RU2218305C1 - Способ получения тонкодисперсного химически осажденного карбоната кальция со сферической формой частиц - Google Patents
Способ получения тонкодисперсного химически осажденного карбоната кальция со сферической формой частиц Download PDFInfo
- Publication number
- RU2218305C1 RU2218305C1 RU2002114866/15A RU2002114866A RU2218305C1 RU 2218305 C1 RU2218305 C1 RU 2218305C1 RU 2002114866/15 A RU2002114866/15 A RU 2002114866/15A RU 2002114866 A RU2002114866 A RU 2002114866A RU 2218305 C1 RU2218305 C1 RU 2218305C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- calcium
- ions
- synthesis
- carbonate
- production
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии получения мела и может использоваться в химической промышленности, производстве пигментов, лаков, красок, наполнителей. Способ получения тонкодисперсного химически осажденного карбоната кальция со сферической формой частиц включает синтез осадка путем одновременной подачи в реагирующую перемешиваемую смесь реагента, содержащего ионы кальция, и карбонизующего реагента, отделение осадка от раствора и сушку продукта. При синтезе в качестве реагента, содержащего ионы кальция, используют водный раствор хлорида кальция, а в качестве карбонизующего реагента используют водный раствор карбоната натрия, причем в процессе синтеза поддерживают постоянными величину потоков хлорида кальция и карбоната натрия, поддерживают постоянный избыток ионов Са2+ и вводят модификатор. Способ обеспечивает получение тонкодисперсного карбоната кальция со средним размером частиц 1,8-22 мкм сферической формы, высокой степени чистоты, обеспечивающей его использование в парфюмерии. 5 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Способ получения тонкодисперсного химически осажденного карбоната кальция со сферической формой частиц относится к технологии получения мела, который применяется в парфюмерно-косметической промышленности, производстве пигментов, лаков, красок, наполнителей. Он может использоваться на химических предприятиях, выпускающих карбонат кальция высокого качества.
Известен способ /1/ производства ультратонких частиц коллоидного углекислого кальция, который включает стадии добавления сульфата магния в водную суспензию гидроксида кальция, карбонизацию водной суспензии двуокисью углерода и введение сульфата цинка, по отдельности или вместе с серной кислотой, одновременно со стадией карбонизации. В результате получают тонкодисперсные частицы углекислого кальция в форме цепочек, которые имеют средний диаметр 0,01 мкм, среднюю длину 0,05 мкм и площадь удельной поверхности 70 м2/г. Недостатком способа является сложность технологии, загрязнение продукта примесями реагирующих веществ.
Известен также способ /2/ получения тонкодисперсного химически осажденного карбоната кальция со сферической формой частиц путем одновременного введения в реагирующую смесь газа двуокиси углерода и водного раствора гидроксида кальция, содержащего затравку частиц карбоната кальция с чешуйчатой морфологией. В результате получают частицы продукта карбоната кальция сферической формы диаметром от 1,5 до 3,5 мкм с площадью удельной поверхности от 2 до 9 м2/г. Недостатком способа является загрязнение продукта примесями, присутствующими в гидроксиде кальция, которые трудно отделить.
Для устранения указанных недостатков предлагается способ получения тонкодисперсного химически осажденного карбоната кальция со сферической формой частиц, включающий синтез осадка путем одновременной подачи в реагирующую перемешиваемую смесь реагента, содержащего ионы кальция, и карбонизующего реагента, отделение осадка от раствора и сушку продукта, отличающийся тем, что при синтезе в качестве реагента, содержащего ионы кальция, используют водный раствор хлорида кальция, а в качестве карбонизующего реагента используют водный раствор карбоната натрия, причем в процессе синтеза поддерживают постоянными величину потоков хлорида кальция и карбоната натрия, поддерживают постоянный избыток ионов Са2+ и вводят модификатор, величину потока хлорида кальция поддерживают не менее 1600 кг/м3•ч, избыток ионов Са2+ обеспечивают за счет поддержания массового соотношения между ионами кальция и карбонат-ионами в процессе синтеза не ниже 0,80, температуру процесса синтеза поддерживают в интервале 60-80oС, в качестве модификатора используют раствор первичного амина, содержащего 17-21 атомов углерода, причем концентрацию модификатора поддерживают не менее 0,3•10-3%.
Использование водного раствора хлорида кальция позволяет получать карбонат кальция высокого качества (с содержанием СаСО3 не менее 99,0%) и утилизировать отходящие растворы СаСl3 производства кальцинированной соды. А использование в качестве карбонизующего реагента водного раствора карбоната натрия позволяет ускорить процесс зародышеобразования частиц СаСО3, (поскольку ионы СО3 2- в растворе карбоната натрия уже находятся в гидратированном состоянии и реакция между ионами Са2+ и СО3 2- протекает очень быстро), что способствует получению тонкодисперсных частиц СаСО3.
