FI103402B - Prosessi ja laitteisto saostetun kalsiumkarbonaatin valmistamiseksi - Google Patents
Prosessi ja laitteisto saostetun kalsiumkarbonaatin valmistamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI103402B FI103402B FI964132A FI964132A FI103402B FI 103402 B FI103402 B FI 103402B FI 964132 A FI964132 A FI 964132A FI 964132 A FI964132 A FI 964132A FI 103402 B FI103402 B FI 103402B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- mixer
- crystals
- impact
- ripening
- quenching
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 34
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims description 28
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 title claims description 28
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 37
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 15
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 15
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 15
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 11
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000005070 ripening Effects 0.000 claims description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 238000009993 causticizing Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims 1
- 238000009527 percussion Methods 0.000 claims 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims 1
- 239000000047 product Substances 0.000 claims 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims 1
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 8
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 8
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 4
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 4
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 3
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 2
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 2
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 2
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 2
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 2
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000012369 In process control Methods 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910000288 alkali metal carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008041 alkali metal carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000015895 biscuits Nutrition 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 150000008049 diazo compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000010965 in-process control Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000006223 plastic coating Substances 0.000 description 1
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Description
103402
Prosessi ja laitteisto saostetun kalsiumkarbonaatin valmistamiseksi
Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 mukaista menetelmää saostetun kalsiumkarbonaatin valmistamiseksi.
5
Keksintö koskee myös laitteistoa saostetun kalsiumkarbonaatin valmistamiseksi.
Saostettu kalsiumkarbonaatti (PCC) on yleistynyt runsaasti etenkin paperin pinnoituksessa ja täytössä. Samaa PCC-materiaalia käytetään myös muovien täyteaineena ja monien 10 lääkeaineiden ja väripigmenttien kantaja-aineena. Tyypillinen kantaja-ainekäyttö on läm-pöreagoivat diatsoyhdisteet, joita käytetään esim. piirturipapereissa ja aiemmissa telefax-papereissa.
Saostettu kalsiumkarbonaatti on useimmiten valmistettu savukaasuilla karbonoimalla kal-15 siumhydroksidilietettä. Tunnetaan myös menetelmä, jossa ammonium-, kalium- tai natriumkarbonaatti käytetään ns. kaustisointireaktion kautta. Kaustisointireaktio on perinteisen selluloosan valmistuksen kemikaalien regenerointi tavoista yleisin. Ns. sulfaati-selluloosamenetelmässä kalkki kiertää kaustisoinnin ja polttouunin välillä ja . ; saatavaa PCC-materiaalia ei oteta talteen.
20 : ·: Yhdysvaltalainen Glatfelter Co on hakenut patenttia FI 942815, jossa tunnusmerkkinä j* esitetään, että reagenssit, sooda ja kalkkimaito saatetaan kosketuksiin toistensa kanssa sekoittamalla ne useammassa kuin yhdellä reagenssi virralla ja antamalla lopulta seoksen « · · : reagoida 1 - 8 tuntia lämpötila alueella 27 - 60 °C. Tällä lailla saadaan noin 1,2 mikronin 25 kokoisia ns. rosetteja eli PCC-kideryppäitä aikaan. Prosessina eli laitteistona käytetään • · · * ··· sekoitussäiliötä, joka on varustettu sekottimella, jonka kehänopeudeksi ilmoitettiin 6,6 • · · • · · *. m/s. Saatu PCC-liete erotetaan reaktiossa syntyneestä lipeästä (NaOH) suodattamalla.
• * · '...' Suodatuskakku uudestaan lietetään veteen ja neutraloidaan C02:lla.
. ' i ‘ 30 US-patenttijulkaisussa 5.342.600 on esitetty, että PCC:tä voidaan valmistaa edullisesti • * kaustisoimalla kun reagenttina käytetty kalsiumhydroksidi on ensiksi seulottu 40 - 70 mikronin seulalla ja sen jälkeen sekoitettu suuri leikkausvoimaisessa sekoittajassa ennen 2 103402 alkalimetallikarbonaatin kanssa tapahtuvaa reaktiota.
