ES2202486T3 - Procedimiento para la preparacion de particulas discretas de carbonato calcico. - Google Patents
Procedimiento para la preparacion de particulas discretas de carbonato calcico.Info
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Abstract
SE DESCRIBE UN PROCEDIMIENTO PARA LA PRECIPITACION DE PARTICULAS PRISMATICAS SEPARADAS DE CARBONATO CALCICO POR CARBONATACION DE HIDROXIDO CALCICO HIDRATADO QUE CONTIENE UN SACARIDO O POLISACARIDO, O UN SACARIDO O POLISACARIDO Y UN ION METALICO A TEMPERATURAS DESDE UNOS 8 (GRADOS) C HASTA UNOS 64 (GRADOS) C. EL COMPUESTO RESULTANTE TIENE UNAS AREAS DE SUPERFICIE ESPECIFICAS ENTRE UNOS 10 M 2 /G Y UNOS 120 M 2 /G, Y SE U TILIZA EN PINTURAS, PLASTICOS, RECUBRIMIENTO CON PAPEL, RELLENADO CON PAPEL, Y APLICACIONES FARMACEUTICAS.
Description
Procedimiento para la preparación de partículas
discretas de carbonato cálcico.
La presente invención se refiere a la preparación
de carbonato cálcico precipitado. Más específicamente, se refiere a
un nuevo procedimiento de preparación de partículas discretas de
carbonato cálcico prismático de tamaño de partícula variable,
mediante la carbonatación de una lechada de cal acuosa en presencia
de sacáridos o polisacáridos y sulfato de aluminio.
El carbonato cálcico precipitado (CCP) se prepara
comúnmente mediante la carbonatación de una lechada de hidróxido
cálcico acuoso con un gas que contiene dióxido de carbono, mientras
se controla la temperatura para obtener partículas de carbonato
cálcico de aproximadamente 0,5 micrones hasta 10 micrones de tamaño
de partícula promedio. El envejecimiento térmico se usa igualmente
como un mecanismo para lograr el tamaño y la distribución de tamaño
del producto final. Dichos productos de carbonato cálcico son útiles
como cargas en papel, como pigmentos para papel recubierto, como
pigmentos para pinturas y aplicaciones de polímeros e igualmente
encuentran uso en la industria farmacéutica.
Cuando se intenta producir carbonato cálcico
precipitado mucho más pequeño de 0,5 micrones de tamaño de partícula
promedio, es necesario usar bajas concentraciones de hidróxido
cálcico, bajas temperaturas y, a veces, bajos niveles de agente de
control del tamaño. Sin embargo, la mayoría de los procedimientos
continúan siendo difíciles de controlar y el tamaño de partícula del
carbonato cálcico no es muy predecible.
Lo que se ha encontrado que es nuevo y no
previsto por la técnica anterior, es un procedimiento mejorado para
la producción de manera selectiva de partículas de carbonato cálcico
discretas de desde aproximadamente 0,5 hasta aproximadamente 0,018
micrones.
Por ello, es un objeto de la presente invención
el proporcionar un procedimiento predecible, sencillo, para la
preparación de partículas de carbonato cálcico en un amplio
intervalo de tamaños de partículas. De acuerdo con el procedimiento
de la presente invención, se preparan productos de carbonato cálcico
que son especialmente útiles en las industrias de pinturas,
plásticos, farmacéutica y papelera.
La Patente de EE.UU. 5.332.564, describe un
procedimiento para la producción de CCP con forma de barril o
rómbicas, el cual comprende el apagado de cal viva en una solución
de azúcar acuosa para formar una lechada de cal apagada de
carbonatación de dicha lechada a 4,5-26ºC con gas
conteniendo dióxido de carbono hasta aproximadamente neutralidad (pH
7-8) con un ASE (Area Superficial Específica) de
2-20 m^{2}/g.
La Patente de EE.UU. 4.237.147, describe un
procedimiento para la preparación de un concentrado de bebida
carbonatada seco para la preparación de una bebida carbonatada que
comprende: a) carbonato cálcico amorfo y, b) ácido no tóxico anhidro
en una cantidad para desprender completamente todo el gas de dióxido
de carbono del carbonato cálcico amorfo. En la precipitación del
carbonato cálcico se usa azúcar y da como resultado la formación de
finos sobre los bordes de partículas aglomeradas irregulares.
