CN104080860A - 用于制备碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通过以默认方式使氢氧化钙和干冰结合来制备碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒的方法。本发明还涉及用于实施所述方法的装置以及所述方法中的碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒作为热塑性聚合物的填料的用途。

Description

用于制备碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年10月13日提交的美国临时申请号61/546 675的权益，其全部内容通过引用并入。
技术领域
本发明涉及用于使用氢氧化钙和二氧化碳作为起始原料来制备碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒的方法。更具体地，本发明涉及干冰在用于制备碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒的方法中作为二氧化碳源的用途。本申请还涉及用于实施所述方法的装置以及包含碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒的组合物。
背景技术
在乙炔气的生产中，废弃副产物之一为“电石渣(carbide lime)”。加拿大专利号2 213 086和2 296 609以及美国专利号6 310 129(“'129专利”)分别描述了一种用于将未加工的“电石渣”废料转化为可用作热塑性树脂材料中的填料的组合物的方法；它们均通过引用并入本文。所有三个专利包含基本相同的公开，其中'129专利在下文中通常被提及，为三个专利中的代表。如'129专利中所描述的，该方法包含：筛选未加工的电石渣用于破碎，干燥所筛选的电石渣以获得低的水分含量和低于25％的碳酸钙含量，细磨经干燥的材料，将经细磨的颗粒分类以分离具有所需粒径和相应的低比重的颗粒部分。如'129专利中所述的，该方法产生一种经加工的电石渣组合物，所述组合物包含70重量％至80重量％的氢氧化钙和5重量％至25重量％的碳酸钙，其中碳酸钙为氢氧化钙上表面碳化的形式。
自从'129专利中所描述的经加工的电石渣填料组合物出现以来，已经发现该经加工的电石渣组合物的某些优点和缺点。所发现的一个非常重要的有益性质是，当经加工的电石渣组合物用作填料并与树脂混合以生产树脂模塑产品时，该组合物赋予该模塑产品抗菌性能。已知电石渣填料组合物的主成分氢氧化钙具有可以维持长达一百年的抗菌、抗病毒及抗真菌的性能。使用经加工的电石渣填料组合物制成的树脂模塑产品明显受益于氢氧化钙成分，并且基本上是无菌的。该特性使利用经加工的电石渣组合物制成的树脂模塑产品在其中无菌很重要的应用中尤其有用。
利用经处理的电石渣填料组合物制造的聚氯乙烯(PVC)树脂模塑产品被赋予的另一益处是氢氧化钙中和来自PVC燃烧的有毒气体的能力。氢氧化钙有利地与PVC燃烧所产生的有毒氯化物气体反应，生成两种无害物质，即水和盐。一个补充性质是电石渣填料组合物由于其高熔点还是阻燃剂，并且在燃烧后表出“硬炭(hard char)”效应。因此，例如由含有经加工的电石渣填料组合物的树脂制成的电线涂层在遭遇火时不会简单地分解。相反，该覆盖层会在电线上形成硬涂层，由此可能防止进一步的灾害。
如在'129专利中所解释的，已经使用商业的“合成”氢氧化钙作为树脂模塑***中的填料，或已经研究其作为树脂模塑***中的填料的用途。该专利中还描述了氢氧化钙作为填料的用途的一些限制和缺点。还已知碳酸钙作为树脂模塑***中的填料的用途。有许多已知用于生产碳酸钙的工艺，例如在美国专利号6 458 335和6,475,459(“'459专利”)中所描述的，其通过引用并入。例如，'459专利描述了一种用于生产沉淀碳酸钙的工艺，并解释了沉淀碳酸钙的使用在各种工业例如造纸工业、塑料工业和制药工业中的增长。'459专利中所描述的用于制备碳酸钙颗粒的工艺包括：在水的存在下使含有氧化钙的起始原料与碳酸根离子反应以生成碳酸钙，并回收碳酸钙，其特征在于，该形成从氧化钙到碳酸钙来直接实施而没有中间阶段。另外，该工艺是在剧烈搅拌下进行的，使得碳酸钙从氢氧化钙的表面分离。本领域已知的用于制备碳酸钙颗粒的其它方法在'459专利中列出的大量专利申请中进行描述。
碳酸钙没有表现出上述抗菌或阻燃性能，也没有赋予树脂模塑产品上述抗菌或阻燃性能。尚未发现没有碳酸钙表面涂层的未改性氢氧化钙与作为对于用作树脂模塑产品的填料的应用与经涂覆的氢氧化钙一样有用。这明显归因于表面碳酸化提供在氢氧化钙颗粒上提供的保护涂层，所述保护涂层其使得颗粒能够以未改性的氢氧化钙所不能的方式并入到树脂基体中。
