DE1507514B2 - Verfahren zum zerkleinern von kalziumkarbonat-mineral - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerkleinern von Calciumcarbonat-Mineral durch Mahlen einer ein Dispergierungsmittel enthaltenden wäßrigen Suspension des Minerals, der ein Mahlmaterial beigemischt ist.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1 204 919 ist ein Verfahren zum Herstellen feinverteilter Teilchen von unlöslichen organischen Farbstoffen und Pigmenten in wäßriger Suspension mittels bewegter körniger Mahlkörper bekannt, bei dem die körnigen Mahlkörper aus hydrophobenabriebfesten granulierten Kunstharzen bestehen. Weiterhin ist durch die belgische Patentschrift 658 428 bekannt, Feststoffdispersionen unter Ausschlämmung und Zerkleinerung von Feststoffen in Flüssigkeiten mittels eines bewegten Haufwerkes fester Mahlkörper in der Weise herzustellen, daß der aus feinen Teilchen bestehende Feststoff in nicht fließfähigem Zustand gleichzeitig mit der Dispersionsflüssigkeit dem bewegten Mahlkörperhaufwerk zugeführt wird.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Calciumcarbonat bzw. Schlämmkreide wirtschaftlich in einer Weise zu zerkleinern, daß sich im Vergleich zu dem bekannten Zerkleinern von Schlämmkreide ein feineres Material von erhöhtem Glanz ergibt, wobei aber der niedrige Bindemittelbedarf (d. h. nur ein geringer Zusatz an Bindemittel, wie Stärke oder Kasein, sowie die Ölaufnahme und Theologischen Eigenschaften von handelsüblicher Schlämmkreide beibehalten werden sollen.

Schlämmkreide, die im wesentlichen und bis zu 95 bis 98 Gewichtsprozent aus Calciumcarbonat besteht, ist ein Pigment, das in großem Umfang bei der Herstellung von Glaserkitte, Farben, Keramik und Linoleum sowie als Füllstoff für Gummi und Kunstharze verwendet wird. Im Naßverfahren zur Herstellung von Schlämmkreide wird die Rohkreide gebrochen, gemahlen, sortiert, gefiltert, getrocknet, pulverisiert und dann verpackt. Zur Durchführung des Mahlvorganges ist es bekannt, die Kreide in wäßrigem Medium z. B. in einer Kugelmühle zu mahlen. Die bekannten Mahlverfahren und -vorrichtungen

ίο liefern dabei ein Material mit einer Rückstrahlung zu violettem Licht (Wellenlänge 458 mit) von etwa 85 °/o, das etwa 25 bis 35 Gewichtsprozent von Teilchen mit einer Teilchengröße von unter 2 Mikron enthält. Ein solches Material ist zwar für die erwähnten Verwendungszwecke geeignet. Zu seiner Verwendung in der Papierindustrie entweder als Füllpigment oder als Uberzugspigment ist aber sein Glanz im Vergleich mit manchen englischen Tonsorten, die für diesen Zweck verwendet werden, gering. Auch ist die Teilchengröße derart, daß bei Verwendung als Überzugspigment eine sehr matte Fläche hoher Tintenaufnahmefähigkeit entsteht. Die für Papierüberzüge verwendeten Calciumcarbonate werden daher gewöhnlich mittels eines chemischen Niederschlagverfahrens hergestellt, weil die hierbei ausgefällten Pigmente im allgemeinen viel höhere Rückstrahlungswerte in der Größenordnung von 95% haben und oft sehr viel feiner sind. Es ist zwar erkannt worden, daß die Herstellung von Schlämmkreide mit annähernd gleichen Eigenschaften wie die des chemisch niedergeschlagenen Materials wünschenswert ist. Jedoch haben alle bisherigen Versuche unter Anwendung bekannter Verfahren gezeigt, daß die Herstellung schwierig und aufwendig ist.

Demgemäß besteht die Lösung der angegebenen Aufgabe, Schlämmkreide zur Verwendung in der Papierindustrie mit den angegebenen Eigenschaften in wirtschaftlicher Weise zu zerkleinern, darin, daß beim Zerkleinern von Calciumcarbonat-Mineral durch Mahlen einer ein Dispergierungsmittel enthaltenden wäßrigen Suspension des Minerals, der ein Mahlmaterial beigemischt ist, das Gewicht des Calciumcarbonat-Minerals mindestens 25% des Gewichts der wäßrigen Suspension (ohne das Mahlmaterial) beträgt, daß ferner das Mahlmaterial eine Partikelgröße in einer Größenordnung von 1,2 cm bis 0,15 mm aufweist, und daß das Mahlmaterial dem zu zerkleinernden Calciumcarbonat-Mineral mit einem Gewichtsverhältnis von 2:1 bis 5:1 beigegeben wird.