La Patente de EE.UU. 4.018.877, describe un
procedimiento mejorado para la producción de carbonato cálcico
mediante la introducción de un agente acomplejante dentro de la
lechada de carbonato cálcico, bien durante o después de la "etapa
de nucleación primaria". El agente acomplejante está seleccionado
entre un grupo que incluye sacarosa o glucosa.
La Patente de EE.UU. 3.443.890, describe un
procedimiento para la producción de carbonato cálcico precipitado
mediante la carbonatación de una lechada de hidróxido cálcico acuoso
en presencia de sacáridos y un segundo compuesto activo seleccionado
entre el grupo formado por compuestos de SiO_{2} activos.
La Patente de EE.UU. 2.467.082, describe un
procedimiento para la producción de yeso mediante la carbonatación
de una lechada de hidróxido cálcico acuoso en presencia de extracto
de residuos de remolacha azucarera.
La Patente de EE.UU. 2.188.633, describe el uso
de sacáridos y alcohol polivinílico como un aditivo para una lechada
de hidróxido cálcico acuoso antes de la carbonatación, para formar
un producto de carbonato cálcico.
Morisawa (Chemical Abstracts, vol 107,
ref. 219940), describe la carbonatación de lechada de cal en
presencia de un azúcar o una sal metálica.
Filipescu (Chemical Abstracts, vol. 107,
ref. 117846), describe la carbonatación de una solución de hidróxido
cálcico en presencia de sacarosa o una sal metálica.
En vista de lo anterior, no existe nada en la
literatura de patentes que sugiera que el uso de sacarosa sola o en
combinación con sulfato de aluminio (alumbre) y el control de la
temperatura de la lechada de hidróxido cálcico durante la
carbonatación, diera como resultado la presente invención.
En el nuevo procedimiento para la producción de
partículas de carbonato cálcico prismáticas discretas conteniendo un
área superficial específica de desde aproximadamente 10 hasta
aproximadamente 120 m^{2}/g, se usan sacáridos o polisacáridos en
combinación con sulfato de aluminio para lograr el tamaño de
partícula.
El producto de carbonato cálcico es útil como
pigmento en la industria de pinturas y de plásticos, como pigmento
en el recubrimiento de papel, y como carga en la industria
papelera.
Los presentes autores han encontrado que la
precipitación de carbonato cálcico mediante la carbonatación de
lechadas de cal acuosas que contienen un sacárido o polisacárido y
sulfato de aluminio a temperaturas de desde aproximadamente 8ºC
hasta aproximadamente 64ºC, producen de manera conveniente el
producto de calcita deseado con áreas superficiales específicas
(ASE) dentro del intervalo de desde aproximadamente 10 m^{2}/g
hasta aproximadamente 120 m^{2}/g.
De acuerdo con ello, la presente invención
implica un procedimiento para la preparación de partículas discretas
de un carbonato cálcico prismático, que comprende la introducción de
dióxido de carbono dentro de una lechada acuosa de desde
aproximadamente 1 por ciento en peso hasta aproximadamente 30 por
ciento en peso de hidróxido de aluminio conteniendo un sacárido o
polisacárido y sulfato de aluminio. El procedimiento preferido
implica el uso de desde aproximadamente 0,1 por ciento en peso hasta
aproximadamente 5,0 por ciento en peso de sacárido o polisacárido y
desde aproximadamente 0,1 por ciento en peso hasta aproximadamente
5,0 por ciento en peso de sulfato de aluminio, iniciando la
introducción del dióxido de carbono a una temperatura de desde
aproximadamente 8ºC hasta aproximadamente 64ºC y continuando la
introducción hasta que la precipitación de carbonato cálcico ha sido
substancialmente completada.
Preferiblemente, la concentración de lechada de
hidróxido cálcico es desde aproximadamente 5 por ciento en peso
hasta aproximadamente 25 por ciento en peso. La cantidad de sacarosa
presente en el hidróxido cálcico es más preferiblemente
aproximadamente 0,5 por ciento en peso o la cantidad de sacarosa y
sulfato de aluminio presente en el hidróxido cálcico es de
aproximadamente 0,5 por ciento en peso y 4,0 por ciento en peso,
respectivamente. Durante el procedimiento de carbonatación se usa
agitación intensa, no debiendo durar dicho procedimiento más de
aproximadamente 80 ó 90 minutos para completarlo.
El sacárido o polisacárido útil en la presente
invención está seleccionado entre el grupo formado por sacarosa,
glucosa, fructosa, azúcar bruto, melazas, gomas, almidones, y otros
compuestos orgánicos de naturaleza similar. Preferiblemente, el
sacárido o polisacárido es sacarosa.
