JP2008506618A - 炭酸カルシウム製品の製造方法および装置、製品およびその用途 - Google Patents
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Abstract
Description
以上で提示した目的を達成するために、本発明による方法および装置は、本特許出願中で後に提示する独立特許クレームの特性付ける部分に示されていることに特徴付けられる。
低温で、該沈降反応器中に、少なくとも幾分かの水酸化カルシウムあるいは他の対応するCa++イオン源を供給することにより、
低温で、あるいはドライアイスとして沈降反応器中に、少なくとも幾分かの二酸化炭素を供給することにより、
該沈降反応器中に設けられた冷却スリーブなどの、沈降反応器中に設けられた冷却エレメントの手段により、
炭酸カルシウムを含む材料および/あるいは二酸化炭素を含むガスを、該沈降反応器から熱交換器を備えた冷却器に循環させかつその後冷却器から沈降反応器中へと循環させることにより、
炭酸カルシウムを含む材料、および/あるいは二酸化炭素を含むガスを、第1沈降反応器から、冷却器を経由して第2沈降反応器中に導くことにより、かつ/あるいは、
他の適切な方法を使用することにより、
該沈降反応器中の温度を低下させることができる。
炭酸カルシウムを第1沈降反応器で、水酸化カルシウムから沈降させ、
その後プロセスの第1局面で沈降した炭酸カルシウムおよび沈降していない水酸化カルシウムを、第1沈降反応器から第2沈降反応器に導入し、
さらにプロセスの第2局面では、第1沈降反応器から第2沈降反応器に導かれた水酸化カルシウムの第2部分、典型的には残りの部分から炭酸カルシウムを沈降させ、
その後プロセスの第2局面で沈降した炭酸カルシウムおよび第1沈降反応器から第2沈降反応器に導かれた炭酸カルシウムおよび沈降反応器に供給される結果として生じる残留する水酸化カルシウムを、第3沈降反応器へと導入し、あるいは、水酸化カルシウムが、完全に使用されている場合には、炭酸カルシウムは、沈降プロセスから放出されるという沈降プロセスからなる。
沈降温度を制御することにより、
原材料の温度を規制することにより、
供給される水酸化カルシウムスラッジあるいは溶液の量および/あるいはその乾燥物含有量を規制することにより、
二酸化炭素ガスの量を規制することにより、
ロータの回転速度、ロータ構造、リングとブレードの数、および粉末化および噴霧装置のブレード位置を規制することにより、
および/あるいは適当な添加剤を使用することにより、制御できる。
沈降反応器中に供給されるように水酸化カルシウムスラッジに添加するか、あるいはこのスラッジを生成させるために使用する消火水に添加し、
沈降反応器中に、たとえば、粉末化および/あるいは噴霧装置中に、直接添加し、かつ/あるいは、
沈降反応器から放出される炭酸カルシウムを含む材料に対して添加することもできる。
ここで、本発明を、付帯図面を参照にして、さらに詳細に記述するものとする。
Claims (20)
- 沈降した炭酸カルシウム粒子を製造するために、二酸化炭素を含みかつ沈降反応器の内側にあるガス中に、水酸化カルシウム(Ca(OH)2)あるいは他の対応するCa++イオン源を、液滴および/あるいは粒子として供給する方法からなる、1個あるいは数個の連続沈降反応器(10、10’、10''、10''')中の炭酸カルシウム微小粒子からなる炭酸カルシウム製品の製造方法であって、
ピン粉砕機の原理に基づいて作動しかつ該反応器の内側に、あるいは反応器と関連して、はめ合わされている粉末化および噴霧装置(14、44)を経由して、水酸化カルシウムあるいは他の対応するCa++イオン源を、該沈降反応器に供給すること、かつ
本質的に永久的に分離された100nm以下のサイズの粒子で形成される炭酸カルシウム製品を得るために、該沈降反応器の温度を65℃以下に保持することを特徴とする方法。 - 低温で、該沈降反応器中に、少なくとも幾分かの水酸化カルシウムあるいは他の対応するCa++イオン源を供給することにより、
低温で、あるいはドライアイスとして沈降反応器中に、少なくとも幾分かの二酸化炭素を供給することにより、
