ES2582388T3

ES2582388T3 - Proceso para la producción de CCP

Info

Publication number: ES2582388T3
Application number: ES08734544.3T
Authority: ES
Inventors: Kaare Hvid Hansen; Mogens Pedersen
Original assignee: Omya International AG
Current assignee: Omya International AG
Priority date: 2007-04-20
Filing date: 2008-04-17
Publication date: 2016-09-12
Anticipated expiration: 2028-04-17
Also published as: BRPI0810238A8; JP2010524813A; EP2144851B1; KR20100007871A; SI2144851T1; TWI443067B; MX2009011078A; US8778294B2; TW200906727A; US20100135891A1; RU2436734C2; CN101668703A; UY31031A1; EP2144851A1; JP5409599B2; PL2144851T3; AU2008241151B2; CA2686416A1; DK2144851T3; CN101668703B

Abstract

Un proceso para la producción de carbonato de calcio precipitado por carbonación de hidróxido de calcio, que comprende ejecutar, en paralelo y en dos o más recipientes de reacción separados, los pasos de: i) poner en contacto hidróxido de calcio con un gas que comprende dióxido de carbono para permitir la formación de carbonato de calcio en un primer recipiente de reacción, y después ii) transferir una parte de la mezcla de reacción de hidróxido de calcio y carbonato de calcio del primer recipiente de reacción a un segundo recipiente de reacción; y después iii) añadir óxido de calcio, cal o hidróxido de calcio deshidratado, o una combinación de cualesquiera de los tres, a una parte de la mezcla resultante de hidróxido de calcio y carbonato de calcio del paso ii) en el segundo recipiente de reacción; y después iv) volver a transferir la parte de la mezcla de reacción producida en el paso iii) al primer recipiente de reacción que de ese modo se combina con la reacción de carbonación en curso; de modo tal que se permita la circulación continua o no continua entre los dos o más recipientes de reacción.

Description

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DESCRIPCION

Proceso para la produccion de CCP Campo tecnico de la invencion

La presente invencion se refiere a un proceso para la fabricacion de carbonato de calcio precipitado en un reactor de baja intensidad de energla. En particular, la invencion proporciona un proceso con el que se obtiene CCP con un alto contenido de materia seca agregando cal viva o hidroxido de calcio deshidratado a la reaccion de carbonacion como alternativa o suplemento a la cal apagada que se usa en los procesos convencionales.

Antecedentes de la invencion

El carbonato de calcio precipitado se usa extensamente como pigmento o relleno mineral en la produccion de bienes tales como papel, pasta dental, pintura y plasticos, y el CCP de alta calidad se usa en formulaciones farmaceuticas. El CCP se produce mediante un proceso de reaccion que utiliza oxido de calcio (cal), dioxido de carbono y agua. Esta reaccion de precipitacion puede producir tres polimorfos diferentes (calcita, aragonita y vaterita) segun que condiciones especlficas se usen para la reaccion. Los principales tipos comerciales de CCP son la aragonita o calcita acicular con las siguientes morfologlas: romboedrica, prismatica, coloidal, acicular y escalenoedrica y para cada forma es posible ajustar el nivel de agregacion, el tamano de partlcula, la distribucion de tamano y el area superficial cambiando los parametros del proceso.

La mayorla de las reacciones de carbonacion del CCP comercial se llevan a cabo en reactores con una baja intensidad de energla en el mezclado (menos de 10 kW/m3). Por lo tanto, si se si se buscara una solucion homogenea durante la carbonacion, y con ello tambien un producto homogeneo, se necesita una cal apagada de viscosidad relativamente baja (viscosidad de Brookfield inferior a 1000, eje 3, 100 rpm). En consecuencia, la mayor parte del CCP comercial se produce en el paso de carbonacion con una deshidratacion final de entre 12 y 24% de solidos. Debido a la baja cantidad de solidos, se requiere mas procesamiento adicional (concentracion) si los rellenos han de ser transportados distancias largas. La concentracion de los rellenos a escala industrial requiere habitualmente un alto corte o altas presiones lo que da lugar a la rotura de algunas de las partlculas de CCP o agregados de CCP.

La rotura de las partlculas de CCP libera Ca(OH)2 con lo cual aumenta el pH de la solucion de CCP. Como las soluciones de cCp comercial se venden en general con un pH entre 8 y 10, se hace necesario con frecuencia agregar un paso de estabilizacion del pH.

Cuando se produce CCP en un reactor convencional de baja intensidad de energla, es posible aumentar los solidos para llegar a un contenido de materia seca de aproximadamente 35% mediante la eliminacion mecanica de agua del producto carbonatado, por ejemplo por centrifugacion, decantacion o filtracion. Sin embargo, esto disminuira la pendiente de la distribucion de tamano de partlcula como lo muestra el aumento en el numero de la pendiente calculado como la cantidad de masa del fractil 75% del tamano de partlcula dividida por la cantidad de masa del fractil 25% de masa. Los analisis que realizaron los inventores en una produccion de CCP a gran escala muestran que la proporcion de masa de los fractiles 75%/25% puede aumentar de 1,5 a 2,0. Ademas, se evita un paso secundario de estabilizacion de pH.

En el arte se han descripto varios procesos para la precipitacion de CCP en los que el CCP con alto contenido de materia seca se produce en procesos que comprenden el uso de cal viva: las US 6.761.869, US 6.602.484, US 6.699.318, US 6.475.459 y Wo 03/106344 proveen todas procesos que emplean la carbonacion de cal viva o procesos en los que se combinan los pasos de apagado y carbonacion. En cada caso, sin embargo, el proceso requiere alta intensidad de energla, presion alta y/o el uso de grandes volumenes de gas lo que convierte a los procesos en inadecuados para la fabricacion de CCP a gran escala y con un costo razonable. Por otra parte, estos procesos no pueden emplearse en la fabricacion de todas las formas de CCP comercialmente importantes que se mencionaron anteriormente.

Existen otros procesos especializados para la fabricacion de formas particulares de CCP: la US 5.695.733 proporciona un proceso para convertir el CCP escalenoedrico agregado a CCP romboedrico agregado mediante el control de la conductividad durante la reaccion y la US 6.022.517 describe un proceso para la fabricacion de carbonato de calcio de calcita o aragonita acicular que posee racimos de cristales aciculares con forma de bastoncito o aguja por carbonacion de hidroxido de calcio u oxido de calcio en presencia de compuestos de aluminio solubles en agua. A pesar de que estos procesos pueden emplear la carbonacion de cal viva, no resuelven la necesidad de un proceso economico y eficiente adecuado para la produccion de todas las formas de CCP comercialmente importantes.

Por ultimo, cuando se utiliza cal viva en los procesos analizados anteriormente, se sugiere anadir la cal viva

directamente en el reactor de carbonacion. En un reactor convencional de baja energla, sin embargo, la adicion de cal viva directamente en el reactor constituye un problema por el hecho de que fluye una corriente relativamente grande de gas a traves del reactor. El gas esta saturado con agua y dado que la cal es higroscopica, el flujo de gas produce la sedimentacion de la cal en las diversas partes del equipo lo que genera la disfuncion de las piezas 5 mecanicas del reactor y la formacion de productos no uniformes. Ademas, la cal anadida directamente a un reactor de carbonacion puede producir grandes concentraciones de calcio en el punto de la adicion. Esto podrla causar la siembra y, consecuentemente, un tamano de partlcula mayor en el producto final.

En consecuencia, por razones practicas y economicas serla utillsimo un proceso mejorado para la fabricacion de carbonato de calcio precipitado uniforme en un reactor de baja intensidad de energla y con alto contenido de solidos. 10 En particular, serla deseable disenar un principio para aumentar los solidos en las reacciones de carbonacion que se pueda aplicar en la preparation de todas las formas de CCP comercialmente relevantes.

Sumario de la invention

Asl, un objetivo de la presente invencion es proveer un metodo eficaz y economico para la production de aragonita y calcita acicular con las siguientes morfologlas: CCP prismatico, romboedrico, coloidal y escalenoedrico con alto 15 contenido de solidos. En particular, es un objeto de la presente invencion proveer un proceso que resuelva los problemas mencionados mas arriba y que surgen cuando se anade cal viva directamente en el reactor de carbonacion.

