RU2648923C2 - Способ получения осажденного карбоната кальция - Google Patents
Способ получения осажденного карбоната кальция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2648923C2 RU2648923C2 RU2016109610A RU2016109610A RU2648923C2 RU 2648923 C2 RU2648923 C2 RU 2648923C2 RU 2016109610 A RU2016109610 A RU 2016109610A RU 2016109610 A RU2016109610 A RU 2016109610A RU 2648923 C2 RU2648923 C2 RU 2648923C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- calcium carbonate
- precipitated
- seeds
- suspension
- stage
- Prior art date
Links
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 197
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 title claims abstract description 40
- 230000008569 process Effects 0.000 title abstract description 8
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 54
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000000976 ink Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 54
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims description 39
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 20
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 16
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 8
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 2
- 239000000825 pharmaceutical preparation Substances 0.000 claims 1
- 229940127557 pharmaceutical product Drugs 0.000 claims 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 abstract description 21
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 14
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 13
- 239000000123 paper Substances 0.000 abstract description 11
- 238000000227 grinding Methods 0.000 abstract description 10
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 3
- UUCCCPNEFXQJEL-UHFFFAOYSA-L strontium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Sr+2] UUCCCPNEFXQJEL-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 229910001866 strontium hydroxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 26
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 18
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 18
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 8
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 8
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 7
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 6
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 6
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 6
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 6
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 6
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 5
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 4
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- ZSDSQXJSNMTJDA-UHFFFAOYSA-N trifluralin Chemical compound CCCN(CCC)C1=C([N+]([O-])=O)C=C(C(F)(F)F)C=C1[N+]([O-])=O ZSDSQXJSNMTJDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 101100496858 Mus musculus Colec12 gene Proteins 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013466 adhesive and sealant Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- -1 coatings Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001710 laterite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011504 laterite Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007645 offset printing Methods 0.000 description 1
- 238000001139 pH measurement Methods 0.000 description 1
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- LEDMRZGFZIAGGB-UHFFFAOYSA-L strontium carbonate Chemical compound [Sr+2].[O-]C([O-])=O LEDMRZGFZIAGGB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001631 strontium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003438 strontium compounds Chemical class 0.000 description 1
- AHBGXTDRMVNFER-UHFFFAOYSA-L strontium dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Sr+2] AHBGXTDRMVNFER-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 159000000008 strontium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/18—Carbonates
- C01F11/182—Preparation of calcium carbonate by carbonation of aqueous solutions and characterised by an additive other than CaCO3-seeds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/18—Carbonates
- C01F11/181—Preparation of calcium carbonate by carbonation of aqueous solutions and characterised by control of the carbonation conditions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/18—Carbonates
- C01F11/186—Strontium or barium carbonate
- C01F11/187—Strontium carbonate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/24—Acids; Salts thereof
- C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/02—Compounds of alkaline earth metals or magnesium
- C09C1/021—Calcium carbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/51—Particles with a specific particle size distribution
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в производстве бумаги, чернил, красок, пластмасс. Способ получения продукта осажденного карбоната кальция включает в себя получение водной суспензии осажденных затравок карбоната кальция путем карбонизации суспензии Са(ОН)2 в присутствии 0,005-0,030 моль Sr в форме Sr(OH)2 на моль Са(ОН)2. Проводят обезвоживание и диспергирование осажденных затравок карбоната кальция с получением водной суспензии осажденных затравок карбоната кальция, имеющих значение d 50, меньшее или равное 0,1-0,3 мкм, и удельную площадь поверхности по БЭТ от 10 до 30 м2/г. Формируют водную суспензию осажденного карбоната кальция путем карбонизации взвеси Са(ОН)2 в присутствии 0,5-5% в выражении на сухую массу осажденных затравок карбоната кальция, полученных на стадии обезвоживания и диспергирования. Осажденные затравки карбоната кальция имеют значение d 50, которое меньше, чем d 50 осажденного карбоната кальция. Указанные осажденные затравки имеют содержание арагонитового полиморфа, большее либо равное таковому в продукте осажденного карбоната кальция. При этом стадию обезвоживания проводят с использованием трубчатого пресса. Изобретение позволяет повысить содержание арагонита в осажденном CaCO3 до более 60 мас.% без проведения стадии измельчения затравок карбоната кальция. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 3 пр.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к способу получения осажденного карбоната кальция и, в частности, продукта осажденного карбоната кальция, имеющего увеличенный массовый процент арагонитового кристаллического полиморфа.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В последние годы карбонат кальция нашел широкий спектр применения во многих областях. Например, карбонат кальция представляет собой один из наиболее широко используемых минералов в бумажной, пластмассовой, лакокрасочной отраслях промышленности как в качестве наполнителя, так и в качестве пигмента для покрытий благодаря своему белому цвету. В бумажной промышленности карбонат кальция ценится за свою высокую яркость, непрозрачность и блеск и обычно используется в качестве наполнителя для получения яркой непрозрачной бумаги. Кроме того, карбонат кальция часто используют в качестве расширителя в красках и также используют в качестве наполнителя в адгезивах и герметиках. Карбонат кальция высокого качества также нашел применение в составлении рецептур фармацевтических средств.
Известно, что карбонат кальция существует в виде трех типов кристаллических полиморфов: кальцита, арагонита и фатерита. Кальцит, наиболее распространенный кристаллический полиморф, считается наиболее стабильной кристаллической формой карбоната кальция. Менее распространенным является арагонит, который имеет дискретную или гроздевидную игольчатую орторомбическую кристаллическую структуру. Фатерит представляет собой наиболее редкий полиморф карбоната кальция и, в общем, является нестабильным.
Среди данных трех форм арагонит является особенно пригодным для использования в ряде приложений, таких как неорганический наполнитель или покрытие для бумаги, и благодаря своей игольчатой кристаллической структуре он обеспечивает бумаге повышенную массу и непрозрачность. В результате существенно увеличился спрос на карбонат кальция со значительным содержанием кристаллов арагонита.
В общем, один путь коммерческого получения карбоната кальция заключается в кальцинировании сырого карбоната кальция с получением негашеной извести. Затем добавляют воду для получения водной суспензии гидроксида кальция (“известкового молока”) и в данную взвесь снова вводят диоксид углерода, чтобы осадить карбоната кальция. Продукт данного процесса известен как осажденный карбонат кальция (“ОКК”). Получающаяся водная суспензия или взвесь карбоната кальция может быть использована сама по себе или дополнительно переработана (то есть обезвожена, измельчена и так далее), чтобы сформировать сухой продукт. Реакция осаждения способна давать каждый из трех полиморфов (кальцит, арагонит и фатерит) в зависимости от конкретных используемых условий реакции.
В способах предшествующего уровня техники получения продукта ОКК с увеличенным содержанием арагонитовых кристаллов, в общем, использовали ряд подходов. В первом подходе разработаны способы, в которых используют добавки, такие как соли стронция, для содействия образованию арагонитовых кристаллов в ходе карбонизации, приводящей к формированию ОКК. Например, в GB 2145074A раскрыт способ получения продукта осажденного арагонитового карбоната кальция путем добавления в ходе карбонизации хлорида стронция (SrCl2), действующего в качестве агента, способствующего образованию кристаллов арагонита.
