RU2532189C1 - Способ получения чистого карбоната кальция - Google Patents
Способ получения чистого карбоната кальция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2532189C1 RU2532189C1 RU2013118394/05A RU2013118394A RU2532189C1 RU 2532189 C1 RU2532189 C1 RU 2532189C1 RU 2013118394/05 A RU2013118394/05 A RU 2013118394/05A RU 2013118394 A RU2013118394 A RU 2013118394A RU 2532189 C1 RU2532189 C1 RU 2532189C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- calcium carbonate
- carbon dioxide
- suspension
- calcium
- calcium hydroxide
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при получении продуктов для оптического стекловарения. Способ получения чистого карбоната кальция включает карбонизацию газообразным диоксидом углерода водной суспензии гидроксида кальция. Диоксид углерода используют с 25-30% мольным избытком по отношению к стехиометрическому количеству гидроксида кальция. Через суспензию гидроксида кальция диоксид углерода пропускают со скоростью 15-20 л/час. Полученную суспензию карбоната кальция фильтруют и сушат при 100-110°С. Изобретение позволяет получить карбонат кальция с содержанием основного вещества 99,80-99,88 мас.% и выходом 95,0-96,0 %. 2 табл., 8 пр.
Description
Изобретение относится к способам получения карбонатов щелочноземельных металлов, в частности карбоната кальция, который в виде чистого продукта применяется для оптического стекловарения.
Карбонат кальция, как известно, широко применяется в разных областях, в частности в медицине, химической промышленности, при производстве бумаги, а также в наиболее прогрессивных областях техники, в частности в оптическом стекловарении. Как следует из информационных источников, требования к качеству продукта зависят от области его применения. Так, для химических продуктов, применяемых в оптическом стекловарении, существенное влияние на потребительские свойства оказывает его чистота, выражаемая содержанием основного продукта и лимитированных примесей. Для рассматриваемого соединения - карбоната кальция для оптического стекловарения, согласно ГОСТ 4530, к таким требованиям относится содержание (% маc.): основного вещества на уровне 98, содержание азота 5·10-2, сульфатов 2·10-2, хлоридов 1·10-2, железа 1·10-2 щелочных металлов (K+Na) 1·10-1, магния 5·10-2, тяжелых металлов (Pb) 5-10-3, растворимых щелочей и карбонатов 8-10-3 (см. ниже табл.2).
Для получения карбоната кальция применяется метод, основанный как на карбонизации растворимых кальциевых солей, так и гидроксида кальция, используемого в виде сухого продукта либо водной суспензии (известковое молоко) или смеси гидроксида кальция с его оксидом. В случае применения в качестве исходных продуктов растворимых кальциевых солей (нитрата, хлорида, ацетата) в качестве карбонизирующего агента используют растворимые карбонаты других металлов (щелочные металлы, аммоний) либо диоксид углерода. Например, для получения карбоната кальция с содержанием стронция не более 0,15% в известном способе (SU 1760735, C01F 11/18, 1994) проводят многостадийное осаждение карбоната кальция из раствора нитрата кальция раствором карбоната аммония, который порционно в определенных количествах подают в каскад реакторов. В случае получения высокочистого карбоната кальция определенной дисперсности (не менее 50 мкм) в другом изобретении (SU 704900, C01F 11/18, 1979) в качестве карбонизирующего агента применяют диоксид углерода, а в качестве исходного кальцийсодержащего соединения - нитрат кальция. В этом способе карбонизацию осуществляют в присутствии аммиака и при определенных технологических параметрах.
Данным способом получают карбонат кальция с 99,99%-ным выходом от теоретического, размером частиц не менее 50 мкм и с содержанием отдельных лимитированных примесей на уровне 10-4-10-6 мас.%.
Наибольший интерес для предлагаемого способа представляет метод получения, осуществляемый карбонизацией гидроксида кальция диоксидом углерода, который с учетом стоимости исходного сырья и энергоемкости процесса является наиболее экономичным.
