PL192346B1 - Sposób wytwarzania sypkich cząstek węglanu wapnia - Google Patents

Sposób wytwarzania sypkich cząstek węglanu wapnia

Info

Publication number
PL192346B1
PL192346B1 PL350921A PL35092199A PL192346B1 PL 192346 B1 PL192346 B1 PL 192346B1 PL 350921 A PL350921 A PL 350921A PL 35092199 A PL35092199 A PL 35092199A PL 192346 B1 PL192346 B1 PL 192346B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
calcium carbonate
calcium hydroxide
concentration
carbon dioxide
weight
Prior art date
Application number
PL350921A
Other languages
English (en)
Other versions
PL350921A1 (en
Inventor
Donald Richard Deutsch
Kenneth James Wise
Original Assignee
Minerals Tech Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minerals Tech Inc filed Critical Minerals Tech Inc
Publication of PL350921A1 publication Critical patent/PL350921A1/xx
Publication of PL192346B1 publication Critical patent/PL192346B1/pl

Links

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
    • C01F11/183—Preparation of calcium carbonate by carbonation of aqueous solutions and characterised by an additive other than CaCO3-seeds the additive being an organic compound
    • 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
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • 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)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

1. Sposób wytwarzania sypkich cz astek w eglanu wapnia, znamienny tym, ze sporz adza si e wodn a zawiesin e wodorotlenku wapnia o st ezeniu wodorotlenku wapnia w wodnej zawiesinie wo- dorotlenku wapnia wynosz acym od 5% wagowych do 30% wagowych, do wodnej zawiesiny wodo- rotlenku wapnia dodaje si e jeden lub wi eksz a liczb e w eglowodanów w st ezeniu od 0,05% wago- wych do 3,0% wagowych, wybranych spo sród sacharozy, glukozy, fruktozy, cukru surowego, me- lasy, zywic, skrobi, maltozy, laktozy, cellobiozy, celulozy i glikogenu, nasyca si e wodn a zawiesin e wodorotlenku wapnia gazowym dwutlenkiem w egla, przy czym pocz atkowa temperatura nasycania wynosi od 30°C do 85°C, wytwarzaj ac sypkie cz astki w eglanu wapnia o powierzchni w la sciwej od 2 metrów kwadratowych na gram do 25 metrów kwadratowych na gram i o srednim rozmiarze cz a- stek od 0,1 mikrona do 3,0 mikronów. PL PL PL

