BRPI0805513A2 - Process for the production of calcium carbonate precipitated from Cretaceous limestone - Google Patents
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Abstract
Compreendendo as etapas de: (a) calcinação entre 900<198>C e 1100<198>C; (b) hidratação entre 60<198>C e 100<198>C; (e) carbonatação da suspensão de hidróxido de cálcio com concentração entre 4<198>Be e 10<198>Be (Graus de Baumé) à temperatura entre 30<198>C e 60<198>C, sob a pressão de uma coluna entre 1.000 mm e 10.000 mm da suspensãode hidróxido de cálcio, durante um período entre 1 e 5 horas, além da adição de substâncias como sacarose, ácido cítrico, fosfato bi-cálcico, separadas ou misturadas, e onde o teor de cada substancia pode variar entre 0,1 a 5,0 % do peso do carbonato de cálcio precipitado, e (d) secagem da suspensão carbonato de cálcio precipitado, entre 5 % e 25 % de sólidos, em tambores rotativos aquecidos internamente com vapor de água, sob pressão, entre 100<198>C e 300<198>C.Comprising the steps of: (a) calcination between 900? C and 1100? C; (b) hydration between 60Â ° C and 100Â ° C; (e) carbonation of the calcium hydroxide suspension at a concentration between 4 <198> Be and 10 <198> Be (Baumé Degrees) at a temperature between 30 <198> C and 60 <198> C under column pressure 1,000 mm to 10,000 mm of the calcium hydroxide suspension over a period of 1 to 5 hours, in addition to the addition of separate or mixed sucrose, citric acid, phosphate, and where the content of each substance may vary. 0.1 to 5.0% by weight of the precipitated calcium carbonate; and (d) drying the precipitated calcium carbonate suspension between 5% and 25% solids in pressurized, internally heated steam drums. , between 100 <198> C and 300 <198> C.
Description
PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE CARBONATO DE CÁLCIOPRECIPITADO A PARTIR DE CALCÁRIO CRETÁCEOPROCESS FOR PRODUCTION OF CALCIOPRECIPITATED CARBONATE FROM CRETE CALCIUM
CAMPO DE INVENÇÃOFIELD OF INVENTION
A presente invenção refere-se a um processo de produção decarbonato de cálcio precipitado, a partir do calcário natural cretáceoapós calcinação deste, hidratação com água e carbonatação dohidróxido de cálcio usando dióxido de carbono dos gases dachaminé do forno de calcinação, realizado em etapas seqüenciaisidentificadas por calcinação; hidratação, carbonatação e secagem.The present invention relates to a process of producing precipitated calcium carbonate from natural Cretaceous limestone after calcination thereof, hydration with water and carbonation of calcium hydroxide using carbon dioxide from the calcining kiln dachamin gas carried out in sequential steps identified by calcination; hydration, carbonation and drying.
O invento situa-se no campo dos processos e métodos deprecipitação de carbonato de cálcio.The invention is in the field of calcium carbonate deprecipitation processes and methods.
O carbonato de cálcio precipitado, obtido através de presenteprocesso se transforma em um produto com baixa densidade,pequeno tamanho de partícula, elevada brancura e alta absorção deágua e óleo, e se destina, preferencialmente, à fabricação de tintas,creme dental e produtos ligados à área química.Precipitated calcium carbonate obtained by this process becomes a product with low density, small particle size, high whiteness and high absorption of water and oil, and is preferably intended for the manufacture of paints, toothpaste and products linked to chemical area.
ANTECEDENTES DA TÉCNICABACKGROUND ART
Já se conhece do estado da técnica processos relacionados àmatéria; no entanto, nenhum compreende o mesmo processamentoora proposto, ou tampouco proporciona as mesmas vantagens.Processes related to matter are already known from the state of the art; however, none comprises the same proposed processor, nor does it provide the same advantages.
