HU224695B1 - Lime treatment - Google Patents

Lime treatment Download PDF

Info

Publication number
HU224695B1
HU224695B1 HU0104543A HUP0104543A HU224695B1 HU 224695 B1 HU224695 B1 HU 224695B1 HU 0104543 A HU0104543 A HU 0104543A HU P0104543 A HUP0104543 A HU P0104543A HU 224695 B1 HU224695 B1 HU 224695B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
lime
solution
polyhydroxy compound
calcium
carbide
Prior art date
Application number
HU0104543A
Other languages
English (en)
Inventor
Pauw Gerlings Johannes Hend De
Original Assignee
Calcitech Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Calcitech Ltd filed Critical Calcitech Ltd
Publication of HUP0104543A2 publication Critical patent/HUP0104543A2/hu
Publication of HUP0104543A3 publication Critical patent/HUP0104543A3/hu
Publication of HU224695B1 publication Critical patent/HU224695B1/hu

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18—Carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/005—Preparation involving liquid-liquid extraction, absorption or ion-exchange
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/90—Carbides
    • C01B32/914—Carbides of single elements
    • C01B32/942—Calcium carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/02—Oxides or hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18—Carbonates
    • C01F11/182—Preparation of calcium carbonate by carbonation of aqueous solutions and characterised by an additive other than CaCO3-seeds
    • C01F11/183—Preparation of calcium carbonate by carbonation of aqueous solutions and characterised by an additive other than CaCO3-seeds the additive being an organic compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2/00—Lime, magnesia or dolomite
    • C04B2/02—Lime
    • C04B2/04—Slaking
    • C04B2/06—Slaking with addition of substances, e.g. hydrophobic agents ; Slaking in the presence of other compounds
    • C04B2/063—Slaking of impure quick lime, e.g. contained in fly ash
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/76—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by a space-group or by other symmetry indications
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/11—Powder tap density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Description