Применение соединений стронция в качестве добавок в процесс карбонизации для получения ОКК также раскрыто в способах получения ОКК, описанных в следующих японских патентных публикациях: JP63260815, JP59223225, JP5116936 и JP1018911.
Во втором подходе в способах использовали затравочные кристаллы арагонита для увеличения образования кристаллов арагонита. Например, в GB 941900A описан способ получения арагонитового карбоната кальция путем введения раствора карбоната натрия в ходе карбонизации. В цитированном документе предполагается, что добавление затравочных кристаллов арагонита при осуществлении раскрытого способа может ускорять образование кристаллов арагонита.
Как было показано, обсужденные выше способы получения ненамного увеличивают суммарное содержание арагонитовых кристаллов в продукте ОКК. Однако данными способами, в общем, нельзя было получить ОКК, имеющий суммарное арагонитовое содержание более 60%.
В EP 0 768 344 A2 описан способ получения осажденного карбоната кальция для применения в качестве пигмента в композициях для нанесения покрытия на бумагу. Способ включает в себя стадии (a) карбонизации водной среды, содержащей известь, с получением водной суспензии осажденного карбоната кальция, преимущественно в избранной кристаллической форме, (b) по меньшей мере частичного обезвоживания суспензии, содержащей ОКК, и (c) раздробления суспензии, содержащей ОКК, путем измельчения истиранием при высокой силе сдвига с помощью среды для измельчения истиранием.
Наконец, заявитель обращает внимание на свою собственную патентную заявку WO 2011/121065, в которой также раскрыто применение затравочных кристаллов арагонита для увеличения формирования кристаллов арагонита. После формирования затравочных кристаллов арагонита водную суспензию затравок подвергают последующей обработке, состоящей из стадии обезвоживания и измельчения, перед использованием затравок для формирования конечного продукта арагонитового ОКК. Однако применение стадии измельчения требует высоких затрат энергии и, следовательно, приводит к удорожанию получения продукта арагонитового ОКК.
Соответственно, продолжает существовать потребность в низкозатратном способе получения осажденного ОКК, содержащего увеличенные количества арагонитового полиморфа.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение предоставляет способ получения низкозатратного материала, содержащего ОКК, где в материале, содержащем ОКК, на арагонитовый полиморф приходится более 60% и предпочтительно более 70% относительно ОКК. В своей общей форме настоящее изобретение достигает данных требований за счет использования трехстадийного способа производства. На первой стадии может быть сформирована водная суспензия осажденных затравок карбоната кальция путем карбонизации суспензии Са(ОН)2 в присутствии 0,005-0,030 или, предпочтительнее, 0,01-0,02 моль стронция в форме Sr(OH)2 на моль Са(ОН)2 перед карбонизацией. На второй стадии осажденные затравки карбоната кальция, полученные на стадии (a), обезвоживают и диспергируют с получением водной суспензии осажденных затравок карбоната кальция, имеющих значение d 50, меньшее либо равное 0,1-0,3 мкм, и удельную площадь поверхности по БЭТ от 10 до 30 м2/г. Обезвоживание проводят посредством использования трубчатого пресса. На третьей стадии водная суспензия продукта осажденного карбоната кальция может быть сформирована путем карбонизации взвеси Са(ОН)2 в присутствии 0,5-5% в выражении на сухую массу осажденных затравок карбоната кальция, полученных на стадии (b). Осажденные затравки карбоната кальция могут иметь значение d 50, которое меньше, чем d 50 продукта осажденного карбоната кальция, и осажденные затравки карбоната кальция могут иметь содержание арагонитового полиморфа, большее либо равное таковому в продукте осажденного карбоната кальция. Как будет обсуждено ниже в примерах, продукт данного трехстадийного способа преодолевает недостатки прежних способов получения ОКК и обеспечивает желаемое увеличение суммарного массового процента арагонитового полиморфа в конечном продукте.
Настоящее изобретение также предоставляет водную суспензию осажденных затравок карбоната кальция, получаемых после стадии (b) способа изобретения, причем суспензия имеет значение pH, меньшее либо равное 9, предпочтительно в диапазоне от 8,5 до 9.
Кроме того, настоящее изобретение предоставляет материал, содержащий продукт осажденного карбоната кальция настоящего изобретения. Материал может включать в себя, например, продукты, в которых желательным является включение карбонат кальция в качестве наполнителя или кроющего пигмента, такие как бумага, бумажные продукты, чернила, краски, покрытия, пластмассы или полимеры, адгезивы, строительные продукты, продукты питания и фармацевтические продукты.
Наконец, продукт осажденного карбоната кальция настоящего изобретения направлен на области применения продукта для производства материала, в котором желательным является использование арагонитового ОКК (А-ОКК) в качестве наполнителя или кроющего пигмента.
Не менее важным является то, что настоящее изобретение также предоставляет применение трубчатого пресса в способе получения продукта осажденного карбоната кальция настоящего изобретения.
Дополнительные цели изобретения будут ясны из нижеследующего описания.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг. 1 приведена диаграмма, кратко иллюстрирующая технологический маршрут предшествующего уровня техники для получения продукта А-ОКК. Согласно данному способу предшествующего уровня техники после получения затравок А-ОКК затравки А-ОКК обезвоживают с помощью центрифуги, а затем подвергают стадии измельчения и разрушения агломератов. Затем на следующей стадии измельченную и не имеющую агломератов затравку А-ОКК используют для осаждения продукта А-ОКК.
На Фиг. 2 приведена диаграмма, кратко иллюстрирующая технологический маршрут согласно настоящему изобретению для получения продукта А-ОКК. Согласно способу изобретения затравки А-ОКК подвергают лишь стадии обезвоживания посредством трубчатого пресса. Затем на следующей стадии обезвоженную затравку А-ОКК используют для осаждения продукта А-ОКК путем карбонизации взвеси гидроксида кальция газообразным CO2 в присутствии затравок А-ОКК.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Как обсуждено выше, ОКК обычно производят посредством карбонизации гашеной извести. В данном способе дробленый карбонат кальция сначала кальцинируют (нагревают) с формированием извести (CaO) и газообразного диоксида углерода (CO2). Данная реакция показана в реакции (1):
(1) CaCO3 → CaO+CO2
Затем известь гасят водой с получением гидроксида кальция (Ca(OH)2) или известкового молока, что показано в реакции (2):
(2) CaO+H2O → Ca(OH)2
Наконец, гидроксид кальция объединяют с диоксидом углерода (обычно уловленным в ходе стадии кальцинирования) с осаждением карбоната кальция. Данная стадия карбонизации показана в реакции (3):
(3) Ca(OH)2+CO2 → CaCO3+H2O
Согласно настоящему изобретению продукт осажденного карбоната кальция получают трехстадийным способом. На первой стадии получают водную суспензию (или взвесь) осажденных затравок карбоната кальция путем карбонизации суспензии Ca(OH)2 в присутствии 0,005-0,030 или, предпочтительнее, 0,01-0,02 моль стронция в форме Sr(OH)2 в расчете на моль Ca(OH)2 перед карбонизацией. Sr(OH)2 может быть введен через известь суспензии Ca(OH)2 или, предпочтительнее, может быть сформирован на месте добавлением минералов, содержащих SrO, в ходе гашения и/или карбонизации. Когда Sr(OH)2 формируется на месте путем добавления минералов, содержащих SrO, минерал, содержащий SrO, может быть получен предпочтительно кальцинированием минералов, содержащих SrCO3, или неочищенного сырьевого каменного стронцианита.