A patente de invenção Pl 0415961-6, de 26/10/2004, trata deum método para produção de carbonato de cálcio precipitado inclui,em uma forma de realização, a formação de um hidrato ou um óxidocomposto de partículas de cal, onde mais de 95 % das partículas decal são tão ou mais finas que 45 mícrons, e carbonatar o hidrato ouóxido para formar carbonato de cálcio precipitado tendo um brilhoTAPPI maior ou igual a 94, quando medido de acordo com ométodo TAPPI T646 om-94.A patente de invenção Pl 9105823, de 22/07/1991, trata deprocesso para preparação de carbonato de cálcio que compreende:(a) caldeamento de cal virgem em meio aquoso; (b) carbonatação eneutralização da suspensão de cal caldeada formada na etapa (a),utilizando gás contendo dióxido de carbono, e (c) separação docarbonato de cálcio precipitado formado na etapa (b) a partir domeio aquoso no qual é suspenso, sendo adicionados 0,01 % a 15 %em peso com base no peso do oxido de cálcio seco, de umreagente tendo um ou mais átomos de hidrogênio ativo (ou seu sal),ao meio aquoso no qual a cal virgem é caldeada na etapa (a).Patent No. 0415961-6 of 10/26/2004 which deals with a method for producing precipitated calcium carbonate includes, in one embodiment, the formation of a hydrate or oxide compound of lime particles, where more than 95% of the decal particles are as or thinner than 45 microns, and carbonate the hydrate or oxide to form precipitated calcium carbonate having a brightness of TAPPI greater than or equal to 94 when measured according to the TAPPI T646 om-94 method. No. 9105823, 7/22/1991, treats the process for preparation of calcium carbonate comprising: (a) caulking of virgin lime in aqueous medium; (b) carbonation and neutralization of the lime scale suspension formed in step (a) using carbon dioxide-containing gas; and (c) separation of the precipitated calcium carbonate formed in step (b) from the aqueous medium in which it is suspended and added. 0.01% to 15% by weight based on the weight of dry calcium oxide, from a reagent having one or more active hydrogen atoms (or its salt), to the aqueous medium in which the lime is burned in step (a) .
Nos documentos acima referenciados são descritos processosdiferentes daquele proposto na presente patente, o qual é realizadoem etapas seqüenciais, com aplicação de substâncias químicas queproporcionem um carbonato de cálcio precipitado com ótimo graude pureza e brancura.The above referenced documents describe processes other than those proposed in the present patent, which are performed in sequential steps, with the application of chemicals that provide a precipitated calcium carbonate with optimum grade purity and whiteness.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION
Para melhor entendimento do presente PROCESSO PARAPRODUÇÃO DE CARBONATO DE CÁLCIO PRECIPITADO APARTIR DE CALCÁRIO CRETÁCEO passa-se ao detalhamento desuas etapas processuais.For a better understanding of the present process for the production of precipitated calcium carbide from cretaceous limestone, we proceed to the details of its procedural steps.
Na primeira etapa do PROCESSO PARA PRODUÇÃO DECARBONATO DE CÁLCIO PRECIPITADO A PARTIR DECALCÁRIO CRETÁCEO, denominada de calcinação, é selecionadoum calcário sedimentar, pertencente à formação Jandaíra, CretáceoSuperior da bacia Potiguar, região na qual a deposição doscarbonatos ocorreu na Era Mesozóica, no Período do CretáceoSuperior, com teor superior a 90 % de carbonato de cálcio e óxidode ferro inferior a 0,5 %.A etapa de calcinação do calcário ocorre entre 900 e 1100 °C,durante um tempo suficiente para obtenção de oxido de cálcio como menor teor de carbonato de cálcio não calcinado.In the first stage of the PROCESS FOR PRECIPITATED CALCIUM DECARBONATE PRODUCTION FROM CREATED DECAL, called calcination, a sedimentary limestone is selected, belonging to the Jandaíra, Upper Cretaceous Formation of the Potiguar Basin, region in which the deposition of the carbonates took place in the Cresocean Perceus. , with a calcium carbonate content higher than 90% and an iron oxide content lower than 0.5% .The limestone calcination step occurs between 900 and 1100 ° C for a time sufficient to obtain calcium oxide as the lowest carbonate content. of uncalcined calcium.