(57) Kivonat
A találmány mészből (például karbidmészből) kalciumionokat tartalmazó oldat-előállítási eljárásra vonatkozik. A találmány egyik aspektusa szerint (i) a meszet három vagy több hidroxilcsoportot és 3-8 szénatomos egyenes szénláncot tartalmazó polihidroxivegyület vizes oldatával kezelik; és (ii) adott esetben az (i) lépésben kapott oldatból eltávolítják az oldhatatlan szennyeződéseket.
Egy másik aspektus szerint (i) a karbidmeszet polihidroxivegyület (például szorbit vagy szacharóz) vizes oldatával kezelik a karbidmészből kalciumionok kinyerése céljából; és (ii) az (i) lépésben kapott oldatból az oldhatatlan szennyeződéseket elválasztják.
A kapott oldatot kicsapószerrel kezelhetik szilárd kalciumtartalmú termék előállítása céljából. A termék lehet szén-dioxid mint kicsapószer alkalmazásával előállított kalcium-karbonát.
HU 224 695 Β1
A leírás terjedelme 6 oldal
HU 224 695 Β1
A találmány mész kezelésére alkalmas eljárásra vonatkozik, közelebbről, de nem kizárólag oldhatatlan szennyeződéseket tartalmazó mész kezelésére, kalciumionokat tartalmazó tisztított oldat előállítása céljából. A találmány továbbá az említett feldolgozási módszer alkalmazására vonatkozik hasznos szilárd, kalciumtartalmú termékek mészből való előállítására. A találmány még közelebbről, de szintén nem kizárólag karbidmész kezelésére vonatkozik.
A találmány vonatkozásában a „mész” kifejezés alatt értjük mind a CaO-ot, mind a Ca(OH)2-ot, a szövegösszefüggéstől függően.
A találmány szempontjából releváns technika állása szerinti példák közé tartozik a 3 340 113 számú amerikai egyesült államokbeli közzétételi irat, mely dolomit feldolgozására vonatkozik kalcinálással, majd ezt követően a termelt kalcium-oxid oldásával magas pH-η, kalcium-szacharát-oldat előállítása céljából.
Az 5 332 564 számú amerikai egyesült államokbeli közzétételi iratban pedig kalcium-hidroxid vizes iszap nagyon kis mennyiségű szacharinnal való alkalmazását ismertetik rombos kicsapott kalcium-karbonát előállítása céljából.
Szükség van olyan eljárásra, amely lehetővé teszi mészből, különösen, de nem szükségszerűen oldhatatlan szennyeződéseket tartalmazó mészből származó kalciumionokat tartalmazó oldat előállítását, mivel a kapott kalciumionokat tartalmazó oldat felhasználható viszonylag értékes termékek előállítására. Különösen a kalcium-karbid és víz alábbi reakcióegyenlet szerinti reakciójával:
CaC2+2H2O—>Ca(OH)2+C2H2 végzett acetiléngyártás melléktermékeként képződő karbidmész vonatkozásában van nagy szükség ilyen eljárásra.
A karbidmész közelebbről kalcium-hidroxidból és a kiindulási kalcium-karbidból származó, valamint lehetségesen az acetilén előállításánál alkalmazott körülményekből eredő szennyeződésekből áll.
A karbidmész mintegy 3,5-4-szeres mennyiségben képződik az acetilén tömegéhez képest, és lehet szárazgáz-generátorból származó száraz por formájában, de többnyire nedvesgenerátorokból származó vizes iszap formájában kapjuk. A karbidmész karbidiszap, generátoriszap, mésziszap, mészhidrát és hidratált karbidmész néven is ismert.
A karbidmész egy szürkés-feketés anyag. Jellegzetesen mintegy 90 tömeg% kalcium-hidroxidból áll (a karbidiszap szilárdanyag-tartalmára vonatkoztatva), a maradék részt különféle szennyeződések alkotják, ami függ az acetiléngyártásához használt eljárástól, és a kalcium-karbid előállításához felhasznált anyagok forrásától (általában kalcium-oxid szénen való kalcinálásával állítják elő). A fő szennyeződések a szilícium-, vas-, alumínium-, magnézium- és mangán-oxidok szénnel, ferroszilíciummal és kalcium-szulfáttal kombinálva. Ezenkívül, ha a karbidmeszet szabad téren tárolják, a kalcium-hidroxid szén-dioxiddal lejátszódó reakciójában képződő kalcium-karbonát is jelen lehet szennyeződésként.
A jelen lévő szennyeződések miatt a karbidmésznek kicsi a piaci értéke, és nehéz eladni. A korlátozott számú felhasználási területei közé tartozik savak semlegesítése céljából olcsó bázisként való alkalmazása, vagy kissé módosított formában mezőgazdasági műtrágyaként való alkalmazása (8002961 számú csehszlovák szabadalmi leírás - Jansky).
Mivel nincs jelentős kereskedelmi haszna, és mivel a jelen lévő szennyeződések nehézzé teszik ártalmatlanítását, több millió tonna karbidmeszet tárolnak világszerte karbidmeszes gödrökben. Ezek a gödrök így állandóan növekedő környezetvédelmi problémát jelentenek.
Többféle eljárást javasoltak karbidmész tisztítására, de ezeknek különféle hátrányai vannak:
a) Hevítés. A víz és a szénszennyeződések eltávolíthatók a karbidmészből a karbidmész hevítésével kemencében legalább 800 °C-on, így „fehér” meszet kapunk. Ez az eljárás azonban költséges, és a hátránya, hogy az oxid típusú szennyeződések így nem távolíthatók el.
b) Egyszerű szűrés. Az iszapot alávethetjük egy szűrési műveletnek. A karbidmészben jelen lévő szennyeződések részecskemérete sajnos hasonló a kalcium-hidroxid részecskeméretéhez, 1 pm és 50 pm közötti. A karbidmészben lévő szennyeződések továbbá hajlamosak arra, hogy a szűrőt eltömítsék egy sűrű iszappal, így a szűrő hatékonysága csökken, és állandóan cserélni kell azokat. Tehát az egyszerű szűrés nem hatékony.
c) A kalcium-hidroxid vízben való oldása, majd szűrése. Mivel a kalcium-hidroxid korlátozott mértékben oldódik vízben, és mivel a karbidmész szennyeződései oldhatatlanok, a kalcium-hidroxid extrahálással átvihető egy vizes oldatba, melyet azután szűrésnek vethetünk alá a szennyeződések eltávolítása céljából. A kalcium-hidroxid sajnos csak korlátozottan oldódik vízben; mintegy 650 m3 víz szükséges 1 tonna kalcium-hidroxid feloldásához, ezért ez az eljárás ipari méretekben kivitelezhetetlen.