Осажденные затравки карбоната кальция настоящего изобретения отличаются содержанием арагонитового полиморфа, большим или равным содержанию арагонитового полиморфа в продукте осажденного карбоната кальция, полученном на второй стадии. А именно, в способе настоящего изобретения водный раствор осажденных затравок карбоната кальция может иметь содержание арагонитового полиморфа более 85%, предпочтительно 90% или, наиболее предпочтительно, 95% в расчете на сухую массу. Процент сухой массы, как описано здесь, определяют рентгенодифракционным анализом (XRD).
Осажденные затравки карбоната кальция, полученные в ходе первой стадии способа получения, дополнительно отличаются массовым медианным размером частиц d 50, который меньше массового медианного размера d 50 продукта осажденного карбоната кальция. В настоящем документе “размер частиц” продукта карбоната кальция описывают его распределением размеров частиц. Значение d x представляет диаметр, относительно которого x% по массе частиц имеют диаметры менее d x. Это означает, что значение d 20 представляет собой размер частиц, при котором 20 масс. % всех частиц являются более мелкими, и значение d 75 представляет собой размер частиц, при котором 75 масс. % всех частиц являются более мелкими. Таким образом, значение d 50 представляет собой массовый медианный размер частиц, то есть 50 масс. % всех зерен крупнее или мельче данного размера частиц. Для определения значения массового медианного размера частиц d 50 можно использовать прибор SedigraphTM 5100 от компании Micrometrics, США.
На второй стадии осажденные затравки карбоната кальция, полученные на стадии (a), подвергают обезвоживанию и диспергированию, чтобы получить водную суспензию осажденных затравок карбоната кальция, имеющих значение d 50, меньшее либо равное 0,1-0,3 мкм, и удельную площадь поверхности по БЭТ от 10 до 30 м2/г. Удельную площадь поверхности по БЭТ (также обозначаемую УПП) определяли согласно ISO 9277, используя Tristar II 3020, продаваемый компанией MICROMERITICSTM, и измеряя абсорбцию азота на высушенном образце согласно методике БЭТ.
Обезвоживание на данной стадии проводят посредством трубчатого пресса. Трубчатый пресс представляет собой фильтр-пресс мембранного типа и способен к работе при высоких фильтрационных давлениях вплоть до 100 бар или выше. Применение данных высоких давлений обеспечивает возможность более высокой степени сепарации жидкой и твердой фаз.
Принципы работы трубчатого пресса являются следующими.
Фильтрация происходит между двумя концентрическими цилиндрами. Внешний цилиндр представляет собой корпус, а внутренний представляет собой свечу. Технологическую взвесь нагнетают в кольцевое пространство между фильтрующей средой и камерой. Затем гидравлическую текучую среду, обычно воду, нагнетают между камерой и корпусом, воздействуя давлением на взвесь и вызывая протекание фильтрации. Когда фильтрация завершена, гидравлическую текучую среду отводят из трубного блока, используя вакуум, пока камера не расширится вплотную к корпусу. Затем свечу опускают до положения выгрузки и между свечой и фильтрующей средой продувают струю воздуха. Это приводит к тому, что фильтрующая ткань растягивается, разламывая уплотненную фильтрационную массу, которая извлекается под действием силы тяжести. По завершении свеча приближается к положению заполнения взвесью для повторения цикла.
По сравнению со способом, описанным в документе WO 2011/121065 и использующим стадию обезвоживания в сочетании со стадией измельчения, настоящий способ, в котором используется лишь обезвоживание путем применения трубчатого пресса, обладает следующими преимуществами:
Во-первых, имеется экономия затрат, поскольку в настоящем способе не используют энергоемкую стадию измельчения.
Другая причина заключается в том, что стадию измельчения в WO 2011/121065 используют для разрушения агломератов полученных кристаллов арагонитового ОКК, которые получали после реакции карбонизации в форме агломератов. Однако измельчение кристаллов ОКК обычно высвобождает известь, которая захватывается внутри агломератов в качестве компонента ОКК, приводя к увеличению вязкости суспензии ОКК и к увеличению pH. Последнее, то есть увеличение pH, особенно нежелательно, когда конечный продукт должен использоваться в бумажной промышленности. Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что данный недостаток, который связан с применением стадии измельчения, может быть устранен путем использования трубчатого пресса при одновременном получении не находящихся в форме агломератов кристаллов арагонитового ОКК.
Стадию (b) обезвоживания проводят при давлении в диапазоне от 50 до 150 бар, предпочтительно при давлении в диапазоне от 60 до 120 бар и наиболее предпочтительно при давлении в диапазоне от 80 до 100 бар.
Начальная температура обезвоживания находится в диапазоне от 15 до 80°C, предпочтительно начальная температура находится в диапазоне от 20 до 70°C и предпочтительнее начальная температура находится в диапазоне от 30 до 60°C.
Продукт, полученный после обезвоживания, обычно уплотненная фильтрационная масса, предпочтительно имеет содержание твердого вещества в диапазоне от 60 до 85% в расчете на массу уплотненной фильтрационной массы.
После обезвоживания полученную уплотненную фильтрационную массу арагонитового ОКК диспергируют путем использования обычных диспергирующих агентов, чтобы получить водную суспензию осажденных затравок карбоната кальция, имеющих значение d 50, меньшее либо равное 0,1-0,3 мкм, и удельную площадь поверхности по БЭТ от 10 до 30 м2/г, которую используют на третьей стадии настоящего способа. Предпочтительные диспергирующие агенты основаны на полиакриловой кислоте. Диспергирование может быть проведено с применением любого подходящего средства, и его предпочтительно проводят путем использования диспергатора с высоким сдвиговым воздействием.
Водная суспензия осажденных затравок карбоната кальция, полученная после стадии (b), то есть после обезвоживания и диспергирования, имеет значение pH, меньшее либо равное 9, и предпочтительно находящееся в диапазоне от 8,5 до 9.
На третьей стадии способа настоящего изобретения формируют водную суспензию продукта осажденного карбоната кальция путем карбонизации взвеси Ca(OH)2 в присутствии 0,5-5% в расчете на сухую массу осажденных затравок карбоната кальция, полученных на первой стадии способа получения. В этой связи, осажденные затравки карбоната кальция могут быть добавлены к взвеси Ca(OH)2 перед карбонизацией продукта осажденного карбоната кальция. Альтернативно, осажденные затравки карбоната кальция могут быть добавлены к взвеси Ca(OH)2 в ходе первой четверти суммарного времени карбонизации. В контексте настоящего изобретения подразумевается, что суммарное время карбонизации включает в себя период от начала процесса карбонизации до точки реакции карбонизации, в которой измеренная электрическая проводимость реакционной смеси достигает минимума.