De acuerdo con lo expuesto, se ha disenado un proceso que permite la produccion de CCP en un reactor comercial de baja intensidad de energla para carbonacion, donde el llmite final de los solidos de CCP es la viscosidad del 20 producto (limitada por la absorcion de CO2, el mezclado, la capacidad de bombeo, etc.) y no la viscosidad de la materia prima (una solution de hidroxido de calcio). Si no se agrega nada para reducir la viscosidad (auxiliares dispersantes o similares), entonces puede producirse CCP con un contenido de solidos de hasta por lo menos 40%. Si se agregan agentes dispersantes o similares, entonces es posible llegar al 75%.

Por ello, un aspecto de la invencion se refiere a un proceso para la produccion de carbonato de calcio precipitado 25 por carbonacion de hidroxido de calcio, que comprende ejecutar, en paralelo y en dos o mas recipientes de reaction separados, los pasos de:

i) poner en contacto hidroxido de calcio con un gas que comprende dioxido de carbono para permitir la formacion de carbonato de calcio, y

ii) anadir oxido de calcio, cal o hidroxido de calcio deshidratado, o una combination de cualesquiera de los tres, a 30 una parte de la mezcla resultante de hidroxido de calcio y carbonato de calcio;

de modo tal que se permita la circulation continua o no continua entre los dos o mas recipientes de reaccion.

Otro aspecto de la presente invencion se refiere a un sistema reactor que comprende:

a) una entrada de agua opcional,

b) una entrada de gas, y

35 c) un bucle de recirculation, que comprende una entrada para la adicion de cal, oxido de calcio, hidroxido de calcio deshidratado, o una combinacion de cualesquiera de los tres, y, opcionalmente, una entrada de agua.

Otro aspecto adicional de la presente invencion es proveer el uso de un sistema reactor de acuerdo a la invencion para la produccion de carbonato de calcio precipitado.

Breve description de las Figuras

40 Figura 1: Resumen del proceso de CCP de la Asociacion Europea del Carbonato de Calcio, Reunion del Grupo de Trabajo del CCP del 5 de octubre de 2004.

Figura 2: Presentation esquematica de un sistema reactor de acuerdo a la invencion que comprende un primer recipiente, o recipiente principal, de reaccion (A), una entrada de agua opcional (C), una entrada de gas (D), y un bucle de recirculacion (E), que comprende una entrada para la adicion del oxido de calcio, cal, hidroxido de calcio 45 deshidratado, o una combinacion de cualesquiera de los tres (F) y, opcionalmente, una entrada de agua (G).

Figura 3: Presentacion esquematica de un sistema reactor de acuerdo a la invencion que comprende un primer

recipiente, o recipiente principal, de reaccion (A), un segundo recipiente de reaccion (B), una entrada de agua opcional (C), una entrada de gas (D), y un bucle de recirculacion (E), que comprende una entrada para la adicion del oxido de calcio, cal, hidroxido de calcio deshidratado, o una combinacion de cualesquiera de los tres (F) y, opcionalmente, una entrada de agua (G).

5 Figura 4: Fotografla SEM (Microscopla Electronica de Escaneo) de CCP escalenoedrico como se prepara en el Ejemplo 1.

Figura 5: Fotografla SEM de un producto de CCP coloidal como se prepara en el Ejemplo 2.

Figura 6: Fotografla SEM de un producto de CCP coloidal como se prepara en el Ejemplo 3.

Figura 7: Fotografla SEM de CCP de aragonita agregado como se prepara en el Ejemplo 4.

10 Figura 8: Fotografla SEM de CCP romboedrico discreto como se prepara en el Ejemplo 5.

A continuacion se describira la presente invencion con mayor detalle.

Description detallada de la invencion Definiciones

Antes de pasar al analisis de la presente invencion en detalle, se definiran primeramente los siguientes terminos y 15 convenciones:

Cuando en el presente contexto se usa el termino “Oxido de calcio” se refiere a materia que es 100% CaO.

El termino “Hidroxido de calcio deshidratado”, por el contrario, se refiere a materia que es 80-100% Ca(OH)2 y 0-20% agua.

Con respecto a la presente invencion, el termino “cal” se usa en su sentido convencional referido a una mezcla de 20 oxido de calcio, hidroxido de calcio, carbonato de calcio e impurezas como arena, piedra, hierro, oxido de magnesio, metales pesados, etc., donde el oxido de calcio excede normalmente el 80% del contenido en peso, el contenido de hidroxido de calcio normalmente es menos de 5%, el carbonato de calcio normalmente es inferior a 10% y las impurezas son normalmente menos del 10%.

Un primer aspecto de la invencion proporciona un proceso para la production de carbonato de calcio precipitado por 25 carbonacion de hidroxido de calcio, que comprende ejecutar, en paralelo y en dos o mas recipientes de reaccion separados, los pasos de:

i) poner en contacto hidroxido de calcio con un gas que comprende dioxido de carbono para permitir la formation de carbonato de calcio, y

ii) anadir oxido de calcio, cal o hidroxido de calcio deshidratado, o una combinacion de cualesquiera de los tres, a 30 una parte de la mezcla resultante de hidroxido de calcio y carbonato de calcio;

de modo tal que se permita la circulation continua o no continua entre los dos o mas recipientes de reaccion, vease tambien la Figura 2.

Los procesos que se acaban de sugerir para la precipitation de carbonato de calcio y que incluyen el uso de cal son basicamente reacciones de un paso en las que se anade la cal directamente a la reaccion de carbonacion. En el 35 proceso de acuerdo a la invencion, sin embargo, la precipitacion del carbonato de calcio se lleva a cabo como un proceso de dos pasos: en un primer recipiente de reaccion, se pone en contacto una cantidad de hidroxido de calcio con un gas que comprende dioxido de carbono con lo cual se permite la formacion de carbonato de calcio. Para facilitar la adicion de cal y/o hidroxido de calcio, se transfiere entonces una parte o allcuota de la mezcla de reaccion del primer recipiente de reaccion a un segundo recipiente, o recipiente separado, de reaccion. A continuacion, una 40 vez que se ha agregado oxido de calcio, cal o hidroxido de calcio deshidratado, o una combinacion de cualesquiera de los tres, la parte o allcuota de la mezcla de reaccion se vuelve a transferir al primer recipiente de reaccion y se combina de ese modo con la reaccion de carbonacion en curso.

En este proceso de dos pasos es posible anadir cal o hidroxido de calcio con un contenido de solidos por encima del 80% sin enfrentarse a ninguno de los problemas que apareclan con los procesos del arte anterior. Se evitan 45 especialmente los problemas con respecto a la formacion de polvo y a la deposition de cal o hidroxido de calcio

dentro del reactor de carbonacion. Aun mas, el proceso de la invencion hace posible aumentar la cantidad de materia seca en el reactor de carbonacion desde aproximadamente 20% a 40% e incluso hasta 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70% o 75% sin aumentar la viscosidad y sin ocasionar alteraciones indeseadas de la morfologla del producto. Esto posibilita la produccion de los principales tipos comerciales de CCP, aragonita o calcita acicular con 5 las siguientes morfologlas: romboedrica, prismatica, coloidal, acicular y escalenoedrica, directamente en un reactor convencional con un contenido de materia seca de hasta 75%.

Otras ventajas de la presente invencion tienen que ver con los aspectos economicos asociados a la produccion de CCP a escala industrial. En este sentido, el proceso de acuerdo a la invencion ofrece la posibilidad de utilizar comercialmente mas fuentes de cal que las actualmente posibles. Por otra parte, los analisis del inventor han 10 mostrado que mediante la implementacion del proceso de la presente invencion es posible aumentar la capacidad existente de la planta y al mismo tiempo reducir los costos de fabrication variables. Los costos de fabrication disminuyen en base a los siguientes cinco puntos:

- se reduce el consumo de agua durante el proceso;

- se aumenta la capacidad de usar cales que se consideran generalmente diflciles de procesar como la cal con 15 reactividad muy alta o muy baja o cal con una alta fraction de material muy quemado;

- se reduce el consumo de electricidad, en parte debido a una reduction del agua que se necesita transportar y en parte debido a un aumento de la capacidad;

- se reduce el consumo de cal debido a que la perdida de CaO y Ca(OH)2 anadido a la carbonacion seran virtualmente cero;

20 - se reduce normalmente el consumo de agua refrigerante.

