ES2643316T3 - Tratamiento de talco en un disolvente - Google Patents

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Description

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DESCRIPCION
Tratamiento de talco en un disolvente
La presente invencion se refiere a un proceso para tratar talco en un disolvente.
El talco es un mineral de silicato de magnesio comun que tiene la formula qmmica Mg3Si4Oio(OH)2. Se produce como masas laminadas que tienen una exfoliacion basal extraordinaria, las laminas resultantes no son elasticas, aunque son ligeramente flexibles. Es seccionable y muy suave, con una dureza de 1, de manera que es el mas suave en la escala de Mohs de dureza de los minerales.
Debido a su caracter hidrofobo y propiedades de adsorcion muy buenas en relacion con sustancias organicas, el talco es muy util en diversas industrias, p. ej., en la produccion de ceramicas, como un lubrificante o carga, p. ej., en la industria de plasticos y papel, como vefuculo en preparaciones farmaceuticas o cosmeticas y mucho mas.
La estructura de sandwich o laminar del talco tiene un papel importante en la mayona de estas aplicaciones, la cual proporciona, tras la deslaminacion, una gran area superficial activa. El espesor de un «sandwich» simple de capa de magnesio-oxfgeno/hidroxilo octaedrica entre dos capas de silicio-oxfgeno tetraedricas es de alrededor de 1 nm. Las partfculas de talco individuales no tratadas generalmente contienen varios cientos de dichos sandwiches. El tamano de dichas partfculas con multiples sandwiches puede superar los 100 pm y determina la lamelaridad del talco. Un talco macrocristalino con lamelaridad elevada tiene grandes laminillas individuales, mientras que las laminillas del talco microcristalino compacto son mucho mas pequenas. Mediante la deslaminacion de estos sandwiches se puede agrandar, en consecuencia, el area superficial activa del talco de forma significativa.
La deslaminacion de filosilicatos tales como el talco se conoce hace mucho tiempo y normalmente se lleva a cabo mediante fractura, p. ej., trituracion.
En WO 98/45374 se describe un proceso para tratar un mineral de tipo lamelar que consiste en talco en forma de partfculas que consisten en pilas de laminas elementales, con el objetivo de obtener un carga funcional en forma de polvo para un material polimerico, que combina una distribucion de tamano de partfcula fina del tipo predefinido y una lamelaridad elevada, el metodo comprende 5 etapas: (a) suspender el mineral que tiene un tamano de partfcula inicial con un diametro medio d50 mayor que 5 micrones en un lfquido; (b) someter la suspension a una operacion de deslaminacion mediante trituracion en humedo para producir una separacion de las laminas de las partfculas y para obtener un tamano de partfcula menor que el tamano de partfcula inicial; (c) a continuacion, someter la suspension a una operacion de seleccion, para eliminar las partfculas con un tamano mayor que un tamano predeterminado; (d) secar la suspension; y (e) tratar las partfculas de mineral para limitar la formacion de enlaces fuertes irreversibles entre ellas. Por lo tanto, no solo se necesita una etapa de seleccion, segun WO 98/45374, que se lleva a cabo en un selector de turbina (centrifugacion de la suspension en una turbina que se proporciona con ranuras de seleccion) o en un hidrociclon (creacion de un torbellino para la separacion y seleccion) o en una centnfuga con un tornillo de extraccion continuo (centrifugacion de la suspension en un contenedor y separacion mediante tornillo de extraccion). Ademas, hay etapas esenciales adicionales que son obligatorias como las etapas d) y e), es decir, secar la suspension y someter el polvo resultante a un tratamiento especial en el proceso de WO 98/45374 para obtener el producto deseado. En consecuencia, el metodo que se describe en este documento requiere un procedimiento de 5 etapas que lleva mucho tiempo e implica equipos que requieren considerable mantenimiento y rechazos.
En el documento US 3.039.703 se describe un metodo para reducir el tamano de partfcula, que comprende empujar una suspension lfquida de dichas partfculas con presion contra un lecho de dichas partfculas en una cavidad en la cara de una valvula. Mas espedficamente, este documento describe un aparato mejorado para reducir el tamano de partfcula de minerales lamelares tales como el talco y una valvula mejorada que se utiliza en el mismo.
El documento US 3.307.790 describe un metodo de flotacion por espuma y un metodo y aparato para acondicionar y deslaminar simultaneamente de forma selectiva partfculas de mineral laminar tales como talco o mica en una pasta de dichas partfculas de mineral para retirar las impurezas entre capas de dichas partfculas laminares y exponer superficies nuevas del mineral laminar para que hagan contacto con los reactivos de flotacion y burbujas y producir, de esta forma, a traves de flotacion por espuma una separacion mejor de dichos minerales laminares de la pasta a una pureza elevada.