Description

Opis wynalazku
Dziedzina wynalazku
Wynalazek dotyczy sposobu i produktu wytwarzanego tym sposobem. Produktem są sypkie cząstki węglanu wapnia o przeciętnym rozmiarze cząstek, powierzchni właściwej i o dużej czystości. Sposób wytwarzania sypkich cząstek węglanu wapnia według wynalazku wymaga nasycania dwutlenkiem węgla wodnej zawiesiny wodorotlenku wapnia w obecności węglowodanów, zmieniając wybraną temperaturę nasycania dwutlenkiem węgla i/lub stężenie węglowodanów.
Cząstki węglanu wapnia wytwarzane sposobem według wynalazku są szczególnie przydatne jako napełniacze do papieru, jako pigmenty do papieru powlekanego, jako pigmenty do farb, jako modyfikatory udarności polimerów, a ze względu na ich dużą czystość, mogą znaleźć zastosowanie w przemyśle środków spożywczych, środków odżywczych, kosmetycznym i farmaceutycznym.
Tło wynalazku
Pigmenty ze strącanego węglanu wapnia (PCC) znalazły szerokie zastosowanie jako napełniacze i jako pigmenty powlekające do wytwarzania papieru i kartonu. Użyteczność ta wzrasta dzięki doskonałym właściwościom optycznym i fizycznym PPC, gdy stosuje się je do wytwarzania papieru.
PCC tradycyjnie wytwarza się przez nasycanie gazowym dwutlenkiem węgla wodnej zawiesiny wodorotlenku wapnia w celu uzyskania cząstek węglanu wapnia. Tradycyjny sposób wytwarzania PCC jest odpowiedni do wytwarzania cząstek, od których nie wymaga się sypkości. Występują jednak trudności w tradycyjnych sposobach wytwarzania PCC, gdy wymagana jest sypkość końcowych cząstek.
Gdy usiłowano wytwarzać sypkie cząstki PCC metodą strącania przy użyciu tradycyjnego sposobu, który tworzyłby naturalnie gronowe lub aglomerowane struktury morfologiczne, bardzo trudne okazało się kontrolowanie parametrów procesu tak, aby konsekwentnie wytwarzać sypkie cząstki węglanu wapnia. W konsekwencji, cząstki wytwarzane zgodnie z tradycyjnymi sposobami miały średni rozmiar cząstek i powierzchnię właściwą nie dające się przewidzieć jako wynik regulacji procesu. Obecny wynalazek rozwiązuje te problemy stanu techniki.
Dlatego celem wynalazku jest zapewnienie sposobu wytwarzania sypkich cząstek węglanu wapnia. Innym celem wynalazku jest zapewnienie sposobu wytwarzania sypkich cząstek węglanu wapnia o dających się przewidzieć średnich rozmiarach cząstek i powierzchni właściwej. Jeszcze innym celem wynalazku jest zapewnienie niezawodnego sposobu wytwarzania sypkich cząstek węglanu wapnia. Dalszym celem wynalazku jest wytwarzanie sypkich cząstek węglanu wapnia zawierających węglan wapnia o dużej czystości. Jeszcze dalszym celem wynalazku jest wytwarzanie sypkich produktów węglanu wapnia ze źródeł wapnia o różnej jakości.
Te i inne cele wynalazku staną się bardziej widoczne w związku z opisanym dalej stanem techniki i szczegółowym następującym opisem.
Stan techniki
W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 5332564 ujawniono sposób wytwarzania PCC w kształcie rombowym lub w kształcie baryłek, polegający na gaszeniu wapna palonego w wodnym roztworze cukru z wytworzeniem zawiesiny wapna gaszonego, i nasycanie wodnej zawiesiny wapna gaszonego gazem zawierającym dwutlenek węgla aż do wytrącenia się węglanu wapnia o kształ cie rombowym.
W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki. Nr 4237147 ujawniono wytrawny koncentrat napoju węglanowego i sposób jego wytwarzania, polegający na zmieszaniu z wodą a) bezpostaciowego węglanu wapnia i b) bezwodnego nietoksycznego kwasu.
W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 4018877 ujawniono ulepszony sposób wytwarzania węglanu wapnia przez wprowadzanie do zawiesiny węglanu wapnia środka kompleksującego albo podczas albo po wstępnym etapie tworzenia się zarodków. Środek kompleksujący jest wybrany z grupy obejmującej sacharozę lub glukozę.
W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 3443890 ujawniono sposób wytwarzania PCC przez nasycanie gazowym dwutlenkiem węgla wodnej zawiesiny wodorotlenku wapniowego w obecności sacharydów i drugiego składnika czynnego, wybranego z grupy składającej się z aktywnych zwią zków dwutlenku krzemu.
W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 2467082 ujawniono sposób wytwarzania kredy przez nasycanie gazowym dwutlenkiem węgla wodnej zawiesiny wodorotlenku wapniowego w obecności ekstraktu z wysłodków buraków cukrowych.
PL 192 346 B1
