DE102005039850A1 - Stevensite- and / or Kerolith-containing adsorbents for impurity binding in papermaking - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Störstoffbindung in der Papierherstellung, umfassend die folgenden Schritte: (a) Bereitstellen mindestens einer Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponente; (b) Bereitstellen einer Papierpulpe bzw. Faserstoffmasse; (c) Zugabe der mindestens einen Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponente zu der Papierpulpe bzw. Faserstoffmasse; (d) Ermöglichen der Bindung von Störstoffen an die mindestens eine Stevensit- und/oder Kerolith-haltige Komponente in der Papierpulpe bzw. Faserstoffsuspension.A method for binding contaminants in papermaking, comprising the following steps: (a) providing at least one component containing stevensite and / or kerolith; (b) providing a pulp of paper; (c) adding the at least one component containing stevensite and / or kerolith to the pulp or pulp; (d) enabling the binding of interfering substances to the at least one component containing stevensite and / or kerolith in the paper pulp or fiber suspension.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Materialien bei der Bindung oder Entfernung von Störstoffen in der Papierherstellung.The The present invention relates to the use of stevensite and / or kerolith-containing Materials used in the binding or removal of contaminants in papermaking.
Die Störstoffentfernung bzw. -bindung bei der Papierherstellung gewinnt immer mehr an Bedeutung. Die Problematik beruht auch darauf, dass das bei der Papierherstellung anfallende Wasser im Kreislauf gefahren wird, wobei sich Störstoffe nach und nach darin anreichern. Diese Störstoffe können so zu den unterschiedlichsten Produktstörungen führen, wie z.B. zur Bildung von Ablagerungen auf den Walzen der Papiermaschine, zur Verklebung der Siebe, etc.. Diese Effekte führen zu Unterbrechungen bei der Papierproduktion. Um die Anzahl der Produktionsstopps zu minimieren, ist es wünschenswert, die im Kreislaufwasser anfallenden Störstoffe zu binden, indem man Polymere oder Adsorbentien bereits im Stoffauflauf einsetzt. Die meisten relevanten Störstoffe sind dabei negativ geladen. Dabei handelt es sich beispiels weise um Huminsäuren, Baumharzkolloide, Linginderivate, Ligninsulfonate, die aus den Fasern in den Papierkreislauf eingetragen werden. Hinzu kommen Störstoffe, die in die Papiermaschine durch ein Recycling von Papierbruch eingetragen werden. Dieser Papierbruch wird typischerweise wieder dispergiert und in die Papiermaschine eingebracht. Dadurch werden die darin enthaltenen Inhaltsstoffe und Hilfsmittel komplett in den Kreislauf zurückgeführt. Eingetragen werden dadurch zusätzlich z.B. Carboxymethylcellulosen, Polyacrylate, Polyphosphonate und Silicate. Weitere geladene Störstoffe sind die Latices, die im Papierstrich verwendet werden. Diese können stark zur Agglomeration neigen, wobei die Agglomerate als klebrige, weiße Rückstände auf der Papiermaschine abgelagert werden (sog. White Pitch).The removing contaminants or binding in papermaking is becoming increasingly important. The The problem is also based on the fact that in papermaking accumulating water is circulated, with impurities gradually accumulate in it. These contaminants can be the most diverse product disorders to lead, such as. for forming deposits on the rolls of the paper machine, for Glueing the screens, etc. These effects lead to interruptions the paper production. To minimize the number of production stops, it is desirable to bind the resulting in the circulating water impurities by Polymers or adsorbents already used in the headbox. The most relevant contaminants are negatively charged. These are for example to humic acids, Resin colloids, lingin derivatives, lignosulfonates derived from the fibers be entered in the paper cycle. There are also impurities, which are entered into the paper machine by recycling paper broke become. This paper break is typically redispersed and introduced into the paper machine. This will be the one in it contained ingredients and aids completely in the circulation recycled. To be registered in addition e.g. Carboxymethylcelluloses, polyacrylates, polyphosphonates and Silicates. Other charged impurities are the latices used in the paper stroke. These can be strong tend to agglomerate, the agglomerates as sticky, white residues on deposited on the paper machine (so-called white pitch).
Im Stand der Technik ist umfangreich bereits der Austrag von klebrigen Stoffen (sog. "Stickys") durch den Einsatz von Talkum (Talk) beschrieben. So ist gemäß P. Biza, E. Gaksch und P. Kaiser "Verbesserter Austrag von Stickys durch den Einsatz von Talkum", Wochenblatt für Papierfabrikation 11/12 (2002) S. 759ff. spätestens seit Beginn des letzten Jahrhunderts die Wirkung von Talkum zur Reduktion klebender Ablagerungen dokumentiert. Fast alle bekannten natürlichen und synthetischen klebenden Substanzen sind hydrophob. Talkum ist zur Bindung dieser Stickys insofern dafür bestens geeignet, weil es eine von Natur aus hydrophobe Oberfläche aufweist, welches es leicht an Kleberoberflächen adsorbieren und diese durch Umhüllung weniger klebrig werden lässt.in the State of the art is already extensive the discharge of sticky Substances (so-called "stickies") through use of talcum (talc). Thus, according to P. Biza, E. Gaksch and P. Emperor "Improved Dispensing of Stickies through the Use of Talcum ", Wochenblatt für Papierfabrikation 11/12 (2002) P. 759ff. no later than Since the beginning of the last century, the effect of talc on Reduction of adhesive deposits documented. Almost all known natural and synthetic adhesives are hydrophobic. Talc is for binding these stickies insofar best suited because it has an inherently hydrophobic surface, which makes it light on adhesive surfaces adsorb and this by wrapping less sticky.
Weiterhin
ist beispielsweise in der
In
der
In ähnlicher
Weise betrifft die
In
der
Viele der im Stand der Technik eingesetzten Mittel zur Störstoffbindung sind recht kostspielig und für bestimmte Störstoffzusammensetzungen nicht optimal geeignet. Es besteht somit ein ständiger Bedarf an Mitteln zur Bindung von Störstoffen in der Papierherstellung.Lots the means used in the prior art for impurity binding are quite expensive and for certain Störstoffzusammensetzungen not optimal. There is thus a constant need for funds for Binding of contaminants in papermaking.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein verbessertes Verfahren zur Störstoffbindung in der Papierherstellung be reitzustellen, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Aufgabe war es auch, den Einsatz eines einfach und kostengünstig herzustellenden Mittels zur ermöglichen, und ein hohes Maß an Störstoffbindung, auch von hydrophoben Anteilen, bereitzustellen.task The present invention was therefore an improved process for impurity binding be in papermaking be that the disadvantages of Prior art avoids. It was also a task, the mission one easy and inexpensive to enable the product to be manufactured and a high level Impurities, also of hydrophobic moieties.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.These The object is achieved by the method according to claim 1.
So wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung überraschend gefunden, dass durch die Verwendung von Stevensit und/oder Kerolith enthaltenden Komponenten in einem Verfahren zur Papierherstellung eine hervorragende Störstoffbindung bzw. -entfernung ermöglicht wird. Dabei binden bzw. sorbieren die Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponenten Störstoffe, einschließlich von deren hydrophoben Anteilen, in überraschend hohem Maße. Diese Komponenten können daher auch als Sorbentien bzw. Ad- oder Absorbentien angesehen werden, wobei diese Begriffe hier der Einfachheit halber gleichbedeutend verwendet werden.So was surprisingly found in the context of the present invention that by the use of stevensite and / or kerolite-containing Components in a papermaking process are excellent Impurities or removal allows becomes. The stevensite and / or kerolith-containing components bind or sorb impurities, including of their hydrophobic proportions, to a surprisingly high degree. These Components can therefore also be regarded as sorbents or adsorbents or absorbents, these terms are synonymous here for the sake of simplicity be used.
Unter Störstoffen werden dabei in Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl klebrige Substanzen, in der Literatur auch als "Kleber" bzw. "Stickies" bezeichnet werden, als auch das sogenannte "Pitch" d.h. in erster Linie Baumharzkomponenten, verstanden. Hier kann auf die in der Beschreibungseinleitung gemachten Ausführungen zu den Störstoffen veriesen werden. Eine detaillierte Auflistung der "Pitch" und "Stickies"-Bestandteile findet sich beispielsweise in der WO01/09424 auf den Seiten 1 und 2, und die dortige Offenbarung wird hiermit durch Bezugnahme ausdrücklich in die vorliegende Beschreibung aufgenommen.Under impurities are both sticky in the context of the present invention Substances, also referred to in the literature as "adhesives" or "stickies", as well as the so-called "pitch". primarily Tree resin components, understood. Here can on the in the description introduction made statements to the impurities be evicted. A detailed listing of the "Pitch" and "Stickies" components will be found For example, in WO01 / 09424 on pages 1 and 2, and the local disclosure is hereby expressly incorporated by reference the present description was included.
Ein besonders bevorzugter Aspekt bezieht sich auf die Verwendung mindestens einer Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponente zur Bindung bzw. Entfernung von hydrophoben Störstoffen in einem Verfahren zur Papierherstellung.One particularly preferred aspect relates to the use of at least a stevensite and / or kerolith-containing component for binding or Removal of hydrophobic impurities in a process for papermaking.
Nach einem ersten erfindungsgemäßen Aspekt enthält die eingesetzte Komponente Stevensit bzw. eine Stevensitphase.To a first aspect of the invention contains the component used is stevensite or a stevensite phase.
Was
unter Stevensit zu verstehen ist, ist dem Fachmann geläufig. Eine
nähere
Charakterisierung von Stevensit findet sich beispielsweise in J.L.
Martin de Vidales et al., Clay Minerals (1991) 26, S. 329–342, und in
G.B. Brindley et al., Mineralogical Magazine, 1977, Vol. 41, S.
443–452,
auf die ausdrücklich
verwiesen werden kann. Die Bestimmung von Stevensit kann wie dort
beschrieben durchgeführt
werden. Charakteristisch ist der Diffraktionspeak bei Gitterabstand
(Basalabstand) 10 Å,
dessen Lage bei verschiedenen Feuchtigkeiten eine deutliche Verschiebung
zeigt. Charkteristisch ist auch der Abstand nahe 17 Å bei Behandlung
mit Ethylenglycol. Hier wird ausdrücklich auf die bei G.B. Brindley
et al. (a.a.O.) in
Der Ausdruck "Stevensit" soll hier einfachheitshalber auch stevensithaltige Komponenten umfassen. Der Begriff "stevensithaltige Komponente" soll zum Ausdruck bringen, dass erfindungsgemäß auch Komponenten eingesetzt werden können, die neben Stevensit noch weitere Bestandteile enthalten. Beispielsweise enthalten viele kommerziell erhältliche Stevensit-Produkte neben Stevensit noch unterschiedliche Mengen an Begleitmineralien. Zudem sind auch Abmischungen von Stevensit mit anderen Bestandteilen, wie beispielsweise anderen mineralischen Bestandteilen, insbesondere Schichtsilicaten, denkbar.Of the Expression "Stevensit" is here for simplicity Also include stevensithaltige components. The term "stevensite-containing Component "should express that according to the invention also used components can be which in addition to Stevensit contain other ingredients. For example, included many commercially available Stevensite products in addition to stevensite still different amounts of accompanying minerals. In addition, blends of stevensite with other ingredients, such as other mineral constituents, in particular Phyllosilicates, conceivable.
Nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird mindestens eine Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponente eingesetzt, die im Wesentlichen oder vollständig aus Stevensit oder mindestens einer stevensithaltigen Komponente besteht.To an embodiment of the invention is at least one stevensite and / or kerolith-containing component used, which consists essentially or completely of stevensite or at least a stevensite-containing component.
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt enthält die eingesetzte Komponente Kerolith bzw. eine Kerolithphase.To another aspect of the invention contains the component used is Kerolith or a Kerolithphase.
Was
unter Kerolith zu verstehen ist, ist dem Fachmann geläufig und
muss hier nicht näher
erläutert werden.
Beispielsweise kann hier auch auf Brindley et al. (a.a.O.) verwiesen
werden. Die Bestimmung von Kerolith kann wie dort beschrieben durchgeführt werden.
Die chemische Analyse von Kerolith ergibt eine Zusammensetzung nahe
R3Si4O10(OH)2·H2O, wobei R hauptsächlich Mg darstellt und n etwa
0,8 bis 1,2 beträgt.
Charakteristisch ist der Diffraktionspeak bei Gitterabstand (Basalabstand)
10 Å,
dessen Lage bei verschiedenen Feuchtigkeiten keine Expansion und
bis 500°C
keine thermische Kontraktion zeigt. Hier wird ausdrücklich auf die
bei G.B. Brindley et al. (a.a.O.) in
Der Ausdruck "Kerolith" soll hier einfachheitshalber auch kerolithhaltige Komponenten umfassen. Der Begriff "kerolithhaltige Komponente" soll zum Ausdruck bringen, dass erfindungsgemäß auch Komponenten eingesetzt werden können, die neben Kerolith noch weitere Bestandteile enthalten. Beispielsweise enthalten viele kommerziell erhältliche Kerolith-Produkte neben Kerolith noch unterschiedliche Mengen an Begleitmineralien. Zudem sind auch Abmischungen von Kerolith mit anderen Bestandteilen, wie beispielsweise anderen mineralischen Bestandteilen, insbesondere Schichtsilicaten, denkbar.Of the Term "Kerolith" is here for simplicity also include kerolithhaltige components. The term "kerolithic component" is intended to express bring that according to the invention also used components can be which in addition to Kerolith contain other ingredients. For example contain many commercially available Kerolith products in addition to Kerolith still different amounts Accessory minerals. In addition, blends of Kerolith with other ingredients, such as other mineral Ingredients, in particular layered silicates, conceivable.
Nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird mindestens eine Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponente eingesetzt, die im Wesentlichen oder vollständig aus Kerolith oder mindestens einer kerolithhaltigen Komponente besteht.To an embodiment of the invention is at least one stevensite and / or kerolith-containing component used, which consists essentially or completely of Kerolith or at least a kerolithhaltigen component exists.
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt enthält die eingesetzte Komponente sowohl Stevensit bzw. eine Stevensitphase als auch Kerolith bzw. eine Kerolithphase. Es wurde gefunden, dass solche Stevensit- und Kerolith-haltigen Komponenten besonders gute Störstoffbindungseigenschaften zeigen.To another aspect of the invention contains the component used is both stevensite and a stevensite phase as well as Kerolith or a Kerolithphase. It was found that such Stevensit- and Kerolith-containing components particularly good Störstoffbindungseigenschaften demonstrate.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform enthält die eingesetzte Stevensit- und/oder Kerolith-haltige Komponente mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 50 Gew.-%, insbesondere mindestens 75 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 90 Gew.-%, insbesondere bevorzugt mindestens 95 Gew.-%, an Stevensit und/oder Kerolith. So wurde überraschend gefunden, dass eine besonders gute Störstoffbindung resultiert, wenn wenn Stevensit und/oder Kerolith in den erfindungsgemäß verwendeten Komponenten mineralogisch die Hauptphase darstellt.To a preferred embodiment contains the stevensite and / or kerolith-containing component used at least 10% by weight, preferably at least 50% by weight, in particular at least 75% by weight, more preferably at least 90% by weight, most preferably at least 95% by weight of stevensite and / or kerolith. So it became surprising found that a particularly good Störstoffbindung results when when stevensite and / or cerolite are used in the invention Components mineralogically represents the main phase.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde weiterhin gefunden, dass besonders solche Stevensit- und/oder Kerolithhaltigen Komponenten geeignet sind, die einen Magnesiumoxidgehalt von mindestens 15 Gew.-%, insbesondere mindestens 17 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 20 Gew.-%, aufweisen. Entsprechende Materialien sind kommerziell verfügbar. Weiterhin wird bevorzugt, dass der Magnesiumoxidgehalt der verwen deten Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponenten, insbesondere des Stevensits bzw. der stevensithaltigen Komponente nicht über 40 Gew.-%, insbesondere nicht über 35 Gew.-%, in vielen Fällen weiter bevorzugt nicht über 32 Gew.-%, liegt.in the In the context of the present invention, it has furthermore been found that especially such stevensite and / or kerolithhaltigen components which have a magnesium oxide content of at least 15% by weight, in particular at least 17% by weight, more preferably at least 20 % By weight. Corresponding materials are commercially available. Farther It is preferred that the magnesium oxide content of the used stevensite and / or kerolith-containing components, in particular of the stevensite or the stevensithaltigen component not more than 40 wt .-%, in particular no over 35% by weight, in many cases more preferably not over 32% by weight.
Der Gehalt an Magnesiumoxid ist auch bestimmend für die genaue Ausbildung der Schichtstruktur des Materials. Es wird angenommen, ohne dass die Erfindung auf die Richtigkeit dieser Annahme beschränkt wäre, dass die Schichtstruktur des erfindungsgemäß verwendeten Materials, insbesondere des Stevensits, eine besonders günstige Porosimetrie und besonders effiziente Oberflächen zur Adsorption einer Vielzahl unterschiedlicher Störstoffe bereitstellt.Of the Content of magnesium oxide is also determining for the exact training of the Layer structure of the material. It is believed without the The invention is limited to the correctness of this assumption that the layer structure of the material used in the invention, in particular Stevensits, a particularly favorable Porosimetry and particularly efficient surfaces for adsorption of a variety different impurities provides.
Nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, insbesondere bei Komponenten mit hohem Stevensitanteil, liegt die BET-Oberfläche (gemessen nach DIN 66131, siehe Methodenteil) vorzugsweise bei mindestens 60 m2/g, insbesondere mindestens 80 m2/g, insbesondere mindestens 100 m2/g. Diese hohen BET-Oberflächen ermöglichen offenbar für einige Störstoffe eine noch effizientere Adsorption.According to one embodiment of the invention, in particular for components with a high stevensite content, the BET surface area (measured according to DIN 66131, see method section) is preferably at least 60 m 2 / g, in particular at least 80 m 2 / g, in particular at least 100 m 2 / g , These high BET surface areas apparently make adsorption even more efficient for some contaminants.
Es wurde weiterhin gefunden, dass besonders solche Komponenten besonders gute Ergebnisse liefern, die eine Kationenaustauschkapazität (CEC, cation exchange capacity) von weniger als 40 meq/100 g, insbesondere weniger als 35 meq/100 g, besonders bevorzugt weniger als 30 meq/100 g, aufweisen. Die CEC kann wie im nachstehenden Methodenteil angegeben bestimmt werden.It it was also found that especially such components are special give good results showing a cation exchange capacity (CEC, cation exchange capacity) of less than 40 meq / 100 g, in particular less than 35 meq / 100 g, more preferably less than 30 meq / 100 g. The CEC can be specified as in the method section below be determined.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden solche Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponenten eingesetzt, deren CEC mindestens 2 meq/100 g, vorzugsweise mindestens 5 meq/100 g, insbesondere mindestens 10 meq/100 g, weiter bevorzugt mindestens 15 meq/100 g beträgt.To a further preferred embodiment become such stevensite and / or kerolith-containing components whose CEC is at least 2 meq / 100 g, preferably at least 5 meq / 100 g, in particular at least 10 meq / 100 g, more preferred at least 15 meq / 100 g.
Unter "Kationenaustauschkapazität" (CEC) wird dabei die Summe aller austauschbaren Kationen verstanden, angegeben in mVal/100 g und bestimmt nach der CEC-Analysenmethode wie nachstehend vor dem Beispielteil (Bestimmung der Kationenaustauschkapazität) erläutert. Die Kationenaustauschkapazität umfasst also beispielsweise die Summe aller austauschbaren zwei- und einwertigen Kationen wie Calcium-, Magnesium-, Natrium- Lithium- und Kaliumionen. Zur Bestimmung des Kationenaustauschkapazität wird die Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponente mit einer Ammoniumchloridlösung behandelt. Dabei werden wegen der hohen Affinität der Ammoniumionen zur Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponente praktisch alle austauschbaren Kationen durch Ammoniumionen ausgetauscht. Nach Abtrennen und Waschen wird der Stickstoffgehalt der Stevensit- und/oder Kerolithhaltigen Komponenten bestimmt und daraus der Gehalt an Ammoniumionen errechnet.By "cation exchange capacity" (CEC) is meant the sum of all exchangeable cations expressed in mVal / 100 g and determined according to the CEC analysis method as follows before Example part (determination of cation exchange capacity) explained. The cation exchange capacity thus includes, for example, the sum of all exchangeable divalent and monovalent cations, such as calcium, magnesium, sodium, lithium and potassium ions. To determine the cation exchange capacity, the stevensite and / or cerolite-containing component is treated with an ammonium chloride solution. In this case, because of the high affinity of the ammonium ions for the stevensite and / or kerolith-containing component, virtually all exchangeable cations are exchanged for ammonium ions. After separation and washing, the nitrogen content of the components containing stevensite and / or cerium is determined and from this the content of ammonium ions is calculated.
Wie vorstehend ausgeführt, weisen die erfindungsgemäß verwendeten Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponenten überraschenderweise eine wesentlich bessere Wirkung bei der Störstoffbindung bzw. -beseitigung auf, als die herkömmlicherweise verwendeten Produkte, wie z.B. Talk.As stated above, have the invention used Stevensit- and / or Kerolith-containing components surprisingly a much better effect in the binding of contaminants or removal on, as the conventionally used products, e.g. Talk.
Gegenüber anderen Agenzien wie z.B. herkömmlichen Bentoniten besteht ein weiterer Vorteil darin, dass Stevensit- und/oder Kerolith-haltige Komponenten in der Regel zu (wässrigen) Slurries bzw. Aufschlämmungen mit einem viel höheren Feststoffgehalt verarbeitet werden können, ohne dass eine zu hohe Viskosität der Slurry bzw. Aufschlämmung die Verarbeitung und Dosierung beeinträchtigt. So werden in der Praxis in vielen Papierfabriken die Rohstoffe, einschließlich der zur Störstoffbindung verwendeten Agenzien bzw. Komponenten, flüssig zudosiert. Je höher der Fest stoffgehalt der zu dosierten Slurry bzw. Aufschlämmung ist, desto geringer ist die zu dosierende bzw. anzusetzende und zu transportierende Menge.Over other Agents such as e.g. usual Bentonites have another advantage in that stevensite and / or Kerolith-containing components usually to (aqueous) slurries or slurries with a much higher one Solids content can be processed without being too high Viscosity of Slurry or slurry the processing and dosage impaired. So be in practice in many paper mills the raw materials, including the for impurity binding used agents or components, liquid metered. The higher the Is the solids content of the slurry or slurry to be metered, the lower is the dosage to be dosed or applied and transported Amount.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde auch überraschend gefunden, dass sich die störstoffbindende Wirkung der Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponenten noch weiter erhöhen lässt, wenn diese aktiviert werden. Insbesondere bei stevensithaltigen Komponenten zeigt sich ein guter Effekt der Aktivierung. Unter einer Aktivierung wird hier erfindungsgemäß ein zumindest teilweiser Austausch der Zwischenschicht-Kationen, insbesondere der zwei- oder mehrwertigen Zwischenschicht-Kationen des Stevensits in der Stevensit-haltigen Komponente gegen einwertige Kationen verstanden. Bei den eingetauschten einwertigen Kationen kann es sich insbesondere um H+ oder ein oder mehrere Alkalikationen handeln. Bevorzugte Formen der Aktivierung sind Aktivierungen unter Verwendung von Säure oder Alkali. Ein bevorzugtes, nicht beschränkendes Beispiel einer Alkaliaktivierung ist die Aktivierung mit Soda. Hierzu wird z.B. der grubenfeuchte Ton, der üblicherweise Wassergehalte zwischen 25 und 40 Gew-% Feuchte aufweist mit bis zu 5 Gew-%, insbesondere bis zu 4 Gew-% Soda, Kaliumcarbonat oder anderen Salzen von Alkali-Ionen wie z. B. Phosphaten oder Citraten, bezogen auf wasserfreien Ton, gemischt und ggf. noch extrudiert. Anschließend wird getrocknet und vermahlen.In the context of the present invention, it has also surprisingly been found that the Störstoffbindende effect of the stevensite and / or keritol-containing components can be further increased when they are activated. Especially with stevensithaltigen components shows a good effect of activation. According to the invention, activation here means an at least partial replacement of the interlayer cations, in particular of the bivalent or multivalent intermediate layer cations of the stevensite in the stevensite-containing component, with monovalent cations. The monovalent cations exchanged can in particular be H + or one or more alkali cations. Preferred forms of activation are activations using acid or alkali. A preferred, non-limiting example of alkali activation is activation with soda. For this purpose, for example, the pit-moist clay, which usually has water contents between 25 and 40% by weight of moisture with up to 5% by weight, in particular up to 4% by weight of sodium carbonate, potassium carbonate or other salts of alkali ions such. As phosphates or citrates, based on anhydrous clay, mixed and possibly extruded. It is then dried and ground.
Eine Säureaktivierung der Stevensit-haltigen Komponente kann allgemein durch eine Behandlung mit ein oder mehreren Säuren durchgeführt werden. Dazu wird die Komponente mit mindestens einer anorganischen und/oder organischen Säure in Kontakt gebracht. Im Prinzip kann dabei jedes dem Fachmann geläufige Verfahren zur Säureaktivierung von Tonen verwendet werden. Nach einer möglichen erfindungsgemäßen Ausführungsform ist es nicht erforderlich, dass die überschüssige Säure und die bei der Akti vierung entstehenden Salze ausgewaschen werden. Vielmehr wird nach Aufgabe der Säure, wie bei der Säureaktivierung üblich, kein Waschschritt durchgeführt, sondern die behandelte Komponente getrocknet und gegebenenfalls auf die gewünschte Korngröße vermahlen.A acid activation The stevensite-containing component may generally be obtained by treatment with one or more acids carried out become. For this purpose, the component with at least one inorganic and / or organic acid brought into contact. In principle, any method familiar to the person skilled in the art can be used for acid activation to be used by toning. According to a possible embodiment of the invention it is not necessary that the excess acid and the activation in the Akti be washed out resulting salts. Rather, it is up to task the acid, as usual in the acid activation, no washing step carried out, but the treated component is dried and optionally to the desired Grind grain size.
Die Säureaktivierung kann beispielsweise mit Säuren in fester Form oder mit einer Säurelösung erfolgen. So wird bei einer Ausführungsform die Aktivierung der Komponente in wässriger Phase durchgeführt. Dazu wird die Säure als wässrige Lösung mit der Stevensit-haltigen Komponente in Kontakt gebracht. Es kann dabei beispielsweise so vorgegangen werden, dass zunächst die Stevensit-haltige Komponente, welche vorzugsweise in Form eines Pulvers bereitgestellt wird, in Wasser aufgeschlämmt wird. Anschließend wird die Säure, z.B. in konzentrierter Form, zugegeben. Die Stevensit-haltige Komponente kann jedoch auch direkt in einer wässrigen Lösung der Säure aufgeschlämmt werden, oder die wässrige Lösung der Säure auf die Stevensit-haltige Komponente aufgegeben werden. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform kann die wässrige Säurelösung beispielsweise auf eine vorzugsweise gebrochene oder pulverförmige Stevensit-haltige Komponente aufgesprüht werden, wobei die Wassermenge bevorzugt möglichst niedrig gewählt wird. Z.B. wird hier eine konzentrierte Säure bzw. Säurelösung eingesetzt. Beim Aufsprühen von geringen Säuremengen erfolgt oft nur eine oberflächliche Aktivierung, auch als "Surface modification" bezeichnet. Die Säuremenge kann vorzugsweise zwischen 1 und 10 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 2 und 6 Gew.-% einer starken Säure, insbesondere einer Mineralsäure, wie Schwefelsäure, bezogen auf die wasserfreie Stevensit-haltige Komponente (atro), gewählt werden. Soweit erforderlich, kann überschüssiges Wasser abgedampft werden und die aktivierte Stevensit-haltige Komponente gegebenenfalls bis zur gewünschten Feinheit gemahlen werden. Wie bereits oben erwähnt, ist nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kein Waschschritt erforderlich. Nach Aufgabe der wässrigen Lösung der Säure wird lediglich, soweit erforderlich, bis zum Erreichen des gewünschten Feuchtigkeitsgehalts getrocknet. Meist wird der Wassergehalt der erhaltenen aktivierten Stevensit-haltigen Komponente auf einen Anteil von weniger als 20 Gew.-%, bevorzugt weniger als 10 Gew.-% eingestellt.The acid activation can be carried out, for example, with acids in solid form or with an acid solution. Thus, in one embodiment, the activation of the component is carried out in the aqueous phase. For this purpose, the acid is brought into contact with the stevensite-containing component as an aqueous solution. In this case, for example, it is possible to proceed by first slurrying the stevensite-containing component, which is preferably provided in the form of a powder, in water. Subsequently, the acid is added, for example in concentrated form. However, the stevensite-containing component can also be slurried directly in an aqueous solution of the acid, or the aqueous solution of the acid can be applied to the stevensite-containing component. According to an advantageous embodiment, the aqueous acid solution may, for example, be sprayed onto a preferably crushed or powdered stevensite-containing component, the amount of water being preferably chosen as low as possible. For example, a concentrated acid or acid solution is used here. When spraying small amounts of acid often only a superficial activation, also referred to as "surface modification". The amount of acid may preferably be between 1 and 10% by weight, more preferably between 2 and 6% by weight of a strong acid, especially a mineral acid such as sulfuric acid, based on the anhydrous stevensite-containing component (atro). If necessary, excess water can be evaporated and the activated stevensite-containing component optionally ground to the desired fineness. As already mentioned above, according to one embodiment of the method according to the invention no washing step is required. After application of the aqueous solution of the acid is only, if necessary, dried until reaching the desired moisture content. Most of the water content of the resulting activated stevensite-containing component is adjusted to a level of less than 20 wt .-%, preferably less than 10 wt .-%.
Für die vorstehend beschriebene Aktivierung mit einer wässrigen Lösung einer Säure bzw. einer konzentrierten Säure kann die Säure an sich beliebig gewählt werden. Es können sowohl Mineralsäuren, als auch organische Säuren oder Gemische der vorstehenden Säuren verwendet werden. Es können übliche Mineralsäuren verwendet werden, wie Salzsäure, Phosphorsäure oder Schwefelsäure, wobei Schwefelsäure bevorzugt ist. Es können konzentrierte oder verdünnte Säuren bzw. Säurelösungen verwendet werden. Als organische Säuren können z.B. Zitronensäure oder Oxalsäure verwendet werden.For the above described activation with an aqueous solution of an acid or a concentrated acid can the acid chosen arbitrarily become. It can both mineral acids, as well as organic acids or mixtures of the above acids be used. It can be used conventional mineral acids be like hydrochloric acid, phosphoric acid or sulfuric acid, being sulfuric acid is preferred. It can concentrated or diluted acids or acid solutions used become. As organic acids can e.g. citric acid or oxalic acid be used.
Nach einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform weist die Stevensit- und/oder Kerolith-haltige Komponente bezogen auf die CEC einen Anteil von mindestens 50 %, insbesondere mindestens 80 % an einwertigen Kationen wie H+, Na+, K+, und/oder Li+ auf. Dieser Anteil kann z.B. durch Aktivierung der Komponente mit Säure bzw. einem Alkalisalz (z.B. Soda) erreicht bzw. erhöht werden. Besonders bevorzugt sind mindestens 90 %, insbesondere etwa 100 % einwertige Kationen, bezogen auf die CEC der Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponente.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the stevensite and / or cerolite-containing component based on the CEC has a content of at least 50%, in particular at least 80%, of monovalent cations such as H + , Na + , K + , and / or Li + on. This proportion can be achieved or increased, for example, by activation of the component with acid or an alkali salt (eg soda). Particularly preferred are at least 90%, especially about 100% monovalent cations, based on the CEC of the stevensite and / or kerolith-containing component.
Das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung der hierin beschriebenen Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponenten kann allgemein in allen Verfahren zur Papier- oder Kartonherstellung eingesetzt werden. Entsprechend sollen die Ausdrücke Papierpulpe und Faserstoffsuspension allgemein alle störstoffhaltigen Zusammensetzungen bzw. Ströme umfassen, die bei der Herstellung von Papier, Karton, anderen Faserstoffen oder der gleichen verwendet werden. Ansonsten sind die Ausdrücke "(Papier-)Pulpe" und "Faserstoffsuspension", dem Fachmann geläufig und müssen hier nicht näher erläutert werden.The inventive method using the stevensite and / or kerolith-containing ones described herein Components can generally be used in all paper or board making processes be used. Accordingly, the terms paper pulp and pulp suspension generally all pollutant-containing Compositions or streams include in the manufacture of paper, cardboard, other fibrous materials or the same can be used. Otherwise, the terms "(paper) pulp" and "pulp suspension", the expert and familiar have to not closer here explained become.
Nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform handelt es sich bei der Pulpe bzw. der Faserstoffsuspension um eine holz(fein)schliffhaltige Suspension. Bei Holzschliff handelt es sich allgemein um fein aufgeschlossenes (fein gemahlenes Holz, zumeist ohne weitere chemische oder thermische Behandlung). Die Holzschliffsuspension wird dabei entweder direkt nach dem Zerkleinern eingesetzt oder einer Peroxidbleiche unterzogen, wobei dann sogenannter Peroxid-gebleichter Holzschliff entsteht. Es hat sich überraschend gezeigt, dass die erfindungsgemäß verwendeten Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponenten bei Holzschliff oder Peroxid-behandelten Holzschliff enthaltenden Papiersorten besonders gute Ergebnisse zeigt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch vorteilhaft bei anderen Papierarten eingesetzt werden. So kann z.B. die Pulpe bzw. Faserstoffsuspension (neben dem Holzschliff) auch noch hochgereinigte Faseranteile enthalten, wie dies z.B. bei sogenannten News Print Papier der Fall ist. Die Erfindung liefert weiterhin sehr gute Ergebnisse bei sogenannter "Deinked Pulp" (DIP-Stoff). Dabei handelt es sich um einen Papierstoff, der aus Altpapier hergestellt wird. Dort fallen insbesondere hydrophobe Stickies an, aus dem Kleber von Magazinen und Zeitung. Auch diese lassen sich mit den erfindungsgemäß verwendeten Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponenten in das Endprodukt gut einbinden. Weitere sogenannte Papierstoffe, bei denen die erfindungsgemäßen Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponenten vorteilhaft eingesetzt werden kann umfassen TMP Stoff (Thermo Mechanical Pulp), Sulfatzellstoff, Sulfitzellstoff sowie Mischungen aus unterschiedlichen Zellstoffen. Je nach Papiertyp und Lokalisation der Papierfabrik werden solche Zellstoffe in unterschiedli chen Verhältnissen gemischt und auf die Materialanforderungen des Endproduktes hin angepasst.To a preferred embodiment of the invention If the pulp or pulp suspension is a wood (fine) slurry containing suspension. When wood pulp is concerned Generally speaking, fine-grained (finely ground wood, mostly without further chemical or thermal treatment). The wood pulp suspension is used either directly after crushing or a peroxide bleach, then called peroxide-bleached Wood pulp is created. It has surprisingly been found that the used according to the invention Stevensite- and / or Kerolith-containing components in wood pulp or peroxide-treated pulp containing paper grades particularly shows good results. But the inventive method can also advantageous to be used with other types of paper. Thus, e.g. the pulp or pulp suspension (in addition to the groundwood) also still contain highly purified fiber fractions, as e.g. in so-called News Print Paper is the case. The invention further provides very good results with so-called "deinked pulp" (DIP substance). It is about a paper pulp made from waste paper. Fall there in particular hydrophobic stickies, from the adhesive of magazines and Newspaper. These can also be used with the invention Stevensit- and / or Kerolith-containing components in the final product integrate well. Other so-called paper stocks in which the stevensite invention and / or kerolith-containing components can be used advantageously may include TMP (Thermo Mechanical Pulp), sulphate pulp, Sulfite pulp and mixtures of different pulps. Depending on the paper type and localization of the paper mill, such Pulps mixed in different ratios and on the Material requirements of the final product adapted.
Der bevorzugte Holzschliffanteil in der Papierpulpe bzw. Faserstoffsuspension liegt nach einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform bei mindestens 10 Gew.-%; insbesondere mindestens 30 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Trockengewicht der gesamten Pulpe bzw. Suspension.Of the preferred proportion of groundwood in the paper pulp or pulp suspension is according to an advantageous embodiment of the invention at least 10th Wt .-%; in particular at least 30 wt .-%, each based on the Dry weight of the entire pulp or suspension.
Die mindestens eine Stevensit- und/oder Kerolith-haltige Komponente im erfindungsgemäßen Verfahren wirkt wahrscheinlich, ohne das die Erfindung auf die Richtigkeit dieser Annahme beschränkt wäre, indem sie die Störstoffe bindet bzw. mit diesen in Wechselwirkung tritt und somit der Aggregation und Ablagerung auf den Teilen der Papiermaschine, wie z.B. den Walzen, entgegenwirkt.The at least one stevensite and / or kerolith-containing component in the process according to the invention Probably works without the invention to the correctness limited to this assumption would be by the impurities binds or interacts with these and thus aggregation and deposition on the parts of the paper machine, e.g. the rollers, counteracts.
Die Konzentration der Störstoffe bei der Papierherstellung wird typischerweise im Siebwasser durch die drei gängigen Verfahren Kationbedarf (kationischer Ladungsbedarf), Trübungsmessung sowie chemischer Sauerstoffbedarf bestimmt. Beim Kationenbedarf geht man davon aus, dass die Störstoffe alle negativ geladen sind und filtriert das Siebwasser in kurzkettigen kationischen Polyelektrolyten. Der Verbrauch wird umgerechnet in den sogenannten Kationenbedarf. Bei der Trübungsmessung geht man davon aus, dass die Störstoffe zum Teil kolloidal vorliegen und ihre Konzentration über die durch die Trübung verursachte Extinktion bestimmt werden kann. Beim chemischen Sauerstoffbedarf wird über ein Oxidationsmittel der vorhandene Anteil an organischen Verbindungen getestet. Obwohl diese Methoden in der Papierwelt sehr verbreitet sind, haben neuere Untersuchungen gezeigt, dass diese über die ganzen Inhaltsstoffe in Siebwasser mitteln und besonders kritische Störstoffe nur zum Teil erfassen. Dies ergibt sich beispielsweise daraus, dass die sogenannten Baumharzkolloide, die zum Teil aus hydrophoben Verbindungen zusammengesetzt sind, nur geringe Oberflächenladungen tragen können und somit wenig zum Kationbedarf beitragen. Andererseits haben Lignine einen hohen Kationenbedarf; wenn sie im Siebwasser vorliegen, stören sie nur sehr wenig bei der Papierherstellung. Neuere Untersuchungen zeigen weiterhin, dass die Korrelation zwischen der Trübungsmessung und der Konzentration an kolloidalen Störstoffen nicht immer gegeben ist. Aufgrund dieser neueren Erfahrung mit den gängigen Störstoffbestimmungsmethoden wurden die erfindungsgemäßen Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponenten darüber hinaus in ihrer Wirkung mit neueren Verfahren charakterisiert. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine gaschromatographische Analyse des Siebwassers nach der Methode von F. Orsa and B. Holmbom "A Convenient Method for the Determination of Wood Exctractives in Papermaking Process Waters and Effluents", Journal of Pulp and Paper Science, vol 20 No. 12 December 1994, pp J361. Bei der Herstellung eines holzschliffhaltigen Papiers werden die einzelnen Baumharzkomponenten in ihrer Konzentration über ein gaschromatographisches Verfahren bestimmt. Es handelt sich dabei um eine vollständige, quantitative Analyse während die Standardbestimmungsverfahren wie Trübung, Kationbedarf und chemischer Sauerstoffbedarf eigentlich nur als bestenfalls semi-quantitativ zu bewerten sind. Weiterhin wurde von L. Vähäsalo et al. (a.a.O., siehe "Flowcytometrische Analyse des Siebwassers", weiter unten) gezeigt, dass die sogenannte Durchflusscytometrie sehr geeignet ist zur Bestimmung der Anzahl von kolloidalen Störstoffen in Papiersiebwässern. Deshalb wurde dieses neue Verfahren in der vorliegenden Erfindung auch genutzt, um die Störstoff reduzierende Wirkung der erfindungsgemäßen Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponenten zu zeigen.The concentration of impurities in papermaking is typically determined in the white water by the three common methods cation requirement (cationic charge demand), turbidity measurement and chemical oxygen demand. For cation demand, it is assumed that the contaminants are all negatively charged and the white water is filtered in short-chain cationic polyelectrolytes. Consumption is converted into the so-called cation requirement. In the turbidity measurement, it is assumed that the impurities partly colloidal and their concentration can be determined by the extinction caused by turbidity. In the case of chemical oxygen demand, the amount of organic compounds present is tested via an oxidizing agent. Although these methods are very common in the paper world, recent studies have shown that they cover all the constituents in white water and only partially detect particularly critical contaminants. This results for example from the fact that the so-called tree resin colloids, which are composed in part of hydrophobic compounds, can only carry small surface charges and thus contribute little to the cation requirement. On the other hand, lignins have a high cation requirement; when they are in the white water, they interfere very little in papermaking. Recent studies also show that the correlation between the turbidity measurement and the concentration of colloidal impurities is not always given. Due to this recent experience with the common determination of contaminant determination methods, the stevensite- and / or kerolith-containing components according to the invention have moreover been characterized in their effect with newer methods. This is, for example, a gas chromatographic analysis of the white water by the method of F. Orsa and B. Holmbom "A Convenient Method for the Determination of Wood Exctractives in Papermaking Process Waters and Effluents", Journal of Pulp and Paper Science, vol 20 No , 12 December 1994, pp J361. In the production of wood pulp-containing paper, the individual tree resin components are determined in their concentration by a gas chromatographic method. It is a complete, quantitative analysis, while standard determination methods such as turbidity, cation demand and chemical oxygen demand are actually only semi-quantitative at best. Furthermore, by L. Vähäsalo et al. (see above, see "Flow cytometric analysis of the white water", below) that the so-called flow cytometry is very suitable for determining the number of colloidal impurities in Papieriersiebwässern. Therefore, this novel process has also been used in the present invention to demonstrate the impurity reducing activity of the stevensite and / or kerolith containing components of this invention.
Die Zugabe der erfindungsgemäß verwendeten mindestens einen Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponente zu der Pulpe bzw. Faserstoffsuspension kann an jeder beliebigen, dem Fachmann ge eigneten Stelle in der Papierherstellung erfolgen. Empfehlenswert ist dabei auch insbesondere die Zugabe direkt im Pulper, weil dort die Möglichkeit einer langen Kontaktzeit zum Papierstoff besteht, und die Wahrscheinlichkeit für eine hohe Störstoffbindung gegeben ist. Weitere Zugabestellen liegen im gesamten sogenannten Dickstoffbereich. Denkbar ist auch eine Zugabe für die "dissolved air-flotation" zur Wasserreinigung. In vielen Fällen wird auch bei den jeweils verwendeten Vorrichtungen zur Papierherstellung eine bereits vorhandene Zugabestelle für Additive, z.B. in Form in einer Dosiervorrichtung oder Dosierpumpe, vorhanden sein, die für die Zugabe der erfindungsgemäß verwendeten Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponente(n) verwendet werden kann. Die Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponenten können dabei sowohl in Pulverform, als auch in Form einer Suspension bzw. Slurry eingesetzt werden. Die Suspension bzw. Slurry wird in vielen Fällen eine bessere Dosierbarkeit ermöglichen und ist in großindustriellen, kontinuierlich geführten Prozessen leichter automatisierbar.The Addition of the invention used at least one stevensite and / or kerolith-containing component to the pulp or pulp suspension can be at any, the person skilled in ge suitable place in papermaking done. Especially recommended is the addition directly in the pulper, because there is the possibility there is a long contact time to the stock and the likelihood of high stock Impurities given is. Other additions are in the whole so-called Thick stock area. Also conceivable is an addition for the "dissolved air flotation" for water purification. In many cases will also in the case of each used paper making apparatus an existing additive addition site, e.g. in the form of a metering device or metering pump, be present for the addition the invention used Stevensit and / or Kerolith-containing component (s) can be used can. The stevensite and / or kerolith-containing components can thereby both in powder form, as well as in the form of a suspension or slurry be used. The slurry is in many cases a enable better dosing and is in big business, continuously guided Processes easier to automate.
Es hat sich weiterhin gezeigt, dass die Wirkung der erfindungsgemäß eingesetzten Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponenten besonders positiv ist, wenn eine bestimmte Teilchengröße eingehalten wird. So wird nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Teilchengröße der Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponenten so gewählt, dass der Nasssiebrückstand auf 45 μm kleiner 2 Gew.-%, vorzugsweise kleiner 1 Gew.-%, insbesondere kleiner 0,5 Gew.-% liegt. Die Bestimmung des Nasssiebrückstands ist vor den Beispielen noch näher erläutert. Die bevorzugte Teilchengröße kann auch nach der Lichtstreuungsmethode (Malvern) bestimmt werden. Nach einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform liegt dabei die mittlere Teilchengröße (D50) (auf das Probenvolumen bezogen) zwischen 0,5 und 10 μm, insbesondere zwischen 2 bis 8 μm, besonders bevorzugt zwischen 3 und 6 μm.It has further shown that the effect of the invention used Stevensit- and / or Kerolith-containing components particularly positive is when a certain particle size is maintained. So will according to a particularly preferred embodiment of the invention the Particle size of the stevensite and / or kerolith-containing Components chosen that the wet sieve residue to 45 microns less than 2 wt .-%, preferably less than 1 wt .-%, in particular smaller 0.5 wt .-% is. The determination of wet sieve residue is before the examples even closer explained. The preferred particle size can also be determined by the light scattering method (Malvern). To a particularly preferred embodiment of the invention is the average particle size (D50) (relative to the sample volume) between 0.5 and 10 microns, in particular between 2 to 8 μm, more preferably between 3 and 6 microns.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde auch überraschend gefunden, dass die Verwendung der erfindungsgemäß eingesetzten Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponenten zu einer besonders guten Störstoffbindung führt, wenn in dem Verfahren der Einsatz von Talk unterbleibt. Auch der Einsatz kationischer Polymere, wie z.B. Poly(dadmac) oder Polyacrylamid gemäß dem Stand der Technik kann mit Hilfe der erfindungsgemäß eingesetzten Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponenten reduziert werden oder sogar ganz unterbleiben.in the It has also surprisingly been found within the scope of the present invention that the use of the invention used Stevensit- and / or Kerolith-containing components to a particularly good Impurities leads, if in the process the use of talc is omitted. Also the Use of cationic polymers, e.g. Poly (dadmac) or polyacrylamide according to the state The technique can with the help of Stevensit- and / or Kerolith-containing components are reduced or even completely omitted.
Die Einsatzmengen der Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponenten in dem erfindungsgemäßen Verfahren können vom Fachmann anhand empirischer Versuche routinemäßig bestimmt werden. In den meisten Fällen werden Einsatzmengen zwischen 0,5 und 12 kg/t Papierpulpe bzw. Faserstoffsuspension, vorzugsweise zwischen 1 und 8 kg/t, insbesondere zwischen 1,5 und 7 kg/t, jeweils bezogen auf die wasserfreie Pulpe/Suspension (Trockengewicht), vorteilhaft sein.The Amounts of stevensite and / or kerolith-containing components in the method according to the invention can routinely determined by the person skilled in the art on the basis of empirical experiments become. In most cases Amounts between 0.5 and 12 kg / t paper pulp or pulp suspension, preferably between 1 and 8 kg / t, in particular between 1.5 and 7 kg / t, in each case based on the anhydrous pulp / suspension (dry weight), be beneficial.
Überraschenderweise wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch gefunden, dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur eine sehr gute Bindung von anionischen Störstoffanteilen, wie Fettsäuren, ermöglicht, sondern auch eine herausragende Bindung bzw. Beseitigung von hydrophoben Störstoffanteilen wie Sterolen, Sterylestern und Triglyceriden. Die hierbei erzielten Ergebnisse übertreffen überraschenderweise sowohl diejenigen, die mit herkömmlichen Bentoniten erhalten wurden, als auch diejenigen von Talkum.Surprisingly was also found in the context of the present invention that the inventive method not only a very good binding of anionic impurity fractions, like fatty acids, allows but also an outstanding bond or removal of hydrophobic Contaminant fractions such as Sterols, steryl esters and triglycerides. The achieved here Surprisingly, results surpass both those with conventional Bentonites were obtained, as well as those of talc.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung mindestens einer Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponente wie hierin beschrieben zur Störstoffbindung in der Papierherstellung. Wie vorstehend erwähnt, wird dabei die mindestens eine Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponente vorzugsweise in einer Papierpulpe bzw. Faserstoffsuspension ein gesetzt, die Holzschliffanteile enthält. Es sind jedoch alle Papiersorten bzw. Pulpen von der erfindungsgemäßen Verwendung umfasst. Besonders bevorzugt sind die weiter oben genannten Papierarten wie Holzschliff oder Peroxid-behandelten Holzschliff enthaltende Papiersorten, solche die (neben dem Holzschliff) auch hochgereinigte Faseranteile enthalten, wie dies z.B. bei sogenannten News Print Papier der Fall ist, sogenannter "Deinked Pulp" (DIP-Stoff), TMP-Stoff (Thermo Mechanical Pulp), Sulfatzellstoff, Sulfitzellstoff sowie Mischungen aus unterschiedlichen Zellstoffen.One Another aspect of the present invention relates to the use at least one stevensite and / or kerolith-containing component as described herein for impurity binding in papermaking. As mentioned above, the at least a stevensite and / or kerolith-containing component preferably in a paper pulp or pulp suspension set, the groundwood parts contains. However, all types of paper or pulp are of the use according to the invention includes. Particularly preferred are the types of paper mentioned above such as wood pulp or peroxide-treated wood pulp containing papers, those which (in addition to the wood pulp) also highly purified fiber components included, as e.g. the case of so-called news print paper is, so-called "Deinked Pulp "(DIP substance), TMP (Thermo Mechanical Pulp), sulphate pulp, sulphite pulp as well as mixtures of different pulps.
Methodenteil: Methods section:
Soweit nicht anders angegeben, wurden die im folgenden angegebenen Analyseverfahren verwendet:So far Unless stated otherwise, the analytical methods given below were used:
1. Bestimmung der Kationenaustauschkapazität (CEC-Analyse) und der Kationenanteile1. Determination of cation exchange capacity (CEC analysis) and the cation shares
Prinzip:
Der Ton (die Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponente) wird
mit einem großen Überschuss
an wässriger
NH4-Cl-Lösung behandelt,
ausgewaschen und die auf dem Ton verbliebene NH4 +-Menge nach Kjeldahl bestimmt.
Geräte: Sieb, 63 μm; Erlenmeyer-Schliffkolben, 300 ml; Analysenwaage; Membranfilternutsche, 400 ml; Zellulose-Nitrat-Filter, 0,15 μm (Fa. Sartorius); Trockenschrank; Rückflusskühler; Heizplatte; Destillationseinheit, VAPODEST-5 (Fa. Gerhardt, No. 6550); Messkolben, 250 ml; Flammen-AASDevices: sieve, 63 μm; Erlenmeyer ground flask, 300 ml; Analytical balance; Membrane filter chute, 400 ml; Cellulose nitrate filters, 0.15 μm (Sartorius); Drying oven; Reflux condenser; hot plate; Distillation unit, VAPODEST-5 (Gerhardt, No. 6550); Volumetric flask, 250 ml; Flame AAS
Chemikalien: 2N NH4Cl-Lösung Neßlers-Reagens (Fa. Merck, Art.Nr. 9028); Borsäure-Lösung, 2 %-ig; Natronlauge, 32 %-ig; 0,1 N Salzsäure; NaCl-Lösung, 0,1 %-ig; KCl-Lösung, 0,1 %-ig Chemicals: 2N NH 4 Cl solution Nessler's reagent (Merck, item No. 9028); Boric acid solution, 2%; Caustic soda, 32%; 0.1 N hydrochloric acid; NaCl solution, 0.1%; KCl solution, 0.1%
Durchführung: 5 g Ton werden durch ein 63 μm-Sieb gesiebt und bei 110°C getrocknet. Danach werden genau 2 g auf der Analysenwaage in Differenzwägung in den Erlenmeyer-Schliffkolben eingewogen und mit 100 ml 2N NH4Cl-Lösung versetzt. Die Suspension wird unter Rückfluss eine Stunde lang gekocht. Bei stark CaCo3-haltigen Tonen kann es zu einer Ammoniak-Entwicklung kommen. In diesen Fällen muss solange NH4Cl-Lösung zugegeben werden, bis kein Ammoniak-Geruch mehr wahrzunehmen ist. Eine zusätzliche Kontrolle kann mit einem feuchten Indikator-Papier durchgeführt werden. Nach einer Standzeit von ca. 16 h wird der NH4 +-Ton über eine Membranfilternutsche abfiltriert und bis zur weitgehenden Ionenfreiheit mit VE-Wasser (ca. 800 ml) gewaschen. Der Nachweis der Ionenfreiheit des Waschwassers wird auf NH4 +-Ionen mit dem dafür empfindlichen Neßlers-Reagens durchgeführt. Die Waschzahl kann je nach Tonart zwischen 30 Minuten und 3 Tagen variieren. Der ausgewaschene NH4 +-Ton wird vom Filter abgenommen, bei 110°C 2h lang getrocknet, gemahlen, gesiebt (63 μm-Sieb) und nochmals bei 110°C 2 h lang getrocknet. Danach wird der NH4 +-Gehalt des Tons nach Kjeldahl bestimmt.Procedure: 5 g of clay are sieved through a 63 μm sieve and dried at 110 ° C. Then weigh exactly 2 g on the analytical balance in differential weighing into the Erlenmeyer grinding flask and add 100 ml of 2N NH 4 Cl solution. The suspension is boiled under reflux for one hour. With strongly CaCo 3 -containing clays it can come to an ammonia development. In these cases, as long as NH 4 Cl solution must be added until no ammonia smell is perceived. Additional control can be done with a wet indicator paper. After a service life of about 16 h, the NH 4 + clay is filtered off through a membrane filter and washed until extensive freedom from ion with deionized water (about 800 ml). Detection of the ionic freedom of the wash water is performed on NH 4 + ions with the sensitive Nessler's reagent. The washing rate can vary between 30 minutes and 3 days depending on the key. The washed out NH 4 + clay is removed from the filter, dried at 110 ° C for 2 hours, ground, sieved (63 micron sieve) and dried again at 110 ° C for 2 h. Thereafter, the NH 4 + content of the clay is determined according to Kjeldahl.
Berechnung der CEC: Die CEC des Tons ist der mittels Kjeldahl ermittelte NH4 +-Gehalt des NH4 +-Tons (CEC einiger Tonmineralien s. Anlage). Die Angaben erfolgen in mval/100 g Ton (meq/100g).
- Beispiel: Stickstoff-Gehalt = 0,93 %;
- Molekulargewicht: N = 14,0067 g/mol
- CEC = 66,4 meq/100 g NH4 +-Ton
- Example: nitrogen content = 0.93%;
- Molecular weight: N = 14.0067 g / mol
- CEC = 66.4 meq / 100 g NH 4 + clay
Ausgetauschte Kationen und deren Anteile:Exchanged cations and their shares:
Die
durch den Umtausch freigesetzten Kationen befinden sich im Waschwasser
(Filtrat). Der Anteil und die Art der einwertigen Kationen ("austauschbare Kationen") wurde im Filtrat
gemäß DIN 38406,
Teil 22, spektroskopisch bestimmt. Beispielsweise wird zur AAS-Bestimmung
das Waschwasser (Filtrat) eingeengt, in einen 250 ml Messkolben überführt und
mit VE-Wasser bis zur Messmarke aufgefüllt. Geeignete Messbedingungen
für FAAS
sind aus den nachfolgenden Tabellen zu entnehmen. 
- Molmassen (g/mol): Ca = 20,040; K = 39,096; Li = 6,94; Mg = 12,156; Na = 22,990; Al = 8,994; Fe = 18,616
- Molar masses (g / mol): Ca = 20.040; K = 39.096; Li = 6.94; Mg = 12.156; Na = 22,990; Al = 8.994; Fe = 18.616
Bei sogenannten überaktivierten Tonen (Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponenten), d.h. solchen, die mit einer größeren als der stöchiometrischen Menge an z.B. Soda aktiviert wurden, kann die Summe der ermittelten Mengen an einwertigen Kationen die wie vorstehend angegeben bestimmte CEC übertreffen. In sol chen Fällen wird der Gesamtgehalt an einwertigen Kationen (Li, K, Na) als 100% der CEC angesehen.at so-called over-activated Claying (stevensite and / or kerolith containing components), i. those with a larger than the stoichiometric Amount of e.g. Soda activated, the sum of the determined Amounts of monovalent cations determined as indicated above CEC excel. In such cases is the total content of monovalent cations (Li, K, Na) as 100% the CEC.
2. Bestimmung der BET-Oberfläche:2. Determination of the BET surface area:
Die Bestimmung erfolgte gemäß DIN 66131 (Mehrpunktbestimmung).The Determination was carried out according to DIN 66131 (Multi-point determination).
3. Bestimmung des Nasssiebrückstandes:3. Determination of wet sieving residue:
Bei
dem Einsatz von Pigmenten und Füllstoffen
interessiert es, ob und wie viel grobe Anteile das zu untersuchende
Material enthält,
die sich durch ihre Korngröße von den
normalen Teilchen unterscheiden. Diese Anteile werden durch Siebung
einer wässrigen
Suspension mit Wasser als Spülflüssigkeit
ermittelt. Als Nasssiebrückstand
gilt der unter festgelegten Bedingungen ermittelte Rückstand.
Geräte: Analysenwaage,
Plastikbecher, Pendraulik LD 50; Sieb: 200 mm Durchmesser, Maschenweite
0,025 (25 μm),
0,045 mm (45 μm),
0,053 mm (53 μm)
oder 0,063 mm (63 μm);
Ultraschallbad.In the use of pigments and fillers, it is of interest whether and how much coarse fraction contains the material to be examined, which differ in their grain size from the normal particles. These proportions are determined by screening an aqueous suspension with water as the rinsing liquid. Wet residue is the residue determined under specified conditions.
Instruments: Analytical balance, plastic cup, Pendraulik LD 50; Sieve: 200 mm diameter, mesh size 0.025 (25 μm), 0.045 mm (45 μm), 0.053 mm (53 μm) or 0.063 mm (63 μm); Ultrasonic bath.
Es wurde zunächst eine 5 %ige Suspension der zu untersuchenden Komponente (Stevensit- und/oder Kerolith-haltigen Komponente) (otro, d.h. nach Trocknung bei 110°C) in 2000 g Wasser hergestellt. Hierzu wird die Komponente bei 930 UpM in ca. 5 min eingerührt. Nach einer Rührzeit von weiteren 15 min bei 1865 UpM wird die Suspension in das gesäuberte und getrocknete Sieb (Maschenweite 45 μm) gegossen und mit fließendem Leitungswasser unter Klopfen so lange gewaschen, bis das Waschwasser klar abläuft. Nach dem Waschen des Siebrückstandes mit Leitungswasser setzt man das Sieb für 5 min in ein Ultraschallbad, um die restlichen Feinanteile abzusieben. Es ist darauf zu achten, dass beim Einsetzen des Siebes im Ultraschallbad zwischen Wasseroberfläche und Siebboden keine Luft verbleibt. Nach der Ultraschallbehandlung nochmals mit Leitungswasser kurz nachspülen. Danach wird das Sieb entnommen und das Wasser im Ultraschallbad erneuert. Der Arbeitsvorgang im Ultraschallbad wird wiederholt, bis keine Verunreinigung des Wassers mehr zu erkennen ist. Das Sieb mit dem verbliebenen Rückstand wird bis zur Gewichtskonstanz (otro) im Umlufttrockenschrank getrocknet. Nach dem Abkühlen wird der Rückstand mit dem Pinsel in eine Schale überführt. Auswertung: Nasssiebrückstand (NSR) in (%) anhand der Auswaage.A 5% suspension of the component to be investigated (stevensite- and / or kerolith-containing component) (otro, ie after drying at 110 ° C.) in 2000 g of water was first prepared. For this, the component is stirred in at 930 rpm in about 5 minutes. After stirring for a further 15 minutes at 1865 rpm, the suspension is poured into the cleaned and dried sieve (mesh size 45 μm) and allowed to flow Wash the tap water while knocking until the wash water runs clear. After washing the sieve residue with tap water, place the sieve in an ultrasonic bath for 5 minutes to sift off the remaining fines. It is important to ensure that when inserting the sieve in the ultrasonic bath between the water surface and sieve bottom no air remains. Rinse briefly with tap water after sonication. Thereafter, the screen is removed and the water renewed in an ultrasonic bath. The operation in the ultrasonic bath is repeated until no more contamination of the water is detected. The sieve with the remaining residue is dried to constant weight (otro) in a circulating air drying cabinet. After cooling, the residue is transferred with the brush into a bowl. Evaluation: wet sieve residue (NSR) in (%) based on the weight.
4. Teilchengrößenbestimmun nach Malvern:4. Particle size determination to Malvern:
Dabei handelt es sich um eine gängiges Verfahren. Es wurde ein Mastersizer der Firma Malvern Instruments Ltd, UK, entsprechend der Angaben des Herstellers eingesetzt. Die Messungen wurden mit der vorgesehenen Probenkammer ("dry powder feeder") in Luft durchgeführt und die auf das Probenvolumen bezogenen Werte ermittelt.there it is a common one Method. It became a mastersizer of the company Malvern Instruments Ltd, UK, used according to the manufacturer's instructions. The Measurements were carried out with the provided dry powder feeder in air and determines the values related to the sample volume.
5. Untersuchung der Störstoffbindung:5. Investigation of impurity binding:
Bei der Untersuchung der Störstoffbindung wurde wie folgt vorgegangen:at the investigation of impurity binding the procedure was as follows:
a) Herstellung von Papierstoff und Filtration:a) Production of paper pulp and filtration:
Experimente mit Peroxid-gebleichtem HolzschliffExperiments with peroxide-bleached groundwood
Der gewählte Papierstoff (peroxid-gebleichter Holzschliff) kann entweder direkt aus der Papierfabrik erhalten werden, oder vor dem Einsatz im Kühlschrank aufbewahrt werden. Der Papierstoff wurde dann gut geschüttelt bei 10 g atro auf 1% mit warmem entionisiertem Wasser in einem 2000 ml Becherglas verdünnt. Während mit 150 UpM gerührt wurde, erwärmte sich der Papierstoffansatz mit Hilfe einer Heizplatte auf 40°C. Wird die Temperatur erreicht, wird die zu testende Menge an Adsorbens mit Hilfe einer Pasteurpipette zu dem Papierstoffansatz zugegeben. Anschließend ist die Adsorptionszeit im Stoffansatz auf 30 min bei 40°C festgelegt und die Mischung wird solange mit 150 UpM gerührt. Für die Siebwasserherstellung werden 1000 g dieses verdünnten Stoffansatzes (1 Gew-% Feststoffanteil) im Entwässerungs- und Retentionsgerät (Mütek DF3 03 der Firma Mütek, DE) 420 Sekunden entwässert (Sieb 170 μm, Rührgeschwindigkeit 700 upM). Die Siebwasserproben wurden analytisch untersucht (siehe Beispiele).Of the elected Pulp (peroxide-bleached wood pulp) can either be direct from the paper mill, or before use in the refrigerator be kept. The stock was then shaken well 10 g atro to 1% with warm deionized water in a 2000 ml beaker diluted. While with Stirred 150 rpm was heated the paper stock approach using a hot plate to 40 ° C. Will the Temperature reached, the test amount of adsorbent with Help of a Pasteur pipette added to the stock batch. Then it is set the adsorption time in the batch at 30 ° C at 40 ° C. and the mixture is stirred at 150 rpm. For the production of white water 1000 g of this will be diluted Mixture (1% solids by weight) in the drainage and retention device (Mütek DF3 03 of the company Mütek, DE) dehydrated for 420 seconds (Sieve 170 μm, Stirring speed 700 rpm). The white water samples were analyzed analytically (see Examples).
Experimente mit DIPexperiments with DIP
Der Altpapierstoff („DIP") wurde auf einen Feststoffgehalt von 1% verdünnt mit 40°C warmem Wasser und mit einem Rührstab, („ESGE-Zauberstab", ESGE/Schweiz) unter Verwendung der sog. Aufschlagscheibe 30 s Bei Stufe II homogenisiert.Of the Waste paper pulp ("DIP") was placed on a Solids content of 1% diluted with 40 ° C warm water and with a stir bar, ("ESGE magic wand", ESGE / Switzerland) under Use of the so-called impact disk 30 s Homogenized at stage II.
Danach wurde bei 150 upM gerührt, das Adsorbens (Stevensit- oder kerolithhaltige Komponente) zugegeben und mit einem Magnetrührer anschließend weitere 30 min. gerührt. Schließlich wurde wie bei den Holzschliffexperimenten (siehe letzter Abschnitt) entwässert. Das Siebwasser wurde mittels Flowcytometrie untersucht.After that was stirred at 150 rpm, the adsorbent (stevensite or kerolithhaltige component) was added and with a magnetic stirrer subsequently another 30 min. touched. After all was like in the woodcut experiments (see last section) dewatered. The white water was examined by flow cytometry.
b) Flowcytometrische Analyse des Siebwassers:b) Flow cytometric analysis of white water:
Hier wurde die sogenannte Durchflusszytometrie verwendet, wie dies in Vähäsalo et al., "Use of Flow Cytometrie In Wet End Research", Paper Technology, 44 (1), S. 45, February 2003, in "Effects Of pH and calcium chloride on pitch in peroxidebleached mechanical pulp suspensions", 7th European Workshop on Lignocellulosics and Pulp, August 26–29, 2002, Åbo/Finnland, sowie in „Flow Cytometry of Bacteria and Wood Resin Particles in Paper Production", Nordic Pulp and Paper Research Journal, vol. 19 No. 4/2004, pp 450 beschrieben. Dabei wird, kurz gesagt, eine Lichtstreumethode zum Zählen der Teilchen mit einer Fluoreszenzmarkierung verbunden.The so-called flow cytometry was used here, as described in Vähäsalo et al., "Use of Flow Cytometry In Wet End Research", Paper Technology, 44 (1), p. 45, February 2003, in "Effects of pH and calcium chloride on pitch in mechanical pulp suspensions peroxidebleached "7 th European workshop on Lignocellulosics and Pulp, August 26 to 29, 2002, Åbo / Finland, as well as in" flow Cytometry of Bacteria and Wood Resin Particles in Paper Production ", Nordic Pulp and Paper Research Journal 19, No. 4/2004, pp 450. Briefly, a light scattering method for counting the particles is linked to a fluorescent label.
Um die hydrophoben Partikel im Siebwasser des Altpapierstoff bzw. die Pitchpartikel im Siebwasser des Holzschliffs für die Flowcytometrie mit Fluoreszenzfarbstoff anzufärben, wurde der Farbstoff Nile Red von Molecular Probes/Invitrogen Detection Technologies (Invitrogen Corporation, 1600 Faraday Avenue, PO Box 6482 Carlsbad, California 92008 USA) wie in dem vorstehenden Artikel angeführt, eingesetzt.To color the hydrophobic particles in the white water of the waste paper pulp or the pitch particles in the white water flow-cytometry dye, Nile Red dye was purchased from Molecular Probes / Invitrogen Detection Technologies (Invitrogen Corporation, 1600 Faraday Avenue, PO Box 6482 Carlsbad, California 92008 USA) as stated in the preceding article.
c) Gaschromatographische Analyse des Siebwassers:c) gas chromatographic Analysis of the white water:
Hier wurde die Methode von F. Orsa and B. Holmbom "A Convenient Method for the Determination of Wood Exctractives in Papermaking Process Waters and Effluents", Journal of Pulp and Paper Science, Vol 20 No. 12, December 1994, pp J361, verwendet.Here became the method of F. Orsa and B. Holmbom "A Convenient Method for the Determination of Wood Exctractives in Papermaking Process Waters and Effluents ", Journal of Pulp and Paper Science, Vol. 12, December 1994, pp J361.
Es zeigen:It demonstrate:
Die Erfindung wird nun anhand der nachstehenden nichtbeschränkenden Beispiele weiter veranschaulicht.The Invention will now be described with reference to the following non-limiting Examples further illustrated.
Beispiel 1:Example 1:
Es wurden die nachstehenden Materialien zur Störstoffbindung untersucht.It the following materials for contaminant binding were investigated.
Für die Untersuchungen wurden die nachstehenden zwei stevensithaltigen Materialien jeweils als vermahlene Rohtone eingesetzt, wobei die beiden Rohtone auf eine für Papieranwendungen gängige Teilchengröße vermahlen wurden. Hierzu würde durch die Vermahlung ein Naßsiebrückstand von < 1 Gew-% auf 45 μm eingestellt. Die mittleren Teilchengrößen (D50, volumenbezogen) lagen zwischen 2 und 8 μm. Der Wasserhalt der Proben betrug 10 ± 4 %. Stevensit als Hauptphase wurde gemäß Brindley et al. (a.a.O.) und Martin de Vidales et al. (a.a.O.) bestätigt. In den beiden verwendeten Materialien Sorb 1 und Sorb 2 war auch ein Anteil an Kerolith nachweisbar. Wie in den beiden vorstehenden Literaturstellen beschrieben, lässt sich Stevensit gegenüber Kerolith und anderen smektitischen Schichtsilikaten u.a. anhand der Pulver-Röntgendiffraktogramme und der Verschiebung der Diffraktionsmuster nach Behandlung mit Ethylenglycol, nach Erhitzen bzw. bei unterschiedlichen Feuchtigkeiten abgrenzen. Zur Charakterisierung der erfindungsgemäßen Materialien kann zudem der Magnesiumoxidgehalt und die CEC herangezogen werden.For the examinations The following two stevensite-containing materials were respectively used as ground raw clays, with the two raw clays on one for Paper applications common Grind particle size were. Would do this by grinding a wet sieve residue of <1% by weight 45 μm. The mean particle sizes (D50, volume related) were between 2 and 8 microns. The water content of the samples was 10 ± 4 %. Stevensite as the major phase was prepared according to Brindley et al. (Supra) and Martin de Vidales et al. (supra) confirmed. In the two used Materials Sorb 1 and Sorb 2 were also detectable as a proportion of kerolith. As described in the two above references, can be Stevensit opposite Kerolith and other smectitic phyllosilicates, etc. based powder X-ray diffractograms and the displacement of the diffraction patterns after treatment with Ethylene glycol, after heating or at different humidities delimit. For the characterization of the materials according to the invention In addition, the magnesium oxide content and the CEC can be used.
Die analytischen Daten zu den verwendeten erfindungsgemäßen Materialien sind in den nachstehenden Tabellen 1 bis 3 zusammengefasst.The analytical data on the materials used according to the invention are summarized in Tables 1 to 3 below.
Tabelle
1: Analytische Daten 
Tabelle
2: Begleitmineralien 
Tabelle
3: Silicatanalyse 
Beispiel 2Example 2
Es wurde gemäß der vorherigen Beschreibung ein Filtrationsexperiment mit einem hochbelasteten Altpapierstoff durchgeführt. Diesem Papierstoff wurden vor der Filtration die erfindungsgemäßen Additive (Stevensit- und/oder Kerolithhlatigen Komponenten) in einer Dosierung von 3 kg/t und 6 kg/t, jeweils bezogen auf des Trockengewicht des Papierstoffes, zugesetzt. In Referenz filtrationsversuchen wurde auch ohne Zusatz von Additiven filtriert. Daneben wurde als Vergleichssystem kationisierter Talc in einer Dosierung von 3 kg/t und 6 kg/t eingesetzt.It was according to the previous one Description a filtration experiment with a highly loaded Altpapierstoff performed. This stock was before filtration, the additives of the invention (Stevensit and / or Kerolithhlatigen components) in one dose of 3 kg / t and 6 kg / t, each based on the dry weight of the Paper stock, added. In reference filtration experiments was also filtered without the addition of additives. Besides it was used as a comparison system cationized talc at a dosage of 3 kg / t and 6 kg / t.
Die
Siebwässer
wurden mittels Flowcytometrie (siehe oben) im Hinblick auf die Konzentration
an hydrophoben Partikel charakterisiert. Die Ergebnisse sind in
Beispiel 3Example 3
Analoge Filtrationsversuche wie in Beispiel 2 wurden mit einem peroxid-gebleichten Holzschliff durchgeführt. Die erfindungsgemäßen Additive wurden wieder in einer Konzentration von 3 kg/t und 6 kg/t, bezogen auf das Trockengewicht des Papierstoffes zu dosiert. Als zusätzliches erfindungsgemäßes Additiv wurde Sorb 2 in einer alkalisch aktivierten Form zugesetzt. Dieses Material wurde durch Verkneten des feuchten Materials Sorb 2 mit 3% wasserfreier Soda und anschließender Trocknung und Vermahlung (Nasssiebrückstand unter 1 Gew-%; mittlere Teilchengröße (D50) zwischen 1 und 6 μm) hergestellt worden.analog Filtration tests as in Example 2 were carried out with a peroxide-bleached Wood pulp performed. The additives of the invention were again in a concentration of 3 kg / t and 6 kg / t, based on dosed the dry weight of the pulp. As an additional Inventive additive Sorb 2 was added in an alkaline activated form. This Material was prepared by kneading the moist material Sorb 2 with 3% anhydrous soda and subsequent drying and grinding (wet sieve residue less than 1% by weight; average particle size (D50) between 1 and 6 μm) Service.
Die Siebwasser werden sowohl mit Hilfe der Flowcytometrie als auch mit der gaschromatographischen Methode nach Orsa und Holmbom (siehe oben) untersucht.The White water is used both with the help of flow cytometry and with the gas chromatographic method according to Orsa and Holmbom (see above).
Die nach den beiden Untersuchungsmethoden gewonnenen Daten zeigen weiterhin, dass eine alkalische Aktivierung des erfindungsgemäßen Materials Sorb 2 zu einer erheblichen Verbesserung der Störstoffbindung in der Papiermasse bzw. zu einer weiteren Reduktion der Störstoffe im Siebwasser führt. Es wird angenommen, dass dieser Effekt von einem Austausch von Ca2+-Ionen gegen Na+-Ionen (100% der CEC) in der Stevensitphase verursacht wird.The data obtained by the two methods of investigation also show that an alkaline activation of the material Sorb 2 according to the invention leads to a considerable improvement of the impurity binding in the paper pulp or to a further reduction of the impurities in the white water. It is believed that this effect is caused by an exchange of Ca 2+ ions for Na + ions (100% of the CEC) in the stevensite phase.
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