El documento US 4.391.734 describe un metodo para tratar un mineral filosilicato en el que una suspension de partfculas de filosilicato en un lfquido organico que tiene una constante dielectrica menor que 35 se somete a una etapa de trituracion.
El documento WO 2007/024252 describe un metodo para proporcionar una suspension de nanotalco dispersada, dicho metodo comprende moler en seco un polvo de talco, mezclar el polvo molido con un disolvente organico y moler en humedo la suspension.
Para muchas aplicaciones, se desea que los productos a los que se aplica el talco deslaminado tengan propiedades opticas beneficiosas tales como brillo elevado. La propiedad ffsica «brillo» es una medida de la reflectancia de un material. Las hojas que tienen brillo bajo parecen amarillas, mientras que las que tienen brillo elevado parecen
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blancas. Para papeles de calidad para fotograffa, el brillo representa una propiedad optica clave que es importante para el contraste de la impresion. Cuando mas elevado sea el brillo, mas elevado sera el contraste entre el papel y la imagen impresa. El brillo no es solo relevante para el papel de calidad para fotograffa, sino que para la produccion de papel en general, asf como para pinturas y materiales plasticos.
Por lo tanto, ademas de las propiedades de adsorcion beneficiosas, el talco deslaminado, que se utiliza como carga para el papel, plasticos o pinturas, debe tener brillo elevado. El brillo se puede aumentar al aumentar el coeficiente de diffusion del material. El coeficiente de diffusion depende de la cantidad de centros de diffusion presentes, la relacion entre el diametro de parffcula y la longitud de onda de la luz, la relacion entre los indices de refraccion de las parffculas y el medio circundante, o la forma de la parffcula.
En general, el brillo del talco se altera por la presencia de impurezas. Por lo tanto, para mejorar el brillo, se debe reducir la cantidad de impurezas que estan presentes en el talco. Sin embargo, las etapas adicionales de proceso para la extraccion de impurezas tienen un impacto perjudicial sobre la eficacia operativa. Alternativamente, el talco de dichos depositos se podffa utilizar dado que proporciona el mineral con pureza elevada. Sin embargo, la restriccion a talco de depositos espedficos perjudica la flexibilidad de la operacion.
Ademas, se ha percibido que los procesos de trituracion convencionales de la tecnica anterior para la deslaminacion del talco, en especial, aquellos que utilizan un medio de trituracion acuoso, normalmente resultan en una disminucion del brillo. Segun la teoffa de la diffusion, una posible estrategia para compensar o incluso revertir el efecto negativo de la deslaminacion sobre el brillo podffa ser una reduccion del tamano de parffcula medio. Sin embargo, si se utiliza talco de baja pureza, una reduccion en el tamano de parffcula no puede compensar la disminucion en el brillo que resulta de la etapa de deslaminacion. En cambio, dependiendo de las condiciones del proceso espedficas, se podffa observar incluso una disminucion adicional en el brillo.
Asimismo, si se necesita una etapa adicional de proceso en la que el tamano de parffcula se ajusta hasta un intervalo que compensa la cafda en el brillo debido a la etapa de deslaminacion, se reduce la eficacia operativa.
Por consiguiente, un objeto de la presente invencion es proporcionar un proceso de tratamiento para el talco simple, con operacion facil para aumentar su area superficial espedfica, dicho proceso se puede aplicar a talco de «baja pureza» (es decir, un talco no purificado que todavfa comprende cantidades significativas de las impurezas que tienen un impacto perjudicial en las propiedades opticas) y, sin embargo, al menos mantiene o incluso mejora el brillo del talco resultante.
El objeto senalado anteriormente se soluciona mediante un proceso para el tratamiento del talco segun se indica en las reivindicaciones adjuntas.
El presente proceso comprende las etapas de:
(a) proporcionar un talco que tiene un primer valor de brillo B1, medido segun ISO 2469, y formar una suspension del talco en una fase ffquida, la fase ffquida de la suspension comprende al menos un disolvente organico,
(b) deslaminar y/o reducir el tamano de parffcula medio ponderado dso del talco,
en el que el talco tratado tiene un valor de brillo B2, medido segun ISO 2469, y B2> B1.
En general, los depositos de talco resultan de la transformacion de rocas existentes mediante fluidos hidrotermicos que llevan uno o varios de los componentes necesarios para formar el mineral (MgO, SiO2, CO2)
En la formacion de depositos de talco, la tectonica tiene un papel fundamental. Permite que los fluidos hidrotermicos penetren la roca y crea micropermeabilidad que facilita las reacciones. La forma y tamano de los depositos de talco depende de la intensidad de la actividad hidrotermica, que corresponde al clima de un metamorfismo a temperatura baja a media.
La actividad simultanea de la presion y la deformacion permite la transformacion. Las relaciones entre presion y deformacion determinan la cristalinidad del deposito de mena de talco.