Поддержание в процессе синтеза величины потока хлорида кальция не менее 1600 кг/м3•ч также ускоряет процесс зародышеобразования, в результате получаются тонкодисперсные частицы СаСО3. Величина потока Wi рассчитывается по формуле
Wi=vi•C/Vp,
где vi - объемная скорость раствора i-го вещества, м3/час;
С - концентрация i-го вещества, кг/м3;
Vp - рабочий объем реактора, м3.
Wi=vi•C/Vp,
где vi - объемная скорость раствора i-го вещества, м3/час;
С - концентрация i-го вещества, кг/м3;
Vp - рабочий объем реактора, м3.
Обеспечение в процессе синтеза избытка ионов Са2+ за счет поддержания массового соотношения между ионами кальция и карбонат-ионами не ниже 0,80 способствует формированию сферических тонкодисперсных частиц карбоната кальция.
Проведение синтеза в интервале температур 60-80oС ускоряет процесс взаимодействия между ионами, в результате чего формируются тонкодисперсные кристаллы СаСО3. При температуре ниже 60oС и выше 80oС в осадке возрастает доля крупных частиц СаСО3.
Осуществление процесса синтеза в присутствии модификатора - раствора первичного амина, содержащего 17-21 атомов углерода, приводит к предотвращению агломерации частиц осадка СаСО3. При концентрации модификатора менее 0,3•10-3% эффективность действия модификатора на предотвращение агломерации снижается, а при высоких концентрациях амина возрастают расходы на модификатор, в то время как эффективность действия амина остается той же.
Примеры осуществления способа.
Пример 1. В качестве одного из реагентов взят отфильтрованный раствор хлорида кальция с концентрацией CaCl2 116 г/л (10,39 вес.%), что соответствует концентрации иона кальция 3,74 вес.%. Такой раствор образуется в виде отхода в производстве кальцинированной соды. В качестве второго реагента использован раствор кальцинированной соды, содержащий Nа2СО3 180 г/л (15,25 вес.%), что соответствовало концентрации карбонат-иона 8,63 вес.%.
В термостатируемую при 60oС круглодонную колбу с пропеллерной мешалкой (скорость вращения 420 об/мин) рабочим объемом 200 мл с помощью двух перистальтических насосов непрерывно подавали водный раствор хлорида кальция с объемной скоростью 2,88 л/час и водный раствор карбоната натрия со скоростью 1,44 л/час.
Величина потока раствора хлорида кальция составляла постоянную величину:
Wi=vi•C/Vp=2,88•116/0,200=1670,4 кг/м3•ч.
Wi=vi•C/Vp=2,88•116/0,200=1670,4 кг/м3•ч.
Величина потока раствора карбоната натрия составляла постоянную величину
Wi=vi•C/Vp=1,44•180/0,200=1296 кг/м3•ч.
Wi=vi•C/Vp=1,44•180/0,200=1296 кг/м3•ч.
Величина массового соотношения между ионами кальция и карбонат-ионами в процессе синтеза составляла
где - масса карбонат-иона;
- молекулярная масса карбоната натрия;
M - масса иона кальция;
- молекулярная масса хлорида кальция.
где - масса карбонат-иона;
- молекулярная масса карбоната натрия;
M
- молекулярная масса хлорида кальция.
В реактор с помощью бюретки непрерывно вводили 1%-ный раствор первичного амина, содержащего 17-21 атомов углерода в количестве, чтобы концентрацию модификатора поддерживать не менее 0,3•10-3%.
Полученный осадок фильтровали на воронке Бюхнера. Осадок карбоната кальция репульпировали и промывали 3 раза. Для этого осадок с фильтра помещали в термостатируемый при 60oС стеклянный реактор и заливали дистиллированной водой в соотношении Ж:Т=5. Промывку осуществляли при перемешивании в течение 20 минут. Затем осадок фильтровали на воронке Бюхнера. Процесс промывки осадка проводили в три стадии, каждый раз фильтруя осадок на воронке Бюхнера. Затем сушили пасту карбоната кальция в сушильном шкафу при температуре 100oС, поместив пасту тонким слоем на фильтровальную бумагу на ровной металлической подложке. Высушенный осадок карбоната кальция анализировали на оптическом микроскопе, а также подвергали химическому анализу. Результаты опыта 1 приведены в таблице. Получен осадок СаСО3 с тонкодисперсными частицами сферической формы и средними размерами - 2,0 мкм.
Пример 2. Способ получения карбоната кальция проводили аналогично примеру 1 с тем отличием, что процесс синтеза осуществляли при величине потока карбоната натрия 1100 кг/м3•ч. В результате получен осадок сферических частиц СаСО3 с более крупными размерами частиц: максимальный размер частиц 5,2 мкм, средний размер 3,3 мкм.
