NO157538B - Analogifremgangsmaate ved fremstilling av terapeutisk aktive benzothiazolsufonamidderivater. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til behandling av leire.

Foreliggende oppfinnelse angår behandling av leire med det formål å fjerne forurensninger fra den og tørke den for å danne et kolloidalt sluttprodukt som ut-merker seg ved at det er fritt for forurensninger og at det kan rehydratiseres fullstendig og hurtig.

Foreliggende oppfinnelse er særlig egnet for behandling av svellende og gel-dannende leirer av montmorillonitt-typen, og angår særlig behandling av bentonitt, «saponite» og fortrinnsvis «hectorite». Denne sistnevnte utgjør en magnesium-litium-bentonitt som forekommer i nærheten av Hector, San Bernardino, California. Oppfinnelsen kan imidlertid generelt tilpasses for alle lignende kationebyttende, svellende og gel-dannende leirer, så som «beidellite», forskjellige syntetiske leirer, «nontronite» og zeolittene.

De ovenfor angitte leirer forekommer i naturen blandet med forurensninger, særlig kalsiumkarbonat og kalsiummagnesiumkarbonat, som her er sammenfattet under betegnelsen «kalkspat».

Det har vist seg å være vanskelig å fjerne kalkspaten. På grunn av dennes spe-sielle egenskaper har vanlige rensnings-metoder, så som siktning, magnetsepare-ring og synke- og flyte-prosessen vist seg å være utilfredsstillende. Man har forsøkt å sentrifugere en oppslemning av mineral-råmaterialet i vann, hvorved det imidlertid viste seg at oppslemningen, hvis den inneholdt mer enn ca. 6—7 % tørrsubstans, ble altfor viskøs til at de finere kalkspatpartiklene kunne bli påvirket av sentrifugeringen. Det har imidlertid vist seg at det ved å eliminere de anioniske elektro-lyttene, så som kloridene, var mulig å senke oppslemningens viskositet således at større andel kalkspat ble fjernet.

Et annet hovedproblem som skal løses

i henhold til oppfinnelsen, er tørkning av oppslemningen. Hvis ikke orjpvarmningen gjennomføres innenfor meget snevre grenser, fjernes det bundne eller molekylare vann i leiren hvorved leirkrystallene synker sammen og kalsineres eller brennes. Som en følge av leirens iboende berdnings-esenskaper, kan den kalsinerte leiren ikke rehydratiseres etterpå, hvilket i praksis innebærer at det ikke oppnås noen for-bedring ved å fjerne forurensningene.

I henhold til oppfinnelsen sentrifu-geres en vannoppslemning som består av malt og siktet mineral-råmateriale sammen med destillert vann og i fravær av anioniske elektrolytter, for å fjerne kalk-spatforurensninger. En væske som har høyere kokepunkt enn vann, tilsettes deretter til den sentrifugerte og rensede oppslemning, hvoretter varme tilføres ved pas-sende temperatur for fordampning eller avdrivning av vannet til et sådant punkt at materialet hovedsakelig er tørt, mens den tilsatte væske blir tilbake i kontakt med råmaterialet. Væsken forhindrer således kalsinering av mineralmaterialet under tørkningen, og påvirker også sluttproduktets egenskaper, særlig slik at det således behandlede mineralmaterialet rehydratiseres hurtigere og danner en mer vis-køs gel enn ubehandlet mineral-materiale.

Et annet formål er å tilsette en væske som holdes tilbake i mineral-materialet under tørkningen for å forhindre kalsinering, og som gir det tørkede sluttprodukt fordelaktige egenskaper. I henhold til oppfinnelsen forkortes også tiden for tørk-ning av oppslemningen, og man behøver ikke å gjennomføre noen nøyaktig tempe-raturregulering under tørkningen takket være anvendelsen av nevnte væsketilset-ning.

Foreliggende oppfinnelse angår således en kommersielt anvendelig metode for fremstilling av renset leire med særlig fordelaktige egenskaper.

På tegningen er vist et typisk prosess-sk jerna.