Todos los porcentajes aquí usados son en por
ciento en peso, y cuando se describe la cantidad de aditivo usado lo
son en por ciento en peso en base al carbonato cálcico equivalente
de la cal disponible.
La naturaleza del gas que contiene el dióxido de
carbono no es particularmente crítica, dado que puede usarse dióxido
de carbono puro o mezclas estándar de dióxido de carbono tanto en
aire como en nitrógeno. Igualmente, de acuerdo con la presente
invención, puede usarse dióxido de carbono líquido.
Aunque el presente procedimiento es aplicable a
todas las concentraciones de lechadas de cal que puedan
carbonatarse, está prácticamente limitado a aquellas lechadas en las
cuales la concentración de hidróxido cálcico de la lechada de
partida sea superior aproximadamente al 5 por ciento en peso. Esto
es debido a que la calcita precipitada del tamaño de partícula
deseado puede obtenerse bajo las condiciones de carbonatación
presentes con lechadas que tengan una concentración inicial de
hidróxido cálcico de aproximadamente 5 por ciento o menos, incluso
en ausencia de aditivos. Sin embargo, dichas bajas concentraciones
no son económicas. Para la operación más económica, la concentración
del hidróxido cálcico en la lechada a carbonatar es,
preferiblemente, desde aproximadamente 10 hasta 20 por ciento en
peso.
La carbonatación de la lechada de cal se continúa
hasta que la precipitación de calcita es substancialmente completa,
terminándose, preferiblemente, cuando el pH de la lechada
carbonatada es de aproximadamente 7. Usualmente, dicha carbonatación
se logra en un período de aproximadamente una hora y media. Debe
tenerse normal cuidado en neutralizar todo el hidróxido cálcico sin
reaccionar presente aún en la lechada carbonatada. Para lograr esta
neutralización, pueden usarse diversas técnicas conocidas por los
expertos en la técnica. Estos incluyen, por ejemplo, la
monitorización del pH de la lechada con la introducción de gas de
dióxido de carbono adicional según sea necesario, así como el
tratamiento de la lechada carbonatada con una cantidad suficiente de
un ácido polibásico orgánico o inorgánico tal como ácido cítrico,
maléico, málico, malónico, ftálico, tartárico, bórico, fosfórico
sulfuroso o sulfúrico. El carbonato cálcico en la lechada final
puede usarse como tal, o puede filtrarse, secarse y molerse para uso
como un producto seco.
Siempre y cuando los reactantes sean de pureza
suficiente, el producto resultante del procedimiento de la presente
invención será lo suficientemente puro como para cumplir fácilmente
con la especificación USP para carbonato cálcico precipitado.
Típicamente, el producto analizado, cuando se usan los
procedimientos especificados por la USP, es superior al 98,0 por
ciento de carbonato cálcico.
El producto es útil como pigmento en la industria
de plásticos y de pinturas. Es especialmente útil como un pigmento
para el recubrimiento de papel y como una carga o adyuvante de
retención en la industria papelera.
El tamaño de las partículas discretas del
carbonato cálcico prismático al ser extremadamente pequeño (0,5
\mu a 0,018 \mu), viene determinado y expresado más exactamente
mediante la medición del área superficial específica. El área
superficial específica (ASE) de los productos se determina usando un
Micromeritics FLOWCARB II 2300, el cual usa la teoría BET con
nitrógeno como el gas absorbente. Por carbonato cálcico prismático
los presentes autores quieren indicar que las partículas tienen una
forma generalmente prismática y los promedios de relación de aspecto
(L/P) de 2,0 o menor, tal como se describe en la Patente de EE.UU.
3.320.026, de Waldeck y en Pigments for Paper (TAPPI Press),
editada por Robert W. Hagemeyer.
Los ejemplos siguientes, en los cuales, los
Ejemplos 1 a 5 son Ejemplos de referencia y no caen dentro del
alcance de las reivindicaciones, son únicamente ilustrativos del
procedimiento de la presente invención y no deben considerarse como
limitativos de la invención, cuya alcance está definido mediante las
reivindicaciones adjuntas.