Los depositos de talco difieren segun la roca primaria de la cual derivaron. Cada mena tiene su propia firma geologica que se formo hace muchos millones de anos atras. Como mena natural, el talco siempre se encuentra en combinacion con al menos un mineral adicional, tal como clorita, dolomita y magnesita, anffbol, biotita, olivino, piroxeno, cuarzo y serpentina.
Existen cuatro categoffas de depositos principales que difieren en:
- su composicion mineralogica
- su color, que se mide en relacion con su blancura o brillo
- su estructura cristalina, que es laminar o compacta.
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Por consiguiente, se pueden distinguir los siguientes grupos principales de menas:
1. Menas de carbonato de magnesio: el talco se produce a traves de la transformacion de carbonatos (dolomita y magnesita) en presencia de sflice. Los carbonatos fijan el magnesio en el lugar, que se necesita para formar el mineral mientras que la sflice se proporciona mediante circulacion hidrotermica. Esta reaccion resulta en talco que es mineralogicamente puro o asociado con minerales tales como carbonatos, cuarzo y clorita. Los depositos en este filon proporcionan las menas de talco mas blancas y puras. Los ejemplos de este tipo de depositos son Yellowstone (Montana, EE. UU.), Respina (Espana), Three Springs (Australia) y Haicheng (China).
2. Menas derivadas de serpentina: el talco se produce a traves de la transformacion de serpentina en una mezcla de talco y carbonato de magnesio. Esta mena se denomina comunmente «esteatita». Nunca es pura y siempre es gris. Cuando se utiliza como mineral industrial, a menudo se mejora su calidad mediante flotacion para aumentar el contenido de talco y la blancura. Este tipo de deposito es relativamente comun y esta ampliamente distribuido a lo largo de cinturones rocosos ultramaficos. El termino mafico es una abreviatura para los terminos magnesio e hierro. Las rocas ultramaficas son rocas eruptivas con un contenido de sflice menor que 45 %p., generalmente mas de 18 %p. de oxido de magnesio y un elevado contenido de oxido de hierro. Los depositos que pertenecen a esta categona actualmente se explotan en Vermont (EE. UU.), Quebec y Ontario (Canada) y Sotkamo (Finlandia).
3. Menas derivadas de silfceo: el talco resulta de la transformacion de rocas silfceas que proporcionan la sflice necesaria para la formacion de los minerales. Se puede formar clorita ademas de talco, la mena resultante es una mezcla de ambos. Esta variante de deposito se puede encontrar en asociacion con el tipo derivado de carbonato de magnesio, por ejemplo, en los Pirineos franceses (Francia).
4. Menas derivadas de deposito sedimentario de magnesio: aunque esta forma se puede encontrar en concentraciones elevadas, las menas de talco siempre se encuentran con impurezas tales como cuarzo, arcilla, materiales organicos e hidroxidos de hierro.
Para la presente invencion, se puede utilizar cualquiera de estos cuatro tipos de menas de talco y combinaciones de estas. Se prefieren las menas derivadas de serpentina (Finlandia).
Tambien pueden ser utiles en la presente invencion los talcos de Alemania, Florencia (Italia), Tirol (Austria), Shetland (Escocia), Transvaal (Sudafrica), los Apalaches, California y Texas (EE. UU.).
El talco proporcionado en la etapa (a) del proceso de la presente invencion se selecciona del grupo que consiste en menas de carbonato de magnesio, menas derivadas de serpentina, menas silfceas o mezclas de estas. Preferiblemente, el talco proporcionado en la etapa (a) es talco de Sotkamo (Finlandia).
El talco proporcionado en la etapa (a) puede incluir impurezas seleccionadas del grupo que consiste en sulfuro de hierro, carbono o cualquier mezcla de estos.
El talco proporcionado en la etapa (a) puede tener un brillo de 80,0 % o menos, mas preferiblemente 78,0 % o menos, incluso mas preferiblemente 76,0 % o menos, y lo mas preferiblemente 74,0 % o menos, medido segun ISO 2469.
El talco proporcionado en la etapa (a) puede tener una pureza de 99 %p. o menos, mas preferiblemente 98 %p. o menos, incluso mas preferiblemente 95 %p. o menos. En realizaciones preferidas, la pureza del talco proporcionado en la etapa (a) esta en el intervalo de 50 a 99 %p., mas preferiblemente 60 a 97 %p. e incluso mas preferiblemente 90 a 96 %p.
La composicion y pureza de los talcos se analizaron mediante fluorescencia de rayos X (XRP, por sus siglas en ingles) (ARL 9400 Sequential XRP) y difraccion de rayos X (XRD, por sus siglas en ingles) (a partir de difraccion de 5-100° 2theta Bragg utilizando un sistema Bruker AXS D8 Advanced XRD con radiacion CuKa, ranuras de divergencia automatizada y un detector sensible a la posicion lineal. La corriente del tubo y el voltaje fueron 50 mA y 35 kV, respectivamente: el valor de incremento fue 0,02° 2theta y el tiempo de recuento 0,5 s ■ incremento-1).