通过引用并入本文的美国专利7 883 681号(“'681专利”)公开了碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒作为聚氯乙烯(PVC)树脂模塑产品填充材料的用途。发现这些颗粒结合了容易并入PVC树脂中同时保留氢氧化钙的有利性能、包括抗菌和阻燃性能的碳酸钙的优点。特别地，'681专利公开了一种制备碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒的方法，所述颗粒含有70重量％至80重量％的氢氧化钙和约5重量％至25重量％的为氢氧化钙颗粒表面上的涂层形式的碳酸钙。
'681专利教导了一种制备碳酸盐涂覆的氢氧化钙颗粒的方法，包括：使氢氧化钙悬浮于空气中；通过暴露于二氧化碳使所述悬浮颗粒碳酸化；和使碳酸化反应进行预设时间以在氢氧化钙产生上述比例的表面碳酸化。'681专利描述了使用包含二氧化碳作为二氧化碳源的气体，例如空气，并进一步描述了将该气体吹到含有悬浮氢氧化钙颗粒的容器中，以在悬浮颗粒上产生表面碳酸化。这是一个碰撞过程。因此，二氧化碳的量通过暴露于含有二氧化碳的气体的时长来控制。在一个具体实施方案中，'681专利教导了使用作为用于获得氧化钙颗粒的方法的副产物的煅烧炉废气，所述煅烧炉废气包含二氧化碳，所述氧化钙颗粒之后与水化合生成氢氧化钙颗粒。
与'681专利的方法相关的一个问题为对暴露于氢氧化钙颗粒的二氧化碳的量的控制受限制。结果，难以以精确的方式控制氢氧化钙颗粒表面碳酸化的量，这可能导致差的重复性和不一致的产品颗粒。
与'681专利的方法相关的另一个问题为使氢氧化钙颗粒悬浮于空气中需要体系内的高速和湍流条件。在这种体系中，氢氧化钙颗粒会彼此碰撞导致形状和大小不均匀的颗粒。另外，二氧化碳穿过悬浮颗粒的流动会导致表面上不均匀的碳酸钙涂层，给予经涂覆的颗粒“彗星状”的形状，一面具有圆形侧面，而相反面具有尾巴。另外，'681专利所描述的反应在高压下的湍动气流中进行，其中二氧化碳气体碰撞由于碾磨导致粒径降低。在该方法中，颗粒的长宽比降低，并且单个颗粒的剪切可能使更多氢氧化钙表面露出，这可能不利于并入到树脂中。
另外，'681专利中所描述的使用煅烧过程的副产物气体可能难以控制，这是因为副产物气体中二氧化碳的准确量是未知的。另外，该方法将过程配合到一起，使得过程必须先后且接近地完成，这可能根据材料来源而受限制。
发明内容
在本发明的一个方面，提供一种制备碳酸钙(CaCO3)涂覆的氢氧化钙(Ca(OH)2)颗粒的方法，包括：
将氢氧化钙颗粒引入反应容器中；
通过将干冰引入到反应容器中和使二氧化碳与氢氧化钙颗粒共混并反应来使氢氧化钙颗粒与干冰形式的二氧化碳反应，以在氢氧化钙颗粒上形成碳酸钙涂层；
其中，控制氢氧化钙颗粒与干冰的比例以提供包含约70％至80％w/w的氢氧化钙和约5％至30％w/w碳酸钙表面涂层的碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒。
在本发明的一个实施方案中，氢氧化钙颗粒与二氧化碳通过颗粒的重力沉降来共混。
在本发明的一个实施方案中，氢氧化钙颗粒为约44微米。在另一实施方案中，氢氧化钙颗粒是粉末形式的。在本发明的另一实施方案中，氢氧化钙颗粒具有44微米颗粒占总体95％的粒径分布。
在另一实施方案中，干冰与氢氧化钙的比例为每吨氢氧化钙70磅干冰。
在本发明的另一方面，提供一种用于制备碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒的装置，其包括：
反应器；
氢氧化钙颗粒入口；
干冰入口；
用于确定反应产物比重的密度计，
其中，反应产物的比重提供通过干冰和氢氧化钙的反应形成的表面碳酸化的比例的指示；并且
由此引入到***中的干冰的量可以增加或减少以提供具有选定的比重和表面碳酸化百分比的产物。
在本发明的另一方面，提供一种包含碳酸盐涂覆的氢氧化钙颗粒的组合物，该组合物通过以下步骤来制备：将氢氧化钙颗粒引入反应容器中；
通过将干冰引入到反应容器中和使二氧化碳与氢氧化钙颗粒共混并反应来使氢氧化钙颗粒与干冰形式的二氧化碳反应，以在氢氧化钙颗粒上形成碳酸钙涂层；
其中，控制氢氧化钙颗粒与干冰的比例以提供包含约70％至80％w/w氢氧化钙和约5％至30％w/w碳酸钙表面涂层的碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒。