d) A kalcium-hidroxid oldása vízben ammóniumsó mint oldódást elősegítő anyag alkalmazásával, majd ezt követően szűrés. Az eljárás megegyezik a c) pontban ismertetettel azzal a különbséggel, hogy klorid vagy nitrátként biztosított anionokat alkalmazunk a kalcium-hidroxid oldhatóságának fokozására a vízben. Ez az eljárás hatékonyan csökkenti a kalcium-hidroxid feloldásához szükséges víz mennyiségét, de hátránya, hogy az ammóniumionokat tartalmazó folyadék szennyvíz-elvezetési problémákat vet fel a viszonylag magas ammóniumsókoncentráció-tartalom miatt, hacsak nem forgatjuk vissza az ammóniumoldatot a kalcium szén-dioxiddal való kicsapása után.
Hasonló problémák felmerülnek más típusú rossz minőségű (azaz magas szennyeződéstartalmú) mésztípusok esetén.
HU 224 695 Β1
A karbidmész és más rossz minőségű meszek tisztításával járó nehézségek azt jelentik, hogy bár nagy mennyiségben rendelkezésre állnak ezek az anyagok, nem használják fel ezeket kalciumforrásként nagyobb értékű, fontos ipari alkalmazási területekkel rendelkező kalciumtermékek előállítása céljából. Az ilyen termékekre példaként említhetjük a kicsapott kalcium-karbonátot (PCC), melyet funkcionális töltőanyagként alkalmaznak például festékekben, papírban, bevonatokban, műanyagokban, tömítőanyagokban és fogkrémekben.
A PCC-t jelenleg az alábbi eljárásokkal állítják elő:
a) Mész vizes iszapjának szén-dioxiddal való reakciója. Ennek az eljárásnak a hátránya, hogy a mész rossz oldhatósága miatt lassú.
b) A mész oldatának reagáltatása szén-dioxiddal. Ebben az esetben problémák vetődnek fel kezdetben, mivel a mész csak korlátozottan oldódik vízben (jellegzetes telített koncentráció 2,16*10~2 M szobahőmérsékleten). Az alacsony koncentráció elválasztási problémákat jelent a PCC-vé történő átalakulás befejeződése után. Szintén az alacsony mészkoncentráció miatt a reakció-egyensúlyok olyanok, hogy a szén-dioxiddal való reakcióban a mésznek csak mintegy 30%-a alakul át PCC-vé, a maradék kalcium-hidrogén-karbonáttá alakul, ami oldatban marad.
A találmány egyik célja tehát a fent említett hátrányok elkerülése vagy mérséklése.
A találmány első aspektusa mészből kalciumionokat tartalmazó oldat előállítási eljárásra vonatkozik, ahol az eljárás során (i) a meszet három vagy több hidroxilcsoportot és 3-8 szénatomos egyenes szénláncot tartalmazó polihidroxivegyület vizes oldatával kezeljük; és (ii) adott esetben az (i) lépésben kapott oldatból eltávolítjuk az oldhatatlan szennyeződéseket.
Azt találtuk, hogy a fenti bekezdésben definiált poli(vinil-oxi)-vegyület oldata kitűnő oldószere a kalciumnak, és a mészben lévő kalciumionok sokkal nagyobb mennyisége (mintegy 65 g/l) oldódik fel, mint amennyi víz alkalmazása esetén feloldódna. A találmány szerinti eljárás hatékony eljárást biztosít kalciumionok mészből való kivonására. Az oldhatatlan szennyeződések eltávolítása után tisztított kalciumionokat tartalmazó oldat marad vissza, melyet felhasználhatunk a karbidmészhez képest sokkal nagyobb kereskedelmi értékű kalciumtermékek előállítására az alábbiakban részletesen ismertetett módon.
A találmány szerinti eljárásban felhasználható bármely mész, mely polihidroxivegyület vizes oldatában oldhatatlan szennyeződéseket tartalmaz. Az ilyen mészre egy előnyös példa a karbidmész, mely szenet, ferroszilíciumot, kalcium-szulfátot és vas-, szilícium-, alumínium-, magnézium- és mangán-oxidokat tartalmaz oldhatatlan szennyeződésként.
A találmánynak ez az aspektusa azonban alkalmazható oldhatatlan szennyeződéseket tartalmazó más típusú meszek esetén is [akár CaO, akár Ca(OH)2 formájában], abból a célból, hogy kalciumionokat tartalmazó oldatot állítsunk elő belőlük. Az ilyen meszekre példaként említhetjük a rossz minőségű meszeket, a mészkő kalcinálásával kapott és a dolomit kalcinálásával kapott termékeket. Az utóbbi esetben a találmány szerinti eljárás biztosítja a MgO vagy Mg(OH)2 elválasztását, mivel mindkettő oldhatatlan a polialkoholok oldatában. A találmánynak ez az aspektusa alkalmazható viszonylag alacsony szennyeződéstartalmú meszek kezelése esetén is.
A találmány szerinti eljárásban alkalmazott polihidroxivegyület 3-8 szénatomos egyenes szénlánccal rendelkezik, és jelentős mértékben oldódik vízben az alkalmazott körülmények között.
Az alkalmazható polihidroxivegyületek az alábbi általános képlettel jellemezhetők:
HOCH2(CHOH)nCH2OH ahol n értéke 1 és 6 közötti egész szám. Tehát a polihidroxivegyület lehet glicerin (n=1). Viszont előnyösebb, ha n értéke 2 és 6 közötti egész szám, és különösen előnyös, ha a polihidroxivegyület cukoralkohol („hidrogénezett monoszacharid”). Az ilyen cukoralkoholok közé tartozik a szorbit, a mannit, a xilit, a treit és az eritrit.
A találmány szerinti megoldásban alkalmazható polihidroxivegyületek továbbá n szénatomból álló egyenes szénláncú vegyületek, ahol n értéke 4-8, és a szénatomok közül (n—1) szénatomhoz hidroxilcsoport kapcsolódik. A másik (azaz a hidroxilcsoport nélküli) szénatomhoz kötődhet egy cukormaradék. Ilyen vegyületek a hidrogénezett diszacharid-alkoholok, és példaként említhetjük ezekre a maltitot és a laktitot.
A találmány szerint különösen előnyösen alkalmazhatók a hidrogénezett monoszacharid- (például szorbit) és diszacharid-alkoholok, mivel ezek termálisan stabilak, ami fontos lehet a kalciumionokat tartalmazó oldat további feldolgozásánál (lásd alább).
Alkalmazhatjuk továbbá a fent ismertetett polialkoholok keverékeit is. Tehát alkalmazhatunk ipari szorbitot, mely a benne lévő szilárd anyagok közül mintegy 80% szorbitot tartalmaz más polihidroxivegyületekkel, például mannittal vagy diszacharid-alkoholokkal együtt. Az ipari szorbitra példaként említhetjük a Sorbidex NC 16205-öt a Cerestar cégtől és a Meritol 160-at az Amylum cégtől.