El aumento de la capacidad se debe al aumento del tamano de la tanda, a la vez que se mantienen constantes las secuencias improductivas del proceso de precipitation tales como vaciado, rellenado y lavado. Hoy en dla, estos procesos comprenden a menudo una parte sustancial del ciclo reactor. El aumento de la densidad de la solution de CCP tambien aumentara ligeramente la absorcion de CO2 lo que generara un aumento de la capacidad.

25 En el proceso de acuerdo a la invencion, se agrega cal o hidroxido de calcio deshidratado, o una combination de ambos, a una parte o allcuota de la reaction de carbonacion como medio para aumentar la materia seca. Sin embargo, desde el punto de vista del proceso, se deben tener en cuenta los siguientes puntos:

1. El hidroxido de calcio libera agua cuando reacciona con CO2; esta liberation comprende alrededor de 1 m3/5,5 tm de CCP deshidratado. Esto significa que el nivel de rellenado deberla descender en alrededor de 1 m3 si se emplea

30 Ca(OH)2 deshidratado.

2. Se necesita un sistema de almacenamiento aparte si se ha de usar cal y ademas hidroxido de calcio.

Como consecuencia, en la mayorla de los casos, se prefiere actualmente el uso de cal, tal como cal viva, en vez de utilizar oxido de calcio e hidroxido de calcio deshidratado y combinaciones de oxido de calcio, cal y/o hidroxido de calcio deshidratado.

35 En las formas de realization mas simples, este proceso de circulation se realiza manualmente mediante la retirada repetida de allcuotas de la reaccion de carbonacion y anadiendo la cal y/o hidroxido de calcio a las allcuotas antes de recombinar las allcuotas con la reaccion de carbonacion. En la mayorla de los usos industriales, sin embargo, es conveniente establecer una conexion permanente entre los dos o mas recipientes de reaccion, que reemplace el manejo manual de las allcuotas de la reaccion de carbonacion. La conexion se puede establecer por medio de tubos 40 y/o mangueras.

Segun una realizacion de la invencion, se anade el oxido de calcio, cal o hidroxido de calcio deshidratado, o dicha combinacion de cualesquiera de los tres, a la reaccion de carbonacion en el paso i) del proceso por medio de un bucle de recirculation. En esta realizacion, los pasos i) y ii) se realizan en recipientes de reaccion que estan interconectados por medio de un bucle de recirculacion. Se observara que, en esta realizacion, se produce un flujo 45 de la mezcla de reaccion desde el primer recipiente de reaccion, pasando por al menos una entrada para la adicion del oxido de calcio, cal o hidroxido de calcio deshidratado, o una combinacion de cualesquiera de los tres, y de regreso al primer recipiente de reaccion. Debe entenderse ademas que el flujo a traves de este bucle de recirculacion puede producirse sin interruption durante toda la reaccion de carbonacion o durante la parte principal de la reaccion de carbonacion. Como alternativa, el flujo puede interrumpirse durante uno o mas periodos cada vez 50 que sea necesario, como por ejemplo cuando se requiere para controlar las condiciones de reaccion de la reaccion de carbonacion.

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El proceso de acuerdo a la invencion proporciona una ventaja particular al suprimir la necesidad de la capacidad para eliminar el agua pues ofrece la posibilidad de fabricar cCp con alto contenido de solidos sin emplear un paso de eliminacion de agua. Aparte de la conveniencia que trae aparejada la supresion del paso de elimination de agua, se generara una potenciacion de la calidad del producto, ya que si el producto se fabrica p. ej. en un 35% directamente en el reactor, tendra una distribution de tamano considerablemente de mayor pendiente que un producto desprovisto de agua. En el caso del CCP agregado convencional, la distribucion de tamano calculada como proportion de masa de los fractiles 75/25 esta en el rango de 1,40 a 1,65. La eliminacion de agua hasta un 35% de solidos en un decantador comun produce generalmente un aumento de la proporcion de masa de los fractiles 75/25 de 0,1 a 0,2, mientras que se obtiene una proporcion inferior de 1,30-1,55 cuando se usa el metodo de acuerdo a la invencion. En el arte, se sabe que un producto de relleno de alta pendiente tiene mejor rendimiento optico en comparacion con un relleno de baja pendiente. Segun una realization particular de la invencion, por lo tanto, el proceso no requiere un paso de eliminacion de agua para obtener el buscado carbonato de calcio precipitado o solucion de carbonato de calcio precipitado.

La cantidad real de oxido de calcio, cal o hidroxido de calcio, o combination de cualesquiera de los tres, que se agrega dependera de que producto de CCP se desee en particular. A los fines de la presente invencion, por lo tanto, el oxido de calcio, cal o hidroxido de calcio, o combinacion de cualesquiera de los tres, puede agregarse en cantidades suficientes para proporcionar como producto final, una suspension que contiene desde 10-75% (p/p) de materia seca (carbonato de calcio precipitado), como por ejemplo una suspension que contiene desde 10-70% (p/p), tal como desde 10-65% (p/p), desde 10-60% (p/p), desde 10-55% (p/p), desde 10-50% (p/p), desde 10-45% (p/p), desde 15-45% (p/p), desde 20-45% (p/p), desde 25-45% (p/p), desde 25-40% (p/p), desde 27-38% (p/p), desde 2733% (p/p), o tal como desde 30-38% (p/p) sin llevar a cabo un paso de eliminacion de agua.

En el proceso de acuerdo a la invencion, la reaction de carbonacion puede comenzarse a una temperatura entre 5 y 100°C, tal como a una temperatura entre 5 y 60°C, tal como a una temperatura entre 15 y 80°C, o tal como a una temperatura entre 20 y 85°C. Los rangos particulares para las temperaturas de inicio preferidas se aplican segun las caracterlsticas del producto deseado. En general, las temperaturas bajas durante la adicion del CO2 tienden a producir partlculas de CCP romboedricas. Las temperaturas mas calidas durante la adicion del CO2 tienden a producir partlculas de CCP escalenoedricas. En particular, resultara apropiado usar una temperatura inicial de entre 5 y 20°C si el producto deseado es CCP romboedrico discreto. Por el contrario, cuando el producto deseado es CCP escalenoedrico agregado o CCP discreto de aragonita, sera conveniente usar una temperatura inicial de entre 30 y 60°C. Si el proceso se realiza con el fin de producir CCP coloidal, se puede usar una temperatura inicial de entre 10 y 50°C.

En la literatura tecnica se encuentran instrucciones generales para la preparation de distintas morfologlas de CCP, incluso una description de los diversos parametros de reaccion, vease por ejemplo WO 01/92422 A1 y WO 01/66467 A1. La production de CCP con morfologla de calcita acicular esta descripta en la US 6.022.517 mientras que la fabrication de CCP con una morfologla de calcita prismatica aparece en la US 5.695.733.

En una realizacion particular de la invencion, el proceso se usa para la fabricacion de CCP coloidal. Segun esta realizacion, la reaccion de carbonacion en el paso i) del proceso comienza a una temperatura desde 10-60°C, preferiblemente a una temperatura desde 10-50°C, y el oxido de calcio, cal o hidroxido de calcio, o combinacion de cualesquiera de los tres, se anade en cantidades suficientes para obtener, como producto final, una suspension que contiene desde 30-55% (p/p) de cristales de carbonato de calcio precipitado que poseen una morfologla de calcita coloidal tal como desde 30-35% (p/p) de carbonato de calcio precipitado con morfologla de calcita coloidal.