Foreliggende oppfinnelse angår særlig behandling av den type mineraler som her kalles «leire» f.eks. av montmorillonit-typen, hvilke leirer sveller og danner geler i vannsuspensjon. Blant slike leirer kan nevnes bentonit, saponit og hektorit. Oppfinnelsen skal imidlertid bekrives nærmere i forbindelse med behandling av den fore-trukne leire, dvs. hektorit.

Hektorit utgjør et natrium-magnesium-fluor-litium-silikat. Magnesium, litium og fluor inngår i hektoritens gitterstruktur og opptrer ikke i den oppløsning som leiren er dispergert i. De kan således ikke ut-løses fra gitterstrukturen uten ved en krev-ende kjemisk behandling. Hektoritens ut-byttbare ioner utgjøres av natriumionene. De forurensninger som opptrer i hektoriten, kalles her «kalkspat», som hovedsakelig utgjøres av kalsiumkarbonat og/eller kalsiummagnesiumkarbonat, og som inngår i mekanisk blanding med hektoriten.

En foreslått formel for hektorit er:

16 MgO.Li20,24 SiOa.6 (FsHaO) (Na20).

En typisk kjemisk analyse er:

Ved utførelse i oppfinnelsen i praksis finmales først mineral-råmaterialet. En hammerkvern forsynt med sikter med maskevidder 3,2—4,8 cm er anvendt med hell.

Det malte materiale siktes deretter på en vivrerende sikt med siktdukt 40 eller 60 mesh av rustfritt stål. Det gods som passerer gjennom en så fin sikt, består nesten utelukkende av meget fine kalkspatkrystal-ler. Det grovere gods, som ikke passerer gjennom sikten, anvendes derfor til fremstilling av oppslemningen. Ved hjelp av denne siktning senkes kalkspatinnholdet i den ferdige oppslemning fra ca. 10—12 % til ca. 8 %.

Man tilbereder deretter en vannoppslemning av materialet. Det har herunder vist seg å være meget fordelaktig å an-vende destillert vann og ikke vann fra springen eller råvann, idet elektrolytter som inngår i råvannet, øker dispersjonens viskositet betraktelig slik at adskillelse av de finere kalkspatpartiklene forhindres. Eliminering av de anioniske elektrolytter, så som klorider, fra vannet, minsker dispersjonens viskositet. Ved tilberedning av dispersjoner med total ca. 7—9 % tørrsub-stans, innblandes avmineralisert vann i ca. 1 time for å danne en vanntynn oppslemning.

Oppslemningen underkastes deretter en vanlig sentrifugering. Kalkspaten. er noe tyngre enn leiren og utskilles og fjernes, slik at kalkspatinnholdet senkes til under 5 %.

Et hygroskopisk middel med høyere kokepunkt enn arbeidstemperaturen i tør-keapparatet, tilsettes til det sentrifugerte materiale i en mengde av fortrinnsvis ca. 1—20 % av den totale tørrsubstans i oppslemningen. Midlet tilsettes hensiktsmessig på dette trinn etter sentrifugeringen da det øker oppslemningens viskositet.

Det sentrifugerte materiale innehold-ende det hygroskopiske midlet tørkes deretter for å fjerne vannet fullstendig eller nesten fullstendig. En dobbelt trommeltør-ker har vist seg egnet, hvor et sjikt av godset føres over valsene som er oppvar-met til ca. 127° C, for å fordampe vannet slik at man får tilbake et forholdsvis tynt og tørt sjikt av leire som deretter kan ma-les og forpakkes.

Ved kommersiell anvendelse rehydratiseres leiren for å danne en gel for ulike formål. Ved den tidligere anvendte trom-meltørkningen avdrives imidlertid ikke bare det ubundne vann, men også så mye som 50 % av det bundne eller molekylære vann, slik åt man får en altfor tynn film som synker sammen og kalsineres. Når man ønsker å rekonstituere dette produkt for kommersielle formål, rehydratiseres ik-ke den kalsinerte leiren ved vanntilsetning og avsetter seg istedenfor å svelle som kolloidal suspensjon.

Tilsetningen av det hygroskopiske midlet øker dispersjonens viskositet, og produktet danner etter tørkningen et sjikt som er meget tykkere enn de sjikt som dannes uten tilsetning av midlet, og sjiktet er sam-tidig seigere og mer bøyelig. Det hygroskopiske midlet forhindrer brenning eller kalsinering.

