улучшать вы ход операции дробления так же, как это видно при сравнении величин d50, приведенных в табл.5 и 6. Диспергирование и дробление осуществляют согласно способам работы, описанным в примерах 2 и 4. Пример 8. В противоположность данным до этого примерам и относящихся к лабораторным опытам, этот пример реализуется в промышленном масштабе. Он предназначен для иллюстрации согласно изобретению операции диспергирования и дробления очищенного и отбеленного сульфата кальция примера 1. Диспергирование сульфата кальция реализуется согласно способу работы, описанному в примере 2 в смесительно-диспергирующем резервуаре марки CELLIER, типа C 3, емкостью 350л. Дробление суспензии сульфата кальция осуществляется непрерывно согласно способу работы, описанному в примере 4, в дробилке общим объемом 25л, содержащей загрузку из стеклянных шариков, диаметры которых составляют 0,8 - 1,5мм, весом около 48кг и объемом почти 19л; условия функционирования установлены следующим образом: Диспергирование: - добавление NaOH 0,2% (в сухом состоянии); - добавление STPP 0,25% (в сухом состоянии или в расчете на сухой вес); - концентрация суспензии 69,6%; - pH-значение суспензии с 10% твердых веществ 8,4; - продолжительность диспергирования 1ч. Дробление: - дебит загрузки суспензии и добавка сополимера зависят от потребляемой энергии, которая составляет 150 киловат-час/тонна сульфата кальция; - температура 40 - 50°C; - добавление NaOH 0,12%: - добавление сополимера 1,1%; - pH суспензии с 10% твердых веществ 8,4 ± 0,1. Характеристики суспензии раздробленного сульфата кальция следующие: Концентрация твердых ве ществ - 67,2%; Гранулометрия - d90 - 4,25 микрон; d50 - 1,88 микрон; Вязкость 1,060мПа × с. Процент объема, занимаемого шариками, по отношению к объему дробилки, составляет 50 90%, предпочтительно75 - 85%. Кроме того, также оказалось предпочтительным добавление биоцида в процессе способа согласно изобретению. Речь идет сама по себе о том, что изобретение не ограничено никоим образом вышеописанными примерами и могут быть выдвинуты др угие варианты, не выходя за рамки настоящей заявки на патент. Так, например, можно осуществлять фильтрацию (стадия E) кашицы сульфата кальция, обработку суспензии озоном и/или пероксидом водорода и/или кислородом. В случае фосфогипса озон добавляют по 0,150кг на тонну гипса в водной среде при pH, равном или выше 3. Таким образом получают степень белизны приблизительно 82 после дробления. Кроме того, обработка озоном может быть заменена или комбинирована с обработкой в кислой среде хлором, оксидами хлора, особенно диоксидом хлора, или с помощью соляной кислоты при pH ниже 6, предпочтительно ниже 3, для того, чтобы можно было реализовать реакции, и чтобы органические окрашенные примеси не прилипали к частицам сульфата кальция. Более того, также можно использовать в качестве дополнительной регулирующей вязкость добавки гомополимер, в особенности полиакрилат, предпочтительно в количестве 0,05 2вес.%, преимущественно 0,1 -1вес.%.
ДивитисяДодаткова інформація
Автори англійськоюGuidi Tomizio, Sart Michel
Автори російськоюГиди Томизио, Сарт Мишель
МПК / Мітки
МПК: D21H 17/00, C09D 17/00, D21H 19/00, C01F 11/00
Мітки: кальцію, сульфату, спосіб, основі, водної, суспензії, одержання
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-26275-sposib-oderzhannya-vodno-suspenzi-na-osnovi-sulfatu-kalciyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб одержання водної суспензії на основі сульфату кальцію</a>
Попередній патент: Запобіжник від перевантаження крана
Наступний патент: Спосіб термічної обробки рейок
Випадковий патент: Спосіб боротьби з шкідником совкою