Las partfculas de talco proporcionadas en la etapa (a) tienen un tamano de partfcula medio ponderado d50 de 5 a 70 pm, preferiblemente 10 a 60 pm, mas preferiblemente 15 a 40 pm, espedficamente 20 a 30 pm.
El tamano de partfcula d50 es el valor medio ponderado, que divide la curva de distribucion de masa en dos regiones de igual volumen o peso, de manera que el 50 % en volumen o peso de la poblacion de partfculas tiene un diametro por encima del valor d50 y el 50 % en volumen o peso de la poblacion de partfculas tiene un diametro por debajo del valor d50. La distribucion de tamano de partfcula que proporciona el valor d50 se puede determinar mediante cualquier metodo y equipo que sea adecuado para este fin. A los efectos de la presente invencion, se determino mediante el metodo Malvern en relacion con el % en volumen.
Para el metodo Malvern, se puede utilizar un MasterSizer S (3$$D Presentation (Fraunhofer)), que es un analizador de tamano de partfcula modular basado en el analisis de tamano de partfcula por difusion laser. El analizador Malvern Mastersizer S se configura para proporcionar un valor dx que representa el tamano de partfcula en el que x
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por ciento del volumen de las partfculas es menor que este valor. Puede medir el tamano de gota de pulverizacion, as^ como muestras en humedo y seco. Este metodo tambien permite la determinacion de la distribucion de tamano de partfcula de productos en polvo y suspension, respectivamente, en el intervalo de 0,05 a 900 pm por medio de difusion y difraccion de laser. A los efectos de la presente invencion, la distribucion de tamano de partfcula se lleva a cabo por medio de una luz laser (He-Ne), en la que la medicion se puede ejecutar en seco y/o humedo, con dos equipos de automatizacion diferentes, el espectro se cubre mediante dos lentes opticas, una lente 300 P para la medicion en seco de productos en polvo en el intervalo de 0,5 a 900 pm, y una lente 300 RP para medicion en humedo de productos en suspension y polvo en el intervalo de 0,05 a 900 pm, respectivamente.
El area superficial espedfica (SSA, por sus siglas en ingles) del talco de partida proporcionado en la etapa (a) puede ser entre 30 y 0,01 m2/g, preferiblemente entre 18 m2/g y 1 m2/g, mas preferiblemente, entre 12 m2/g y 2 m2/g, especialmente entre 2 y 5 m2/g.
A los efectos de la presente invencion, el SSA se define como el area superficial total por unidad de masa y se determina mediante el metodo de sorcion BET segun ISO 9277. El SSA se puede medir mediante cualquier equipo adecuado para determinar el SSA. Por ejemplo, se puede utilizar un analizador de area superficial y porosimetna TriStar 3000 (Micromeritics®), opcionalmente con un sistema de preparacion de muestras tal como el sistema SmartPrep, un sistema completamente automatico de preparacion de muestras y desgasificacion (Micromeritics®).
Preferiblemente, el contenido de talco de la suspension esta dentro del intervalo de 5 a 25 %p., mas preferiblemente 5 a 20 %p., incluso mas preferiblemente 7 a 15 %p., basado en el peso total de la suspension.
Dentro del contexto de la presente invencion, el termino «suspension» hace referencia a una mezcla de dos sustancias, uno de las cuales es un lfquido, la otra es un solido finamente dividido dispersado en el lfquido. Las partfculas suspendidas se depositaran con el tiempo si no se tocan.
Segun la presente invencion, la fase lfquida de la suspension comprende al menos un disolvente organico.
Se describen disolventes organicos seleccionados del grupo que consiste en hidrocarburos, tales como alcanos, por ejemplo, alcanos de C5 a C20, preferiblemente, alcanos de C5 a C16, mas preferiblemente, alcanos de C5 a C12, cicloalcanos tales como ciclohexano, compuestos aromaticos tales como benceno o bencenos sustituidos con alquilo, tales como tolueno, alcoholes tales como alcoholes de C1 a Ca, por ejemplo, metanol, etanol, propanol, butanol o hexanol, esteres de acido carbonico tales como etanoato de etilo, benzoato de etilo, pentanoato de metilo, eteres tales como dietileter, terc.-butilmetil eter, dioxano, furano, acidos carbonicos tales como acido acetico, acido propionico, acido formico, acido butmco, acido isopentilo, hidrocarburos halogenados, tales como diclorometano, triclorometano, tetraclorometano, 1,1,2,2-Tetracloretano, clorobenceno, bromometano, yodometano, dibromometano, derivados de glicol, grasas, cera, amidas, tales como dimetilformamida, acetamida, aminas tales como trietilamina, anilina, aldehudos, tales como formaldehudo, acetaldehudo, cetonas, tales como acetona, butanona, ciclohexanona, acetofenona, sulfoxidos, tales como dimetilsulfoxido (DMSO), lfquidos ionicos tales como nitrato de etil amonio; o cualquier mezcla de los disolventes organicos mencionados anteriormente.