W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 2188633 ujawniono zastosowanie sacharydów i poli(alkoholu winylowego) jako dodatku do wodnej zawiesiny wodorotlenku wapniowego przed nasycaniem gazowym dwutlenkiem węgla w celu wytwarzania produktu stanowiącego węglan wapnia.
W japońskim opisie patentowym Nr JP 9-156923 ujawniono sposób prowadzony w temperaturze 250°C z użyciem polimerycznego sacharydu i zaszczepionej węglanem wapnia wodnej zawiesiny wodorotlenku wapniowego w celu wytwarzania cząstek węglanu wapnia o powierzchni właściwej 25 m2/g.
W japoń skim opisie patentowym Nr JP 9-271313 ujawniono sposób stosowania tanich niskogatunkowych gazów odlotowych z pieca (CO2) w celu wytwarzania w temperaturze 50°C do 60°C strącanego węglanu wapnia o cząstkach w kształcie wrzecion. Sposób ten zależy od przesiewu wapnia, za pomocą którego kontroluje się rozmiar cząstek i nie stosuje się w nim dodatków.
Po dokonaniu przeglądu stanu techniki widać, że ciągle istnieje zapotrzebowanie na nowy sposób wytwarzania sypkiego węglanu wapnia.
Wynalazek zapewnia sposób wytwarzania cząstek sypkiego węglanu wapnia. Sposób ten wymaga wytworzenia wodnej zawiesiny wodorotlenku wapnia, doprowadzenia tej zawiesiny do wybranej początkowej temperatury nasycania gazowym dwutlenkiem węgla, dodania do zawiesiny węglowodanów i nasycaniu wodnej zawiesiny wodorotlenku wapnia gazowym dwutlenkiem węgla z wytworzeniem sypkich cząstek węglanu wapnia.
Wynalazek zapewnia także sypkie cząstki węglanu wapnia, w przeciwieństwie do tradycyjnie wytwarzanych gronowych cząstek, które wytwarza się bardziej ekonomicznie, ponieważ mogą wymagać mniej dodatków, mniejszego przetwarzania, a w wyniku procesu powstają w przewidywalny sposób sypkie cząstki węglanu wapnia o czystości dziewięćdziesiąt osiem procent.
Krótki opis fotografii
Wynalazek opisano w związku z załączonymi fotografiami wykonanymi elektronowym mikroskopem skaningowym (SEM), na których:
fig. 1 przedstawia znaną ze stanu techniki postać skalenoedralną kalcytu; fig. 2 przedstawia znaną ze stanu techniki postać romboedralną kalcytu; fig. 3 przedstawia znany ze stanu techniki aragonit;
fig. 4 przedstawia znaną ze stanu techniki grubopryzmatyczną postać kalcytu;
fig. 5 przedstawia SEM nowych sypkich kryształów według wynalazku; a fig. 6 przedstawia nowe sypkie kryształy kalcytu w jeszcze większym powiększeniu.
Szczegółowy opis wynalazku
Dlatego, wynalazek zapewnia sposób wytwarzania sypkich cząstek węglanu wapnia. Sposób ten wymaga wprowadzania gazowego dwutlenku węgla do wodnej zawiesiny wodorotlenku wapnia, zawierającej węglowodany, zmieniając początkową temperaturę nasycania gazowym dwutlenkiem węgla i utrzymując na stałym poziomie stężenie węglowodanu, lub w innym wykonaniu, zmieniając stężenie węglowodanu w zawiesinie wodorotlenku wapnia i utrzymując stałą początkową temperaturę nasycania gazowym dwutlenkiem węgla. W jeszcze innym wykonaniu, początkową temperaturę nasycania gazowym dwutlenkiem węgla i stężenie węglowodanu w zawiesinie wodorotlenku wapnia zmienia się w kombinacji.
Wszystkie wartości wyrażone tu w procentach są procentami wagowymi, gdy używa się ich do opisania ilości dodatków wprowadzanych do procesu, przy czym procenty te są procentami wagowymi w przeliczeniu na równoważnik węglanu wapnia dostępnego tlenku wapnia.
Stosowane tu określenie sypki oznacza cząstki, które są generalnie wyraziste i nie związane. Korzystną cząstką jest skalenoedr i ma ona wydłużenie, które porównuje długość do wysokości (l/w) średnio około 2,0 lub większe.
Stosowane tu określenie średni rozmiar cząstek odnosi się do średnicy kulek równoważnych kulek poszczególnym cząstkom lub częściom grona lub aglomeratu cząstek, w przeciwieństwie do średnicy równoważnych gron lub aglomeratów jako takich. Aglomerat jest zaokrągloną masą lub gronem cząstek. Stosowane tu określenie grono lub grupowanie oznacza pęczek lub wzrastanie lub tworzenie pęczków.
Wodna zawiesina wodorotlenku wapnia według wynalazku zawiera od około 5% wagowych do około 30% wagowych wodorotlenku wapnia. Korzystnie, stężenie wodorotlenku wapnia w zawiesinie wynosi od około 10% wagowych do około 20% wagowych.
Ważnym aspektem wynalazku jest to, że wodna zawiesina wodorotlenku wapnia zawiera węglowodany. Węglowodany te można dodawać do zawiesiny w dowolny sposób znany w technice, taki