En una segunda realizacion particular, el proceso se realiza con el fin de producir CCP romboedrico discreto. Por lo tanto, la reaccion de carbonacion en el paso i) del proceso comienza a una temperatura desde 5-20°C y el oxido de calcio, cal o hidroxido de calcio, o combinacion de cualesquiera de los tres, se agrega en cantidades suficientes para obtener, como producto final, una suspension que contiene desde 27-35% (p/p) de cristales de carbonato de calcio precipitado con morfologla de calcita romboedrica.

En otra realizacion, la reaccion de carbonacion en el paso i) del proceso comienza a una temperatura desde 15-60°C y el oxido de calcio, cal o hidroxido de calcio, o combinacion de cualesquiera de los tres, se anade en cantidades suficientes para obtener como producto final, una suspension que contiene desde 30-55% (p/p) de cristales de carbonato de calcio precipitado con morfologla de calcita escalenoedrica agregada.

En otras realizaciones, la reaccion de carbonacion en el paso i) del proceso comienza a una temperatura desde 25- 60°C y la cal, oxido de calcio o el hidroxido de calcio, o combinacion de cualesquiera de los tres, se anade en cantidades suficientes para obtener como producto final, una suspension que contiene desde 30-55% (p/p) de cristales de carbonato de calcio precipitado con morfologla de calcita acicular.

En otras realizaciones adicionales, la reaccion de carbonacion en el paso i) del proceso comienza a una temperatura desde 5-30°C y el oxido de calcio, cal o hidroxido de calcio, o combinacion de cualesquiera de los tres, se anade en cantidades suficientes para obtener como producto final, una suspension que contiene desde 30-55% (p/p) de

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cristales de carbonato de calcio precipitado con morfologla de calcita prismatica discreta.

En otra realization adicional, la reaction de carbonacion en el paso i) del proceso comienza a una temperatura desde 30-80°C y el oxido de calcio, cal o hidroxido de calcio deshidratado, o combination de cualesquiera de los tres, se anade en cantidades suficientes para obtener como producto final, una suspension que contiene desde 1045% (p/p) de cristales de carbonato de calcio precipitado aragonltico.

Para aprovechar completamente el potencial del proceso de acuerdo a la invention se prefiere que el oxido de calcio, cal o hidroxido de calcio deshidratado, o dicha combinacion de cualesquiera de los tres, tenga un alto contenido de solidos. Para fines especlficos, se puede preferir un contenido de solidos de 75% o mas, tal como un contenido de solidos de 80% o mas, de 85% o mas, de 90% o mas, 95% o mas, 96% o mas, 97% o mas, 98% o mas, o tal como un contenido de solidos de 99% o mas.

Para ciertas aplicaciones del proceso puede resultar conveniente proporcionar frlo o calor durante la reaccion de carbonacion. En el contexto de la presente invencion, una manera conveniente de obtener frlo o calor es equipar el bucle de recirculation antes descripto con un dispositivo refrigerante, un dispositivo de intercambio de calor o un dispositivo calentador.

Los procesos conocidos para la preparation de CCP con alto contenido de solidos y que necesitan gran consumo de energla se realizan en reactores con un tamano de 1 m3 o menos. El proceso de acuerdo a la invencion puede usarse en laboratorio y en sistemas relativamente pequenos as! como en fabrication a gran escala industrial y, normalmente, el experto en la materia intentara usar reactores que tengan un volumen considerablemente mayor al de un tlpico reactor de alta intensidad de energla. En consecuencia, el recipiente de reaccion del paso i) del proceso y el recipiente de reaccion (A) de los Dibujos 2 y 3 tienen preferiblemente un volumen de 2 m3 o mas, tal como 3 m3 o mas, 4 m3 o mas, 5 m3 o mas, 10 m3 o mas, 15 m3 o mas, 20 m3 o mas, 25 m3 o mas, 30 m3 o mas, 35 m3 o mas, 40 mo mas, 45 mo mas, 50 mo mas, 60 mo mas, 70 mo mas, 80 mo mas, 90 mo mas, 100 m o mas, 125 m3 o mas, o tal como un volumen de 150 m3 o mas.

Tambien se puede preferir que el recipiente de reaccion del paso i) del proceso y el recipiente de reaccion (A) de los Dibujos 2 y 3 tengan un volumen que varla desde 1 a 70 m3, tal como desde 2 a 70 m3, desde 3 a 70 m3, desde 4 a 70 m3, desde 5 a 70 m3, desde 7 a 70 m3, desde 10 a 80 m3, desde 15 a 90 m3, desde 20 a 95 m3, desde 25 a 100 m3, desde 30 a 110 m3, desde 40 a 125 m3, o tal como desde 40 a 150 m3.

Dado que la cal, oxido de calcio o hidroxido de calcio deshidratado, o combinacion de cualesquiera de los tres, se ha de anadir mezclandolo inicialmente con una pequena portion de la reaccion de carbonacion, se prefiere por conveniencia que el recipiente de reaccion del paso ii) y el recipiente de reaccion (B) del Dibujo 3 tengan un volumen activo que es considerablemente menor que el del recipiente de reaccion del paso i) del proceso y el recipiente de reaccion (A) del Dibujo 3. En particular, puede ser preferible un volumen de 50 litros o mas para el recipiente de reaccion del paso ii), tal como 100 litros o mas, 250 litros o mas, 500 litros o mas, 200 litros o mas, 750 litros o mas, 1000 litros o mas, 2000 litros o mas, 3000 litros o mas, 4000 litros o mas, tal como 5000 litros o mas.

Tambien se puede preferir que el recipiente de reaccion del paso ii) del proceso y el recipiente de reaccion (B) del Dibujo 3 tengan un volumen de 50 a 1000 litros, tal como 75 a 1000 litros, 100 a 1000 litros, 150 a 1000 litros, 200 a 1000 litros, 250 a 1000 litros, 300 a 1000 litros, 350 a 1000 litros, 400 a 1000 litros, 450 a 1000 litros, o tal como un volumen de 500 a 1000 litros.

Aunque se entiende que se puede usar un gas formado exclusivamente por dioxido de carbono en el paso i) del proceso de acuerdo a la invencion, debe tenerse en cuenta que el contenido de dioxido de carbono de dicho gas puede variar segun la fuente y el proposito. Consecuentemente, el gas que comprende dioxido de carbono en el paso i) del proceso puede tener por ejemplo un contenido de dioxido de carbono de 5-35%, tal como 5-30%, o 1025%, o un contenido de dioxido de carbono de 70-100%, 75-100%, 80-100%, 90-100% o tal como 95-100%. En las realizaciones ilustrativas particulares de la invencion que se incluyen en la presente solicitud a modo de ejemplos, se ha empleado un gas que comprende 15-25% de dioxido de carbono.

Por otra parte, el experto en la materia observara que es posible controlar la velocidad de precipitation variando la velocidad a la cual se suministra el dioxido de carbono a la reaccion de carbonacion. En realizaciones particulares de la invencion, el dioxido de carbono en el paso i) del proceso se agrega a una velocidad correspondiente a un volumen de gas por volumen de reactor por minuto desde 2 a 8, tal como desde 2,2 a 4,8, o desde 2,3 a 4,5 o desde

2,4 a 4,3 o desde 2,5 a 4,1 o tal como desde 2,6 a 3,9.

En la mayorla de los casos, se preferira que el oxido de calcio y/o el hidroxido de calcio deshidratado anadido en el proceso de la invencion, y/o el hidroxido de calcio tenga un tamano de partlcula de 15 mm o menos, tal como 12 mm o menos, 10 mm o menos, 9 mm o menos u 8 mm o menos.

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Para obtener un producto de CCP con un contenido de solidos de hasta 75%, puede resultar necesario agregar uno o mas componentes que puedan disminuir la viscosidad en la reaccion y en el producto final, eligiendose dichos componentes opcionalmente del grupo formado por: agentes dispersantes como pollmeros anionicos y sales de calcio. Estos componentes podrlan agregarse antes de la reaccion o durante la reaccion en cualquier lugar del sistema de reaccion.