En una realizacion preferida, el disolvente organico es hexano, octano o una mezcla de estos.
En otra realizacion preferida, el disolvente organico es bencina, con ebullicion dentro del intervalo de 100 a 140 °C.
El al menos un disolvente organico esta presente en una cantidad de al menos 50 %p., basado en el peso de la fase lfquida de la suspension. En realizaciones preferidas adicionales, el disolvente organico esta presente en una cantidad de al menos 60 %p., al menos 70 %p., al menos 80 %p., al menos 90 %p., o al menos 95 %p., basado en el peso de la fase lfquida de la suspension.
En una realizacion preferida, la fase lfquida de la suspension consiste en el disolvente organico, sin disolventes no organicos como agua presentes. Sin embargo, tambien es posible que la fase lfquida de la suspension comprenda agua ademas del al menos un disolvente organico. Preferiblemente, el contenido de agua es menor que 50 %p., mas preferiblemente menor que 25 %p., incluso mas preferiblemente menor que 10 %p., basado en el peso total de la fase lfquida.
Si hay agua presente, preferiblemente forma una emulsion con el disolvente organico.
La suspension puede comprender, ademas, aditivos tales como dispersantes y fluidizadores. Los fluidizadores hacen que un sistema sea mas lfquido, es decir, bajan la viscosidad. Los dispersantes pueden tener la misma funcion, pero tambien actuan para estabilizar contra la aglomeracion y/o prevenir el deposito, que no es un prerrequisito para un fluidizador.
En la etapa (b) del proceso de la presente invencion, el talco se deslamina y/o se reduce su tamano de partfcula medio d50.
Se puede utilizar cualquier proceso de trituracion convencional conocido por producir la deslaminacion, posiblemente en combinacion con una reduccion del tamano de partfcula medio, de silicatos en capa, en especial, talco. El
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progreso de la deslaminacion se puede monitorizar a traves del aumento del area superficial espedfica. Sin embargo, el progreso de la deslaminacion tambien se puede monitorizar mediante otras herramientas analtticas, por ejemplo, intensidad de pico relativa {00l} en mediciones de difraccion de rayos X como funcion del tiempo de trituracion.
Preferiblemente, las condiciones para la deslaminacion son tales que el disolvente organico se mantiene en estado lfquido. Si se desarrolla demasiado calor durante la etapa de trituracion, el disolvente organico se puede enfriar.
La etapa de deslaminacion es preferiblemente una etapa de trituracion en humedo, en la que se utiliza un molino seleccionado de forma ventajosa del grupo que comprende molinos de bolas horizontales y verticales convencionales, molinos de perlas, molinos attritor, molinos planetarios y molinos de cilindro. En general, se pueden utilizar todos los molinos que sean capaces de deslaminar partfculas de talco.
Los medios de trituracion se seleccionan preferiblemente del grupo que comprende, bolas, granulos y arena de cuarzo para trituracion.
Si se utilizan bolas de trituracion, preferiblemente estan hechas de materiales tales como dioxido de circonio estabilizado con vidrio, cerio e/o itrio, dioxido de circonio y silicato de circonio. Ademas, las bolas de plastico pueden ser utiles en la presente invencion, tales como bolas hechas con polioximetileno (POM) o poliestireno (PS), asf como granulos, p. ej., hechos con hierro (Cyplex). Tambien es posible utilizar combinacion de los medios de trituracion mencionados anteriormente.
En una realizacion preferida, las bolas de trituracion tienen un diametro de 0,1 a 5 mm, preferiblemente 0,2 a 3 mm, mas preferentemente 0,5 a 2 mm, especialmente 1,0 a 1,6 mm, por ejemplo, 1 mm.
El grado de deslaminacion y, en consecuencia, el aumento del area superficial espedfica se pueden ajustar mediante el tiempo de ejecucion de la etapa de trituracion (b). Preferiblemente, el tiempo de ejecucion de la etapa (b) es al menos 30 minutes. En otras realizaciones preferidas, el tiempo de ejecucion de la etapa (b) es al menos 60 minutos, al menos 120 minutos, al menos 180 minutos, al menos 240 minutos, al menos 300 minutos o al menos 360 minutos.
En una realizacion preferida, el talco proporcionado en la etapa (a) se trata en un homogeneizador para producir una reduccion del tamano de partfcula medio ponderado d50, posiblemente en combinacion con un aumento del area superficial espedfica mediante deslaminacion.