PL 192 346 B1 jak różne rodzaje mieszania. Węglowodany dodaje się do wodnej zawiesiny wodorotlenku wapnia wszystkie naraz, w przeciwieństwie do okresowego lub ciągłego dodawania w procesie nasycania dwutlenkiem węgla. Węglowodany, które są korzystnie użyteczne, ale nie są ograniczone do wymienionych, według wynalazku obejmują monosacharydy, disacharydy, i polisacharydy. Monosacharydy obejmują, ale nie są ograniczone tylko do nich, proste cukry, takie jak fruktoza i glukoza. Disacharydy obejmują sacharozę, maltozę, laktozę i cellobiozę, podczas gdy polisacharydy generalnie obejmują dziewięć lub większą liczbę monosacharydów, połączonych razem wiązaniami glikozydowymi. Do nieograniczających przykładowych polisacharydów należą skrobia, celuloza i glikogen.
Węglowodany, które są przydatne w wynalazku, są korzystnie wybrane z grupy, składającej się z sacharozy, glukozy, fruktozy, cukru surowego, melasy, ż ywic, skrobi i innych zwią zków organicznych i podobnych. Wę glowodany, obecne w wodnej zawiesinie wodorotlenku wapnia znajdują się w niej zwykle w stężeniu od około 0,05% wagowych do około 3,0% wagowych, w przeliczeniu na równoważnik węglanu wapnia dostępnego tlenku wapnia. Korzystnym węglowodanem jest sacharoza. Stężenie sacharozy w wodnej zawiesinie wodorotlenku wapnia wynosi korzystnie od około 0,1% wagowych do około 0,5% wagowych.
Innym ważnym aspektem sposobu według wynalazku jest wybór początkowej temperatury nasycania gazowym dwutlenkiem węgla. Początkową temperaturą nasycania gazowym dwutlenkiem węgla jest temperatura wodnej zawiesiny wodorotlenku wapnia bezpośrednio przed dodaniem gazowego dwutlenku węgla w celu rozpoczęcia nasycania gazowym dwutlenkiem węgla, bez wymagania środków do kontrolowania temperatury podczas procesu nasycania gazowym dwutlenkiem węgla. Stwierdzono, że przez zmianę wybranej początkowej temperatury nasycania gazowym dwutlenkiem węgla z około 20°C do około 85°C w połączeniu ze zmianą stężenia węglowodanu w zawiesinie wodorotlenku wapnia z około 0,05% wagowych do około 3,0% wagowych, wytwarza się sypkie cząstki węglanu wapnia o średnich rozmiarach cząstek od około 0,1 mikronów do około 3,0 mikronów i o powierzchni właściwej od około 2 m2/g do około 60 m2/g. W całym opisie zrozumiałe jest, że kontrolę temperatury po rozpoczęciu nasycania gazowym dwutlenkiem węgla można prowadzić tak długo jak długo nie inhibituje to tworzenia się sypkich cząstek.
W korzystnym wykonaniu wynalazku, z wodnej zawiesiny wodorotlenku wapnia o zawartości od około 10% wagowych do około 20% wagowych wodorotlenku wapnia, od około 0,1% wagowych do około 1,0% wagowych węglowodanów i w wybranej temperaturze początkowej nasycania gazowym dwutlenkiem węgla od około 30°C do około 75°C wytwarza się sypkie cząstki węglanu wapnia o średnich rozmiarach cząstek od około 0,1 mikronów do około 3,0 mikronów i o powierzchni właściwej od około 2 m2/g do 2 około 25 m2/g.
Rodzaj gazu zawierającego dwutlenek węgla nie jest szczególnie krytycznym aspektem wynalazku. W sposobie według wynalazku można stosować czysty gazowy dwutlenek węgla, ale można stosować także standardowe mieszaniny dwutlenku węgla z powietrzem albo azotem. W sposobie według wynalazku można również stosować ciekły dwutlenek węgla, wprowadzając ciekły dwutlenek węgla w jego stanie gazowym podczas etapu nasycania gazowym dwutlenkiem węgla.
W sposobie według wynalazku można stosować róż nego rodzaju tlenki wapnia i o różnej ich jakości. Stwierdzono, że szczególnie odpowiednie jest stosowanie stężenia, tlenku wapnia, w którym stężenie wodorotlenku wapnia w wytworzonej z niego zawiesinie jest większe niż około 5% wagowych.
W innym wykonaniu sposobu wytwarzania sypkich cząstek węglanu wapnia według wynalazku stwierdzono, że gdy utrzymuje się wybraną początkową temperaturę nasycania gazowym dwutlenkiem węgla, i gdy utrzymuje się stały poziom zawartości węglowodanów, z różnych tlenków wapnia wytwarza się sypkie cząstki węglanu wapnia. Cząstki te scharakteryzowano jako mające średni rozmiar cząstek od około 0,1 mikrona do około 3,0 mikronów i powierzchnię właściwą od około 2 m2/g do około 60 m2/g. Nasycanie gazowym dwutlenkiem węgla wodnej zawiesiny tlenku wapnia przez wprowadzanie dwutlenku węgla kontynuuje się aż wytrącenie kalcytu jest zasadniczo całkowite. Proces nasycania gazowym dwutlenkiem węgla korzystnie kończy się, gdy wartość pH nasycanej gazowym dwutlenkiem węgla zawiesiny jest w pobliżu odczynu obojętnego, (pH=7), a cząstki węglanu wapnia mają czystość około dziewięćdziesiąt osiem (98)% węglanu wapnia.