Существенное влияние на качество получаемого продукта при осуществлении данного процесса оказывают: температурные режимы, рН реакционной среды, величина скорости подачи диоксида углерода, концентрация суспензии исходного гидроксида кальция. Процесс карбонизации проводят при различных температурных режимах: при повышенной температуре, например, 70°С (SU 223078, С01F 11/18, 1968), 90-98°С (SU 293762, С01F 11/18, 1971), при пониженной температуре 10-15°С (SU 293762), -1,1-54,4°С (US 6251356 C01F 11/18, 2001). Скорость подачи диоксида углерода в разных известных способах поддерживается на разном уровне: 0,5-1,5 л/чac (SU 293762), 24-240 л/час (US 6251356). Концентрация используемой суспензии гидроксида кальция в известном способе составляет 32-308 г/л (US 6251356). Регламентируемым параметром в ряде случаев является и рН суспензии, которое поддерживается на уровне 6,5-7,5 (US 6251356), 6,9-12,4 (EP 851839, С01F 11/18, 2002).
Как видно из содержания анализируемых источников информации, выбор той или иной комбинации указанных параметров определяет предмет защиты и эффективность способа. Например, в известном патенте США (US 6251356) рассматривается способ получения карбоната кальция, осуществляемый при температуре процесса карбонизации - 1,1-54,4°С, концентрации используемой суспензии гидроксида кальция 32-308 г/л, рН реакционной массы 6,5-7,5, количестве диоксида углерода в газовом потоке, пропускаемом через суспензию гидроксида кальция 5-100 об.%, скорости пропускания карбонизирующего газа 24-240 л/час, скорости механического перемешивания реакционной массы 500-1500 об/мин. Для карбонизации в данном способе используется газ, содержащий кроме диоксида углерода и азот. Продукт - карбонат кальция кристаллический, получаемый данным способом, используется для производства бумаги и характеризуется такими показателями как коэффициент прозрачности, плотность.
Содержание примесей металлов, анионов в данном патенте не оговаривается. Эффективность процесса карбонизации составляет 73,0-99,6%.
Согласно цитированному выше способу (ЕР 851839, C01F 11/18, 2002) получают высокочистый карбонат кальция. Для этого насыщенный раствор предварительно очищенного гидроксида кальция, имеющий рН 6,9-12,4, подвергают карбонизации газообразным диоксидом углерода. Осажденный карбонат кальция промывают водой и отделяют на вакуум-фильтре. Содержание основного вещества в полученном продукте составляет 99,80-99,88 мас.%, оксида алюминия и оксида кремния по 0,01 мас.% каждого, оксида натрия - 0,1 мас.%. Как видно из описания к цитированному патенту, получаемый карбонат кальция не регламентируется по содержанию примесей тяжелых металлов (свинца) и анионов (сульфатов, хлоридов).
Аналогом предлагаемого способа, выбранным в качестве прототипа, является известный способ получения карбоната кальция, осуществляемый карбонизацией газообразным диоксидом углерода предварительно очищенной суспензии гидроксида кальция, содержащей 100-130 г/л основного продукта, 50-70% частиц которой имеют размер менее 0,25 мкм (SU 1558874, С01 F11/18, 1990), Полученную суспензию карбоната кальция очищают от песка определенной фракции (56-70 мкм), фильтруют и сушат. Продукт содержит 98,8-99,7% основного вещества, 0,005% диоксида кремния, 0,7-0,8% оксида магния, 0,7-0,8% оксида железа, что не соответствует требованиям, предъявляемым к продуктам для оптического стекловарения.
Для создания экономичного и эффективного способа, обеспечивающего получение чистого карбоната кальция, удовлетворяющего требованиям, предъявляемым к продуктам для оптического стекловарения, предлагается новый способ. Предлагаемый способ осуществляют карбонизацией предварительно очищенной водной суспензии гидроксида кальция, содержащей 120-130 г/л основного продукта, через которую пропускают газообразный диоксида углерода со скоростью 15-20 л/час, взятый с 25-30%-ным мольным избытком по отношению к стехиометрическому количеству гидроксида кальция, после чего полученную суспензию карбоната кальция фильтруют и сушат при 100-110°С.
Предлагаемый способ, включающий стадию карбонизации гидроксида кальция диоксидом углерода, имеет существенные отличия от прототипа. Предлагаемый способ осуществляют при определенной скорости пропускания газообразного диоксида углерода через суспензию гидроксида кальция (15-20 л/час) и при использовании избыточного количества диоксида углерода (25-30%-ного мольного избытка по отношению к стехиометрическому количеству гидроксида кальция). Эти отличия позволяют получать чистый продукт, по качеству превосходящий продукт, полученный по способу-прототипу. Как видно из таблицы 2, в результате осуществления нового способа получается карбонат кальция, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 4530, предъявляемым к продуктам для оптического стекловарения. Повышение степени чистоты конечного продукта (по сравнению с прототипом), особенно в отношении содержания примесей металлов, можно рассматривать как положительный эффект от использования предлагаемого изобретения. Как показывают дополнительные экспериментальные исследования, снижение или увеличение заявленных технологических параметров приводит к уменьшению выхода основного вещества и ухудшение его качества, что подтверждается табл.1 и 2.