Al contrario de los procesos conocidos hasta ahora para la preparacion de CCP con alto contenido de solidos, el proceso de acuerdo a la invencion utiliza energla de baja intensidad. Por lo tanto, una caracterlstica del proceso es que el contenido de dichos recipientes de reaccion puede mezclarse adecuadamente empleando una intensidad de energla de 50 kW/m3 o menos, preferiblemente de 40 kW/m3, tal como 30 kW/m3 o menos, 20 kW/m3 o menos,

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15 kW/m o menos, 10 kW/m o menos, 9 kW/m o menos, 8 kW/m o menos, 7 kW/m o menos, 6 kW/m o menos, 5 kW/m3 o menos, 4 kW/m3 o menos, 3 kW/m3 o menos o tal como 2 kW/m3 o menos. Con respecto a la intensidad de energla, el solicitante desarrolla el proceso de acuerdo a la invencion con una intensidad de energla de 3 a 5 kW/m3.

En general, el tiempo de reaccion requerido para la carbonacion adecuada depende del contenido de materia seca de la mezcla de reaccion, la velocidad especlfica de adicion del CO2 y el grado y tipo de agitacion: pero al aumentar el contenido de materia seca se requiere un periodo mas prolongado para la carbonacion. Con respecto al proceso de la invencion, puede convenir dejar que la reaccion de carbonacion del paso i) del proceso prosiga durante 30 minutos a 24 horas, tal como desde 1 a 20 horas, desde 1 a 15 horas, desde 1 a 10 horas, desde 1 a 5 horas, desde 1 a 3 horas, o tal como desde 2 a 20 horas, desde 2 a 15 horas, desde 2 a 10 horas o desde 2 a 5 horas, o tal como desde 3 a 20 horas, desde 3 a 15 horas, desde 3 a 10 horas o tal como desde 1 a 6 horas. Con el empleo de reactores convencionales de baja intensidad de energla, el solicitante ha conseguido una carbonacion satisfactoria en un tiempo de reaccion de 30 minutos a 1 hora con mezclas de reaccion que tienen un contenido de materia seca de aproximadamente 5%. De igual modo, con el empleo de reactores convencionales de baja intensidad de energla, el solicitante ha conseguido una carbonacion satisfactoria en un tiempo de reaccion de aproximadamente 6 horas con mezclas de reaccion que tienen un contenido de materia seca de aproximadamente 18%.

En otras realizaciones de acuerdo a la invencion, la carbonacion del paso i) se deja proseguir durante 5 minutos o mas antes de agregar el oxido de calcio, cal o hidroxido de calcio deshidratado, o dicha combinacion de cualesquiera de los tres, en el paso ii) del proceso, tal como durante 10 minutos o mas, durante 15 minutos o mas, durante 20 minutos o mas, durante 30 minutos o mas, durante 1 hora o mas, durante 2 horas o mas, durante 3 horas o mas, durante 4 horas o mas, durante 5 horas o mas, durante 6 horas o mas, o tal como durante 7 horas o mas.

Para llegar a que se complete la reaccion de carbonacion, puede convenir dejar que la carbonacion prosiga hasta alcanzar un pH de 8 o menos a 25°C. Ademas, puede resultar preferible que la reaccion de carbonacion en el paso 1 se deje proseguir hasta que el 10%, o mas, del calcio este en forma de carbonato de calcio. Esto depende del tipo de producto a obtener.

En las realizaciones elementales de la invencion, el objetivo es producir CCP sin que ocurran cambios sustanciales en la morfologla cristalina durante la reaccion de carbonacion. En estas realizaciones, el oxido de calcio se anade en cantidades suficientes para mantener un excedente a lo largo de todo el proceso.

Queda dentro del alcance de la presente invencion, sin embargo, operar tambien el proceso de la invencion de manera que la morfologla del carbonato de calcio cambie durante el proceso. En particular, el proceso de la presente puede usarse, p. ej., para convertir CCP escalenoedrico agregado a CCP prismatico agregado. Como ya lo sugirieron Kroc et al., Patente Estadounidense 5.695.733, esto se puede lograr controlando la conductividad de la solucion de la mezcla de reaccion durante la reaccion de carbonacion. Consecuentemente, las realizaciones particulares de la presente invencion proporcionan un proceso que comprende el uso de un material de simiente de carbonato de calcio precipitado escalenoedrico y donde dicho gas que comprende dioxido de carbono y dicho oxido de calcio, cal o hidroxido de calcio deshidratado, o dicha combinacion de cualesquiera de los tres, se anaden en cantidades y a velocidades que se ajustan como para mantener la conductividad de la solucion de la reaccion de carbonacion del paso i) del proceso entre 1,0 y 7,0 mS. En particular, puede resultar preferible mantener la conductividad de la solucion de la reaccion de carbonacion del paso i) del proceso entre 1,9 y 4,2 mS.

En aplicaciones donde el proceso de la invencion se usa para alterar la morfologla del CCP durante la reaccion de carbonacion como se explica en la US 5.695.733 se puede preferir ademas que el material de simiente de carbonato de calcio precipitado escalenoedrico tenga un diametro esferico promedio de entre 0,9 y 3,0 micrones, tal como de 0,9 a 2,0 micrones. Este material de simiente puede generarse mediante la carbonacion de una suspension acuosa de hidroxido de calcio donde la carbonacion comienza a una temperatura entre 18 y 52°C. Antes de la carbonacion, el hidroxido de calcio se puede tamizar para eliminar impurezas y cal viva.

Otro objetivo de la presente invencion es proporcionar un proceso para aumentar el contenido de materia seca de un producto de carbonato de calcio precipitado preparado por carbonacion de hidroxido de calcio. El proceso comprende ejecutar, en paralelo y en dos o mas recipientes de reaccion separados, los pasos de:

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i) poner en contacto hidroxido de calcio con un gas que comprende dioxido de carbono para permitir la formacion de carbonato de calcio en el primer recipiente de reaccion, y despues

ii) transferir una parte de la mezcla de reaccion de hidroxido de calcio y carbonato de calcio del primer recipiente de reaccion a un segundo recipiente de reaccion; y despues

iii) anadir oxido de calcio, cal o hidroxido de calcio deshidratado, o una combinacion de cualesquiera de los tres, a una parte de la mezcla resultante de hidroxido de calcio y carbonato de calcio del paso ii) en el segundo recipiente de reaccion; y despues

iv) volver a transferir la parte de la mezcla de reaccion producida en el paso iii) al primer recipiente de reaccion que de ese modo se combina con la reaccion de carbonacion en curso;

de modo tal que se permite la circulacion continua o no continua entre los dos o mas recipientes de reaccion.

Segun la descripcion precedente, el proceso para aumentar el contenido de materia seca de un producto de carbonato de calcio precipitado comprende preferiblemente anadir cal, oxido de calcio o hidroxido de calcio deshidratado, o una combinacion de cualesquiera de los tres, en forma continua o no continua a la reaccion de carbonacion del paso i) del proceso por medio de un bucle de recirculacion.

Como el proceso se basa en la adicion de cal u oxido de calcio o hidroxido de calcio deshidratado, o una combinacion de cualesquiera de los tres, como medio para aumentar el contenido de solidos en el producto de CCP resultante, el proceso preferiblemente no requiere un paso de elimination de agua para obtener el deseado carbonato de calcio precipitado o solution de carbonato de calcio precipitado.

En un segundo aspecto, la presente invention proporciona un sistema reactor. En el Dibujo 2 se muestran los principios de un sistema reactor acorde a este aspecto de la invencion. Como se muestra en el dibujo, el sistema reactor comprende:

a) una entrada de agua opcional (C),

b) una entrada de gas (D), y

c) un bucle de recirculacion (E), que comprende una entrada para la adicion de cal, oxido de calcio, hidroxido de calcio deshidratado, o una combinacion de cualesquiera de los tres (F) y, opcionalmente, una entrada de agua (G).

