Factors Affecting Filterability

In this thesis the factors affecting lime mud filterability were studied. In the literature part there is information about recausticizing process, lime mud properties and filterability, and general filtration theory. In the experimental part the properties of lime mud particles and the properties of lime mud filter cake were investigated and the behavior of lime mud precoat was studied. The experiments were also carried out with R-PCC (rhombohedral precipitated calcium carbonate). The filtration and precoat studies were performed with a laboratory scale pressure filter. The pressure differences used were between 0.25-1.50 bars. Six different lime mud samples with varying amount of impurities and two R-PCC samples were used in the experiments. The average specific cake resistance of different lime mud samples varied quite extensively. The most influential factor affecting the lime mud filterability and dry solids content was found to be silica content. As the lime mud contained silica, the average specific cake resistance was high and the lime mud dryness was low. If the lime mud samples containing silica were not taken into account, the smaller the mean particle size, the higher the average specific cake resistance of the lime mud. The R-PCC had also a high average specific cake resistance, which was because of small particle size. In addition, the pressure difference affected the average specific cake resistance of some lime mud samples. In those cases lime mud was compressible material. During the precoat experiments the lime mud samples having the largest mean particle sizes, compressed. However, the average specific cake resistances of the filtration and precoat part were approximately the same magnitude. A brief displacement by air did not affect the behavior of the precoat. Instead, vibration and a brief but relatively great change in pressure difference had a slight influence.

Tässä työssä tutkittiin meesan suotautumiseen vaikuttavia tekijöitä. Kirjallisuusosassa on kuvattu kaustisointiprosessia, meesan ominaisuuksia ja suotautuvuutta sekä esitetty suodatusteorian perusteita. Kokeellisessa osassa tutkittiin meesapartikkeleiden ja meesakakun ominaisuuksia sekä meesa-precoatin käyttäytymistä. Kokeet tehtiin myös R-PCC:lle (romboedrinen saostettu kalsiumkarbonaatti). Suodatus- ja precoat-tutkimukset suoritettiin laboratoriomittakaavaisella painesuodattimella. Suodatuskokeiden paine-erot olivat 0.25-1.50 barin välillä. Kokeissa käytettiin kuutta eri meesaa, joiden epäpuhtauspitoisuudet vaihtelivat ja kahta eri R-PCC laatua. Eri meesalaatujen kakun keskimääräiset ominaisvastukset poikkesivat toisistaan melko paljon. Eniten meesan suotautuvuuteen sekä kuiva-ainepitoisuuteen vaikutti piidioksidipitoisuus. Eli jos meesa sisälsi piidioksidia, kakun keskimääräinen ominaisvastus oli korkea ja kuiva-ainepitoisuus alhainen. Jos piidioksidia sisältäviä meesoja ei otettu huomioon, kakun keskimääräinen ominaisvastus oli sitä korkeampi mitä pienempää meesa oli partikkelikooltaan. Myös R-PCC:llä oli korkea kakun keskimääräinen ominaisvastus johtuen sen pienestä partikkelikoosta. Joidenkin meesalaatujen kakkujen keskimääräisiin ominaisvastuksiin vaikutti lisäksi paine-ero. Tällöin meesa oli kokoonpuristuvaa. Meesalaadut, jotka olivat suurimpia keskimääräiseltä partikkelikooltaan, kokoonpuristuivat precoat-kokeiden aikana. Suodatus- ja precoat-kokeiden kakun keskimääräiset ominaisvastukset olivat kuitenkin samaa suuruusluokkaa. Lyhyt precoatin kuivuminen keskellä koetta ei vaikuttanut precoatin käyttäytymiseen. Sen sijaan täryn lisäys ja lyhyt mutta suhteellisen voimakas paine-eron muutos vaikuttivat hieman.