A vízben való oldhatóságától és az eljárás során alkalmazott hőmérséklettől függően a polihidroxivegyületet általában 10-80 tömeg%-os vizes oldatként alkalmazzuk. Ha a polihidroxivegyület cukoralkohol, általában 10-60 tömeg%-os oldatként, még előnyösebben 15-40 tömeg%-os vizes oldatként alkalmazzuk. A glicerint viszont általában 60-80 tömeg%-os vizes oldatként, előnyösen 65-75 tömeg%-os oldatként használjuk.
A találmány másik aspektusa karbidmész kezelésére vonatkozik kalciumionokat tartalmazó oldat előállítása céljából. Ennek értelmében a találmány karbidmészből kalciumionokat tartalmazó oldat előállítási eljárásra vonatkozik, mely eljárás az alábbi lépésekből áll:
HU 224 695 Β1 (i) a karbidmeszet polihidroxivegyület vizes oldatával kezeljük a karbidmészből kalciumionok kinyerése céljából; és (ii) az (i) lépésben kapott oldatból az oldhatatlan szennyeződéseket elválasztjuk.
A találmány második aspektusában alkalmazható polihidroxívegyületek lehetnek az első aspektusnál ismertetett vegyületek. Itt viszont a polihidroxivegyület lehet szacharid is (például mono- vagy diszacharid).
A találmány szerint hasznos szacharidok lehetnek többek között a glükóz, fruktóz, ribóz, xilóz, arabinóz, galaktóz, mannóz, szacharóz, laktóz és maltóz. A találmány szerint alkalmazható szacharidszármazékok közé tartoznak a cukoralkoholok, például a szorbit és a mannit. Különösen előnyösen (a találmány második aspektusánál) a polihidroxivegyületet a szacharóz, glükóz, szorbit és glicerin közül választjuk.
Vízben való oldhatóságától és a második aspektus szerinti eljárás során alkalmazott hőmérséklettől függően a polihidroxidvegyületet általában 10-80 tömeg%-os vizes oldatként alkalmazzuk. Ha a hidroxivegyület szacharid vagy cukorszármazék, például cukoralkohol, általában 10-60 tömeg%-os vizes oldatként, előnyösebben 15-40 tömeg%-os vizes oldatként alkalmazzuk. A glicerint viszont általában 60-80 tömeg%-os vizes oldatként, előnyösen 65-75 tömeg%-os vizes oldatként alkalmazzuk.
A találmányt (mind az első, mind a második aspektusát) az alábbiakban részletesen ismertetjük karbidmész kezelésének vonatkozásában, de alkalmazható mutatis mutandis más mészformákra is.
Kalciumionokat tartalmazó tisztított oldat karbidmészből való előállításához általában alkalmasan mintegy 3-12, előnyösen 3-7 és legelőnyösebben 5 tömegrész kalcium-hidroxidot biztosító mennyiségben vett karbidmeszet extrahálunk a polihidroxivegyület vizes oldatának 100 tömegrésznyi mennyiségével. Acetiléngenerátorból származó száraz karbidmeszet extrahálhatunk további feldolgozás nélkül. Viszont a nedves karbidmész esetén általában előnyösen ülepedni hagyjuk, és ezt követően vízmentesítjük az extrakciós lépést megelőzően. Ezt végrehajthatjuk szűréssel.
Ha a kalciumionok extrahálására használt polihidroxivegyület termális bomlásra hajlamos, akkor az extrakciós lépést végrehajthatjuk 5 °C és 50 °C közötti hőmérsékleten, bár nem zárjuk ki az ezen a tartományon kívül eső hőmérsékleteket sem. A karbidmész és a hidroxilvegyület vizes oldatának keverékét keverni kell annak érdekében, hogy a kalciumionok lehető legnagyobb mértékben átmenjenek vizes oldatba. Az extrakció kívánt fokának eléréséhez a kezelési idő több tényezőtől függ, például az extrakció végrehajtása során alkalmazott hőmérséklettől, a keverés mértékétől, a polihidroxivegyület koncentrációjától, de általában szakember számára nem okoz nehézséget ennek meghatározása.
Az extrakciós lépést követően a kalciumionokat elválasztjuk az oldhatatlan szennyeződésektől. Az elválasztást kényelmesen szűréssel hajtjuk végre, például mikroszűrőegység alkalmazásával, de más módszereket is alkalmazhatunk. Szükség esetén pehelyképző anyagot is használhatunk.
A kapott termék egy tisztított, kalciumionokat tartalmazó oldat, mely felhasználható kiindulási anyagként például iparilag hasznos kalciumtartalmú szilárd termékek előállításánál. Az ilyen termékeket legkényelmesebben kicsapási reakcióval állíthatjuk elő, melynek értelmében egy kémiai szert adunk az oldathoz a kívánt termék kicsapása céljából, (gy például a tisztított kalciumion-tartalmú oldaton szén-dioxid átbuborékoltatásával lehetséges kicsapott kalcium-karbonát (PCC) előállítása. Más alkalmazható kicsapószerek lehetnek például a foszforsav, a kénsav, az oxálsav, a hidrogén-fluorid és a citromsav.
A kicsapószert általában alkalmas módon legalább sztöchiometrikus mennyiségben adjuk az oldatban lévő kalciumionokhoz viszonyítva. Alternatív módon, vagy ezenkívül a kicsapási reakció után megmaradt felülúszó folyadékot újra használhatjuk kalciumionok extrahálásához egy újabb adag kalcium-karbidból. Ha a felülúszót újra fel akarjuk használni, akkor célszerű a karbidmészből a vizet eltávolítani, hogy megelőzzük a túl sok víz bekerülését az újrafelhasználó áramba, nemkívánatos módon hígítva a polihidroxivegyület oldatát. Tehát, mint korábban jeleztük, ha nedves kalcium-karbonátot kezelünk, ezt előbb ülepedni hagyjuk, majd vízmentesítjük. Alternatív módon, vagy ezenkívül a felülúszót melegíthetjük bizonyos mértékű töményítés céljából (víz elpárologtatósával). Ha a felülúszót melegíteni kell, akkor célszerűen a polihidroxivegyület cukoralkohol, mivel az ilyen vegyületek ellenállnak a hőhatásnak, és nem „bámulnák meg” a töményítéshez szükséges hőmérsékleten. Ez biztosítja, hogy a visszaforgatott „töményített polialkohololdat színtelen legyen, és ne okozza a kicsapódó kalcium-karbonát elszíneződését. Ez ellentétben áll a szacharóz kalciumionok extrahálószereként történő alkalmazásával, ahol a töményített, újrafelhasznált szacharózoldat a kicsapódó kalcium-karbonát elszíneződését okozhatja, bár ez bizonyos alkalmazásoknál megengedhető.
