CH531362A - Verfahren zur Verbesserung der Filtrationsfähigkeit von wässrigen Suspensionen quellfähiger anorganischer Stoffe - Google Patents

Verfahren zur Verbesserung der Filtrationsfähigkeit von wässrigen Suspensionen quellfähiger anorganischer Stoffe

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CH531362A
CH531362A CH614472A CH614472A CH531362A CH 531362 A CH531362 A CH 531362A CH 614472 A CH614472 A CH 614472A CH 614472 A CH614472 A CH 614472A CH 531362 A CH531362 A CH 531362A
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Description


  
 



  Verfahren zur Verbesserung der Filtrationsfähigkeit von wässrigen Suspensionen    quellfähiger    anorganischer Stoffe
Gegenstand des Hauptpatents Nr. 497 911 ist ein Verfahren zur Verbesserung der Filtrationsfähigkeit von in Wasser suspendierten, quellfähigen, mineralischen Massen durch Zusatz von Hilfsmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass man als Hilfsmittel wasserlösliche, basische Stickstoffatome enthaltende Verbindungen in einer Menge von 0,005 bis   0,2%    (bezogen auf die Feststoffe) zusetzt, welche die Eigenschaft besitzen, die Nassechtheiten von substantiven Farbstoffen auf Cellulosefasern zu verbessern. Solche Verbindungen bzw. solche Verbindungen enthaltende Produkte sind z.B.



  beschrieben in Diserens, Neueste Fortschritte und Verfahren in der chemischen Technologie der Textilfasern, 1. Teil.



  Die neuesten Fortschritte in der Anwendung der Farbstoffe, Bd. 2, 2. Aufl. (1949), Seiten 46 bis 111.



   Unter diesen Verbindungen sind diejenigen besonders geeignet, welche der Formel
EMI1.1     
 entsprechen, worin R1 ein Wasserstoffatom, -CN, -CO-NH2 oder
EMI1.2     

R2 oder R4 ein Wasserstoffatom, ein niedriges Alkyl oder Hydroxyalkyl oder ein einkerniges Aryl,
R3 ein Wasserstoffatom oder eine über eine niedrige Alkylengruppe gebundene, gegebenenfalls substituierte Aminogruppe, die einem heterocyclischen Ring angehören kann, und
R4 oder R2 eine über eine niedrige Alkylengruppe gebundene, gegebenenfalls substituierte Aminogruppe, die einem heterocyclischen Ring angehören kann, bedeuten.



   Als Verbindungen der Formel (I) können z. B. die Verbindungen genannt werden, die durch Kondensation von Formaldehyd mit Verbindungen der Formel
EMI1.3     
 worin   R5    Wasserstoff, -CN oder -CO-NH2 bedeutet, gegebenenfalls in Anwesenheit von Ammoniumsalzen starker anorganischer Säuren erhalten werden.



   Solche Verbindungen sind z. B. in Melliand Textilberichte 48, 1456-60 (1967), ferner in den deutschen Patentschriften Nrn. 671 704 und 767 276 beschrieben.



   Als weitere Verbindungen der Formel (I) kommen auch die Kondensationsprodukte von aliphatischen Polyaminen mit Cyanamid, Dicyandiamid, Dicyandiamidin oder Guanidin in Frage, welche in der deutschen Patentschrift Nr. 855 001 beschrieben sind.



   Andere ebenfalls geeignete Verbindungen sind solche, die in der USA-Patentschrift Nr. 2 374 354 und in der deutschen Bundespatentschrift Nr. 1   111144    beschrieben sind.



   Es wurde nun gefunden, dass man die Filtrierbarkeit von in Wasser suspendierten, quellfähigen, anorganischen Massen stark verbessern kann, wenn man Guanidinderivate, insbesondere die der allgemeinen Formel (I), im Gemisch mit kationaktiven Polyaminen verwendet.



   Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist also ein Verfahren zur Verbesserung der Filtrationsfähigkeit, insbesondere nach Schweiz. Patent Nr. 497 911, von wässrigen Suspensionen quellfähiger, anorganischer Stoffe, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man kationaktive Polyamine in Gegenwart von Guanidinderivaten als Filtrierhilfsmittel verwendet.



   Die anorganischen Stoffe können hydrophile mineralische oder nichtmineralische Substanzen sein, deren Mizellen eine überkolloidale Grösse aufweisen, z.B. von 0,1 bis   2jet.     



   Als hydrophile Stoffe kommen viele anorganische, mineralische oder nichtmineralische Substanzen in Betracht, z.B. Oxide, Hydroxide, Anhydride, saure, basische oder neutrale Salze, gegebenenfalls calcium-, magnesium- und/oder alkalimetallhaltige Mineralien oder Mischungen, z.B. Aluminiumsesquioxid, Bauxit, Metalle (z.B. Aluminate, Ferrate Titanate), Kieselgut, Silikate oder Silikoaluminate   (z.B.   



  Zirkon, Kordierit, Illit, Steatit, Talkum, Montmorillonit, Halloysit, Beidellit, Kaolinit), Porzellanmassen, mehr oder weniger fette Tonerden verschiedener Zusammensetzung, z.B. eisenhaltige, manganhaltige, magnesiumhaltige, kalkhaltige Tonerden. die zur Herstellung von Farben, Keramikerzeugnissen (sowohl Steinzeug als auch Steingut, z.B.



     Gres    oder Zementen) dienen können. Besonders wertvoll ist der Zusatz der oben erwähnten Filtrierhilfsmittel bei der Filtration von Zementrohschlämmen, die zur Herstellung von sauren, basischen oder neutralen Zementen dienen, die bis zu   75%    Kalkgehalt aufweisen, z.B. zur Herstellung von hydraulischen Bindemitteln, für schnellhärtende Zemente oder andere Spezialzemente, z.B. Magnesium- oder Aluminiumzement. Es sei noch erwähnt, dass im Fall von Tonerden solche Zusätze auch als Plastizitätsregulatoren angewendet werden können.



   In den wässerigen Suspensionen solcher anorganischer Stoffe lagern sich Wassermoleküle in und an die suspendierten hydrophilen Mizellen, was die Quellung verursacht und die Filtration erschwert,   d. h.    verzögert, wobei der Filterrückstand eine oft störende Menge Wasser zurückhält. Um eine gute und rasche Filtration zu erhalten, ist es zweckmässig, die angelagerte Hydrathülle von den Mizellen abzubauen, was durch Zusatz von heteropolaren Substanzen geschehen kann. Der Abbau der Hydrathülle, z.B. in Zementsuspensionen.   Iässt    sich schon durch Zusatz anorganischer Stoffe, z.B. von Ca(OH)2, teilweise erzielen.



   Zu besseren Ergebnissen als mit Ca(OH)2 kommt man, wenn man bei der Filtration als hydrathülleabbauende Mittel Guanidinderivate, wie z.B. im Hauptpatent erwähnt, verwendet. Das Filtrieren der Schlämme wird aber durch Zusatz der erfindungsgemässen Hilfsmittel noch bedeutend beschleunigt, wobei man diesen Hilfsmitteln auch Ca(OH)2 zugeben kann.



   Als kationaktive Polyamine seien z.B. hochmolekulare gegebenenfalls hydroxylierte   Polyalkylenimine    erwähnt, beispielsweise Polyäthylenimin. Beispielsweise seien noch die im englischen Patent Nr. 1 072 118. in den USA-Patenten Nrn. 3 247 048 (besonders dessen Beispiel 5) und Nummer 2 969 302 (besonders dessen Beispiele A und B) und im französischen Patent Nr.   1 411 703    (besonders dessen Beispiel 2) angegebenen Verbindungen erwähnt. Verwendet man die Polyamine allein, so ist ihre Wirkung auf Schlämme nur bis Konzentration von   25 %    bemerkbar. Hingegen zeigen die kationaktiven Polyamine zusammen mit Guanidinderivaten eine gute Wirkung in Schlämmen, deren Feststoffgehalt bis zu   65%    beträgt, und zwar zum Teil in noch kleineren Mengen als im Falle der Guanidinderivate.