Описанный здесь способ способен давать продукт осажденного карбоната кальция, который имеет содержание арагонитового полиморфа более 60% в расчете на сухую массу и предпочтительно более 70% в расчете на сухую массу при определении анализом XRD. Кроме того, продукт осажденного карбоната кальция, полученный на второй стадии, предпочтительно содержит суммарное количество стронция от 0,2 до 15 моль/сухую метрическую тонну, более предпочтительно от 1 до 5 моль/сухую метрическую тонну.
Также в рамках настоящего изобретения продукт осажденного карбоната кальция, полученный на третьей стадии, можно подвергать дальнейшим стадиям обезвоживания и диспергирования, чтобы получить продукт осажденного карбоната кальция, имеющий желаемые характеристики. Предпочтительно, продукт осажденного карбоната кальция, полученный на третьей стадии, может быть подвергнут дополнительной обработке для получения массового медианного размера частиц d 50 от 0,30 до 0,45 мкм и УПП по БЭТ от 8 до 20 м2/г.
Наконец, продукт арагонитового осажденного карбоната кальция, полученный в соответствии с настоящим изобретением, можно использовать в различных материалах, в которых желательным является использование карбоната кальция в качестве наполнителя или кроющего пигмента. Например, продукт арагонитового осажденного карбоната кальция можно использовать в фармацевтической области с продуктами, такими как медикаменты, в продуктах питания для человека или животных, в области бумажного производства, например, в качестве наполнителя или покрытия для бумаги, в красках на водной основе или на неводной основе, в пластмассах или полимерах, в печатных красках (например, в офсетной печати, флексографской и ротационной глубокой печати).
В Таблице 1 проиллюстрировано сравнение свойств продуктов, полученных в настоящем изобретении, относительно таковых, полученных с использованием способа предшествующего уровня техники.
| Пример | Сравнит. пример 1 | Сравнит. пример 2 | Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | ||
| ИЗ = Изобретение/ УТ = Уровень техники |
УТ | УТ | ИЗ | ИЗ | ИЗ | ||
| Затравка А-ОКК | Карбонизация | Sr(OH)2·8H2O [масс. %] |
5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 |
| УПП [м2/г] | 15,6 | 13,7 | 14,9 | 13,7 | 17,3 | ||
| d 50 [мкм] | 1,17 | 0,99 | 0,91 | 0,99 | 1,02 | ||
| Арагонит [%] | 97,4 | 98,2 | 98,5 | 98,2 | 98,7 | ||
| Последующая обработка | УПП [м2/г] | 26,6 | 22,3 | 20,5 | 18,2 | 23,3 | |
| d 50 [мкм] | 0,22 | 0,21 | 0,21 | 0,21 | 0,21 | ||
| Продукт А-ОКК | Карбонизация | Затравка А-ОКК [масс. %] |
1,5 | 1,0 | 1,5 | 1,0 | 1,0 |
| УПП [м2/г] | 9,2 | 8,0 | 9,2 | 9,4 | 9,5 | ||
| d 50 [мкм] | 1,37 | 1,37 | 1,21 | 1,22 | 1,12 | ||
| Арагонит [%] | 86,1 | 88,1 | 87,3 | 83,8 | 92,0 | ||
| Последующая обработка | УПП [м2/г] | 13,1 | 11,6 | 12,4 | 9,6 | 14,1 | |
| d 50 [мкм] | 0,36 | 0,34 | 0,37 | 0,42 | 0,31 |
Примеры
Методы измерений
Измерение pH
pH измеряют при 25°C, используя pH-метр Mettler Toledo Seven Easy и pH-электрод Mettler Toledo InLab® Expert Pro. Сначала проводили калибровку прибора по трем точкам (согласно методу сегментов), используя коммерчески доступные буферные растворы, имеющие значения pH 4, 7 и 10 при 20°C (от Aldrich). Приведенные значения pH представляют собой значения конечных точек, обнаруживаемых прибором (конечная точка обнаруживается, когда измеренный сигнал отличается менее чем на 0,1 мВ от среднего за последние 6 с).
Удельная площадь поверхности (УПП) по БЭТ
Удельную площадь поверхности (также обозначаемую как УПП) по БЭТ определяли согласно ISO 9277, используя прибор Tristar II 3020, продаваемый компанией MICROMERITICSTM.
Распределение частиц по размеру (масс. % частиц с диаметром <
x
мкм) и массовый медианный диаметр частиц (
d
50
) материала в форме частиц (
d
50
(мкм))
Sedigraph
TM
5100
Массовый медианный диаметр частиц и массовое распределение частиц по диаметру для материала в форме частиц определяли методом седиментации, то есть анализом седиментационного поведения в поле силы тяжести. Измерение проводят с помощью прибора SedigraphTM 5120, продаваемого компанией MICROMERITICSTM.
Способ и прибор известны специалисту и обычно используются для определения размера частиц наполнителей и пигментов. Измерение проводят в водном растворе 0,1% масс. Na4P2O7. Образцы диспергировали, используя высокоскоростную мешалку и ультразвук.
Масса твердых веществ (% по массе) материала в суспензии
Массу твердых веществ (также называемую содержанием твердых веществ в материале) определяли делением массы твердого материала на суммарную массу водной суспензии. Массовое содержание твердых веществ определяли при 160°C, используя Moisture Analyzer MJ 33 от Mettler Toledo.
Массу твердого материала определяли взвешиванием твердого материала, полученного выпариванием водной фазы суспензии и сушкой полученного материала до постоянной массы.
Сравнительные примеры
Сравнительный пример 1
Стадия 1: Затравка А-ОКК
200 кг негашеной извести CaO (поставляемой Tagger Lime, Голлинг, Австрия) гасили добавлением соединения к 1400 л [не 1,4(00) л] водопроводной воды с температурой 50°С в реакторе с перемешиванием. Негашеную известь гасили в течение 30 мин при непрерывном перемешивании, и получившуюся взвесь гидроксида кальция (“известковое молоко”) доводили до содержания твердых веществ 14% путем разведения водой с температурой 60°С, а затем просевали на сетчатом фильтре 100 мкм.
