Brevet FR2526061A1 — publié le 19831104

La presente invention concerne un procédé pour la fabrication d'un melange de charges et/ou de pigments d'enduction pour le papier à partir de talc et de calcite grossierement broyes. Pour l'amélioration des propriétés du papier et pour l'abaissement des proportions des charges coûteuses dans le papier, on utilise comme charges dans le papier des minéraux en poudre dont la dimension moyenne de particules est habituellement de 2 å 4 m et la luminosité ISO de 80 à 85 %. En particulier pour l'amélioration des propriétés d'impression du papier, on ajoute à la surface du papier des poudres minerales dont la dimension moyenne de particules est habituellement de O,S à 2 et la luminosite ISO de 85 à 95 /0. On parle dans ce cas d'une enduction du papier par des pigments. Les minéraux habituellement utilises dans la fabrication du papier sont le kaolin, le talc et la calcite ; cette derniere porte dans l'industrie du papier l'appellation de carbonate de calcium, correspondant à la composition chimique. La fabrication d'un papier contenant deux charges a augmente ces derniers temps, en particulier avec la mise an service d'un procede neutre ou alcalin de fabrication du papier. On estime également que l'utilisation de talc et de calcite dans l'enduction du papier doit'augmenter rapidement dans les prochaines annees. Les poudres minérales utilisées dans t fabrication du papier sont préparées en principe selon deux procedes, chacune selon la source de matières premières - classification de mineral present en vrac dans le sol ou - niicrobroyage, c'est-B-dire micronisation, d'un minéral présent à l'beat solide dans le fondement de roc. La classification et la micronisation sont aussi utilisées simultanément et on les fait suivre souvent de l'élimination des mineraux apparaissant comme impuretés, par exemple par classification, flottation ou traitement brut magnetique. Le talc et la calcite utilisables comme charges et/ou pigments d'enduction pour le papier sont actuellement fabriques aêparément par des procédés différents et livres le plus souvent à la papeterie sous la forme de produits en vrac, en poudre, contenant de 10 à 15 % d'eau. Le microtalc est habituellement fabrique par les procedes suivants - abattage du minerai de talc, - broyage du minerai de talc, - pulvérisation du minerai de talc à une dimension de graine appropriée pour la flottation, - separation du talc des autres minéraux par un procede de flottation, - épaississement du concentré de talc en une suspension aqueuse å teneur élevée en solides - filtration de la poudre de talc epaissie, - séchage de la poudre de talc filtrée jusqu'a humidité nulle et micronisation dans un broyeur b jet de vapeur, - humectation et agglomération ou mise en suspension dans l'eau du talc microns ou microtalc. Dans un broyeur jet de vapeur appartenant aux broyeurs energie de fluide, l'énergie contenue dans la vapeur sous haute pression est utilise pour le sechage et la micronisation de la poudre de talc humide. Le broyeur lui-meme ne comporte pat de pièces mobiles.Les particules de talc atteignent tans le courant de vapeur une énergie cinetique Levée et sont broyees lors des collisions entre elles et avec les parois du broyeur. GrAc la construction du broyeur, il se produit une classification en même temps que le broyage et le talc finement broyé sort du broyeur avec le courant de vapeur. la capacite calorifique de la vapeur sortant du broyeur est élevée et ne peut pas etre exploitee dans le broyage. La calcite micronisée est de plus an plus fabriquée de la maniere suivante - abattage du minerai de calcite (calcaire ou marbre), - broyage du minerai de calcite, - pulverisation du minerai de calcite å une grosseur de grains appropriée pour la flottation, - separation du minerai de calcite des autres minéraux par le procedé de flottation;si l'on utilise comme matière premiere un minerai de calcite suffisamment pur, une flottation de la calcite n'est pas nécessaire, - epaississement du concentre de calcite en poudre en une suspension aqueuse à teneur élevée en solides, - micronisation de la poudre de calcite épaissie dans un broyeur par frottement. La micronisation de la poudre de calcite s'effectue dans un broyeur par frottement par l'action d'une energie cinetique cédée par un melangeur à vitesse de rotation élevée à de petites billes de broyage. Le broyeur est habituellement dispose dans un cylindre en position verticale, alimente en continu a sa partie inférieure par une matière broyee sous forme de suspension aqueuse. La matière est broyee pendant son passage dans le broyeur et en sort par sa partie supérieure. Dans le broyage humide par frottement, la consommation d'energie est en general de 1/3 a 1/2 de la