Un reactor de acero inoxidable cilíndrico de 4
litros, encamisado, con deflectores, con un diámetro interno de 13,5
cm, una altura de 38 cm y un fondo semiesférico, equipado con un
agitador de alta velocidad conteniendo dos impulsores de turbina de
cuchillas planas de 5 cm de diámetro posicionados aproximadamente
1,5 cm y 5,5 cm a partir del fondo e impulsados por un motor de
velocidad variable de 1/15 HP y un tubo de acero inoxidable de 0,3
cm de diámetro interior curvado debajo del centro de la cuchilla del
fondo para la introducción de una corriente de dióxido de
carbono/aire, se usó para la preparación y reacción de hidróxido
cálcico (apagado) con el fin de obtener carbonato cálcico
precipitado (CCP).
Se preparó una lechada de hidróxido cálcico
acuoso del 13,4 por ciento en peso (0,1443 g/ml) mediante la adición
de 200 gramos de cal activa granular de Specialty Minerals Inc.,
denominada aquí más adelante como cal Adams, con un contenido de
óxido cálcico disponible de aproximadamente 94 o más por ciento en
peso, tal como se determinó mediante el procedimiento ASTM
C-25-72, a 1000 ml de agua en el
reactor de 4 litros anteriormente descrito a 25ºC y agitado a 1000
rpm durante 10 minutos. La lechada se diluyó hasta aproximadamente
10,2 por ciento en peso (0,1080 g/ml), se tamizó a través de un
tamiz de malla 60 para separar los gruesos y se enfrió en el reactor
a 25ºC. El agitador se ajustó a 1250 rpm y, se agregó, a la lechada,
0,1 por ciento en peso de sacarosa, en base al equivalente de
carbonato cálcico de la cal disponible. La lechada de hidróxido
cálcico se carbonató para precipitar carbonato cálcico mediante la
introducción de una mezcla de gas de 20 por ciento en volumen de
dióxido de carbono en aire a 3,4 litros estándar por minuto (LEM)
dentro de la lechada. La carbonatación continuó hasta que el valor
del pH fue inferior a 7,4. La lechada se pasó a través de un tamiz
U.S. Standard No. 325 (44 micrones) para separar los gruesos.
El producto en forma de lechada se mostró
mediante SEM que estaba bien dispersado y casi discreto. A
continuación, se filtró bajo vacío una porción en un embudo Buchner,
se lavó con acetona, y la torta del filtro resultante se secó a
120ºC durante al menos una hora, obteniéndose un producto CCP que
tiene un área superficial específica (ASE) de 34,6 m^{2}/g. Este
ensayo se identificó como Ejemplo 1 en la Tabla 1.
Se prepararon dos partículas de carbonato cálcico
precipitado discretas de áreas superficiales variables, usando el
procedimiento descrito en el Ejemplo 1, pero conteniendo niveles de
sacarosa superiores tal como se designan en los Ejemplos 2 y 2A en
la Tabla 1.
Se realizaron tres experimentos más usando el
mismo procedimiento, pero, en estos casos, se carbonató cal
procedente de la Germany Valley (G.V.) Limestone Company a 35ºC, en
lugar de a 25ºC. La sacarosa se agregó al 0,5 por ciento, 1,0 por
ciento y 4,5 por ciento, tal como se muestra en la Tabla 1, Ejemplos
3, 3A y 3B.
El tamaño de partícula del CCP se ha mostrado que
resulta afectado por la adición de diversos reactivos. El nivel de
sacarosa, a una temperatura específica, determina el tamaño de
partícula (área superficial) del CCP sintetizado tal como se muestra
en la Tabla 1. La tabla muestra igualmente los efectos de los
niveles de sacarosa a dos temperaturas, 25ºC y 35ºC, y la
comparación de dos cales, Adams y Germany Valley.
| Ejemplo No. | Tipo de cal | Temperatura de carbonatación (ºC) | Nivel de sacarosa(%) | ASE (m^{2}/g) |
| 1 | Adams | 25 | 0,1 | 34,6 |
| 2 | Adams | 25 | 0,5 | 42,4 |
| 2 A | Adams | 25 | 2,0 | 53,2 |
| 3 | G.V. | 25 | 0,5 | 46,2 |
| 3 A | G.V. | 35 | 0,5 | 36,4 |
| 3 B | G.V. | 35 | 1,0 | 41,3 |
| 3 C | G.V. | 35 | 4,5 | 61,1 |
Los ejemplos 3 y 3A muestran una disminución en
el ASE con el incremento de la temperatura. Los Ejemplos 2 y 3
indican una pequeña diferencia en el ASE entre productos obtenidos
con cales diferentes. El incremento en sacarosa proporciona un
incremento evidente en el ASE (disminución del tamaño de
partícula).
