JP5320242B2 - Method for producing calcium carbonate - Google Patents
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Description
本発明は、炭酸カルシウムの製造方法に関する。特に本発明は、ライムスクリーン残渣を用いて炭酸ガス法により炭酸カルシウムを製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing calcium carbonate. In particular, the present invention relates to a method for producing calcium carbonate by a carbon dioxide method using a lime screen residue.
一般に、炭酸カルシウムは、風化貝殻や天然の石灰石などを原料として物理的に粉砕分級して製造する「天然炭酸カルシウム」と、石灰石を原料として化学的に反応させて製造する「合成炭酸カルシウム」（軽質炭酸カルシウム）とに大きく分けられる。そして、合成炭酸カルシウムの合成法としては、炭酸ガス法、石灰・ソーダ法、ソーダ法が知られており、石灰・ソーダ法およびソーダ法は特殊な用途に一部利用されるものの、工業的な炭酸カルシウムの合成はもっぱら炭酸ガス法により行われている。 In general, calcium carbonate is produced by physically pulverizing and classifying weathered shells and natural limestone, etc., and “natural calcium carbonate” produced by chemically reacting limestone as a raw material ( Light calcium carbonate). As a synthetic method of synthetic calcium carbonate, a carbon dioxide gas method, a lime / soda method, and a soda method are known. Although the lime / soda method and the soda method are partially used for special purposes, they are industrially used. The synthesis of calcium carbonate is carried out exclusively by the carbon dioxide method.
炭酸ガス法による炭酸カルシウムの合成は、生石灰と炭酸ガスとを反応させることにより行われ、一般に、生石灰ＣａＯに水を加えて消石灰Ｃａ（ＯＨ）２を得る消和工程と、消石灰に炭酸ガスＣＯ２を吹き込み炭酸カルシウムＣａＣＯ３を得る炭酸化工程とを有する。今日では、炭酸カルシウムの合成工程、特に炭酸化工程の反応条件を制御することによって、生成物である炭酸カルシウムの粒子形状や粒子径などをコントロールする技術が種々提案されている。 The synthesis of calcium carbonate by the carbon dioxide gas method is performed by reacting quick lime and carbon dioxide, and generally, a dehydration step of adding water to quick lime CaO to obtain slaked lime Ca (OH) 2 , 2 to obtain a calcium carbonate CaCO 3 . Today, various techniques for controlling the particle shape and particle diameter of the product calcium carbonate by controlling the reaction conditions of the calcium carbonate synthesis process, particularly the carbonation process, have been proposed.
例えば、特許文献１・２には、炭酸化工程においてキレート剤を添加することによって炭酸カルシウムの形態等を制御することが記載されている。すなわち、特許文献１には、金属イオンと錯形成する物質を炭酸化反応に添加することによって、二次凝集が少なく、分散性の良好な炭酸カルシウムを製造する方法が提案されている。また、特許文献２には、金属イオン封鎖剤を炭酸化工程において多段添加することによって、均一なメソ孔を有する炭酸カルシウムを製造する方法が提案されている。その他にも、特許文献３には、炭酸化反応を特定の条件下で２段階で行うことにより炭酸カルシウムの形状を制御することが提案されている。 For example, Patent Documents 1 and 2 describe controlling the form and the like of calcium carbonate by adding a chelating agent in the carbonation step. That is, Patent Document 1 proposes a method for producing calcium carbonate with less secondary aggregation and good dispersibility by adding a substance that forms a complex with metal ions to the carbonation reaction. Patent Document 2 proposes a method for producing calcium carbonate having uniform mesopores by adding a sequestering agent in multiple stages in a carbonation step. In addition, Patent Document 3 proposes controlling the shape of calcium carbonate by performing a carbonation reaction in two stages under specific conditions.
一般に、炭酸ガス法によって炭酸カルシウムを製造する場合、カルシウム源として石灰（ライム）が使用され、生石灰ＣａＯに水を加えて消石灰Ｃａ（ＯＨ）２を得る消和工程と、消石灰に炭酸ガスＣＯ２を吹き込み炭酸カルシウムＣａＣＯ３を得る炭酸化工程とによって炭酸カルシウムが合成される。この際、生石灰に水を加えて調製した消石灰の懸濁液をライムスクリーンに通して、懸濁液中に含まれる低溶解性の石灰粒を除去することが行われる。ライムスクリーンによって除去された残渣は、ライムスクリーン残渣と呼ばれ、溶解性が低く、消和反応や炭酸化反応を行うことが難しいため、有効活用することができず廃棄物として処理されていた。 In general, when producing calcium carbonate by the carbon dioxide method, lime is used as a calcium source, water is added to quick lime CaO to obtain slaked lime Ca (OH) 2 , and carbon dioxide CO 2 is added to the slaked lime. Calcium carbonate is synthesized by a carbonation step of blowing calcium carbonate to obtain calcium carbonate CaCO 3 . At this time, a slaked lime suspension prepared by adding water to quick lime is passed through a lime screen to remove the low-solubility lime particles contained in the suspension. The residue removed by the lime screen is called a lime screen residue and has low solubility, and it is difficult to carry out a soothing reaction or a carbonation reaction.
しかし、ライムスクリーン残渣には生石灰や消石灰が主成分として含まれているため、炭酸カルシウムと石灰（ライム）とを効率的に反応させることができれば、廃棄物であるライムスクリーン残渣を用いて炭酸カルシウムを製造できる可能性がある。 However, since lime screen residue contains quicklime and slaked lime as the main components, if calcium carbonate and lime (lime) can be reacted efficiently, the lime screen residue can be used to produce calcium carbonate. Could be manufactured.
一般に、炭酸ガス法によって炭酸カルシウムを製造する際の炭酸化反応機（カーボネーター）として、ガス吹き込み型カーボネーターと機械攪拌型カーボネーターが知られている。ガス吹き込み型カーボネーターでは、消石灰懸濁液（石灰乳）を入れた炭酸化反応槽に炭酸ガスを吹き込み、消石灰と炭酸ガスとを反応させるが、単純に炭酸ガスを吹き込むだけでは気泡の大きさを均一かつ微細に制御することが難しく、反応効率の点からは制限がある。一方、機械攪拌型カーボネーターでは、カーボネーター内部に攪拌機を設け、その攪拌機の近くに炭酸ガスを導入することによって、炭酸ガスを細かな気泡とし、消石灰と炭酸ガスとの反応効率を向上させている（『セメント・セッコウ・石灰ハンドブック』（技報堂出版、１９９５年）４９５頁）。 Generally, a gas blowing type carbonator and a mechanical stirring type carbonator are known as carbonation reactors (carbonators) for producing calcium carbonate by the carbon dioxide method. In a gas blowing type carbonator, carbon dioxide gas is blown into a carbonation reaction tank containing slaked lime suspension (lime milk) to react slaked lime with carbon dioxide gas. Is difficult to control uniformly and finely, and is limited in terms of reaction efficiency. On the other hand, in the mechanical agitator type carbonator, a stirrer is provided inside the carbonator, and carbon dioxide gas is introduced near the stirrer to make the carbon dioxide gas fine bubbles, improving the reaction efficiency between slaked lime and carbon dioxide gas. (“Cement, Gypsum, Lime Handbook” (Gihodo Publishing, 1995), page 495).
