CS239182B1 - Sposob výroby uhličitanu vápenatého so sférolitickým tvarům kryitálov - Google Patents

Abstract

Uhličitan vápenatý so sférolitickým tvarom kryštálov sa vyrába z prevažne vápenatých surovin cez intermediárnu tvorbu roztoku mravčanu alebo octanu vápenatého, čo je podmienkou vytvorenia sférolitických kryštálov. Obvykle po oddělení nerozpustenej suspenzie z roztoku sa pósobením uhličitanu amonného a/alebo oxidom uhličitým za přítomnosti stechiometrického alebo nadstechiometrického množstva amoniaku a/alebo hydroxidu amonného pri teplote 0 až 90 stupňov C vyzráža uhličitan vápenatý so sférolitickým tvarom kryštálov a oddělí. Lúžiaci roztok sa spravidla po nahradení strát recirkuluje.

Description

Vynález sa týká spůsobu výroby uhličitanu vápenatého· v podobě prášku tvořeného sférolitickými kryštálrni so surovin pozostávajúcich hlavně z oxidu vápenatého a/alebo produktov jeho hydratácie, připadne ich prekurzorov v zmesi s inými anorganickými i organickými prímesami.

Uhličitan vápenatý CaCOs sa v priemysle používá jednak v prírodnej podobě, jednak syntetický (tzv. zrážaný), a to predovšetkým alko minerál kalcit (mikromletý vápenec, plavená krieda), menej často ako· minerál aragonit.

Tretia polyinorfná modifikácia uhličitanu vápenatého, vaterit, sa v přírodě vyskytuje len velmi zriedkavo a jej priemyselná výroba nebola doteraz opísaná, keďže ide o látku značné nestálu, ktorá sa v prostředí, v· ktorom vzniká, v závislosti od reakčných podmienok viac alebo menej rýchlo transformuje na kalcit alebo· na aragonit (Pascal P.: Nouveau Traité de Cbimie Minerále. Tom IV. Paris, Masson et Cie., Éditeurs (1958); Deer W. A., Howie R. A. a Zussman J.: Rock-Forming Minerals. Vol. 5. London. Longmans (19Θ2)).

Kryštály vateritu, na rozdiel od kalcitu, ktorý tvoří klencovité kryštály, a od aragonitu, ktorý tvoří stlpcovité kryštály, majú spravidla gulkovitý tvar. Sférolitický vzhfad si ponechávajú aj pseudomorfózy kalcitu, vznikajúce za vhodných podmienok polymorfnou premenou vateritu. Pretože sférolity vateritu a kalcitu možno pripraviť s rozdielnou definovanou zrnitosfou (napr. v rozsahu '0,1 až 10 ,umj, možno sférolitický uhličitan vápenatý výhodné využiť napr. pri jeho upotřebení ako izotropně plnivo v plastikárskom, gumárenskom, farbiarskou, papierenskom, farmaceutickom, kozmetickom, potravinárskom a chemickom priemysle.

Tento problém sice v značnej miere rieši sposob podlá čs. autorského osvedčenia číslo 207 300. Nevyčerpáva však všetky možnosti a ani jednoznačné neurčuje podmienky typu medziproduktov vápenatých zlúčenín, nutných pre zámernú výrobu práškového uhličitanu vápenatého so sférolitickým tvarom kryštálov.

Podta tohto vynálezu sa sposob výroby uhličitanu vápenatého so sférolitickým tvarom kryštálov z prevažne vápenatých surovin uskutočňuje tak, že sa z roztoku mravčanu vápenatého a/alebo octanu vápenatého spravidla po oddělení nerozpustenej suspenzie vyzráža uhličitan vápenatý so sférolitickým tvarom (kryštálov účinkom uhličitanu amonného a/alebo oxidom uhličitým za přítomnosti stechiometrického alebo nadstechiometrického množstva amoniaku a/alebo hydroxidu amonného pri teplote 0 až 90 °C, s výhodou 20 až 70 °C, a oddělí, pričom lúžiaci roztok s obsahom amónnej soli kyseliny mravčej a/alebo amónnej soli kyseliny octovej, připadne s obsahom vodného roztoku amoniaku a/alebo uhličitanu amónne4 ho, sa po nahradení strát s výhodou recirkuluje.

Výhodou sposobu výroby podlá tohto vynálezu je produkcia až mikrozrnného prášku uhličitanu vápenatého v podobě sférolitických kryštálov na báze široko dostupných vápenatých surovin, vrátane páleného vápna, často s vysokým obsahom zlúčenín kremíka, hliníka, železa, ako aj odpadajúceho hydroxidu vápenatého z výroby acetylénu z karbidu vápnika ap.

Ďalšou výhodou je možnost v závislosti od potrieb vyrábaf práškový uhličitan vápenatý vopred určených kryštálov i zrnenia, vysokej čistoty, neobsahujúci chloridy, sírany ani iné nežiadúce anióny.

Sposob podlá tohto vynálezu představuje Lizatvorený výrobný cyklus bez škodlivých plynných exhalátov alebo odpadových vod, lebo regenerovaný lúžiaci roztok, obsahujúci například či už mravčan amónny a/alebo octan amónny, sa vracia spať do výroby, recirkuluje, působí sa nim na vápenatú surovinu (napr. hydroxid vápenatý] za vzniku mravčanu alebo octanu vápenatého atď.

Ako anorganické dusíkaté zásady prichádzajú do úvahy amoniak, resp. hydroxid amónny.

Oxid uhličitý možno používat ako čistý, či už vo formě plynu, alebo ako tuhý, tzv. suchý lad, tiež vo formě vodného roztoku, najčastejšie však v· zmesi s inými plynmi, ako oxidom uhelnatým, dusíkem, argónom, kyslíkom, metánom, zemným plynom ap.

Dalšie podrobnosti spůsobu sú jednak v čs. autorskom osvědčení 207 300, na ktoré tento vynález v podstatě nadvazuje a jednak v nasledujúcich príkladoch.

Příklad 1

100 hmot. dielov hydroxidu vápenatého sa za stálého miešania privádza do 1 500 hmot. dielov teplého (20 °C) vodného roztoku obsahujúceho 2:20 hmot. dielov mravčanu amónneho a 20· hmot. dielov amoniaku. Do přefiltrovaného roztoku sa súčasne privádza •oxid uhličitý a amoniak v takovom pomere, aby reakčné prostredie málo pH 8 až 9.

Z reakčnej sústavy sa pri teplote 35 °C vyzráža uhličitan vápenatý v podobě sférolitického vateritu, ktorý sa od roztoku oddělí odstreďovaním, premytím vodným roztokom mravčanu amonného o koncentrácii 0,5 % hmotnosti za odsávania kvapaliny a vysušením pri teplote 6Ό °C za zníženého tlaku (1,3 kPa] plynnej atmosféry.

Příklad 2

1Ό0 hmot. dielov páleného vápna o zložení

91,1 % hmotnosti oxidu vápenatého, 8,2 % uhličitanu vápenatého, 0,3 % oxidu křemičitého, 0,2 o/o oxidu hlinitého, 0,1 % oxidu železitého, rozomletého a preosiateho cez šito s otvormi 0,06 mm, sa za stálého mie2 3 9 5 šania přidává po častiach do 1 650 hmot. dielov teplého (20 °C) roztoku obsahujúceho 250 hmot. dielov mravčanu amonného a 1 400 hmot. dielov vody.

Od roztoku, zahriateho reakčným teplom na teplotu 54 °C, sa nerozpustný zvyšok oddělí filtráciou a z filtrátu ochladeného na teplotu 30 až 40 °C sa súčasne privádzaným oxidom uhličitým a amoniakom, dávkovaným v tokom pomere, aby reakčné prostredie málo pH 8 až 9, zráža uhličitan vápenatý v podo.be sférolitov minerálu vateritu, ďalej suší, pričom výťažok vateritu dosahuje 99 °/o. Jeho měrný povrch je 9 m².g^-1.

Za inak podobných podmienok, ale za použitia ekvivalentných množstiev chloridu amonného miesto mravčanu amonného sa ziska sice zasa čistý uhličitan vápenatý, ale v podobě minerálu kalcitu, ktorého měrný povrch je 0,4 m². g^_1.

Příklad 3

100 hmot. dielov vysušeného odpadného

2 vápna z výrobně acetylénu z karbidu o zložení 82,3 % hmotnosti hydroxidu .vápenatého, 13,3 % uhličitanu vápenatého, 0,3 % οχιάν. horečnatého a 0,1% koksu, 1,2% oxidu železitého sa za stalého miešania přidává po častiach .do 1300 hmot. dielov 40 °C teplého roztoku obsahujúceho 245 hmot. dielov octanu amonného, 0,1 hmot. dielov uhličitanu amonného a 1100 hmot. dielov vody. Od vzniknutého roztoku octanu vápenatého sa filtráciou oddělí nerozpustný zvyšok a z filtrátu sa pri teplote 24 ³C a pri pH 8 až 9 súčasne privádzaným oxidom uhličitým a amoniakom zráža uhličitan vápenatý v podobě minerálu vateritu. Výťažok dosahuje 118 hmot. dielov vateritu o obsahu nad 99 % hmotnosti CaCO3. Dekantáciou vo vodě sa vaterit transformuje na sférolitické pseudomorfózy kalcitu o rovnakej zrnitosti a rovnakom špecifickom povrchu (10,5 m².g^_1J ako mal povodně vyzrážaný vaterit.

Claims (1)

1. PREDMET

   Sposob výroby uhličitanu vápenatého so sférolitickým tvarom kryštálov z prevažne vápenatých surovin, vyznačujúci sa tým, že sa z roztoku mravčanu vápenatého a/alebo octanu vápenatého spravidla po oddělení nerozpustenej suspenzie vyzráža uhličitan vápenatý so sférolitickým tvarom kryštálov účinkom uhličitanu amonného a/alebo oxidom uhličitým za přítomnosti steohiomeYNÁLEZU trického alebo nadstechiometrického množstva amoniaku .a/alebo hydroxidu amónneho pri teplote 0 až 90 °C, s výhodou 20 až 70 °C, a oddělí, pričom lúžiaci roztok s obsahom amónnej soli kyseliny mravčej a/alebo amónnej soli kyseliny octovej, připadne s obsahom vodného roztoku amoniaku a/alebo uhličitanu amóneho, sa po nahradení strát s výhodou recirkuluje.