Осаждение затравок А-ОКК осуществляли в имеющем перегородки цилиндрическом реакторе из нержавеющей стали на 2000 литровом, оборудованном подводящим газ смесителем, трубкой из нержавеющей стали для проведения карбонизации, направляющей газовый поток диоксида углерода/воздуха на лопастное колесо, и зондами для отслеживания pH и проводимости суспензии. В реактор для карбонизации добавляли 1600 л суспензии гидроксида кальция, полученной на вышеописанной стадии гашения, температуру которой регулировали до 60°С. Затем перед карбонизацией к известковому молоку добавляли 5,0% по массе Sr(OH)2·8H2O (в расчете на сухую массу гидроксида кальция). Затем газ, представляющий собой воздух с 20% по объему CO2, барботировали кверху через взвесь со скоростью 200 м3/ч при перемешивании взвеси со скоростью 240 об/мин. Объемную долю CO2 и скорость потока газа поддерживали при данном значении до окончания реакции. В ходе карбонизации температуру реакционной смеси не контролировали и позволяли ей повышаться из-за теплоты, генерируемой в экзотермической реакции осаждения. После того как проводимость достигала минимума, соответствующего полной конверсии Ca(OH)2 в ОКК, пропускание газа продолжали в течение дополнительных 10 мин перед тем, как останавливали введение газа. Время карбонизации, рассчитанное от начала введения газа до времени минимальной проводимости, составляло 84 мин. Затем взвесь затравок А-ОКК просеивали на сетчатом фильтре 45 мкм и просеянный продукт извлекали в виде водной взвеси затравок А-ОКК. Карбонизация затравок А-ОКК с добавлением 5,0% по массе Sr(OH)2·8H2O давала взвесь затравок А-ОКК, имеющую 97,4% арагонита при pH 10.
Проводили последующую обработку взвеси затравок А-ОКК. В частности, материал обезвоживали и измельчали, что давало частицы, имеющие УПП 26,6 м2/г и медианный диаметр d 50 0,22 мкм.
Стадия 2: Продукт А-ОКК
Гашение и карбонизацию осуществляли таким же образом, как описано выше для стадии 1, за исключением того, что не добавляли Sr(OH)2·8H2O и к известковому молоку перед карбонизацией добавляли 1,5% по массе (рассчитано на сухой карбонат кальция, считая на сухую массу гидроксида кальция) измельченной затравки А-ОКК, сформированной на стадии 1. Испытание, проведенное на конечном продукте А-ОКК, показывало, что продукт на 86,1% состоял из арагонитовых кристаллов. Кроме того, последующую обработку проводили, используя трубчатый пресс, что давало частицы, имеющие УПП 13,1 м2/г и медианный диаметр d 50 0,36 мкм.
Сравнительный пример 2
Стадия 1: Затравка А-ОКК
Сравнительный пример 2 отличается от сравнительного примера 1 только использованной негашеной известью. В данном примере использовали 200 кг негашеной извести от компании Mississippi Lime Co., Ste. Geneviève, Миссури.
Гашение и карбонизацию негашеной извести проводили таким же образом, как описано для стадии 1 сравнительного примера 1.
Проводили последующую обработку взвеси затравок А-ОКК. В частности, материал обезвоживали и измельчали, что давало частицы, имеющие УПП 22,3 м2/г и медианный диаметр d 50 0,21 мкм.
Стадия 2: Продукт А-ОКК
Гашение и карбонизацию осуществляли таким же образом, как описано для стадии 2 в сравнительном примере 1, за исключением того, что к известковому молоку перед карбонизацией добавляли 1,0% по массе измельченных затравок А-ОКК, сформированных на стадии 1. Испытание, проведенное на конечном продукте А-ОКК, показывало, что продукт на 87,7% состоял из арагонитовых кристаллов. Кроме того, последующую обработку проводили, используя трубчатый пресс, что давало частицы, имеющие УПП 11,6 м2/г и медианный диаметр d 50 0,34 мкм.
Примеры по изобретению
Пример 1
Стадия 1: Затравка А-ОКК
Гашение и карбонизацию проводили таким же образом, как описано выше для стадии 1 сравнительного примера 1.
Стадия 2: Последующая обработка
Последующую обработку взвеси затравок А-ОКК проводили следующим образом:
Примерно 0,3 м3 суспензии, полученной на стали 1, переносили в трубчатый пресс серии 500 SC от Metso Minerals.
Параметры трубчатого пресса были следующими:
Давление подачи суспензии: 9 бар
Низкое давление: 20 бар
Время действия низкого давления: 120 с
Высокое давление: 100 бар
Время действия высокого давления: 60 с
Температура заполнения: 31°С
Уплотненная фильтрационная масса, полученная после обезвоживания с помощью трубчатого пресса, показывала содержание твердых веществ 68% по массе.
Затем уплотненную фильтрационную массу повторно диспергировали, используя 1,3% по массе общепринятого диспергирующего агента на полиакриловой основе, с использованием диспергатора с высоким сдвиговым воздействием. Полученные частицы имели УПП 20,5 м2/г, медианный диаметр d 50 0,21 мкм и pH 8,9.
Стадия 3: Продукт А-ОКК
Гашение и карбонизацию осуществляли таким же образом, как описано для стадии 2 сравнительного примера 1, за исключением того, что не добавляли Sr(OH)2·8H2O и к известковому молоку перед карбонизацией добавляли 1,5% по массе (рассчитано на сухой карбонат кальция, считая на сухую массу гидроксида кальция) затравки А-ОКК, сформированной на стадии 2. Испытание, проведенное на конечном продукте А-ОКК, показывало, что продукт на 87,3% имел арагонитовую кристаллическую форму.
Хотя это не требовалось, в данном примере последующую обработку взвеси затравок А-ОКК проводили аналогично тому, как описано выше для стадии 2. Полученные частицы имели УПП 12,4 м2/г и медианный диаметр d 50 0,37 мкм.
Пример 2
Стадия 1: Затравка А-ОКК
Гашение и карбонизацию проводили таким же образом, как описано для стадии 1 сравнительного примера 1. Единственное отличие заключалось в использованном типе извести, которая представляла собой негашеную известь от компании Mississippi Lime Co., Ste. Geneviève, Миссури. Карбонизация затравок А-ОКК давала взвесь затравок А-ОКК, имеющую содержание арагонита 98,2%.
Стадия 2: Последующая обработка
Последующую обработку взвеси затравок А-ОКК проводили аналогично тому, как описано для стадии 2 примера 1.
Полученные частицы имели УПП 18,2 м2/г и медианный диаметр d 50 0,21 мкм.
Стадия 3: Продукт А-ОКК
Гашение и карбонизацию осуществляли таким же образом, как описано для стадии 1 примера 1, за исключением того, что к известковому молоку перед карбонизацией добавляли 1,0% по массе (рассчитано на сухой карбонат кальция, считая на сухую массу гидроксида кальция) затравки А-ОКК, сформированной на стадии 2. Испытание, проведенное на конечном продукте А-ОКК, показывало, что продукт на 83,8% имел арагонитовую кристаллическую форму.
Хотя это не требовалось, в данном примере последующую обработку взвеси затравок А-ОКК проводили аналогично тому, как описано для стадии 2 сравнительного примера 1. Полученные частицы имели УПП 9,6 м2/г и медианный диаметр d 50 0,42 мкм.
Пример 3
Пример 3 отличается от примера 2 только использованным продуктом, который представляет собой CaO от компании Graymont Inc., Superior, Висконсин.
Данные о свойствах всех продуктов, полученных в сравнительных примерах 1 и 2, а также в примерах с 1 по 3, могут быть почерпнуты из Таблицы 1.