quantité d'énergie necessaire pour un broyage correspondant par broyage au jét. Experimentalement, le talc micronisé avec broyage humide par frottement perd tant sa luminosité qu'il ne peut pas être utilisé comme pigment d'enduction ou charge pour le papier. On a en outre constate que la micronisation de talc plus loche dans un broyeur humide par frottement à une finesse de moins de 2 1um exige plus d'énergie que pour d'autres minéraux, à cause des propriétés de broyage différentes des minéraux. La calcite est à son tour très appropriée pour le broyage humide par frottement et la luminosité ISO de la poudre micronisée obtenue à partir de matière première pure est considerablement élevée, d'environ 95 r.. La mise en suspension du talc sec obtenu par le broyage au jet de vapeur est difficile à cause des propriétés d'humectation et des propriétés rhéologiques désavantageuses du talc. Les propriétés d'humectation~et les proprietés rhéologiques de la calcite sont très bien connues. Pour permettre le broyage humide par frottement du talc, on utilise dans l'invention les points suivants - la luminosite élevée de la calcite broyee par broyage humide par frottement, la luminosité du melange de talc et de calcite micronisbprevu comme charge ou pigment d'enduction pour le papier etant appropriee, - les propriétés rheologiques de la calcite pour l'accélération de la micronisation du talc, - les proprietes rheologiques favorables de la calcite en vue de la compensation des propriétés defavorables correspondantes du talc pour l'obtention de proprietes rheologiques suffisamment bonnes pour la mise en suspension du melange. Selon l'invention; on cherche ensuite remplacer le procédé de fabrication du microtalc en plusieurs stades coûteux, actuellement utilise, par un procede simple et efficacc, dans lequel on utilise les possibilités qu'offre une fabrication de l'autre miné- ral micronise, la calcite. L'invention est caractérisée en ce que le mélange de talc et calcite en poudre melange pour la suspension dans l'eau est microbroye par le procede de broyage par frottement. Il est avantageux dans le procede selon l'invention que la teneur en solides du mélange talc-calcite-eau soit de 50 a 80 Z en poids et le rapport de melange du talc et de la calcite soit compris dans l'intervalle de 2:1 à 1:3. Les poudres de talc et de calcite. sont fabriquées Separerent par des procédés convenables, après quoi elles sont dosées et melangees dans le rapport approprié pour la suspension dans l'eau et le melange est micronisé par le procédé de broyage par frottement. On obtient de cette manière un produit contenant deux minéraux ap- propries comme charge et/ou pigment d'enduction pour le papier, le talc et la calcite micronisés, qui est livré à une papeterie sous forme d'une suspension aqueuse à teneur élevee en solides. Simul tapement, le traitement -et le transport de deux produits séparés, le microtalc et la microcalcite, sont remplaces par le traitement et le transport d'un mélange contenant un talc sous forme trouble et une microcalcite. Le rapport entre le talc et la calcite est déterminé d'après la qualite du talc et de la calcite utilisés comme matières premières ainsi que d'après la luminosite recherchée du melange de charges ou pigments d'enduction et d'après la repartition granulométrique et les autres facteurs essentiels dans la fabrica tion du papier. On atteint grace à l'invention des économies impor tantes des colts d'energie et analogues, parce que plusieurs phases de fabrication, telles que, par exemple, la filtration du concentre de talc, le séchage jusqu'à humide nulle et le nouveau delayage à l'eau, sont devenues inutiles. Le traitement des produits et le transport sont également simplifiés et la depense d'énergie est réduite, si le broyage humide par frottement, qui est plus avantageux, remplace dans la micronisation du talc le broyage au jet de vapeur. Il est entendu que l'invention n'est pas limite aux modes de realisation preferes decrits ci-dessus à titre d'illus tration et que l'homme de l'art peut y apporter diverses modifications et divers changements sans toutefois s'écarter du cadre et de 11 esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour la fabrication d'un mélange de charges et pigments d'enduction pour le papier à partir de talc et de calcite grossièrement broyés, caractérisé en ce qu'un mélange de talc et de calcite en poudre,mElangd pour la suspension dans l'eau,est est microbroyé par le procédé de broyage par frottement. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en solides du lange talc-calcite-eau est de 50 à 80% en poids. 3 - Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le rapport de lange du talc et de la calcite est compris dans l'intervalle de 2:1 å 1:3.