Na segunda etapa do PROCESSO PARA PRODUÇÃO DECARBONATO DE CÁLCIO PRECIPITADO A PARTIR DECALCÁRIO CRETÁCEO, chamada de hidratação, o oxido de cálciopode conter partículas entre 5 mm e 200 mm, sendo que a reaçãode hidratação deve ser conduzida entre 60 0C e 100 0C1 devendoainda a suspensão de hidróxido de cálcio, obtida nesta reação, serfiltrada em peneira malha 325 mesh (45 pm), permanecendo emrepouso, em tanques expessadores, por um período entre 4 e 24horas.In the second step of the CALCIUM DECARBONATE PRODUCTION PROCESS FROM CREATED DECAL, called hydration, the calcium oxide may contain particles between 5 mm and 200 mm, and the hydration reaction should be conducted between 60 0C and 100 0C1 and should still be suspended. Calcium hydroxide, obtained in this reaction, will be filtered through a 325 mesh (45 pm) sieve, remaining at rest in tanks for a period between 4 and 24 hours.
Na terceira etapa do PROCESSO PARA PRODUÇÃO DECARBONATO DE CÁLCIO PRECIPITADO A PARTIR DECALCÁRIO CRETÁCEO, chamada de carbonatação, a suspensãode hidróxido de cálcio tem a sua concentração ajustada entre 4 0Bee 10 0Be (Graus de Baumé), sendo que a reação de carbonataçãocom dióxido de carbono ocorre à temperatura entre 20 0C e 70 0C,sob pressão de coluna entre 1.000 mm e 10.000 mm da suspensãode hidróxido de cálcio, durante um período entre 1 e 5 horas, sendoque a obtenção de diferentes tamanhos de partículas é feitausando, como semente, uma parte entre 10 % e 50 % de carbonatode cálcio precipitado, misturados com 90 % a 50 % da suspensãode hidróxido de cálcio, sendo feita nova carbonatação, sob asmesmas condições anteriormente relatadas, sendo que esteprocedimento de recarbonatação prossegue até que seja atingida agranulometria e a densidade desejadas para o carbonato de cálcioprecipitado, sendo, ainda nesta etapa, adicionadas algumassubstâncias como sacarose, ácido cítrico, fosfato bi-cálcico,separados ou misturados, podendo o teor de cada substancia variarde 0,1 % a 5,0 % do peso do carbonato de cálcio precipitado, com oobjetivo de alterar certas características do produto, tais comodensidade, absorção de água, granulometria, alcalinidade egrumus.In the third stage of the PROCESS FOR PRECIPITATED CALCIUM DECARBONATE PRODUCTION FROM CREATIVE DECAL, called carbonation, the suspension of calcium hydroxide has a concentration adjusted between 4 0Bee 10 0Be (Baumé Grades), and the carbonation reaction with carbon dioxide. It occurs at a temperature between 20 ° C and 70 ° C, under column pressure between 1,000 mm and 10,000 mm of the calcium hydroxide suspension, for a period between 1 and 5 hours, where different particle sizes are obtained by using as seed a 10% to 50% of precipitated calcium carbonate, mixed with 90% to 50% of the calcium hydroxide suspension, is re-carbonated under the same conditions previously reported, and this recharging procedure proceeds until granulometry and density are reached. desired calcium carbonate, and in this step some These may be sucrose, citric acid, bi- calcium phosphate, separated or mixed, and the content of each substance may vary from 0,1% to 5,0% of the weight of precipitated calcium carbonate in order to change certain product characteristics such as comfort, water absorption, granulometry, egrumus alkalinity.