Теперь, когда подробно описаны различные варианты осуществления настоящего изобретения, различные модификации и усовершенствования изобретения станут вполне очевидными специалистам в данной области техники. Настоящие варианты осуществления, следовательно, следует рассматривать во всех отношениях как иллюстративные и неограничивающие, причем объем изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения, и все изменения, которые подпадают под значение и диапазон эквивалентности пунктов формулы изобретения, следовательно, подразумеваются включенными в них.
Claims (17)
1. Способ получения продукта осажденного карбоната кальция, включающий в себя стадии:
(a) получения водной суспензии осажденных затравок карбоната кальция путем карбонизации суспензии Са(ОН)2 в присутствии 0,005-0,030 моль Sr в форме Sr(OH)2 на моль Са(ОН)2,
(b) обезвоживания и диспергирования осажденных затравок карбоната кальция, полученных на стадии (a), с получением водной суспензии осажденных затравок карбоната кальция, имеющих значение d 50, меньшее либо равное 0,1-0,3 мкм, и удельную площадь поверхности по БЭТ от 10 до 30 м2/г, и
(c) формирования водной суспензии продукта осажденного карбоната кальция путем карбонизации взвеси Са(ОН)2 в присутствии 0,5-5% в выражении на сухую массу осажденных затравок карбоната кальция, полученных на стадии (b),
в котором осажденные затравки карбоната кальция имеют значение d 50, которое меньше, чем d 50 продукта осажденного карбоната кальция, и осажденные затравки карбоната кальция имеют содержание арагонитового полиморфа, большее либо равное таковому в продукте осажденного карбоната кальция, полученном на стадии (c), отличающийся тем, что стадию (b) обезвоживания проводят путем применения трубчатого пресса.
2. Способ по п. 1, в котором суспензию Са(ОН)2 на стадии (a) карбонизируют в присутствии 0,01-0,02 моль Sr на моль Са(ОН)2.
3. Способ по п. 1, в котором Sr(ОН)2 на стадии (a) формируют на месте путем добавления минерала, содержащего SrО.
4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором водный раствор осажденных затравок карбоната кальция, сформированных на стадии (a), имеет содержание арагонитового полиморфа более 85% в расчете на сухую массу, предпочтительно более 90% в расчете на сухую массу и наиболее предпочтительно более 95% в расчете на сухую массу.
5. Способ по любому из пп. 1-3, в котором осажденные затравки карбоната кальция добавляют к взвеси Са(ОН)2 на стадии (c) перед карбонизацией взвеси Са(ОН)2 или в ходе первой четверти суммарного времени карбонизации, необходимого для карбонизации взвеси Са(ОН)2.
6. Способ по любому из пп. 1-3, в котором обезвоживание стадии (b) проводят при давлении в диапазоне от 50 до 150 бар, предпочтительно при давлении в диапазоне от 60 до 120 бар и наиболее предпочтительно при давлении в диапазоне от 80 до 100 бар.
7. Способ по любому из пп. 1-3, в котором обезвоживание стадии (b) проводят при начальной температуре в диапазоне от 15 до 80°C, предпочтительно при начальной температуре в диапазоне от 20 до 70°C и наиболее предпочтительно при начальной температуре в диапазоне от 30 до 60°C.
8. Способ по любому из пп. 1-3, дополнительно включающий в себя стадию проведения одного или более из обезвоживания и диспергирования продукта осажденного карбоната кальция, полученного на стадии (c), чтобы получить продукт осажденного карбоната кальция, имеющий d 50 от 0,30 до 0,45 микрометров и удельную площадь поверхности по БЭТ от 8 до 20 м2/г.
9. Способ по любому из пп. 1-3, в котором продукт осажденного карбоната кальция, полученный на стадии (c), имеет суммарное количество стронция от 0,2 до 15 моль/сухую метрическую тонну и предпочтительно от 1 до 5 моль/сухую метрическую тонну.
10. Способ по любому из пп. 1-3, в котором продукт осажденного карбоната кальция, полученный на стадии (c), имеет содержание арагонитового полиморфа более 60% в расчете на сухую массу и предпочтительно более 70% в расчете на сухую массу.
11. Водная суспензия осажденных затравок карбоната кальция, полученных после стадии (b) способа по п. 1, причем суспензия имеет значение pH, меньшее либо равное 9, предпочтительно находящееся в диапазоне от 8,5 до 9.
12. Материал, содержащий продукт осажденного карбоната кальция, полученный способом по любому из пп. 1-10.
13. Материал по п. 12, где материал выбирают из группы, состоящей из бумаги, бумажного продукта, чернил, краски, покрытия, пластмассы, адгезива, строительного продукта, продукта питания и фармацевтического продукта.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP13181073.1A EP2840065B1 (en) | 2013-08-20 | 2013-08-20 | Process for obtaining precipitated calcium carbonate |
| EP13181073.1 | 2013-08-20 | ||
| PCT/EP2014/067075 WO2015024799A1 (en) | 2013-08-20 | 2014-08-08 | Process for obtaining precipitated calcium carbonate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016109610A RU2016109610A (ru) | 2017-09-26 |
| RU2648923C2 true RU2648923C2 (ru) | 2018-03-28 |
Family
ID=48986059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016109610A RU2648923C2 (ru) | 2013-08-20 | 2014-08-08 | Способ получения осажденного карбоната кальция |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US9776884B2 (ru) |
| EP (2) | EP2840065B1 (ru) |
| JP (1) | JP6247765B2 (ru) |
| KR (1) | KR20160040280A (ru) |
| CN (1) | CN105473505B (ru) |
| AU (1) | AU2014310798B2 (ru) |
| CA (1) | CA2920701C (ru) |
| CL (1) | CL2016000350A1 (ru) |
| DK (1) | DK2840065T3 (ru) |
| ES (1) | ES2616130T3 (ru) |
| HR (1) | HRP20170131T1 (ru) |
| HU (1) | HUE032925T2 (ru) |
| MX (1) | MX2016002029A (ru) |
| PL (1) | PL2840065T3 (ru) |
| PT (1) | PT2840065T (ru) |
| RU (1) | RU2648923C2 (ru) |
| SI (1) | SI2840065T1 (ru) |
| TW (1) | TWI599543B (ru) |
| WO (1) | WO2015024799A1 (ru) |
Families Citing this family (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2722368B1 (en) | 2012-10-16 | 2016-07-13 | Omya International AG | Process of controlled chemical reaction of a solid filler material surface and additives to produce a surface treated filler material product |