Se pueden utilizar cualesquiera homogeneizadores disponibles en el mercado, especialmente homogeneizadores de presion elevada, en los que la suspension se prensa a presion elevada a traves de una abertura restringida, que puede comprender una valvula y se descarga desde la abertura restringida a presion elevada contra una superficie de impacto dura directamente frente a la abertura restringida, de esta manera se reduce el tamano de partfcula. La presion se puede generar mediante una bomba, tal como una bomba de piston, y la superficie de impacto puede comprender un anillo de impacto que se extiende alrededor de la abertura de valvula anular. Un ejemplo de homogeneizador que se puede utilizar en la presente invencion es Ariete NS2006L de NIRO SOAVI. Sin embargo, tambien se pueden utilizar, entre otros, homogeneizadores tales como los de la serie APV Gaulin, la serie HST HL o la serie Alfa Laval SHL.
Para obtener material desmenuzado con un tamano de partfcula reducido, se puede utilizar una presion de mas de 100 bar, por ejemplo, de 500 a 2000 bar, preferiblemente, de 600 a 1500 bar, mas preferiblemente, de 700 a 1000 bar, espedficamente, de 750 a 900 bar, por ejemplo, 800 bar, en el homogeneizador.
Segun la presente invencion, la etapa (b) podna comprender un tratamiento por trituracion del talco, p. ej., en un molino de bolas, o un tratamiento en homogeneizador. Sin embargo, tambien es posible que la etapa (b) comprenda ambos tratamientos, es decir, trituracion en combinacion con un tratamiento en homogeneizador. La eleccion depende del efecto tecnico que se quiere favorecer. Si el principal interes es aumentar el area superficial espedfica, la etapa (b) comprende preferiblemente un tratamiento de trituracion extenso, pero solo un tratamiento en homogeneizador corto. Mas preferiblemente, la etapa (b) solo comprende trituracion, p. ej., en un molino de bolas, pero no tratamiento en homogeneizador.
Segun el proceso de la presente invencion, el talco tratado (es decir, deslaminado y/o con el tamano de partfcula reducido) tiene un valor de brillo B2, medido segun ISO 2469, dicho B2 es mayor que B1.
El uso de un disolvente organico adecuado permite la deslaminacion (es decir, el aumento del area superficial) y/o la reduccion del tamano de partfcula medio de un talco de pureza inferior, mientras evita de forma simultanea una disminucion en el brillo del talco resultante. Por lo tanto, como ya se trato anteriormente, se prefiere que un talco que todavfa tiene una cantidad de impurezas significativa (o, dicho de otra forma, que tiene un brillo inferior) se someta al proceso de la presente invencion. La cantidad de impurezas y el valor de brillo B1 del talco de partida que todavfa mantiene o incluso mejora su brillo puede variar. Sin embargo, los valores adecuados se pueden establecer facilmente para el talco de partida al monitorizar los valores de brillo como una funcion del tiempo de trituracion.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
En el proceso de la presente invencion, la reduccion en el tamano de partfcula medio se mantiene dentro de 15 a 60 %.
Preferiblemente, la diferencia entre el brillo B2 del talco, que se ha deslaminado y/o reducido en su tamano de partfcula medio, y el brillo B1 del talco proporcionado en la etapa (a), expresado como (B2 - B1), es al menos 0,3 %, mas preferiblemente, al menos 0,5 %, incluso mas preferiblemente, al menos 0,7 %.
El proceso puede comprender ademas una etapa (c), en la que el contenido de talco de la suspension se aumenta mediante la extraccion de la fase lfquida.
Preferiblemente, la fase lfquida se extrae hasta que se seca el talco tratado. Dentro del contexto de la presente invencion, «se seca» preferiblemente significa menos de 5 %p. de fase lfquida, basado en el peso del talco. En realizaciones adicionales preferidas, «se seca» significa menos de 3 %p., menos de 2 %p., menos de 1 %p., menos de 0,5 %p. o incluso menos de 0,1 %p. de fase lfquida, basado en el peso del talco.
Ademas, se puede llevar a cabo una etapa de flotacion antes de la etapa (b).
La etapa (c) puede comprender tratamiento termico, filtracion, centrifugacion, evaporacion a presion reducida o cualquier combinacion de estos.
A continuacion, la invencion se describira en mayor detalle al hacer referencia a los siguientes ejemplos.
Ejemplos
Metodos de medicion Brillo
El brillo se mide en relacion con el ISO brillo R 457 (ISO 2469) con un espectrofotometro Datacolor ELREPHO 3300 utilizado sulfato de bario como estandar de brillo (segun DIN 5033).
Pureza del talco
La composicion y pureza de talco se analizaron mediante fluorescencia de rayos X (XRP) (ARL 9400 Sequential XRP) y difraccion de rayos X (XRD) (a partir de difraccion de 5-100° 2theta Bragg utilizando un sistema Bruker AXS D8 Advanced XRD con radiacion CuKa, ranuras de divergencia automatizada y un detector sensible a la posicion lineal. La corriente del tubo y el voltaje fueron 50 mA y 35 kV, respectivamente: el valor de incremento fue 0,02° 2theta y el tiempo de recuento 0,5 s ■ incremento-1).