Kicsapott kalcium-karbonát előállítása céljából szén-dioxidot buborékoltathatunk át a tisztított kalciumionokat tartalmazó oldaton szokásos karbonizálóreaktor alkalmazásával. Ezt a reakciót végrehajthatjuk szobahőmérsékleten. Kívánt esetben egy későbbi lépésben segédanyagokat, például sztearinsavszármazékokat adhatunk hozzá a PCC borítása céljából.
A PCC-t a szakterületen jól ismert berendezések alkalmazásával vízmentesíthetjük, moshatjuk és száríthatjuk.
Az előállított PCC részecskemérete függ a reakció idejétől, a hőmérséklettől, a szén-dioxid-koncentrációtól és a keverési sebességtől.
Az ismertetett eljárás PCC előállítására az alábbi előnyökkel rendelkezik:
1. Az eljárással nagyon tiszta PCC állítható elő.
2. A kalciumionok, melyekből a kalcium-karbonát képződik, sokkal nagyobb koncentrációban vannak jelen az oldatban, mint a mész szuszpenziójának kezelése esetén.
HU 224 695 Β1
3. A mészszuszpenzió PCC előállítására való alkalmazásához képest a találmány szerinti eljárás során a PCC nem „rakódik le” a mészrészecskékre.
4. A találmány szerinti eljárással szűk méreteloszlású, kis részecskeméretű és jó színű PCC állítható elő.
A találmányt a továbbiakban nem korlátozó értelmű példákkal kívánjuk illusztrálni.
1. példa
Mechanikus keverővei és hőmérővel felszerelt 2 literes gömblombikba 250 g szorbitot mérünk be 660 g vízzel szobahőmérsékleten. A kapott tiszta oldatba 100 g nyers karbidmeszet mérünk, melynek nedvességtartalma 50%. A keveréket ezután legalább 20 percig keverjük.
Amikor a kapott, fel nem oldott részecskéket tartalmazó oldatot szűrjük, a kapott tiszta szürlet 4,1 tömeg% kalcium-hidroxidot tartalmaz. A szűrletet karbonizálóreaktorba visszük át a kalcium-karbonát szén-dioxidgázzal való kicsapása céljából az alábbi módszerrel.
Mechanikai keverővei, pH-mérővel és gázbevezető csővel felszerelt 2 literes gömblombikba 4% káliumhidroxidot tartalmazó szorbitoldatot mérünk (1000 g). Miután a keverékbe mintegy 10 percig szén-dioxidot vezetünk be, a kalcium-karbonáttal való reagálás befejeződik, amit a pH 11,8-ről 7,0-re történő csökkenése jelez.
A kicsapódott kalcium-karbonátot (PCC) szűrjük és szárítjuk, így 54,2 g kalcium-karbonátot kapunk. Az elméleti hozam 55,1 g, tehát a hozam 98,3%. A finom fehér PCC-por az alábbi tulajdonságokkal rendelkezik.
PCC Karbidmész
Átlagos részecskeméret =2 gm 1-50 gm
Kristályszerkezet kalcit rombos szerkezet -
Oldhatatlan sav <0,2%
Maradék vas <0,05% 0,12%
Maradék magnézium <0,05% 0,07%
Maradék kén <0,1% 0,35%
Maradék alumínium <0,05% 1,15%
Maradék szilícium <0,1% 1,5%
2. példa
Egy 120 literes műanyag tartályba 43,2 kg vizet, 35,7 kg 70 tömeg% szilárd anyagot tartalmazó vizes kereskedelmi minőségű szorbitot (Sorbidex NC 16205) és 21,0 kg 22% szilárd anyagot tartalmazó vizes nyers karbidmész-szuszpenziót mérünk be.
Az elegyet 15 percig keverjük. Ezt követően 1,5 liter pehelyképző törzsoldatot adunk hozzá úgy, hogy a pehelyképző (Magnafloc LT25, Ciba cég terméke) végső koncentrációja 25 ppm legyen a teljes keverékben.
A tartály tartalmát 10 percig keverjük, majd a pelyheket 1 órán keresztül hagyjuk ülepedni.
A kapott mészoldatot és a leülepedett szennyeződéseket szűrjük. A tiszta szűrlet mintegy 4,0% tömeg% kalcium-hidroxidot tartalmaz.
Egy turbinalapáttal, gázbevezető gyűrűvel, pH-mérővel, hőmérővel, folyadékbevezetővel és kalcium-karbonát-termék-kivezetővel felszerelt rozsdamentes acél karbonizálóreaktorba 28 kg szűrletfolyadékot mérünk.
A keverőt 60 fordulat/perc sebességre állítjuk, és a reaktor tartalmát 20 tömeg% szén-dioxidot és 80 tömeg% nitrogént tartalmazó gázeleggyel keverjük 80 g szén-dioxid/perc sebességgel.
Mintegy 20 perc elteltével a karbonizálási reakció befejeződik, ahogyan azt a pH 12,4-ről 7,0-re való változása jelzi.
A képződött kicsapódott kalcium-karbonát-szuszpenziót eltávolítjuk a reaktorból, és egy vezérelt szűrőprésben szűrjük és mossuk.
A tömörített szűrési maradékot szárítjuk, így mintegy 1,5 kg PCC-t kapunk, mely 99%-os hozamnak felel meg. A kalcit PCC-por az alábbi tulajdonságokkal rendelkezik:
Átlagos részecskeméret (Malvern mastersizer) 1,93 mikron
Fényesség (R457) 97,3
Rázás utáni sűrűség 0,97 g/cm3
HCI oldhatatlan anyagok 0,13%
pH-érték 9,3
BET felszín 4 m2/g
MgO <0,05%
AI2O3 0,07%
SiO2 0,16%
Fe 1 ppm
Mn <1 ppm
SO3 0,03%
3. példa
Mintegy 7,5 g szennyeződést, például kalcium-karbonátot, szilícium-, vas-, alumínium-, magnézium- és mangán-oxidokat és szulfátokat és szenet és ferroszilíciumot tartalmazó 57,5 g karbidmeszet 15 percen át tartó keveréssel feloldunk 750 g vízben 250 g szacharózt tartalmazó oldatban.
A kapott, fel nem oldott, fekete, fedett iszapszerü szennyeződéseket tartalmazó oldatot szűrjük.
A mintegy 50 g tisztított kalcium-hidroxidot tartalmazó tiszta oldatot egy karbonizálóreaktorba visszük át kalcium-karbonát kicsapása céljából szén-dioxid-gázzal való reakció alkalmazásával.
A szén-dioxid 10-20 percen át tartó buborékoltatása után a kalcium-karbonáttá reagálás befejeződik. A kicsapódott kalcium-karbonátot (PCC) kiszűrjük a szuszpenzióból és szárítjuk, így 67 g kalcium-karbonátot kapunk (a várt mennyiség 67,5 g, tehát a hozam 99% feletti).
HU 224 695 Β1
A PCC-por az alábbi tulajdonságokkal rendelkezik:
Átlagos részecskeméret 3 pm
Kristályszerkezet kalcit rombos szerkezet
Oldhatatlan sav <0,06%
Maradék vas <3 ppm
Maradék magnézium <3 ppm
Maradék kén <3 ppm
Maradék alumínium 33 ppm
Maradék szilícium 300 ppm
SZABADALMI IGÉNYPONTOK