Исходным продуктом в предлагаемом способе является гидроксид кальция квалификации ч. Процесс проводится при комнатной температуре и перемешивании реакционной смеси механической мешалкой.
Предлагаемый способ включает стадию сушки продукта при температуре 100-110°С, осуществляемую, например, в сушилке типа CK-1000L.
Ниже изобретение иллюстрируется следующими примерами и таблицами.
Пример 1
В реактор, снабженный мешалкой, подают суспензию гидроксида кальция с концентрацией 120 г/л в количестве 500 мл. При включенной мешалке через суспензию пропускают диоксид углерода со скоростью 18 л/час и с 25%-ным избытком. Полученную суспензию фильтруют, после чего пасту карбоната кальция сушат при температуре 100-110°С до постоянного веса. Получают 77,02 г карбоната кальция с выходом 95,0% от теории, содержание основного вещества 99,85 масс.%.
Остальные примеры проводят аналогично примеру 1, изменяя только числовые показатели процесса.
Пример 2
Через суспензию гидроксида кальция с концентрацией 120 г/л в количестве 500 мл пропускают диоксид углерода со скоростью 16 л/час и 30%-ным избытком. Получают 77,43 г карбоната кальция с выходом 95,5% от теории, содержание основного вещества 99,83 масс.%.
Пример 3
Через суспензию гидроксида кальция с концентрацией 130 г/л в количестве 500 мл пропускают диоксид углерода со скоростью 20 л/час и 30%-ным избытком. Получают 83,45 г карбоната кальция с выходом 95,0% от теории, содержание основного вещества 99,88 масс.%.
Пример 4
Через суспензию гидроксида кальция с концентрацией 120 г/л в количестве 500 мл пропускают диоксид углерода со скоростью 15 л/час и 25%-ным избытком. Получают 77,83 г карбоната кальция с выходом 96,0% от теории, содержание основного вещества 99,80 масс.%.
Пример 5
Через суспензию гидроксида кальция с концентрацией 120 г/л в количестве 500 мл пропускают диоксид углерода со скоростью 14 л/час и 25%-ным избытком. Получают 77,03 г карбоната кальция с выходом 95,0% от теории, содержание основного вещества 97,95 масс.%.
Пример 6
Через суспензию гидроксида кальция с концентрацией 120 г/л в количестве 500 мл пропускают диоксид углерода со скоростью 21 л/час и 30%-ным избытком. Получают 75,40 г карбоната кальция с выходом 93,0% от теории, содержание основного вещества 97,80 масс.%.
Пример 7
Через суспензию гидроксида кальция с концентрацией 120 г/л в количестве 500 мл пропускают диоксид углерода со скоростью 15 л/час и 23%-ным избытком. Получают 76,22 г карбоната кальция с выходом 94,0% от теории, содержание основного вещества 97,80 масс.%.
Пример 8
Через суспензию гидроксида кальция с концентрацией 120 г/л в количестве 500 мл пропускают диоксид углерода со скоростью 15 л/час и 32%-ным избытком. Получают 76,62 г карбоната кальция с выходом 94,5% от теории, содержание основного вещества 97,80 масс.%.
Как видно из примеров 5-8 даже незначительное изменение заявленных параметров снижает выход, а чистота получаемого продукта не соответствует реактивной квалификации. Ниже приводятся таблицы, иллюстрирующие предлагаемое изобретение:
Таблица 1. Зависимость выхода кальция карбоната от скорости подачи СО2.
Таблица 2. Чистота кальция карбоната по примерам.