I henhold til foreliggende oppfinnelse tilsettes således midlet, som hensiktsmessig har et kokepunkt som ligger over arbeidstemperaturen, til oppslemningen for å hindre kalsinering. Det hygroskopiske midlet fordamper således ikke ved tørkeappa-ratets driftstemperatur. Det bindes til oppslemningen for å danne en blanding med konstant kokepunkt slik at noe vann holdes tilbake i normal tilstand ved en temperatur som ligger over vannets normale kokepunkt.

Med «hygroskopisk middel» skal her forståes et vannoppløselig fortynningsmid-del som virker som vann og som blir flyt-ende (deliquescent) og er hygroskopisk slik at det danner en væske som har et kokepunkt som ligger over vannets og er høyere enn den driftstemperatur som mineral-materialet utsettes for under behandlingen i henhold til oppfinnelsen. Dette fuktemiddel utvelges fra den gruppe som omfatter organisk avledede polyoler, så som glycerol, propylenglykol, ethylenglykol og poly-ethylenglykol, samt polysakarider, både na-turlige, syntetiske og modifiserte så som sorbitol eller heksahydroalkohol, dextrin og dextran.

Sluttproduktets egenskaper varierer av-hengig av typen og mengden av midlet. Man har gjort forsøk med tilsetning av hygroskopiske midler til den sentrifugerte oppslemning i en mengde fra ca. 1 % av den totale tørrsubstans og opp til mer enn 20 %. Hvis produktet skal tørkes etter tilsetning av midlet, kan visse hygroskopiske midler gå tapt under tørkningen selv om de har høyere kokepunkt enn vann. Det kan derfor ved anvendelse av visse hygroskopiske midler være nødvendig å tilsette yt-terligere mengder til oppslemningen for å kompensere for tapene.

Den mengde fuktemiddel som er tilbake i sluttproduktet, beror på midlets kokepunkt, betingelsene ved tørkningen av sluttproduktet og den mengde hygroskopisk middel som er tilsatt sammen med utgangs-materialene før tørkningen. Hvis midlet således utgjør 10 % av leirens vekt og har forholdsvis lavt kokepunkt, kan noe av midlet gå tapt under tørkningen, særlig hvis tørketemperaturen ligger langt over vannets kokepunkt. Det ferdige, tørre produkt kan da inneholde kun 4—5 % fuktemiddel, basert på leiren. Hvis midlet har forholdsvis høyt kokepunkt, finnes det nesten i sin helhet igjen i sluttproduktet. Hvis således propylenglykol med kokepunktet 188° C tilsettes til en leiroppslemning og tørkes, finnes kun ca. 15 % av det opprin-nelig tilsatte materiale igjen i sluttproduktet. Hvis derimot diethylenglykol med kokepunktet 245° C anvendes under de samme betingelser, har det vist seg at det i sluttproduktet er tilbake ca. 63 % av den opprinnelige mengde. Sorbitol som er et foretrukket fuktemiddel, har vist seg å inn-gå i mange sluttprodukter som den er tilsatt til i mengder på opptil ca. 80—90 % eller mer av den tilsatte mengde.

På bakgrunn av det ovenstående er det vanskelig å angi nøyaktige grenser for den mengde hygroskopisk middel som skal anvendes. Man kan imidlertid si at midlet bør tilsettes i tilstrekkelig mengde til å forhindre kalsinering under tørkning av leiren og til å forbedre den tørkede leires re-hydratiserings- og viskositetsegenskaper. Dette krever normalt at midlet tilsettes i tilstrekkelig mengde for å utgjøre minst ca. 1 % av vekten av leiren og andre tørr-substanser i sluttproduktet. Teoretisk finnes ingen øvre grense for den anvendte mengde hygroskopisk middel, selv om gren-sen bestemmes av praktiske hensyn som f.eks. omkostningene og sluttproduktets ønskede særlige egenskaper. Hvis den ende-lige anvendelse skulle kreve det, kan midlet tilsettes i en mengde på opp til flere tusen prosent basert på leirens vekt i sluttproduktet. I de fleste tilfeller tilsettes imidlertid midlet til den sentrifugerte oppslemning i tilstrekkelig mengde til å ut-gjøre ca. 1—20 % av tørrsubstansen i oppslemningen. Mengden av hygroskopisk mid-mel i sluttproduktet ligger således normalt innenfor dette intervall, selv om større mengder kan være tilsatt før tørkningen.