Пример 3. Способ получения карбоната кальция проводили аналогично примеру 1 с тем отличием, что процесс синтеза осуществляли при соотношении ионов кальция к карбонат-ионам 1,30. В результате получен осадок сферических и призматических частиц СаСО3 с более крупными размерами частиц: максимальный размер частиц 8,0 мкм, средний размер 5,0 мкм.
Пример 4. Способ получения карбоната кальция проводили аналогично примеру 1 с тем отличием, что в процессе синтеза поддерживали температуру 80oС. В результате получен осадок частиц СаСО3 сферической формы с размерами: максимальный размер частиц 5,0 мкм, средний размер 2,0 мкм.
Пример 5. Способ получения карбоната кальция проводили аналогично примеру 1 с тем отличием, что в процессе-синтеза поддерживали температуру 85oС. В результате получен осадок более крупных сферических частиц СаСО3 с размерами: максимальный размер частиц 6,0 мкм, средний размер 3,0 мкм.
Пример 6. Способ получения карбоната кальция проводили аналогично примеру 1 с тем отличием, что процесс синтеза проводили при температуре 55oС. В результате получен осадок более крупных сферических частиц СаСО3 с размерами: максимальный размер частиц 6,0 мкм, средний размер 3,5 мкм.
Пример 7. Способ получения карбоната кальция проводили аналогично примеру 1 с тем отличием, что процесс синтеза проводили без добавки модификатора. В результате получены агломерированные сферические частицы СаСО3 с размерами: максимальный размер частиц 9,0 мкм, средний размер 5,5 мкм.
Пример 8. Способ получения карбоната кальция проводили аналогично примеру 1 с тем отличием, что процесс синтеза проводили с добавкой модификатора - раствора амина, содержащего 17-21 атомов углерода, с концентрацией амина в реакционной смеси 3•10-3%. В результате получен тонкодисперсный осадок сферических частиц СаСО3 с размерами: максимальный размер частиц 4,0 мкм, средний размер 1,8 мкм.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать тонкодисперсный химически осажденный карбонат кальция с узким фракционным составом (1-4 мкм), средним размером частиц 1,8-2 мкм сферической формы, при этом продукт содержит не менее 99,0% основного вещества, что позволяет использовать его в парфюмерии для изготовления зубной пасты, а также в качестве наполнителя.
Источники информации
1. Патент США 5750086, C 01 F 011/18, You; Kyu Jae Процесс для производства ультратонких частиц коллоидного углекислого кальция. May 12, 1998.
1. Патент США 5750086, C 01 F 011/18, You; Kyu Jae Процесс для производства ультратонких частиц коллоидного углекислого кальция. May 12, 1998.
2. Патент США 5695733. C 01 F 11/18 Kroc, et. al. Сгруппированные осажденные частицы углекислого кальция. Dec. 9, 1997.
Claims (6)
1. Способ получения тонкодисперсного химически осажденного карбоната кальция со сферической формой частиц, включающий синтез осадка путем одновременной подачи в реагирующую перемешиваемую смесь реагента, содержащего ионы кальция, и карбонизующего реагента, отделение осадка от раствора и сушку продукта, отличающийся тем, что при синтезе в качестве реагента, содержащего ионы кальция, используют водный раствор хлорида кальция, а в качестве карбонизующего реагента используют водный раствор карбоната натрия, причем в процессе синтеза поддерживают постоянными величину потоков хлорида кальция и карбоната натрия, поддерживают постоянный избыток ионов Са2+ и вводят модификатор.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину потока хлорида кальция поддерживают не менее 1600 кг/м3·час.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что избыток ионов Са2+ обеспечивают за счет поддержания массового соотношения между ионами кальция и карбонат-ионами в процессе синтеза не ниже 0,80.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру процесса синтеза поддерживают в интервале 60-80°С.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве модификатора используют раствор первичного амина, содержащего 17-21 атомов углерода.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что концентрацию модификатора поддерживают не менее 0,3·10-3%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002114866/15A RU2218305C1 (ru) | 2002-06-05 | 2002-06-05 | Способ получения тонкодисперсного химически осажденного карбоната кальция со сферической формой частиц |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002114866/15A RU2218305C1 (ru) | 2002-06-05 | 2002-06-05 | Способ получения тонкодисперсного химически осажденного карбоната кальция со сферической формой частиц |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2218305C1 true RU2218305C1 (ru) | 2003-12-10 |