Na quarta etapa do PROCESSO PARA PRODUÇÃO DECARBONATO DE CÁLCIO PRECIPITADO A PARTIR DECALCÁRIO CRETÁCEO, chamada de secagem, a suspensão docarbonato de cálcio precipitado entre 5 % e 25 % de sólidos, obtidona etapa anterior, é seca em tambores rotativos com aquecimentointerno de vapor de água sob pressão, entre 100 0C e 300 0C,sendo que, posteriormente, o carbonato de cálcio precipitado secoserá desagregado em moinhos de martelos, rolos, bolas, discos oupinos.In the fourth step of the PROCESS FOR PRECIPITATED CALCIUM DECARBONATE PRODUCTION FROM CREATIVE DECAL, called drying, the calcium carbonate suspension precipitated between 5% and 25% solids, obtained in the previous step, is dried in rotating drums with internal water vapor heating. under pressure, between 100 ° C and 300 ° C, whereupon the precipitated calcium carbonate will be dried into hammer mills, rollers, balls, discs or pins.
O PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE CARBONATO DECÁLCIO PRECIPITADO A PARTIR DE CALCÁRIO CRETÁCEO éilustrado a seguir por exemplos específicos da transformação obtidae seus respectivos resultados.The process for the production of precipitated decay carbide from cretaceous limestone is illustrated below by specific examples of the transformation obtained and its results.
Exemplo 1Example 1
Obtenção de carbonato de cálcio precipitado extra leve.Extraction of extra-light precipitated calcium carbonate.
Uma parte de óxido de cálcio com partículas entre 10 mm e100 mm foi hidratada a 70 °C, com 4 partes de água, e a suspensãode hidróxido de cálcio, obtida desta reação, foi filtrada em peneirade malha 325 mesh (45 pm), e deixada repousar por um período de8 horas, sendo a carbonatação da suspensão de hidróxido de cálcioajustada para concentração em 7 °Be, injetando dióxido de carbonoà temperatura de 40 °C, sob a pressão de uma coluna 3.000 mm dasuspensão de hidróxido de cálcio durante 2 horas, e o carbonato decálcio precipitado seco apresentou as seguintes características:One part calcium oxide with particles between 10 mm and 100 mm was hydrated at 70 ° C with 4 parts water and the calcium hydroxide suspension obtained from this reaction was filtered through 325 mesh (45 pm) sieve and It is allowed to stand for a period of 8 hours, the carbonation of the calcium hydroxide suspension being adjusted to 7 ° B and injecting carbon dioxide at 40 ° C under a column pressure of 3,000 mm of calcium hydroxide suspension for 2 hours. , and the dry precipitated calcium carbonate had the following characteristics:
Análise Química ResultadoDescrição Pó branco, finoTeor de CaCO3 98,5 %Teor de MgCO3 0,80 %Fe2O3 0,15%SiO2 0,18%Resíduo Insolúvel em HCI 0,35 %pH (suspensão aquosa a 1%) 10,3Chemical Analysis ResultDescription Fine white powderCaCO3 content 98.5% MgCO3 content 0.80% Fe2O3 0.15% SiO2 0.18% HCl-insoluble residue 0.35% pH (1% aqueous suspension) 10.3
Análise Física ResultadoPhysical Analysis Result
Brancura 96%Sedimentação em 120min (ml_/10g) 41 mlResíduo em malha 325 mesh 0,1 %Tamanho médio das Partículas 3,1 pmVoláteis a 105°C 0,45 %Absorção em Óleo DOP (mL/100g) 90 mlAbsorção em Água (ml_/15g) 24 mlDensidade Aparente 0,41 g/mLVolume Aparente (mL/40g) 98 mLWhiteness 96% Sedimentation at 120min (ml_ / 10g) 41 mlMesh Residue 325 mesh 0.1% Average Particle Size 3.1 pmVolatile at 105 ° C 0.45% DOP Oil Absorption (ml / 100g) 90 mlWater Absorption (ml / 15g) 24 mlApparing Density 0.41 g / mLApparing Volume (mL / 40g) 98 mL
Exemplo 2Example 2
Obtenção de carbonato de cálcio precipitado leve.Obtaining of light precipitated calcium carbonate.