Nawet po zakończeniu procesu nasycania gazowym dwutlenkiem węgla w zawiesinie poddawanej nasycaniu gazowym dwutlenkiem węgla ciągle jeszcze może znajdować się nieco nieprzereagowanego wodorotlenku wapnia. Można stosować różne techniki, znane fachowcom, dla osiągnięcia całkowitego zobojętnienia pozostałego wodorotlenku wapnia, którego zawartość według wynalazku wynosi tylko, w przybliżeniu, około dwa (2) lub mniej. Techniki te obejmują, np., monitorowanie pH
PL 192 346 B1 zawiesiny podczas wprowadzania dodatkowego gazowego dwutlenku węgla, jak to jest konieczne podczas obróbki nieprzereagowanego wodorotlenku wapnia. Zawiesinę nasyconą gazowym dwutlenkiem węgla można traktować wystarczającą ilością organicznego lub nieorganicznego wielozasadowego kwasu, takiego jak kwas cytrynowy, maleinowy, jabłkowy, malonowy, ftalowy, winowy, borowy, fosforowy, siarkawy i siarkowy.
Średni rozmiar cząstek sypkich cząstek węglanu wapnia wytwarzanych sposobem według wynalazku może wahać się od około 0,1 mikrona do około 3,0 mikronów. Średni rozmiar cząstek wytwarzanych sposobem według wynalazku cząstek określano, stosując Micromeritics Sedigraph 5100, wykorzystujący promienie rentgena do mierzenia szybkości osadzania w stosunku do rozmiaru.
W celu okreś lenia powierzchni właściwej cząstek wę glanu wapnia wytworzonych sposobem według wynalazku, stosowano aparat Micromeritics Flowsorb II 2300, wykorzystujący teorię BET z azotem jako adsorbowanym gazem, który moż na stosować do oznaczanie powierzchni właściwej.
Chociaż zmieniając wybraną początkową temperaturę nasycania gazowym dwutlenkiem węgla jak również zmieniając stężenie węglowodanu, wytwarza się sypkie cząstki o różnych kształtach i rozmiarach, należ y zauważ y ć , ż e wynalazek nie powinien być tak ograniczony w swoim zakresie lub tym, co obejmuje. Ponadto, następujące przykłady, jedynie ilustrują sposób według wynalazku i nie są skonstruowane w żadnym razie jako ograniczające zakres wynalazku, który jaśniej określono w załączonych zastrzeżeniach.
P r z y k ł a d I
Do sporządzenia i reakcji wodorotlenku wapnia (gaszenie) w celu zrealizowania wynalazku stosowano cylindryczny reaktor ze stali nierdzewnej, wyposażony w mieszadło o dużej szybkości, napędzane silnikiem o zmiennej szybkości o mocy (50 W) (1/15 HP) i rurkę ze stali nierdzewnej, zakrzywiona pod środkiem dolnej części łopatki, do wprowadzania strumienia dwutlenek węgla/powietrze.
Sporządzono wodną zawiesinę wodorotlenku wapnia o stężeniu 14,2% wagowych (0,154 g/cm2), dodając w reaktorze o pojemności 4 litrów w temperaturze 50°C do 2000 ml wody 250 g granulowanego wapna palonego Bellefonte o zawartości dostępnego tlenku wapnia 94% wagowych lub większej, oznaczonej sposobem według ASTM C-25-72, i mieszając całość w ciągu 10 minut z szybkością 1100 obrotów/minutę. Zawiesinę przepuszczono przez sito 60 mesh w celu usunięcia żwiru i ogrzano do początkowej temperatury nasycania gazowym dwutlenkiem węgla wynoszącej 55°C. Ustawiano szybkość mieszadła na 1250 obrotów/minutę i do zawiesiny dodano Domino Sugar, wytwarzanego przez Domino Sugar Corporation, określanego dalej jako sacharoza, w ilości 0,5% wagowych równoważnika węglanu wapnia dostępnego tlenku wapnia. Zawiesinę nasycano gazowym dwutlenkiem węgla wytrącając węglan wapnia przez wprowadzanie do zawiesiny gazowej mieszaniny zawierającej 10% dwutlenku węgla w powietrzu przy 0,45 SLM. Nasycanie gazowym dwutlenkiem węgla kontynuowano w ciągu 263 minut aż do uzyskania wartości pH mniejszej niż 8. Zawiesinę przepuszczono przez sito US Standard No. 325 (44 mikrony), aby usunąć grube cząstki. Produkt w postaci zawiesiny oceniano pod kątem rozmiaru cząstek i stwierdzono, że wynosi on średnio 0,88 mikrona. Produkt przedstawiony za pomocą SEM jest dobrze dyspergowalny i sypki. Jego część filtrowano pod zmniejszonym ciśnieniem i placek osadu suszono w temperaturze około 165°C w ciągu co najmniej jednej godziny, otrzymując produkt PCC o powierzchni właściwej 13,5 m2/g. Próbę tę zidentyfikowano w tabeli 1 jako przykł ad I.
P r z y k ł a d y II, III i IV
Zsyntetyzowano trzy dodatkowe próbki przy różnych temperaturach początkowych nasycania gazowym dwutlenkiem węgla, to jest 60°C, 65°C i 70°C. Dane z przykładów I - IV porównano w tabeli 1.
P r z y k ł a d V
W przykładzie V postępowano w sposób opisany w przykładzie I, stosując to samo wapno palone, ale z następującymi zmianami. Stężenie zawiesiny wodorotlenku wapnia wynosiło 10,7% (0,114 g/cm) zamiast 14,2% wagowych. Sacharozę dodawano w ilości 0,5%, ale gaz zawierał 18% CO2, a nie 10% CO2. Szybkość przepływu CO2 wynosiła 1,75 SLM, zapewniając czas reakcji 63 minuty do uzyskania wartości pH 8,0. Początkowa temperatura reakcji wynosiła 60°C. Produkt przepuszczano przez sito US Standard No. 325 (44 mikrony), aby usunąć grube cząstki. Produkt miał średni rozmiar cząstek 1,30 mikronów i powierzchnię właściwą (SSA) 10,4 m2/g. Próbę tę zidentyfikowano w tabeli 1 jako przykład V.
