DE2329455C2 - Verfahren zur Aufbereitung von Kaolinton unter Entfernung von TiO↓2↓-Verunreinigungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Kaolinton unter Entfernung von TIO₂-Verunreinigungen durch Dispergieren einer wäßrigen Kaolinionsuspension mit einem Feststoffanteil von 45 bis 70 Gew.-%, Ausflocken eines Schlammes unter Zusatz von Natriumhexamelaphosphat, Redispergleren des Schlammes auf einen Fststoffantell von 10 bis 35%, Versetzen und Vermischen des Schlammes mit einem wasserlöslichen, stark anionischen Acrylamidpolymerisat mit einem Molekulargewicht von mehr als 1 000 000 in einer Menge von 0,0045 bis 0,135 kg pro Tonne Trockenton und Aufarbeiten des ausgedockten Schlammes. Die in der Natur vorkommenden Tone weisen beträchtliche Unterschiede in bezug auf Ihre Färbung auf, selbst wenn sie aus benachbarten Lagerstätten stammen und selbst wenn sie Innerhalb der gleichen Lagerstatte an verschiedenen Orten gewonnen worden sind. In der Natur vorkommende Kaolinton-Lagerstätten enthalten Verunreinigungen, wie /.. B. Eisen- und Tltanmlneralc, welche die Färbung des Tons ungünstig beeinflussen. Tltanmlnerale liegen In Kaolin üblicherweise als gefärbte Teilchen vor. die in erster Linie für das gelbbraune Aussehen vieler Kaoline verantwortlich sind. Häufig Ist ein Ton für die wirtschaftliche Nutzung nur wegen seiner unerwünschten Färbung ungeeignet, obgleich seine übrigen Eigenschaften, wie z. B. die Viskosität von daraus hergestellten Ton-Wasser-Schlämmen und die Teilchengrößenverteilung, Innerhalb der gewünschten Bereiche liegen.

Der Glanz der Tone wird In der Regel durch Fraktionierung erhöht, wobei die Tone um so glänzender sind, je feiner ihre Teilchengröße ist. Eine derartige Erhöhung des Glanzes Ist jedoch bei stärker gefärbten Tonen nicht ausreichend, um eine gewerbliche Verwertung zu gestatten, so dall zusätzliche Behandlungen der gereinigten Tone erforderlich sind, beispielsweise das chemische Auslaugen oder Bleichen. Das Bleichen mit Chemikalien, wie Zink- oder Natriumhydrogensulfit, führt in der Regel zwar zu einem verbesserten Glanz der gereinigten Tonschlämme, die erzielte Verbesserung beträgt Im allgemeinen jedoch nur 2 bis 5 Punkte (der Glanzbewertungsskala). Andere bekannte Verfahren zur Verbesserung des Glanzes von Tonen sind sehr kostenintensiv und führen nicht zu einer solchen Verbesserung des Glanzes, welche die beträchtlichen Kosten rechtfertigen würde.

Aus der DE-AS 16 46 565 Ist ein Verfahren zur Herstellung von Kaolin mit verbesserter Weiße, verbessertem Glanz und verbesserter Bedruckbarkelt unter Verwendung von Hydrosulfiten in der Aufschlämmung bekannt, bei dem man den cntsandcten rohen Kaolin zuerst In dnc Aufschlämmung überführt, darin unler Verwendung einer llydrosulfltblclchc bleicht, das gebleichte Kaolin zerreibt und fraktioniert unicr Gewinnung einer Fraktion, In der mehr als 90% der Teilchen einen Kugeldurchmcsscr von weniger als 2 Jim haben, die gewonnene Fraktion bei alkalischem pll-Wcrl wieder dlsperglert und selektiv ausflockt, wonach der abgetrennte ausgedockte Anteil bei erhöhter Temperatur erneut gebleicht wird mit einer Pcroxldblcichc und anschließend getrocknet wird. Bei diesem bekannten Verfahren werden tile unerwünschten bräunllch-gclbcn Verfärbungen des Tons hauptsächlich

durch Bleichen mit Hydrosulfit und mit Peroxid beseitigt. Dadurch 1st das Verfahren aber nicht nur verfahrenstechnisch sehr aufwendig und teuer, sondern es treten auch große Probleme in bezug auf die umweltfreundliche Beseitigung der dabei anfallenden, die Bleichmittel enthaltenden Ablaugen auf. Aus diesem Grunde hat dieses bekannte Verfahren keinen Eingang in die Praxis gefunden.

Aus der US-PS 33 71 988 ist ein Verfahren zur Aufbereitung von Kaolinton bekannt, bei dem eine wäßrige Tonsuspension mit einer solchen Menge Natriumhexametaphosph&t behandelt wird, die erfordeiiich ist, um eine minimale Viskosität zu erzielen, die andererseits aber auch ausreicht, um die Menge an Titandioxid-Verunreinigungen beträchtlich zu verringern und gleichzeitig die Weiße des Kaolintons beträchtlich zu verbessern. Dieses Verfahren führt zwar zu Produkten mit hohem Glanz, erfordert jedoch verhältnismäßig lange Sedimentationszeiten, da lediglich Sedimentationsgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 70 bis 100 min je 2,45 mm Schlamm-Schichtdicke erzielbar sind. Versuche, mit Hilfe von Zentrifugen diese Sedimentationsgeschwindigkeit zu erhöhen, haben jedoch bis heute keine befriedigenden Ergebnisse erbracht.

Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu entwickeln, das auf höchst wirkungsvolle Welse die Entfernung von TiO₂-Verunreinlgungen gestattet, ohne verfahrenstechnisch aufwendig und kostspielig zu sein. '>

Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst werden kann, daß das Natrlumhexametaphosphat in einer Menge von 0,9 bis 4,5 kg/t Trockenton zusammen mit NatriummetaslHcat in einer Menge von 3,6 bis 9 kg/t Trockenton eingesetzt wird, wobei die zugesetzte Menge an Natrlumhexametaphosphat und NatriummetaslHcat oberhalb der zur Erzielung einer minimalen Viskosität erforderlichen Menge, jedoch ur'.erhalb der zur Erzielung eines schwer zu behandelnden Gels liegt, ?<· der wieder ausgedockte Schlamm auf einen Feststoffanteil von 25 bis 45% verdünnt, dem Schlamm 1,8 bis 22,5 kg NaCI pro Tonne Trockenton zugesetzt, der mit Salz versetzte Schlamm 1 bis 24 Stunden gealtert und nach dem Vermischen mit dem Polyacrylamid, worauf eine Abtrennung der gebildeten TiOj-Polymerisal-Flokken erfolgt, der gereinigte Schlamm von den Flocken abgetrennt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren laßt sich auf wirtschaftliche Welse großtechnisch durchführen, da die ?■> Abtrennung der gebildeten TlOi-Polymerisal-Flocken aus der Suspension mit einer Sedimentationsgeschwindigkeit von kaum mehr als 10 min je 2,45 mm Schlamm-Schichtdicke erfolgt. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich TlO₂- und Fe₂Oi-Verunrelnigungen auf wirksame und großtechnisch durchführbare Welse ausflocken und von dem Ton abtrennen, so daß ein äußerst weißer Kaolinton in Suspension verbleibt. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können äußerst hohe Sedimentationsgeschwlndigkelten von 2 bis 10 min je 2,45 mm Schlamm-Schichtdicke erzielt werden, wobei ein extrem weißer Kaolinton erhalten wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt die NaCI-Konzentration In dem mit Salz behandelten und gealterten Schlamm 0,06 bis 0,12 Mol je Liter bzw. 0,01 bis 0,05 Mol je Liter Wasser während der Behandlung des Schlammes mit dem Polymerisat. Vorzugswelse wird die NaCI-Konzentration während der Behandlung des Schlammes mit dem Polymerisat auf 0,124 bis 0,284% des in dem Ton-Wasser-System vorlie- .'5 genden Wassers eingestellt.

Der mit Salz behandelte Schlamm wird unter Rühren vorzugsweise 3 bis 24 Stunden, insbesondere 1 bis 5 Stunden, gealtert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird der wieder ausgeflockte Schlamm auf einen Feststoffanteil von etwa 40% verdünnt oder der mit Salz behandelte und gealterte Schlamm wird Insbesondere auf einen -»u Feststoffanteil von etwa 20% verdünnt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend angegebenen Ausführungsbeispielen sowie aus den belllegenden Zeichnungen, welche die Erfindung näher erläutern. Es zeigt

Fig. 1 ein schematlsches Fließdiagramm des Verfahrens der Erfindung;

Flg. 2 den Einfluß der Natriumhexametaphosphai/.ugabe auf die Ausbeute an gewonnenem Ton bei verschle- ■*> denen Verweildauern des dlsperglerten Schlammes in dem Vorratsbehälter,

Flg. 3 den Einfluß der Natrlumhexametaphosphatzugabe auf den Glanz des fertigen Tons bei verschiedenen Verweildauern des disperglerten Schlammes,

Flg. 4 den Einfluß der Natriumhexametaphosphatzugabe auf den Prozentsatz der in dem fertigen Ton enthaltenen Titanoxiden bei verschiedenen Verweilzeiten des dispergierten Schlammes,

Flg. 5 den Einfluß verschiedener Schlamm-Fesistoffantelle während der chemischen Behandlung auf die Ausbeute,

Fig. 6 den Einfluß verschiedener Schlamm-Feststoffanteile während der chemischen Behandlung auf den erzielten Glanz,

Flg. 7 den Einfluß verschiedener Schlamm-Feststoffanteile während der chemischen Behandlung auf den Prozentsatz des Im fertigen Ton zurückbleibenden TlO₂ und Fe₂Oi,

Fig. 8 den Einfluß verschiedener Natriummetaslllkat-Dosierungen bei verschiedenen Natriumhexametaphosphat-Dosierungen und einer Natriumchlorid-Dosierung von 5,46 kg/t Trockenion auf die Ausbeute und uuf den Glanz,

Fig. 9 den Einfluß verschiedener Natrlummetasilikat-Doslerungen bei verschiedenen Natriumhexametaphos- ^b0 phat-Dosierungen und einer Natrlumchlorld-Dosierung von 6,52 kg/t Trockenton auf die Ausbeute und auf den Glanz,

Flg. 10 den Einfluß verschiedener Natriummctaslllkat- und Natriunihexamsiaphosphat-Doslerungen sowie einer Natriumchlorid-Dosierung von 7.42 kg/t Trockenton auf die Ausbeute und auf den Glanz.

Flg. 11 den Einfluß verschiedener Natriummetasilikat- und Nalrlumhcxametaphosphai-Dosierungen sowie ¹^ einer Natriumchloridkon?.entratlon von 8,32 kg/l Trockenton auf die Ausbeute und auf den Glanz.