しかし、機械攪拌型カーボネーターのように、炭酸化反応槽内部に設けた攪拌機で攪拌を行う場合、反応液の濃度が高かったり炭酸化反応が進むと反応液の抵抗が大きく十分な攪拌が困難になるため炭酸化反応を的確に制御することが難しかったり、十分な攪拌を行うには攪拌機に相当な負荷がかかりエネルギー的に不利となることがあった。また、ガスの吹込口がカーボネーターの下部にあり、攪拌をよくするために攪拌機の羽根がカーボネーターの底部の近くに設置されている。溶解性が低いライムスクリーン残渣は沈降が速いために、常に底部に滞留しており、ガス吹込口を塞いだり、攪拌機のバランスを崩したりする。さらに、従来の方法では、カーボネーターに加えて、攪拌機や、カーボネーターに炭酸ガスを導入するための設備が必要であり、設備面でもコストがかかるものであった。そして、機械攪拌型カーボネーターでは、攪拌機の近くに供給した炭酸ガスを攪拌機によって細かくすることによって消石灰と炭酸ガスとの反応効率を向上させるものの、反応液の濃度が高い場合などは十分に炭酸ガスを微細化できず、炭酸化反応の面でも、生成する炭酸カルシウムの形態等を正確に制御することが難しいことがあった。 However, when stirring with a stirrer provided inside the carbonation reaction tank, such as a mechanical stirring type carbonator, if the concentration of the reaction liquid is high or the carbonation reaction proceeds, the resistance of the reaction liquid is large and it is difficult to sufficiently stir Therefore, it is difficult to precisely control the carbonation reaction, and in order to perform sufficient stirring, a considerable load is applied to the stirrer, which may be disadvantageous in terms of energy. In addition, the gas inlet is located at the bottom of the carbonator, and the blades of the stirrer are installed near the bottom of the carbonator to improve the stirring. Lime screen residue with low solubility is always settled at the bottom due to fast sedimentation, which may block the gas blowing port or break the balance of the stirrer. Furthermore, in the conventional method, in addition to the carbonator, a stirrer and equipment for introducing carbon dioxide into the carbonator are necessary, and the equipment is also expensive. In the mechanical stirring type carbonator, the carbon dioxide gas supplied near the stirrer is refined by the stirrer to improve the reaction efficiency between slaked lime and carbon dioxide gas. However, when the concentration of the reaction liquid is high, the carbon dioxide gas is sufficient. In view of the carbonation reaction, it is sometimes difficult to accurately control the form of calcium carbonate produced.
このような状況に鑑み、本発明の課題は、反応性の低いライムスクリーン残渣を原料として炭酸カルシウムを効率的に製造できる技術を提供することである。 In view of such a situation, an object of the present invention is to provide a technique capable of efficiently producing calcium carbonate using a lime screen residue having low reactivity as a raw material.
本発明者は、上記課題について鋭意検討した結果、ライムスクリーン残渣を含む懸濁液と二酸化炭素を含む気体とをインジェクターによって混合しつつ反応槽に導入することによって、効率的にライムスクリーン残渣と二酸化炭素とを接触させ、炭酸化反応を良好に制御・促進できることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies on the above problems, the present inventor efficiently introduced the suspension containing the lime screen residue and the gas containing carbon dioxide into the reaction vessel while mixing them with the injector, thereby efficiently producing the lime screen residue and the dioxide dioxide. It was found that the carbonation reaction can be controlled and promoted well by contacting with carbon, and the present invention has been completed.
本発明のようにインジェクターを用いてライムスクリーン残渣と炭酸ガスとを混合しつつ炭酸化反応槽に導入することによって、インジェクターによって炭酸ガスが均一に微細化され反応効率が向上するため、反応性の低いライムスクリーン残渣をカルシウム源として用いても、炭酸カルシウムを効率的に製造することができる。 By introducing the lime screen residue and carbon dioxide into the carbonation reaction tank while mixing them using the injector as in the present invention, the carbon dioxide is uniformly refined by the injector and the reaction efficiency is improved. Even if a low lime screen residue is used as a calcium source, calcium carbonate can be produced efficiently.
すなわち、本発明は、これに制限されるものでないが、以下の発明を包含する。
（１） ライムスクリーン残渣を含む懸濁液と二酸化炭素を含む気体とを、インジェクターによって混合しつつ反応槽に供給することを含む、炭酸カルシウムの製造方法。
（２） ライムスクリーン残渣を含む懸濁液として、前記反応槽から循環させた反応液を用いる、（１）に記載の方法。
（３） グルコン酸ナトリウムをさらに添加して炭酸化反応を行う、（１）または（２）に記載の方法。
That is, the present invention includes, but is not limited to, the following inventions.
(1) A method for producing calcium carbonate, comprising supplying a suspension containing a lime screen residue and a gas containing carbon dioxide to a reaction vessel while being mixed by an injector.
(2) The method as described in (1) using the reaction liquid circulated from the said reaction tank as a suspension containing a lime screen residue.
(3) The method according to (1) or (2), wherein sodium gluconate is further added to perform a carbonation reaction.
本発明によれば、反応性の低いライムスクリーン残渣をカルシウム源として用いても、炭酸カルシウムを効率的に製造することができる。また、本発明によれば廃棄物であるライムスクリーン残渣を用いて炭酸カルシウムを製造できるため、廃棄物を削減しつつ安価に炭酸カルシウムを製造することができる。 According to the present invention, calcium carbonate can be efficiently produced even when a lime screen residue having low reactivity is used as a calcium source. In addition, according to the present invention, calcium carbonate can be produced using the lime screen residue which is waste, so that calcium carbonate can be produced at low cost while reducing waste.
本発明においては、ライムスクリーン残渣をカルシウム源として用いて、インジェクターによって原料を混合しつつ反応槽に導入することによって、炭酸カルシウムを製造する。 In the present invention, calcium carbonate is produced by using a lime screen residue as a calcium source and introducing it into a reaction vessel while mixing raw materials with an injector.