PL 192 346 B1
T a b e l a 1
Poziom stężenia sacharozy przy zmiennej temperaturze
Przykład Rodzaj wapna palonego Stężenie zawiesiny (1%) Czas reakcji (minut) Sacharoza (%) Temperatura reakcji (°C) APS (mikron)
I Bellefonte 14,2 263 0,5 55 0,88
II Bellefonte 15,1 271 0,5 60 1,05
III Bellefonte 14,1 287 0,5 65 1,27
IV Bellefonte 14,6 213 0,5 70 1,38
V Bellefonte 10,7 63 0,5 60 1,30
Dane wskazują, że stężenie zawiesiny wodorotlenku wapnia wywiera wpływ na rozmiar cząstek powstałego produktu. Chociaż wielkość tych zmian będzie prawdopodobnie różna w przypadku różnych rodzajów wapna palonego, przy wyższym stężeniu istnieje tendencja do wytwarzania drobniejszych cząstek (porównaj przykłady II i V). Przykłady I - IV pokazują wpływ temperatury na rozmiar cząstek, gdy utrzymuje się stały poziom stężenia sacharozy. Ze wzrostem temperatury wzrastają rozmiary cząstek a powierzchnia właściwa maleje.
P r z y k ł a d y VI, VII i VIII
Zsyntetyzowano trzy próbki, postępując jak opisano w przykładzie I i stosując wapno palone Bellefonte, ale temperaturę 70°C przy stężeniu sacharozy 0,4% i 50°C przy stężeniu sacharozy 0,15% i 0,1%. Próbki te porównano w poniższej tabeli 2 z próbkami, otrzymanymi w przyk ładzie IV.
T a b e l a 2 Wpływ poziomu dodatku
Przykład Rodzaj wapna palonego Sacharoza (%) Czas reakcji (°C) APS (mikrony) SSA (m2/g)
IV Bellefonte 0,5 70 1,38 6,1
VI Bellefonte 0,4 70 1,49 6,0
VII Bellefonte 0,15 50 1,42 8,2
VIII Bellefonte 0,1 50 1,56 7,0
Dane w tabeli 2 pokazują, że regulując zarówno temperaturę jak i poziom sacharozy, można generalnie utrzymać średni rozmiar cząstek przy określonej wcześniej początkowej temperaturze nasycania gazowym dwutlenkiem węgla.
P r z y k ł a d IX
Do sporządzania zawiesiny wodorotlenku wapnia w celu nasycania gazowym dwutlenkiem węgla w dużej skali stosowano zmodyfikowany mieszalnik do zaprawy o pojemności 265 l (70 galonów). Nasycanie gazowym dwutlenkiem węgla prowadzono w cylindrycznym reaktorze ze stali nierdzewnej z przegrodami z płaszczem grzejnym, o ś rednicy 29,2 cm i wysokoś ci 50,8 cm. Reaktor wyposaż ono w szybkoobrotowe mieszadł o z dwoma turbinkami z płaskimi ł opatkami o ś rednicy 11,4 cm umieszczonymi około 10,2 cm i 20,4 cm od dna i napędzane silnikiem o zmiennej prędkości, o mocy 3,75 kW (5 HP). Reaktor był także wyposażony w rurkę ze stali nierdzewnej o wewnętrznej średnicy 0,6 cm, zakrzywioną pod środkiem dolnej części łopatek, służącej do wprowadzania strumienia dwutlenku węgla/powietrza. Sporządzono wodną zawiesinę wodorotlenku wapnia o stężeniu 15,7% wagowych 3 (0,1692 g/cm ) dodając w opisanym wyżej mieszalniku zaprawy o pojemności 265 l (70 galonów) w temperaturze 50°C 3000 g wapna palonego Bellefonte do 18,0 litrów wody i mieszając całość w ciągu 10 minut. Zawiesinę przepuszczano przez sito 0,220 mm (60 mesh) w celu usunięcia grubych cząstek i ogrzewano w reaktorze do początkowej temperatury nasycania gazowym dwutlenkiem węgla 45°C. Szybkość mieszadła nastawiono na 615 obrotów/minutę i do zawiesiny dodano 0,15% wagowych sacharozy w przeliczeniu na równoważnik węglanu wapnia dostępnego tlenku wapnia. Zawiesinę wodorotlenku wapnia nasycano gazowym dwutlenkiem węgla wytrącając węglan wapnia przez wprowadzanie do zawiesiny gazowej mieszaniny zawierającej 10% objętościowych dwutlenku węgla
PL 192 346 B1 w powietrzu przy przepływie 4,4 standardowych litrów na minutę (SLM). Nasycanie gazowym dwutlenkiem węgla kontynuowano aż do uzyskania wartości pH mniejszej niż 7,4. Zawiesinę przepuszczono przez sito US Standard No. 325 (44 mikrony), aby usunąć grube cząstki. Próbę tę zidentyfikowano w tabeli 3 jako przykł ad IX.
P r z y k ł a d X
Próbę tę prowadzono z wapnem palonym Bellefonte jak opisano w przykładzie IX w instalacji przemysłowej. Warunki reakcji, takie jak czas prowadzenia operacji, temperatura i poziom sacharozy były generalnie takie same. Próbę tę zidentyfikowano w tabeli 3 jako przykład X.
T a b e l a 4
Wpływ rodzaju wapna palonego
Przykład Opis wapna palonego Czas reakcji (minuty) APS (mikrony) SSA m2/g
XI Greer 130 1,63 6,9
XII Frey 130 1,42 9,6
XIII Western 125 1,27 9,2
Zastrzeżenia patentowe