Area superficial espedfica
El area superficial espedfica se determino mediante el metodo de sorcion BET, segun ISO 9277. Se utilizo un analizador de area superficial y porosimetna TriStar 3000 (Micromeritics®), opcionalmente con un sistema de preparacion de muestras tal como el sistema SmartPrep, un sistema completamente automatico de preparacion de muestras y desgasificacion (Micromeritics®).
Tamano de partfcula medio d50
El valor d50 se determino segun el metodo Malvern. Para el metodo Malvern, se utilizo un MasterSizer S (3$$D (Fraunhofer)), que es un analizador de tamano de partfcula modular basado en el analisis de tamano de partfcula por difusion laser. El analizador Malvern Mastersizer S se configura para proporcionar un valor dx que representa el tamano de partfcula en el que x por ciento del volumen de las partfculas es menor que este valor. Puede medir el tamano de gota de pulverizacion, asf como muestras en humedo y seco. Este metodo tambien permite la determinacion de la distribucion de tamano de partfcula de productos en polvo y suspension, respectivamente, en el intervalo de 0,05 a 900 pm por medio de difusion y difraccion de laser. A los efectos de la presente invencion, la distribucion de tamano de partfcula se lleva a cabo por medio de una luz laser (He-Ne), en la que la medicion se puede ejecutar en seco y/o humedo, con dos equipos de automatizacion diferentes, el espectro se cubre mediante dos lentes opticas, una lente 300 P para la medicion en seco de productos en polvo en el intervalo de 0,5 a 900 pm, y una lente 300 RP para medicion en humedo de productos en suspension y polvo en el intervalo de 0,05 a 900 pm, respectivamente.
Ejemplo 1 y ejemplo comparativo 1:
En los siguientes ejemplos, un talco de Sotkamo, Finlandia, se sometio a un proceso de trituracion a temperatura ambiente en un matraz de sulfonacion equipado con un agitador y un condensador. Se utilizaron bolas de vidrio con un diametro de 1,2-1,4 mm como medios de trituracion.
El talco de partida tema un tamano de partfcula medio ponderado d50, medido mediante el metodo Malvern, tal como se describio anteriormente, de 28,26 pm, un brillo de 73,40 % (medido segun ISO 2469) y un area superficial
espedfica de 2,73 m2/g (medido segun el metodo BET).
En el Ejemplo 1, se suspendieron 100 g del talco de partida en 900 g de bencina que tema un punto de ebullicion en el intervalo de 100 a 140 °C. La suspension se trituro a temperatura ambiente durante 6 h.
En el ejemplo comparativo 1, se suspendieron 100 g del talco de partida en 900 g de agua. La suspension se trituro 5 a temperatura ambiente durante 6 h.
La distribucion de tamano de partfcula se midio al inicio y al final de cada ensayo. Ademas, se midieron el area superficial espedfica y el brillo.
Los resultados se muestran en las Tablas 1 a 4 y las Figuras 1 a 4.
Tabla 1: desarrollo de d50 mediante Malvern MasterSizer
Talco de partida Talco despues de la trituracion en agua durante 6h Talco despues de la trituracion en bencina durante 6h
d50 / pm
28,26 18,91 13,86
Tabla 2: Desarrollo de brillo R457.
Talco de partida Talco despues de la trituracion en agua durante 6h Talco despues de la trituracion en bencina durante 6h
% de Brillo
73,40 70,40 74,20
Tabla 3: Desarrollo de area superficial espedfica (BET)
Talco de partida Talco despues de la trituracion en agua durante 6h Talco despues de la trituracion en bencina durante 6h