Aunque el tamaño de partícula puede determinarse
fijando el nivel de sacarosa desde entre aproximadamente 0,1 por
ciento y aproximadamente 5 por ciento, en muchos casos es más
deseable mantener un nivel bajo de sacarosa con el fin de evitar el
pardeamiento durante el secado. El intervalo preferido de sacarosa
es de 0,1 a 1,0 por ciento y, más preferiblemente aproximadamente
0,5 por ciento.
Para demostrar el efecto del cambio de
temperatura durante la carbonatación a un nivel de sacarosa del 0,5
por ciento, se realizaron una serie de seis experimentos, Ejemplo 4
a 4E, desde 10ºC hasta 55ºC, usando el procedimiento descrito en el
Ejemplo 1 e indicándose las temperaturas de carbonatación para cada
experimento respectivo. Para el Ejemplo 4E se usó cal de Germany
Valley, mientras que para los otros se usó cal de Adams. Los
resultados están tabulados en la Tabla 2.
Se usó un mezclador de mortero modificado de 280
litros para preparar lechada de hidróxido cálcico (apagado) para una
carbonatación a mayor escala. La carbonatación se realizó en un
reactor de acero inoxidable cilíndrico de 30 litros, encamisado, con
deflectores, con un diámetro interno de 290 mm, una altura de 51 mm
y un fondo semiesférico. El reactor se equipó con un agitador de
alta velocidad conteniendo dos impulsores de turbina de cuchillas
planas de 114 mm de diámetro posicionados aproximadamente 102 mm y
203 mm a partir del fondo e impulsados por un motor de velocidad
variable de 5 HP. Igualmente, se equipó con un tubo de acero
inoxidable de 6,3 mm de diámetro interior curvado debajo del centro
de la cuchilla del fondo para la introducción de una corriente de
dióxido de carbono/aire. Se preparó una lechada de hidróxido cálcico
acuoso de 20,1 por ciento en peso (0,2257 g/ml) mediante la adición
de 2000 gramos de cal activa granular de Specialty Minerals Inc.,
con un contenido de óxido cálcico disponible de aproximadamente 94 o
más por ciento en peso, tal como se determinó mediante el
procedimiento ASTM C-25-72, a 10,0
litros de agua en el mezclador de mortero de 280 litros
anteriormente descrito a 50ºC y agitado durante 10 minutos. La
lechada se diluyó hasta aproximadamente 10,2 por ciento en peso
(0,1080 g/ml), se tamizó a través de un tamiz de malla 60 para
separar los gruesos y se enfrió en el reactor a 60ºC. El agitador se
ajustó a 615 rpm y, se agregó, a la lechada, 0,5 por ciento en peso
de sacarosa, en base al carbonato cálcico equivalente de la cal
disponible. La lechada de hidróxido cálcico se carbonató para
precipitar carbonato cálcico mediante la introducción de una mezcla
de gas de 28 por ciento en volumen de dióxido de carbono en aire a
0,042 litros estándar por minuto dentro de la lechada. La
carbonatación continuó hasta que el valor del pH fue inferior a 7,4.
La lechada se pasó a través de un tamiz U.S. Standard Nº. 325 (44
micrones) para separar los gruesos. El producto en forma de lechada
se mostró mediante SEM que estaba bien dispersado y casi discreto. A
continuación, se filtró bajo vacío una porción en un embudo Buchner,
se lavó con acetona, y la torta del filtro resultante se secó a
120ºC durante al menos una hora, obteniéndose un producto de CCP que
tiene un área superficial específica (ASE) de 11,1 m^{2}/g (véase
Tabla 2, Ejemplo 5).
La temperatura de reacción es proporcional a la
velocidad de reacción; es decir, cuanto mayor sea la temperatura más
rápida será la reacción y esto está igualmente relacionando con el
tamaño del cristal. Las temperaturas de reacción más altas producen
cristales de CCP mayores. Mediante la adición de un reactivo que
reacciona con el Ca(OH)_{2}, se modifica el tamaño
del cristal. En la Tabla 2, un 0,5 por ciento de sacarosa permite la
síntesis de un amplio intervalo de partículas sin que muestren el
cambio de cantidad típico. En este caso, el cambio de 50º en la
temperatura produce un cambio de aproximadamente 60 m^{2}/g en las
áreas superficiales específicas. El Ejemplo 5 indica que el aumento
de escala de la reacción proporciona resultados conformes con los
ensayos de laboratorio de 4 litros.