インジェクター
本発明においてインジェクター（吸引式注入機）とは、給水圧力を利用して気体を注入する装置であり、本発明においては、ポンプなどの液体増圧設備によって消石灰を含有する液体をインジェクターに供給すると、インジェクターにて減圧状態が生じ、二酸化炭素を含む気体が消石灰を含む液体に吸い込まれつつ混合され、反応液が反応槽に供給される。つまり、本発明においては、炭酸化反応の反応物質である消石灰と炭酸ガスとがインジェクターによって混合されつつ、反応槽に搬送される。
Injector In the present invention, an injector (suction-type injector) is a device that injects gas using the feed water pressure. In the present invention, a liquid containing slaked lime is supplied to the injector by a liquid booster such as a pump. Then, a decompressed state is generated in the injector, and the gas containing carbon dioxide is mixed while being sucked into the liquid containing slaked lime, and the reaction solution is supplied to the reaction vessel. That is, in the present invention, slaked lime and carbon dioxide, which are reactants for the carbonation reaction, are conveyed to the reaction vessel while being mixed by the injector.
本発明においては、インジェクターにて発生する引圧によって二酸化炭素が吸い込まれるため、従来の反応装置では不可欠であった二酸化炭素を供給するためのガス増圧設備が不要となる。また本発明においては、インジェクターによって炭酸ガスが微細化され、また、インジェクターから供給された反応液によって反応槽に水流が生じるため、反応槽に特に攪拌機を設置する必要がなく、その点でも設備的に有利である。 In the present invention, since carbon dioxide is sucked by the suction pressure generated by the injector, a gas pressure intensifying facility for supplying carbon dioxide, which is indispensable in the conventional reaction apparatus, becomes unnecessary. Further, in the present invention, carbon dioxide gas is refined by the injector, and a water flow is generated in the reaction tank by the reaction liquid supplied from the injector, so that it is not necessary to install a stirrer in the reaction tank. Is advantageous.
特に、本発明のようにインジェクターを用いて炭酸ガスを消石灰と混合・接触させることにより、炭酸ガスの気泡を均一に微細化することができるため、炭酸ガスと消石灰との接触界面を大きくして炭酸化反応の効率を大きく向上させるとともに、炭酸化反応の制御がより容易になる。この点、従来用いられていた機械攪拌型カーボネーターでは、反応液の濃度が高くなると十分に炭酸ガスを微細化することができなかったが、本発明のようにインジェクターを用いることによって反応液の濃度が高い場合にも炭酸化反応を効率よく行うことが可能になる。 In particular, by mixing and contacting carbon dioxide with slaked lime using an injector as in the present invention, the bubbles of carbon dioxide can be uniformly refined, so the contact interface between carbon dioxide and slaked lime is increased. The efficiency of the carbonation reaction is greatly improved and the control of the carbonation reaction becomes easier. In this respect, in the conventionally used mechanical stirring type carbonator, the carbon dioxide gas could not be sufficiently refined when the concentration of the reaction solution was high, but by using an injector as in the present invention, Even when the concentration is high, the carbonation reaction can be performed efficiently.
本発明においてインジェクターの数は、特に制限されず、１つのインジェクターを用いてもよく、複数のインジェクターを用いてもよい。炭酸ガスと消石灰との反応効率に鑑みると、複数のインジェクターを用いることが好ましく、好ましい態様において３つ以上、４つ以上、５つ以上のインジェクターを用いることができる。また、複数のインジェクターを用いる場合は、個々のインジェクターの条件を同じに設定してもよく、別々に設定してもよい。 In the present invention, the number of injectors is not particularly limited, and one injector may be used, or a plurality of injectors may be used. In view of the reaction efficiency between carbon dioxide and slaked lime, it is preferable to use a plurality of injectors, and in a preferred embodiment, three or more, four or more, five or more injectors can be used. Moreover, when using a some injector, the conditions of each injector may be set the same, and you may set separately.
本発明においてインジェクターをカーボネーターに接続する態様は特に制限されないが、例えば、反応槽を上からみた場合、インジェクターを反応槽の中心に向けて設置しても、反応槽の中心から反応槽の接線方向に傾けて設置してもよい。１つの態様において、インジェクターを反応槽の接線方向に傾けて設置すると、インジェクターから反応槽に供給された反応液によって反応槽内部に水流が生じるため炭酸カルシウムの結晶成長を均一かつ効率的に行うことができ好適である。複数のインジェクターを用いる場合、インジェクター吐出流れが互いにぶつかるような配置が出来、反応効率アップにとっては好適である。 In the present invention, the aspect of connecting the injector to the carbonator is not particularly limited. For example, when the reaction tank is viewed from above, the tangent of the reaction tank from the center of the reaction tank even if the injector is installed toward the center of the reaction tank. It may be installed in a tilted direction. In one embodiment, when the injector is installed inclined to the tangential direction of the reaction vessel, a water flow is generated inside the reaction vessel by the reaction solution supplied from the injector to the reaction vessel, so that calcium carbonate crystal growth is performed uniformly and efficiently. This is preferable. In the case of using a plurality of injectors, it is possible to arrange the injector discharge flows so as to collide with each other, which is preferable for improving the reaction efficiency.
本発明においてカーボネーターの形状は特に制限されず、円筒状、円錐状、立方体等でもよい。たま、カーボネーター内部の流れをよくする目的で整流板を設置することも出来る。カーボネーター内部循環をよくするために、ポンプ等の増圧装置の吸込み口をカーボネーター下部に設置することが好適である。 In the present invention, the shape of the carbonator is not particularly limited, and may be cylindrical, conical, cubic, or the like. Occasionally, a baffle can be installed to improve the flow inside the carbonator. In order to improve the internal circulation of the carbonator, it is preferable to install a suction port of a pressure booster such as a pump in the lower part of the carbonator.
本発明においてインジェクターの圧力は、用途に応じて適宜設定することができるが、製紙用途に適した炭酸カルシウムを製造する際は、例えば、インジェクターの入口圧を０．０１〜０．５ＭＰａとすることが好ましく、０．０２〜０．２ＭＰａとすることがより好ましい。インジェクター出口の液面が高ければ、二酸化炭素ガスの反応率が改善されるが、ガスの吸込量が減る反面があり、インジェクター出口の液面を０以下〜２０００ｍｍとすることが好適である。 In the present invention, the pressure of the injector can be appropriately set according to the use, but when producing calcium carbonate suitable for papermaking, for example, the inlet pressure of the injector is set to 0.01 to 0.5 MPa. Is preferable, and 0.02-0.2 MPa is more preferable. If the liquid level at the injector outlet is high, the reaction rate of carbon dioxide gas is improved, but there is a reduction in the amount of gas sucked, and the liquid level at the injector outlet is preferably 0 or less to 2000 mm.
一般にインジェクターは、液体流路に加えて１個〜複数個の気体吸込穴を有するが、インジェクターの気体吸込穴の大きさと形状を調整することによって、炭酸化反応を制御することもできる。一つの態様において、インジェクターの空気吸込穴の開口部面積を３〜３００００ｍｍ２／個とすることが好ましく、１００〜８０００ｍｍ２／個とすることがより好ましい。 In general, an injector has one to a plurality of gas suction holes in addition to a liquid flow path, but the carbonation reaction can also be controlled by adjusting the size and shape of the gas suction holes of the injector. In one embodiment, it is preferable that the opening area of the air suction hole of the injector and 3~30000mm 2 / number, and more preferably in the 100~8000mm 2 / number.