在本发明的另一方面，提供一种作为聚合物的填料的上述组合物。在一个特定方面，该聚合物为热塑性聚合物或热固性聚合物。
附图说明
在其中参照附图的以下详细描述中，本发明的特征会变得更加明显，附图中：
图1为用于Ca(OH)2和干冰(CO2)反应以提供碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒的反应器***的示意图。
图2a为表明Ca(OH)2颗粒的平均粒径的图。
图2b为表明相对于氢氧化钙颗粒的质量Ca(OH)2转化为CaCO3的体积百分比的图。
图3a为表明相对于时间Ca(OH)2转化为CaCO3的体积百分比的图。
图3b为表明相对于粒径Ca(OH)2向CaCO3的转化。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的实施方案。
如本文所使用的术语“干冰”指固体形式的二氧化碳(CO2)，其在室温下升华以产生二氧化碳气体。
术语“氢氧化钙”和“Ca(OH)2”在本文中可交换地使用。相似地，术语“碳酸钙”和“CaCO3”本文中可交换地使用。
本文所使用的术语“表面涂层”和“涂层”指基本上覆盖一种材料的颗粒表面的另一种材料的层。
在本发明的一个实施方案中，氢氧化钙颗粒与干冰(CO2)结合以提供碳酸钙(CaCO3)涂覆的氢氧化钙(Ca(OH)2)颗粒。干冰以相对于氢氧化钙的测量比例添加以提供包含70％至80％w/w的氢氧化钙(芯)和5％至30％w/w的芯上碳酸钙表面涂层的最终颗粒。在本发明的另一方面，颗粒包含70％至95％w/w的氢氧化钙，以及在另一实施方案中包含70％至85％w/w的氢氧化钙。在本发明的另一方面，碳酸钙涂层为15％至30％w/w。在又一实施方案中，碳酸钙涂层为20％w/w。
在本发明的一个实施方案中，氢氧化钙颗粒的粒径为约44微米。在另一实施方案中粒径小于100微米，在另一实施方案中，粒径小于75微米。在另一实施方案中，平均粒径为44微米，以及根据行业标准，颗粒的粒径分布为44微米的颗粒占总体95％。在另一实施方案中，粒径可以表示为筛孔尺寸。在一个特定实施方案中，粒径为-600目，在另一实施方案中，粒径为-325目。
已经发现，为了获得44微米的Ca(OH)2颗粒上20重量％碳酸钙的表面涂层，需要70磅干冰每吨Ca(OH)2。
在一个特定实施方案中，氢氧化钙颗粒的粒径为44微米。在本发明的一个实施方案中，发现1立方英尺(cu ft)的44微米干燥粉末形式的Ca(OH)2具有40磅(lb)重量。在一个大气压和70℉下，一磅干冰等于8.75立方英尺的CO2气体。相应地，为了20％的Ca(OH)2向CaCO3的表面转化率，需要70磅干冰每吨Ca(OH)2。
氢氧化钙与二氧化碳的比例可以变化以提供具有不同碳酸化百分比的颗粒。组分的比例基于根据关于粉末材料体积密度的ASTM标准压实的每干燥标准立方英尺的重量和粒径。升华的二氧化碳气体在氢氧化钙颗粒表面上产生碳酸盐涂层。
在本发明的另一方面，可以将氢氧化钙颗粒和干冰颗粒同时加入反应容器中并通过重力沉降使其混合。不需要氢氧化钙颗粒的进一步搅拌，但是允许反应物的一些搅拌或混合。干冰在室温下升华以包裹氢氧化钙颗粒，这在氢氧化钙颗粒上提供均匀的碳酸钙涂层。氢氧化钙的最小搅拌允许颗粒保持与最初加入反应时相同的形状和尺寸。使起始原料的搅拌最小化还降低了形态改变和对表面碳酸化的撞击破坏以及芯氢氧化钙材料的提早释放或暴露的可能。
在一个特定实施方案中，氢氧化钙起始原料会包含具有窄尺寸分布并且具有球形形状的颗粒。因此，通过该方法生成的产物碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒也会具有球形形状和窄尺寸分布。已经发现，小的干冰颗粒在提供均匀的碳酸化层方面最有效。在一个特定实施方案中，干冰是小片或颗粒形式的。例如，干冰颗粒会具有约0.425mm的尺寸。
另外，已经发现使用干冰作为二氧化碳源与氢氧化钙以默认的且非湍流的方式结合在颗粒周围提供更一致的碳酸钙涂层厚度，使由二氧化碳气体在颗粒上吹动造成的“彗星状”影响最小化。另外，该反应中反应物的混合所需要的最小搅拌提供了更一致的从一个颗粒到下一颗粒的涂层厚度。还已经发现使用干冰作为二氧化碳源提供更光滑和更一致的产物颗粒形状。据认为这是由于反应速率可以更容易地控制并且避免了剧烈搅拌导致的颗粒碰撞。
在本发明的另一方面，氢氧化钙的反应可以以间歇反应或连续流动反应的形式进行。