RU2002114866A RU2002114866A (ru) | 2004-04-20 |
Family
ID=32066565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002114866/15A RU2218305C1 (ru) | 2002-06-05 | 2002-06-05 | Способ получения тонкодисперсного химически осажденного карбоната кальция со сферической формой частиц |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2218305C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8470280B2 (en) * | 2007-08-03 | 2013-06-25 | Ahmet Cüneyt Tas | Calcium carbonate microtablets and method for the preparation thereof |
EP2796412B1 (en) * | 2013-04-24 | 2021-05-12 | Università Del Salento - Dipartimento Di Ingegneria Dell'Innovazione | Synthesis of nano-sized CaCO3 particles by spray dryer |
RU2755895C2 (ru) * | 2016-09-08 | 2021-09-22 | КАРЛ ЛЯЙБИНГЕР МЕДИЦИНТЕХНИК ГМБХ И Ко. КГ | Имплантат, содержащий композитную пудру с микроструктурированными частицами соли кальция |
CN115286028A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-11-04 | 四川大学 | 一种不使用添加剂合成高分散纳米碳酸钙制备方法及装置 |
-
2002
- 2002-06-05 RU RU2002114866/15A patent/RU2218305C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8470280B2 (en) * | 2007-08-03 | 2013-06-25 | Ahmet Cüneyt Tas | Calcium carbonate microtablets and method for the preparation thereof |
EP2796412B1 (en) * | 2013-04-24 | 2021-05-12 | Università Del Salento - Dipartimento Di Ingegneria Dell'Innovazione | Synthesis of nano-sized CaCO3 particles by spray dryer |
RU2755895C2 (ru) * | 2016-09-08 | 2021-09-22 | КАРЛ ЛЯЙБИНГЕР МЕДИЦИНТЕХНИК ГМБХ И Ко. КГ | Имплантат, содержащий композитную пудру с микроструктурированными частицами соли кальция |
US11471566B2 (en) | 2016-09-08 | 2022-10-18 | Karl Leibinger Medizintechnik Gmbh & Co. Kg | Implant comprising a calcium salt-containing composite powder having microstructured particles |
CN115286028A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-11-04 | 四川大学 | 一种不使用添加剂合成高分散纳米碳酸钙制备方法及装置 |
CN115286028B (zh) * | 2022-05-12 | 2023-12-15 | 四川大学 | 一种不使用添加剂合成高分散纳米碳酸钙制备方法及装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2939659B2 (ja) | 沈澱炭酸カルシウム | |
US6685908B1 (en) | Precipitated aragonite and a process for producing it | |
RU2519037C2 (ru) | Способ получения карбоната кальция с подвергнутой реакционной обработке поверхностью и его применение | |
RU2602140C2 (ru) | Получение осажденного карбоната кальция высокой чистоты | |
EP0722422B1 (en) | Preparation of spheroidal aggregates of platy synthetic hydrotalcite | |
CN1303264C (zh) | 一种文石型碳酸钙晶须的制备方法 | |
US5997833A (en) | Apparatus and process for purifying highly impure calcium hydroxide and for producing high-value precipitated calcium carbonate and other calcium products | |
EP3209610B1 (en) | Pcc with reduced portlandite content | |
Ghiasi et al. | Control of the morphology, specific surface area and agglomeration of precipitated calcium carbonate crystals through a multiphase carbonation process | |
CA2939418C (en) | Process for producing high grade hydromagnesite and magnesium oxide | |
WO2022110127A1 (zh) | 类立方纳米碳酸钙的制备方法 | |
Jimoh et al. | Utilization of milk of lime (MOL) originated from carbide lime waste and operating parameters optimization study for potential precipitated calcium carbonate (PCC) production | |
AU649721B2 (en) | Precipitated calcium carbonate | |
KR101078602B1 (ko) | 입도조절이 가능한 방해석의 제조방법 | |
RU2680067C1 (ru) | Осажденный карбонат кальция, имеющий высокое содержание твердого вещества, с деполимеризованной карбоксилированной целлюлозой | |
Song et al. | A study of the effects of NH 4+ on the fast precipitation of vaterite CaCO 3 formed from steamed ammonia liquid waste and K 2 CO 3/Na 2 CO 3 | |
RU2218305C1 (ru) | Способ получения тонкодисперсного химически осажденного карбоната кальция со сферической формой частиц | |
WO2020032829A1 (ru) | Активный высокочистый оксид магния и способ его производства | |
Altiner et al. | Production of precipitated calcium carbonate particles with different morphologies from dolomite ore in the presence of various hydroxide additives | |
CN1151069C (zh) | 制备高纯度氢氧化镁的方法和设备 | |
KR100404970B1 (ko) | 탄산칼슘과수산화나트륨의공동제조방법 | |
CN1150125A (zh) | 一种碳酸钙的制备方法 | |
WO2006004208A1 (en) | Method for manufacturing aluminum salt solution, aluminum salt solution, aluminum salt, water purifying apparatus using the same, and articles manufactured by using the same | |
RU2154029C2 (ru) | Способ получения карбоната кобальта из раствора хлорида | |
RU2246445C2 (ru) | Способ получения крупнодисперсного химически осажденного карбоната кальция с пластинчатой формой частиц |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060606 |