163339. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kisfehérségű kaolinok fehérségének növelésére
3 163339 4 A 63323 és 48341 sz. NDK szabadalmi leírások alapján a kaolint kénsawal és foszforsawal 90 percig keverik, majd atnrnóniumhidroxiddal semlegesítik. Ezzel a módszerrel 2-4 %-os fehérségnövekedés érhető el. Az utóbbi eljárásokkal elérhető fehérségnövekedés korlátozott, az alkalmazott vegyszerek ára pedig igen magas, ami az eljárás szerinti anyagmennyiségek alkalmazásakor jelentősen emeli a kaolinok árát. A magasabb hőmérsékleten végbemenő reakció ugyancsak a költségeket növeli. Valamennyi ismert eljárás hátránya, hogy alkalmazása révén csak időleges fehérségnövekedés biztosítható, ugyanis a redukció vagy más átalakítás esetén a vasvegyületek a kaolinban maradnak, és a kaolin sárga színét okozó vas(IH)-ionok az eljárás során alkalmazott reakciók reverzibilis volta miatt idővel visszaalakulnak. Meglepő módon azt találtuk, hogy a kaolin fehérségét maradandóan megnövelhetjük, ha a vas(III)-vegyületek redukciójával egyidejűleg egy komplexképzőt adunk a reakcióelegyhez. Ily módon a vas(III)-vegyületek vízben oldódó és könnyen eltávolítható vegyületekké alakulnak át. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a kaolinból célszerűen 10—50% koncentrációjú vizes szusznziót készítünk, és a szuszpenzióhoz keverés közn a kaolin súlyára számítva általában 0,5-2,0, előnyösen esetenként 0,2-1,5% cinkport, majd 0,5-4,5 %, legfeljebb 10,0'% technikai nátriumbiszulfitot és 0,1-5,0% komplexképző anyagot, pl. dinátrium-etiléndiamintetraacetátot (Komplexon III, Selecton B2) vagy N,N-di-(hidroxietil>glicin-nátriumot (DHEG Na) adunk, majd a közeg pH-ját sósavban 2 és 5 közötti értékre állítjuk be. A kezelés után kapott kaolint vízzel többször átmossuk. A fehérítés a kaolin minőségétől, a keverés intenzitásától és a szuszpenzió koncentrációjától függően 10—60 percet vesz igénybe. A fehérítés végén az ily módon kezelt szuszpenzió a szokásos módon alkalmazható a papírok töltésére. A találmány szerinti eljárással a kaolin vastartalmát a papíripari felhasználás szempontjából kielégítő mértékben csökkenthetjük. A számszerű eredményeket a 245 636/69 sz. szovjet szabadalmi leírás szerinti eljárás eredményeivel összehasonlítva az 1. táblázatban mutatjuk be. A kaolin vastartalmát oly módon határoztuk meg, hogy 1 g körüli pontosan bemért kaolint 2 g KOH-val platina tégelyben kb. 1000 C°-on izzítókemencében megömlesztettünk. 4 órás hevítés után a tégelyt kivettük, lehűtöttük. A lehűtés után a tégelyben levő ömledéket 3-szor 2 ml cc. HCl-val szárazra pároltuk. A kapott anyagot 10 ml desztillált vízben feloldottuk, és G 3 üvegszűrőn leszűrtük. A szűrletet félretettük a vizsgálathoz. A szűrőn a csapadékot forró sósavas desztillált vízzel többször átmostuk. A mosófolyadékot és a szűrletet összegyűjtöttük és 100 ml-es mérőlombikba öntöttük. A lombikot desztillált vízzel a Sig feltöltöttük. Az így készült törzsoldatból 10 ml-t mértünk egy 100 ml-es mérőlombikba, és a Fe2+ ionok Fe3+ -ionokká való oxidálásához elegendő 0,1 n KMn04 oldatot adtunk hozzá, vagyis a KMn0 4 adagolást addig folytattuk, amíg az oldat rózsaszínű maradt. Ezután az oldathoz hozzáadtunk 2,5 ml 20 %-os KSCN oldatot, és 100 ml-re felhígítottuk. Az így kapott törzsoldatot vakpróbával összehasonlítva 490 nm hullámhosszon fotometráltuk és kalibrációs görbe alapján meghatároztuk a vastartalmat. / táblázat Kaolinfajta Fehérítés előtt (% Fe2 0 3 ) A találmány szerinti eljárással fehérítve (%Fe2 0 3 ) A 245 636/69 sz. szovjet szab. leúas szerint fehérítve (% Fe2 0 3 ) Bolgár 1,84 0,95 Szegj 1,26 0,88 1,10 Szovjet „Gluhoveci" 1,65 0,90 1,42 A kaolinok mangántartalmát nem vizsgáltuk, mert a mangán a találmány szerinti eljárás körülményei között, a savas közegben végzett redukció hatására vízoldható vegyületté alakul és eltávozik. Mennyisége a kaolinban jelentéktelen értékre csökken, a papír- és porcelánipari felhasználás szempontjából tehát elegendő a vas(III)-tartalmat vizsgálni. A találmány szerinti eljárás nagy előnye, hogy segítségével - az eddig ismert eljárásoktól eltérően — igen egyszerű technológiai berendezéssel és a felhasznált anyagok aránylag kis mennyisége és olcsó ára miatt viszonylag olcsón a papíripar és porcelánipar céljaira a kis fehérségük miatt alkalmatlan kaolinokból a papíripar céljaira alkalmas kaolin állítható elő. A találmány szerinti eljárással fehérített kaolinok fehérsége Zeiss leukométeren kék színszűrővel mérve, a kiindulási fehérségtől függően mintegy 5-10%-kal nagyobb a fehérítetlen kaolinok fehérségénél. A találmány szerinti eljárással fehérített kaolin levegőn hosszabb ideig való állás után is megtartja fehérségét. A találmány szerinti eljárással elérhető fehérségnövekedést a 2. táblázatban mutatjuk be, ahol egyrészt azt szemléltetjük, hogy a kiindulási anyag minőségé mennyire befolyásolja az eredményt, másrészt összehasonlítjuk a találmány szerinti és a 245 636/69 sz. szovjet szabadalmi leírás szerinti eljárást az általuk biztosított fehérségnövekedés szempontjából. 2. táblázat A találmány szerinti eljárással végzett fehérítés eredményei Kaolinfajta Kiind fehérség (%) Fehérség a fehérítés után (%) Javulás (%) Bolgár 73,50 84,00 10,50 Sárisápi 61,60 69,90 8,30 Szegi 77,80 82,20 4,40 Görög „MEKA" 66,95 70,41 3,46 Szovjet „Gluhoveci" 74,80 78,10 3,30 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