本発明においてインジェクターのＧ／Ｌ比は（Ｇはガス吸込流量Ｎｍ３／分、Ｌはインジェクター流体通過流量ｍ３／分）、エネルギー効率から、０．１〜５比率が好ましく、０．２〜２比率がより好ましい。 In the present invention, the G / L ratio of the injector (G is the gas suction flow rate Nm 3 / min, L is the injector fluid passage flow rate m 3 / min), and the energy efficiency is preferably 0.1 to 5 ratio, preferably 0.2 to Two ratios are more preferred.
ライムスクリーン残渣
本発明においてライムスクリーン残渣とは、生石灰に水を加えて消石灰を調製する際の反応液をスクリーンに通した際に生じるスクリーン残渣であり、成分的には、生石灰や消石灰などの石灰（ライム）を主成分し、その他の鉱物や金属などが混合しているものである。一般に、ライムスクリーン残渣は、溶解性や反応性が低いため、これを用いて製紙用途などに好適な炭酸カルシウムを製造することは難しく、従来、産業廃棄物として処理されていた。本発明においては、インジェクターによってライムスクリーン残渣を含む液体と炭酸ガスとを接触させることによって、反応性の低いライムスクリーン残渣を用いても光学特性などに優れた炭酸カルシウムを効率よく製造することができる。
The lime screen residue in Lyme screen residue present invention, a screen residue occurring when through the reaction solution in the preparation of slaked lime by adding water to quick lime to the screen, the components, the lime such as quicklime or slaked lime (Lime) is the main component and other minerals and metals are mixed. In general, the lime screen residue has low solubility and reactivity, so that it is difficult to produce calcium carbonate suitable for papermaking and the like, and it has been conventionally treated as industrial waste. In the present invention, by bringing a liquid containing a lime screen residue into contact with carbon dioxide gas by an injector, calcium carbonate having excellent optical properties and the like can be efficiently produced even when a lime screen residue having low reactivity is used. .
本発明におけるライムスクリーン残渣は、消石灰を含む懸濁液をスクリーンにかけた際に残る残渣であれば特に制限はないが、その大きさとしては例えば１００メッシュのスクリーンを通した際の残分をライムスクリーン残渣とすることができる。また、ライムスクリーン残渣に含まれる石灰含量にも制限はない。例えば、副成分をほとんど含まない生石灰を用いた際に生じるライムスクリーン残渣の石灰含量は比較的高く、副成分を多く含む生石灰を用いた際に生じるライムスクリーン残渣の石灰含量は比較的低いことになる。 The lime screen residue in the present invention is not particularly limited as long as it is a residue that remains when a suspension containing slaked lime is applied to the screen. It can be a screen residue. Moreover, there is no restriction | limiting in the lime content contained in a lime screen residue. For example, the lime content of the lime screen residue produced when using quick lime containing almost no auxiliary components is relatively high, and the lime content of the lime screen residue produced when using quick lime containing many auxiliary components is relatively low. Become.
本発明においては、ライムスクリーン残渣を含む懸濁液がインジェクターに供給され、この懸濁液は、ポンプなど通常の方法でインジェクターに供給することができる。
本発明においてライムスクリーン残渣を含む懸濁液の固形分濃度は、好ましくは５〜４０重量％、より好ましくは１０〜３０重量％程度である。固形分濃度が低いと反応効率が低く、製造コストが高くなり、固形分濃度が高すぎるとライムスクリーン残渣は比重が重いため、循環が悪くなり、反応効率が落ちる。本発明においては、機械式攪拌機（アジテーター）でなくインジェクターによって炭酸ガスを混合するため、反応性が低く粗粒のライムスクリーン残渣を用いても、反応液と炭酸ガスを好適に混合することができる。
In the present invention, the suspension containing the lime screen residue is supplied to the injector, and this suspension can be supplied to the injector by a usual method such as a pump.
In the present invention, the solid content concentration of the suspension containing the lime screen residue is preferably about 5 to 40% by weight, more preferably about 10 to 30% by weight. When the solid content concentration is low, the reaction efficiency is low and the production cost is high. When the solid content concentration is too high, the specific gravity of the lime screen residue is heavy, resulting in poor circulation and low reaction efficiency. In the present invention, since carbon dioxide is mixed not by a mechanical stirrer (agitator) but by an injector, the reaction solution and carbon dioxide can be suitably mixed even when a coarse lime screen residue having low reactivity is used. .
本発明において、ライムスクリーン残渣を含む懸濁液のインジェクターへの導入量は、製造設備効率の観点から、０．０１〜１００ｍ３/分が好ましく、０．１〜１０ｍ３/分がより好ましい。また、インジェクターにおける圧力（入口圧力）は、エネルギー効率の観点から、０．００５〜０．５ＭＰａが好ましく、０．０２〜０．２ＭＰａがより好ましい。 In the present invention, the introduction amount of the suspension of the injector containing lime screen residue, from the viewpoint of production equipment efficiency, preferably 0.01~100m 3 / min, 0.1 to 10 m 3 / min is more preferred. Moreover, 0.005-0.5 MPa is preferable and the pressure (inlet pressure) in an injector has a more preferable 0.02-0.2 MPa from a viewpoint of energy efficiency.
また、ライムスクリーン残渣を含む懸濁液の温度は特に制限されないが、例えば、０〜８０℃とすることができ、１０〜７０℃とすることが好ましい。温度が低いと反応効率が低下しコストが高くなる一方、８０℃を超えると粗大な炭酸カルシウム粒子が多くなる傾向がある。 Moreover, the temperature of the suspension containing the lime screen residue is not particularly limited, but can be, for example, 0 to 80 ° C, and preferably 10 to 70 ° C. If the temperature is low, the reaction efficiency decreases and the cost increases. On the other hand, if it exceeds 80 ° C., coarse calcium carbonate particles tend to increase.
