CS198032B1

CS198032B1 - Method of producing precipitated calcium carbonate

Info

Publication number: CS198032B1
Application number: CS627878A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Markalous; Otakar Soehnel; Zdenek Laita; Miloslav Novotny
Original assignee: Frantisek Markalous; Otakar Soehnel; Zdenek Laita; Miloslav Novotny
Priority date: 1978-09-28
Filing date: 1978-09-28
Publication date: 1980-05-30

Description

Způsob výroby sráženého uhličitanu vápenatéhoProcess for producing precipitated calcium carbonate

Vynález se týká výroby sráženého uhličitanu vápenatého, vhodného zejména jako plnivo pro houževnatý polyvinylohlorid.The invention relates to the production of precipitated calcium carbonate, particularly suitable as a filler for a tough polyvinyl chloride.

Uhličitan vápenatý je průmyslové používán jako plnivo do plastických hmot, gumy, papíru, barev, farmaceutických a kosmetických přípravků. Přidává se jednak proto, že zlevňuje finální výrobek a jednak proto, že má často příznivé specifické účinky, které se projevují zlepšením meohaniokýoh, optických nebo jiných užitných vlastností výrobků. Pro jednotlivé aplikace se vyžaduje uhličitan vápenatý s určitými vlastnostmi, zejména pokud jde o granulometrioké, chemické a fázové složení uhličitanu.Calcium carbonate is used industrially as a filler in plastics, rubber, paper, paints, pharmaceuticals and cosmetics. It is added on the one hand because it makes the final product cheaper and, on the other hand, because it often has favorable specific effects, which are manifested in the improvement of the mehanococci, optical or other utility properties of the products. Calcium carbonate with certain properties is required for particular applications, particularly as regards the granulometric, chemical and phase composition of the carbonate.

Přísadou uhličitanu vápenatého vhodných vlastností do houževnatého PVC se zvýší tuhost a tepelná odolnost kompozitu. U křehkého PVC se houževnatost zvýší, je-li plnidlo povrchově modifikováno. Kromě zlevnění výrobku a snížení spotřeby surovin a energie se dosáhne takových mechanických vlastností výsledného kompozitu, které umožňují jeho použití ve stavebniotví nebo v nábytkářském průmyslu.Addition of calcium carbonate of suitable properties to tough PVC increases the rigidity and heat resistance of the composite. In brittle PVC, the toughness increases when the filler is surface modified. In addition to making the product cheaper and reducing the consumption of raw materials and energy, the mechanical properties of the resulting composite are achieved that allow its use in the construction or furniture industry.

198 0^2198 0 ^ 2

198 032198 032

Účinek plniva na bází uhličitanu vápenatého na mechanické vlastnosti kompozitu s PVC závisí na způsobu přípravy plniva, resp. na granulometrickém a fázovém složení. Tak například, zatímco u vhodných druhů uhličitanu vápenatého je dosahováno ubové houževnao tosti kompozitu s PVC nad 20 mJ/m , je tato hodnota při použití nevhodného druhu plniva pod 10mJ/m².The effect of the filler on the calcium carbonate base on the mechanical properties of the PVC composite depends on the method of preparation of the filler, respectively. on granulometric and phase composition. Thus, for example, while suitable calcium carbonate grades have a composite PVC toughness above 20 mJ / m 2, this value is below 10 mJ / m ² when using an unsuitable filler type.

Uhličitan vápenatý vhodný jako plnivo do plastických hmot lze připravit například karbonatací suspenze 30 až 250 g hydroxidu vápenatého/1 při 25 °C. Jakmile se v suspenzi začnou tvořit zárodky uhličitanu vápenatého, což nastane asi po 10 minutách od zahájení karbonatace, je proces přerušen a do suspenze se přidává 0,001 až 5 % hmot. komplexotvorného činidla, například kyseliny citrónové. Suspenze se za stálého míchání zahřeje na 85 °C a po určité době se opět zahájí karbonatace, tentokrát však mnohem pomaleji. Při poklesu pH pod 8 se karbonatace ukončí a přidá amoniakální roztok kyseliny stearové v množství 0,001 až 3 % hmot. Před odfiltrováním vzniklého vysráženého uhličitanu vápenatého se suspenze několik hodin míchá. (Britský patent č. 1 447 566).Calcium carbonate suitable as a filler in plastics can be prepared, for example, by carbonating a suspension of 30 to 250 g of calcium hydroxide / l at 25 ° C. As soon as the calcium carbonate seeds begin to form in the suspension, which occurs about 10 minutes after the start of carbonation, the process is interrupted and 0.001 to 5% by weight is added to the suspension. a complexing agent, for example citric acid. The suspension is heated to 85 ° C with stirring and after some time the carbonation is resumed, but this time much more slowly. When the pH drops below 8, the carbonation is terminated and an ammoniacal stearic acid solution is added in an amount of 0.001 to 3% by weight. The suspension is stirred for several hours before filtering off the precipitated calcium carbonate formed. (British Patent No. 1,447,566).