| Ejemplo No. | Tamaño de reacción (l) | Temperatura de carbonatación (ºC) | ASE(m^{2}/g) |
| 4 | 4 | 10º | 69,6 |
| 4 A | 4 | 25º | 42,4 |
| 4 B | 4 | 35º | 36,4 |
| 4 C | 4 | 38º | 29,2 |
| 4 D | 4 | 50º | 25,2 |
| 4 E | 4 | 55º | 21,7 |
| 5 | 30 | 62º | 11,1 |
Se preparó un carbonato cálcico precipitado
discreto usando una lechada de hidróxido cálcico acuoso del 12,4 por
ciento en peso (0,1325 g/ml), mediante la adición de 150 g de cal
activa granular procedente de Specialty Minerals Inc., a 1200 ml de
agua en el reactor de 4 litros descrito en el Ejemplo 1, a 65ºC, y
se agitó a 1000 rpm durante 10 minutos, la lechada se diluyó hasta
aproximadamente 7,6 por ciento en peso (0,0799 g/ml), se tamizó a
través de un tamiz de malla 60 para separar los gruesos, se enfrió
en el reactor a 12,0ºC y el agitador se ajustó a 1250 rpm. Durante
el procedimiento de enfriamiento, se agregó a la lechada 0,5 por
ciento de sacarosa en peso en base al CCP teórico, además de 3,15
por ciento de sulfato de aluminio en peso en base al CCP teórico, y
se solubilizó hasta un 10 por ciento de solución en peso en agua. La
lechada de hidróxido cálcico se carbonató para precipitar carbonato
cálcico mediante la introducción de una mezcla de gas de 28 por
ciento en volumen de dióxido de carbono en aire a 7,3 litros
estándar por minuto dentro de la lechada, mientras se mantenía la
temperatura de la reacción próxima a condiciones isotérmicas,
pasando agua enfriada a través del encamisado del reactor.
La carbonatación continuó hasta que el valor del
pH fue inferior a 7,4. La lechada se pasó a través de un tamiz U.S.
Standard Nº 325 (44 micrones) para separar los gruesos y, a
continuación, se filtró bajo vacío una porción en un embudo Buchner,
se lavó con acetona, y la torta del filtro resultante se secó a
120ºC durante más de 1 hora, obteniéndose un producto CCP que tiene
un área superficial específica (ASE) de 111,7 m^{2}/g. Véase
Ejemplo 5 en la Tabla 3.
Se realizaron dos experimentos en el equipo de 4
litros descrito en el Ejemplo 6, usando 0,5 por ciento de sacarosa y
3,15 por ciento de sulfato de aluminio, pero usando temperaturas de
carbonatación de 20ºC y 25ºC en lugar de 12ºC. Estos experimentos
dieron lugar a productos con valores de áreas superficiales
específicas de 78,4 y 92,3 m^{2}/g, respectivamente, tal como se
muestra en la Tabla 3, como Ejemplos 7 y 7A, respectivamente.
Se llevó a cabo un experimento en el equipo de 30
litros descrito en el Ejemplo 4, pero usando 0,5 por ciento de
sacarosa y 3,15 por ciento de sulfato de aluminio, en lugar de
sacarosa solamente tal como se ha descrito en el Ejemplo 5. En este
experimento se usaron 1700 gramos de cal y se carbonataron a 38ºC, a
una velocidad de 16 LEM de CO_{2}, proporcionado un área
superficial específica de 67,5 m^{2}/g.
Los cuatro experimentos con sacarosa/sulfato de
aluminio (Ejemplos 6, 7, 7A y 8), se compararon con los Ejemplos 4,
4A, 4B y 4C, los cuales se sintetizaron usando únicamente sacarosa y
selección de temperatura (a partir de la
Tabla 2).
Tabla 2).
Mediante la adición de 3,15 por ciento de alumbre
a 0,5 por ciento de sacarosa antes de la carbonatación, el tamaño de
partícula puede reducirse adicionalmente sobre el uso de sacarosa
solamente. El área superficial se incrementó en aproximadamente 35
m^{2}/g a 10ºC. Mediante el uso de sacarosa y una combinación de
sacarosa y sulfato de aluminio, el área superficial específica se
amplió dentro de un intervalo de aproximadamente 10 a 115 m^{2}/g
(compárense datos de la Tablas 2 y 3).