| EP3088475A1 (en) | 2015-04-27 | 2016-11-02 | Omya International AG | Modified mineral-based filler comprising copper salts |
| EP3133127B1 (en) | 2015-08-21 | 2018-08-08 | Omya International AG | Process for the preparation of a mineral filler product |
| EP3156540A1 (en) | 2015-10-12 | 2017-04-19 | Omya International AG | Process for the deinking of coated paper or paperboard |
| EP3192839B1 (en) | 2016-01-14 | 2023-03-08 | Omya International AG | Alkoxysilane treatment of a calcium carbonate-comprising material |
| ES2702459T3 (es) | 2016-01-14 | 2019-03-01 | Omya Int Ag | Uso de un carbonato de calcio tratado en superficie como secuestrante de oxígeno |
| EP3192838A1 (en) | 2016-01-14 | 2017-07-19 | Omya International AG | Treatment of surface-reacted calcium carbonate |
| EP3272799A1 (en) | 2016-07-19 | 2018-01-24 | Omya International AG | Use of mono-substituted succinic anhydride in polylactic acid composite filled with calcium carbonate |
| EP3275537A1 (en) | 2016-07-25 | 2018-01-31 | Omya International AG | Surface-modified calcium carbonate as carrier for transition metal-based catalysts |
| EP3275946A1 (en) | 2016-07-25 | 2018-01-31 | Omya International AG | Post treatment of surface-reacted calcium carbonate with different functional cations |
| EP3311665A1 (en) | 2016-10-21 | 2018-04-25 | Omya International AG | Use of surface-reacted calcium carbonate for preparing supersaturated aqueous systems |
| EP3318599A1 (en) | 2016-11-07 | 2018-05-09 | Omya International AG | Use of mono-substituted succinic anhydride |
| EP3378502A1 (en) | 2017-03-23 | 2018-09-26 | Omya International AG | Use of zinc treated precipitated calcium carbonate in hygienic products |
| EP3385335A1 (en) | 2017-04-03 | 2018-10-10 | Omya International AG | Pigment composition comprising surface modified calcium carbonate and ground natural calcium carbonate |
| JP7085325B2 (ja) * | 2017-09-01 | 2022-06-16 | 奥多摩工業株式会社 | アラゴナイト型軽質炭酸カルシウム及びその製造方法 |
| EP3520798A1 (en) | 2018-01-31 | 2019-08-07 | Omya International AG | Use of functionalized calcium carbonate as active ingredient |
| EP3542897A1 (en) | 2018-03-23 | 2019-09-25 | Omya International AG | Method for transesterification of carboxylic acid esters |
| CN112088183A (zh) | 2018-04-11 | 2020-12-15 | 欧米亚国际集团 | 用于弹性体膜制备的含碳酸钙组合物 |
| SI3561002T1 (sl) | 2018-04-23 | 2021-01-29 | Omya International Ag | Uporaba aditivov, ki vsebujejo primarne alkanolamine v vodnih mineralnih suspenzijah |
| EP3599016A1 (en) | 2018-07-24 | 2020-01-29 | Omya International AG | Heavy metal removal using minerals being functionalized with thiols |
| EP3599224A1 (en) | 2018-07-24 | 2020-01-29 | Omya International AG | Particulate mineral materials functionalized with reducing agents for lowering the amount of heavy metal contaminants from an aqueous medium |
| EP3599223A1 (en) | 2018-07-24 | 2020-01-29 | Omya International AG | Heavy metal removal using minerals being functionalized with adsorption enhancers |
| EP3750950A1 (en) | 2019-06-12 | 2020-12-16 | Omya International AG | Chemical foaming of pvc with surface-reacted calcium carbonate (mcc) and/or hydromagnesite |
| EP3753409A1 (en) | 2019-06-18 | 2020-12-23 | Omya International AG | Use of urea as an antimicrobial additive in an aqueous suspension |
| WO2021005182A1 (en) | 2019-07-11 | 2021-01-14 | Omya International Ag | Nonwoven fabric and process for the production thereof |
| KR20220069987A (ko) | 2019-09-26 | 2022-05-27 | 옴야 인터내셔널 아게 | 금속 화학종을 위한 촉매 담체로서의 gncc 및/또는 pcc |
| JP2022549645A (ja) | 2019-09-26 | 2022-11-28 | オムヤ インターナショナル アクチェンゲゼルシャフト | 金属種の触媒担体としてのｓｒｃｃ |
| US11530232B2 (en) * | 2019-11-14 | 2022-12-20 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Reversibly soluble bases for lignin oxidative depolymerization |
| WO2021151651A1 (en) | 2020-01-29 | 2021-08-05 | Omya International Ag | Nonwoven fabrics comprising polylactic acid and surface-treated calcium carbonate |
| WO2021224182A1 (en) | 2020-05-04 | 2021-11-11 | Omya International Ag | Dry compositions and/or emulsions for chemical and physical sun protection and use thereof |
| KR20230042017A (ko) | 2020-07-22 | 2023-03-27 | 옴야 인터내셔널 아게 | 피커링 에멀젼 |
| WO2022073934A1 (en) | 2020-10-05 | 2022-04-14 | Omya International Ag | Kit comprising surface-treated calcium carbonate and a peroxide agent for improving the mechanical properties of polyethylene/polypropylene compositions |
| MX2023003268A (es) | 2020-10-05 | 2023-04-12 | Omya Int Ag | Carbonato de calcio ultrafino tratado superficialmente para mejorar las propiedades mecanicas de las composiciones de polietileno/polipropileno. |
| CN116438231A (zh) | 2020-11-25 | 2023-07-14 | Omya国际股份公司 | 用于薄透气膜的超细经表面处理的填料 |
| US20230271845A1 (en) * | 2020-12-28 | 2023-08-31 | Shiraishi Kogyo Kaisha, Ltd. | Method for producing calcium carbonate and calcium carbonate |
| CN114620753B (zh) * | 2021-11-29 | 2023-08-18 | 浙江天石纳米科技股份有限公司 | 综合利用化学反应热生产轻质碳酸钙的低碳工艺方法 |
| KR20240134903A (ko) * | 2021-12-20 | 2024-09-10 | 블루 플래닛 시스템즈 코포레이션 | 건축 재료를 생산하는 방법들 |
| WO2023187059A1 (en) | 2022-03-31 | 2023-10-05 | Omya International Ag | Calcium carbonate for improving the mechanical properties of thermoplastic polymer compositions |
| EP4306210A1 (en) | 2022-07-12 | 2024-01-17 | Omya International AG | High surface area pcc as a catalyst carrier for platinum compounds |
| WO2024013231A1 (en) | 2022-07-15 | 2024-01-18 | Omya International Ag | Membrane bioreactor wastewater treatment using calcium carbonate |
| CN117263424A (zh) * | 2023-09-15 | 2023-12-22 | 江西铜业技术研究院有限公司 | 一种工业废水中砷的无害化处置方法 |
| WO2025132417A1 (en) | 2023-12-19 | 2025-06-26 | Omya International Ag | Granular material comprising a carboxymethylcellulose binder |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2145074A (en) * | 1983-06-16 | 1985-03-20 | Shiraishi Central Lab Co Ltd | Calcium carbonate |