Таким образом, приведенные примеры подтверждают эффективность способа именно при заявленных режимах, выполнение которых обеспечивает получение продукта реактивного качества для оптического стекловарения с содержанием основного вещества на уровне 99,80-99,88 мас.% и выходом 95,0-96,0%. В случае отклонения от указанных выше технологических параметров снижается качество продукта, уменьшается выход.
| Таблица 1 | ||||
| Зависимость выхода кальция карбоната от скорости подачи СО2. | ||||
| № п/п | Загружено | Получено | ||
| Скорость подачи СO2, л/час | Избыток СO2, % от стехиометрии | Выход от теории, % | Содержание основного вещества, % | |
| 1 | 18 | 25 | 95,0 | 99,85 |
| 2 | 16 | 30 | 95,5 | 99,83 |
| 3 | 20 | 30 | 95,0 | 99,88 |
| 4 | 15 | 25 | 96,0 | 99,80 |
| 5 | 14 | 25 | 95,0 | 97,95 |
| 6 | 21 | 30 | 93,0 | 97,80 |
| 7 | 15 | 23 | 94,0 | 97,80 |
| 8 | 15 | 32 | 94,5 | 97,80 |
| Таблица 2 | |||||||||
| Чистота кальция карбоната по примерам | |||||||||
| Показатели, масс.% | Требования ГОСТ 4530 | Образцы кальция карбоната по примерам | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
| Основное вещество | 98,0 | 99,85 | 99,83 | 99,88 | 99,80 | 97,95 | 97,80 | 97,80 | 97,80 |
| Не растворимые в соляной кислоте вещества | 2·10-2 | 2·10-3 | 2·10-3 | 2·10-3 | 5·10-3 | 2·10-2 | 2·10-2 | 2·10-2 | 2·10-2 |
| Растворимые щелочи и карбонаты (в виде ОН) | 8·10-3 | 2·10-3 | 2·10-3 | 2·10-3 | 2·10-3 | 5·10-3 | 8·10-3 | 8·10-3 | 8·10-3 |
| Азот (N) из нитратов, нитритов и др. | 5·10-2 | 1·10-2 | 1·10-2 | 1·10-2 | 1·10-2 | 5·10-2 | 5·10-2 | 5·10-2 | 5·10-2 |
| Сульфаты (SO4) | 2·10-2 | 1·10-2 | 1·10-2 | 1·10-2 | 1·10-2 | 2·10-2 | 2·10-2 | 2·10-2 | 2·10-2 |
| Хлориды (Сl) | 1·10-2 | 5·10-3 | 5·10-3 | 5·10-3 | 8·10-3 | 1·10-2 | 1·10-2 | 1·10-2 | 1·10-2 |
| Железо (Fe) | 1·10-2 | 1·10-2 | 1·10-2 | 1·10-2 | 1·10-2 | 1·10-2 | 1·10-2 | 1·10-2 | 1·10-2 |
| Калий и натрий (K+Na) | 1·10-1 | 6·10-3 | 6·10-3 | 6·10-3 | 6·10-3 | 5·10-2 | 5·10-2 | 8·10-2 | 8·10-2 |
| Тяжелые металлы (Рb) | 5·10-3 | 2·10-3 | 2·10-3 | 2·10-3 | 2·10-3 | 2·10-3 | 2·10-3 | 2·10-3 | 2·10-3 |
| Магний (Mg) | 5·10-2 | 3·10-3 | 3·10-3 | 3·10-3 | 3·10-3 | 3·10-3 | 3·10-3 | 3·10-3 | 3·10-3 |
Claims (1)
- Способ получения чистого карбоната кальция, включающий карбонизацию газообразным диоксидом углерода водной суспензии гидроксида кальция c последующей фильтрацией и сушкой конечного продукта, отличающийся тем, что диоксид углерода, используемый с 25-30% мольным избытком по отношению к стехиометрическому количеству гидроксида кальция, пропускают через суспензию гидроксида кальция со скоростью 15-20 л/час, после чего полученную суспензию карбоната кальция фильтруют и сушат при 100-110°С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013118394/05A RU2532189C1 (ru) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | Способ получения чистого карбоната кальция |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013118394/05A RU2532189C1 (ru) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | Способ получения чистого карбоната кальция |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013118394A RU2013118394A (ru) | 2014-10-27 |
| RU2532189C1 true RU2532189C1 (ru) | 2014-10-27 |
Family
ID=53380505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013118394/05A RU2532189C1 (ru) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | Способ получения чистого карбоната кальция |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2532189C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU292891A1 (ru) * | Р. И. Арав, Н. П. Желобаева , Л. В. иловидоЕ | Способ получения карбоната кальция | ||
| SU1558874A1 (ru) * | 1988-01-28 | 1990-04-23 | Предприятие П/Я А-3732 | Способ получени очищенного карбоната кальци |