Fig. 12 den Einfluß verschiedener Natriunuhlorld-Doslerungen bei verschiedenen Natrlumhexametaphos-Dhat-Doslerungen und einer mittleren Nairiummetasillkat-Doslerung von 5,4 bis 7,42 kg/t Trockenton auf den

Festsioffgehalt der gereinigten Schlämme,

Flg. 13 den Einfluß sowohl einer ruhend als auch unter Umrührung erfolgten Alterung eines wieder ausgedockten Tonschlammes auf die Ausbeute an gewonnenem Ton,

Fig. 14 den Einfluß sowohl einer ruhend als einer unter Umrührung ausgeführten Alterung eines wieder ausgedockten Tonschlammes auf den Glanz des fertigen Tones,

Fig. 15 den Einfluß sowohl einer ruhend als auch einer unter Umrührung ausgeführten Alterung eines wieder ausgedockten Tonschlammes auf das Im fertigen Ton vorliegende TlO>.

Flg. 16 den Einfluß der Polymerisat-Dosierung auf den Glanz und auf die Ausbeute bei verschiedenen Natriumhexametaphosphat-uosierungen,

Fig. 17 den Einfluß der Schlamm-Feststoffanlclle und der Natriumchloridkonzentration auf den Glanz des fertigen Tons,

Flg. 18 den Einfluß der Schlamm-Feststoffantcllc und der Natriumchlorldkonzentratlon auf die Ausbeute an gereinigtem Schlamm,

Flg. 19 den Einfluß von Schlamm-Feststoffen und der Natriumchloridkonzentration auf den Feststoffanteil der gereinigten Schlämme,

Fig. 20 den Einfluß der Schlamm-Festsloffantelle und der Natrlumchiorldkonzentration auf den Glanz des fertigen Tons,

Flg. 21 den Einfluß der Schlamm-Feststoffe und der Natrlumchiorldkonzentration auf die Ausbeute an gereinigtem Schlamm,

:o Flg. 22 den Einfluß der Schlamm-Feststoffanteile und der Natriumchloridkonzentration auf die Feststoffanteile im gereinigten Schlamm,

Flg. 23 den Glanz eines fertigen Tons in Relation zu dem in ihm vorliegenden TlO₂-Gehalt.
Zur Erläuterung einer arttypischen Arbeitsweise gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden ein gemäß Fig. 1 durchgeführtes Verfahren beschrieben, wobei als Ausgangsmatcrlal ein Georgia-Rohkaolln bzw. Rohkaolin-Ton mit einem Glanz von 78",. behandelt wird, der als Verunreinigungen 2.3",. Titandioxid und 1,2'\. Eisenoxid enthält.

Das oben bezeichnete Rohmaterial wird in einen Behälter 10 eingebracht und in diesem so weit dlspergiert, daß ein Feststoffanteil tm Schlamm von 45 bis 70 Gew.-"» erzielt wird. Das Dispersionsmittel enthält typischerweise etwa 2,25 kg Natriumhexametaphosphai und etwa 2,25 kg Nairlummetaslllkat je ι Ton. Die Im folgenden verwandte Bezeichnung »NaHMP« steht für Natrlumphosphat-Glas oder Natrlumhexametaphosphat mit einem Molekularverhältnis von Na₃O : P₂Os von 1,1 : 1 mit einem Mindestgehalt von 65% P₂Os. Die unter den Bezeichnungen TSPP und STPP bekannten Dispergiermittel haben sich als weniger wirksam herausgestellt als die obengenannten.

Die oben bezeichnete Kombination von Dispergiermitteln scheint die Fließfähigkeit und Disperglerung für längere Zelträume aufrecht zu erhalten als eine der Komponenten für sich allein. Falls erforderlich, gelangt das Rohmaterial dann über einen Behälter 12 in einen Vorratstank 14. Bei einer Vielzahl von Erzeugnissen kann es angezeigt sein, den dispergierten Schlamm wenigstens 24 Stunden lang altern zu lassen; jedoch ist eine Alterung bis zu diesem Ausmaß nicht Immer und unbedingt erforderlich.

Von dem Vorratstank 14 gelangt der Schlamm über eine Meßpumpe 16 zu einem Auflösebehälter 18 oder einem ähnlichen hochwirksamen Rührbehälier. In dem Auflösebehälter oder Arbeitsbehälter 18 wird eine 25°oige chemische Lösung aus etwa 0,9 kg Natrlumhexametaphosphat und etwa 3,5 kg Natriummetasilikat je kg trockenem Ton zugesetzt und durchmischt. Im allgemeinen wird angestrebt, daß die Gesamtmenge der chemischen Dosierungen oder Zusatzstoffe über das ganze Verfahren einen Betrag von etwa 4,5 kg NaHMP und etwa 9 kg Natriummetasilikat je t trockenem Ton nicht überschreitet, wobei in diesen Höchstmengen die anfängllchen Dispergierungsdoslerungen enthalten sind.

Der wieder aufgeschlämmte Schlamm mit 65 bis 66'\, Fcstsioffantcil wird dann in ein geeignetes Verdünnungsgefäß 20 überführt und dort auf einen Feststoffanteil von 25 bis 45",., vorzugsweise 40% Feststoffanieil verdünnt und sorgfältig durchmischt.

Während der anfänglichen Abschnitte des Verdünnungsvorganges wird eine 12%ige Salzlösung aus Natriumchlorid in einer Menge von 1,8 bis 22,5, vorzugsweise von etwa 6,75 kg/t Trockenton zugesetzt. Der salzbehandeltc Schlamm mit etwa 40¹V. Feststoffantei! wird dann mit Hilfe einer Pumpe 22 zu einem Alterungsbehälter 24 gepumpt.

Ein statisches ruhendes Altern des salzbehandelten Schlammes mit etwa 40% Feststoffanteil über einen Zeitraum von 5 bis 24 Stunden erbringt die besten Ergebnisse. Ein Altern unter sanfter Umrührung über einen Zeitraum von 1 bis 5 Stunden führt jedoch zu annehmbaren Ergebnissen und wird aus praktischen Gesichtspunkten bei der industriellen Fertigung bevorzugt. Nach dem Altern wird der Schlamm vorzugsweise noch weiter auf einen Feststoffanteil von 10 bis 35% verdünnt, wozu eine Wassermenge verwendet wird, die hinreichend bemessen ist, daß der Schlamm nach der anschließenden Zugabe von Polymerisaten den angestrebten Feststoffantei] von vorzugsweise 20% besitzt. Das zum Verdünnen benutzte Wasser besitzt eine Temperatur von 16 bis 38, vorzugsweise von etwa 24° C.

Unmittelbar Im Anschluß an oder während der Verdünnung wird der Schlamm in einem Mischbehälter 25

mit einem stark anionischen Polymerisat mit hohem Molekulargewicht aus einem Polymerisat-Aufbereltungsbehälter 26 in einer Dosierung von 0,0045 bis 0,135 kg/t Trockenton behandelt. Das Polymerisat wird üblicherweise in dem Behälter 26 auf eine 0,02 bis 0,l%lge wäßrige Lösung vor der Zugabe zu dem Schlamm aufbereitet.

Das Bewegen oder Umrühren des Schlammes muß hinreichend sein, um die Polymcrisatlösung schnell mit dem Tonschlamm zu vereinen." Es ist jedoch zu beachten, daß jede kräftige Umrührung oder Bewegung des Schlammes /u einer raschen Qualltütsvcrschlechterung des Erzeugnisses führt, wenn ein Zerbrechen der

zerbrechlichen Titan-Polymerlsal-Flocken oder anderer Flocken aus Sand, dichten Tonparlikeln oder aus Tiian-Elsen-Verunrelnlgungcn auftritt. Das llnirilhrcn kann mit Hilfe mechanischer Hinrichtungen, mit luft usw. ausgeführt werden.

Die Sedimentation der TlOj-Polymcrlsal-Flocken wird rasch In dem Absei/bchaltcr 27 ausgeführt. Nach dem Abstehen setzen sich die Flocken rasch aus der Suspension mit Sedimcntatlonsgesehwlndlgkelten zwischen 2 > und 10 Minuten je 25,4 mm der verwendeten Schlammdicke ab. Das Abziehen des gereinigten Schlammes mit einem Feststoffantell von 4 bis 25, vorzugsweise von etwa 18% wird mit Hilfe von Saughebern oder anderer Hilfsmittel ausgeführt. Es Ist zu bemerken, dall das Polymerisat mit den als Ausschuß ausgeschiedenen Flocken aus dem System entfernt wird.

Die gereinigten Tonschlämme werden In einem Behälter 28 gesammelt und später durch Waschen. Laugen, Filtern und Trocknen auf bekannte Weise weiterbehandelt.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Zur Konirolle für die nächsten drei Beispiele wurde eine Probe eines Rohtons aus einer in Ost-Georgia gelegenen Lagerstätte benutzt. Das Rohmaterial besaß einen Glanz von 82,9 und enthielt 2,0% TiO_;-Verunreinlgungen und 1,06% Fe₂O,-Verunreinlgungen. Dieses Rohmaterial wurde auf einen Feststoffantell von etwa 35",» aufgeschlämmt und mit 2,7 kg Natrlumhexanietaphosphat (NaHMP) je t Trockenton disperglert. Die Menge des verwendeten NaHMP-Zusatzes war erforderlich, um eine möglichst geringe Viskosität zu erzielen. Eine :o herkömmliche Art einer feinen Fraktion wurde von dem dlspergierten Rohmaterial entnommen. Dieser Schlamm bestand aus Ton mit einem Glanz von 86,3 und enthielt 2,01 ¹V TlO_;-Verunrelnigungen und 1.07¹V FdOi-Verunrelnlgungen. Mit Hilfe einer herkömmlichen Laugung mit 4.5 kg Zinkhydrogensulfit und 1,8 kg Alaun je t Trockenton wurde ein Glanz von 88,5 erzielt.

Das folgende Beispiel demonstriert die Freisetzung und Sedimentation von TlO_:-Verunrcinigungen aus einer :> Ton-Suspension mit einer relativ niedrigen Abselzgeschwlndigkelt, wie in der US-PS 40 08 732 beschrieben.