Claims (12)

1. Eljárás mészből kalciumionokat tartalmazó oldat előállítására, azzal jellemezve, hogy (i) a meszet egy polihidroxivegyület vizes oldatával kezeljük, ahol a polihidroxivegyület egy hidrogénezett monoszacharid-alkohol; és (ii) az (i) lépésben kapott oldatból a szennyeződéseket eltávolítjuk.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy mészként karbidmeszet használunk.
3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy mészként mészkő vagy dolomit kalcinálásából származó terméket használunk.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy polihidroxivegyületként szorbitot, mannitot, xilitet, treitet vagy eritritet használunk.
5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy polihidroxivegyületként szorbitot használunk.
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a polihidroxivegyületet 10-80 tömeg%-os vizes oldatként alkalmazzuk.
7. A 4. vagy 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a polihidroxivegyületet 10-60 tömeg%-os vizes oldatként alkalmazzuk.
8. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a meszet 100 tömegrész polihidroxivegyület oldathoz viszonyítva 3-12 tömegrészt biztosító mennyiségben alkalmazzuk.
9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 5 °C és 60 °C közötti hőmérsékleten dolgozunk.
10. Eljárás kalciumtartalmú termék előállítására, azzal jellemezve, hogy (a) kalciumionokat tartalmazó oldatot állítunk elő az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárással; és (b) az (a) lépésben kapott oldathoz kicsapószert adunk, mely a kívánt kalciumtartalmú termék kicsapódását okozza.
11. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kicsapószerként szén-dioxidot alkalmazunk, és a kapott termék kicsapott kalcium-karbonát.
12. Eljárás kicsapott kalcium-karbonát előállítására karbidmészből, azzal jellemezve, hogy (a) a karbidmeszet szorbit vizes oldatával kezeljük a mészből a kalciumionok kivonása céljából;
(b) az (a) lépésben kapott oldatból az oldhatatlan szennyeződéseket eltávolítjuk; és (c) a (b) lépésben kapott oldatot szén-dioxiddal kezeljük.
Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest A kiadásért felel: Törőcsik Zsuzsanna főosztályvezető-helyettes Windor Bt., Budapest
HU0104543A 1998-12-10 1999-12-07 Lime treatment HU224695B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9827033.3A GB9827033D0 (en) 1998-12-10 1998-12-10 Lime treatment
PCT/EP1999/009659 WO2000034182A1 (en) 1998-12-10 1999-12-07 Lime treatment