| US6251356B1 (en) * | 1999-07-21 | 2001-06-26 | G. R. International, Inc. | High speed manufacturing process for precipitated calcium carbonate employing sequential perssure carbonation |
| US20060099132A1 (en) * | 2002-06-18 | 2006-05-11 | Erdman Gerald D | Process for the production of precipitated calcium carbonates and product produced thereby |
| RU2344078C2 (ru) * | 2003-06-05 | 2009-01-20 | Окутама Когио Ко., Лтд | Осажденный карбонат кальция, способ его получения, наполнитель для наполнения бумаги и бумага с наполнителем |
| RU2432375C2 (ru) * | 2005-04-11 | 2011-10-27 | Омиа Девелопмент Аг | Осажденный кальциево-карбонатный пигмент, особенно применимый в качестве покрытия для бумаги, предназначенной для краскоструйного печатания |
-
2013
- 2013-04-22 RU RU2013118394/05A patent/RU2532189C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU292891A1 (ru) * | Р. И. Арав, Н. П. Желобаева , Л. В. иловидоЕ | Способ получения карбоната кальция | ||
| SU1558874A1 (ru) * | 1988-01-28 | 1990-04-23 | Предприятие П/Я А-3732 | Способ получени очищенного карбоната кальци |
| US6251356B1 (en) * | 1999-07-21 | 2001-06-26 | G. R. International, Inc. | High speed manufacturing process for precipitated calcium carbonate employing sequential perssure carbonation |
| US20060099132A1 (en) * | 2002-06-18 | 2006-05-11 | Erdman Gerald D | Process for the production of precipitated calcium carbonates and product produced thereby |
| RU2344078C2 (ru) * | 2003-06-05 | 2009-01-20 | Окутама Когио Ко., Лтд | Осажденный карбонат кальция, способ его получения, наполнитель для наполнения бумаги и бумага с наполнителем |
| RU2432375C2 (ru) * | 2005-04-11 | 2011-10-27 | Омиа Девелопмент Аг | Осажденный кальциево-карбонатный пигмент, особенно применимый в качестве покрытия для бумаги, предназначенной для краскоструйного печатания |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013118394A (ru) | 2014-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104876253B (zh) | 高钙粉煤灰中钙的处理方法 | |
| JP5202514B2 (ja) | 炭酸基含有水酸化マグネシウム粒子およびその製造方法 | |
| US7416714B2 (en) | Preparation of hydroxysodalite | |
| PL194681B1 (pl) | Sposób otrzymywania roztworu jonów wapnia z wapna, oraz produktów zawierających wapń, w tym strącanego węglanu wapnia | |
| US2541733A (en) | Production of alkali metal carbonate perhydrates | |
| US4031193A (en) | Process for preparing calcium fluoride from hexafluoro silicic acid | |
| RU2532189C1 (ru) | Способ получения чистого карбоната кальция | |
| RU2424188C1 (ru) | Способ получения высокочистого фторида кальция | |
| US4226636A (en) | Production of calcium silicate having high specific bulk volume and calcium silicate-gypsum composite | |
| KR100404970B1 (ko) | 탄산칼슘과수산화나트륨의공동제조방법 | |
| CN101646624A (zh) | 立方体状氧化镁粉末及其制法 | |
| RU2424187C1 (ru) | Способ получения высокочистого фторида бария | |
| US3350167A (en) | Method of preparing hydrated nickel carbonate and the product thereof | |
| RU2522007C1 (ru) | Способ получения высокочистого карбоната кадмия | |
| KR101239605B1 (ko) | 수산화 알루미늄겔 입자 및 그 제조 방법 | |
| JP2675465B2 (ja) | 含水炭酸カルシウムおよびその製造方法 | |
| EP3126290A2 (en) | High purity synthetic fluorite and process for preparing the same | |
| KR101454881B1 (ko) | 초고순도 알루미나의 제조방법 | |
| RU2540659C1 (ru) | Способ получения карбоната натрия | |
| RU2414425C1 (ru) | Способ получения карбоната кальция высокой чистоты | |
| US1813497A (en) | Production of pure sulphur | |
| US1931622A (en) | Recovery of calcium hypochlorite | |
| Zemnukhova et al. | Amorphous silicon dioxide from waste of Ferroally production | |
| RU2275331C2 (ru) | ГИДРАТИРОВАННЫЙ ГИДРОКСОАЛЮМИНАТ ФОРМУЛЫ Mg6Al2(OH)18·4H2O И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | |
| RU2412116C1 (ru) | Способ получения карбоната стронция высокой чистоты |