Beispiel 2

Das Ausgangsmaterial des Beispiels 1 wurde mit einem Feststoffantell von 65¹V In einem Mischer 20 Minuten M lang mit einem Dispergiermittel vermischt, wozu eine Kombination von Nalriumhexametaphosphat in einer Menge von 4,5 kg/t Trockenton und Natriummetasilikat In einer Menge von 9 kg/l Trockenton verwendet wurde. Der derart behandelte Ton wurde auf einen Feststoffantell von 25% verdünnt und zusätzlich mit 1,8 kg Natriumchlorid je t Trockenton versetzt und 15 Minuten lang durchmischt. Der Schlamm wurde in einen durchsichtigen Behälter überführt, wo er sich ohne Umrührung oder Bewegung absetzte und dabei In 24 Stunden eine Schlammschicht mit einer Schichthöhe von 381 mm bildete, was einer Sedimentationsgeschwindigkeit von 1,6 Stunden je 25,4 mm Schichthöhe entspricht. Am Ende der 24stündlgen Absetzperiode hatte das Volumen des hochgradig verfärbten, gelbbraunen Sedimentes eine konstante Schichthöhe angenommen. Die Tonsuspension wurde abgezogen, wobei der Niederschlag in dem Boden des Behälters liegenblieb. Der gewonnene Ton mit einem Gehalt von 21,63% an Tonfeststoffen wurde dann durch Waschen von überflüssigen Chemikalien 4« befreit. Zu diesem Zweck wurde der Schlamm mit etwa 7,4 kg Schwefelsäure je t Trockenton zum Ansäuern auf einen pH-Wert von 5,75 versetzt und zum Einstellen eines pH-Wertes von 4.20 mit etwa 7,6 kg Alaun je ι Trockenton versetzt, um einen ausgedockten Schlamm zu bilden, der abfiltriert wurde. Das gefilterte Material wurde mit Wasser verdünnt und erneut auf einen Feststoffantell von etwa 25¹V aufgeschlämmt. Dieser Schlamm bestand aus Ton mit einem nach der Laugung ermittelten Glanz von 92.2 und enthielt 0.76¹V TlOj-Verunrelni- ■»> gungen sowie 1,03% Fe:(VVerunrelnlgungen.

Die folgenden beiden Beispiele demonstrieren eine wirksamere Entfernung der TlO.-Verunrcinigungen aus einer Tonsuspension bei äußerst hoher Abseizgeschwlndlgkelt.

B e I s ρ I e I 3

Das Äusgangsmateriai von Beispiel 1 wurde vorbehandelt um einen wieder ausgefiockien Schlamm zu erzeugen. Dazu wurde das Ausgangsmaterial In einem Mischer 20 Minuten lang bei einem Feststoffantell von 65% mit einem Dispergiermittel vermischt. Dieses Dispergiermittel bestand aus einer Mischung aus Natrlumhexametaphosphat in einer Menge von 2,0 kg/t Trockentön und Natriummetasilikat In einer Menge von 6,75 kg/t Trokkenton. Der derart behandelte Schlamm wurde mit Wasser auf einen Feststoffanleil von 25% verdünnt und zusätzlich mit Natriumchlorid in einer Menge von 13,5 kg/t Trockenton behandelt und 15 Minuten lang durchmischt. Dieser spezialbehandelte Tonschlamm konnte dann ohne Umrührung während einer Zelldauer von etwa 18 Stunden altern. Während dieser Alterungszelt enthielt der Tonschlamm Natriumchlorid In einer Konzentration von 0,086 Gramm-Mol je Liter Wasser. Nach der Alterung wurde der Tonschlamm mit »Polymer 1230« ω behandelt, das zuvor in Wasser auf eine Konzentration von 0,0667 gelöst worden war. wozu je t Trockenton eine Menge von 0,11 kg Polymerisat benutzt wurde. »PolymeT 1230« bezeichnet hier ein anlonlsches organisches Copolymerisat des Acrylamide mit extrem hohem Molekulargewicht. Die Polymerisatlösung wurde mit dem Tonschlamm 10 Minuten lang sacht durchmischt. Nach der Zugabe der Polymerisatlösung bestand der Tonschlamm zu diesem Zeitpunkt aus 10¹V Tonfeststoffen und enthielt Natriumchlorid In einer Konzentration «» von 0,0284 Gramm-Mol je Liter Wasser.

Unmittelbar nach der Zugabe der Polymerisatlösung zu dem Tonschlamm wurden zahlreiche stark verfärbte. gelb-braune Rocken beobachtet, die sich bildeten, während die übrige disperglerte Tonfraktion nun gegenüber

dem Schlamm vor der Polymerisatbehandlung ein extrem weißes Aussehen zeigte. Nach dem Abstehen setzten sich die stark verfärbten Flocken aus der Suspension mit einer extrem hohen Geschwindigkeit von 0,04 Stunden je 25,4 mm Schlamm-Schlchtstärke ab. Die verbleibende Tonsuspension enthielt etwa 6,5% Tonfeststoffe und wurde abgezogen, wobei die Flockenniederschlage auf dem Boden des Behälters übrigblieben. Der gewonnene Ton wurde durch Waschen von überschüssigen Chemikalien befreit und mit Hilfe des In Beispiel 2 beschriebenen Verfahrens gelaugt. Dieser speziell aufbereitete Ton besaß einen Glanz von 94,2 und enthielt 0,18% TlO₂-Verunreinlgungen und 1,0% Fe-Oi-Verunreinlgungen.

Beispiel 4

Beispiel 3 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß der wieder ausgedockte und salzbehandelte Ton nach dem Altern mit »Polymer 635« behandelt wurde. »Polymer 635« 1st ein stark anionisches wasserlösliches Polyacrylamid mit einem Molekulargewicht von mehr als 1 000 000. Das Polymerisat war zuvor in Wasser auf eine Konzentration von 0,1% gelöst worden und wurde In einer Menge von 0,1 kg Trockenmasse je t Trockenton verwendet. Der speziell behandelte Ton zeigte nach der Laugung einen Glanz von 94,4 und enthielt 0,18% TKVVerunrelnjgungen und 1,02%, Feid-Verunreinlgungen.

Die folgender^ vier Beispiele zeigen den Einfluß des ohne Umrührung ausgeführten Altems des wieder ausgedockten und mit Salz behandelten Schlammes über verschieden lange Zelträume vor der Polymerisatbehandlung.

Beispiel 5

Eine Probe aus Rohton mit einem Glanz von 80,0, die 2,23% TiC^-Verunrelnlgungen und 1,15% Fe₃Oi-Verunrelnlgungen enthielt, wurde als Grundmischung 16 Minuten lang bei einem Feststoffanteil von 65% In einem

κ Lösungsbehälter mit einem Dispersionsmittel durchmischt, welches aus Natrlumhexametaphosphat In einer Menge von 1,8 kg und Natriummetasilikat in einer Menge von 6,65 kg je t Trockenton bestand. Der behandelte Ton wurde mit Wasser auf einen Feststoffanteil von 26% verdünnt und zusätzlich mit Natriumchlorid In einer Menge von 15,75 kg/t Trockenton versetzt und 12 Minuten durchmischt. Zu diesem Zeltpunkt enthielt der Tonschlamm eine Natrlumehlorldkonzentratlon von 0,105 Gramm-Mol je Liter Wasser.

Eine Probe dieses frisch zubereiteten Schlammes wurde ohne Ausführung einer Alterung unmittelbar mit einem Polymerisat (Polymer 635), wie Im Beispiel 4 beschrieben, behandelt. Nach Zusatz der Polymerisatlösung enthielt der Tonschlamm 10% Tonfeststoffe und eine Natriumchloridkonzentration von 0,033 Gramm-Mol je Liter Wasser.

Die gereinigte Ton-Suspension wurde abgezogen und wie in Beispiel 2 beschrieben weiterbehandelt. Dieser speziell behandelte Ton besaß nach der Laugung einen Glanz von 91,0 und enthielt 1,24% TKVVerunreinigungen und 1,09% FejCVVerunrelnlgungen.

Beispiel 6

Eine Probe des In Beispiel 5 behandelten Schlammes wurde nach der Natriumchloridbehandlung einer vierstündigen Alterung ohne Umrührung unterzogen. Dieser gealterte Schlamm wurde dann wie in Beispiel 5 weiterbehandeli. Der abgezogene Ton besaß nach der Laugung einen Glanz von 93,4 und enthielt 0,41% TlOj-Verunreinlgungen sowie 1,12% FeiOi-Verunreinlgungen.

■»5 Beispiel 7

Beispiel 6 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß der behandelte Schlamm einer 22,5-stündigen Alterung ohne Badumrührung unterzogen wurde, bevor die Polymerisatbehandlung erfolgte. Dieser speziell gereinigte Ton besaß nach der Laugung einen Glanz von 94,0 und enthielt 0,28".. TiO;-Verunreinlgungen sowie 1,08% Fe_;Oi-Verunreinlgungen.

Beispiel 5 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß der Tonschlamm nach der Behandlung des Rohmaterials mit den Dlsperglerungsmltteln Nairlumhexametaphosphat und Natriummetasilikat vor der Behandlung mit Natriumchlorid mit Wasser auf 27,89% Feststoffanteile verdünnt wurde. Dieser Schlamm erfuhr eine 18stundige Alterung ohne Umrührung bei einer Natriumkonzentration von 0,117 Gramm-Mol je Liter Wasser. Nach dem Altern wurde der Schlamm wie in Beispiel 5 beschrieben behandelt. Dieser speziell behandelte Ton besaß nach der Laugung einen Glanz von 94,7 und enthielt 0,13% TlO₂-Verunreinigungen sowie 1,09% FeiOj-Verunreinigungen.

Die folgenden drei Beispiele zeigen den Einfluß einer unter leichter Durchmischung ausgeführten Alterung, denen die wieder ausgeflockten und mit Natriumchlorid behandelten Schlämme vor der Polymerisatbehandlung Ober unterschiedliche Zeitdauern unterworfen wurden.

Beispiel 9

Der Rohton aus Beispiel 1 wurde als Grundmischung behandelt, wobei er in einem Lösungsbehälter 16 Minuten lang bei einem Festsioffanteil von 65% mit einem Dispersionsmittel vermischt wurde, welches aus Natrium-

hexametaphosphat in einer Menge von 2,25 kg und Natrlummeiaslllkai In einer Menge von 6,75 kg/l Rohton bestand. Der derart behandelte Ton wurde mit Wasser auf einen Ton-Fcstsloffantell von 40% verdünnt und zusätzlich mit Natriumchlorid In einer Menge von 6,75 kg/t Rohton behandelt und 12 Minuten durchmsicht. Dieser Tonschlamm enthielt eine Natrlumchlorldkonzcnlratlon von 0,086 Gramm-Mol je Liter Wasser und wurde bei leichter Durchmischung einer cinstündigen Alterung unterworfen. >

Nach der Alterung wurde der Schlamm mit »Polymer 1230« behandelt. Dieses Polymerisat war zuvor In Wasser auf eine Konzentration von O,O667'V gelöst worden. Es wurde in einer Menge von 0,11 kg Trockenmasse je t Rohton zugesetzt, wobei die Behandlung unter milder Umrührung 10 Minuten lang währte. Zu diesem Zettpunkt enthielt der Tonschlamm nach dem Zusatz der Polymerisatlösung 20% Tonfeststoffe und Natriumchlorid in einer Konzentration von 0,0117 Gramm-Mol je Liter Wasser. m

Unmittelbar nach dem Zusatz der Polymerisatlösung zu dem Tonschlamm wurde die Bildung von zahlreichen stark verfärbten Flocken beobachtet, die wie In Beispiel 3 beschrieben sich aus der Suspension absetzten. Die gereinigte Tonsuspension enthielt etwa 15,3% Tonfestsioffe und wurde wie in Beispiel 3 beschrieben abgezogen und weiterverarbeitet. Dieser spezlalbehandelte Ton besaß nach der Laugung einen Glanz von 92,6 und enthielt 0,53% TlOi-Verunreinlgungen und 1.03% FeiOi-Vcrunrelnigungcn.