En el sistema reactor ilustrado en el Dibujo 2, la reaccion de carbonacion se realiza en un primer recipiente, o recipiente principal, reactor/de reaccion (A), mientras que se agrega oxido de calcio, cal, hidroxido de calcio deshidratado, o una combinacion de cualesquiera de los tres, directamente en el bucle de recirculacion. Asl, el dibujo tambien muestra una realization actualmente preferida en la que el sistema reactor comprende un unico recipiente reactor que esta equipado con un bucle de recirculacion.

En el Dibujo 3 se ilustra otra realizacion relativa al diseno del sistema reactor, en la que el sistema reactor comprende dos recipientes reactores, un primer reactor (A) y un segundo reactor (B) que estan interconectados por medio de un bucle de recirculacion (E). El recipiente de reaccion (B), que puede interpretarse como parte integrada al bucle de recirculacion, comprende una entrada para la adicion de cal, oxido de calcio, hidroxido de calcio deshidratado, o una combinacion de cualesquiera de los tres, (F) y, opcionalmente, una entrada de agua (G).

Tambien queda dentro del alcance de la presente invencion proporcionar sistemas reactores que comprenden mas de dos reactores o recipientes de reaccion. En particular, puede contemplarse un sistema en que la precipitation de carbonato de calcio ocurre en dos o mas reactores principales que estan todos conectados a la misma entrada para la adicion del oxido de calcio, cal, hidroxido de calcio deshidratado, o una combinacion de cualesquiera de los tres, (F). En un sistema asl, los bucles de recirculacion de los dos o mas reactores principales convergerlan en un segundo recipiente de reaccion comun a traves del cual se podrla agregar el oxido de calcio, cal, hidroxido de calcio deshidratado, o una combinacion de cualesquiera de los tres, a las reacciones de carbonacion que se estan produciendo en los reactores principales.

El sistema reactor de acuerdo a la invencion es especialmente adecuado para la preparation de CCP a gran escala y en realizaciones preferidas, el volumen del primer recipiente, o recipiente principal, de reaccion es por lo tanto considerablemente mayor al volumen de un tlpico reactor de alta intensidad de energla. Segun estas realizaciones preferidas, el primer recipiente de reaccion (A) tiene un volumen de 2 a 70 m3, tal como un volumen de 3 a 70 m3, de 4 a 70 m3, de 5 a 70 m3, de 7 a 70 m3, de l0 a 80 m3, de 15 a 90 m3, de 20 a 95 m3, de 25 a 100 m3, de 30 a 110 m3, de 40 a 125 m3, o tal como 40 a 150 m3.

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Al ser considerablemente mas pequeno que el recipiente de reaccion principal (A), el mencionado segundo reactor tiene preferiblemente un volumen de 50 a 1000 litros, tal como de 100 litros o mas, de 250 litros o mas, de 500 litros o mas, de 200 litros o mas, de 750 litros o mas, de 1000 litros o mas, de 2000 litros o mas, de 3000 litros o mas, de 4000 litros o mas, tal como de 5000 litros o mas. Opcionalmente, puede equiparse con mezclado forzado y/o recirculacion forzada.

Otro aspecto de la invencion se refiere al uso de un sistema reactor como se describio anteriormente para la produccion de carbonato de calcio precipitado.

Debe observarse que las realizaciones y las caracterlsticas descriptas en el contexto de uno de los aspectos de la presente invencion tambien se aplican a los otros aspectos de la invencion.

A lo largo de la presente memoria descriptiva, debe entenderse que la palabra “comprender”, o variantes tales como “que comprende/n” o “comprende/n”, implican la inclusion de un elemento, numero, o paso, establecido o grupo de elementos, numeros o pasos, pero no excluyen ningun otro elemento, numero o paso, o grupo de elementos, numeros o pasos.

Todas las referencias a patentes y no patentes citadas en la presente solicitud, se incorporan a esta solicitud como referencia en su totalidad.

A continuacion se describira la invencion con mayor detalle conforme a los siguientes ejemplos no limitantes. Ejemplos

En cada uno de los siguientes ejemplos se utilizo cal Leube AG de la cantera de Golling de calidad para CCP. En los ejemplos 1 a 8, la precipitacion de CCP se llevo a cabo en un sistema reactor piloto. El reactor de carbonacion tenia un volumen total de 2 m3 con un diametro de 1200 mm. Se colocaron dos agitadores sobre un eje en el centro del reactor. Ambos agitadores contaban con 6 palas huecas cada uno. La velocidad del eje fue de 240 rpm. El gas se introdujo por la base del reactor. El llquido del reactor de carbonacion se dejo fluir libremente hasta un contenedor cuadrado de 1000 litros con agitacion. Se inserto una valvula entre los dos reactores para poder detener el flujo o para regular el flujo llquido. Se utilizo una bomba de frecuencia regulada para devolver el llquido al reactor de carbonacion.

En el Ejemplo 9, la precipitacion de CCP se realizo en un sistema reactor comercial. El reactor de carbonacion tenia un volumen total de 50 m3 con un diametro de 3500 mm. Se colocaron dos agitadores en un eje en el centro del reactor. Ambos agitadores contaban con 6 palas huecas cada uno. La velocidad del eje fue de 82 rpm. El gas se introdujo por la base del reactor. El llquido del reactor de carbonacion se dejo fluir libremente hasta un tanque de 1000 litros con un cono. Fue posible agregar polvo a traves de una valvula giratoria al contenedor de 1000 litros. Se inserto una valvula entre los dos reactores para poder detener el flujo o para regular el flujo llquido. Se utilizo una bomba de frecuencia regulada para devolver el llquido al reactor de carbonacion.

En los Ejemplos 1 a 7, la conductividad, el pH, la temperatura, el contenido de CO2 que entraba al reactor y salia de el, asi como el ingreso de energia al reactor, se midieron a lo largo de toda la reaccion, pero no se muestra.

Tambien se tomo una muestra de cada reaccion antes de agregar el CaO y de que terminase la reaccion, en esta muestra se observo que no se producian cambios de la morfologia despues de agregar la cal a traves del bucle de recirculacion. Se analizaron los siguientes parametros de todas las muestras: solidos, area superficial (BET), distribucion de tamano de particula (MPS (tamano medio de particula por sus siglas en ingles)) en un Sedigraph.

El MPS mediante Sedigraph se midio en un Micromeritics Sedigraph 5100. Las muestras se prepararon anadiendo una cantidad del producto correspondiente a 4 g de CCP seco a 60 ml de una solucion de pirofosfato de sodio al 0,1% (p/v). La suspension se disperso durante 3 minutos en un Polytron PT 3000/3100 a 15000 rpm. Entonces se sometio a ultrasonidos empleando un bano de ultrasonidos durante 15 minutos y luego se agrego a la camara de mezclado del Sedigraph.

El area superficial (BET) se calculo en un TriStar 3000 midiendo la adsorcion de nitrogeno en base al procedimiento BET en una muestra seca.

Los solidos se midieron con una unidad de secado por infrarrojos LP 16 con una balanza PE360 Mettler (precision de 1 mg).

La viscosidad se midio en un viscosimetro Brookfield tipo RVTDV-II.

Se empleo un metodo de titulacion para determinar cuanta cantidad del Ca(OH)2 reaccionaba para dar CaCO3 en el momento en que se comenzaba la adicion de CaO. Se titularon 10 g de la solucion parcialmente carbonada con HCl 1 M y se uso fenolftalelna como indicador.

Ejemplo 1

5 Se preparo cal para producir un producto de CCP escalenoedrico agregado. Se transfirieron 1,5 m3 de Ca(OH)2 a un reactor de CCP con 14,3% de Ca(OH)2 solido. La temperatura se ajusto a 45°C. Se agrego un gas que contenla 20% de CO2 a 370 Nm3/h hasta que el pH habla estado por debajo de 8,0 durante aproximadamente 15 minutos. Esto significa que casi todo el Ca(OH)2 habla precipitado como CaCO3. Se inicio una circulacion entre el reactor de CCP y un tanque externo. La solucion se dejo fluir libremente desde el reactor de CCP al tanque externo y entonces 10 se volvio a bombear hacia el reactor de CCP. La velocidad de flujo a traves del bucle de recirculacion vario entre 40 y 80 l/min dependiendo de la viscosidad y el nivel en el tanque externo vario entre 100 y 200 litros. Entonces se agrego cal al tanque externo hasta que el pH subio por encima de 11 (aproximadamente 37 kg) y despues se anadio cal a un ritmo continuo de 3,2 kg/min hasta haber agregado un total de 150 kg. Cuando la reaccion estaba casi terminada, se detuvo la recirculacion y el tanque externo se vacio hacia el reactor. La adicion de gas se detuvo 15 cuando el pH habla estado por debajo de 8 durante aproximadamente 15 minutos.