本発明による炭酸カルシウムの製造においては、カルシウム源の一部としてライムスクリーン残渣が用いられていればよく、ライムスクリーン残渣に加えて、通常の消石灰懸濁液をカルシウム源として使用することができる。ライムスクリーン残渣に加えてカルシウム源として用いることのできる消石灰を含む液体としては、炭酸カルシウム合成に一般に用いられるものを使用でき、例えば、消石灰を水に混合して調製したり、生石灰（酸化カルシウム）を水で消和（消化）して調製することができる。消和する際の条件は特に制限されないが、例えば、ＣａＯの濃度は３重量％以上、好ましくは８重量％以上、温度は２０〜１００℃、好ましくは３０〜１００℃とすることができる。また、消和反応槽（スレーカー）での平均滞留時間も特に制限されないが、例えば、５分〜５時間とすることができ、２時間以内とすることが好ましい。当然であるが、スレーカーはバッチ式であっても連続式であってもよい。なお、本発明においては炭酸化反応槽（カーボネーター）と消和反応槽（スレーカー）とを別々にしてもよく、また、１つの反応槽を炭酸化反応槽および消和反応槽として用いてもよい。 In the production of calcium carbonate according to the present invention, a lime screen residue may be used as a part of the calcium source, and in addition to the lime screen residue, a normal slaked lime suspension can be used as the calcium source. As the liquid containing slaked lime that can be used as a calcium source in addition to the lime screen residue, those generally used for calcium carbonate synthesis can be used, for example, prepared by mixing slaked lime with water or quick lime (calcium oxide) Can be prepared by digestion with water. There are no particular restrictions on the conditions for the soaking, but for example, the CaO concentration can be 3 wt% or more, preferably 8 wt% or more, and the temperature can be 20 to 100 ° C., preferably 30 to 100 ° C. Further, the average residence time in the soaking reaction tank (slaker) is not particularly limited, but can be, for example, 5 minutes to 5 hours, and preferably within 2 hours. Of course, the slaker may be batch or continuous. In the present invention, the carbonation reaction tank (carbonator) and the decontamination reaction tank (slaker) may be separated, and one reaction tank may be used as the carbonation reaction tank and the decontamination reaction tank. Good.
本発明においては、ライムスクリーン残渣を含む懸濁液の調製などに水を使用するが、この水としては、通常の水道水、工業用水、地下水、井戸水などを用いることができる他、工業廃水や、炭酸化工程で得られた炭酸カルシウムスラリーを分離・脱水する際に得られる水を好適に用いることできる。 In the present invention, water is used for preparation of a suspension containing a lime screen residue, etc., and as this water, normal tap water, industrial water, ground water, well water, etc. can be used, industrial waste water, The water obtained when separating and dehydrating the calcium carbonate slurry obtained in the carbonation step can be suitably used.
また本発明においては、炭酸化反応槽の反応液を循環させて水酸化カルシウムを含む液体として使用することができる。このように反応液を循環させて、反応液と炭酸ガスとの接触を増やすことにより、反応効率を上げ、所望の炭酸カルシウムを得ることが容易になる。 Moreover, in this invention, the reaction liquid of a carbonation reaction tank can be circulated and used as a liquid containing calcium hydroxide. By circulating the reaction solution in this way and increasing the contact between the reaction solution and carbon dioxide, the reaction efficiency is increased and it is easy to obtain the desired calcium carbonate.
二酸化炭素（炭酸ガス）を含む気体
本発明においては、二酸化炭素（炭酸ガス）を含む気体がインジェクターに吸引され、反応液と混合される。本発明によれば、ファン、ブロワなどの気体供給装置がなくとも炭酸ガスを反応液に供給することができ、しかも、インジェクター内部で炭酸ガスが微細化されるため炭酸化反応を効率よく行うことができる。
Gas containing carbon dioxide (carbon dioxide gas) In the present invention, a gas containing carbon dioxide (carbon dioxide gas) is sucked into the injector and mixed with the reaction solution. According to the present invention, carbon dioxide gas can be supplied to the reaction liquid without a gas supply device such as a fan or a blower, and the carbon dioxide gas is refined inside the injector, so that the carbonation reaction is efficiently performed. Can do.
本発明において、二酸化炭素を含む気体の二酸化炭素濃度に特に制限はないが、１つの態様として５〜４０容量％程度が好ましく、１０〜３０容量％程度がより好ましい。また、インジェクターに導入する炭酸ガスの量に制限はなく適宜選択することができるが、例えば、消石灰１ｋｇあたり１０〜１０００Ｌ／時の流量の炭酸ガスを用いると好ましい。 In the present invention, the carbon dioxide concentration of the gas containing carbon dioxide is not particularly limited, but as one aspect, about 5 to 40% by volume is preferable, and about 10 to 30% by volume is more preferable. Moreover, there is no restriction | limiting in the quantity of the carbon dioxide gas introduce | transduced into an injector, Although it can select suitably, For example, it is preferable to use the carbon dioxide gas of the flow volume of 10-1000L / hour per kg of slaked lime.
本発明の二酸化炭素を含む気体は、実質的に純粋な二酸化炭素ガスでもよく、他のガスとの混合物であってもよい。例えば、二酸化炭素ガスの他に、空気、窒素などの不活性ガスをを含む気体を、二酸化炭素を含む気体として用いることができる。また、二酸化炭素を含む気体としては、二酸化炭素ガス（炭酸ガス）の他、製紙工場の焼却炉、石炭ボイラー、重油ボイラーなどから排出される排ガスを二酸化炭素含有気体として好適に用いることができる。その他にも、石灰焼成工程から発生する二酸化炭素を用いて炭酸化反応を行うこともできる。 The gas containing carbon dioxide of the present invention may be substantially pure carbon dioxide gas or a mixture with other gases. For example, in addition to carbon dioxide gas, a gas containing an inert gas such as air or nitrogen can be used as a gas containing carbon dioxide. Further, as the gas containing carbon dioxide, in addition to carbon dioxide gas (carbon dioxide gas), exhaust gas discharged from an incinerator of a paper mill, a coal boiler, a heavy oil boiler, or the like can be suitably used as the carbon dioxide-containing gas. In addition, a carbonation reaction can also be performed using carbon dioxide generated from the lime baking step.
助剤など
本発明の炭酸カルシウムの製造方法においては、ライムスクリーン残渣と二酸化炭素とを反応させることが必要であるが、さらに公知の各種助剤を添加することができる。例えば、キレート剤を炭酸化反応に添加することができ、具体的には、クエン酸、蓚酸、リンゴ酸などのカルボン酸、グルコン酸、酒石酸などのポリカルボン酸、イミノ二酢酸、エチレンジアミン四酢酸などのポリカルボン酸、ポリリン酸、グルタミン酸などのアミノ酸、これらの酸の塩などを挙げることができ、これらを単独または複数組み合わせて使用することができる。中でも、クエン酸、グルコン酸、ポリリン酸などが好ましい。このようなキレート剤は、消石灰に対して、好ましくは０．００１〜１０％、より好ましくは０．１〜２％の量で添加することができる。
In the method for producing calcium carbonate of the present invention such as an auxiliary agent, it is necessary to react the lime screen residue and carbon dioxide, but various other known auxiliary agents can be added. For example, chelating agents can be added to the carbonation reaction, specifically, carboxylic acids such as citric acid, succinic acid, malic acid, polycarboxylic acids such as gluconic acid, tartaric acid, iminodiacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, etc. Amino acids such as polycarboxylic acid, polyphosphoric acid, and glutamic acid, salts of these acids, and the like, and these can be used alone or in combination. Of these, citric acid, gluconic acid, polyphosphoric acid and the like are preferable. Such a chelating agent can be added in an amount of preferably 0.001 to 10%, more preferably 0.1 to 2% with respect to slaked lime.