Beispiel 10

Eine Probe des In Beispiel 9 behandelten Schlammes wurde nach der Natrlumchloridbehandlung und vor der Polymerlsatbehandlung einer dreistündigen unter milder Durchmischung durchgeführten Alterung unterworfen. :u Nach dieser Alterung wurde der Schlamm in der In Beispiel 9 beschriebenen Weise behandelt. Der gereinigte Ton besaß nach der Laugung einen Glanz von 93,2 und enthielt 0.40% TlOj-Verunrelnigungen sowie 1,03% FejOj-Verunreinlgungen.

Beispiel 11 :>

Eine Probe des In Beispiel 9 behandelten Schlammes wurde nach der Natrlumchloridbehandlung und vor der Polymerlsatbehandlung einer 22,5-stündigen Alterung bei sachter Durchmischung unterzogen. Nach dem Altern wurde der Schlamm In der in Beispiel 9 beschriebenen Welse behandelt. Der gereinigte Schlamm dieses Beispiels zeigte nach der Laugung einen Glanz von 92,7 und enthielt 0,51% TlOj-Verunreinlgungen sowie 1.03% FejOs-Verunrelnlgungen.

Die folgenden vier Beispiele zeigen den Einfluß der Polymerisat-Dosierung auf die Ausbeute und auf die Qualltat des gereinigten Tones.

Beispiel 12

Der Rohton aus Beispiel 1 wurde behandelt, wozu er bei einem Feststoffanteil von 65% 16 Minuten lang in einem Lösungsgefäß mit einem Dispersionsmittel durchmischt wurde, welches aus Natrlumhexametaphosphat in einer Menge von 2,25 kg und Natriummetasilikat In einer Menge von 7,4 kg/t Trockenion bestand. Der derart behandelte Schlamm wurde mit Wasser auf einen Ton-Feststoffantell von 40% verdünnt und zusätzlich mit Natriumchlorid in einer Menge von 7,4 kg/t Trockenton versetzt und 12 Minuten durchmischt. Dieser Tonschlamm besaß eine Natriumchloridkonzentration von 0,0964 Gramm-Mol je Liter Wasser.

Dieser 40% Ton-Feststoffantell enthaltende Schlamm wurde bei sanfter Durchmischung einer dreistündigen Alterung unterzogen. Nach dem Altern wurde der Schlamm mit »Polymer 1230«. wie in Beispiel 9 beschrieben behandelt. Die verwandte Polymerlsalmenge belief sich auf 0,11 kg Trockenmasse je ι Trockenton. Nach dem Zusatz der Polymerisatlösung enthielt der Tonschlamm 20% Ton-Feststoffe sowie Natriumchlorid In einer Konzentration von 0,035 Gramm-Mol je Liter Wasser. Unmittelbar nach dem Zusatz der Polymerisatlösung zu dem Tonschlamm wurde die Bildung zahlreicher stark verfärbter Flocken beobachtet, welche sich, wie in Beispiel 3 beschrieben, aus der Suspension absetzten. Die gereinigte Tonsuspension wurde wie in Beispiel 3 abgezogen und weiterbehandelt. Dabei wurde eine Ausbeute von 47,6% weißem Ton erzielt, der nach der >o Laugung einen Glanz von 93,9 besaß. Dieser Ton enthielt 0,23% TiO₃-Verunreinlgungen und 1,02% Fe₂Oj-Verunrelnigungen.

Beispiel 13

Beispiel 12 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß eine Polymerisat-Dosierung von 0,09 kg Trockenmasse je t Trockenton verwendet wurde. Es wurde eine Ausbeute von 47,7% an weißem Ton erzielt, der nach der Laugung einen Glanz von 93,7 besaß. Dieser Ton enthielt 0,27% TiO₂-Verunreinigungen und 1,04% Fe₂O,-Verunreinigungen.

Beispiel 14

Beispiel 12 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß eine Polymerisat-Dosierung von 0,045 kg Trockenmasse . je t Trockenton verwendet wurde. Es wurde eine Ausbeute von 57,7% an weißem Ton erzielt, der nach der Laugung einen Glanz von 93,1 besaß. Dieser Ton enthielt 0,42% TiO.-Verunreinigungen und 1,03% Fe₃O₁-Verunreinigungen.

Beispiel 15

Beispiel 12 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß eine Polymerisat-Dosierung von 0.018 kg Trockenmasse je t Trockenton verendet wurde. Es wurde eine Ausbeute von 70,2% an weißem Ton erzielt, der nach der Laugung einen Glanz von 91,3 besaß. D'eser Ton enthielt 0,93'V. TiO₂-Verunrelnlgungen und 1,04% Fe₂O₃-Verunreinigungen.

Die folgenden Ausführungen erläutern weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Die zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung bevorzugten Polymerisate sind »Polymer 635« und »Polymer 675«, bei denen es sich um wasserlösliche, stark anionische Acrylamidpolymerisate mit einem Molein kulargewicht von mehr als I 000 000 handelt. Ebenso bevorzugt sind die Produkte »Polymer 1200, 1210, 1220 und 1230«, bei denen es sich um wasserlösliche, stark anionische organische Copolymerisate des Acrylamid handelt, die ein Molekulargewicht von mehr als 1 000 000 besitzen. Bei diesen Produkten geben die steigenden Kennzeichnungszahlen 1200 bis 1230 die Richtung der zunehmenden jeweiligen Molekulargewichte an. Zur Ausführung der Erfindung wird das Polymerisat mit der Kennzahl 1230, das zu 60% aus Acrylen besteht, wegen seines extrem hohen Molekulargewichtes von etwa 12 000 000 bis 13 000 000 bevorzugt verwendet.

Polymerisate mit kationischem oder neutralem Charakter haben sich zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung als ungeeignet erwiesen. Andere Polymerisate, wie Polyacrylamide mit Molekulargewichten von weniger als 1 000 000 haben sich innerhalb des Verfahrens nach der Erfindung als unwirksam erwiesen.

Bei den im Rahmen der Erfindung zu verwendenden Polymerisaten handelt es sich demzufolge, wie bereits oben kurz dargelegt, um wasserlösliche, stark anionische Erzeugnisse, die durch die Polymerisierung von Acrylamiden erzeugt werden, oder um Copolymerisate von Acrylamiden sowie um andere Monomere, die damit polymerisierbar sind, wie Acrylsäure, Methacrylsäure usw. Solche Stoffe sind bekannt und können durch herkömmliche Polymerlsierungsverfahren im festen Zustand, In Lösung, in Suspensionen oder Emulsionen usw. hergestellt werden.

Erfindungsgemäß wird somit ein wasserlösliches, anlonlsches Polymerisat verwendet, welches die allgemeine Strukturformel

30

H₂-CH-

C = O

NH₂

-CH₂-CH

C = O

Q-Na ⁺

besitzt und auf einer Polyacrylamldstruktur, wie der folgenden, aufgebaut Ist.

40

■»5

50

NH₂ J_n

Es hat sich herausgestellt, daß die Art des verwendeten Polymerisats insoweit von Bedeutung Ist, als der Polyelektrolyt einen stark anlonlschcn Charakter und ein großes Molekulargewicht von mehr als 1 COO 000 besitzen muß.

Die Dlspergierung des Rohtones erfolgt vorzugsweise auf 68 bis 69% Feststoffe mit Hilfe einer chemischen Zusammensetzung, die unterschiedliche Mengen an Natrlumhexameiaphosphat und 2,25 kg Natriummetasilikat je t Ton umfaßt. Dabei erfolgt eine fünfmlnUllgc Durchmischung mit einer Mischlntensitäi von 1257 m/min.

Die Kombination wenigstens /welcr Dispergiermittel lsi aus /wel (.!runden wichtig. F.rsien können Nalrlumhexanietaphosphat-Doslcrungcn In solchen Mengen, die /ur Dlspcrglcrung des Rohmaterials führen, nicht bei dem Verfahren gestattet werden, da sie die Ausbeute und die Qualität des Fertigerzeugnisses beeinträchtigen. Zweitens kann Natrlummetaslllkat allein nicht wirksam die Dlspergierung eines In konzentrierten Schlämmen vorliegenden Rohmaterials bewirken. Natrlummetaslllkat wirkt sich nicht so ungünstig auf die Ausbeute und auf die Qualität aus wie Natrlumhexametaphosphat.

Kombinationen der beiden Chemikalien führen zu einer weit stärkeren Dispergierung des konzentrierten Ausgangsschlamms als eine der Chemikalien für sich allein. Die Wirksamkeit des Natrlumhexametaphosphats als Dispergiermittel für Ost-Georgle-Rohmaterlallen nimmt mit steigenden Aufenthaltsdauern der dispergierten Schlamme In dem Vorratsbehälter zu.

Eine Anzahl von Beispielen, die den F.influü der NalrlumhexamcUiphosphat-Dosierung gegen die Aufbewahrdauer eines dispergierten Schlammes aiii die Ausbeute, den Glan/ und den Gehalt an im Feriigerzeugnls vorliegenden Titan-Verunreinigungen zeigen, ist In den Flg. 2 bis 4 dargestellt. Fig. 2 ?eigt den Einfluß von Nalriumhexameiaphosphat-Doslerungen auf clic Ausbeute an gewonnenem Ton bei unterschiedlich langen Aufbewahrdauern für den dispergierten Schlamm.

In Flg. 2 entspricht die Kurve A einer Nalriumhexameiaphosphat-Dosierung von 1,57 kg/l Rohion, die Kurve B einer Dosierung von 2,02 kg/t Rohton und die Kurve C einer Dosierung von 2,47 kg/t Rohton.

Flg. 3 zeigt den Einfluß der Nairiumhexametaphosphat-Dosierungcn auf den Glanz des fertigen Tons nach verschiedenen Verweilzelten des dispergierten Schlammes im Vorratsbehälter. In Fig. 3 entspricht die Kurve .-1 einer Naülumhexametaphosp-.atdosierung von 1,57 kg/t Rohton, die Kurve B einer Dosierung von 2.02 kg und die Kurve C einer Dosierung von 2,47 kg/t Rohton.