Uma parte de óxido de cálcio com partículas entre 10 mm e100 mm foi hidratada a 90 0C, com 3 partes de água, e a suspensãode hidróxido de cálcio obtido desta reação foi filtrada em peneira demalha 325 mesh (45 pm) e deixada repousar por período de 8horas, sendo que a carbonatação da suspensão de hidróxido decálcio foi ajustada para concentração em 7 0Be, tendo sido injetado,na metade desta suspensão, dióxido de carbono à temperatura de40 0C, sob a pressão de uma coluna 3.000 mm da suspensão dehidróxido de cálcio durante 1,5 horas, sendo que, após a primeiracarbonatação, o carbonato de cálcio precipitado foi misturado àoutra metade da suspensão de hidróxido de cálcio, a concentraçãoda mistura ajustada novamente em 7 0Be, e procedeu-se a segundacarbonatação nas mesmas condições anteriores, durante 1 hora, eo carbonato de cálcio precipitado seco apresentou as seguintescaracterísticas:One part calcium oxide with particles between 10 mm and 100 mm was hydrated at 90 ° C with 3 parts water, and the calcium hydroxide suspension obtained from this reaction was filtered through 325 mesh (45 pm) sieve and allowed to stand for a period of time. carbonation of the calcium hydroxide suspension was adjusted to a concentration of 70Be, and half of this suspension was injected with carbon dioxide at a temperature of 40 ° C under a column pressure of 3,000 mm of the calcium hydroxide suspension. The precipitated calcium carbonate was mixed with the other half of the calcium hydroxide suspension after the first carbonation, the concentration of the mixture adjusted again to 70 Be, and the second carbonation was carried out under the same conditions as above. 1 hour, and the dry precipitated calcium carbonate had the following characteristics:
Análise Química ResultadoChemical Analysis Result
Descrição Pó branco, finoDescription White fine powder
Teor de CaCO3 98,3 %CaCO3 content 98.3%
Teor de MgCO3 0,90 %MgCO3 content 0.90%
Fe2O3 0,16%Fe2O3 0.16%
SiO2 0,20 %SiO2 0.20%
Resíduo Insolúvel em HCI 0,38 %HCI Insoluble Residue 0.38%
pH (suspensão aquosa a 1 %) 10,1pH (1% aqueous suspension) 10.1
Análise Física ResultadoPhysical Analysis Result
Brancura 94,5 %Whiteness 94.5%
Sedimentação em 120 min. (mL/10g) 32 mlSedimentation in 120 min. (mL / 10g) 32 mL
Resíduo em malha 325 mesh 0,2 %Mesh residue 325 mesh 0.2%
Tamanho médio das Partículas 3,5 pmAverage Particle Size 3.5 pm
Voláteis a 105°C 0,35 %Volatile at 105 ° C 0.35%
Absorção em Óleo DOP (ml_/100g) 80 mlDOP Oil Absorption (ml_ / 100g) 80 ml
Absorção em Água (ml_/15g) 20 mlWater Absorption (ml_ / 15g) 20 ml
Densidade Aparente 0,55 g/mLBulk Density 0.55 g / mL
Volume Aparente (ml_/40g) 73 mlExemplo 3Apparent Volume (ml_ / 40g) 73 mlExample 3
Obtenção de carbonato de cálcio precipitado médio.Obtaining medium precipitated calcium carbonate.