在本发明的另一方面，提供了一种用于实施上述方法的装置。在本发明的一个实施方案中。氢氧化钙颗粒在反应容器如具有干冰(CO2)入口和Ca(OH)2入口的料仓式反应器中与干冰结合。用于干冰的入口可以与用于氢氧化钙的入口相同或不同。在本发明的一个实施方案中，通过相同或不同入口将Ca(OH)2和干冰同时添加到反应容器，并使其经由下冲气流重力沉降而混合。在另一实施方案中，入口可以是入口歧管。料仓式反应器还可以具有用于移出反应产物即碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒的出口。
图1描绘了装置的一个特定实施方案。图1显示一种用于递送氢氧化钙颗粒的散装运输递送器(1)。用于储存氢氧化钙颗粒的储存料仓(2)和用于通过例如气动卸载将氢氧化钙从运输递送器转移至储存料仓的装置。还提供了用于通过例如气动机械递送器将氢氧化钙从储存料仓(2)转移至反应料仓(3)的装置。反应料仓(3)还具有二氧化碳入口(17)、氢氧化钙入口(18)和用于移出反应产物的出口(19)。还提供了用于将产物运输至递送产品料仓(5)的装置。反应料仓(3)还可以具有一个或更多个水平指示器(10)。反应料仓(3)还可以具有空气过滤器和/或温度指示器(12)。反应料仓(3)还可以具有振动式料斗排料器(13)。卸下的反应产物可以移至递送产品料仓(5)，所述递送产品料仓(5)还可以具有空气过滤器和/或温度指示器(12)。
图1还显示了容纳用于干冰设备的液态二氧化碳的二氧化碳罐(4)。干冰设备包括高压下储存的二氧化碳液体和用于将液态二氧化碳转化为干冰的装置，例如在减压下使液态二氧化碳流动通过喷射器或喷洒器进入到反应料仓中(3)。
图1的递送产品料仓(5)具有一个或更多个密度计(9)和温度计(11)。递送产品料仓(5)还可以具有振动式料斗排料器(13)。如图1中所示，递送产品料仓可以具有双通阀式产品线管旁路，用于将产品导向散装运输器(7)或产品包装线(6)。图1还显示了用于控制氢氧化钙和二氧化碳流动到反应料仓(3)中的流动控制阀(15)。
图1还显示了用于控制流动阀和监控计量表和指示器的过程控制(8)。过程控制可以是手动的或可以是自动的。
在另一方面，装置可以包括用于确定反应混合物中颗粒比重的密度计。在一个特定实施方案中，使用商购可获得的Thermo Scientific核密度计。本领域技术人员会理解其它也可以使用其它密度计。
可以测量起始原料氢氧化钙的比重，并且可以确定或估算起始原料和产物的比重之差。基于反应混合物中颗粒的比重可以监控反应的进程或完成度。反应条件可以调节，例如通过添加更多干冰以实现所需的反应度。
反应条件的调节可以由观察密度测量和调节工艺反应参数的操作者来手动控制和优化，或者可以通过已编程为基于密度测量来调节各个反应参数的计算机来控制和优化。在本发明的另一方面，计算机为可编程的逻辑控制器。
会进一步理解可以将多种其它测量器添加到反应容器中以测量反应条件，例如水分或湿度水平、温度、压力等。这些测量可以用于调节反应条件，例如时间、温度和/或反应物的比例。可以监测和调节这些工艺变量以实现最终产物碳酸盐涂覆的氢氧化钙颗粒的均一品质控制。
现在将通过具体的实施例来描述本发明的一个实施方案。
实施例1：氢氧化钙与干冰在HobartTMMixer中的反应
将75微米或-200目的氢氧化钙颗粒与预先压碎以减小颗粒尺寸的干冰一起添加到HobartTM粉末混合机。干冰颗粒具有约-12目至+18目的尺寸范围。使氢氧化钙与二氧化碳反应以在氢氧化钙颗粒上产生碳酸盐涂层。
对于反应系列1至8，表1将氢氧化钙起始原料的重量表示为“加入重量”，将产物的重量表示为“取出重量”。还示出了从起始原料到产物的重量变化以及百分比差。在所有反应中从起始原料氢氧化钙到产物的平均重量差为2.08％。氢氧化钙起始原料由Sylvette in Putnam(Cameuse)供应，其具有小于2.5％的水分含量。由于反应容器的尺寸，反应被分为多个批次。所述批次在以下表2中示出，例如反应2以两个批次2a和2b进行。
表1：
表2示出每个反应的每个批次中使用的Ca(OH)2重量以及干冰重量。
表2：
反应编号 Ca(OH)2重量(kg) 干冰加入重量(kg)
2a 4.5 .92
2b 3.8 .76
3a 4.5 0.92
3b 3.6 0.7
4a 4.5 0.92
4b 3.3 0.66
5a 4.8 0.96
5b 3.0 0.90
6a 4.5 0.92
6b 5.36 1.107
7a 4.5 0.9
7b 3.3 0.66
8a 4.5 0.90
8b 3.3 0.66
已经发现44微米的氢氧化钙为约40磅每立方英尺。基于以上列出的对于反应测量的2.08％的平均重量增长，产物的每立方英尺平均重量会是40.382磅每立方英尺。
(2.08/100)×40＝每立方英尺0.832磅的增加
如果比重为2.7的CaCO3的体积密度是44磅每立方英尺，则体积密度为40.832磅每立方英尺的经表面处理的Ca(OH)2的比重为2.505。