Flg. 4 zeigt den Einfluß der Nairlumhexameiaphosphat-Dosterung auf den Anteil im fertigen Tonerzeugnis enthaltenen Titandioxid nach unterschiedlich langen Verweilzelten des dispergierten Schlammes im Vorratsbehälter. Dabei entsprechen die Kurven A. B und C* hinsichtlich des Gehaltes an Natrlumhexametaphosphat den Kurven A, B und C aus den Fig. 2 bis 3. Bei jedem Versuch betrug die Natriummetasilikatdosierung 2,25 kg/t ι» Rohton. Wie dargestellt, war die Optimierung der Natrlumhexametaphosphal-Doslerungen in Abhängigkeit von der Verweildauer des Schlammes erforderlich, um unter Vermeidung unnötiger Ausbeuteeinbußen die angestrebte Qualität des Erzeugnisses zu gewährleisten. Eine Verweilzelt des dispergierten Schlammes !m Vorratsbehälter von etwa 20 bis 48 Stunden ist jedoch erforderlich um einen maximalen Glanz des Erzeugnisses zu erzielen. ' i>

Der Einfluß unterschiedlicher Schlamm-Fcslsloffanlcllc während der chemischen Behandlung auf die Ausbeute, die Feslstoffantelle in gereinigten Schlämmen und auf den Glanz wurde untersucht. Dazu wurden Rohtone mit verschiedenen Gehalten an Feststoffen zwischen 45 und 65"., benutzt, die 20 Minuten mit einer Chemikalienmischung durchmischt worden waren, die je t Ton aus 2,25 kg Natriumhexameiaphosphat und 6,75 kg Natriummetasilikat bestand. Jeder Schlamm wurde sodann auf einen Feststoffanteil von 40% verdünnt -0 und mit 7,4 kg Natriumchlorid je ι Ton behandelt, wobei ein zusätzliches Durchmischen über 15 Minuten erfolgte. Die obengenannten Schlämme wurden bei einem Feststoffaniell von 40% mit geringer Durchmlschungsgeschwindigkeit drei Stunden lang gealtert. Nach dem Altern wurden die Schlämme auf einen Feststoffantell von 20% verdünnt und mit 0,11 kg Polymerisat je t Ton behandelt. Dabei wurden niedrige Rührgeschwlndlgkelten verwendet, um das Verdüηnungswasser und die Polymerisatlösung gut miteinander zu J? vermengen.

Nach der Polymerisatbehandlung konnten sich die erzielten Ausflockungen von Verunreinigungen absetzen und wurden die gereinigten Tonsuspensionen von dem Selement abgezogen und zu fertigen Tonen verarbeitet. Die Ergebnisse sind In den Fig. 5 bis 7 dargestellt. Flg. 5 zeigt den Einfluß verschiedener Schlamm-Feststoff -antelle während der chemischen Behandlung auf die Ausbeute. Die Verwcilzeil wurde eingestellt bzw. kontrol- W llert, um sicherzustellen, daß In den Ton bei den verschiedenen Feststoffantellen übereinstimmende Arbeitsmengen hineingesteckt wurden. Flg. 6 zeigt den Einfluß unterschiedlicher Schlamm-Fcstsloffanteile während der chemischen Behandlung auf den resultierenden Glanz. Flg. 7 zeigt den Einfluß verschiedener Schlamm-Feststoffanteile während der chemischen Behandlung auf den Prozentsalz des In dem gereinigten fertigen Ton verbleibenden TlOj. Die Verweilzelten wurden In der obengenannten Welse berücksichtigt, um trotz unter- ^ schädlicher Feststoffanteile gesicherte Aussagen machen zu können.

Wie den Flg. 5 bis 7 zu entnehmen, sind die mit erhöhten Schlamm-Fcststoffantel!en von beispielsweise 65% elnhergehenden Effekte erforderlich, um eine maximale Ausbeute zu erzielen. Es können jedoch zufriedenstellende Erzeugnisse durch Verarbeitung von Tonen mit einem Festsiol'fantell von 45% oder mehr hergestellt werden. -tn

Es wurde der Einfluß unterschiedlicher Mengen von Chemikalien auf die Ausbeute, den Feststoffaniell der gereinigten Schlämme und auf den Glanz untersucht. Bei diesen Untersuchungen wurden jedoch lediglich Natrlumhexametaphosphat, wasserfreies Nalrlummctasilikat sowie Natriumchlorid berücksichtigt. Polyphosphate, Silikate und nicht oben aufgeführte Salze zeigten sich als wenig wirksam oder sogar beeinträchtigend. Das Rohmaterial wurde mit Natrlumhexametaphosphat in Mengen zwischen 1,35 kg und 4,05 kg/1 Ton und mit ·»> Natriummetasilikat in Mengen von 5,4 kg bis 7,4 kg/t Ton behandelt. Diese Behandlung erfolgte dadurch, daß bei einem Ton-Feststoffanteil von 65% 16 Minuten lang bei einer Mlschlniensität von etwa 1300m/mln gemischt wurde. Die Schlämme wurden dann auf einen Feststoffantell von 40% verdünnt und mit Natriumchlorid behandelt, wobei unterschiedliche Mengen zwischen 5,46 und 8,32 kg/t Ton verwendet wurden und nochmals 12 Minuten lang gemischt wurde. Die derart behandelten Schlämme wurden bei einem Feststoffantell von ?ⁿ 40% über einen Zeltraum von 3 Stunden bei langsamer Mlschgeschwlndigkclt gealtert. Nach dem Altern wurden die Schlämme auf einen Feststoffaniell von 20% verdünnt und gleichzeitig mit 0,11 kg Polymerisat je t Ton versetzt, wobei eine sanfte Badbewegung stattfand, um das Verdünnungswasser und die Polymerisatlösung gut mit den Tonschlämmen zu durchmischen. Nach der Polymerlsalbehandlung konnten sich die resultierenden Flocken oder Ausflockungen absetzen. Die in Suspension verbliebenen gereinigten Tonfraktlonen wurden aus ?> den Selementen abgezogen und zu fertigen Tonen welter verarbeitet. Die Ergebnisse sind In den Fig. 8 bis 12 dargestellt. Flg. 8 zeigt den Einfluß unterschiedlicher Dosierungen von Natrlummctaslllkai bei verschiedenen Dosierungen von Natrlumhexametaphosphal und einer Natrlumchlorld-Doslerung von 5.46 kg je t Trockenton auf die Ausbeute und auf den Glanz.

In Flg. 8 wurden je t Trockenton 5.46 kg Natriumchlorid zugesetzt, um eine Nalrlumchlorldkonzentratlon in <·" den Schlämmen mit einem Feststoffantell von 40",, von 0,415% oder 0,0713 Mol je Liter Wasser zu erzeugen und um in den Schlämmen mit einem Fcststoffanteil von 20% eine Natrlumchlorldkonzenlration von 0.156% oder 0,0267 Mol je Liter Wasser zu erhalten. Die Natrlummetaslllkai-Dosierungen. die durch die Kurven A. B, C [|

und D wiedergegeben sind, betrugen 5,4 kg. 6,07 kg, 6,75 kg und 7,4 kg/l Trockenton. %

Flg. 9 zeigt den Einfluß verschiedener Dosierungen von Natrlummctasillkat bei verschiedenen Dosierungen <>> f|

von Natriumhexameiaphosphat und einer Natriumchlorid-Dosierung von 6,52 kg/t Trockenton auf das Ausbrin- S

gen und den Glanz. Bei Flg. 9 waren 6,52 kg Natriumchlorid je t Trockenion zugesetzt worden, um eine Natri- |-

umchlorldkonzentratlon bei Schlämmen mit einem Feststoffantell von 40",, von 0.481% oder 0.0827 Mol ie Liter i

Wasser zu erzeugen und um eine Natrtumchlortdkonzentration bei Schlammen mit 20% Feststoffanteilen von 0,181% oder 0,031 Mol je Liter Wasser herzustellen. Die Natriummetasilikat-Dosierungen, die durch die Kurven A, B. C und D repräsentiert werden betragen 5,4 kg, 6,07 kg, 6,75 kg und 7,4 kg/t Trockenton. Fig. 10 zeigt den Einfluß verschiedener Dosierungen von Natrlummctaslllkat und Natriurnhexametaphosphai

:> sowie einer Natriumchloriddosierung von 7,4 kg/t Trockenton auf die Ausbeute und den Glanz. Bei Flg. 10 wurden 7.4 kg Natriumchlorid je t Trockenton zugesetzt, um eine Natriumchloridkonzentration von 0,547% oder 0,0941 Mol je Liter bei einem Feststoffantell des Schlamms von 40% zu erhalten und um eine Natriumchlorldkonzentratlon von 0,206% oder 0,0353 Mol je Liter Wasser bei einem Schlamm mit 20% Feststoffanteilen zu erhalten. Die in den Kurven A. B. C und D dargestellten Natriummeiasillkat-Doslerungen betragen 5,4 kg, 6,07 kg, 6,75 kg und 7,4 kg/t Trockenton.

Flg. 11 zeigt den Einfluß verschiedener Dosierungen von Natriummetasilikat und Natriumhexametaphosphat bei einer Natriumchloridkonzentration vcn 8,32 kg/t Trockenion auf die Ausbeute und den Glanz. In Fig. 11 wurden 8,32 kg Natriumchlorid je t Trockenton zugesetzt, um bei einem Schlamm mit 40% Feststoffanteil eine Natriumchloridkonzentratlon von 0,613% oder 0.1055 Mol je Liter Wasser zu erzeugen und um eine Natrium-

is Chloridkonzentration von 0,231% oder 0,0396 Mol je Liter Wasser bei Schlamm mit 20% Feststoffanteil zu erhalten. Die in den Kurven A. B, C und P dargestellten Natriurnmetasilikat-Dosierungen betragen 5,4 kg, 6,07 kg, 6,75 kg und 7,42 kg/t Trockenton.

Flg. 12 zeigt den Einfluß verschiedener Natriumchloridkonzentrationen bei verschiedenen Natriumhexametaphosphat-Doslerungen und eine mittlere Natriummetaslllkat-Dosierung von 5,40 bis 7,42 kg/t Trockenton auf die gereinigten Schlamm-Feststoffe. In Fig. 12, der der Einfluß der chemischen Dosierungen auf die gereinigten Schlamm-Feststoffanteile zu entnehmen ist. Ist eine mittlere Natrlummetaslllkat-Doslerung in der Größenordnung zwischen 5,40 und 7,42 kg/t Trockenton dargestellt. Die den Kurven A. B, C und D zugeordneten Natriumchlorld-Doslerungen sind der folgenden Tafel zu entnehmen:

Natriumchlorid	kg/t Ton	Konzentration (%) Schlamm-FcststolTanteil 40% 20%	0,166
	5,46	0,415	0,181
A	6,52	0,481	0,206
B	7,42	0,547	0,231
C	8,32	0,613
D

Die Fig. 8 bis 11 zeigen den Einfluß unterschiedlicher Natrlumhexameiaphosphat- und Natrlummetaslllkat-

Dosierungen in Verbindung mit konstanten Mengen an Natriumchlorid, wobei die Natrtumchlorid-Doslerung von Figur zu Figur eine andere Ist.