Uma parte de óxido de cálcio com partículas entre 10 mm e100 mm foi hidratada a 70 °C, com quatro partes de água, e asuspensão de hidróxido de cálcio obtido desta reação foi filtrada empeneira de malha 325 mesh (45 pm) e deixada repousar por umperíodo de 8 horas, sendo a carbonatação da suspensão dehidróxido de cálcio ajustada para concentração em 6 0Be1 tendosido injetado, em um terço desta suspensão, dióxido de carbono àtemperatura de 40 °C, sob a pressão de uma coluna 3.000 mm dasuspensão de hidróxido de cálcio durante 1 hora, e, após a primeiracarbonatação, o carbonato de cálcio precipitado foi misturado amais um terço da suspensão de hidróxido de cálcio, a concentraçãoda mistura foi ajustada novamente em 6 0Be e procedida à segundacarbonatação, nas mesmas condições anteriores, durante 1 hora,sendo que, após a segunda carbonatação, o carbonato de cálcioprecipitado foi misturado ao terço restante da suspensão dehidróxido de cálcio, a concentração da mistura ajustada novamenteem 60Be e procedida à terceira carbonatação, nas mesmascondições anteriores, durante 1 hora, e o carbonato de cálcioprecipitado seco apresentou as seguintes características:One part calcium oxide with particles between 10 mm and 100 mm was hydrated at 70 ° C with four parts water, and the calcium hydroxide suspension obtained from this reaction was filtered through a 325 mesh (45 pm) mesh and allowed to stand for 8 hours, the carbonation of the calcium hydroxide suspension being adjusted to a concentration of 60Be1 and having one third of this suspension injected carbon dioxide at 40 ° C under a column pressure of 3,000 mm of calcium hydroxide suspension. for 1 hour, and after the first carbonation the precipitated calcium carbonate was mixed into one third of the calcium hydroxide suspension, the concentration of the mixture was adjusted back to 60 Be and the second carbonation under the same conditions for 1 hour, after the second carbonation, the calcium carbonate precipitate was mixed with the remaining third of the calcium hydroxide suspension, the concentration of the adjusted mixture again at 60Be and proceeded to the third carbonation under the same conditions as above for 1 hour and the dry precipitated calcium carbonate had the following characteristics:
Análise Química ResultadoChemical Analysis Result
Descrição Pó branco, finoTeordeCaCO3 98,20 %TeordeMgCO3 0,90%Fe2O3 0,17%SiO2 0,21 %Resíduo Insolúvel em HCI 0,40 %Description White powder, fineTeordeCaCO3 98.20% TeordeMgCO3 0.90% Fe2O3 0.17% SiO2 0.21% HCl Insoluble Residue 0.40%
pH (suspensão aquosa a 1 %) 10,0pH (1% aqueous suspension) 10.0
Análise Física ResultadoPhysical Analysis Result
Brancura 94,2 %Whiteness 94.2%
Sedimentação em 120 min. (ml_/10g) 21 mlSedimentation in 120 min. (ml / 10g) 21ml
Resíduo em malha 325 mesh 0,2 %Mesh residue 325 mesh 0.2%
Tamanho médio das Partículas 3,8 μAverage Particle Size 3.8 μ
Voláteis a 105°C 0,31 %Volatile at 105 ° C 0.31%
Absorção em Óleo DOP (ml_/100g) 70 mlDOP Oil Absorption (ml_ / 100g) 70 ml
Absorção em Água (ml_/15g) 15 mlWater Absorption (ml_ / 15g) 15 ml
Densidade Aparente 0,69 g/mLBulk Density 0.69 g / mL
Volume Aparente (ml_/40g) 58 mlApparent Volume (ml_ / 40g) 58 ml
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BRPI0805513 BRPI0805513A2 (en) | 2008-12-01 | 2008-12-01 | Process for the production of calcium carbonate precipitated from Cretaceous limestone |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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BRPI0805513 BRPI0805513A2 (en) | 2008-12-01 | 2008-12-01 | Process for the production of calcium carbonate precipitated from Cretaceous limestone |
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ID=42633160
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BRPI0805513 BRPI0805513A2 (en) | 2008-12-01 | 2008-12-01 | Process for the production of calcium carbonate precipitated from Cretaceous limestone |
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- 2008-12-01 BR BRPI0805513 patent/BRPI0805513A2/en not_active IP Right Cessation
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