(2.7/44)×40.832＝2.505比重
该计算证实了碳酸钙涂层已经以近似所需的比例转化成氢氧化钙。
在本发明的另一方面，提供了一种包含通过上述方法制备的碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒的、作为热塑性或热固性材料的填料的组合物。
在本发明的一个实施方案中，热塑性或热固性材料为热塑性或热固性聚合物、热塑性或热固性弹性体以及热塑性或热固性橡胶中的一种或更多种。
在本发明的另一实施方案中，包含通过上述方法制备的碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒的、作为热塑性或热固性材料的填料的组合物还可以包含润滑剂、稳定剂、抗氧化剂、增塑剂、颜料、染料、抗粘连剂、抗静电剂、阻燃剂、冲击改性剂、偶联剂、润湿剂、加工助剂或纤维增强剂中的一种或更多种。
虽然本发明已参考具体实施例进行描述，但是应理解本发明不局限于所公开的实施例。相反地，本发明旨在涵盖如本领域技术人员根据说明书会知道的各种修改和等效布置。权利要求的范围不应受如上所述的实施方案限制，而应给出总体上符合说明书的最广义的解释。
本说明书中涉及的所有公开、专利和专利申请通过引用并入本文，如同每个单独的公开、专利或专利申请表示为通过引用整体并入一样。

Claims (19)

1.一种制备碳酸钙(CaCO3)涂覆的氢氧化钙(Ca(OH)2)颗粒的方法，包括：
将氢氧化钙颗粒引入反应容器中；
通过将干冰引入到反应容器中和使二氧化碳与所述氢氧化钙颗粒共混并反应来使所述氢氧化钙颗粒与干冰形式的二氧化碳反应，以在所述氢氧化钙颗粒上形成碳酸钙涂层；
其中，控制所述氢氧化钙颗粒与干冰的比例以提供包含约70％至80％w/w的氢氧化钙和约5％至30％w/w的碳酸钙表面涂层的碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述氢氧化钙颗粒与所述二氧化碳的共混通过颗粒的重力沉降来进行。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述氢氧化钙颗粒为约44微米并且是粉末形式的。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述干冰与氢氧化钙的比例为70磅干冰每吨氢氧化钙。
5.一种用于制备碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒的装置，包括：
反应器；
氢氧化钙颗粒入口；
干冰入口；
用于确定反应产物的比重的密度计，
其中，所述反应产物的比重提供由所述干冰和氢氧化钙的反应形成的表面碳酸化的百分比的指示；并且
由此引入到***中的干冰的量可以增加或减少以提供具有选定的比重和表面碳酸化百分比的产物。
6.一种包含碳酸盐涂覆的氢氧化钙颗粒的组合物，所述组合物通过以下步骤来制备：将氢氧化钙颗粒引入到反应容器中；
通过将干冰引入到反应容器中和使二氧化碳与所述氢氧化钙颗粒共混并反应来使所述氢氧化钙颗粒与干冰形式的二氧化碳反应，以在氢氧化钙颗粒上形成碳酸钙涂层；
其中，控制所述氢氧化钙颗粒与干冰的比例以提供包含约70％至80％w/w的氢氧化钙和约5％至30％w/w的碳酸钙表面涂层的碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒。
7.如权利要求6中所述的组合物作为聚合物的填料的用途。
8.权利要求7所述的用途，其中所述聚合物为热塑性的或热固性的。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳酸钙在所述氢氧化钙的表面上形成均匀的涂层。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒包含15％至30％w/w的碳酸钙涂层。
11.根据权利要求3所述的方法，其中所述碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒包含20％w/w的碳酸钙涂层。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述干冰为片形式并具有约-12目至+18目的近似粒径范围。
13.根据权利要求1所述的方法，其中在所述反应中每吨氢氧化钙使用70磅干冰。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应分批进行。
15.根据权利要求1所述的方法，所述反应以连续的流进行。