該沈降反応器中に、冷却スリーブ(13)などの冷却エレメント(13、15、15’)を配置することにより、
炭酸カルシウムを含む材料および/あるいは二酸化炭素を含むガスを、該沈降反応器から冷却器を経由して、第2沈降反応器へ導入することにより、かつ/あるいは、
炭酸カルシウムを含む材料および/あるいは二酸化炭素を含むガスを、該沈降反応器から冷却器へまた冷却器から該沈降反応器へと循環させることにより、
該沈降反応器中の温度を低下させることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 少なくとも幾分かの水酸化カルシウムを、30℃以下の温度、典型的には5から30℃、有利には10から20℃、最も典型的には17℃以下の温度で該沈降反応器中に供給することを特徴とする請求項2記載の方法。
- 該沈降反応器中の温度を、典型的には10から65℃、より典型的には30から65℃、最も典型的には40℃以下に維持することを特徴とする請求項1記載の方法。
- 少なくとも水酸化カルシウムおよび二酸化炭素を、該沈降反応器中に連続的に供給し、かつ炭酸カルシウムを含む材料を、該沈降反応器から連続的に除去しながら、沈降反応器(10、10’、10''、10''')が連続して作動することを特徴とする請求項1記載の方法。
- 第1沈降反応器(10)から除去された炭酸カルシウムを含む材料の少なくとも幾分かを冷却しかつ第1沈降反応器(10)中に循環させ、あるいはピン粉砕機の原理で作動している装置を経由して、次の沈降反応器(10’、10''、10''')に導くことを特徴とする請求項1記載の方法。
- 水酸化カルシウムを、水酸化カルシウム溶液および/あるいは水酸化カルシウムスラッジとして該沈降反応器中に供給すること、水酸化カルシウムスラッジあるいは溶液の滴径および/あるいは粒度を、装置(14、44)中にはめ合わされかつ5から250m/秒のリング速度で移動するピン、ブレードあるいは対応するエレメントにより発生されるスラッジおよび/あるいは溶液を標的にした衝撃およびダブル衝撃により、ピン粉砕機の原理で作動している粉末化および噴霧装置(14、44)中で200μm以下の粒度に減少させることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 粉末化および噴霧装置(14、44)の中での水酸化カルシウムを含む材料および/あるいは炭酸カルシウムを含む循環材料のドウエル時間が、10秒以下、典型的には2秒以下、最も典型的には1秒以下であることを特徴とする請求項1あるいは6記載の方法。
- 該沈降反応器(10、10’、10''、10''')の中での水酸化カルシウムを含む材料および/あるいは炭酸カルシウムを含む循環材料の炭酸化実効時間が、1分以下、典型的には30秒以下、最も典型的には10秒以下であることを特徴とする請求項1あるいは6記載の方法。
- ピン粉砕機の原理に基づいて作動している粉末化および噴霧装置(14、44)を経由して、かつ/あるいは、
別のガス供給装置を用いて、沈降反応器の沈降容器(12)中に直接、二酸化炭素を沈降反応器中に供給することを特徴とする請求項1記載の方法。 - 該方法は、プロセスの第1局面、典型的には主局面において、炭酸カルシウムを第1沈降反応器(10)で、水酸化カルシウムから沈降させ、その後プロセスの第1局面で沈降した炭酸カルシウムおよび沈降していない水酸化カルシウムを、第1沈降反応器から第2沈降反応器(10’)に導入し、さらに、
プロセスの第2局面では、第2沈降反応器に導かれた水酸化カルシウムの残りの部分の少なくとも幾分かから炭酸カルシウムを沈降させ、その後プロセスの第2局面で沈降した炭酸カルシウムおよび第1沈降反応器から第2沈降反応器に導かれた炭酸カルシウムおよび結果として生じる残留する未沈降水酸化カルシウムを、必要により、第2沈降反応器(10’)から第3沈降反応器(10'')へ導入するという多段式連続運転炭酸化プロセスからなることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 複数あるいは単一の沈降反応器中に供給される水酸化カルシウムの乾燥物含有量を調節することにより、典型的には乾燥物含有量を30%以下、典型的には10から25%に調節することにより、沈降した炭酸カルシウムの粒度を制御することを特徴とする請求項1記載の方法。