Popsaný způsob se vyznačuje značnou komplikovaností a vysokými požadavky na přesné dodržování reakčníoh podmínek. Z toho vyplývají i zvýšené nároky na výrobní zařízení, jeho vybavení 1 na kvalitu obsluhy.The process described is characterized by considerable complexity and high requirements for strict adherence to reaction conditions. This also results in increased demands on the production equipment and its equipment 1 for the quality of service.

Výše uvedené nedostatky nemá způsob výroby sráženého uhličitanu vápenatého karbonatací vodné suspenze hydroxidu vápenatého o koncentraci 20 až 200 g hydroxidu vápenatého/1 při teplotě 5 až 60 °C, jehož podstata spočívá v tom, že před zahájením karbonataoe obsahuje suspenze hydroxidu vápenatého 0,01 až 0,5 g/1 soli vyšší mastné kyseliny od C^₂ ůo C₂₀, nebo jejich směsi, 3 výhodou stearanu sodného.The above-mentioned drawbacks have no method for producing precipitated calcium carbonate by carbonating an aqueous calcium hydroxide slurry having a concentration of 20 to 200 g calcium hydroxide / l at a temperature of 5 to 60 ° C, characterized in that prior to carbonation the calcium hydroxide slurry contains 0.01 to 0.5 g / 1 salts of higher fatty acids from C ^ UO ₂ C ₂₀ or mixtures thereof, preferably sodium stearate 3.

Výhodnost způsobu podle vynálezu spočívá v aparaturní jednoduchosti a poměrné nenáročnosti na obsluhu při zachování požadované kvality sráženého uhličitanu vápenatého.The advantage of the method according to the invention lies in the apparatus simplicity and relatively low attendance while maintaining the required quality of the precipitated calcium carbonate.

řodle vynálezu se rozdispergovaná vodná suspenze hydroxidu vápenatého sytí za míohání plynným kysličníkem uhličitým 100%ním nebo jeho směsí se vzduchem či dusíkem, například rychlostí 1 až 5 litrů kysličníku uhličitého/1 suspenze . min při 5 až 60 °0. Do vodné suspenze hydroxidu vápenatého se podle vynálezu před karbonataoí přidá roztok soli některé vyšší mastné kyseliny C^₂ až 0_2Q nebo směs solí takovýohto kyselin nebo se suspenze hydroxidu vápenatého připraví přímo za použití nasyceného vodného roztoku zmíněných solí. K suspenzi hydroxidu vápenatého je výhodné přidat povrohově aktivní látku - emulgétor a to v množství 0,001 až 0,1 % hmot. Aby se v produktu nevyskytovaly nežádouoí větší částioe lze ze suspenze hydroxidu vápenatého odstranit částioe větší než 5 až 50 m, například sedlmentaoí.In accordance with the invention, the dispersed aqueous calcium hydroxide suspension is saturated with stirring with 100% carbon dioxide gas or a mixture thereof with air or nitrogen, for example at a rate of 1 to 5 liters of carbon dioxide / 1 suspension. min at 5 to 60 ° 0. According to the invention, a salt solution of a higher C ₁₂ to C ₂₀ fatty acid or a mixture of salts of such acids is added to the aqueous calcium hydroxide slurry according to the invention, or the calcium hydroxide slurry is prepared directly using a saturated aqueous solution of said salts. It is advantageous to add to the calcium hydroxide suspension an emulsifier in an amount of 0.001 to 0.1% by weight. In order to avoid undesirably larger particles in the product, particles larger than 5 to 50 m, for example sedimentation, can be removed from the calcium hydroxide suspension.

198 03198 03

Takto připravená suspenze se karbonatuje a to například tak, že pH z výchozí hodnoty 11,6 zůstává po 10 až 20 minut konstantní a potom prudoe klesne na oca 6,2,-Na této hodnotě zůstává pH až do konce karbonatáce, kdy je zbytková volná alkalita pevné fáze menší než 0,1 % hmot· kysličníku vápenatého·The suspension thus prepared is carbonated, for example, so that the pH from the initial value of 11.6 remains constant for 10 to 20 minutes and then drops sharply to about 6.2, solids alkalinity less than 0.1% by weight · calcium oxide ·

Vysrážený uhličitan vápenatý se odaeparuje, případně promyje alkoholem a vysuší při teplotě pod 200 °C. V některých případech je výhodné před skončením karbonataoe přidat do suspenze amoniakální roztok některé vyšší mastné kyseliny k zabránění aglomerace malých částic uhličitanu vápenatého při vlastní separaci a sušení·The precipitated calcium carbonate is separated and optionally washed with alcohol and dried at a temperature below 200 ° C. In some cases, it is advantageous to add an ammoniacal solution of some higher fatty acid to the suspension before carbonation to prevent agglomeration of small calcium carbonate particles during the separation and drying process.