El CCP final fue un CCP E agregado con un tamano medio de partlcula de 2,9 pm, un area superficial especlfica (BET) de 4,2 m2/g, una viscosidad de Brookfield de 22 cp y 31% de solidos.

Ejemplo 2

Se preparo cal para producir un producto de CCP coloidal. Se transfirieron 1,5 m3 de Ca(OH)2 a un reactor de CCP 20 con 16,2% de Ca(OH)2 solido. La temperatura se ajusto a 11°C. Se anadio un gas con 19% de CO2 a 270 Nm3/h. Cuando el 80% del Ca(OH)2 habla cambiado a CaCO3 se inicio entonces la recirculacion usando los mismos parametros que en el Ejemplo 1 y se agrego CaO al tanque de recirculacion. Los primeros 18 minutos se agregaron

2,5 kg de CaO y durante otros 37 minutos se agregaron 3 kg. En total se agregaron 156 kg de CaO. Se continuo la adicion de gas. Cuando la reaccion estaba a punto de finalizar se interrumpio la recirculacion y el tanque externo se 25 vacio hacia el reactor. La adicion de gas se detuvo cuando el pH habla estado por debajo de 8 durante aproximadamente 15 minutos.

El CCP final fue uno coloidal con un tamano medio de partlcula de 3,1 pm, un area superficial especlfica (BET) de

17.4 m2/g, una viscosidad de Brookfield de 41 cp y 35% de solidos.

Ejemplo 3

30 Se preparo cal para producir un CCP coloidal. Se transfirieron 1,5 m3 de Ca(OH)2 a un reactor de CCP con 15,6% de Ca(OH)2 solido. La temperatura se ajusto a 11°C. Se agrego un gas con 19% de CO2 a 270 Nm3/h. Cuando el 40% del Ca(OH)2 se hubo cambiado a CaCO3 se inicio entonces la recirculacion usando los mismos parametros que en el Ejemplo 1 y se agrego CaO al tanque de recirculacion. Se agregaron 5 kg de CaO/min durante 16 minutos al tanque de recirculacion. En total se agregaron 80 kg de CaO. Cuando la adicion de CaO hubo terminado, se detuvo la 35 recirculacion y el tanque externo se vacio hacia el reactor. Inmediatamente despues de que el bucle de recirculacion se hubo vaciado, se enfrio el contenido del reactor a 21°C. La adicion de gas se detuvo cuando el pH habla estado por debajo de 8 durante aproximadamente 15 minutos.

El CCP final fue CCP coloidal con un tamano medio de partlcula de 1,94, un area superficial especlfica (BET) de

18.5 m2/g, una viscosidad de Brookfield de 41 cp y 24% de solidos.

40 Ejemplo 4

Se preparo cal para producir un producto de CCP aragonltico. Se agregaron 1,5 m3 de Ca(OH)2 y se transfirieron 2,5% de simientes de aragonita a un reactor de CCP con 8,2% de Ca(OH)2 solido. La temperatura se ajusto a 55°C. Se inicio la recirculacion del contenido del reactor. La velocidad de flujo a traves del bucle de recirculacion vario entre 40 y 80 litros/min dependiendo de la viscosidad y el nivel en el tanque externo vario entre 25 y 100 litros. Se 45 agrego un gas con 6% de CO2 a 100 Nm3/h durante los primeros 15 minutos. Entonces se cambio el gas a 15% de CO2 y 225 Nm3/h. Cuando la conductividad comenzo a decaer al final de la reaccion, entonces se agrego CaO al bucle de recirculacion a una velocidad que mantuviera la conductividad (sin compensar por la temperatura) a

2.5 mS/cm. En total se agregaron 75 kg de CaO. Cuando termino la adicion de CaO, entonces se vacio el bucle de recirculacion en el reactor y se dejo finalizar la reaccion. La adicion de gas se detuvo cuando el pH habla estado por

50 debajo de 8 durante aproximadamente 15 minutos.

El CCP final fue CCP aragonltico con un tamano medio de partlcula de 2,05 pm, un area superficial especlfica (BET) de 7,5 m2/g, una viscosidad de Brookfield de 370 cp y 16% de solidos.

Ejemplo 5

Se preparo cal para producir un producto de CCP escalenoedrico agregado. Se transfirieron 1,5 m3 de Ca(OH)2 a un reactor de CCP con 13,5% de Ca(OH)2 solido. La temperatura se ajusto a 45°C. Se agrego un gas con 20% de CO2 a 277 Nm3/h. Despues de 15 minutos, se inicio la circulacion entre el reactor de CCP y un tanque externo como se 5 describe en el Ejemplo 1. Cuando el 95% del Ca(OH)2 habla reaccionado para dar CaCO3, se agrego cal al tanque de recirculacion a un ritmo continuo de 2,5 kg/min los primeros 20 minutos y de 3 kg durante los siguientes 37 minutos hasta que se hubo agregado un total de 160 kg. Cuando la reaccion estaba a punto de finalizar se interrumpio la recirculacion y el tanque externo se vacio hacia el reactor. La adicion de gas se detuvo cuando el pH habla estado por debajo de 8 durante aproximadamente 15 minutos.

10 El CCP final fue un CCP E agregado con un tamano medio de partlcula de 3,1 pm, un area superficial especlfica (BET) de 3,5 m2/g, una viscosidad de Brookfield de 55 cp y 32% de solidos.

Ejemplo 6

Se preparo cal para producir un producto de CCP romboedrico discreto. Se transfirieron 1,5 m3 de Ca(OH)2 a un reactor de CCP con 15% de Ca(OH)2 solido. La temperatura se ajusto a 11°C. Se agrego un gas con 19% de CO2 a 15 270 Nm3/h. Cuando el 80% del Ca(OH)2 habla reaccionado para dar CaCO3 se inicio entonces la recirculacion

usando los mismos parametros que en el Ejemplo 1 y se agrego CaO al tanque de recirculacion. Se agregaron

2,5 kg de CaO/min al tanque de recirculacion durante 60 minutos. En total se agregaron 150 kg de CaO. Se continuo la adicion de gas. Cuando la reaccion estaba a punto de finalizar se interrumpio la recirculacion y el tanque externo se vacio hacia el reactor. La adicion de gas se detuvo cuando el pH habla estado por debajo de 8 durante 20 aproximadamente 15 minutos.

El CCP final fue un CCP romboedrico discreto con un tamano medio de partlcula de 2,21 pm, un area superficial especlfica (BET) de 4,5 m2/g, una viscosidad de Brookfield de 130 cp y 31% de solidos.

Ejemplo 7

Se preparo cal para producir un producto de CCP escalenoedrico agregado. Se transfirieron 1,5 m3 de Ca(OH)2 a un 25 reactor de CCP con 13,5% de Ca(OH)2 solido. Se ajusto la temperatura a 45°C. Se agrego un gas con 20% de CO2 a 277 Nm3/h. Despues de 15 minutos, se comenzo la circulacion entre el reactor de CCP y un tanque externo como se describe en el Ejemplo 1. Cuando el 95% del Ca(OH)2 habla reaccionado para dar CaCO3, se agrego cal al tanque de recirculacion a un ritmo continuo de 3 kg/min. Despues de 40 minutos, se agrego pollmero anionico (0,5% p/p) al tanque de recirculacion. La adicion de CaO continuo durante 65 minutos. As! se agrego un total de 315 kg de 30 CaO. Cuando la reaccion estuvo casi terminada, se interrumpio la recirculacion y el tanque externo se vacio hacia el reactor. La adicion de gas se detuvo cuando el pH habla estado por debajo de 8 durante aproximadamente 15 minutos.