US-patenttijulkaisun 5.075.093 mukaan käytetty kalsiumhydroksidiliete johdetaan ennen reagointia alkalikarbonaatin kanssa leikkaavaan hajoitukseen, siten että sammutetun kalk-5 kimaidon viskositeetti olennaisesti lisääntyy tiettyyn arvoon. Tämä merkitsee että hienoaines lisääntyy ja/tai muodostuu ketjumaisia partikkelikasautumia.
Monissa patenttijulkaisuissa, joissa PCC:tä valmistetaan kaustisoimalla lisätään jotakin kiteytymistä hidastavaa kemikaalia, kuten sokeria jne. jotta saadaan aikaan hienoja kiteitä.
10
Yleisesti on ollut jo kauan tiedossa, että erittäin hienoa PCC:tä, jota on käytetty lähinnä kääketieteellisiin tarkoituksiin ja farmakopeassa, on saatu aikaan antamalla CaCl2 ja (NH4)2C03 reagoida keskenään. Tällöin on helposti saatu aikaan 0,05 - 0,5 mikronin PCC-partikkeleita. Voidaan todeta, että sanottu prosessi on kallis.
15
Patenttijulkaisussa WO 96/23728 käsittelemme samaa asiaa, mutta tässä on prosessin yksityiskohtia olennaisesti parannettuja selvennetty, sekä laitteistoa kehitetty täyttämään tietyissä monissa yksityiskohdissa teollisen toteutuksen vaatimukset.
20 Tässä keksinnön mukaisessa prosessissa, jonka olemme kehittäneet, tehdään useimmat . : asiat aivan toisin, kuin monissa aiemmin julkaistuissa patenteissa ja tämän prosessin /I' kehittelyn yhteydessä on havaittuja opittu uutta kiteytyksen ja saostuksen teoriaa, jota käytetään täysimääräisesti hyväksi.
• · · * · « 25 Edelleen prosessin käsittelyn yhteydessä on opittu monia prosessitoteutuksen vaativia • · « *“·* laiteteknillisiä yksityiskohtia.
» » * • · · « · * · · · ’ Tämän keksinnön olennaisimpina piirteinä on, että: 30 - Kalkki sammutetaan nopeakäyntisessä iskusekoittajassa, jossa muodostuu erittäin • ' hienojakoista sammutettua kalkkia.
103402 n - Sammutettu kalkki ja soodaliuos johdetaan tasamoolisuhteessa samanlaiseen nopeakäy nti seen iskusekoittaj aan, jossa sen viipymäaika on < 1 sekunti.
- Reaktioseos saa reagoida tietyn ajan ilman sekoitusta.
5 - Kiteiden kasvu pysäytetään nopeakäyntisellä iskusekoittajalla.
- Kiteet suodatetaan siten että ne pestään suodattimessa neutralointiainetta sisältävällä pesunesteellä.
10 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.
Prosessi perustuu kolmeen prosessiyksikköön: 1) sammutusyksikkö, 2) reaktio-ja kypsy-15 tysyksikkö sekä 3) suodatus-, hiilidioksidi-käsittely- ja nettoyksikkö.
Laitteisto koostuu siksi kalkinsammutussekoittajasta, joka on nopeakäyntinen tappimylly tai desintegraattorisekoitin, jossa kehänopeudet ovat jopa 200 m/s; sammutussäiliöstä, jota ei sekoiteta, jossa kalkki sammuu loppuun suhteellisen lyhyessä ajassa, noin 5-20 min; '; 20 samanlaisesta sekoittajasta kuin edellä, jossa sammutetun kalkin ja soodaliuoksen kontakti . : tapahtuu; kypsytysastiasta, jota ei sekoiteta; sekä kiteiden kasvun katkaisevasta edellä # #' kuvatusta tehosekoittajasta ja suodatuksesta, sekä esisuodoksen palauttamisesta erilliseen pumppausastiaan, josta se pumpataan suodatuskakun muodostumisen jälkeen pumppausas- » » · *.* * tiaan, josta se pumpataan suodatuskakun muodostumisen jälkeen suodatukseen uudelleen.
25 • · • · : ” Keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuk- • · · « I · \ sen 11 tunnusmerkkiosassa.
♦ · ♦ · · • ♦«
Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan oheisten piirustusten avulla, * * 30 jolloin ' · · · ’ kuviossa 1 on verrattu deintegraattorisekoittajan ja normaalin säiliösekoittajan sekoitusin- tensiteettiä ja sen jakautuman tilavuusalkion polun varrella, ja 4 103402 kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaisen prosessin yleisprosessikaavio.
Esillä olevan keksinnön mukaisen ratkaisun erityisideana on, että kaikissa vaiheissa pyritään homogeenisiin aineensiirto-ja kiteytysolosuhteisiin, joissa kaikkien asioiden, kuten 5 aineensiirron ja diffuusion ja jauhtusasteen, kiteiden katkeamisen ja alussa kalkin sammu misen, saa aikaan olosuhteet, joissa kaikkia partikkeleita kohdellaan samalla teholla, diffuusiolla, ja ajalla = homogeeninen prosessi.
Prosessia kehiteltäessä on yllättäen havaittu, että on saavutettu ns. kriittinen partikkelikoko 10 jakautuma, joka on kaikissa vaiheissa niin kapea, että pienet partikkelit eivät enää liukene ja suuret kasva, vaan suspenssion partikkelit kasvavat kaikki hyvin lähellä samaa nopeutta.
Reagenssin sekoitusta seuraavassa kypsytysastiassa, jossa vain homogeeninen diffuusio saa vaikuttaa (jatkuvatoiminen), alkaa tietyn nukleaatiovaiheen jälkeen tietyssä kerrokses-15 sa viskositeetti jyrkästi nousta, laskeakseen jälleen 5-20 min kuluttua alemmalle tasolle, josta hetkestä saatetaan määrätä viipymäaika jonka jälkeen kiteet ovat melko nopeasti saatettava katkaisusekoitukseen ja suodatukseen. Käsite katkaisusekoitus on tämän keksinnön erityisiä havaintoja. Kiteiden kasvu loppuu ja hidastuu, kun ne saavat erityisen rajun •. ; isku- ja leikkausvoimasarjan, joka ilmeisesti vaurioittaa kiteiden kasvukeskuksia, kuten ; .'. 20 kiteen terävää päätä tms. osaa, jolloin kasvu lakkaa. Samalla on homogenoitu kiteiden : j koko, jolloin epätasaista kasvua ei pääse alkuun kun kaikilla on sama pintaenergia.
« • · · • t · · i ; <: Sekä kalkin sammutuksen kypsytysastia, että kaustisoinnin kypsytysastia ovat olennaisen *: tärkeitä rakenteeltaan, jotta prosessi olisi jatkuvasti käytettävissä. Kummankin astian 25 seinämät, erityisesti siitä kohdasta, jossa on neste-kaasukehä rajapinta ja sen lähettyvillä, • · * V..‘ ovat herkästi tukkeutuvia joihin kiinnittyy jatkuvasti PCC:tä ja/tai kalkkia.
• « * • * · •.,. Kehittämässämme ratkaisussa on kummatkin astiat varustettu yläosan vaippajäähdyttäjillä, ”'* ' jota saavat aikaan jatkuvan vesihöyryn kondenssion ja näin jatkuvan alas valuvan vesivir- 30 rein, joka pesee hankalan likaantuvan rajapinnan pitäen sen puhtaana.
Erityisen edulliseksi tämä hankala kohta saadaan jos siinä käytetään polyeteeni-muovi- 5 103402 päällystettä tai erityisesti fluorattuja polymeerejä.
Prosessin erityispiirteenä voidaan mainita, että suodatuksessa ja suodattimessa on edullista, mutta ei pakollista, neutraloida PCC-sakka esim. hiilidioksidilla tai/ja fosforihapolla.
5
Prosessille on tyypillistä myös, että vain CaO:n syöttöä säädetään ulkoisesti, soodan ja veden syöttö on kaskadisäädöllä ja Ca(OH)2 sekä PCC-kypsytyssäiliöistä on edullisesti ylivirtausta, jolla säästetään monta säätöpiiriä ja pumppuja.
10 Esimerkki:
Poltettu kalkki johdetaan saatu massa iskusekoittajaan 1, jota käyttävät 2 x 20 kW moottorit ja jossa kehänopeudet ovat 46 m/s.
15 Materiaali syötetään iskusekoittajaan nopeudella 0,2 kg/s CaO ja 1,17 kg/s vettä.
Sammutusveden lämpötila on 30 °C. Ulostullessaan kalkkilietteen lämpötila on 77 - 78 °C. Massavirrasta 30 %, joka sisältää jauhettua materiaalia isompia partikkeleita, palautetaan iskujauhimesta 1 seuraavasta erottimesta 2 tämän alitteena 3 takaisen jauhimeen.
. 20 Iskusekoittajalla 1 jauhettu ja sammutettu kalkki annettiin "kypsyä" seisontasäiliössä 4 ; viisi - kymmenen minuuttia, jolloin lämpötila nousi 1-2 astetta ja kalkki havaittiin olevan •: · lähes 100 % sammunutta.
• · · · • · · • · · • · · • · · : Sooda sekoitettiin ja liuotettiin veteen 20 %:ksi liuokseksi ja pumpattiin yhtäaikaa sammu- 25 neen kalkkilietteen kanssa edellä kuvatun identtisen iskusekoittajan 5 kautta kaustisointiin.
• ♦ • · : Se laskettiin sekoittajasta suoraan reaktorisäiliöön 4, jossa PCC:n kypsyminen tapahtui.
• · · • · · *·* Noin 5-10 min kuluttua voimakas nukleaation alkoi ja lietteen viskositeetti nousi lähelle • · 1000 cP arvoa. 10 min ajan kuluttua tästä viskositeetti uudelleen laski noin 200 cP arvoon.
’ ’ 5 min tästä tapahtumasta liete pumpattiin katkaisusekoittajaan 6, josta se ajettiin kerran ':" ' 30 lävitse ja heti tämän jälkeen suodatettiin. Valmis kirkas NaOH-liuos sisälsi PCC-partikke-:... · leita 2 mg/litra, jotka erottuivat noin 1 vrk kuluessa ja kirkastivat lopun liuoksen 0,5 m syvyydeltä.
103402 6
Suodattimessa 7 kakku syrjäytettiin vedellä ja pestiin hiilidioksipitoisella vedellä jolloin loppuneutralointi saatiin aikaan. Tämän jälkeen on edullista pumpata pieni määrä fosfori-happoa joko suodattimeen 7 tai/ja sitä seuraavaan liettosekoittimeen 8. Viitenumerolla 9 on merkitty lämmönvaihdin ja viitenumerolla 10 pumppausastia, johon esisuodos on 5 palautettavissa.
Jos PCC-partikkelit neutraloidaan fosforihapolla käyttämättä mitään kelaatinmuodostajaa tai vastaavaa, muodostuu partikkelin pintaa neulamaisia kalsiumfosfaattikiteitä, jotka muistuttavat ulkonäöltään merimiinan sytytinsakaroita. Tästä syystä esimerkiksi US-10 patenttijulkaisussa 5.043.017 on ehdotettu fosforihapon lisäämistä yhdessä kompleksoivan aineen kanssa PCC:n muodostukseen. Viitejulkaisussa ei kuitenkaan ole mitään mainintaa siitä, mihin tällä toimenpiteellä pyritään. Kuten yllä on todettu, monet epäpuhtaudet riistävät kiteen muodostukselta sen oikean muodon ja niin tässäkin tapahtuu. Tämän olemme kokeellisesti todenneet. Esillä olevan keksinnön mukaan on kuitenkin yllättäen havaittu, 15 että jos fosforihappo lisätään sopivasti ennen lopullista liettoajajos fosforihapon ja PCC- partikkelin pinnan välinen reaktio alkaa ja jatkuu olennaisesti liettoon käytetyssä tehosekoittajassa, niin ei synny neulamaisia kalsiumfosfaattikiteitä, vaan pinta peittyy ohuella fosfaattikuorella. Näin menetellen hankalia ja kalliita apukemikaaleja ei tarvita ollenkaan.
.'20 •: Saadut partikkelit olivat kooltaan 0,1 mikronia keksimäärin ja pidemällä seisonta-ajalla 0,2 •: · mikronia, sekä erittäin paljon pidemmällä seisonta-ajalla 0,4 mikronia. Kun lietteen annet- • · · · tiin seistä noin 40 min ennen katkaisua, saatiin aikaan pyöreiden kiteiden sijasta pitkän- ··· ·*.· · omaisia kiteitä, mitoiltaan 0,2 x 0,8 mikronia.
25 • · • · ** Saatu lipeäliuos sisälsi soodaa ja lipeätä seuraavasti: t « I • * · • ·
NaOH Na3C03 g/litra 21 näyte 92,8 20,5 30 " 95,6 18,9 " 95,0 17,3 Suodatus " 92,8 18,9 ” 90,0 16,5 7 103402 " 78,4 16,2 Syijäytys " 16,8 3,8 8,4 2,7 5 " 5,6 2,7 Pesu H20 + C02 " 0 2.7 Tässä keksinnössä ja sen mukaisesti toteutettavassa prosessissa ja laitteistossa on kehitetty eteenpäin yksityiskohtaisia toimivia ratkaisuja, joille on tunnusmerkillistä yleinen periaate, 10 joka tässä määritellään prosessoinnin homogeenisuus periaatteeksi. Tällä tarkoitamme, että sekoitukset ovat sellaisia, joissa sekoituksen intensiteettijakautuma on mahdollisimman kapea ja ns. kypsytystankit ovat täysin sekoittamattomia, jolloin niissäkään ei esiinny aineensiirto-olosuhteissa hajontaa, vaan vain lämpötilasta riippuva diffuusio kontrolloi tasaisesti kaikkien kiteiden kasvua yhtäaikaisesti.
15
Aiemmasta käy jo ilmi prosessin ohjauksen kannalta uusi ja olennainen seikka. Tietyssä kohtaa kuviota 2, on piirretty tihennetty vyöhyke kaustisoinnin kypsytyssäiliön 4 sisään. Tämä vyöhyke kuvaa sitä kohtaa, jossa PCC-geelin muodostus eli nukleaatio alkaa. Tällöin, kuten edellä todettiin, viskositeetti nopeasti nousi pudotakseen jälleen huomattavasti : 20 alempaan arvoon. Tämä aika-ero, jonka kypsyvät kiteet ovat sanotussa säiliössä, kun • viskositeetti laski ja kun massa joutuu katkaisusekoittimeen 6 on prosessin olennainen säätö-ja ohjaussure.
• · · • · · ··· • « · • · · V * Keksintömme mukaisesti voimme säätää hallitusti saatavaa kidekokoa tässä homogeeni- 25 sessa prosessissa säätämällä, joko ylijuoksun korkeutta, säiliön mittasuhteita tai mitä • ♦ *.,]* tahansa prosessiteknistä parametria niin, että halutun ajan jälkeen geelin viskositeetin • « « • · · alenemisesta kypsyvä PCC-massa saatetaan kiteytyksen katkaisusekoitukseen.
• * • · · • ·· . Tällä ajalla voidaan tarkkaan säätää kiteiden loppukokoa ja tietyssä määrin kiteiden ' ' 30 muotoakin, kun niiden annetaan kasvaa riittävän isoon kokoon, jolloin kiteiden muoto ’ alkaa muuttua hitaasti neulamaiseksi tässä menetelmässä normaalisti saatujen pyöreiden kiteiden sijasta.
8 103402
Esimerkki kidekoon säädöstä: Dimensiot mikrometrejä.
Aika geelin viskositeetin laskemisen jälkeen: 5 19 min <0,1, 22,5 min 0,2, 24 min 0,2 x 0,4, 29 min 0,4 x 1
Yksi mitta ilmoittaa, että kiteet ovat pyöreitä ja A x B mitta, että kiteet ovat kasvaneet neulamaisiksi.
10 Esimerkissä olevat ajat ovat suuntaa antavia, koska tarkkaan ne riippuvat lämpötilastapa erityisesti kalkin rektiivisuudesta. Ilmoitettu kalkin raekoko 80 % < 3 mikronia, olennaisesti vähentää eri kalkkilaatujen reaktiivisuuden vaikutusta kiteiden kasvuaikaan.
Edellistä esimerkkiä tutkittaessa huomataan, että kun annettiin riittävästi kiteiden kasvaa, 15 alkoi myös muotokerroin muuttua pois pyöreästä muodosta. Keksinnön mukaan voidaan kiteitä kasvattaa pyöreiksi päästämällä kidemassa katkaisusekoituksen läpi ja antamalla kiteiden hitaasti kasvaa sen jälkeen. Näin voidaan menetellä useita kertoja.
• · * « • · · lii • · · • · • · · • * · • · • · · • · · < I · • * » Λ · • · · • · ·
Claims (12)
1. Menetelmä kaustisoimalla tuotettavan saostetun kalsiumkarbonaatin valmistamiseksi, joka menetelmä koostuu homogeenisistä prosessiaskelista ja suodatuksesta, jotka homo- 5 geeniset prosessi-askeleet ovat: - kalkin sammutus iskusekoittajassa: 80 % < 3 mikronia - sammutetun kalkin ja soodan kontakti samanlaisessa iskusekoittajassa, - reaktioseoksen kypsytys sekoittamattomassa tilassa, - kiteiden kasvun katkaisu iskusekoittajassa tai vastaavassa homogeenisen viipymä- 10 ajan ja iskuenergian antavassa laitteessa, ja - kiteiden ja muodostuneen lipeän erotus suodattamalla, tunnettu siitä, että - kiteiden kasvu katkaistaan homogeenisella iskusekoituksella, kun seisovan ja kypsyvän massan geelimuodostuksen jälkeinen viskositeetti on laskenut ja tämän 15 jälkeisellä ajalla säädetään kidekokoa.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekoittajina käytetään moniportaista iskusekoittajaa, jossa pyörii sisäkkäisillä kehillä eri suuntaan kaksi moniportaista sekoitinelintä, jotka iskevät ja leikkaavat prosessoitavaa materiaalia, niin '20 että kaikki läpimenevä materiaali saa saman isku- ja leikkausenergian suurella todennäköisyydellä. »Ml • · · I · I II!
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kasvavien • · · • · · kiteiden kypsytys tapahtuu säiliössä, jossa niitä ei sekoiteta. :·. 25 • I I
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiteiden .·* ; kasvu pysäytetään edellä mainitulla iskusekoittajalla. • ♦ · » ♦ • I * .
5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään , · · ·, 30 iskusekoittajaa, joka toimii kehänopeuseroilla 40 - 200 m/s.
6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään 103402 10 kalkin sammutussäiliötä ja kaustisointisäiliötä, jotka kumpikin on varustettu ainakin yläosastaan jäähdytysvaipalla sisäpuolisen kondenssiveden puhdistavan valumisen aikaansaamiseksi.
7. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin laitteiston staattiset sisäosat on käsitelty tai pinnotettu materiaalilla, jota vesi ja/tai öljy huonosti kostuttavat, kuten Huoratulla polymeerillä, poly eteenillä, polypropeenilla ja silikonipohjaisella polymeerillä.
8. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään prosessilaitteita, jotka on yhdistetty mahdollisimman vähillä putkilla toisiinsa ja että olevissa putkissa käytetään virtausnopeutta yli 2.5 m/s likaantumisen ja saostumisen estämiseksi.
9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kypsytettävä massa ajetaan katkaisusekoituksen läpi useaan eri kertaan ja välillä annetaan kiteiden kasvaa, jolloin saadaan suurempia, lähes pyöreitä kiteitä.
9 103402
10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 20 saosettu kalsiumkarbonaatti stabiloidaan fosfaateilla ja/tai fosforihapolla kestämään hapanta ympäristöä siten, että edullisesti iskusekoittajalla suoritettavaan valmiin suodatetun ' ‘ * tuotteen liettoon lisätään tarpeellinen määrä fosforihappoa ja/tai fosfaatteja. • · · • · · • · · • · ♦ » · · • · ♦
11. Laitteisto saostetun kalsiumkarbonaatin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että siihen ;·. 25 sisältyy kalkin sammutusyksikkö, reaktio- ja kypsytysyksikkö sekä suodatus-, • · · hiilidioksidi-käsittely- ja liettoyksikkö, jolloin laitteisto käsittää . - kalkinsammutussekoittajan (1), joka on nopeakäyntinen tappimylly tai desinte- • ·« • · graattorisekoitin, jossa kehänopeudet ovat jopa 200 m/s; • · ' . - sammutussäiliön (2), jota ei sekoiteta, jossa kalkki sammuu loppuun suhteellisen . . 30 lyhyessä ajassa, - sekoittajan (5), jossa sammutetun kalkin ja soodaliuoksen kontakti tapahtuu, - kypsytysastian (4), jota ei sekoiteta 103402 11 - kiteiden kasvun katkaisevan tehosekoittajan (6) ja - suodatusyksikön (7).
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että siinä on pump-5 pausastia (10), johon esisuodos on palautettavissa. • 1 f · * · » • · · » · » • · i » » • « • · • · · • · · • f · • · · · • 1 · • · · • · 103402 12
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI964132A FI103402B (fi) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | Prosessi ja laitteisto saostetun kalsiumkarbonaatin valmistamiseksi |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI964132A FI103402B (fi) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | Prosessi ja laitteisto saostetun kalsiumkarbonaatin valmistamiseksi |
| FI964132 | 1996-10-14 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI964132A0 FI964132A0 (fi) | 1996-10-14 |
| FI964132L FI964132L (fi) | 1998-04-15 |
| FI103402B1 FI103402B1 (fi) | 1999-06-30 |
| FI103402B true FI103402B (fi) | 1999-06-30 |
Family
ID=8546866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI964132A FI103402B (fi) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | Prosessi ja laitteisto saostetun kalsiumkarbonaatin valmistamiseksi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI103402B (fi) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI105471B (fi) | 1997-09-08 | 2000-08-31 | Fp Pigments Oy | Menetelmä kalsiumkarbonaattipartikkelien valmistamiseksi |
-
1996
- 1996-10-14 FI FI964132A patent/FI103402B/fi not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI964132A0 (fi) | 1996-10-14 |
| FI964132L (fi) | 1998-04-15 |
| FI103402B1 (fi) | 1999-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102923749B (zh) | 一种制备纳米碳酸钙的碳化方法 | |
| US8182757B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing of a calcium carbonate product, the product and its use | |
| KR100507428B1 (ko) | 니트로포스페이트 비료를 생산하기 위해 액체에 고형입상체를 혼합 및 용해시키는 장치 | |
| EP1027287B1 (en) | Process for preparing calcium carbonate particles | |
| RU2010138901A (ru) | Способ кристаллизации наполнителя, связанный с технологическим процессом изготовления волокнистого полотна, и система подвода для машины для изготовления волокнистого полотна | |
| CN101774623A (zh) | 一种米粒状超细活性碳酸钙的工业化制备方法 | |
| CN102897815B (zh) | 一种纳米碳酸钙碳酸化反应釜 | |
| US20090081112A1 (en) | Process and apparatus for producing suspensions of solid matter | |
| FI100237B (fi) | Menetelmä ja laitteisto kalsiumkarbonaatin valmistamiseksi | |
| FI103402B (fi) | Prosessi ja laitteisto saostetun kalsiumkarbonaatin valmistamiseksi | |
| US20030147799A1 (en) | Production of products containing precipitated calcium carbonate | |
| WO1999051525A1 (en) | Process and apparatus for producing precipitated calcium carbonate | |
| CN202953834U (zh) | 一种纳米碳酸钙碳酸化反应釜 | |
| EP3036346B1 (en) | Improved process including a carbonatation step | |
| KR102731231B1 (ko) | 해수 담수화 농축수를 이용한 연속식 마그네슘 탄산염 제조방법 | |
| US4495087A (en) | Preparation of aluminum hydroxycarbonate gels by a continuous process | |
| CN105800658A (zh) | 一种高效制备纳米碳酸钙的方法 | |
| MX2007000514A (es) | Fabriccion de blanqueador de hipoclorito con bajo contenido de sal, de alta resistencia. | |
| CA1154932A (en) | Preparation of aluminum hydroxycarbonate gel | |
| CN217962543U (zh) | 一种用于制备单分散纺锤体沉淀碳酸钙的装置 | |
| EP0113493B1 (en) | Aluminium hydroxycarbonate gel | |
| KR940009272B1 (ko) | 경질탄산칼슘의 제조방법 및 그 장치 | |
| CN209005753U (zh) | 沉淀反应装置 | |
| CN120961073A (zh) | 一种多级串和并联气液微反应系统及使用其制备铵/碱的方法 | |
| ZA200700108B (en) | Manufacture of high-strength, low salt hypochlorite bleach |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GB | Transfer or assigment of application |
Owner name: FP-PIGMENTS OY |
|
| MA | Patent expired |