| US5833747A (en) * | 1995-10-10 | 1998-11-10 | Ecc International Ltd. | Paper coating pigments and their production and use |
| RU2407702C2 (ru) * | 2005-05-20 | 2010-12-27 | Омиа Девелопмент Аг | Различные типы неорганических веществ, которые содержат карбонат, выделяющий при разложении меньшее количество диоксида углерода из ископаемого топлива, способы их получения и их применение |
| WO2011121065A1 (en) * | 2010-04-01 | 2011-10-06 | Omya Development Ag | Process for obtaining precipitated calcium carbonate |
| WO2012175490A1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | Omya Development Ag | Process for the production of precipitated calcium carbonate, precipitated calcium carbonate and uses thereof |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB941900A (en) | 1961-08-21 | 1963-11-13 | Kaiser Aluminium Chem Corp | Improvements in or relating to calcium carbonate |
| JPS5116936A (ru) | 1974-07-31 | 1976-02-10 | Furukawa Electric Co Ltd | |
| JPS5836924A (ja) * | 1981-08-28 | 1983-03-04 | Okutama Kogyo Kk | アラゴナイト系柱状炭酸カルシウムの結晶成長方法 |
| JPS59223225A (ja) | 1983-05-27 | 1984-12-15 | Shiraishi Chuo Kenkyusho:Kk | アラゴナイト質炭酸カルシウムの製造方法 |
| JPS63260815A (ja) | 1987-04-16 | 1988-10-27 | Maruo Calcium Kk | アラゴナイト結晶形炭酸カルシウムの製造法 |
| JP2556706B2 (ja) | 1987-07-14 | 1996-11-20 | 丸尾カルシウム株式会社 | 製紙用炭酸カルシウムの製造方法 |
| JPH05116936A (ja) | 1991-10-25 | 1993-05-14 | Kyodo Kumiai Tsukumi Fine Ceramics Kenkyu Center | 高分散性板状炭酸カルシウムの製造方法 |
| JPH1018911A (ja) | 1996-07-02 | 1998-01-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 流通路形成方法 |
| US6156286A (en) * | 1997-05-21 | 2000-12-05 | Imerys Pigments, Inc. | Seeding of aragonite calcium carbonate and the product thereof |
| JP5116936B2 (ja) | 2003-09-16 | 2013-01-09 | 独立行政法人国立がん研究センター | 哺乳動物由来の検体の癌化度を評価する方法 |
| WO2011121085A1 (en) | 2010-03-31 | 2011-10-06 | Nuplex Resins B.V. | Waterborne hybrid polymer dispersion |
-
2013
- 2013-08-20 EP EP13181073.1A patent/EP2840065B1/en active Active
- 2013-08-20 PL PL13181073T patent/PL2840065T3/pl unknown
- 2013-08-20 HU HUE13181073A patent/HUE032925T2/hu unknown
- 2013-08-20 PT PT131810731T patent/PT2840065T/pt unknown
- 2013-08-20 DK DK13181073.1T patent/DK2840065T3/da active
- 2013-08-20 SI SI201330488A patent/SI2840065T1/sl unknown
- 2013-08-20 ES ES13181073.1T patent/ES2616130T3/es active Active
-
2014
- 2014-07-18 TW TW103124659A patent/TWI599543B/zh not_active IP Right Cessation
- 2014-08-08 WO PCT/EP2014/067075 patent/WO2015024799A1/en active Application Filing
- 2014-08-08 EP EP14749824.0A patent/EP3036193A1/en not_active Withdrawn
- 2014-08-08 JP JP2016535407A patent/JP6247765B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2014-08-08 MX MX2016002029A patent/MX2016002029A/es unknown
- 2014-08-08 CN CN201480046172.0A patent/CN105473505B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2014-08-08 RU RU2016109610A patent/RU2648923C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2014-08-08 CA CA2920701A patent/CA2920701C/en not_active Expired - Fee Related
- 2014-08-08 US US14/907,734 patent/US9776884B2/en active Active
- 2014-08-08 AU AU2014310798A patent/AU2014310798B2/en not_active Ceased
- 2014-08-08 KR KR1020167005747A patent/KR20160040280A/ko not_active Abandoned
-
2016
- 2016-02-16 CL CL2016000350A patent/CL2016000350A1/es unknown
-
2017
- 2017-01-26 HR HRP20170131TT patent/HRP20170131T1/hr unknown
- 2017-01-27 US US15/417,578 patent/US10343929B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2145074A (en) * | 1983-06-16 | 1985-03-20 | Shiraishi Central Lab Co Ltd | Calcium carbonate |
| US5833747A (en) * | 1995-10-10 | 1998-11-10 | Ecc International Ltd. | Paper coating pigments and their production and use |
| RU2407702C2 (ru) * | 2005-05-20 | 2010-12-27 | Омиа Девелопмент Аг | Различные типы неорганических веществ, которые содержат карбонат, выделяющий при разложении меньшее количество диоксида углерода из ископаемого топлива, способы их получения и их применение |
| WO2011121065A1 (en) * | 2010-04-01 | 2011-10-06 | Omya Development Ag | Process for obtaining precipitated calcium carbonate |
| WO2012175490A1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | Omya Development Ag | Process for the production of precipitated calcium carbonate, precipitated calcium carbonate and uses thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2920701C (en) | 2018-02-20 |
| US20160167977A1 (en) | 2016-06-16 |
| EP2840065A1 (en) | 2015-02-25 |
| US9776884B2 (en) | 2017-10-03 |
| DK2840065T3 (da) | 2017-02-20 |
| CA2920701A1 (en) | 2015-02-26 |
| ES2616130T3 (es) | 2017-06-09 |
| PT2840065T (pt) | 2017-01-31 |
| AU2014310798B2 (en) | 2016-08-18 |
| TW201509813A (zh) | 2015-03-16 |
| KR20160040280A (ko) | 2016-04-12 |
| RU2016109610A (ru) | 2017-09-26 |
| AU2014310798A1 (en) | 2016-02-18 |
| WO2015024799A1 (en) | 2015-02-26 |
| JP6247765B2 (ja) | 2017-12-13 |
| PL2840065T3 (pl) | 2017-05-31 |
| HUE032925T2 (hu) | 2017-11-28 |
| US20170137299A1 (en) | 2017-05-18 |
| SI2840065T1 (sl) | 2017-02-28 |
| CL2016000350A1 (es) | 2016-09-30 |
| HRP20170131T1 (hr) | 2017-03-24 |
| JP2016528156A (ja) | 2016-09-15 |
| MX2016002029A (es) | 2016-05-16 |
| EP3036193A1 (en) | 2016-06-29 |
| CN105473505A (zh) | 2016-04-06 |
| EP2840065B1 (en) | 2016-11-16 |
| CN105473505B (zh) | 2019-11-01 |
| TWI599543B (zh) | 2017-09-21 |
| US10343929B2 (en) | 2019-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2648923C2 (ru) | Способ получения осажденного карбоната кальция | |
| US9725329B2 (en) | Process for obtaining precipitated calcium carbonate | |
| KR20170102176A (ko) | 높은 광 산란 성질 및 높은 고체 함량을 갖는 초미세 gcc를 수득하는 방법 | |
| TW201811673A (zh) | 非晶形碳酸鈣的製造 | |
| FI105545B (fi) | Saostettu kalsiumkarbonaatti | |
| CN107848828B (zh) | 具有解聚羧化纤维素的高固体pcc |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190809 |