| Ejemplo No. | Nivel de aditivo % | Temperatura de carbonatación (ºC) | ASE (m^{2}/g) |
| 4 | 0,5% sacarosa | 10º | 69,6 |
| 4 A | 0,5% sacarosa | 25º | 42,4 |
| 4 B | 0,5% sacarosa | 35º | 36,4 |
| 4 C | 0,5% sacarosa | 38º | 29,2 |
| 6 | 0,5% sacarosa | 12º | 112 |
| 3,15% alumbre | |||
| 7 | 0,5 sacarosa | 20º | 92,3 |
| 3,15% alumbre | |||
| 7 A | 0,5 sacarosa | 25º | 78,4 |
| 3,15% alumbre | |||
| 8 | 0,5 sacarosa | 38º | 67,5 |
| 3,15% alumbre |
El carbonato cálcico precipitado, preparado
mediante el procedimiento tal como se define por las
reivindicaciones, encuentra muchas aplicaciones en una diversidad de
mercados. La amplitud del intervalo de tamaños de partículas de los
CCPs de esta invención permiten incluso aplicaciones más amplias. La
vía de síntesis directa, la cual puede minimizar o eliminar la
necesidad de envejecimiento, permite una substitución más económica
para productos finos estándar usados en muchas aplicaciones. La
eliminación del enfriamiento requerido para algunos productos
estándar reduce adicionalmente el costo de estos nuevos productos.
La Tabla 4 muestra ejemplos típicos de aplicaciones para estos
productos.
| Aditivo | Temperatura(ºC) | ASE(m^{2}/g) | Aplicación | Tipo |
| Sacarosa | * \sim 60 | \sim 8 - 12 | Recubrimiento de papel | Sustitución/nuevo |
| Sacarosa | \sim 55 | \sim 17 | Sellantes | sustitución |
| Sacarosa | \sim 50 | \sim 20 | Sellantes | sustitución |
| Sacarosa | \sim 45 | \sim 26 | Sellantes | sustitución |
| Sacarosa | \sim 25 | \sim 45 | Recubrimiento con chorro de tinta | Nuevo |
| Adyuvante de retención | ||||
| Sacarosa + | \sim 35 | \sim 80 | Recubrimiento con chorro de tinta | Nuevo |
| Sulfato de aluminio | Adyuvante de retención | |||
| Sacarosa + | \sim 10 - 25 | \sim 90 - 115 | Adyudante de retención | Nuevo |
| Sulfato de aluminio | Productos farmacéuticos | |||
| * Indica aproximadamente |
Claims (7)
1. Un procedimiento para la preparación de
partículas discretas de carbonato cálcico prismático, que comprende
la preparación de una primera lechada de hidróxido cálcico a partir
de óxido cálcico y agua, la posterior adición a dicha primera
lechada de desde aproximadamente 0,1 por ciento en peso hasta 5,0
por ciento en peso de un sacárido o polisacárido y desde
aproximadamente 0,1 por ciento en peso hasta aproximadamente 5,0 por
ciento en peso de sulfato de aluminio, para formar una segunda
lechada de hidróxido cálcico y, mientras se agita rápidamente, la
carbonatación de la segunda lechada de hidróxido cálcico así
preparada hasta que la carbonatación se ha completado de manera
substancial, con el fin de obtener dichas partículas discretas de
carbonato cálcico prismático, iniciándose dicha carbonatación a una
temperatura de desde aproximadamente 8ºC hasta aproximadamente
64ºC.
2. El procedimiento tal como se reivindica en la
Reivindicación 1, en el que en la primera lechada de hidróxido
cálcico, la concentración de hidróxido cálcico es desde
aproximadamente 5,0 por ciento en peso hasta aproximadamente 25 por
ciento en peso.
3. El procedimiento tal como se reivindica en la
Reivindicación 1 ó 2, en el que el sacárido o polisacárido está
presente en una cantidad de desde aproximadamente 0,1 por ciento en
peso hasta aproximadamente 4,5 por ciento en peso, en base al
equivalente de carbonato cálcico de la cal disponible.
4. El procedimiento tal como se reivindica en la
Reivindicación 1, 2 ó 3, en el que dicha carbonatación se termina a
un pH de la lechada de aproximadamente 7,0.
5. El procedimiento tal como se reivindica en la
Reivindicación 1, 2, 3 ó 4, en el que, después de que la
carbonatación se ha completado de manera substancial, la lechada
carbonatada se trata con ácido polibásico suficiente como para
neutralizar esencialmente todo hidróxido cálcico sin reaccionar en
la lechada carbonatada.
6. El procedimiento tal como se reivindica en la
Reivindicación 3, en el que el sacárido o polisacárido es
sacarosa.