また、本発明においては、炭酸ガスとライムスクリーン残渣以外に、炭酸化反応には直接的に関与しないが、生成物である炭酸カルシウムに取り込まれて複合粒子を生成するような物質を用いることができる。このような物質としては、パルプ繊維を始めとする繊維状物質や無機粒子を挙げることができ、例えば、製紙工場の排水から回収された繊維状物質を本発明の炭酸化反応に供給してもよい。このような物質を反応槽に供給することにより、種々の複合粒子を合成することができ、また、形状的にも繊維状粒子などを合成することができる。 Further, in the present invention, in addition to carbon dioxide gas and lime screen residue, a substance that is not directly involved in the carbonation reaction but is taken into the product calcium carbonate to form composite particles may be used. it can. Examples of such substances include fibrous substances such as pulp fibers and inorganic particles. For example, fibrous substances recovered from paper mill wastewater can be supplied to the carbonation reaction of the present invention. Good. By supplying such a substance to the reaction vessel, various composite particles can be synthesized, and fibrous particles and the like can be synthesized in terms of shape.
反応条件
本発明において炭酸化反応前のライムスクリーン残渣を含む濁液の循環時間は、特に制限されず、品質に応じて適宜設定することができる。例えば、０〜２４時間とすることができ、０．５〜３時間とすることが好ましい。炭酸化反応前の循環時間が長ければ、完成品軽カルの粒径が小さくなる。
Reaction Conditions In the present invention, the circulation time of the turbid liquid containing the lime screen residue before the carbonation reaction is not particularly limited and can be appropriately set according to the quality. For example, it can be 0 to 24 hours, and preferably 0.5 to 3 hours. If the circulation time before the carbonation reaction is long, the particle size of the finished product light calcium becomes small.
本発明において炭酸化反応の条件は、特に制限されず、用途に応じて適宜設定することができる。例えば、炭酸化反応の温度は０〜９０℃とすることができ、１０〜７０℃とすることが好ましい。反応温度は、反応液の温度を温度調節装置によって制御することができ、温度が低いと反応効率が低下しコストが高くなる一方、９０℃を超えると粗大な炭酸カルシウム粒子が多くなる傾向がある。 In the present invention, the conditions for the carbonation reaction are not particularly limited, and can be appropriately set according to the application. For example, the temperature of the carbonation reaction can be 0 to 90 ° C, preferably 10 to 70 ° C. The reaction temperature can control the temperature of the reaction solution with a temperature control device. If the temperature is low, the reaction efficiency decreases and the cost increases. On the other hand, if the temperature exceeds 90 ° C., coarse calcium carbonate particles tend to increase. .
また、本発明において炭酸化反応はバッチ反応とすることもでき、連続反応とすることもできる。一般に、炭酸化反応後の残存物を排出する便利さから、バッチ反応工程を行うことが好ましい。 In the present invention, the carbonation reaction can be a batch reaction or a continuous reaction. In general, it is preferable to perform a batch reaction step because of the convenience of discharging the residue after the carbonation reaction.
さらに、炭酸化反応は、反応懸濁液のｐＨをモニターすることにより制御することができ、反応液のｐＨプロファイルに応じて、例えばｐＨ９未満、好ましくはｐＨ８未満、より好ましくはｐＨ７のあたりに到達するまで炭酸化反応を行うことができる。 Furthermore, the carbonation reaction can be controlled by monitoring the pH of the reaction suspension and reaches, for example, below pH 9, preferably below pH 8, more preferably around pH 7, depending on the pH profile of the reaction solution. Carbonation reaction can be carried out until
一方、反応液の電導度をモニターすることにより炭酸化反応を制御することも出来る。電導度が１ｍＳ/ｃｍ以下に低下するまで炭酸化反応を行うことが好ましい。
さらにまた、炭酸化反応は、反応時間によって制御することができ、具体的には、反応物が反応槽に滞留する時間を調整して制御することができる。その他、本発明においては、炭酸化反応槽の反応液を攪拌したり、炭酸化反応を多段反応とすることによって反応を制御することもできる。
On the other hand, the carbonation reaction can be controlled by monitoring the conductivity of the reaction solution. It is preferable to carry out the carbonation reaction until the conductivity decreases to 1 mS / cm or less.
Furthermore, the carbonation reaction can be controlled by the reaction time. Specifically, the carbonation reaction can be controlled by adjusting the time during which the reaction product stays in the reaction tank. In addition, in this invention, reaction can also be controlled by stirring the reaction liquid of a carbonation reaction tank, or making carbonation reaction multistage reaction.
本発明において、反応生成物である炭酸カルシウムは懸濁液として得られるため、必要に応じて、貯蔵タンクに貯蔵したり、脱水、粉砕、分級、熟成、分散などの処理を行うことができる。脱水する場合は、例えば、濾過、沈殿、遠心分離、蒸発脱水、噴霧乾燥などの公知の工程によることができ、用途やエネルギー効率などを考慮して適宜決定すればよい。また、本発明によって得られる炭酸カルシウムは、微細な一次粒子が凝集した二次粒子の形態を取ることが多いが、熟成工程によって用途に応じた二次粒子を生成させることができる。 In the present invention, since calcium carbonate as a reaction product is obtained as a suspension, it can be stored in a storage tank or subjected to treatments such as dehydration, pulverization, classification, aging and dispersion as necessary. In the case of dehydrating, for example, it can be performed by a known process such as filtration, precipitation, centrifugation, evaporation dehydration, spray drying, etc., and may be appropriately determined in consideration of the application and energy efficiency. In addition, the calcium carbonate obtained by the present invention often takes the form of secondary particles in which fine primary particles are aggregated, but secondary particles can be produced according to the intended use by an aging step.
本発明においては、反応液中の未反応成分と炭酸カルシウムとを分離するためふるい分けを行うことができ、例えば、湿式の振動ふるいを用いることができる。濾過機や脱水機についても特に制限はなく、一般的なものを使用することができるが、例えば、フィルタープレス、ドラムフィルター、デカンター、ベルトプレスなどを好適に用いて炭酸カルシウムケーキとすることができる。 In the present invention, sieving can be performed to separate unreacted components and calcium carbonate in the reaction solution, and for example, a wet vibration sieve can be used. There is no particular limitation on the filter and the dehydrator, and a general one can be used. For example, a calcium carbonate cake can be obtained by suitably using a filter press, a drum filter, a decanter, a belt press, or the like. .