El CCP final fue un CCP E agregado con un tamano medio de partlcula de 3,6 pm, un area superficial especlfica (BET) de 2,4 m2/g, una viscosidad de Brookfield de 450 cp y 55% de solidos.

35 Ejemplo 8

La estabilidad del pH del producto del ejemplo 5 se evaluo a 20°C y a 60°C, transfiriendo 1 litro a un bano de agua y dejandolo con agitacion suave. Se produjo otra tanda de CCP segun las condiciones descriptas en el Ejemplo 5, pero sin anadir CaO al bucle de recirculacion, los solidos finales de esta tanda fueron 17% (tanda 5A). La estabilidad del pH tambien se evaluo para la tanda 5A. La tanda 5A se concentro hasta 31% de solidos mediante un decantador 40 (tanda 5B). Se volvio a evaluar la estabilidad del pH. La estabilidad del pH del producto del ejemplo 5 y 5A fue similar, mientras que el pH resulto considerablemente mas elevado despues de la concentracion ademas de elevarse a un ritmo mas acelerado. Tambien se pudo observar que la proporcion 75/25 para la tanda 5 resulto inferior a la 5A que a su vez resulto menor a la 5B lo que demostro que la pendiente de la distribucion de tamano de partlcula fue menor para la 5B que para la 5A que a su vez resulto inferior a la pendiente de la distribucion de 45 tamano de partlcula de la tanda 5.

Ejemplo 9

Se preparo cal para producir un producto de CCP escalenoedrico agregado. Se transfirieron 35 m3 de Ca(OH)2 a un reactor de CCP con 15% de Ca(OH)2 solido.

La temperatura se ajusto a 46°C. Se inicio la circulacion entre el reactor de CCP y un tanque externo. La solucion se 50 dejo fluir libremente desde el reactor de CCP al tanque externo y entonces se bombeo nuevamente hacia el reactor de CCP. La velocidad de flujo a traves del bucle de recirculacion fue de aproximadamente 70 m3/h. La cantidad en el

tanque externo se mantuvo en 500 kg. Se agrego un gas con aproximadamente 20% de CO2 a aproximadamente 5500 Nm3/h. Cuando el 95% del Ca(OH)2 se hubo precipitado como CaCO3, entonces se agrego cal al tanque externo a 1,7 tm/min hasta haber agregado un total de 4,7 tm. Cuando la reaccion estuvo terminada, se interrumpio la recirculacion y el tanque externo se vacio hacia el reactor. La adicion de gas se detuvo cuando el pH habla estado 5 por debajo de 8 durante aproximadamente 10 minutos.

El CCP final fue un CCP E agregado con un tamano medio de partlcula de 2,5 pm, un area superficial especlfica (BET) de 5,3 m2/g, una viscosidad de Brookfield de 150 cp y 35% de solidos. La agitacion consumio alrededor de 3,2 kW/m3.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un proceso para la produccion de carbonato de calcio precipitado por carbonacion de hidroxido de calcio, que comprende ejecutar, en paralelo y en dos o mas recipientes de reaccion separados, los pasos de:

i) poner en contacto hidroxido de calcio con un gas que comprende dioxido de carbono para permitir la formacion de carbonato de calcio en un primer recipiente de reaccion, y despues

ii) transferir una parte de la mezcla de reaccion de hidroxido de calcio y carbonato de calcio del primer recipiente de reaccion a un segundo recipiente de reaccion; y despues

iii) anadir oxido de calcio, cal o hidroxido de calcio deshidratado, o una combinacion de cualesquiera de los tres, a una parte de la mezcla resultante de hidroxido de calcio y carbonato de calcio del paso ii) en el segundo recipiente de reaccion; y despues

iv) volver a transferir la parte de la mezcla de reaccion producida en el paso iii) al primer recipiente de reaccion que de ese modo se combina con la reaccion de carbonacion en curso;

de modo tal que se permita la circulacion continua o no continua entre los dos o mas recipientes de reaccion.
2. El proceso de conformidad con la reivindicacion 1, en el que dicho oxido de calcio, cal o hidroxido de calcio deshidratado, o dicha combinacion de cualesquiera de los tres, se anade sin interrupcion a la reaccion de carbonacion en el paso i) del proceso por medio de un bucle de recirculacion.
3. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que el proceso no requiere un paso de eliminacion de agua para obtener el deseado carbonato de calcio precipitado o solucion de carbonato de calcio precipitado.
4. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la reaccion de carbonacion del paso i) comienza a una temperatura entre 5 y 100°C.
5. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que los pasos i) y ii) se realizan en recipientes de reaccion que estan interconectados por medio de un bucle de recirculacion.
6. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en el que dicho bucle de recirculacion esta equipado con un dispositivo refrigerante, un dispositivo de intercambio de calor o un dispositivo calentador.
7. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el gas que comprende dioxido de carbono en el paso i) del proceso tiene un contenido de dioxido de carbono desde 5-35%.
8. Un proceso de conformidad con la reivindicacion 6, en el que la cantidad de dioxido de carbono en el paso i) corresponde a un volumen de gas por volumen de reactor por minuto de desde 2 a 5.
9. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el oxido de calcio, cal y/o el hidroxido de calcio deshidratado anadido, y/o el hidroxido de calcio tiene un tamano de partlcula de 15 mm o menos.
10. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, proceso que comprende la adicion de uno o mas componentes que poseen la capacidad de disminuir la viscosidad en la reaccion y en el producto final.
11. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el contenido de dichos recipientes de reaccion se mezcla empleando una intensidad de energla de 50 kW/m3 o menos.
12. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se deja que la reaccion de carbonacion del paso i) del proceso prosiga durante 30 minutos a 24 horas.
13. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se deja que la carbonacion del paso i) prosiga durante 5 minutos o mas antes de agregar el oxido de calcio, cal o hidroxido de calcio deshidratado, o dicha combinacion de cualesquiera de los tres, en el paso ii) del proceso.
14. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la adicion del oxido de calcio, cal o hidroxido de calcio deshidratado, o una combinacion de cualesquiera de los tres, comienza cuando la

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conductividad de la reaccion de carbonacion en el paso i) del proceso alcanza un valor por debajo de 5 a 8 mS a 25°C.
15. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se deja que la carbonacion prosiga hasta alcanzar un pH de 8 o menos a 25°C.
16. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se deja que la carbonacion en el paso 1 prosiga hasta que 10% o mas del calcio esta en forma de carbonato de calcio.
17. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el oxido de calcio se anade en cantidades suficientes para mantener un excedente a lo largo de todo el proceso.
18. Uso del proceso de conformidad con la reivindicacion 1 para aumentar el contenido de materia seca de un producto de carbonato de calcio precipitado.
19. Un sistema reactor que comprende:

- un primer reactor (A) con una primera entrada (D) para suministrar un primer reactivo al primer reactor (A),

- un bucle de recirculacion (E) para recircular el contenido del primer reactor (A), teniendo el bucle de recirculacion (E) una segunda entrada (F) para anadir un segundo reactivo al bucle de recirculacion (E),

caracterizado porque

- la primera entrada (D) es una entrada de gas adecuada para suministrar un gas al primer reactor (A), y

- la segunda entrada (F) es adecuada para anadir cal, oxido de calcio, hidroxido de calcio deshidratado, o una combinacion de los tres al bucle de recirculacion (E).
20. Un sistema reactor de conformidad con la reivindicacion 19, en el que el bucle de recirculacion (E) comprende un segundo recipiente reactor (B) separado del primer reactor (A) y la segunda entrada (F) esta conectada al segundo recipiente reactor (B) para anadir cal, oxido de calcio, hidroxido de calcio deshidratado o una combinacion de los tres al segundo recipiente reactor (B).
21. Un sistema reactor de conformidad con la reivindicacion 19 o 20, en el que el primer reactor (A) comprende una entrada de agua (C).
22. Un sistema reactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21, en el que el segundo reactor (B) comprende una entrada de agua (G).