7. El procedimiento tal como se reivindica en una
cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, en el que el
sacárido o polisacárido está presente en una cantidad de desde
aproximadamente 0,1 por ciento en peso hasta aproximadamente 1,0 por
ciento en peso y el sulfato de aluminio está presente en una
cantidad de desde aproximadamente 0,1 hasta aproximadamente 5,0 por
ciento en peso, en base al equivalente de carbonato cálcico de la
cal disponible.
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| US20040071789A1 (en) * | 2002-02-14 | 2004-04-15 | Baron John A | Calcium supplementation to reduce prostate cancer risk |
| FR2826950B1 (fr) * | 2001-07-04 | 2004-09-10 | Solvay | Procede pour l'obtention de particules de carbonate de calcium precipite structurees a l'echelle nanometrique |
| DE60141228D1 (de) * | 2001-12-20 | 2010-03-18 | Minerals Tech Inc | Hoch-glanz-kalciumkarbonat-beschichtungszusammensetzungen und beschichtetes papier und karton damit hergestellt |
| US20050121157A1 (en) * | 2002-02-28 | 2005-06-09 | Klaus Doelle | Method for the fabrication of a fiber web |
| JP2006076828A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Kyushu Institute Of Technology | バテライト型結晶系炭酸カルシウムと澱粉との複合体、被記録媒体、印字物、インクジェット記録方法及び被記録媒体の製造方法 |
| FR2881957B1 (fr) * | 2005-02-16 | 2008-08-08 | Solvay | Comprimes comprenant une substance biologiquement active et un excipient |
| US7635729B2 (en) * | 2005-09-29 | 2009-12-22 | Raymond Lee Nip | Zinc oxide coated particles, compositions containing the same, and methods for making the same |
| FR2891546B1 (fr) * | 2005-10-04 | 2010-09-03 | Solvay | Utilisation de particules de carbonate de calcium dans des compositions polymeriques transparentes, compositions polymeriques transparentes et procede de fabrication de ces compositions |
| CN101362048B (zh) * | 2008-09-02 | 2011-01-26 | 李发修 | 用电石渣吸收利用二氧化碳的方法与专用二氧化碳吸收器 |
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|---|---|---|---|---|
| US2188663A (en) * | 1938-04-04 | 1940-01-30 | Diamond Alkali Co | Process of making fine particle alkaline earth metal carbonates |
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| US3443890A (en) * | 1966-12-05 | 1969-05-13 | Diamond Shamrock Corp | Process for the production of calcium carbonate |
| US3669620A (en) * | 1969-09-08 | 1972-06-13 | Tate & Lyle Ltd | Manufacture of aragonite |
| US4237147A (en) * | 1974-01-04 | 1980-12-02 | Monsanto Company | Stabilized amorphous calcium carbonate |
| GB1447566A (en) * | 1974-02-14 | 1976-08-25 | Ici Ltd | Production of calcium carbonate |
| RO87978A2 (ro) * | 1983-07-21 | 1985-11-30 | Combinatul De Ingrasaminte Chimice,Ro | Procedeu de fabricare a carbonatului de calciu pur |
| JPS60103025A (ja) * | 1983-11-04 | 1985-06-07 | Shiraishi Chuo Kenkyusho:Kk | 炭酸カルシウムの製造方法 |
| JPS62202817A (ja) * | 1986-02-27 | 1987-09-07 | Toyo Denka Kogyo Kk | 微細炭酸カルシウム粒子の製造方法 |
| JPH0653571B2 (ja) * | 1986-03-08 | 1994-07-20 | 丸尾カルシウム株式会社 | 炭酸カルシウムの製造方法 |
| JP2604202B2 (ja) * | 1988-05-31 | 1997-04-30 | 株式会社カルシード | 紡錘状炭酸カルシウムの製造方法 |
| US5269818A (en) * | 1990-03-13 | 1993-12-14 | Pfizer Inc | Rhombohedral calcium carbonate and accelerated heat-aging process for the production thereof |
| US5558850A (en) * | 1990-07-27 | 1996-09-24 | Ecc International Limited | Precipitated calcium carbonate |
| US5332564A (en) * | 1992-07-10 | 1994-07-26 | Ecc International Inc. | Process for production of rhombic shaped precipitated calcium carbonate |
| JP3055334B2 (ja) * | 1992-11-16 | 2000-06-26 | 菱光石灰工業株式会社 | 膠質炭酸カルシウムの製造法 |
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