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HUP0104543A2 HUP0104543A2 (hu) 2002-03-28
HUP0104543A3 HUP0104543A3 (en) 2003-08-28
HU224695B1 true HU224695B1 (en) 2006-01-30

Family

ID=10843875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0104543A HU224695B1 (en) 1998-12-10 1999-12-07 Lime treatment

Country Status (25)

Country Link
US (1) US7378073B2 (hu)
EP (1) EP1150919B1 (hu)
JP (1) JP2002531365A (hu)
KR (1) KR100671441B1 (hu)
CN (1) CN1195683C (hu)
AT (1) ATE246149T1 (hu)
AU (1) AU773033B2 (hu)
BR (1) BR9916127B1 (hu)
CA (1) CA2354691C (hu)
CZ (1) CZ298664B6 (hu)
DE (1) DE69910079T2 (hu)
DK (1) DK1150919T3 (hu)
EA (1) EA002959B1 (hu)
ES (1) ES2205925T3 (hu)
GB (1) GB9827033D0 (hu)
HK (1) HK1041681A1 (hu)
HU (1) HU224695B1 (hu)
ID (1) ID30402A (hu)
NO (1) NO20012852L (hu)
NZ (1) NZ512841A (hu)
PL (1) PL194681B1 (hu)
PT (1) PT1150919E (hu)
SK (1) SK285009B6 (hu)
WO (1) WO2000034182A1 (hu)
ZA (1) ZA200105624B (hu)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO328264B1 (no) * 2008-01-30 2010-01-18 Elkem Solar As Fremgangsmate for fremstilling av kalsiumforbindelser
GB0917248D0 (en) * 2009-10-02 2009-11-18 Calcitech Synthetic Minerals Ltd Production of calcium carbonate
GB0921820D0 (en) 2009-12-14 2010-01-27 Calcitech Synthetic Minerals Ltd Production and/or recovery of products from waste sludge
EP2831120A4 (en) * 2012-03-29 2015-08-26 Calera Corp METHOD AND SYSTEMS FOR USING CARBIDKALK
KR101678492B1 (ko) * 2013-07-17 2016-11-22 한국지질자원연구원 나트륨이 제거된 패각을 이용한 침강성 탄산칼슘의 제조방법
WO2015164589A1 (en) 2014-04-23 2015-10-29 Calera Corporation Methods and systems for utilizing carbide lime or slag
PT3031778T (pt) * 2014-12-12 2017-11-30 Omya Int Ag Processo melhorado de produção de carbonato de cálcio precipitado
CN110997593B (zh) 2017-07-17 2023-01-24 埃科莱布美国股份有限公司 使浆料的流变性改性的方法
US11577965B2 (en) 2020-02-25 2023-02-14 Arelac, Inc. Methods and systems for treatment of lime to form vaterite
KR20230030619A (ko) 2020-06-30 2023-03-06 아렐락, 인크. 전기 가마를 이용하여 하소된 석회석으로부터 바테라이트를 형성하기 위한 방법들 및 시스템들
EP3984957A1 (en) * 2020-10-15 2022-04-20 ImerTech SAS Calcium carbonate particulate material with low content of water soluble magnesium ions
CN112624651A (zh) * 2021-01-26 2021-04-09 中南大学 一种电解锰压滤渣的资源化利用方法
JP7474275B2 (ja) * 2022-01-14 2024-04-24 デンカ株式会社 Ｃｏ２固定化材及びｃｏ２固定化物の製造方法
CN114772625A (zh) * 2022-04-12 2022-07-22 四川大学 电石渣中钙离子的溶出方法及其在矿化封存co2联产轻质碳酸钙中的应用
CN114804664A (zh) * 2022-06-16 2022-07-29 新疆凯盛建材设计研究院（有限公司） 一种湿法电石渣制备石灰球的方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3340003A (en) * 1965-06-01 1967-09-05 Ohio Lime Company Process for producing high purity alkaline earth compounds
US3669620A (en) * 1969-09-08 1972-06-13 Tate & Lyle Ltd Manufacture of aragonite
JPS4817438B1 (hu) * 1970-12-29 1973-05-29
US4237147A (en) * 1974-01-04 1980-12-02 Monsanto Company Stabilized amorphous calcium carbonate
JPS5354200A (en) * 1976-10-28 1978-05-17 Sumitomo Cement Co Process for producing high class calcium carbonate
RO87978A2 (ro) * 1983-07-21 1985-11-30 Combinatul De Ingrasaminte Chimice,Ro Procedeu de fabricare a carbonatului de calciu pur
CS236636B1 (en) * 1983-12-07 1985-05-15 Miroslav Zikmund Manufacturing process of pure calcium carbonate
US4760138A (en) 1984-12-13 1988-07-26 Nestec S. A. Carbonating agents and their preparation
ES2002600A6 (es) * 1987-04-03 1988-08-16 Auxiliar Ind Sa Empresa Procedimiento de obtencion de oxido de magnesio de alta pureza a partir de minerales que contienen calcio y magnesio
ES2017403A6 (es) * 1989-07-28 1991-02-01 Auxiliar Ind Sa Empresa Procedimiento de obtencion de carbonato calcico de alta pureza, a par-tir de cualquier mineral que contenga calcio.
US5558850A (en) * 1990-07-27 1996-09-24 Ecc International Limited Precipitated calcium carbonate
CA2116955C (en) 1991-09-06 1998-06-23 Kofi Ofosu-Asante Detergent compositions containing calcium and polyhydroxy fatty acid amide
US5332564A (en) * 1992-07-10 1994-07-26 Ecc International Inc. Process for production of rhombic shaped precipitated calcium carbonate
CZ76096A3 (en) 1993-09-14 1996-08-14 Procter & Gamble Slightly foamy liquid or gel-like protease-containing detergent for washing-up
US5846500A (en) 1995-10-10 1998-12-08 James W. Bunger And Associates, Inc. Process for purifying highly impure calcium hydroxide and for producing high-value precipitated calcium carbonate and other calcium products