Zur praktischen Durchführung des Verfahrens wird eine Suspension des zu zerkleinernden festen Stoffes, z. B. Schlämmkreide, in Wasser gebildet, in dem das Dispergierungsmittel enthalten ist. Das Dispergierungsmittel wird vorzugsweise in Form eines Acrylpolymers z. B. eines unter der Bezeichnung »Dispex« oder Polysalts« bekannten Polymers zugesetzt und kann bevorzugt mit einem Anteil von 0,2 bis 0,4 Gewichtsprozent des zu zerkleinernden CaI-ciumcarbonat-Minerals verwendet werden. Es können aber auch andere Dispergierungsmittel, wie z. B. ein Polyphosphat, verwendet werden.

Zur Zerkleinerung des Calciumcarbonat-Minerals soll die Konzentration desselben in der Suspension mindestens 25 Gewichtsprozent, vorzugsweise aber etwa 40 Gewichtsprozent des Minerals betragen. Wenn Konzentrationen unter 25% verwendet werden, wird das Verfahren weniger wirtschaftlich.

Der Suspension des zu zerkleinernden Calciumcarbonat-Minerals wird ein an sich bekanntes Partikel enthaltendes Mahlmaterial zugesetzt. Das für das Verfahren nach der Erfindung zu verwendende Mahlmaterial soll, wie z. B. Ottawa-Sand oder ein unter der geschützten Bezeichnung »Molocite« bekanntes kalziniertes Tonprodukt, Quarzkörnungen und verschiedene organische Stoffe, z. B. Kunstharzstücke wie Nylonstückchen, enthalten. Das Mahlmaterial wird der Suspension vorzugsweise in solcher Menge zugesetzt, daß das Gewichtsverhältnis des Mahlmaterials zu dem zu zerkleinernden festen Stoff etwa 2:1 bis 5:1, insbesondere 4:1, besteht. Dieses Verhältnis muß aber nicht eingehalten werden.

Die Mischung aus der Suspension und dem Mahlmaterial wird entweder durch einen Wälzvorgang, wie er in einer üblichen Kugelmühle stattfindet, oder durch ein Rührwerk in einem feststehenden Behälter so lange durchgearbeitet, bis die gewünschte Änderung der Teilchengröße erreicht ist. Die hierfür benötigte Zeit beträgt gewöhnlich einige Stunden, kann jedoch entsprechend der Art und Menge der Stoffe und des Rührverfahrens verschieden sein.

Die Erfindung ist nachstehend durch ein Beispiel erläutert.

Beispiel

Es wurde eine Mischung aus folgenden Bestandteilen hergestellt:

Pulverisierte Schlämmkreide 1000 g

Mahlmaterial 4000 g

Wasser 1500 ecm

Acrylpolymer, z. B. Dispex 2 g

Diese Mischung wurde in eine Kugelmühle mit einer Walze und einem Fassungsvermögen von 6,6 It und 61 Umdrehungen in der Minute an den Rollen eingebracht. Es wurden sodann nach 2, 4, 8 und ίο 16 Stunden Proben aus der Walze entnommen und folgende Ergebnisse festgestellt:

Mahlzeit	Teilchengröße	Rückstrahlung zu violettem Licht
(Stunden)	(»/ο 2 Mikron)	(458 ηιμ)
O	35	85,6%
2	54	86,8%
4	70	88,6%
8	86	89,8%
16	97	89,8%

Die vorstehenden Vorgänge wurden sodann ohne die Verwendung eines Acrylpolymers wiederholt. Dabei ergab sich infolge der großen Viskosität der in der Kugelmühle enthaltenen Bestandteile keine Mahlwirkung für die Schlämmkreide. Außerdem konnte keine Änderung der Rückstrahlung der Schlämmkreide zu violettem Licht beobachtet werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Zerkleinern von Calciumcarboriat-Mineral durch Mahlen einer in Dispergierungsmittel enthaltenden wäßrigen Suspension des Minerals, der ein Mahlmaterial beigemischt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des Calciumcarbonat-Minerals mindestens 25% des Gewichts der wäßrigen Suspension (ohne das Mahlmaterial) beträgt, daß ferner das Mahlmaterial eine Partikelgröße in einer Größenordnung von 1,2 cm bis 0,15 mm aufweist, und daß das Mahlmaterial dem zu zerkleinernden Calciumcarbonat-Mineral mit einem Gewichtsverhältnis von 2:1 bis 5:1 beigegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispergierungsmittel in Form eines Acrylpolymers zugegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wäßrigen Suspension ein Anteil an Dispergierungsmittel von 0,2 bis 0,4 Gewichtsprozent des Gewichts des Calciumcarbonat-Minerals zugesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumcarbonat-Mineral natürliche Kreide ist.