16.权利要求5所述的装置，其中所述密度计与计算机连接，所述计算机控制Ca(OH)2入口和所述干冰入口以在所述反应容器中提供氢氧化钙与干冰的比例以获得具有特定比重的产物。
17.权利要求5或16所述的装置，还包括用于移出所述碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒产物的出口。
18.权利要求5所述的装置，其中Ca(OH)2和干冰可以同时添加到所述反应容器以允许反应组分的重力混合。
19.权利要求1所述的方法，其中所述氢氧化钙颗粒具有44微米的平均粒径并具有44微米颗粒占总体95％的尺寸分布。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108299211A (zh) * 2018-01-31 2018-07-20 武汉本杰明医药化学原料有限公司 氨丁三醇的合成工艺
CN109251557A (zh) * 2018-07-12 2019-01-22 广西华纳新材料科技有限公司 一种核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法
CN115448349A (zh) * 2022-08-31 2022-12-09 江西盖亚环保科技有限公司 一种垃圾焚烧飞灰回收钙盐的方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RS61663B2 (sr) 2011-10-13 2023-04-28 Biosenta Inc Postupak i uređaj za pripremu čestica kalcijum hidroksida obloženih kalcijum karbonatom
US10184097B2 (en) * 2013-02-08 2019-01-22 Ecolab Usa Inc. Protective coatings for detersive agents and methods of forming and detecting the same
WO2024043169A1 (ja) * 2022-08-26 2024-02-29 デンカ株式会社 セメント混和材及びセメント組成物

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6310129B1 (en) * 1997-10-02 2001-10-30 Rebaseproducts Inc. Processing and use of carbide lime
US20040225050A1 (en) * 2003-05-09 2004-11-11 Meade D. Mark Synthetic carbide lime filler composition and method of making

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1592133A1 (de) 1966-02-10 1970-10-22 Magno Syn Werk Gmbh Koerniges Filtermaterial
US3855125A (en) 1972-11-09 1974-12-17 P Lin Improved process for treating industrial wastewater
US4061593A (en) 1977-01-26 1977-12-06 General Motors Corporation Stabilization of calcium oxide sulfate trapping materials
US4387078A (en) 1981-07-22 1983-06-07 Lin Ping Wha Process for effecting removal of sulfur oxide gases from stack gases
JP2567916B2 (ja) * 1988-06-10 1996-12-25 奥多摩工業株式会社 炭酸カルシウム凝集体の製造方法
DE69103472T2 (de) 1990-05-28 1994-12-08 Maruo Calcium Monodisperses Kalziumkarbonat vom Vaterittyp, Verfahren zur Herstellung desselben und Verfahren zur Kontrolle des Teilchenwachstums und der Teilchenform.