本発明によって得られた炭酸カルシウムは、完全に脱水せずに懸濁液の状態で填料や顔料に配合することもできるが、乾燥して粉体とすることもできる。この場合の乾燥機についても特に制限はないが、例えば、気流乾燥機、バンド乾燥機、噴霧乾燥機などを好適に使用することができる。 The calcium carbonate obtained by the present invention can be blended into a filler or pigment in a suspension state without being completely dehydrated, but can also be dried into a powder. Although there is no restriction | limiting in particular also about the dryer in this case, For example, an airflow dryer, a band dryer, a spray dryer etc. can be used conveniently.
炭酸カルシウム
本発明の炭酸カルシウムは、種々の用途に用いることができ、例えば、紙、塗料、ポリマー、セメント、セラミックなどの用途における各種充填剤、コーティング剤などに好適に用いることができる。中でも、本発明の炭酸カルシウムは、製紙用途に特に好適に用いることができ、製紙用填料、製紙用顔料として極めて好適である。すなわち、本発明によれば、反応性の低いライムスクリーン残渣を用いても炭酸ガスとの炭酸化反応を効率的に行うことができるため、生成物である炭酸カルシウムの白色度や比散乱係数を高くすることができ、このような炭酸カルシウムは紙の白色度や不透明度を向上させるために特に好適であり、製紙用填料・製紙用顔料として適している。
Calcium carbonate The calcium carbonate of this invention can be used for various uses, for example, can be used suitably for various fillers, coating agents, etc. in uses, such as paper, a coating material, a polymer, cement, and a ceramic. Among them, the calcium carbonate of the present invention can be particularly suitably used for papermaking applications, and is extremely suitable as a papermaking filler and papermaking pigment. In other words, according to the present invention, since the carbonation reaction with carbon dioxide gas can be efficiently performed even using a lime screen residue having low reactivity, the whiteness and specific scattering coefficient of the product calcium carbonate can be reduced. Such calcium carbonate is particularly suitable for improving the whiteness and opacity of paper, and is suitable as a papermaking filler and papermaking pigment.
製紙用途に用いる場合、本発明によって得られる炭酸カルシウムは、光学特性の観点から０．１〜１０μｍの平均粒径を有することが好ましく、０．２〜３μｍの平均粒径を有することがより好ましい。なお、炭酸カルシウムの平均粒子径は、Ｘ線回折式の粒度分布計により測定することができ、炭酸カルシウムの詳細な形状等は、電子顕微鏡による観察により確認することができる。さらに、炭酸カルシウムスラリーの粘度などから、生成物である炭酸カルシウムを定性的に確認することも可能である。 When used in papermaking applications, the calcium carbonate obtained by the present invention preferably has an average particle size of 0.1 to 10 μm, more preferably 0.2 to 3 μm from the viewpoint of optical properties. . The average particle size of calcium carbonate can be measured with an X-ray diffraction particle size distribution meter, and the detailed shape and the like of calcium carbonate can be confirmed by observation with an electron microscope. Furthermore, it is also possible to qualitatively confirm the product calcium carbonate from the viscosity of the calcium carbonate slurry.
また、本発明によって得られる炭酸カルシウムは、製紙用途に用いる場合、ブレイン空気透過装置によって測定されるブレイン比表面積であれば、０．４〜１０ｍ２／ｇであることが好ましく、１．０〜４．０ｍ２／ｇであることがより好ましい。さらに、本発明によって得られる炭酸カルシウムの吸油量は、製紙用途に用いる場合、紙の裏抜けを防止するために、７０〜２００ｍｌ／１００ｇであることが好ましく、８０〜１５０ｍｌ／１００ｇであることがより好ましい。なお、本発明によって得られた炭酸カルシウムの粒子径や比表面積は、粉砕処理等によって調整することができ、例えば、ビーズミルを用いた湿式または乾式粉砕、超音波分散などを行うことができる。 Moreover, when the calcium carbonate obtained by this invention is used for a papermaking use, if it is a brain specific surface area measured with a brain air permeable apparatus, it is preferable that it is 0.4-10 m < 2 > / g, 1.0- More preferably, it is 4.0 m 2 / g. Furthermore, the oil absorption amount of the calcium carbonate obtained by the present invention is preferably 70 to 200 ml / 100 g, and preferably 80 to 150 ml / 100 g in order to prevent the paper from slipping through when used for papermaking. More preferred. In addition, the particle diameter and specific surface area of the calcium carbonate obtained by the present invention can be adjusted by pulverization or the like. For example, wet or dry pulverization using a bead mill, ultrasonic dispersion, or the like can be performed.
また、本発明の炭酸カルシウムを製紙用途に用いる場合、他の各種粉体と組み合わせて使用することができ、例えば、他の重質または軽質炭酸カルシウム、カオリン、タルク、シリカ、シリケート、硫酸カルシウムなどと併用することができる。 Further, when the calcium carbonate of the present invention is used for papermaking, it can be used in combination with other various powders, for example, other heavy or light calcium carbonate, kaolin, talc, silica, silicate, calcium sulfate, etc. Can be used together.
本発明の炭酸カルシウムは、白色度や比散乱係数が高いため、一次粒子が二次凝集した形態であることが好ましい。また、本発明の炭酸カルシウムは、カルサイト結晶であることが好ましく、一次粒子径０．０２〜１．０μｍ、二次粒子の凝集形態は、針状の一次粒子が凝集したロゼッタ状であることが好ましい。 Since the calcium carbonate of the present invention has high whiteness and specific scattering coefficient, it is preferable that the primary particles have a secondary aggregated form. Further, the calcium carbonate of the present invention is preferably a calcite crystal, the primary particle diameter is 0.02 to 1.0 μm, and the aggregation form of the secondary particles is a rosetta shape in which acicular primary particles are aggregated. Is preferred.
炭酸カルシウム製造工程
本発明の炭酸カルシウムの製造手順の一例を、添付の図面に基づいて説明する。図２は、本発明による炭酸カルシウムの製造工程の一例を示す概略図である。図２の製造設備においては、まず、ライムスクリーン残渣と水がカーボネーターに供給され、ポンプなどの液体増圧装置によって消石灰懸濁液がインジェクターに送られる。引圧によって二酸化炭素を含む気体がインジェクターに吸い込まれ、インジェクター内部でライムスクリーン残渣を含む懸濁液と炭酸ガスとか混合されつつ反応液が炭酸化反応槽に供給される。さらに、炭酸化反応槽内の反応液を循環させて再びインジェクターに供給し、炭酸ガスの微細気泡との反応を行うことによって、炭酸化反応を進行させ、所望の炭酸カルシウムを製造することができる。
Calcium carbonate production process An example of the production procedure of calcium carbonate of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 2 is a schematic view showing an example of a production process of calcium carbonate according to the present invention. In the production facility of FIG. 2, first, lime screen residue and water are supplied to the carbonator, and a slaked lime suspension is sent to the injector by a liquid intensifier such as a pump. The gas containing carbon dioxide is sucked into the injector by the suction pressure, and the reaction liquid is supplied to the carbonation reaction tank while being mixed with the suspension containing lime screen residue and carbon dioxide gas inside the injector. Furthermore, by circulating the reaction liquid in the carbonation reaction tank and supplying it again to the injector and reacting with the fine bubbles of carbon dioxide gas, the carbonation reaction can proceed to produce the desired calcium carbonate. .