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010111481A (ko) 2001-12-19
DK1150919T3 (da) 2003-11-24
ATE246149T1 (de) 2003-08-15
CN1195683C (zh) 2005-04-06
DE69910079T2 (de) 2004-04-22
AU1973500A (en) 2000-06-26
CA2354691C (en) 2008-06-03
EP1150919B1 (en) 2003-07-30
PT1150919E (pt) 2003-12-31
DE69910079D1 (de) 2003-09-04
WO2000034182A1 (en) 2000-06-15
HUP0104543A3 (en) 2003-08-28
NZ512841A (en) 2003-10-31
ZA200105624B (en) 2002-01-22
NO20012852D0 (no) 2001-06-08
NO20012852L (no) 2001-08-07
BR9916127A (pt) 2001-09-04
US20060067869A1 (en) 2006-03-30
PL194681B1 (pl) 2007-06-29
EA002959B1 (ru) 2002-12-26
AU773033B2 (en) 2004-05-13
BR9916127B1 (pt) 2008-11-18
HK1041681A1 (en) 2002-07-19
SK7952001A3 (en) 2002-02-05
ES2205925T3 (es) 2004-05-01
US7378073B2 (en) 2008-05-27
ID30402A (id) 2001-11-29
EA200100649A1 (ru) 2002-02-28
KR100671441B1 (ko) 2007-01-18
EP1150919A1 (en) 2001-11-07
GB9827033D0 (en) 1999-02-03
CZ298664B6 (cs) 2007-12-12
CN1334782A (zh) 2002-02-06
CA2354691A1 (en) 2000-06-15
JP2002531365A (ja) 2002-09-24
PL348887A1 (en) 2002-06-17
SK285009B6 (sk) 2006-04-06
HUP0104543A2 (hu) 2002-03-28
CZ20012037A3 (cs) 2002-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7378073B2 (en) Lime treatment
US4946666A (en) Process for the production of fine tabular alumina monohydrate
EP2483203B1 (en) Production of calcium carbonate
US8658119B2 (en) Production and/or recovery of products from waste sludge
KR101767034B1 (ko) １가 숙신산 염의 제조방법
US4053579A (en) Method for manufacture of sintered alumina from ammonium aluminum carbonate hydroxide
SK64598A3 (en) Process for the preparation of discrete particles of calcium carbonate
US6132696A (en) Manufacture of precipitated calcium carbonate of improved color and stable crystalline form
US6790424B2 (en) Process for generation of precipitated calcium carbonate from calcium carbonate rich industrial by-product
CA1160425A (en) Preparation of dihydroxyaluminium sodium carbonate
JPH0812327A (ja) 酸化第二銅の製造法
WO2003037795A1 (en) Process for generation of precipitated calcium carbonate from calcium carbonate rich industrial by-product
CA2002254A1 (en) Process for the production of fine tabular alumina monohydrate
JPH06102542B2 (ja) 球状粒子炭酸カルシウムの製造方法
KR0144702B1 (ko) 탄산칼슘의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
HFG4 Patent granted, date of granting

Effective date: 20051118

MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees