MX2011005665A - Proceso de fabricacion de materiales de carbonato de calcio que tienen una superficie de la particula con propiedades mejoradas de adsorcion. - Google Patents

Proceso de fabricacion de materiales de carbonato de calcio que tienen una superficie de la particula con propiedades mejoradas de adsorcion.

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Abstract

La presente invención se refiere a un proceso para fabricar materiales de carbonato de calcio que tienen una superficie de la partícula con propiedades mejoradas de adsorción del dispersante, utilizando al menos un compuesto que contiene un ion de litio, el material de carbonato de calcio obtenido por este proceso, el uso de los materiales de carbonato de calcio en papel, pinturas, plásticos, así como el uso de los compuestos que contienen un ion de calcio en el proceso de fabricación.

Description

PROCESO DE FABRICACION DE MATERIALES DE CARBONATO DE CALCIO QUE TIENEN UNA SUPERFICIE DE LA PARTICULA CON PROPIEDADES MEJORADAS DE ADSORCION Descripción de la Invención La presente invención se refiere al sector técnico de las suspensiones de un material que contiene carbonato o de materiales minerales secos y sus aplicaciones en los campos del papel, la pintura y los plásticos y más particularmente sus aplicaciones en la industria del papel, semejantes a la fabricación o a la producción y/o al recubrimiento de las hojas de papel.
En el método de fabricación de una hoja de papel, cartón o un producto análogo, un experto en el arte tiende crecientemente a reemplazar una parte de las fibras de celulosa costosas por un material mineral más barato para reducir el costo del papel al mismo tiempo que se mejoran sus propiedades .
Este material que contiene carbonato de calcio, con el cual un experto en el arte está bien familiarizado, comprende , por ejemplo, carbonato de calcio natural (GCC) tal como mármol, calcita, piedra caliza y/o tiza, y/o carbonato de calcio sintético (PCC) tales como las formas cristalinas escalenoédricas y/ romboédricas y/o calcíticas y/o REF.220406 vateríticas y los rellenadores análogos misceláneos que contienen carbonatos de calcio tales como la dolomita o rellenadores a base de carbonatos mezclados de varios metales tales como, en particular, calcio asociado con magnesio y análogos, varias materias tales como talco o análogos, y las mezclas de estos rellenadores, tales como, por ejemplo mezclas de carbonato de calcio-talco o carbonato de calcio-caolín, o mezclas de carbonato de calcio natural con hidróxido de aluminio, mica o con fibras sintéticas o naturales o co-estructuras de minerales tales como coestructuras de carbonato de calcio-talco o talco-dióxido de titanio.
Durante un largo tiempo, ha sido muy común utilizar en un proceso de molienda en húmedo, agentes adyuvantes para la molienda, polímeros solubles en agua basados en un ácido poliacrllico parcial o totalmente neutralizado o sus derivados (EP 0 046 573, EP 0 100 947, EP 0 100 948, EP 0 129 329, EP 0 261 039, EP 0 516 656, EP 0 542 643, EP 0 542 644) para proporcionar suspensiones minerales acuosas, pero estos agentes adyuvantes para la molienda no permiten obtener el refinamiento y los criterios de viscosidad mencionados anteriormente, requeridos, o no permiten obtener la estabilidad requerida del pH de las suspensiones del mineral acuoso durante el transcurso del tiempo o no tienen una capacidad suficiente para desarrollar una dispersión de la luz visible cuando se requiere por el usuario final en la aplicación del papel.
El experto en el arte conoce otros tipos de solución descrita en O 02/49766, EP 0 850 685, WO 2008/010055, WO 2007/072168 para obtener las suspensiones acuosas de un material mineral refinado, con una concentración de un material seco que puede ser elevada, al mismo tiempo que tiene una viscosidad de Brookfield™ baja que permanece estable durante el transcurso del tiempo. Este tipo conocido de solución describe el uso de dispersantes específicos semejantes a los copolímeros del ácido acrílico con el ácido maleico o semejantes, la velocidad particular de neutralización o semejantes, el uso de un compuesto de fluoro inorgánico, utilizado para colocarlo en la suspensión acuosa de las partículas minerales que salen de la etapa de concentración mecánica y/o térmica después de una etapa de molienda en húmedo a un contenido bajo de sólidos sin el uso de un agente dispersante ni un adyuvante para la molienda.
Adicionalmente , el experto en el arte sabe que la patente US 3,006,779, que describe una solución completamente diferente basada en el dispersante inorgánico que consiste de una mezcla homogénea de vidrio de fosfato de sodio, óxido de zinc y una sal o hidróxido de litio o potasio.
De la misma manera, la patente WO 2006/081501 enseña el uso de un dispersante inorgánico semejante al silicato de calcio .
Finalmente, la disertación titulada "Influence of polyelectrolyte adsorption on rheology of concentrated calcite dispersión" (Robert Petzenhauser-1993) que estudia la influencia de diferentes poliacrilatos con respecto a la suspensión de calcita confirma que existen dificultades en el término de la estabilidad de la viscosidad de las suspensiones resultantes con la totalidad de los poliacrilatos estudiados, incluyendo los poliacrilatos de litio.
Sin embargo, ninguna de las soluciones conocidas provee al experto en el arte con una solución al problema de lograr que el material que contiene carbonato de calcio esté en una forma seca o en la forma de una suspensión que tiene una concentración de la materia seca que puede ser elevada, mientras que tiene una viscosidad de Brookfield™ baja que permanece estable durante el transcurso del tiempo, y una buena capacidad amortiguadora del pH así como que permita trabajar con un contenido del dispersante o del agente adyuvante de la molienda reducido y/o con un contenido de sólidos incrementado, en donde los materiales de carbonato de calcio tienen una superficie de la partícula con propiedades mejoradas de la adsorción de los dispersantes.
Así, un objeto de la presente invención es proporcionar un proceso para fabricar materiales de carbonato de calcio que tengan una superficie de la partícula con propiedades de adsorción mejoradas para suspensiones altamente estables .
Además, es altamente deseable que en tal proceso, ningún compuesto sea agregado, los cuales podrían reaccionar de una manera incontrolable con el medio ambiente, en el cual los mismos son utilizados.
Por ejemplo, existen compuestos iónicos que tienden a formar sales insolubles en el agua, hidróxidos u óxidos o complejos con los compuestos adicionales en ciertos intervalos del pH.
Por lo tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar un proceso, que utiliza los compuestos, que no padece ninguna reacción secundaria indeseable en el medio ambiente de los materiales minerales, especialmente en el medio ambiente acuoso del mismo, es decir, que compuestos tales como aquellos en la forma de una sal no padezcan ninguna reacción secundaria, sino que permanezcan sin cambio a pesar de sus componentes iónicos, que estén en la forma de la sal o en una forma disociada.
Enfrentándose con los problemas mencionados anteriormente de obtener suspensiones de un material que contiene carbonato de calcio mineral acuoso con las propiedades requeridas mientras que se minimiza la demanda del dispersante y/o del agente adyuvante de la molienda sin reducir las propiedades de los productos finales semejantes a las propiedades ópticas del papel, el solicitante encontró sorprendentemente que ciertos compuestos que contienen un ión de litio actúan como un modificador de las propiedades de adsorción de la superficie de las partículas de carbonato de calcio, acuoso, que permiten obtener suspensiones del material que contienen carbonato de calcio que tienen un pH estable durante el transcurso del tiempo, y que pueden tener un contenido elevado de sólidos secos y una viscosidad de Brookfield baja y estable.
Sin que se desee que esté limitado por una teoría, el solicitante cree que el uso de ciertos compuestos que contienen un ión de litio modifica la superficie de las partículas del material que contiene carbonato de calcio y en consecuencia modifica las propiedades de adsorción de la superficie de las partículas de carbonato de calcio, cualquiera que sea la naturaleza de que se trate del material que contiene carbonato de calcio.
Sin embargo, aunque la presencia de estos compuestos de litio modifica las propiedades de adsorción del carbonato de calcio a este nivel bajo de contenido de litio, la incorporación de este elemento, y especialmente los compuestos de litio mencionados posteriormente, principalmente no tienen efecto visible sobre la forma cristalina del pigmento bajo las imágenes del microscopio electrónico de exploración (SEM) y/o la superficie específica o configuración de XRD del pigmento.
Así, el objeto anterior es logrado por un proceso para la fabricación de materiales de carbonato de calcio que tienen una superficie de la partícula con propiedades de adsorción mejoradas de los dispersantes que comprenden las etapas de : a. proporcionar al menos un carbonato de calcio que comprende el material en la forma de una suspensión acuosa o en una forma seca, b. proporcionar al menos un compuesto que contiene un ión de litio seleccionado del grupo que consiste de hidróxido de litio u óxido de litio o las sales de litio monoméricas orgánicas y/o inorgánicas seleccionadas del grupo que comprende las sales del ácido mono- y/o polivalentes tales como carbonato de litio, sulfatos de litio, citrato de litio, carbonato ácido de litio, acetato de litio, cloruro de litio, fosfatos de litio, en la forma seca o en una solución acuosa, y mezclas de los mismos, c. combinar al menos un compuesto que contiene un ión de litio de la etapa b) con al menos un material de carbonato de calcio de la etapa a) .
Las sales de litio de los ácidos monoméricos di- o tribásicos también pueden ser sales mezcladas, por ejemplo de litio y sodio tales como de (Na,Li)3P04, por ejemplo Olympite o Nalipoite.
El material de carbonato de calcio resultante puede estar en una forma seca o en la forma de una suspensión. Los mismos pueden ser secados o resuspendidos después de haber sido secados, como pueden ser tomados de cualquiera de las siguientes modalidades preferidas.
Al menos un material que comprende carbonato de calcio para su uso en la presente invención preferentemente está provisto en la forma de carbonato de calcio sintético (PCC) obtenido de al menos una fuente de ión de calcio y al menos un carbonato, carbonato ácido y/o una fuente de C02/ o en la forma de un material mineral que contiene carbonato natural (GCC) .
El material que contiene carbonato de calcio especialmente adecuado se selecciona del grupo que contiene carbonato de calcio natural (GCC) tal como mármol, calcita, piedra caliza y/o tiza; carbonato de calcio precipitado (PCC) semejante a vaterita y/o calcita; y minerales que contienen carbonato de calcio tales como la dolomita o los rellenadores a base de carbonato mezclados tales como, en particular, el calcio asociado con el magnesio y los análogos o derivados, varios materiales tales como la arcilla o el talco o los análogos o derivados, y las mezclas de los mismos tales como, por ejemplo, mezclas de talco-carbonato de calcio o carbonato de calcio-caolín, o mezclas de carbonato de calcio natural con hidróxido de aluminio, mica o con fibras sintéticas o naturales o co-estructuras de minerales tales como las coestructuras del talco-carbonato de calcio o talco-dióxido de titanio.
Más preferentemente, al menos un material de carbonato de calcio es un carbonato de calcio natural (GCC) o un carbonato de calcio precipitado (PCC) , o una mezcla de GCC y PCC, o una mezcla de GCC y PCC y arcilla, o una mezcla de GCC y PCC y talco, y aún más preferentemente es un GCC elegido entre el mármol, la tiza, la calcita o la piedra caliza o un PCC elegido entre el PCC calcítico semejante al PCC romboédrico o el PCC escalenoédrico .
El proceso anterior puede ser mejorado por un número de etapas opcionales: Así, por ejemplo, por los métodos de molienda y/o dispersión a un contenido del dispersante reducido y/o a un contenido de sólidos incrementado, los métodos de fabricación de la suspensión acuosa de las partículas del material que contiene carbonato de calcio que implementan el compuesto que contiene un ión de litio seleccionado como el modificador de las propiedades de adsorción de la superficie de las partículas de carbonato de calcio, el proceso de fabricación puede ser optimizado.
Una modalidad preferida especialmente incluye una etapa de molienda, en donde al menos un material de carbonato de calcio es molido, opcionalmente en la presencia de dispersantes y/o adyuvantes de la molienda (etapa d) .
Los dispersantes o adyuvantes de la molienda utilizados de acuerdo con la presente invención pueden ser cualesquiera dispersantes orgánicos convencionales tales como homopolímeros y/o copolímeros de poliacrilato de sodio y polimaleinatos, etc. Los mismos están preferentemente en la forma no neutralizada y/o parcialmente neutralizada. Los dispersantes preferidos son, por ejemplo, ácidos poliacrílicos parcialmente neutralizados, totalmente neutralizados, y especialmente no neutralizados. "No neutralizado" significa que la totalidad de los grupos carboxílieos están presentes como los ácidos libres, mientras que parcialmente neutralizado significa que una parte de los grupos de ácido carboxílico son transformados en una sal, y totalmente neutralizado significa que la totalidad de los grupos de ácido carboxílico son neutralizados. Los grupos neutralizados pueden estar presentes en una forma disociada, parcialmente disociada o no disociada.
Se prefiere que, en la etapa d) , al menos un compuesto que contiene un ión de litio esté presente.
Si el GCC es utilizado en la etapa d) , puede ser preferible someter el carbonato de calcio natural molido húmedo a una etapa de beneficiación húmeda previa a la etapa d) , permitiendo la remoción de impurezas, tales como las impurezas de silicato, por ejemplo por flotación en la espuma.
Además, puede ser ventajoso que el material molido obtenido de la etapa d) sea tamizado y/o concentrado (etapa e) .
"Cribado" en el contexto de la presente invención es implementado por los dispositivos bien conocidos para el "cribado" semejantes a tamices, centrifugas con granos de arena, etc. Por "cribado", se tiene que entender una beneficiación por la remoción de las partículas toscas que tienen un tamaño de partícula de más de 45 µp?.
La "concentración superior" es llevada a cabo, por ejemplo por una concentración térmica o una concentración mecánica tal como por medio de una máquina centrífuga, filtro prensa, prensa de tubo o una mezcla de los mismos.
Si el material molido es cribado y/o concentrado de acuerdo con la etapa e) , se puede preferir dispersar el material en un medio acuoso para el cribado y/o la concentración (etapa f) , en donde es aún más preferido, si la dispersión es efectuada en la presencia de al menos un compuesto que contiene un ión de litio, que puede ser diferente o el mismo que uno utilizado para la etapa d) .
El material molido obtenido de cualquiera de las etapas d) o e) o f) puede ser secado, si el material de carbonato de calcio de la etapa a) está provisto en la forma de una suspensión acuosa (etapa g) .
Por otra parte, si el material de carbonato de calcio de la etapa a) está provisto en la forma seca, o cuando las etapas e) , f) y g) no son efectuadas, el material molido obtenido de la etapa d) puede ser dispersado en un medio acuoso (etapa h) .
En una modalidad preferida, la suspensión acuosa obtenida de la etapa h puede ser molida (etapa i) .
Además, el material seco de la etapa g) , puede ser redispersado en un medio acuoso (etapa j) .
En las modalidades especialmente preferidas, etapa i) y/o etapa j) son efectuadas en la presencia de al menos un compuesto que contiene un ión de litio.
En general, con respecto a la adición de al menos un compuesto que contiene un ión de litio, existen varias modalidades preferidas.
Por ejemplo, al menos un compuesto que contiene un ión de litio puede ser agregado antes y/o durante y/o después de la etapa a) , si al menos un material de carbonato de calcio es el PCC.
Así, el compuesto de litio también puede ser agregado antes, durante o después de la precipitación del carbonato de calcio sintético. Por ejemplo, el compuesto de litio puede ser agregado previo a la etapa de carbonización.
Por otra parte, si al menos un material de carbonato de calcio es el GCC, al menos un compuesto que contiene un ión de litio es agregado preferentemente antes y/o durante y/o después de la etapa de la molienda d) , si las etapas e) y f) no son llevadas a cabo.
Al menos un compuesto que contiene un ión de litio también pude ser agregado sin embargo/ después de la etapa de la molienda d) y antes y/o durante y/o después del cribado y/o la etapa de concentración e) , si la etapa e) es efectuada sola.
Además, es posible agregar al menos un compuesto que contiene un ión de litio antes y/o durante y/o después de la etapa de dispersión f ) .
Si el material de carbonato de calcio es provisto en la forma seca en la etapa a) seguido sucesivamente por las etapas d) y h) , se prefiere que la adición del compuesto que contiene el ión de litio sea efectuada en una sola adición antes, durante o después de la etapa d) o se hacen adiciones múltiples, cada una de ellas antes, durante o después de la etapa h) .
Si la etapa de dispersión f) es efectuada y si la totalidad o una parte de la cantidad del compuesto que contiene el ión de litio es agregado antes de la etapa f ) , el compuesto que contiene el ión de litio es agregado preferentemente antes y/o durante y/o después de la etapa d) .
Como se mencionó anteriormente, las suspensiones del material que contiene carbonato de calcio, acuosas, obtenidas por el proceso de' fabricación de acuerdo con la presente invención tiene una buena capacidad amortiguadora del pH, es decir un pH estable durante el transcurso del tiempo, un contenido de sólidos secos elevado, y una viscosidad de Brookfield™ baja que permanece estable durante el transcurso del tiempo.
"Un contenido de sólidos secos elevado" de, acuerdo con la presente invención significa una suspensión o pasta aguada de un material que contiene carbonato de calcio acuoso que tiene un contenido de sólidos preferentemente desde 10 % hasta 82 % en peso, más preferentemente desde 50 % en peso hasta 81 % en peso y aún más preferentemente desde 65 % en peso hasta 80 % en peso, por ejemplo desde 70 % en peso hasta 78 % en peso basado en el peso total de la suspensión o pasta aguada . "pH estable durante el transcurso del tiempo" en el contexto de la presente invención significa que la suspensión mineral mantendrá el valor del pH en un intervalo estrecho preferentemente de 8.5 hasta 10.5, más preferentemente 9 a 10, por ejemplo 9.5 preferentemente durante al menos 6 días, más preferentemente al menos 7 días, aún más preferentemente al menos 8 días de almacenamiento.
Así, se prefiere especialmente que la etapa d) del proceso de la presente invención sea efectuado a un pH de arriba de 7, preferentemente arriba de 7.5, más preferentemente entre 8.5 y 10.5, y aún más preferentemente entre 9 y 10, por ejemplo 9.5.
A este respecto, el experto en el arte determinará fácilmente que el valor de pH tendrá valores adecuados en función de las propiedades que se desean lograr, sabiendo que está influida por la adición de una base, preferentemente de una base de un catión mono o divalente, aún más preferentemente de sodio o calcio, por ejemplo por la adición de una preparación alcalina de un biocida, o por la liberación de hidróxido, tal como Ca(0H)2, durante la molienda de un material, tal como durante la co-molienda del carbonato de calcio precipitado y el carbonato de calcio natural .
En la totalidad de la presente solicitud el valor del pH es medido a temperatura ambiente (21 °C + 1) con una exactitud de + 0.3 unidades de pH.
Al menos un compuesto que contiene un ion de litio preferentemente se selecciona del grupo que comprende hidróxido de litio u óxido de litio o sales de litio monoméricas orgánicas y/o inorgánicas seleccionadas del grupo que comprende las sales de ácidos mono- y/o polivalentes tales como carbonato de litio, sulfatos de litio, citrato de litio, carbonato ácido de litio, acetato de litio, cloruro de litio, fosfatos de litio, en la forma seca o en una solución acuosa, y mezclas de los mismos.
La concentración del ión de litio con respecto al carbonato de calcio seco total preferentemente es desde 10 hasta 2000 ppm, más preferentemente 100 hasta 1000 ppm, aún más preferentemente 200 a 800 ppm.
A este respecto, al menos un compuesto que contiene el ión de litio, que puede ser agregado antes, durante y/o después de la etapa d) , está presente preferentemente en una cantidad desde 0.0035 % en peso hasta 1 % en peso, preferentemente desde 0.035 % en peso hasta 0.5 % en peso, y aún más preferentemente desde 0.02 % en peso hasta 0.2 % en peso, con relación al carbonato de calcio seco total.
Tales compuestos que contienen el ión de litio son agregados para obtener una suspensión acuosa del material con una viscosidad de Brookfield™ baja estable durante el transcurso del tiempo, lo que significa que la viscosidad de Brookfield™ inicial de la suspensión del material del mineral que contiene carbonato de calcio acuosa después de 1 hora de producción preferentemente este abajo de 4000 mPa.s, más preferentemente abajo de 2000 mPa-s. aún más preferentemente abajo de 500 mPa-s, medida después de 1 minuto de agitación por el uso de un viscosímetro de Brookfield™ modelo DV-III a temperatura ambiente (21 °C + 1) y una velocidad de rotación de 100 rpm (revoluciones por minuto) con un husillo apropiado de un conjunto de husillos de RV, y que la viscosidad de Brookfield de la suspensión del material de carbonato de calcio acuosa después de 8 días de almacenamiento sin agitar está abajo de 4000 mPa-s, preferentemente abajo de 2000 mPa-s, muy preferentemente abajo de 500 mPa-s medido después de 1 minuto por el uso de un viscosímetro de Brookfield™ modelo DV-III a temperatura ambiente (21 °C + 1) y una velocidad de rotación de 100 rpm con el husillo apropiado de un conjunto de husillos de RV. Se prefiere especialmente que después de un almacenamiento sin agitar después de 8 días, la viscosidad esté abajo de 1000 mPa-s, muy preferentemente abajo de 500 mPa-s, medida después de 1 minuto de agitación por el uso de un viscosímetro de Brookfield™ modelo DV-III a temperatura ambiente (21 °C + 1) y una velocidad de rotación de 100 rpm con el husillo apropiado de un conjunto de husillos de RV.
En una modalidad preferida, el material de carbonato de calcio comprende GCC y PCC, en donde el PCC está presente en una cantidad desde 10 hasta 90 % en peso, preferentemente desde 20 hasta 80 % en peso, y aún más preferentemente desde 30 hasta 70 % en peso, basado en el peso total de PCC y GCC.
Cuando no existe la etapa e) , f) o g) , toda la cantidad de al menos un compuesto que contiene un ión de litio preferentemente es utilizado antes de la etapa de la molienda d) , una parte de al menos un compuesto que contiene un ión de litio es utilizada antes de la etapa de la molienda d) , mientras que la cantidad restante es agregada durante la etapa d) .
También, una combinación de diferentes compuestos que contienen un ión de litio puede ser utilizada ventajosamente. Cuando un agente de dispersión es utilizado, la cantidad de al menos un compuesto que contiene un ión de litio utilizado varía desde 0.01 % hasta 5 %, preferentemente desde 0.05 % hasta 2 %, aún más preferentemente desde 0.1 % hasta 1 % en peso con relación al peso seco del material de carbonato de calcio.
La etapa de la molienda d) del proceso de acuerdo con la presente invención preferentemente es efectuado a una temperatura arriba de 5 °C, más preferentemente desde 20 °C hasta 120 °C, por ejemplo desde 45 °C hasta 105 °C, por ejemplo desde 85 °C hasta 100 °C.
Además, se prefiere que la concentración de los sólidos del material en la forma de una suspensión acuosa sea molida en la etapa de la molienda d) es desde 10 hasta 82 % (por peso seco del material de carbonato de calcio) , preferentemente desde 50 hasta 81 , aún más preferentemente desde 60 hasta 80 %, y especialmente de manera preferentemente entre 65 % y 72 %.
En una modalidad preferida adicional de la invención, el material molido obtenido de la etapa d) comprende una fracción de las partículas más finas que 1 µp\ de más de 20 % en peso, preferentemente de más de 60 % en peso, aún más preferentemente de más de 75 % en peso, y todavía más preferentemente de más de 85 % en peso, especialmente de más de 95 % en peso, basado en el peso total del material molido, utilizando un aparato Sedigraph 5100™.
La d50 (valor del diámetro de 50 % en peso de las partículas, o tamaño de partícula promedio) del material molido preferentemente es desde aproximadamente 0.2 hasta 5 µp?, preferentemente desde 0.2 hasta 1.5 µp?, y aún más preferentemente desde 0.25 hasta 1 µp?, por ejemplo 0.45 hasta 0.7 µp?. Este valor de d50 es determinado utilizando un aparato Sedigraph 5100™.
En la etapa de la molienda d) , el material que contiene carbonato de calcio es provisto preferentemente como una suspensión acuosa que comprende desde 1 hasta 82 % en peso, preferentemente desde 15 % en peso hasta 81 % en peso, y aún más preferentemente desde 40 % en peso hasta 80 % en peso del GCC y/o PCC seco, por ejemplo 63 % en peso hasta 72 % en peso, del GCC seco o 47 hasta 72 % en peso del PCC seco. La suspensión acuosa puede resultar de la dispersión del material en la forma de una torta del filtro.
Se prefiere especialmente, que la etapa d) sea efectuada a un contenido de sólidos desde 10 % en peso hasta 35 % en peso basado en el peso total de la suspensión, en ausencia de cualesquiera dispersantes o adyuvantes de la molienda, y se efectúa a un contenido de sólidos desde 60 % en peso hasta 82 % en peso, basado en el peso total de la suspensión, en la presencia de dispersantes y/o adyuvantes de la molienda.
El contenido de sólidos finales de la suspensión que contiene carbonato de calcio varía entre 45 % en peso y 82 % en peso.
Preferentemente, los materiales de carbonato de calcio tienen un contenido de sólidos finales elevados que varía entre 45 % en peso y 75 % en peso, más preferentemente entre 68 % en peso y 73 % en peso, si la etapa de la molienda d) es efectuada sin algún dispersante y sin un adyuvante de la molienda, y varía entre 65 % en peso y 82 % en peso, preferentemente entre 72 % en peso y 78 % en peso, si la etapa de la molienda d) es efectuada en la presencia de dispersantes o adyuvantes de la molienda.
Otro objeto de la presente invención es la provisión de un material que contiene carbonato de calcio obtenido por el proceso de acuerdo con la invención.
Preferentemente tales materiales que contienen carbonato de calcio no solamente tienen las propiedades anteriores tales como un pH estable durante el transcurso del tiempo, un contenido de sólidos secos elevado y una viscosidad de Brookfield baja y estable, sino también tiene excelentes propiedades ópticas, por ejemplo una capacidad elevada de dispersión de la luz visible.
Una medida para la dispersión de la luz es el coeficiente de dispersión S. S debe mayor que 110 m2/kg para un peso de recubrimiento de 20 g/m2 que refleja la capacidad de un recubrimiento para dispersar la luz visible. La misma podría ser medida por ejemplo de acuerdo con el método descrito en WO 02/49766 (p 8. hasta 10). En consecuencia, la capacidad para dispersar la luz es expresada por el coeficiente de expresión de la luz de Kubelka y Munk, determinada por el método, bien conocido por los expertos, descrita en las publicaciones de Kubelka y Munk (Zeitschrift fur Technische Physik 12, 539, (1931)), de Kubelka (J. Optical. Soc. Am. 38(5), 448, (1948) y J. Optical Soc . Am. 44 (4) , 330, (1954) ) .
Se prefiere que el material de carbonato de calcio obtenido por el proceso de la presente invención tenga un coeficiente de dispersión S de > 120 m2/kg para un peso de recubrimiento de 20 g/m2 y una viscosidad de Brookfield™ de < 1000 mPa-s, preferentemente un coeficiente de dispersión S de > 140 m2/kg para un peso de recubrimiento de 20 g/m2 y una viscosidad de Brookfield™ de < 500 mPa-s.
La concentración del ión de litio de tales materiales que contienen el carbonato de calcio con respecto al carbonato de calcio seco total preferentemente es desde 10 hasta 2000 ppm, preferentemente 100 hasta 1000 ppm, aún más preferentemente de 200 a 800 ppm.
Se prefiere especialmente que este material contenga al menos un compuesto que contiene un ión de litio en una cantidad desde 0.0035 % en peso hasta 1 % en peso, preferentemente desde 0.0035 % en peso hasta 0.5 % en peso, y aún más preferentemente desde 0.02 % en peso hasta 0.2 % en peso, en particular 0.05 %, con relación al carbonato de calcio seco total.
Además, el material que contiene carbonato de calcio final puede comprender una fracción de las partículas más finas que 1 µp? de más de 50 % en peso, preferentemente de más de 80 % en peso, más preferentemente de más de 85 % en peso, aún más preferentemente de más de 90 % en peso, y todavía más preferentemente de más de 95 % en peso, basado en el peso total del material molido.
En una modalidad preferida, el material que contiene carbonato de calcio final tiene una d50 desde aproximadamente 0.2 hasta 5 µp?, preferentemente desde 0.2 hasta 1.5 µp?, y aún más preferentemente desde 0.25 hasta 1 µp?, por ejemplo 0.45 hasta 0.7 µp?. El valor de d50 es determinado utilizando un aparato Sedigraph 5100™.
El material molido en una forma seca después de la etapa g) preferentemente comprende carbonato de calcio seleccionado del grupo que comprende carbonato de calcio natural (GCC) tal como mármol, tiza, piedra caliza o calcita o carbonato de calcio precipitado (PCC) semejantes a la vaterita y/o a la calcita, y minerales que contienen carbonato de calcio tales como dolomita o rellenadores a base de carbonato, mezclados, tales como, en particular, el calcio asociado con el magnesio y los análogos o derivados, varios materiales tales como la arcilla o talco o análogos o derivados, y las mezclas de estos rellenadores, tales como, por ejemplo mezclas de carbonato de calcio-talco o carbonato de calcio-caolín, o las mezclas de carbonato de calcio natural con hidróxido de aluminio, mica o con fibras o coestructuras sintéticas o naturales de los minerales tales como las co-estructuras de talco-carbonato de calcio o talco-dióxido de titanio.
Preferentemente, el material es un GCC, o un carbonato de calcio precipitado (PCC) o una mezcla de GCC y PCC, o una mezcla de GCC y PCC y arcilla, o una mezcla de GCC y PCC y talco.
Aún más preferentemente, el mismo es un GCC elegido entre el mármol, la tiza, la calcita o la piedra caliza o un PCC elegido entre el PCC calcítico semejante al PCC romboédrico o el PCC escalenoédrico .
El material molido en una forma seca también pueden caracterizar una d50 desde aproximadamente 0.2 hasta 5 µp?, preferentemente desde 0.2 hasta 1.5 µp?, y aún más preferentemente desde 0.25 hasta 1 µ??, por ejemplo 0.45 hasta 0.7 µp? .
También se prefiere que pueda tener una fracción de partículas más finas que 1 µp? de más de 50 % en peso, preferentemente de más de 80 % en peso, más preferentemente de más de 85 % en peso, aún más preferentemente de más de 90 % en peso, y aún más preferentemente mayor que 95 % en peso utilizando un aparato Sedigraph™ 5100.
Finalmente, otro objeto de la presente invención es el uso de suspensiones de un material que contiene carbonato de calcio, acuosas, y/o un material que contiene carbonato de calcio seco, de acuerdo con la invención, en cualquier sector que haga uso del material mineral, y especialmente en el campo del papel, la pintura y los plásticos y cualquier otro campo que utilice las suspensiones y/o polvos, más particularmente que sean utilizados como suspensiones en aplicaciones de papel tal como en la fabricación del papel y/o el recubrimiento del papel y/o el tratamiento de la superficie del papel o tal como el rellenador durante la manufactura del papel, cartón, u hojas análogas. Los polvos secos son utilizados preferentemente en el plástico y/o pinturas pero también pueden ser re-suspendidas en agua para formar una suspensión nuevamente. El uso como un rellenador puede ser directo como la composición del rellenador durante la fabricación del papel, cartón u hojas análogas o de manera indirecta como el reciclaje del material compuesto de los fragmentos de recubrimiento, si los materiales compuestos de reciclaje de los fragmentos de recubrimiento son utilizados en el proceso de fabricación del papel, cartón u hojas análogas.
Se prefiere especialmente su uso en el papel, pinturas y plásticos.
Los papeles, las pinturas y los plásticos de acuerdo con la invención están caracterizados porque los mismos contienen los materiales minerales molidos de acuerdo con la invención.
Finalmente, un aspecto adicional de la presente invención es el uso de al menos un compuesto que contiene un ion de litio en el proceso para la fabricación de materiales de carbonato de calcio que tienen una superficie de la partícula con propiedades de adsorción mejoradas de acuerdo con la presente invención .
Las figuras descritas posteriormente y los ejemplos y experimentos servirán para ilustrar la presente invención y no deben restringirlas de ninguna manera.
La figura 1 muestra las configuraciones de XRD del material del arte previo de acuerdo con la prueba 8a.
La figura 2 muestra las configuraciones de XRD de un material de la invención de acuerdo con la prueba 8b.
Ejemplos Ejemplo 1 Este ejemplo se refiere a la preparación de un material que va a ser procesado de acuerdo con la presente invención.
Todos los tamaños de partícula y los diámetros promedio son medidos utilizando un aparato Sedigraph™ 5100, de Micromeritics .
Las viscosidades de Brookfield™ se midieron utilizando un viscosímetro de Brookfield™ modelo DV-III a temperatura ambiente (21 °C + 1) y agitando a una velocidad de 100 rpm (velocidades por minuto) con el husillo apropiado de un conjunto de husillos de RV.
Todos los pesos moleculares (Mw) , los pesos moleculares numéricos (Mn) y la pol idi spers idad correspondiente y la fracción del peso abajo de 1500 daltons de los diferentes polímeros son medidos como 100 % en mol de la sal de sodio a pH 8 de acuerdo con un método de cromatografía de permeación de gel acuoso (QPC) calibrado con una serie de cinco estándares de poliacrilato de sodio suministrados por Polymer Standard Service con las referencias PSS-PAA 18K, PSS-PAA 8K, PSS-PAA 5K, PSS-PAA 4K y PSS-PAA 3K.
El área superficial específica BET en m2/g es medida de acuerdo con el estándar ISO 4652.
La configuración de difracción de rayos X (XRD) del PCC y GCC modificado es efectuada de acuerdo con el siguiente método.
Las fases mineralógicas presentes en los carbonatos de calcio mencionados anteriormente son determinados por medio de la difracción de rayos X (XRD) utilizando un difractómetro Bruker D8 Advanced, de acuerdo con el método de difracción del polvo. Este dif rae tómetro consiste de tubo de rayos X de 2.2 kW, un sujetador de la muestra de 9 posiciones, un gionómetro theta-theta (?-?) , y un detector VANTEC-1. La radiación de CuKot filtrada con Ni es empleada en todos los experimentos. Los perfiles son gráficas registradas automáticamente utilizando un incremento de 0.01° 2T y una velocidad de exploración de 1 s/etapa desde 20 hasta 50° 2T. Las configuraciones de la difracción del polvo resultantes son clasificadas por el contenido mineral utilizando la base de datos del archivo de difracción del polvo (PDF) del International Center for Diffraction Data (ICDD) . La comparación de los conjuntos de datos medidos con la configuración de referencia de ICDD es demostrada en la figura 1 y se resume en la tabla 1.
Tabla 1 : Parámetros del reticulado cristalino de los polvos de carbonato de calcio medidos comparado con su material de referencia de ICDD correspondiente.
Pruebas la y Ib Esta prueba se refiere a la preparación de PCC romboédrico de una d50 de 0.3 µt?.
En vista de lo cual, 200 kg de óxido de calcio (Tagger Kalk, Golling A) son agregados a 1700 litros de agua del grifo a 40 °C en un reactor agitado; los contenidos del reactor son mezclados bajo agitación continua durante 30 minutos y la suspensión resultante de hidróxido de calcio ("la lechada de la cal") a 13.1 % p/p de los sólidos es cribado entonces en una criba de 100 µp?.
La precipitación del carbonato de calcio se lleva a cabo en un reactor de acero inoxidable cilindrico de 1800 litros equipado con un agitador y sondas para verificar el pH y la conductividad de la suspensión. 1700 litros de la suspensión de hidróxido de calcio obtenida en la etapa de apagado como se estableció anteriormente, son agregados al reactor de carbonatación y la temperatura de la reacción es ajustada a la temperatura de partida deseada de 16 °C.
Un gas de 20-30 % en volumen de C02 en el aire se hace burbujear entonces hacia arriba a través de la suspensión a una velocidad de 200 m3/h bajo una suspensión agitada entre 200 y 300 rpm. La sobrepresión en la alimentación del gas es de 150-200 mbar, que corresponde a una presión hidrostática de la suspensión de Ca(OH)2 en el reactor .
Durante la carbonatación, la temperatura de la suspensión no es controlada y se deja que se eleve debido al calor generado en la reacción de precipitación exotérmica. Después que la conductividad alcanzó una gasificación mínima, se continúa durante otros 4 minutos y luego se detiene.
La suspensión acuosa al 16.7 % p/p de los sólidos del carbonato de calcio precipitado obtenido por esta etapa de carbonatación es cribado subsiguientemente sobre una criba de 45 µp? y alimentado a una máquina centrífuga para retirar el agua mecánicamente. La torta del filtro descargada por la máquina centrífuga es redispersada en agua y se humecta con una suspensión al 47.2 % p/p. Durante la humectación de la suspensión 1.0 % p/p (calculado como la materia seca sobre el carbonato de calcio seco) de un adyuvante de la dispersión aniónico a base de poliacrilato de sodio que tiene un Mw de 12500 y una polidispersidad de 2.8 es agregado a la mezcla.
La suspensión es forzada entonces para que pase a través de un molino triturador vertical (Dynomill™ de 1.4 litros) que contiene perlas de ZrO de 0.6-1.2 mm como un medio, para desaglomerar el carbonato de calcio precipitado agrupado principalmente en partículas discretas para obtener un tamaño de partícula promedio d50 de aproximadamente 0.3 µ?? (Micromeritics Sedigraph™ 5100) después de la molienda.
La suspensión resultante del carbonato de calcio precipitado ultrafino discreto es concentrada entonces ascendentemente de manera adicional en un evaporador al vacío para obtener los sólidos de la suspensión finales de 66.7 % p/p de los sólidos.
Las propiedades físicas del producto final están dadas en la tabla 2a que se da enseguida.
Tabla 2a La suspensión mineral así obtenida se seca por rociado entonces hasta un contenido de sólidos > 99.5 % en peso (% p) y es nombrada el mineral la de acuerdo con el arte previo.
Con el mismo procedimiento que se describió anteriormente, un equivalente de R-PCC, pero en la presencia de 2000 ppm en peso de LiOH agregado previo a la etapa con respecto al proceso de carbonización para la cal apagada.
La suspensión resultante del carbonato de calcio precipitado ultrafino discreto se concentra de manera ascendente entonces adicionalmente, en un evaporador al vacio para obtener los sólidos de la suspensión final de 67.7 % p/p de los sólidos.
Las propiedades físicas del producto final están dadas en la tabla 2b que se da enseguida.
Tabla 2b: La suspensión es secada entonces por rociado hasta > 99.5 % en peso y es nombrado el mineral Ib de acuerdo con la invención .
Prueba 2 Esta prueba se refiere a la preparación de un carbonato de calcio molido natural de Noruega con una d50 de 45 µp?.
El mármol de Noruega de la región de Molde con un diámetro de 10-300 mm es molida autógenamente en seco hasta una finura de una d50 en el intervalo de 42-48 µt?. El mineral así obtenido es nombrado mineral 2.
Prueba 3 Esta prueba se refiere a la preparación de un carbonato de calcio molido natural de Noruega con una d50 de 0.8 µt?.
El mineral 2 es molido en húmedo al 20 % en peso de sólidos en agua del grifo en un molino triturador vertical (Dynomill™) en un modo de recirculación sin agregar aditivos, tales como adyuvantes de la dispersión y/o de la molienda hasta una finura todavía del 60 % en peso de la partícula que tiene un diámetro < 1 µp?. Después de la molienda, el producto tiene un diámetro promedio d50 de 0.8 µp.
Después de la molienda, la suspensión es concentrada por una prensa de tubo para formar escombros menudos de 80-83 % en peso de sólidos.
El mineral así obtenido es nombrado el mineral 3. Pruebas 4a y 4b Estas pruebas se refieren a la preparación de dos carbonatos de calcio molidos naturales de Noruega con una d50 de 0.6 µ?? .
El mineral 2 es molido en húmedo al 15-25 % de sólidos en agua del grifo en un molino triturador vertical (Dynomill™) en un modo de recirculación sin agregar aditivos, tales como los adyuvantes de dispersión y/o de la molienda hasta una finura de hasta 75 % en peso de la partícula que tiene un diámetro < 1 µp?. Después de la molienda, el producto tiene un diámetro promedio d50 de 0.6 µp?. El mineral así obtenido es llamado el mineral 4a.
Después de la molienda la suspensión se concentra por un filtro prensa para formar una torta del filtro del 69.5 % en peso de los sólidos.
El mineral así obtenido es nombrado el mineral 4b.
Prueba 5 Esta prueba se refiere a la preparación de un carbonato de calcio molido natural de Noruega con una d50 de 0.4 µ?t? .
El mineral 2 es molido en húmedo al 20 % de sólidos en agua del grifo en un molino triturador vertical (Dynomill™) en un modo de recirculación sin agregar aditivos, tales como los adyuvantes de dispersión y/o de la molienda hasta una finura de hasta 85 % en peso de la partícula que tiene un diámetro < 1 µt?. Después de la molienda, el producto tiene un diámetro promedio de 0.4 µt?.
Después de la molienda la suspensión se concentra por un filtro prensa para formar una torta del filtro del 78 hasta 80 % en peso de los sólidos. 1 El mineral así obtenido es nombrado el mineral 5.
Prueba 6 Estas pruebas se refieren a la preparación de un carbonato de calcio molido natural de Noruega con una d50 de 0.6 µp? .
El mineral 2 es molido en húmedo al 35 % en peso de sólidos en agua del grifo en un molino triturador vertical (Dynamill™) en un modo de recirculación por el uso de 0.25 % en peso del ácido poliacrílico de Mw 6000 y una polidispersidad de 2.6 como el adyuvante de la molienda a una finura del 75 % en peso de las partículas que tiene un diámetro < 1 µp? . Después de la molienda el producto tiene un diámetro promedio d5o de 0.6 µp? .
El mineral así obtenido es nombrado el mineral 6. Pruebas 7a y 7b Esta prueba se refiere a la preparación de un carbonato de calcio molido natural de Italia con una d50 de 1.5 µt? .
En primer lugar, el mármol de Tuscany de Carrara Italia con un diámetro de 10-300 mm es triturado en un triturador Jaw hasta un diámetro desde 0.1-5 mm.
Luego, para obtener un mineral molido con un diámetro promedio igual a 1.5 µt? , el mármol resultante es alimentado en un molino de bolas Hosokawa™ S.O. 80/32 utilizando 100 kg de hierro Cylpeb, perlas para la molienda con forma de barril con un diámetro promedio de 0.25 mm.
La molienda en seco es efectuada de una manera continua .
El flujo externo de la cámara de la molienda pasa a través de una abertura de 20 x 6 mm que alcanza un clasificador Alpine Turboplex™ 100 ATP. El compresor clasificador es fijado a 300 m3/h y la velocidad de rotación del clasificador y el flujo de aire a valores apropiados para extraer el material molido que caracteriza un diámetro menor que o igual a un valor dado (referido aquí posteriormente como el "material valioso"); todo el material molido restante de diámetro más grande que el valor dado es reciclado como una alimentación al molino.
La molienda se efectúa de tal modo que 15 kg del material están presentes en el sistema todo el tiempo. Como tal, la alimentación es suplementada continuamente con una cantidad en peso del material fresco que corresponde al material valioso removido del proceso para mantener 15 kg en el sistema.
Debe señalarse que después del arranque y previo al registro de los resultados dados posteriormente, el sistema de la molienda se deja que funcione hasta que la cantidad de los productos valiosos objetivo, y los valores de la capacidad de la molienda y de la energía de la molienda se observa que van a ser estables.
La prueba 7a corresponde a una introducción del aditivo para la molienda, seco, dentro del sistema de la molienda de tal modo que la cantidad del carbonato de sodio sea mantenida constante. El mineral así obtenido es señalado como el mineral 7a.
La prueba 7b corresponde a una introducción del aditivo para la molienda en seco en el sistema de la molienda de tal modo que la cantidad de carbonato de litio seá mantenida constante. El mineral así obtenido es anotado como el mineral 7b.
Los resultados aparecen en la siguiente tabla 3.
Tabla 3 Pruebas 8a y 8b: Esta prueba se refiere a la preparación de un PCC escalenoédrico de una d50 de 2.3 µp?.
En vista de lo cual, 200 kg del óxido de calcio (Tagger Kalk, Golling A) son agregados a 1700 litros de agua del grifo a 40 °C en un reactor agitado; los contenidos del reactor son mezclados bajo agitación continua durante 30 minutos y la suspensión resultante del hidróxido de calcio ("lechada de piedra caliza") al 13.3 % p/p de los sólidos es cribada entonces sobre una criba de 100 µp La precipitación de carbonato de calcio se lleva a cabo en un reactor de acero inoxidable cilindrico de 1800 litros equipado con un agitador y sondas para la verificación del pH y la conductividad de la suspensión. 1700 litros de la suspensión del hidróxido de calcio obtenida en la etapa de apagado como se estableció anteriormente son agregados al reactor de carbonatación y la temperatura de la mezcla de la reacción es ajustada hasta la temperatura de partida deseada de 50 °C.
Un gas de 20-30 % en volumen de C02 en el aire es burbujeado entonces hacia arriba a través de la suspensión a una velocidad de 200 m3/h bajo una agitación de la suspensión a una velocidad de entre 200 y 300 rpm. La sobrepresión en el gas de alimentación es de 150-200 mbar, que corresponde a una presión hidrostática de la suspensión de Ca(OH)2 en el reactor .
Durante la carbonatación, la temperatura de la suspensión no es controlada y se deja que se eleve debido al calor generado en la reacción de precipitación exotérmica.
Después que la conductividad alcanzó una gasificación mínima, se continua durante otros 4 minutos y luego se detiene.
El producto obtenido por esta etapa de carbonatación es cribado subsiguientemente sobre una criba de 45 µp? y recuperado como una suspensión acuosa al 17.4 % p/p de los sólidos del carbonato de calcio precipitado.
Las propiedades físicas del producto de carbonato de calcio precipitado después de la carbonatación están dadas en la tabla.4a posterior.
Tabla 4a suspensión del mineral así obtenida se seca por rociado entonces a un contenido de sólidos de > 99.5 % en peso (% p) y es llamado el mineral 8a de acuerdo con el arte previo .
Con el mismo procedimiento como se describió anteriormente, un S-PCC equivalente pero en la presencia de 2000 ppm en peso de LiOH fue agregado previo a lo que se hace en la etapa con respecto al proceso de carbonatación para la cal apagada. La suspensión es secada por rociado entonces hasta > 99.5 % en peso de los sólidos y es nombrado el mineral 8b de acuerdo con la invención.
Las propiedades físicas del producto de carbonato de calcio precipitado después de la carbonatación están dadas enseguida .
Tabla 4b Como se puede observar en la tabla 4a contra la tabla 4b, la presencia de LiOH durante la precipitación no tuvo influencia sobre las propiedades físicas medidas del S-PCC.
Ejemplo 2 Este ejemplo ilustra el uso de un compuesto que contiene el ión de litio como un modificador de las propiedades de la adsorción, que permite lograr las suspensiones de carbonato de calcio acuosas con una concentración de sólidos secos que puede ser elevada, mientras que tiene al mismo tiempo una viscosidad de Brookfield™ baja que permanece estable durante el transcurso del tiempo, y una buena capacidad amortiguadora del pH.
Más particularmente, este ejemplo ilustra la introducción del carbonato de litio después de la molienda en húmedo en vista de la modificación de la adsorción sobre la superficie de las partículas de carbonato de calcio y en consecuencia se mejora la dispersión del mármol molido húmedo de diámetro promedio d50 de 0.6 µt? .
El coeficiente de dispersión S mayor que 110 m2/kg para un peso del recubrimiento de 20 g/m2 que refleja la capacidad de un recubrimiento para dispersar la luz visible se mide de acuerdo con el método descrito en O 02/49766 (p. 8 hasta 10) . En consecuencia, la capacidad para dispersar la luz es expresada por el coeficiente de dispersión de la luz de Kubelka-Munk , determinado por el método, bien conocido por los expertos, descrito en las publicaciones de Kubelka y Munk (Zeitschrift fur Technische Physik 12, 539, (1931)), de Kubelka (J. Optical Soc . Am. 38(5), 448, (1948) y J. Optical Soc. Am. 44(4), 330, (1954)) .
Prueba 9 Esta prueba ilustra el arte previo.
Para hacer esto, 0.9 % en peso del mineral seco de un ácido poliacrílico neutralizado con potasio al 100 % en mol convencional de Mw = 6000 son colocados en la suspensión del mineral 6 al 35 % de sólidos antes de ser concentradas ascendentemente en el laboratorio en un circuito abierto. La viscosidad de Brookfield inicial es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso del viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Prueba 10: Esta prueba ilustra la invención.
Para llevarla a cabo, se colocan 0.15 % en peso del mineral seco del mismo poliacrilato de potasio en la prueba 9 y 0.33 % en peso sobre el mineral seco de carbonato de litio se coloca en la suspensión del mineral 6 al 35 % en peso de los sólidos antes de ser concentrado ascendentemente en el laboratorio en un circuito abierto a un contenido de sólidos de 69.1 % en peso .
La viscosidad de Brookfield inicial es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) , y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
La viscosidad de Brookfield después de 8 días de almacenamiento a temperatura ambiente (21 °C + 1) sin agitación se mide después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Prueba 11: Esta prueba ilustra la invención.
Para llevarla a cabo, 0.15 % en peso del mineral seco del mismo poliacrilato de potasio que en la prueba 9 y 0.33 % en peso de un mineral seco de carbonato de litio se colocan en la suspensión del mineral 6 al 35 % en peso de los sólidos antes de ser concentrados ascendentemente en el laboratorio en un circuito abierto a un contenido de sólidos de 71.0 % en peso .
La viscosidad de Brookfield inicial es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
La viscosidad de Brookfield después de 8 días de almacenamiento a temperatura ambiente (21 "C + 1) sin agitación se mide después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Prueba 12 : Esta prueba ilustra la invención.
Para llevarla a cabo, 0.15 % en peso del mineral seco del mismo poliacrilato de potasio que en la prueba 9 y 0.33 % en peso de un mineral seco de carbonato de litio se colocan en la suspensión del mineral 6 al 35 % en peso de los sólidos antes de ser concentrados ascendentemente en el laboratorio en un circuito abierto a un contenido de sólidos de 72.5 % en peso .
La viscosidad de Brookfield inicial es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
La viscosidad de Brookfield después de 8 días de almacenamiento a temperatura ambiente (21 °C + 1) sin agitación se mide después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 CC + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Prueba 13 : Esta prueba ilustra la invención.
Para llevarla a cabo, 0.085 % en peso del mineral seco del mismo poliacrilato de potasio que en la prueba 9 y 0.33 % en peso de un mineral seco de carbonato de litio (corr. hasta 625 de ppm Li+) se colocan en la suspensión del mineral 6 al 35 % en peso de los sólidos antes de ser concentrados ascendentemente en el laboratorio en un circuito abierto a un contenido de sólidos de 73.7 % en peso.
La viscosidad de Brookfield inicial es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
La viscosidad de Brookfield después de 8 días de almacenamiento a temperatura ambiente (21 °C + 1) sin agitación se mide después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3 .
Los resultados aparecen en la siguiente tabla 5.
Tabla 5 soporte, para mejorar la adsorción consecuencia para mejorar la dispersión por el uso del compuesto que contiene el ión de litio, en particular el carbonato de calcio, es mostrado claramente por la tabla dada anteriormente aquí a un potencial de dispersión elevado.
Ejemplo 3 Este ejemplo se refiere a la introducción de una sal de litio en combinación con un polímero convencional después de la etapa de concentración ascendente mecánica en vista de una dispersión de la torta del filtro salida de un mármol molido húmedo concentrado ascendentemente de un diámetro promedio d5o de 0.6 µp? .
Prueba 14 Esta prueba ilustra el arte previo.
Para llevarla a cabo, el mineral 4b es dispersado a un contenido de sólidos de 67.8 % en peso utilizando un agitador de disco dentado de Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5 a 10 minutos) y 0.54 % en peso sobre el mineral seco de un ácido poliacrílico neutralizado con potasio al 100 % en mol, convencional, de Mw = 6000 y de una polidispersidad de 2.7.
La viscosidad de Brookfield es medida entonces a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Prueba 15 Esta prueba ilustra el arte previo.
Para llevarla a cabo, el mineral 4b es dispersado a un contenido de sólidos de 67.8 % en peso utilizando un agitador de disco dentado de Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5 a 10 minutos) y 0.68 % en peso sobre el mineral seco de un ácido poliacrílico neutralizado con potasio al 100 % en mol., convencional, de Mw = 6000 y de una polidispersidad de 2.7.
La viscosidad de Brookfield inicial es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Prueba 16 Esta prueba ilustra la invención.
Para llevarla a cabo, el mineral 4b es dispersado a un contenido de sólidos de 70.9 % en peso utilizando un agitador de disco dentado de Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5 a 10 minutos) y 0.23 % en peso sobre el mineral seco de un ácido poliacrílico neutralizado con potasio al 100 % en mol, de Mw = 6000 y de una polidispersidad de 2.7 más 0.28 % en peso de carbonato de litio.
La viscosidad de Brookfield inicial es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
La viscosidad de Brookfield después de 8 días de almacenamiento a temperatura ambiente (21 °C + 1) sin agitación se mide después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Dos valores del pH son medidos: el pH inicial después de una hora de producción y el pH a los 8 días después de 8 días de almacenamiento.
Prueba 17 Esta prueba ilustra la invención.
Para llevarla a cabo, el mineral 4b es dispersado a un contenido de sólidos de 70.9 % en peso utilizando un agitador de disco dentado de Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5-10 minutos) y 0.31 % en peso sobre un mineral seco de un ácido poliacrílicos neutralizado con potasio al 100 % en mol de Mw = 6000 y de una polidispersidad de 2.7 más 0.28 % en peso de carbonato de litio (corr. hasta 530 ppm de Li+) .
La viscosidad de Brookfield inicial es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
L viscosidad de Brookfield después de 8 días de almacenamiento a temperatura ambiente (21 °C + 1) sin agitación se mide después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Dos valores del pH son medidos: el pH inicial después de una hora de producción y el pH a los 8 días después de 8 días de almacenamiento.
Prueba 18 Esta prueba ilustra la invención.
Para llevarla a cabo, el mineral 4b es dispersado a un contenido de sólidos de 70.9 % en peso utilizando un agitador de disco dentado de Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5-10 minutos) y 0.39 % en peso sobre un mineral seco de un ácido poliacrílico neutralizado con potasio al 100 % en mol de Mw = 6000 y de una polidispersidad de 2.7 más 0.28 % en peso de carbonato de litio.
La viscosidad de Brookfield inicial es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
La viscosidad de Brookfield después de 8 días de almacenamiento a temperatura ambiente (21 °C + 1) sin agitación se mide después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Dos valores del pH son medidos : el pH inicial después de una hora de producción y el pH a los 8 días después de 8 días de almacenamiento .
Los resultados son agrupados en la siguiente tabla 6.
Tabla 6 La tabla muestra claramente, por la comparación entre un polímero convencional y un carbonato de litio combinado con el mismo polímero convencional, la eficiencia del proceso utilizando carbonato de litio para dispersar una torta del filtro salida de un mármol molido en húmedo concentrado ascendentemente de diámetro promedio d50 de 0.6 µp?.
Ejemplo 4 Este ejemplo ilustra el uso de carbonato de litio en la molienda en seco y la preparación de una suspensión con alto contenido de sólidos del carbonato de calcio molido en seco .
Prueba 19 Esta prueba ilustra el arte previo.
Para llevarla a cabo, el mineral 7a es dispersado a un contenido de sólidos de 68.5 % en peso utilizando un agitador de disco dentado de Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5 a 10 minutos) y 0.23 % en peso sobre el mineral seco de un ácido poliacrílico neutralizado con potasio al 100 % en mol, convencional, de w = 3500 y de una polidispersidad de 2.9.
La viscosidad de Brookfield inicial es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Prueba 20 Esta prueba ilustra el arte previo.
Para llevarla a cabo, el mineral 7b es dispersado a un contenido de sólidos de 68.5 % en peso utilizando un agitador de disco dentado de Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5 a 10 minutos) y 0.23 % en peso sobre el mineral seco de un ácido polxacrílico neutralizado con potasio al 100 % en mol, convencional, de Mw = 3500 y de una polidispersidad de 2.9.
La viscosidad de Brookfield inicial es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Los resultados son agrupados en la siguiente tabla 7.
Tabla 7 El uso de Li2C03 muestra la ventaja sobre el uso de Na2C03 del arte previo agregado durante la molienda en seco.
Ejemplo 5 Este ejemplo ilustra el uso de diferentes sales de calcio para la preparación de una suspensión con alto contenido de sólidos de carbonato de calcio molido, natural. Prueba 21 Esta prueba ilustra el arte previo.
Para llevarla a cabo, 602 gramos del mineral 4b es dispersado a un contenido de sólidos de 66.5 % en peso utilizando un agitador de disco dentado de Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5 a 10 minutos) y utilizando cantidades diferentes de un ácido poliacrílico neutralizado con sodio al 70 % en mol de sodio, al 30 % en mol de calcio, de Mw = 6000 y de una polidispersidad de 2.6.
La viscosidad de Brookfield inicial es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 4.
Resultado : Sólidos de la suspensión Contenido del dispersante Viscosidad de Brookfield inicial 66.8 % en peso 0.35 % en peso (seco sobre seco) 3600 mPa s 66.8 % en peso 0.99 % en peso (seco sobre seco) 3050 mPa-s 66.8 % en peso 1.60 % en peso (seco sobre seco) 3200 mPa-s Prueba 22 Esta prueba ilustra la invención.
Para llevarla a cabo, 602 gramos del mineral 4b son dispersados a un contenido de sólidos de 67.5 % en peso utilizando un agitador de disco dentado de Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5 a 10 minutos) utilizando la siguiente "preparación aditiva A" : 76.14 g de una solución al 32 % en peso de un ácido poliacrílico neutralizado con 70 % en mol de sodio-30 % en mol de calcio de w = 6000 y de una polidispersidad de 2.6 se mezclaron con 42.6 g de una solución de Li2S04 al 23.5 % en peso para formar la solución clara de la "preparación aditiva A" .
La viscosidad de Brookfield inicial es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a .100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
"Preparación aditiva A" Sólidos de la suspensión Contenido Viscosidad de Brookfield 67.5 % en peso 0.39 % en peso (seco sobre seco) 367 mPa s 67.5 % en peso 0.65 % en peso (seco sobre seco) 81 mPa s Prueba 23 Esta prueba ilustra la invención.
Para llevarla a cabo, 602 gramos del mineral 4b son dispersados a un contenido de sólidos de 67.5 % en peso utilizando un agitador de disco dentado Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5 a 10 minutos) utilizando la siguiente "preparación aditiva B" . 134 g de una solución al 32 % en peso de un ácido poliacrílico neutralizado con 70 % en mol de sodio y 30 % en mol de calcio de Mw = 6000 de una polidispersidad de 2.6, son mezclados con 70 g de citrato de litio para formar la "preparación aditiva B" , que es una solución clara que tiene una turbidez ligera después del almacenamiento.
La viscosidad de Brookfield inicial es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de aplicación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
"Preparación aditiva B" Sólidos de la suspensión Contenido Viscosidad de Brookfield 67.5 % en peso 0.44 % en peso (seco sobre seco) 321 mPa^s 67.5 % en peso 0.69 % en peso (seco sobre seco) 82 mPa-s Ejemplo 6 Este ejemplo ilustra el uso del poliacrilato de alta polidispersidad en combinación con sales de litio para la preparación de una suspensión con alto contenido de sólidos de un carbonato de calcio molido, natural.
Para obtener un poliacrilato de sodio de alta polidispersidad, los siguientes poliacrilatos de sodio son mezclados para formar la "preparación aditiva C" : 100 g de un ácido poliacrílico neutralizado con sodio al 100 % en mol de Mw = 6000 y de una polidispersidad de 2.6 y una fracción de 18 a 20 % en peso < 1500 Daltons y 100 g de un ácido poliacrílico neutralizado con sodio al 100 % en mol de Mw = 3500 y de una polidispersidad de 2.4 y una fracción de 28 a 30 % en peso < 1500 Daltons y 100 g de un ácido poliacrílico neutralizado con sodio al 100 % en mol de Mw = 1200 y de una polidispersidad de 2.8 y una fracción de > 70 % en peso < 1500 Daltons.
La "preparación aditiva C" correspondiente tiene un Mw = 3600 y una polidispersidad de 2.8 y una fracción de 34 a 36 % en peso < 1500 daltons.
Prueba 24 Esta prueba ilustra el arte previo.
Para llevarla a cabo, el mineral 7a es dispersado a un contenido de sólidos de 66 % en peso utilizando un agitador de disco dentado de Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5 a 10 minutos) y una cantidad diferente con respecto al % en peso sobre la materia seca de la "preparación aditiva C" fue utilizada para controlar la viscosidad de Brookfield. La viscosidad de Brookfield inicial es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de agitación a temperatura ambiente ( 21 °C + l) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3 .
Resultado : Sólidos de la suspensión Contenido del dispersante Viscosidad de Brookfield inicial 66.8 % en peso 0.35 % en peso (seco sobre seco) > 5000 mPa s 66.8 % en peso 1.0% en peso (seco sobre seco) > 5000 mPa-s 66.8 % en peso 1.60 % en peso (seco sobre seco) > 5000 mPa s Prueba 25 Esta prueba ilustra la invención.
Para llevarla a cabo, el mineral 7a es dispersado a un contenido de sólidos de 66 % en peso utilizando un agitador de disco dentado de Pendraulik (velocidad de 3 0 0 0 rpm durante 5 a 1 0 minutos) y una cantidad diferente con respecto al % en peso sobre la materia seca de la "preparación aditiva C" en combinación con carbonato de litio, fue utilizada para controlar la viscosidad de Brookfield. La viscosidad de Brookfield inicial es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de agitación a temperatura ambiente ( 2 1 °C + 1 ) y a 1 0 0 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3 .
Resultado : Prueba 26 Esta prueba ilustra el arte previo.
Para llevarla a cabo, el mineral 4b es dispersado a un contenido de sólidos de 55 % en peso utilizando un agitador de disco dentado de Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5 a 10 minutos) y 1.05 % peso sobre la materia seca de poliacrilato de sodio y magnesio que tiene un Mw de 1500, y una fracción > 1500 del 65 % en peso fue utilizada para controlar la viscosidad de Brookfield. La viscosidad de Brookfield inicial es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Resultado : Sólidos de la suspensión Contenido del dispersante Viscosidad de Brookfield inicial 55.4 % en peso 1.0 % en peso (seco sobre seco) 1250 mPa s 60.0 % en peso 1.0 % en peso (seco sobre seco) > 5000 mPa s Prueba 27 Esta prueba ilustra la invención.
Para llevarla a cabo, el mineral 4b es dispersado a un contenido de sólidos de 60 % en peso utilizando un agitador de disco dentado Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5 a 10 minutos) y 0.45 % en peso sobre la materia seca del poliacrilato de sodio y magnesio que tiene un Mw de 1500, y una fracción > Mw 1500 del 65 % en peso fue utilizada para controlar la viscosidad de Brookfield en combinación con 0.5 % en peso con respecto a la materia seca sobre el carbonato de calcio o el carbonato de litio. La viscosidad de Brookfield inicial es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm utilizando un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Resultado : Sólidos de la suspensión Contenido del dispersante Viscosidad de Brookfield Inicial 61.6 % en peso 0.40 % en peso (seco sobre seco) 82 mPa' S Ejemplo 7 Este ejemplo ilustra el uso de un compuesto que contiene un ión de litio como un modificador de las propiedades de la adsorción, que permite lograr suspensiones de S-PCC acuosas con una concentración de los sólidos secos que puede ser elevada, mientras que tiene al mismo tiempo una viscosidad de Brookfield™ baja que permanece estable durante el transcurso del tiempo, y una buena capacidad amortiguadora del pH.
Prueba 28 Esta prueba ilustra el arte previo.
Para llevarla a cabo, el mineral 8a es dispersado a un contenido de sólidos de 50.0 % en peso utilizando un agitador de disco dentado Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5 a 10 minutos) y 0.44 % en peso sobre el mineral seco de un ácido poliacrilico neutralizado con sodio-magnesio al 100 % (proporción de 1:1) de Mw = 6000 y de una polidispersidad de 2.7.
La viscosidad de Brookfield es medida entonces a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Prueba 29 Esta prueba ilustra el arte previo.
Para llevarla a cabo, el mineral 8a es dispersado a un contenido de sólidos de 60.1 % en peso utilizando un agitador de disco dentado Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5 a 10 minutos) y 1.50 % en peso sobre el mineral seco de un ácido poliacrilico neutralizado con sodio-magnesio al 100 % (proporción de 1:1) de Mw = 6000 y de una polidispersidad de 2.7.
La viscosidad de Brookfield es medida entonces a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Prueba 30 Esta prueba ilustra el arte previo.
Para llevarla a cabo, el mineral 8a es dispersado a un contenido de sólidos de 50.0 % en peso utilizando un agitador de disco dentado Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5 a 10 minutos) y 0.30 % en peso sobre un mineral seco de un ácido poliacrílico neutralizado con sodio al 100 % en mol de Mw = 3500.
La viscosidad de Brookfield es medida entonces a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Prueba 31 Esta prueba ilustra el arte previo.
Para llevarla a cabo, el mineral 8a es dispersado a un contenido de sólidos de 55.6 % en peso utilizando un agitador de disco dentado Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5 a 10 minutos) y 0.30 % en peso sobre un mineral seco de un ácido poliacrílico neutralizado con sodio al 100 % en mol de Mw = 3500.
La viscosidad de Brookfield es medida entonces a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Se va a señalar que los sólidos al 60.0 % en peso ha sido imposible de lograr debido a una viscosidad de Brookfield demasiado elevada.
Prueba 32 Esta prueba ilustra la invención.
Para llevarla a cabo, el mineral 8b es dispersado a un contenido de sólidos de 50.0 % en peso utilizando un agitador de disco dentado de Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5 a 10 minutos) y 0.22 % en peso sobre un mineral seco de un ácido poliacrílico neutralizado con sodio-magnesio (proporción 1:1) al 100 % en mol convencional de Mw = 6000 y de una polidispersidad de 2.7.
La viscosidad de Brookfield es medida entonces a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Prueba 33 Esta prueba ilustra la invención.
Para llevarla a cabo, el mineral 8b es dispersado a un contenido de sólidos de 59.5 % en peso utilizando un agitador de disco dentado de Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5 a 10 minutos) y 0.46 % en peso sobre un mineral seco de un ácido poliacrílico neutralizado con sodio-magnesio (proporción 1:1) al 100 % en mol convencional de Mw = 6000 y de una polidispersidad de 2.7.
La viscosidad de Brookfield es medida entonces a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Prueba 34 Esta prueba ilustra la invención.
Para llevarla a cabo, el mineral 8b es dispersado a un contenido de sólidos de 49.9 % en peso utilizando un agitador de disco dentado de Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5 a 10 minutos) y 0.32 % en peso sobre el mineral seco de un ácido poliacrílico neutralizado con sodio al 100 % en mol de Mw = 3500.
La viscosidad de Brookfield es medida entonces a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Prueba 35 Esta prueba ilustra la invención.
Para llevarla a cabo, el mineral 8b es dispersado a un contenido de sólidos de 59.4 % en peso utilizando un agitador de disco dentado de Pendraulik (velocidad de 3000 rpm durante 5 a 10 minutos) y 0.53 % en peso sobre el mineral seco de un ácido poliacrílico neutralizado con sodio al 100 % en mol de Mw = 3500.
La viscosidad de Brookfield es medida entonces a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Los resultados son agrupados en la siguiente tabla 8.
Tabla 8 La lectura de la tabla 8 demuestra claramente la eficiencia de la modificación inventiva del S-PCC utilizando el ion de litio.
Ejemplo 8 Este ejemplo ilustra el uso de un compuesto que contiene un ion de litio como un modificador de las propiedades de la adsorción, que permite lograr suspensiones de carbonato de calcio acuosas con una concentración de sólidos secos que es elevada, mientras que se tiene al mismo tiempo una viscosidad de Brookfield™ baja que permanece estable durante el transcurso del tiempo, y una buena capacidad amortiguadora del pH.
Más particularmente, este ejemplo ilustra la introducción del carbonato de litio durante' la molienda en húmedo a un contenido de sólidos elevado.
Prueba 36 Esta prueba ilustra el arte previo.
Para llevarla a cabo, el mineral 2 se dispersa al 76 % en peso de los sólidos utilizando 0.55 % en peso de un material seco sobre seco de un poliacrilato de magnesio de sodio común, Mw = 6000, polidispersidad (Mw/Mn) de 2.5 y molido en húmedo en un molino triturador de 1.5 litros intermedio (Dynomill) en recirculación hasta un diámetro promedio d50 de 0.85 µp\, 91 % en peso < 2 µt?, 63 % en peso < 1 µ??, 21 % en peso < 0.2 µp?.
La viscosidad de Brookfield inicial después de la molienda es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Etapa 37: Esta prueba ilustra la invención.
Para llevarla a cabo, el mineral 2 fue dispersado al 78 % en peso de los sólidos utilizando 0.55 % en peso de un material seco sobre seco de un poliacrilato de magnesio de sodio común, Mw = 6000, polidispersidad (M / n) de 2.5 y 500 ppm de los iones de Li como Li2C03 luego se muelen en húmedo en un molino triturador de 1.5 litros intermedio (Dynomill) en recirculación hasta un diámetro promedio d50 de 0.87 µp?, 90 % en peso < 2 µp?, 62 % en peso < 1 µp?, 22 % en peso < 0.2 µp?.
La viscosidad de Brookfield inicial después de la molienda es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y después de almacenamiento a 60 °C a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Etapa 38: Esta prueba ilustra la invención.
Para llevarla a cabo, el mineral 2 fue dispersado al 76 % en peso de los sólidos utilizando 0.55 % en peso de un material seco sobre seco de un poliacrilato de magnesio de sodio común, Mw = 6000, polidispersidad (Mw/Mn) de 2.5 y 500 ppm de los iones de Li como LiOHxH20 luego se muelen en húmedo en un molino triturador de 1.5 litros intermedio (Dynomill) en recirculación hasta un diámetro promedio d50 de 0.81 µp?, 93 % en peso < 2 µp?, 65 % en peso < 1 µ??, 23 % en peso < 0.2 µp.
La viscosidad de Brookfield inicial después de la molienda es medida entonces después de una hora de producción y después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y después de almacenamiento a largo plazo a 60 °C y medido a 20 °C a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3.
Los resultados aparecen en la siguiente tabla 9.
Tabla 9 Ejemplo 9 Este ejemplo ilustra el uso de un compuesto que contiene un ión de litio como un modificador de las propiedades de la adsorción, que permite lograr suspensiones de carbonato de calcio acuosas con una concentración de sólidos secos que es elevada, al mismo tiempo que se tiene una viscosidad de Brookfield baja que permanece estable durante el transcurso del tiempo, y una buena capacidad amortiguadora del pH así como un buen potencial de dispersión comparado con otras adiciones de carbonato alcalino.
Más particularmente, este ejemplo ilustra la introducción del carbonato de litio después de la molienda en húmedo con alto contenido de sólidos utilizando 0.55 % en peso de un material seco sobre seco de un poliacrilato de magnesio y sodio común, Mw 6000, polidispersidad (Mw/Mn) de 2.5 con el objeto de modificar la adsorción sobre la superficie de las partículas de carbonato de calcio y en consecuencia mejorar la dispersión del mármol molido húmedo de diámetro promedio d50 de 0.8 µt??, que corresponde al 91 % en peso < 2 µp?, 63 % en peso < 1 µp?, 21 % en peso < 0.2 µp?. Los sólidos de la suspensión durante la molienda fueron de 63 % en peso. ? suspensión mineral (A) .
El coeficiente de dispersión S mayor que 110 m2/kg para un peso de recubrimiento de 20 g/m2 que refleja la capacidad de un recubrimiento de dispersar la luz visible se mide de acuerdo con el método descrito en WO 02/49766 (p. 8 a 10) . En consecuencia, la capacidad para dispersar la luz es expresada por el coeficiente de dispersión de la luz de Kubelka y Munk, determinada por el método, bien conocido por los expertos, descrito en las publicaciones de Kubelka y Munk (Zeitschrift fur Technische Physik 12, 539, (1931)), de Kubelka (J. Optical Soc . Am. 38(5), 448, (1948) y J. Optical Soc. Am. 4(84), 330 (1954)).
Prueba 39 Esta prueba ilustra el arte previo.
A esta suspensión mineral (A) se agregan 1.3 % en peso de K2C03 como un polvo bajo agitación durante 5 minutos.
La viscosidad de Brookfield es medida entonces después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C .+ 1) y 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3. Además se midieron la viscosidad y el potencial de dispersión después del almacenamiento.
Prueba 40: Esta prueba ilustra el arte previo.
A esta suspensión mineral (A) se agrega 1.0 % en peso de Na2C03 como un polvo bajo agitación durante 5 minutos.
La viscosidad de Brookfield es medida entonces después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + 1) y a 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3. Además se midieron la viscosidad y el potencial de dispersión después del almacenamiento.
Prueba 41 Esta prueba ilustra el arte previo.
A esta suspensión mineral (A) se agrega 0.7 % en peso de Li2C03 como un polvo bajo agitación durante 5 minutos .
La viscosidad de Brookfield es medida entonces después de un minuto de agitación a temperatura ambiente (21 °C + l) y 100 rpm por el uso de un viscosímetro de Brookfield del tipo DV-III equipado con el husillo 3. Además se midieron la viscosidad y el potencial de dispersión después del almacenamiento.
Los resultados aparecen en la siguiente tabla 10.
Tabla 10 Número . ConteniAditivo Dispersión Viscosidad de Viscosidad de de prueba do de sobre mim2/kg a 20 Brookfield a Brookfield a sólidos neral seco g/m2 del nivel los 15 días, los 30 días, (% (% peso) de recubri100 rpm, 100 rpm, peso) miento husillo3 husillo 3 Referencia suspensión 62.8 % Carbonato 107 38 mPa-s 37 mPa-s del arte mineral no alquilado previo con (A) agregado carbonato alcalino Arte previo 39 62.8 % 1.3% en 124 No medible No medible peso de muy pegajoso muy pegajoso K2C03 Tabla 10 (Cont . ) Utilizando la sal de Li de la invención el potencial de dispersión puede ser mejorado contra el producto estándar y la buena viscosidad durante el transcurso del tiempo.
Se hace constar, que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (42)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :
1. Un proceso para la fabricación de materiales de carbonato de calcio que tienen una superficie de la partícula con propiedades mejoradas de la adsorción de los dispersantes, caracterizado porque comprende las etapas de: a. proporcionar al menos un carbonato de calcio que comprende el material en la forma de una suspensión acuosa o en una forma seca, b. proporcionar al menos un compuesto que contiene un ión de litio seleccionado del grupo que consiste de hidróxido de litio u óxido de litio o las sales de litio monoméricas orgánicas y/o inorgánicas seleccionadas del grupo que comprende las sales del ácido mono- y/o polivalentes tales como carbonato de litio, sulfatos de litio, citrato de litio, carbonato ácido de litio, acetato de litio, cloruro de litio, fosfatos de litio, en la forma seca o en una solución acuosa, y mezclas de los mismos, c. combinar al menos un compuesto que contiene un ión de litio de la etapa b) con al menos un material de carbonato de calcio de la etapa a) .
2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos un material de carbonato de calcio está provisto en la forma de carbonato de calcio sintético (PCC) obtenido de al menos una fuente de ión de calcio y al menos un carbonato, carbonato ácido y/o una fuente de C02, o en la forma de un material mineral que contiene carbonato natural (GCC) .
3. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque al menos un material de carbonato de calcio se selecciona del grupo que comprende carbonato de calcio natural (GCC) tal como mármol, calcita, piedra caliza y/o tiza; carbonato de calcio precipitado (PCC) semejante a la vaterita y/o calcita; y minerales que contienen carbonato de calcio tales como la dolomita o los rellenadores a base de carbonato mezclados tales como, en particular, el calcio asociado con el magnesio y los análogos o derivados, varios materiales tales como la arcilla o el talco o los análogos o derivados, y las mezclas de los mismos tales como, por ejemplo, mezclas de talco-carbonato de calcio o carbonato de calcio-caolín, o mezclas de carbonato de calcio natural con hidróxido de aluminio, mica o con fibras sintéticas o naturales o co-estructuras de minerales tales como las co-estructuras del talco-carbonato de calcio o talco-dióxido de titanio.
. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque al menos un material de carbonato de calcio es un carbonato de calcio natural (GCC) o un carbonato de calcio precipitado (PCC) o una mezcla de GCC y PCC, o una mezcla de GCC y PCC y arcilla, o una mezcla de GCC y PCC y talco, y aún más preferentemente es un GCC elegido entre el mármol, la tiza, la calcita o la piedra caliza o un PCC elegido entre el PCC calcítico semejante al PCC romboédrico o el PCC escalenoédrico .
5. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones l a 4, caracterizado porque al menos un material de carbonato de calcio es molido, opcionalmente en la presencia de dispersantes y/o adyuvantes de la molienda (etapa d) , y preferentemente en la presencia de al menos un. compuesto que contiene un ión de litio.
6. El proceso de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el material molido es cribado y/o concentrado (etapa e) .
7. El proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el material es dispersado en un medio acuoso de manera subsiguiente a la etapa de cribado y/o concentración e) (etapa f) , preferentemente en la presencia de al menos un compuesto que contiene un ión de litio.
8. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque el material molido es secado (etapa g) .
9. El proceso de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque material de carbonato de calcio molido de la etapa d) es dispersado en un medio acuoso, si se proporciona en una forma seca en la etapa a) (etapa h) .
10. El proceso de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la suspensión acuosa obtenida de la etapa h) se muele (etapa i) , preferentemente en la presencia de al menos un compuesto que contiene un ión de litio.
11. El proceso de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque material seco de la etapa g) es redispersado en un medio acuoso (etapa j), preferentemente en la presencia de al menos un compuesto que contiene un ión de litio.
12. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque al menos un compuesto que contiene un ión de litio es agregado antes y/o durante y/o después de la etapa a) , si al menos un material, de carbonato de calcio es el PCC.
13. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 u 8 a 11, caracterizado porque al menos un compuesto que contiene un ión de litio es agregado antes y/o durante y/o después de la etapa de molienda d) , si si al menos un material de carbonato de calcio es el GCC.
14. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 6 u 8 a 11, caracterizado porque al menos un compuesto que contiene un ión de litio es agregado después de la etapa de la molienda d) y antes y/o durante y/o después de la etapa de cribado y/o de concentración e) .
15. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado porque al menos un compuesto que contiene un ión de litio es agregado antes y/o durante y/o después de la etapa de dispersión f) .
16. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque la adición de al menos un compuesto que contiene el ión de litio es efectuada en una sola adición antes, durante o después de la etapa de molienda d) , o se hacen adiciones múltiples, cada una de ellas antes, durante o después de la etapa de dispersión h) .
17. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 16, caracterizado porque si la totalidad o una parte de la cantidad de al menos un compuesto que contiene un ion de litio es agregado antes de la etapa de dispersión f) , al menos el compuesto que contiene el ión de litio es agregado antes y/o durante y/o después de la etapa de la molienda d) .
18. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 17, caracterizado porque la etapa de la molienda d) ocurre a un pH de arriba de 7, preferentemente arriba de 7.5, más preferentemente entre 8.5 y 10.5, y aún más preferentemente entre 9 y 10, por ejemplo 9.5.
19. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque la concentración del ión de litio con respecto al carbonato de calcio seco total preferentemente es desde 10 hasta 2000 ppm, preferentemente 100 hasta 1000 ppm, más preferentemente 200 a 800 ppm.
20. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque al menos un compuesto que contiene el ión de litio está presente en una cantidad desde 0.0035 % en peso hasta 1 % en peso, preferentemente desde 0.035 % en peso hasta 0.8 % en peso, y aún más preferentemente desde 0.02 % en peso hasta 0.4 % en peso, con relación al carbonato de calcio seco total.
21. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque al menos un material de carbonato de calcio comprende GCC y PCC, en donde el PCC está presente en una cantidad desde 10 hasta 90 % en peso, preferentemente desde 20 hasta 80 % en peso, y aún más preferentemente desde 30 hasta 70 % en peso, basado en el peso total de PCC y GCC.
22. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5, 9 a 10, 12 a 13, 16, ó 18 a 21, caracterizado porque cuando no existe la etapa e) , f) o g) , toda la cantidad de al menos un compuesto que contiene un ión de litio es utilizada antes de la etapa de la molienda d) , o una parte de al menos un compuesto que contiene un ión de litio es utilizada antes de la etapa de la molienda d) , mientras que la cantidad restante es agregada durante la etapa d) .
23. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, caracterizado porque cuando un agente de dispersión es utilizado, la cantidad de al menos un compuesto que contiene un ión de litio utilizado varía desde 0.01 % hasta 5 %, preferentemente desde 0.05 % hasta 2 %, aún más preferentemente desde 0.1 % hasta 1 % en peso con relación al peso seco del material de carbonato de calcio.
24. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 23, caracterizado porque la etapa de la molienda d) es efectuada a una temperatura arriba de 5 °C, preferentemente desde 20 °C hasta 120 °C, más preferentemente desde 45 °C hasta 105 °C, y aún más preferentemente desde 85 °C hasta 100 °C.
25. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 24, caracterizado porque la concentración de los sólidos del material en la forma de una suspensión acuosa que va a ser molida en la etapa de la molienda d) es desde 10 hasta 82 % (por peso seco del material de carbonato de calcio) , preferentemente desde 50 hasta 81 %, aún más preferentemente desde 60 hasta 80 %, y especialmente de manera preferentemente entre 65 % y 72 %.
26. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 25, caracterizado porque el material molido obtenido de la etapa d) comprende una fracción de las partículas más finas que 1 µp? de más de 20 % en peso, preferentemente de más de 60 % en peso, aún más preferentemente de más de 75 % en peso, y aún más preferentemente de más de 85 % en peso, y todavía más preferentemente de más de 95 % en peso, basado en el peso total del material molido.
27. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 26, caracterizado porque al menos un material que contiene carbonato de calcio es provisto como una suspensión acuosa que comprende desde 1 hasta 82 % en peso, preferentemente desde 15 % en peso hasta 81 % en peso, y aún más preferentemente desde 40 % en peso hasta 80 % en peso del GCC y/o PCC seco, y en particular desde 63 % en peso hasta 72 % en peso del GCC seco, y/o 47 hasta 72 % en peso del PCC seco.
28. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 27, caracterizado porque la etapa de la molienda d) es efectuada a un contenido de sólidos desde 10 % en peso hasta 35 % en peso basado en el peso total de la suspensión, en la ausencia de cualesquiera dispersantes o adyuvantes de la molienda, y se efectúa a un contenido de sólidos desde 60 % en peso hasta 82 % en peso, basado en el peso total de la suspensión, en la presencia de dispersantes y/o adyuvantes de la molienda.
29. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 28, caracterizado porque el contenido de sólidos finales de la suspensión del material de carbonato de calcio final varía generalmente entre 45 % en peso y 82 % en peso, y preferentemente es de entre 45 % en peso y 75 % en peso, más preferentemente entre 68 % en peso y 73 % en peso, si la etapa de la molienda d) es efectuada sin algún dispersante y sin un adyuvante de la molienda, y varía entre 65 % en peso y 82 % en peso y más preferentemente entre 72 % en peso y 78 % en peso, si la etapa de la molienda d) es efectuada en la presencia de dispersantes o adyuvantes de la molienda.
30. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 29, caracterizado porque la viscosidad de Brookfield™ de la suspensión del material de carbonato de calcio final es estable durante el transcurso del tiempo, en donde la viscosidad de Brookfield™ de la suspensión del material de carbonato de calcio acuoso después de 1 hora de producción está abajo de 4000 mPa-s, preferentemente abajo de 2000 mPa-s, más preferentemente abajo de 500 mPa-s, la viscosidad de Brookfield™ de la suspensión del material de carbonato de calcio acuoso después de 8 días de almacenamiento no agitado está abajo de 4000 mPa-s, preferentemente abajo de 2000 mPa-s, más preferentemente abajo de 1000 mPa-s, especialmente abajo de 500 mPa-s.
31. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 30, caracterizado porque la suspensión del material de carbonato de calcio final tiene un coeficiente de dispersión S de > 120 m2/kg para un peso de recubrimiento de 20 g/m2 y una viscosidad de Brookfield™ de < 1000 mPa-s, preferentemente un coeficiente de dispersión S de >_ 140 m2/kg para un peso de recubrimiento de 20 g/m2 y una viscosidad de Brookfield™ de < 500 mPa-s.
32. Un material de carbonato de calcio, caracterizado porque es obtenido por el proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 31.
33. El material de carbonato de calcio de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque la concentración del ión de litio con respecto al carbonato de calcio seco total es desde 10 hasta 2000 ppm, preferentemente 100 hasta 1000 ppm, aún más preferentemente de 200 a 800 ppm.
34. El material de carbonato de calcio de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 32 ó 33, caracterizado porque contiene al menos un compuesto que contiene un ión de litio en una cantidad desde 0.0035 % en peso hasta 1 % en peso, preferentemente desde 0.0035 % en peso hasta 0.5 % en peso, y aún más preferentemente desde 0.02 % en peso hasta 0.2 % en peso, en particular 0.05 %, con relación al carbonato de calcio seco total.
35. El material de carbonato de calcio de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 32 a 34, caracterizado porque tiene una d50 desde aproximadamente 0.2 hasta 5 µp?, preferentemente desde 0.2 hasta 1.5 µ??, y aún más preferentemente desde 0.25 hasta 1 µp?, en particular desde 0.45 hasta 0.7 µt?, el valor de d50 es determinado utilizando un aparato Sedigraph 5100™.
36. El material de carbonato de calcio de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 32 a 35, caracterizado porque comprende una fracción de las partículas más finas que 1 µp? de más de 50 % en peso, preferentemente de más de 80 % en peso, más preferentemente de más de 85 % en peso, aún más preferentemente de más de 90 % en peso, y todavía más preferentemente de más de 95 % en peso, basado en el peso total del material molido.
37. El material de carbonato de calcio de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 32 a 36, caracterizado porque tiene un coeficiente de dispersión S de >_ 120 m2/kg para un peso de recubrimiento de 20 g/m2 y una viscosidad de Brookfield™ de < 1000 mPa-s, preferentemente un coeficiente de dispersión S de ^ 140 m2/kg para un peso de recubrimiento de 20 g/m2 y una viscosidad de Brookfield™ de < 500 mPa-s.
38. El uso de los materiales de carbonato de calcio de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 32 a 37 en el papel, las pinturas y los plásticos.
39. Un papel, caracterizado porque contiene los materiales de carbonato de calcio de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 32 a 37.
40. Plásticos, caracterizados porque contienen los materiales de carbonato de calcio de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 32 a 37.
41. Pinturas, caracterizadas porque contienen los materiales de carbonato de calcio de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 32 a 37.
42. El uso de al menos un compuesto que contiene un ion de litio en el proceso de fabricación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 31.
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