Area superficial espedfica m2/g
2,73 17,27 14,26
15 Tabla 4: Distribucion de tamano de partfcula mediante Malvern MasterSizer.
Malvern MasterSizer S
Talco de partida Talco despues de la trituracion en agua durante Talco despues de la trituracion en bencina
Tamano de partfcula / pm
% de volumen acumulado % de volumen acumulado Volumen acumulado
0,600
0,02 0,00 0,02
0,700
0,12 0,02 0,12
0,800
0,22 0,09 0,23
0,900
0,34 0,15 0,34
1,000
0,46 0,21 0,45
1,500
1,17 0,57 1,11
2,000
2,05 1,03 2,00
3,000
4,16 2,34 4,62
4,000
6,49 4,16 8,23
5,000
8,89 6,45 12,49
6,000
11,30 9,15 17,09
8,000
15,95 15,38 26,48
9,000
18,17 18,75 31,02
10,000
20,30 22,18 35,37
12,000
24,36 29,03 43,39
15,000
29,96 38,80 53,64
20,000
38,27 52,77 66,53
Malvern MasterSizer S
Talco de partida Talco despues de la trituracion en agua durante Talco despues de la trituracion en bencina
Tamano de partfcula / pm
% de volumen acumulado % de volumen acumulado Volumen acumulado
25,000
45,62 63,72 75,51
32,000
54,66 74,87 83,82
36,000
59,25 79,56 87,09
40,000
63,46 83,34 89,64
45,000
68,21 87,06 92,07
50,000
72,45 89,92 93,90
56,000
76,90 92,51 95,52
63,000
81,30 94,71 96,87
71,000
85,44 96,46 97,92
80,000
89,12 97,78 98,71
90,000
92,24 98,73 99,26
100,000
94,56 99,32 99,61
112,000
96,54 99,73 99,85
125,000
97,97 99,97 99,97
140,000
98,97 100,00 100,00
160,000
99,67 100,00 100,00
180,000
99,93 100,00 100,00
200,000
99,99 100,00 100,00
224,000
100,00 100,00 100,00
La medicion en Malvern MasterSizer (vease la Figura 1) muestra que la bencina, como disolvente de trituracion, logra partfculas mas finas que cuando se usa agua. El valor d50 del talco tratado en bencina fue 13,9 pm y el valor d50 de talco tratado en agua fue 18,9 pm (vease la Figura 2).
5 El area superficial espedfica del talco tratado en agua alcanzo un valor de 17,3 m2/g y el area superficial espedfica del talco tratado en bencina fue de 14,3 m2/g despues de 6 h de tiempo de tratamiento (vease la Figura 3).
El valor de brillo R457 del talco tratado en agua alcanzo un valor de 70,4 %, mientras que el talco tratado en bencina alcanzo un valor de 74,2 % despues de 6 h horas de tratamiento, que es mayor que el valor de brillo del talco de partida.

Claims (8)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    REIVINDICACIONES
    1. Un proceso para el tratamiento de talco que comprende las etapas de:
    (a) proporcionar un talco que tiene un tamano de partfcula medio ponderado dso de 5 a 70 pm y que tiene un primer valor de brillo B1, medido segun ISO 2469, y formar una suspension del talco en una fase lfquida, la fase lfquida de la suspension comprende al menos un disolvente organico;
    (b) deslaminar y/o reducir el tamano de partfcula medio ponderado dso del talco dentro de un intervalo de 15 a 6o % en el que el talco tratado tiene un valor de brillo B2, medido segun ISO 2469, y B2>B1;
    en el que el talco proporcionado en la etapa (a) se selecciona del grupo que consiste en menas de carbonato de magnesio, menas derivadas de serpentina, menas silfceas o mezclas de estas, preferiblemente de Sotkamo (Finlandia);
    en el que el disolvente organico comprende hexano, octano o una mezcla de estos, preferiblemente, comprende bencina con ebullicion dentro del intervalo de 100 a 140 °C;
    en el que el al menos un disolvente organico esta presente en una cantidad de al menos 50 %p., basado en el peso de la fase lfquida de la suspension; y
    en el que la etapa (b) comprende triturar la suspension de talco, preferiblemente en el que la suspension de talco se tritura en un molino de bolas y/o en el que la etapa (b) comprende tratamiento de la suspension de talco en un homogeneizador, preferiblemente dicho homogeneizador es un homogeneizador de presion elevada.
  2. 2. El proceso segun la reivindicacion 1, en el que el contenido de talco de la suspension esta dentro del intervalo de 5 a 25 %p., basado en el peso total de la suspension.
  3. 3. El proceso segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en el que la fase lfquida de la suspension consiste en el disolvente organico.
  4. 4. El proceso segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en el que la fase lfquida de la suspension comprende, ademas, agua, preferiblemente, en el que el agua y el disolvente organico forman una emulsion.
  5. 5. El proceso segun una de las reivindicaciones precedentes, que comprende, ademas, una etapa (c), en la que el contenido de talco de la suspension se aumenta mediante la extraccion de la fase lfquida, preferiblemente, en el que la fase lfquida se extrae hasta que se seca el talco tratado.
  6. 6. El proceso segun la reivindicacion 5, en el que la etapa (c) comprende tratamiento termico, filtracion, centrifugacion, evaporacion a presion reducida o cualquier combinacion de estos.
  7. 7. El proceso segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que el talco tratado tiene un area superficial espedfica, medida mediante el metodo BET, segun ISO 9277, utilizando nitrogeno, que es mayor que el area superficial espedfica del talco proporcionado en la etapa (a).
  8. 8. El proceso segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que la diferencia entre el brillo B2 del talco tratado y el brillo B1 del talco proporcionado en la etapa (a), expresado como (B2 - B1), es al menos 0,5 %.
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