US5690729A (en) 1994-09-21 1997-11-25 Materials Technology, Limited Cement mixtures with alkali-intolerant matter and method
US5846500A (en) * 1995-10-10 1998-12-08 James W. Bunger And Associates, Inc. Process for purifying highly impure calcium hydroxide and for producing high-value precipitated calcium carbonate and other calcium products
US6458335B1 (en) 1996-07-15 2002-10-01 Calcitech Ltd. Production of powders
KR100204117B1 (ko) * 1996-09-11 1999-06-15 유규재 탄산칼슘의 제조법
FI105471B (fi) 1997-09-08 2000-08-31 Fp Pigments Oy Menetelmä kalsiumkarbonaattipartikkelien valmistamiseksi
CA2296609C (en) 1997-10-02 2003-03-18 Jacques Mortimer Processing and use of carbide lime
US6294143B1 (en) * 1998-03-24 2001-09-25 Minerals Technologies Inc. Process for the preparation of discrete particles of calcium carbonate
DE19900021A1 (de) * 1999-01-02 2000-07-06 Solvay Soda Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung von gefälltem Calciumcarbonaten
JP4607351B2 (ja) * 2001-02-13 2011-01-05 奥多摩工業株式会社 焼成灰を利用した軽質炭酸カルシウム被覆粒子、その製造方法およびそれを利用した紙
JP4575293B2 (ja) * 2003-02-27 2010-11-04 奥多摩工業株式会社 球状炭酸カルシウム及びその製造方法
FI120032B (fi) 2004-07-13 2009-06-15 Fp Pigments Oy Menetelmä ja laite kalsiumkarbonaattituotteen valmistamiseksi, tuote ja sen käyttö
US7753618B2 (en) * 2007-06-28 2010-07-13 Calera Corporation Rocks and aggregate, and methods of making and using the same
RS61663B2 (sr) 2011-10-13 2023-04-28 Biosenta Inc Postupak i uređaj za pripremu čestica kalcijum hidroksida obloženih kalcijum karbonatom

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6310129B1 (en) * 1997-10-02 2001-10-30 Rebaseproducts Inc. Processing and use of carbide lime
US20040225050A1 (en) * 2003-05-09 2004-11-11 Meade D. Mark Synthetic carbide lime filler composition and method of making

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108299211A (zh) * 2018-01-31 2018-07-20 武汉本杰明医药化学原料有限公司 氨丁三醇的合成工艺
CN109251557A (zh) * 2018-07-12 2019-01-22 广西华纳新材料科技有限公司 一种核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法
CN109251557B (zh) * 2018-07-12 2021-04-02 广西华纳新材料科技有限公司 一种核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法
CN115448349A (zh) * 2022-08-31 2022-12-09 江西盖亚环保科技有限公司 一种垃圾焚烧飞灰回收钙盐的方法
CN115448349B (zh) * 2022-08-31 2023-12-08 江西盖亚环保科技有限公司 一种垃圾焚烧飞灰回收钙盐的方法

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