Zusätzlich zu der Angabe der Dosierungen als kg/l Ton Ist die Natrlumchlorld-Doslerung auch als Konzentration ausgedrückt worden, was durch Angabe des Prozentgehaltes in bezug auf die in jedem Schlammsystem vorliegende Wassermenge erfolgte. Diese Konzentrationen sind sowohl für den Schlamm mit 40% Feststoffantell

und den durch Verdünnung auf 20>\, Feststoffantell herabgesetzten Schlamm angegeben. Fig. 8 läßt insbesondere den Einfluß verschiedener Dosierungen an Natriummetasilikat bei verschiedenen Natrlumhexametaphosphat-Doslerungen und einer Natrlumchlorld-Doslerung von 5,46 kg je t Trockenton auf die Ausbeute und auf den Glanz. Fig. 11 zeigt den Einfluß verschiedener Dosiciungen an Natriummetasliikat und Natriumhexametaphosphat bei einer Natrlumchlorldkonzentratlon von 8,32 kg/l Trockenton auf die Ausbeute und den Glanz.

so Den Flg. 8 bis 11 sind die folgenden Ergebnisse zu entnehmen: Steigende Natriumhexametaphosphat-Dosierungen führen· zu herabgesetztem Glanz und zu steigenden Ausbeuten. Jedoch werden die durch steigende Natriumhexametaphosphat-Dosierungen ausgelösten Änderungen der Versuchsergebnisse In dem Maße zunehmend gemildert, wie die Dosierungen an Natriummetaslllkal und Natriumchlorid gesteigert werden. Dieses zeigt sich insbesondere an den für den Glanz ermitteilen Werten, wie ein Vergleich der Flg. 8 und 11 zeigt. Stei gende Natriummetaslllkat-Doslerungen führten zu verbessertem Glanz und zu fallenden Ausbeuten. Das Ausmaß der mit steigenden Natrlummclasllikal-Dosicrungen ausgelösten Änderungen wurde mit zunehmenden Dosierungen an Natriumhexametaphosphat zunehmend gesteigen und umgekehrt zeigten steigende Dosierungen an Natriumchlorid eine Verringerung der erwähnten Änderungen. Steigende Natriumchlorid-Dosierungen führten zu einem verbesserten Glanz und zu einer Verringerung der Ausbeute. In diesem Fall wird das Ausmaß der

«·" durch steigende Natrlumchlorld-Doslerungen ausgelösten Beeinflussungen des Glanzes mit steigenden Natrlummcusillkal-Dosicrungcn zunehmend vergrößert.

Die obigen Interpretationen der Versuchsergebnisse dienen da/u, die Notwendigkeit zu unterstreichen, daß die chemischen Dosierungen sorgfältig ausgewählt und Ins Gleichgewicht gesetzt werden müssen, um Erzeugnisse mit ausgezeichnetem Glanz bei guter Ausbeute zu erzeugen.

Flg. 12 zeigt den EInIIuU unterschiedlicher chemischer Dosierungen auf den Feststoffgehalt des gereinigten Schlammes. Da die Sedimentation aller Schlamme bei einem Feststoffanteil von 20h, ausgeführt wurde, hängen die Versuchsergebnisse allein von den chemischen Dosierungen ab. Insbesondere IMg. 12 zeigt den Einfluß verschiedener Natrlumchlorld-Doslerung bei verschiedenen Nairiumhcxumciaphosphat-Dosierungen und einer

durchschnittlichen NalriummetasUlkat-Dosierung von 5,40 bis 7,42 kg/t Trockentcn auf die Feststoffgehalte gereinigter Schlämme. Dabei zeigt Fig. 12 die folgenden Abhängigkeiten: Steigende Natriumhexametaphosphat-Dosierungen führen zu steigenden Feststoffgehallen eier Schlämme. Der Einfluß veränderlicher Natriummetasilikatmengen innerhalb des untersuchten Bereiches betrug weniger als ± 1 "<■ Schlammfeststoffe, weswegen lediglich Mittelwerte dargestellt sind. Die Fe-slstoffanteile Im Schlamm nahmen mit steigenden Natriumchlorid- s Dosierungen bei jedem der verwendeten Natriumhexametaphosphalgehalte ab.

Nach der chemischen Behandlung mit den genannten Dispersionsmitteln wird bei dem Verfahren nach der Erfindung typischerweise die Alterung vorgenommen. Die Einflüsse des ruhenden Alterns und des unter Durchmischung erfolgenden Alterns sind ίη den Fig. 13 bis IS dargestellt. Insbesondere Fig. 13 zeigt den Einfluß des statischen Alterns und des mit Durchmischung vorgenommenen Alterns bei einem wieder ausgeflockten Tonschlamm auf die Ausbeute an gewonnenem Ton. In Flg. 13 entspricht der Kurve A das ruhende Altern, während die Kurve B dem unter Durchmischung erfolgenden Altern entspricht. Fig. 14 zeigt den Einfluß des ruhenden Alterns und des unter Durchmischung ablaufenden Alterns an einem wieder ausgedockten Tonschlamm auf den Glanz des fertigen Tons. Dabei bezeichnet die Kurve A das ruhende Altern und die Kurve B das mit Durchmischung erfolgende Altern. Fig. IS zeigt den Einfluß des statischen Alterns und des υ mit Durchmischung erfolgenden Alterns an einem wieder ausgeflockten Tonschlamm auf den Im fertiggestellten Ton vorliegenden Tltandloxydgehalt. Auch in Fig. 15 stellt die Kurve A das statische Altern und die Kurve B das unter Durchmischung erfolgende Altern dar. Wie den Figuren zu entnehmen, wird der höchste Glanz und «erden die niedrigsten Titangehalte bei den Schlämmen erzielt, die ohne Durchmischung altern konnten. Die Ausbeute nimmt bei beiden Arten des AlU/rns mit der Zelt ab, wobei jedoch zu beobachten ist. daß die Verrln- -'" gerung der Ausbeute bei den ohne Umrührung gealterten Schlammen weniger stark ausgeprägt ist. Die günstigsten Werte hinsichtlich des Glanzes des Erzeugnisses scheinen eine Alterungszeit von etwa 20 Stunden ohne UmrOhruug zu erfordern.

Zusätzliche Versuche wurden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit konstanten Dosierungen von 6.75 kg Natrlummetaslllkat und 7,42 kg Natriumchlorid je t Ton durchgeführt. Der Gehalt an Natriumhexame- :> taphosphat wurde zwischen 1,35 und 4,05 kg/t Ton variiert. Das Polymerisat wurde zwischen 0,018 und 0,11 kg Trockenmasse je t Ton variiert. Die Ergebnisse sind In Fig. 16 zusammengestellt. In Fig. 16 beträgt die Natriummetaslllkat-Doslerung 6,75 kg/t Trockenion und die Natriumchlorid-Dosierung 7.4 kg/t Trockenton, woraus sich eine Natriumchloridkonzentration von 0,547% In einem Schlamm mit 40% Feststoffanteil und eine Konzentration von 0,206% in einem Schlamm mit 20'«, Feststoffanteil ergibt. Die in den Kurven A bis E dargestellten -"' Polymerisat-Dosierungen belaufen sich je t Trockenion auf folgende Werte (kg): A - 0,018; B - 0.045; C - 0,066; D -0,09; £-0,11.

Wie den Figuren zu entnehmen, verbessen sich der Glanz mit zunehmenden Polymerisat-Dosierungen. Bei jeder Polymerisat-Dosierung wurde der Glanz jedoch mit steigenden Natriumhcxametaphosphat-Doslerungen verschlechtert. Ein umgekehrter Effekt wurde Im Hinblick auf die Ausbeuten beobachtet. Steigende Polymerl- ■" sat-Doslerungen erzeugten abnehmende Ausbeuten. Bei jeder Polymerisat-Dosierung waren jedoch steigende Ausbeuten zu beobachten, wenn die Natrlumhexamelaphosphat-Doslerungen gesteigert wurden. Unter den in Flg. 16 dargestellten Bedingungen kann erkannt werden, daß Dosierungen von 0,09 bis 0,11 kg Polymerisat je t Ton In Verbindung mit etwa 2,25 t Natrlumhexametaphosphat je I Ton erforderlich sind, um eine zufriedenstellende Ausbeute an Ton mit einem Glanz von 93% zu erzielen. -to

Wie bereits ausgeführt, wirkt sich die Menge des zugesetzten Natriumchlorids stark auf die Qualität des Erzeugnisses sowie auf die Ausbeute aus. Diese Ergebnisse werden jedoch stärker von der Natriumchloridkonzentration beeinflußt, die auf dem Gewicht des NaCl beruht, welches in dem In den Schlammen vorhandenem Wasser gelöst ist, als von der NaCI-Konzentratlon, die sich bezogen auf das Gewicht des trockenen Tones ergibt, wobei die in Losung gegangene NaCI-Menge In Prozent bezogen auf die Lösung ausgedrückt wird. Diese ■»> Konzentrationen können demnach auch als mol je Liter (mol/l) ausgedrückt werden, wenn sie auf das Volumen der NaCl-Wasser-Lösung und nicht auf das gesamte Schlammvolumen bezogen werden.