Claims (8)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób wytwarzania sypkich cząstek węglanu wapnia, znamienny tym, że sporządza się wodną zawiesinę wodorotlenku wapnia o stężeniu wodorotlenku wapnia w wodnej zawiesinie wodorotlenku wapnia wynoszącym od 5% wagowych do 30% wagowych, do wodnej zawiesiny wodorotlenku wapnia dodaje się jeden lub większą liczbę węglowodanów w stężeniu od 0,05% wagowych do 3,0% wagowych, wybranych spośród sacharozy, glukozy, fruktozy, cukru surowego, melasy, żywic, skrobi, maltozy, laktozy, cellobiozy, celulozy i glikogenu, nasyca się wodną zawiesinę wodorotlenku wapnia gazowym dwutlenkiem węgla, przy czym początkowa temperatura nasycania wynosi od 30°C do 85°C, wytwarzając sypkie cząstki węglanu wapnia o powierzchni właściwej od 2 metrów kwadratowych na gram do 25 metrów kwadratowych na gram i o średnim rozmiarze cząstek od 0,1 mikrona do 3,0 mikronów.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się stężenie wodorotlenku wapnia w zawiesinie wodorotlenku wapnia wynoszą ce od 10% wagowych do 20% wagowych.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się wybraną początkową temperaturę nasycania gazowym dwutlenkiem węgla wynoszącą od 40°C do 75°C.
  4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się węglowodan w stężeniu od 0,01% wagowych do 1,0% wagowych.
  5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako węglowodan stosuje się sacharozę.
  6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas nasycania gazowym dwutlenkiem węgla stosuje się stężenie gazowego dwutlenku węgla wynoszące od 1% do 100%.
  7. 7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że podczas nasycania gazowym dwutlenkiem węgla stosuje się stężenie gazowego dwutlenku węgla wynoszące od 10% do 30%.
  8. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wytwarza się sypkie cząstki węglanu wapnia zawierające 98% węglanu wapnia.
PL350921A 1999-03-31 1999-03-31 Sposób wytwarzania sypkich cząstek węglanu wapnia PL192346B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US1999/006853 WO2000058217A1 (en) 1999-03-31 1999-03-31 Process for the preparation of discrete particles of calcium carbonate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL350921A1 PL350921A1 (en) 2003-02-10
PL192346B1 true PL192346B1 (pl) 2006-10-31