Hvis sorbitolen, som foretrekkes som hygroskopisk middel, anvendes, har den vist seg å medføre optimale resultater hvis den blandes i den sentrifugerte oppslemningen i en mengde på ca. 5 % av vekten av tørrsubstansen i oppslemningen. Ved anvendelse av denne mengde inngår sorbitolen som følge av sin bestandighet mot fordampning under tørkning i henhold til det ovenstående, vanligvis i det tørkede sluttprodukt i en mengde av ca. 3—5 % basert på leirens vekt.

Ved andre forsøk har glyserol, tilsatt i tilstrekkelig mengde til å utgjøre 5% av tørrvekten, gitt et sjikt på tørketromme-len, hvilket sjikt er mye seigere enn et kontrolls]ikt som ikke inneholder glyserol. Hvis mengden av hygroskopisk middel ble øket til ca. 20 %, var det dannende sjikt tykkere og seigere, og dessuten krympet det ikke og ble rehydratisert hurtigere enn kontrollsjiktet.

Ved lignende forsøk gjennomført under anvendelse av propylenglykol, adskilte det dannede sjiktet ved et propylenglykol - innhold på 2,5 %, seg ikke i høyere grad fra kontrollsjiktet, mens sjiktet ved 5 % ble mer bøyelig, lettere å male, ble hurtigere rehydratisert, og var ikke så støvet som kontrollsjiktet. Ved 20 % krympet sjiktet ikke merkbart, og dessuten var det seigt og hvitt.

Ved anvendelse av en 70 % oppløsning av sorbitol, som er hygroskopisk, var sjiktet ganske klebrig.

Det dannede materiale kan beskrives som forholdsvis seigt, bøyelig og ikke støv-ende. Hovedfordelen er at det hydratiseres fullstendig på omtrentlig halvparten av den tid som er nødvendig for hydratisering av det ubehandlede produkt, og medfører ca. dobbelt så høy viskositet som det ubehandlede produkt ved oppslemning.

Hektoriten kan blant annet anvendes til å stabilisere og rense øl, se U.S. patent-skrift nr. 2 416 007. Det behandlede produkt utvikler hurtigere, grovere og svampaktige fnokker som avsettes hurtig.

Hektorit behandlet i henhold til foreliggende oppfinnelse kan også anvendes som tilsetning til vaskeristivelse som med-fører en myk stivelsesvirkning, forhindrer skumdannelse av stivelsen og medfører fri-het for klebrighet.

Anvendelsen av destillert eller avmineralisert vann ved dannelse av oppslemningen av mineral-råmaterialet minsker oppslemningens viskositet slik at sentrifugeringen lettes, og anvendelsen av hygroskopiske midler før tørkningen av oppslemningen forhindrer avdrivning av altfor stor mengde fuktighet. Det dannede produkt egner seg bedre for rehydratisering, og dessuten forbedres dets svelnings- og gel-dannelsesegenskaper.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til behandling av en svellende, gel-dannende, kationebyttende leire som fra begynnelsen inneholder kalk-spatforurensninger, ved hvilken leiren ma-les og oppslemmes med vann, og kalkspat-forurensningene fjernes i vesentlig grad fra oppslemningen, f.eks. på kjent måte ved sentrifugering, karakterisert ved at leiren før tørking tilsettes et hygroskopisk middel som har høyere kokepunkt enn vann og som er utvalgt fra vannopp-løselige, organiske polyoler og vannopp-løselige nolysakarider, i en mengde på 1—20 vektprosent, og fortrinnsvis 5—20 vektprosent, av det totale tørrstoffinnhold i den tørkede oppslemning.

2. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 1, karakterisert ved at leiren er av montmorillonitt-typen, fortrinnsvis «hectorite».

3. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 1, karakterisert ved at det hygroskopiske middel er propylenglykol, glycerol, polyetylenglykol, eller etylengly-kol.