Uhličitan vápenatý připravený způsobem podle vynálezu je vhodný jako plnivo do houževnatého PVC.The calcium carbonate prepared by the process of the invention is suitable as a filler for tough PVC.

Příklad 1Example 1

V 5 litrech nasyceného vodného roztoku stearanu sodného se rozdispergovalo turbínovým míchadlem 750 g Ca(0H)₂· Do vzniklé suspenze se uváděl 100% technický COg v množst* ví 2,4 1 C0₂/l suspenze po dobu 1 hodiny při teplotě 40 °C. Po ukončení karbonataoe se vysrážený CaCOg odfiltroval, promyl etylalkoholem a vysušil při 110 °C. Ve fluidní míchačce se za teploty 120 až 130 °C na povrch suchého CaCO^ nanesla kyselina stearová o750 g of Ca (OH) ₂ were dispersed in a 5 liter saturated aqueous solution of sodium stearate with a turbine mixer. The resulting suspension was charged with 100% technical COg in an amount of 2.4 L of CO ₂ / l suspension for 1 hour at 40 ° C. After completion of the carbonate, the precipitated CaCO 3 was filtered off, washed with ethyl alcohol and dried at 110 ° C. Stearic acid was applied to the surface of dry CaCO 3 in a fluidized bed mixer at a temperature of 120 to 130 ° C.

v množství 2,2 mg/m .in an amount of 2.2 mg / m.

Kompozit o složení 30 dílů takto připraveného CaCO·,, 5 dílů kopolymerů etylenvinyl2 f acetátu a 65 dílů PVC vykazoval vrubovou houževnatost 22,4 mJ/m ·The composite of 30 parts CaCO 3 thus prepared, 5 parts ethylene vinyl acetate acetate copolymers and 65 parts PVC exhibited notched toughness of 22.4 mJ / m ·

Příklad 2Example 2

Výchozí suspenze Ca(0H)₂ byla připravená rozdispergováním pevného Ca(0H)₂ ve vodě, ve které bylo předem rozdispergováno 0,3 g stearanu sodného/l· V dalším bylo pokračová2 no stejně jako v příkladu 1. Vrubová houževnatost kompozitu s PVC byla 21,2 mJ/m .A starting slurry of Ca (OH) ₂ was prepared by dispersing solid Ca (OH) ₂ in water in which 0.3 g of sodium stearate / l had been previously dispersed. The following was continued as in Example 1. The notch toughness of the PVC composite was 21.2 mJ / m.

Příklad 3Example 3

Do 5 litrů suspenze Ca(0H)₂ o koncentraci 50 g Ca(0H)₂/l se přidaly 2 g kyseliny stearová ve formě amoniakálního roztoku. Další postup byl identický s postupem v příkladu 1. Vrubová houževnatost kompozitu takto připraveného CaCOg s PVC byla 20,5 mJ/m ·To 5 liters of a Ca (OH) ₂ slurry of 50 g Ca (OH) ₂ / l was added 2 g of stearic acid as an ammoniacal solution. The further procedure was identical to that of Example 1. The notch toughness of the composite thus prepared CaCOg with PVC was 20.5 mJ / m ·

Příklad 4Example 4

Postupovalo se stejně jako v příkladu 1 pouze s tím rozdílem, že do nasyceného vodného roztoku stearanu sodného se před dispergaoí Ca(0H)₂ přidalo 0,5 ml emulgátoru.The procedure of Example 1 was followed except that 0.5 ml of an emulsifier was added to the saturated aqueous sodium stearate solution prior to the Ca (OH) ₂ dispersion.

Vrubová houževnatost kompozitu s PVC byla 22,6 mJ/m ·The notch toughness of the PVC composite was 22.6 mJ / m ·

Claims

A process for the production of precipitated calcium carbonate by carbonating an aqueous calcium hydroxide slurry having a concentration of 20 to 200 g calcium hydroxide / l at a temperature of 5 to 60 ° C, characterized in that the calcium hydroxide slurry contains 0.01 to 0.5 g / l salt prior to carbonation. higher fatty acids of C ₁₂ ° 20 * ^d0 jejioh ^or mixtures thereof, preferably sodium stearate.