Family

ID=22272463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL350921A PL192346B1 (pl) 1999-03-31 1999-03-31 Sposób wytwarzania sypkich cząstek węglanu wapnia

Country Status (15)

Country Link
EP (1) EP1165441A1 (pl)
JP (1) JP2002540056A (pl)
KR (1) KR20020023213A (pl)
CN (1) CN1348428A (pl)
AU (1) AU3369799A (pl)
BR (1) BR9917234A (pl)
CA (1) CA2368174C (pl)
HK (1) HK1045493A1 (pl)
IL (1) IL145126A (pl)
NO (1) NO20014652D0 (pl)
PL (1) PL192346B1 (pl)
RU (1) RU2215692C2 (pl)
SK (1) SK13512001A3 (pl)
WO (1) WO2000058217A1 (pl)
ZA (1) ZA200107865B (pl)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2876999B1 (fr) * 2004-10-25 2007-11-09 Solvay Suspensions contenant des particules de carbonate de calcium presentant un etat d'agregation controle
PT2157136T (pt) * 2008-08-13 2019-06-21 Omya Int Ag Processo para a preparação de carbonato de cálcio precipitado implementando um polímero contendo uma baixa carga de acrilato e/ou maleinato
GB0917248D0 (en) * 2009-10-02 2009-11-18 Calcitech Synthetic Minerals Ltd Production of calcium carbonate
CN101913640B (zh) * 2010-08-20 2012-12-26 常州碳酸钙有限公司 微细活性碳酸钙制备方法
RU2489355C2 (ru) * 2011-07-05 2013-08-10 Алексей Гаврилович Мешандин Способ синтеза высокодисперсного карбоната кальция
CN102583483B (zh) * 2012-02-22 2013-11-06 常州碳酸钙有限公司 微米纺锤体复合纳米碳酸钙的制备方法
AU2013235257B2 (en) * 2012-03-23 2016-06-30 Omya International Ag Process for preparing scalenohedral precipitated calcium carbonate
CN102874856B (zh) * 2012-08-29 2014-12-17 池州凯尔特纳米科技有限公司 一种pvc填充用多孔性碳酸钙的制备方法
RU2553855C2 (ru) * 2013-04-30 2015-06-20 Алексей Гаврилович Мешандин Способ конверсии сульфата кальция
CN103395812B (zh) * 2013-07-11 2015-01-07 大连理工大学 一种控制固体碳化法中碳酸钙形貌的方法
CN104229851B (zh) * 2014-09-04 2016-06-01 华中农业大学 一种蛋壳超微活性碳酸钙的制备方法
SI3221512T1 (sl) 2014-11-19 2020-01-31 Omya International Ag Postopek za proizvodnjo polnila
KR20190111060A (ko) 2017-01-24 2019-10-01 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 다당류를 이용한 침전된 탄산칼슘의 제조 방법
CN107827136B (zh) * 2017-10-20 2019-07-30 石家庄祥博瑞环保有限公司 一种球形纳米碳酸钙的制备工艺
CN109809458B (zh) * 2019-03-21 2021-07-09 广西大学 橄榄球形碳酸钙及其制备工艺

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5269818A (en) * 1990-03-13 1993-12-14 Pfizer Inc Rhombohedral calcium carbonate and accelerated heat-aging process for the production thereof
US5332564A (en) * 1992-07-10 1994-07-26 Ecc International Inc. Process for production of rhombic shaped precipitated calcium carbonate
US5741471A (en) * 1995-12-05 1998-04-21 Minerals Technologies Inc. Process for the preparation of discrete particles of calcium carbonate
JP3995745B2 (ja) * 1996-12-27 2007-10-24 奥多摩工業株式会社 軽質炭酸カルシウム・重質炭酸カルシウム混合水性スラリーの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
NO20014652L (no) 2001-09-25
NO20014652D0 (no) 2001-09-25
CA2368174C (en) 2008-07-08
KR20020023213A (ko) 2002-03-28
CN1348428A (zh) 2002-05-08
JP2002540056A (ja) 2002-11-26
EP1165441A1 (en) 2002-01-02
WO2000058217A1 (en) 2000-10-05
BR9917234A (pt) 2002-04-23
SK13512001A3 (sk) 2002-09-10
IL145126A (en) 2005-07-25
RU2215692C2 (ru) 2003-11-10
IL145126A0 (en) 2002-06-30
PL350921A1 (en) 2003-02-10
ZA200107865B (en) 2002-10-30
CA2368174A1 (en) 2000-10-05
AU3369799A (en) 2000-10-16
HK1045493A1 (zh) 2002-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5232678A (en) Precipitated calcium carbonate
EP0866770B1 (en) Process for the preparation of discrete particles of calcium carbonate
US5558850A (en) Precipitated calcium carbonate
US6294143B1 (en) Process for the preparation of discrete particles of calcium carbonate
EP2537900B1 (en) Process for the production of precipitated calcium carbonate
US6623555B1 (en) Composite precipitated calcium carbonate/silicon compound pigment and method of making same
US6156286A (en) Seeding of aragonite calcium carbonate and the product thereof
US5342600A (en) Precipitated calcium carbonate
US7135157B2 (en) Process for the production of platy precipitated calcium carbonates
PL192346B1 (pl) Sposób wytwarzania sypkich cząstek węglanu wapnia
US5364610A (en) Process for preparation of high opacity precipitated calcium carbonate by reacting sodium carbonate with calcium hydroxide
FI105545B (fi) Saostettu kalsiumkarbonaatti
JP2556699B2 (ja) アラゴナイト結晶形炭酸カルシウムの製造方法
CA2239511C (en) Process for the preparation of discrete particles of calcium carbonate

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20100331