  Während man 0,01 bis 0,1% Guanidinderivat, bezogen auf den Trockengehalt des Schlammes, verwenden muss, genügen schon beispielsweise 0,001 bis 0,02% des Polymers, wovon man jedoch vorteilhaft bis   0,5%    verwendet. Das Mengenverhältnis Polyamin zu Guanidinderivat beträgt also vorteilhaft 1 bis 100 zu 10. Als für den genannten Zweck geeignet haben sich z.B.



  solche Polyamine, deren wässrige, 20% wirksame kationaktive Substanz enthaltende Lösungen eine Viskosität von 500 bis 1000 cP bei 200 C und 20 UpM aufweisen.



   Folgendes Beispiel illustriert die Erfindung, ohne sie jedoch zu beschränken.



   Beispiel
In 80 g eines Zementrohschlammes mit 50% Feststoffgehalt, wobei der Feststoff aus einem Gemisch von 20% Ton und 80% Kreide (auf Trockensubstanz gerechnet) und den bei der Zementherstellung üblicherweise verwendeten Zuschlägen besteht (Grube Lägerdorf bei Hamburg), werden die Hilfsmittel eingerührt, wonach dieser Schlamm auf einer mit Kunstfaserfilter versehenen Drucknutsche von 3 cm Durchmesser bei einem Druck von 24 atü bei   20     C filtriert wird.



   Als Hilfsmittel wurden Ca(OH)2, eine nach Beispiel A des Hauptpatents hergestellte Lösung, die 0,032 g Trockensubstanz enthält und ein hochmolekulares kationaktives Polyäthylenimin, das in Form von einer wässerigen, 20% wirksame Substanz enthaltenden Lösung mit spezifischem Gewicht 1,07 (bei   20     C) und Viskosität 500 bis 1000 cP (bei 200 C und 20 UpM) (nach Brookfield) vorliegt, verwendet.

 

   Die Ergebnisse sind aus der folgenden Tabelle I ersichtlich.



   Tabelle I Hilfsmittel Menge des Hilfsmittels Filtrierzeit Restwassergehalt bezogen auf den Feststoff in Minuten des Filterkuchens    180 - 22%      Ca(OH)    0,3 % 20   23 YÓ    Guanidinderivat (Beispiel A vom Hauptpatent)   0,01 %    15   22 M0    Polyäthylenimin 0,03    %    Ca (OH)   J 0.3      %    

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Verbesserung der Filtrationsfähigkeit von wässrigen Suspensionen quellfähiger, anorganischer Stoffe, dadurch gekennzeichnet, dass man als Filtrierhilfsmittel kationaktive Polyamine in Gegenwart von Guanidinderivaten verwendet.
    UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Guanidinderivate erhalten werden durch Kondensation von Formaldehyd mit Verbindungen der Formel (II) in Gegenwart von Ammoniumchlorid.
    2. Verfahren nach Patentanspruch zum Verbessern der Filtrationsfähigkeit von wässrigen Suspensionen von Silikaten.
    3. Verfahren nach Patentanspruch zum Verbessern der Filtrationsfähigkeit von tonhaltigen, wässrigen Suspensionen.
    4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man kationaktive Polyamine und Guanidinderivate im Verhältnis 1:10 bis 100:10 verwendet.
    5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man kationaktive Polyamine in Mengen von 0,001 bis 0,02Wo, bezogen auf das Trockengewicht von mineralischen Stoffen verwendet.
    6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass man Ca(OH)2 zugibt.
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