以下、本発明の実施例を具体的に提示し、本発明の内容を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。また、本明細書において、％および部は特に示さない限り重量基準であり、数値範囲はその端点を含むものとして記載される。 EXAMPLES Hereinafter, examples of the present invention will be specifically shown and the contents of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following examples. In the present specification, “%” and “parts” are based on weight unless otherwise specified, and numerical ranges are described as including the end points.
実施例
１本当たりの液体通過流量が８００Ｌ／分であるインジェクター３本と循環ポンプとを設置したカーボネーターを用いて炭酸カルシウム製造を行った。
Example 1 Calcium carbonate was produced using a carbonator equipped with three injectors each having a liquid flow rate of 800 L / min and a circulation pump.
カーボネーターに１０００Ｌ清水を入れ、インジェクターガス吸込バルブ閉止の状態で、循環ポンプを運転し、２６４ｋｇ（乾燥重量１８７ｋｇ）のライムスクリーン残渣及び４００ｇのグルコン酸ソーダを投入した。６０分後、インジェクターガス吸込バルブを開放し、液温度２９℃で炭酸化反応を開始した。インジェクター入口圧０．０８ＭＰａの条件下で、炭酸ガス１２％容積濃度のボイラー排ガスを吸いながら、ｐＨ８以下まで反応を続けたことにより、炭酸カルシウムスラリーを得た。 1000 L of fresh water was added to the carbonator, the circulation pump was operated with the injector gas suction valve closed, and 264 kg (dry weight 187 kg) of lime screen residue and 400 g of sodium gluconate were added. After 60 minutes, the injector gas suction valve was opened, and the carbonation reaction was started at a liquid temperature of 29 ° C. The calcium carbonate slurry was obtained by continuing reaction to pH 8 or less, sucking the boiler exhaust gas of 12% volume concentration of carbon dioxide under the conditions of the injector inlet pressure of 0.08 MPa.
得られた炭酸カルシウムは、レーザー回折式粒度分布測定機により平均粒径を測定し、空気透過方式によりブレイン比表面積を測定した。発生して約半年経過したライムスクリーン残渣１を用いた場合、炭酸カルシウムの平均粒径は３．５３μｍ、ブレイン比表面積は５．２１Ｍ２／ｇ、吸油量は１１５ｍｌ／１００ｇであった。得られた炭酸カルシウムの電子顕微鏡写真を図３に示す。なお、吸油量の測定はＪＩＳ Ｋ５１０１の方法により行った。 The obtained calcium carbonate was measured for the average particle size by a laser diffraction particle size distribution analyzer, and the brain specific surface area was measured by an air permeation method. When Lime Screen Residue 1 which was generated for about half a year was used, the average particle size of calcium carbonate was 3.53 μm, the brain specific surface area was 5.21 M 2 / g, and the oil absorption was 115 ml / 100 g. An electron micrograph of the obtained calcium carbonate is shown in FIG. The oil absorption was measured by the method of JIS K5101.
また、発生後の経過時間が１０日間未満のライムスクリーン残渣２を用いた場合、炭酸カルシウムの平均粒径は３．３５μｍ、ブレイン比表面積は５．７０Ｍ２／ｇであり、ライムスクリーン残渣１を用いた場合と同様の炭酸カルシウムを製造することができた。 When the lime screen residue 2 having an elapsed time of less than 10 days was used, the average particle size of calcium carbonate was 3.35 μm, the brain specific surface area was 5.70 M 2 / g. The same calcium carbonate as that used can be produced.
参考例
実施例の設備を用いて炭酸カルシウムを製造した。カーボネーターに１２００Ｌの清水を入れ、インジェクターガス吸込バルブ閉止の状態で、循環ポンプを運転し、１０分間に生石灰１９５ｋｇを投入した。生石灰投入完了後、更に１５分のスレーキングを行ってから、グルコン酸ナトリウム４５０ｇを添加し、開始液温度４２℃、インジェクター入口圧０．０８ＭＰａの条件下で、炭酸ガス１２％容積濃度のボイラー排ガスを吸いながら、ｐＨ８以下まで反応を続けたことにより、炭酸カルシウムスラリーを得た。
Reference Example Calcium carbonate was produced using the equipment of the example. 1200 L of fresh water was put into the carbonator, the circulation pump was operated with the injector gas suction valve closed, and 195 kg of quick lime was added for 10 minutes. After completion of quicklime addition, after further 15 minutes of slaking, 450 g of sodium gluconate was added, and boiler exhaust gas with a carbon dioxide gas 12% volume concentration was added under the conditions of a starting liquid temperature of 42 ° C. and an injector inlet pressure of 0.08 MPa. The calcium carbonate slurry was obtained by continuing the reaction to pH 8 or less while sucking.
得られた炭酸カルシウムの平均粒径は３．２４μｍ、ブレイン比表面積は２．４５Ｍ２／ｇ、吸油量は９５ｍｌ／１００ｇであった。得られた炭酸カルシウムの電子顕微鏡写真を図４に示す。 The obtained calcium carbonate had an average particle size of 3.24 μm, a brain specific surface area of 2.45 M 2 / g, and an oil absorption of 95 ml / 100 g. An electron micrograph of the obtained calcium carbonate is shown in FIG.
本発明に従いインジェクターを用いてライムスクリーン残渣と炭酸ガスとを混合させつつ反応槽に導入することによって、反応性の低いライムスクリーン残渣をカルシウム源として用いても、生石灰を原料とした場合と同様に、製紙用材料として好適な炭酸カルシウムを製造することができた。また、反応槽の反応液を循環させてインジェクターに通すことによって炭酸化反応をさらに促進させることができ、所望の特性を有する炭酸カルシウムを製造することができた。さらに、インジェクターを用いる本発明によれば、機械攪拌型カーボネーターを用いる製造設備と比較して、攪拌機および炭酸ガス供給設備が不要であるため、本発明は設備的に極めて有利である。 By introducing the lime screen residue and carbon dioxide into the reaction vessel while mixing them using the injector according to the present invention, even if the low-reactivity lime screen residue is used as a calcium source, as in the case of using quick lime as a raw material, Thus, calcium carbonate suitable as a papermaking material could be produced. Further, the carbonation reaction could be further promoted by circulating the reaction solution in the reaction tank and passing through the injector, and calcium carbonate having desired characteristics could be produced. Furthermore, according to the present invention using an injector, the present invention is extremely advantageous in terms of equipment, because a stirrer and a carbon dioxide supply facility are unnecessary compared to a manufacturing facility using a mechanical stirring type carbonator.
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