Es laßt sich zeigen, daß die zurr Erzeugen eines maximalen Glanzes erforderlichen Konzentrationen in der Alterungsstufe des Verfahrens höher liegen als in der Polymerlsaibchandlungs-Stufc des Verfahrens. Daraus ergibt sich, daß eine Verringerung des Feststoffantells Im Schlamm oder eine Steigerung des Wassergehaltes in so dem Zeitraum der Polymerisatbehandlung erforderlich Ist. Es sind zahlreiche Untersuchungen ausgeführt worden, um den Einfluß unterschiedlicher NaCI-Konzentrationen während der beiden genannten Verfahrensstufen zu bestimmen. Dabei handelt es sich zum einen um die Natriumchlorld-Behandlungs- und Alterungsstufe und zum anderen um die Polymerisalbehandlungsstufc. Diese Untersuchungen wurden In der Weise ausgeführt, daß Schlämme mit unterschiedlichen Feststoffgehalten mit unterschiedlichen Mengen an Natriumchlorid behandelt wurden. Dabei wurden unterschiedliche NaCI-Konzentrationsbereiche bei übereinstimmenden Feststoffanteilen verwendet und auch übereinstimmende NaCI-Konzentratlonen bei unterschiedlichen Feststoffanteilen untersucht. Zu dem Zeltpunkt der Polymerisatbehandlung wurden Schlämme mit übereinstimmenden Chloridkonzentrationen mit Wasser verdünnt um unterschiedliche Feststoffanteile zu erzeugen. Dadurch wurden unterschiedliche Konzentrationsbereiche für die Natriumchloridbehandlung und für die Alterungsphase hergestellt. &n Alle Versuche wurden an Ausgangsmaterialien mit einem Feststoffgehalt von 69% über einen Zeltraum von 10 Minuten und bei einer Mischintensität von 1257 m/min, ausgeführt. Die Disperglerung wurde mit einer chemischen Lösung ausgeführt, die aus einer Mischung von Nat.'.umhexametaphosphal und Natriummetasilikat bestand, wobei von jedem der Stoffe 2,25 kg/t Ton verwendet wurden. Nach der Disperglerung wurde dus Rohmaterial über Nacht bei leichter Umrührung gealtert. Nach dem Altern wurde der dlsperglcrte Schlamm mit "^ einer chemischen Lösung behandelt, die aus 0,45 kg Natriumhexamctaphosphat und 4,5 kg Natrlummclaslllkai je t Ton bestand. Der Schlamm wurde bei einem Feststoffgehalt von 65% 30 Minuten bei der gleichen Mischintensität, wie bei der Dispersion, durchmischt. Anteile des derart behandelten Schlammes wurden In Ihren Fest-

Stoffanteilen auf verschiedene Gehalte herabgesetzt und zusätzlich mit unterschiedlichen Mengen von NaCI behandelt, wobei eine I2mlnütige Durchmischung bei einer Mischintensität von etwa 1300 m/mln. stattfand. Nach der NaCI-Behandlung wurde jeder Schlamm bei leichtem Umrühren drei Stunden lang gealtert. Nach dem Altern wurden die Schlämme erneut auf verschiedene Fesistoffantelle verdünnt und mit einer Polymerlsatlösung mit einer Konzentration von 0,027% behandelt, wobei jede t Ton 0,11 kg Polymerisat, bezogen auf die Trockenmasse, verwendet wurden. Das Verdünnungswasser und die Polymerisatlösung wurden mit leichter Umrührung mit den gealterten Schlämmen vereinigt. Die entstehenden Ausflockungen von Verunreinigungen wurden aus der Suspension mit einer Sedimentationsgeschwindigkeit von 0,05 Stunden (3 Minuten) je 25,4 mm Schlammschichtdicke entfernt. Die In der Suspension verbliebenen gereinigten Tonfraktionen wurden aus den Sedimenten abgezogen und zu fertigem Ton verarbeitet. Die dabei erzielten Versuchsergebnisse sind In der J folgenden Tafel zusammengestellt. '

NaCI- und	Alterungsslufe	%	NaCl-	Polymcri satbehandlungsstufe	NaC!- NaCl-	Kenndaten des Erzeugnisses
Schiamm-	NaCI NaCl-		Konz.	Schlamm-	Kon/. Konz.	Glanz Aus- FeststofT-
feststoff-	je t Konz.		festsiofl-		beute anteil im
anteil	Ton		anteil		gereinigten
		Mole/Lit.		% Mole/Lit.	Schlamm
%	.%	% % %

35,0 35,0 35,0 35,0 35,0 35,0

35,0 35,0 35.0 35,0 35,0 35.0

* 35.0 35.0 35.0 35,0 35.0 35.0

35.0

jo 35.0 35.0 35.0 35.0 35,0

40,0 40.0

mi 40.0 40.0 40.0 40.0

14,84 14,84 14,84 14,84 14,84 14,84

17,35 17,35 17,35 17.35 17.35 17.35

19.84 19,84 19,84 19,84 19.84 19,84

22,27 22.27 22.27 22.27 22,27 22.27

12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0

0,398 0,398 0,398 0,398 0,398 0,398

0,465 0,465 0.465 0,465 0.465 0.465

0.531 0.53! 0.531 0,531 0,531 0.531

0.596 0.596 0,596

0.5% 0.59d 0,596

0.398 0.398 0.398 0.398 0.398 0.398

0,0684 0,0684 0,0684 0,0684 0,0684 0,0684

0,0799 0,0799 0,0799 0,0799 0.0799 0.0799

0,0914 0.0914 0.0914 0.0914 0,0914 0,0914

0.1026 0.1026 0.1026 0.1026 0,1026 0.1026

0.0684 0.0684 0.0684 0.0684 0,0684 0.0684

16
18
20
22
24
26

14
16
18
20

22
24

12
14
16
18
20
22

10
12
14
16
18
20

20
22
24
26
28
30

0,141 0,163 0,185 0,209 0,234 0,260

0,141 0,165 0,190 0,216 0.244 0.273

0,135 0,161 0,186 0,217 0,247 0,279

0,124 0,152 0,181 0.212 0,244 0,278

0,150 0,169 0.189 0,210 0,233 0,257

0,0242 0,0279 0,0314 0,0358 0,0401 0,0446

0,0242 0,0283 0,0358 0,0371 0,0419 0,0469

0,0232 0,0276 0,0323 0,0373 0,0424 0,0479

0,0212 0,0260 0,0310 0.0363 0,0418 0,0476

0,0257 0.0290 0,0324 0.0361 0,0399 0.0440

90,9
91,6
92,1
92,5
92,8
93,0

91,7
92,2
92,6
93,0
93,2
93,2

92,2
92,7
93,1
93,4
93,6
93,7

92,3
92,8
93,3
93,6
93,8
93,9

91,9
92,3
92,7
93,0
93,1
93,1

75,0 68,0 61,8 56,8 50,4 45,0

75,0 68,0 60,5

54,3 48,0 42,0

76,7 69,0 61,4 54,0 47,2 41,0

79,0 71,0 62,8 55.2 48,2 41,2

62,8

55,5 51,4 46,0 40,0 35,2

13,4 14,2 15,0 16,0 16,9 17,8

11,8 12,6 13,4 14,4 15,0 16,0

9,9 11,0 11,9 12,6 13,2 14,0

8,0 9,2 10,3 11,0 11,5 12,0

15,2 16,1 17,1 17,7 18,7 19,5

Fortsetzung

NaCl- und	Alterungssture	NaCI-	NaCI-	Polymerisatbehandlungsstufe	NaCl-	NaCI-	Kenndaten des Erzeugnisses	Aus	Feststoft-
Schlamm-	NaCI	Ko nz.	Konz.	Schlamm-	Konz.	Kon?.	Glanz	beute	anteil im
feststofT-	jet			l'eslstolT-					gereinigten
anteil	Ton			anlcil					Schlamm
		%	Mole/Lit.		%	Mole/Lil.		%	%
%		0,465	0,0799		0,153	0.0263	%	61,5	13.6
40,0	14,0	0,465	0JJ799	18	0,175	0.0299	92,4	55,2	14,4
40,0	14,0	0,465	0,0799	20	0,197	0,0338	92,8	44.0	14,8
40,0	K,0	0,465	0,0799	22	0,221	0,0378	93,1	43,2	15,9
40,0	14,0	0,465	0,0799	24	0,245	0,0421	93,3	37,0	16,7
40,0	14,0	0,465	0,0799	26	0,272	0.0466	93,4	32,0	17.5
40,0	14,0	0,531	0,0913	28	0,152	0.0261	93,4	62.4	12,0
40,0	16,0	0,531	0,0913	16	0,175	0,0301	92,9	55,2	12.8
40,0	16.0	0,531	0,0913	18	0.200	0.0342	93.2	48,2	13.4
40,0	16,0	0,531	0,0913	20	0,225	0,0386	93.4	42,0	13,8
40,0	16,0	0.531	0,0913	22	0,252	0.0432	93.6	35.7	14,6
40,0	16,0	0,531	0,0913	24	0,2« J	0,0481	93,7	30.5	15.2
40,0	16,0	0.596	0,1027	26	0,146	0.0251	93.7	63,8	10.5
40,0	18,0	0,596	0,1027	14	0,17 j	0.0293	93.1	51.4	11.2
40,0	18,0	Ö.596	0.1027	16	0,197	0.0338	93.4	49,4	11.8
40,0	18,0	0,596	0,1027	18	0,224	0,0385	93,7	42,5	12.2
40,0	18,0	0,596	0,1027	20	0,253	0,0434	93,8	36,0	12.5
40,0	18.0	0,596	0,1027	22	0,294	0,0486	93,9	30,4	13,0
40,0	18,0	0,398	0,0683	24	0,146	0,0249	93,9	53,5	16,6
45,0	9,76	0,398	0,0683	23	0,162	0,0278	92,3	48,5	17,5
45,0	9,76	0,398	0,0683	25	0,180	0,0309	92,7	43,0	18,4
45,0	9,76	0,398	0,0683	27	0,.W	0.0341	92,9	38,0	19,2
45,0	9,76	0,398	0,0683	29	O,2i9	0.O375	93,1	33.4	20,0
45,0	■ 9,76	0,398	0,0683	31	0,240	0,0411	93,2	29,0	21.0
45,0	9,76	0.465	0,0799	33	0.151	0.0260	93,2	52,5	14.8
45,0	11,41	0,465	0,0799	24	0,170	0.0292	92,9	46.0	15.6
45,0	11,41	Λ.465	0,0799	23	0,-190	0.0325	93,2	40,5	16.4
45,0	11.41	0,465	0,0799	.25	0,211	0.0361	93.4	35.0	17.2
45,0	M,41	0,465	0,0799	27	0,233	0.0398	93.5	30.0	17.8
45,0	11,41	0,465	0,0799	29	0J256	0.0439	93.6	25.7	18.7
45,0	11,41	Λ,-531	0,0913	3,1	0,153	0,0262	93.6	51,5	13,2
45,0	13.04	0,531	0,0913	19	«W3	0,0297	93.5	44,8	13,7
45,0	13,04	0,531	0;09J3	21	0,194	0,0333	93.6	38.5	14,4
45,0	13,04	0,531	0,0913	23	0,217	0,0372	93,7	33.5	15.1
45,0	13,04	0,531	0,0913	25	0,241	0,0413	93,8	28,5	15.7
45,0	13,04	0,531	0,0913	27	0,266	0,0456	93;8	24,0	16,4
45,0	13,04		29	93.8

13

Fortsetzung

NaCI- und Alterungsslul'e

Schlamm- NaCI NaCI-feststolV- je t Kon/,

anteil Ton

Polymcrisatbchandlungsslule NaCI- Schlamm- NaCI- NaCl- Kon/. IeStStOlV- Kon/. Kon/,

anteil

Mole/Lit. % % Mole/Lit. Kenndaten des Erzeugnisses

Glanz Aus- Feststoffbeute anteil im gereinigten Schlamm

45,0	14.65	0,596	0,1026	17
45.0	14,65	0.596	0,1026	19
45,0	14,65	0,596	0,1026	21
45,0	14,65	0,596	0,1026	23
45.0	14,65	0.596	0,1026	25
45,0	14,65	0.596	0.1026	27

0,150 0,172 0,194 0.218 0,244 0,270

0.0257
0,0294
0,0333
0,0374
0,0418
0.0464

93,8 93,9 94,0 94,0 94,0 94.0

52.5 45,5 39,0 33,0 27,5 23,5

11,5 12,0 12,4 12,8 13,1 '.3,4

:o Da die erhaltenen Ergebnisse komplex und vielfach miteinander verbunden sind, wurden sie zwecks einfacherer Interpretation in zwei getrennten Reihen graphischer Darstellungen dargestellt. In den Fig. 17, 18 und 19 sind der Glanz, die Ausbeute und der Feststoffanteil der gereinigten Schlamme jeweils gegenüber unterschiedlichen Schlamm-Feststoffanteilen aufgetragen worden, die in der Polymerisatbehandlungs-Stufe vorlagen. Jede Figur zeigt dabei durch gesonderte Kurven die mit Hilfe unterschiedlicher Natriumchloridkonzentrationen ermittelten Ergebnisse. Jede Kurve wurde anhand von Resultaten ermittelt, die aus teilweise sich Oberlappenden Meßdaten bestehen, die bei unterschiedlichen Feststoffanteilen in den Schlammen wahrend der Natriumchlorid-Behandlungsstufe und der Schlammalterungsstufe ermittelt wurden.

Aus den genannten Figuren ergeben sich folgende Schlußfolgerungen: Es wurden breite Bereiche für das Ausbringen und den Feststoffanteil bei gereinigten Schlämmen bei einem Wert für den Glanz erzielt. Belsplelsweise wurde ein Glanz von 93 bei Ausbeuten zwischen 45 und 61% und Feststoffanteilen im gereinigten Schlamm zwischen 10 und 18% erzielt. Gleichfalls wurden unterschiedliche Glanzergebnisse bei den gleichen Ausbeuten ermittelt. So wurden beispielsweise bei einer Ausbeute von 50% Werte für den Glanz zwischen 92,7 und 93,8 und bei Festsioffantellen im gereinigten Schlamm zwischen 12 und 17% erzielt. Die Flg. 20, 21 und 22 beruhen auf den selben Werten, die den Fig. 17 bis 19 zugrunde liegen. Sie wurden hler jedoch gegen unterschlediiche Natriumchloridkonzentratlonen aufgetragen, die wahrend der Polymcrlsatbehandlungsstufe vorlagen. In Flg. 21 entsprechen die Kurven A. B und C Schlamm-Feststoffanteilen während der Natrlumchlorldbehandlung von 35. 40 und 45%. Diese Figuren zeigen In verschiedenen Kurvenzügen die bei unterschiedlichen Natriumchloridkonzentrationen und bei unterschiedlichen Feststoffanteilen während der Natriumchlorldbehandlung und der Schlammaltcrungsstufe ermittelten Ergebnisse. Sie dienen zur Erläuterung der folgenden Aussagen: Der Glanz (Flg. 20) wird nur geringfügig durch unterschiedliche Feststoffantclie Im Schlamm während der Behandlungs- und der Schlammalterungsstufe beeinflußt. Stärkere Unterschiede Im Glanz wurden durch unterschiedliche NaCl-Konzentrationen sowohl während der Schlammalterungsphase als auch in der Polymerisatbehandlungsstufe erzielt. Die durch unterschiedliche Natriumchloridkonzentrationen In der Polymerisatbehandlungsstufe ausgelösten Unterschiede Im Glanz können zunehmend verringert werden, wenn die Schlamm-Feststoffanteile während der Behandlungsstufe und der Alterungsstufe erhöht werden. Die Ausbeuten (Fig. 21) werden stark durch unterschiedliche Schlammfeststoffanteile in den beiden genannten Stufen beeinflußt. Ferner üben unterschiedliche NaCI-Konzentratlonen während der Polymerisatbehandlungsphase einen Einfluß auf die Ausbeute aus. Überraschenderweise üben unterschiedliche Natriumchloridkonzentrationen In der Behanülungs- und der Alterungsstufe keinen Einfluß auf die Ausbeute aus. Der Gehalt an Feststoffen im gereinigten Schlamm (Fig. 22) wurde in ähnlicher Welse beeinflußt wie der Glanz, da größere Unterschiede bei unterschiedlichen Natriumchloridkonzentratlonen sowohl während der beiden Behandlungsstufen als auch während der Alterjng und während der Polymerisatbehandlung beobachtet wurden. Ganz allgemein führten steigende Natriumchloridkonzentrationen zu verbesserten Gianzwerten, zu verringerten Ausbeuten und verringerten Anteilen von Feststoffen im gereinigten Schlamm. Es kann jedoch mit großen Unterschieden In der Natriumchloridmenge und Im Anteil der Schlammfesisioffe gearbeitet werden, die zu der gleichen Konzentration von Salz zu Wasser führen, um Tone zu erzeugen, die über einen weiten Ausbeuteberelch und über einen weiten Bereich des Fesistoffanteils im Schlamm den gleichen Glanz besitzen.

Der Einfluß der Menge an Im fertigen Ton enthaltenen Titanverunreinigungen auf den Glanz ist in Flg. 23

dargestellt. Es 1st deutlich zu sehen, daß eine lineare Proportionalität besteht. Die in Flg. 23 dargestellte Propor-

U) tlonalitat hängt In gewissen Ausmaße von dem jeweiligen Ton ab, wobei nicht zwingend angenommen wird, daß die dargestellte Proportionalität auf andere Verfahren übertragbar ist, mit deren Hilfe Titanverunreinigungen

entfernt werden.

Im folgenden werden die typische Gewinnung des Erzeugnisses und die Welterverarbeitung beschrieben. Nach der Flockenbildung setzen sich die Verunreinigungen mit einer mittleren Geschwindigkeit von 2 Minuten je 25,4 mm Schlammschlchtdicke ab. Nach vollendeter Sedimentation wurde der geweißte oder gebleichte Ton. der in der Suspension verblieben war, mit Hilfe von Saughebern abgezogen. Bei idealen Verfahrensbedingungen bestand diese Suspension aus etwa 17% Tonfeststoffen. Dieser aufbereitete Ton wurde dann mit 4.05 kg Schwefelsaure je ι Ton auf einen pH-Wert von 6.0 gebracht und mit Hilfe von 6,3 kg Aluminiumsulfat je t Ton

14

koaguliert und auf einen pH-Wert des Schlammes von 4,3 gebracht. Anschließend wurde der Schlamm gefiltert, um überschüssige lösliche Salze zu entfernen. Der hergestellte Filterkuchen wurde mit Wasser verdünnt und wieder auf etwa 20% Tonfeststoffanteile aufgeschlämmt. Nach dem Waschen wurde der Ton mit 8 kg Zlnkdlthlonlt je t Ton bei 6O⁰C 30 Minuten fang unter sanfter Urhrührung geläugt. Nach dem Laugen wurde der Ton gefiltert und wurde der Filterkuchen auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa \% getrocknet. Nach der s Behandlung kann jeder Tön auf seinen Glanz und seinen Gehalt ah TiO₂- und Fe₂O;-Vürunreinlgungen untersucht werden. So wurde z. B. ein gereinigter Ton hergestellt, der nach dem Laugen In Form eines sauren Tones einen Glanz von 94,6 besaß und weniger als 0,1% TiOj-Verunrelnlgühgen enthielt. Die Dlsperglerung des Filterkuchens und Trocknung dieses Materials erbrachte ein Produkt mit eineni Glanz von 93,9 bis 94,1%.

Hierzu 18 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Aufbereitung von Kaolinton unter Entfernung von TiO₂-Verunreinigungen durch Dispergieren einer wäßrigen Kaolintonsuspension mit einem Festsioffanteil von 45 bis 70 Gew.-%, Ausflocken eines ·

> Schlammes unter Zusatz von Natriumhexametaphosphai, Redispergleren des Schlammes auf einen Feststoffanteil von 10 bis 35t. Versetzen und Vermischen des Schlammes mit einem wasserlöslichen, stark anionischen Acrylamidpolymerisat mit einem Molekulargewicht von mehr als 1 000 000 In einer Menge von 0,0045 bis 0,135kg pro Tonne Trockenton, und Aufarbeiten des ausgedockten Schlammes, dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumhexametaphosphat in einer Menge von 0,9 bis 4,5 kg/1 Trockenton zusammen mit Natriummeiasilicat in einer Menge von 3,6 bis 9 kg/t Ttockenton eingesetzt wird, wobei die zugesetzte Menge an Nairiumhexameiaphosphat und Natriummetasillcal oberhalb der zur Erzielung einer minimalen Viskosität erforderlichen Menge, jedoch unterhalb der zur Erzielung eines schwer zu behandelnden Gels liegt, der wieder ausgeflockte Schlamm auf einen Feststoffanteil von 25 bis 45% verdünnt, dem Schlamm 1,8 bis 22,5 kg NaCi/t Trockenton zugesetzt, der mit Salz versetzte Schlamm 1 bis 24 Stunden gealtert und nach dem Vermischen mit dem Polyacrylamid, worauf eine Abtrennung der gebildeten TlOz-Polymerisat-Flocken erfolgt, der gereinigte Schlamm von den Flocken abgetrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß NaCI in einer Menge von 1,8 bis 22,5 kg/t Trockenton zugesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die NaCl-Konzentratlon in dem mit Salz behandelten und gealterten Schlamm auf 0,06 bis 0,12 Mol je Liter eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die NaCI-Konzentration wahrend der Behandlung des Schlammes mit dem Polymerisat auf 0,01 bis 0,05 Mol je Liter Wasser eingestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die NaCl-Konzentration wahrend der Behandlung des Schlammes mit dem Polymerisat auf 0,124 bis 0,284·^ des in dem Ton-Wasser-System

-^ vorliegenden Wassers eingestellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Salz behandelte Schlamm unter Umrührung 1 bis 5 Stunden gealtert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 'ler mit Salz behandelte Schlamm 3 bis 24 Stunden gealtert wird.

w

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wieder ausgeflockte Schlamm auf einen

Feststoffanteil von etwa 40% verdünnt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß der mit Salz behandelte und gealterte Schlamm auf einen Feststoffanteil von etwa 20",, verdünnt wird.