- 水酸化カルシウムおよび二酸化炭素に加えて、ソルビトールなどのあるポリオールを沈降反応器中に供給し、かつ該ポリオールは、沈降反応器中に供給されるように水酸化カルシウムスラッジに添加するか、あるいはこのスラッジを生成させるために使用する消火水に添加し、
典型的には粉末化および/あるいは噴霧装置を経由して、沈降反応器に直接添加し、および/あるいは
沈降反応器から放出される炭酸カルシウムを含む材料に対して添加することを特徴とする請求項1記載の方法。 - 粒子の表面処理に適しておりかつ粒子の疎水化、成長あるいは分離性に影響する1種以上の添加剤、たとえば、ソルビトールなどのポリオール、砂糖、脂肪酸、ステアリン酸、樹脂酸、燐酸、アクリルポリマーのナトリウム塩あるいはアンモニウム塩の水溶液などの分散剤を、該沈降反応器の前に、該沈降反応器中に、および/あるいは該沈降反応器の後に、沈降した炭酸カルシウム中に別々にあるいは同時に添加することを特徴とする請求項1記載の方法。
- 微小の炭酸カルシウム粒子からなる炭酸カルシウム製品を水酸化カルシウムから製造する装置において、該装置は、水酸化カルシウムあるいは他の対応するCa++イオン源を、液滴および/あるいは粒子として粉末化しあるいは噴霧して、その内側では二酸化炭素を含むガスと水酸化カルシウムが接触する少なくとも1個の連続沈降反応器(10、10’、10''、10''')と、水酸化カルシウムあるいは他の対応するCa++イオン源を該沈降反応器中に供給する装置(16)と該沈降反応器から炭酸カルシウム製品を除去するための装置(20)からなる装置であって、
該装置は、さらに該沈降反応器中で、水酸化カルシウムを小さな液滴および/あるいは粒子として粉末化するための、ピン粉砕機の原理に基づいて作動する粉末化および噴霧装置(14、14’、14''、14''')と、
該沈降反応器中での低下した温度を維持するための冷却装置(11、11’、13、15、15’、17、17’、45、52)とからなることを特徴とする装置。 - 該冷却装置は、該沈降反応器中に供給される水酸化カルシウム、二酸化炭素、あるいは循環炭酸カルシウムの温度を下げるための装置(11、11’、17、17’、45、52)ならびに/または、
該沈降反応器中の材料の温度を低く維持するための装置(13、15、15’)とからなることを特徴とする請求項15記載の装置。 - 該装置は、互いに流れ接続を持つ2個あるいは数個の連続沈降反応器(10、10’、10''、10''')からなること、
1つの反応器から他の反応器に流れる炭酸カルシウム材料を冷却するための冷却器(11、17、17’、52)が、連続して配置された沈降反応器のあいだに配置されることを特徴とする請求項15記載の装置。 - ピン粉砕機の原理に基づいて作動する粉末化および噴霧装置のロータのリング速度は、1から250m/秒であること、異なった方向であるいは同じ方向で回転するロータのリングの速度差あるいは、隣接するロータとステータとの速度差は、5から400m/秒、典型的には5から200m/秒であることを特徴とする請求項15記載の装置。
- 炭酸カルシウム粒子の粒度および比表面積は、次のとおり;
粒度d50は、典型的には100nm以下、より典型的には70nm以下、最も典型的には40nm以下であり、
比表面積は、典型的には20m2/g以上、より典型的には、40m2/g以上、最も典型的には、60m2/g以上であることを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項記載の方法により製造される炭酸カルシウム製品。 - そのようなものとして、あるいは医薬、化粧品、食料、塗料、プラスチクス、ゴム、顔料、工業薬品および/あるいは紙工業においてさらに加工されることを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項記載の方法により製造される炭酸カルシウム製品の用途。
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