DE69202933T2 - Kalzium-Magnesiumkarbonatzusammensetzung und Herstellungsverfahren. - Google Patents
Kalzium-Magnesiumkarbonatzusammensetzung und Herstellungsverfahren.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Calcium-Magnesiumcarbonat-Zusammensetzung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Calcium-Magnesiumcarbonat-Zusammensetzung mit ausgezeichneter Weiße- und Verstärkungswirkung auf Kunststoffe die sich auch als Pigment bei Papierbeschichtungen mit der Fähigkeit, dem beschichteten Papier ausgezeichnete Eigenschaften zu verleihen, sowie als Füllstoff bei Polymermaterialien eignet.
- Wie allgemein bekannt ist, weisen Calciumcarbonatpulver ausgezeichnete Weiße und weitere gewünschte Eigenschaften auf, so daß sie in großen Mengen als Füllstoff oder Pigment auf den verschiedensten Gebieten, einschließlich der Papier-, Kautschuk-, Kunststoff-, Farbenindustrie u.dgl., verwendet werden. Calciumcarbonatteilchen weisen eine Calcitkristallstruktur mit kubischen oder spindelförmlgen Teilchen, eine Aragonitkristallstruktur mit säulen- oder nadelförmigen Teilchen, eine Vateritkristallstruktur mit kugelförmigen Teilchen o.dgl. auf. Üblicherweise wird Calciumcarbonatpulver durch Carbonisieren von Calciumhydroxid in einer wäßrigen Aufschlämmung oder einer Kalkmilch unter Verwendung von Kohlendioxidgas oder eines Kohlendioxid enthaltenden Gases, das in die Aufschlämmung eingeleitet wird, hergestellt.
- Obwohl Calciumcarbonat bei Verwendung als Pigment zur Papierbeschichtung im Vergleich zu Kaolinton aus plattchenförmigen Teilchen bestehendem Kaolinton zu einer ausgezeichneten Weiße und Absorptionsfähigkeit für Druckfarben führt, sind herkömmliche Calciumcarbonat-Füllstoffe mit dem gravierenden Mangel behaftet, daß unter Verwendung dieser Stoffe beschichtetes Papier im allgemeinen einen geringen Weißglanz, geringen Druckfarbenglanz, geringe Bedruckbarkeit und dgl. aufweist. Herstellung und Verwendung von Calciumcarbonat-Füllstoffen aus vorwiegend plättchenförmigen oder flokkigen Teilchen wurden verschiedentlich vorgeschlagen. Mit diesen konnten die obigen Probleme gelöst werden, jedoch sind derartige Produkte aufgrund der hohen Herstellungskosten solcher Calciumcarbonatpulver im Handel nicht erhältlich.
- Carbonate von Magnesium, beispielsweise Magnesiumcarbonathydroxid, d.h. basisches Magnesiumcarbonat, werden ferner in breitem Rahmen als anorganische Füllstoffe in den verschiedensten Polymerprodukten, einschließlich Kautschuken und Kunststoffen, und insbesondere als Füllstoff für transparente Rezepturen von Naturkautschuk, verwendet. Magnesiumcarbonate weisen im allgemeinen eine plättchenförmige oder flockige Teilchenkonfiguration mit einer verstärkenden Wirkung als Füllstoff bei Kunststoffen auf. Sie werden ferner als weißer Füllstoff oder weißes Pigment in Anstrichmitteln, kosmetischen Zubereitungen, Papierbeschichtungen und dgl. sowie als Träger für Arzneimittel und Duftstoffe verwendet. Magnesiumcarbonate sind jedoch mit dem Mangel behaftet, daß ihre Farbreproduzierbarkeit gering ist, wenn sie in Kombination mit anderen Pigmenten oder Füllstoffen und insbesondere mit natürlichem Talk verwendet werden.
- Mehrere Verfahren zur Herstellen eines Magnesiumcarbonathydroxidfüllstoffs, einschließlich der Carbonisierung von Magnesiumhydroxid, der alkalischen Carbonisierung von Bittersalz oder Magnesiumchlorid, der thermischen Zersetzung von Magnesiumhydrogencarbonat usw., sind bekannt und werden in der Praxis durchgeführt. Wenn das Verfahren im Rahmen eines nassen Verfahrens in wäßriger Suspension oder Aufschlämmung erfolgt, tritt jedoch die Schwierigkeit auf, daß die Aufschlämmung manchmal infolge der feinen plättchenartigen Konfiguration der Teilchen übermäßig dickflüssig ist, so daß auch das Problem auftritt, daß sie die Teilchen leicht in einen harten Kuchen wandeln, der sich nur mit Schwierigkeiten trocknen und nachfolgend zu einem feinen Pulver vermahlen läßt, bevor das Reaktionsprodukt anschließend praktisch eingesetzt werden kann.
- Herkömmliche Magnesiumcarbonathydroxid-Füllstoffe weisen üblicherweise eine so geringe Schüttdichte auf, daß beim Compoundieren mit synthetischen Harzen zur Herstellung eines gleichmäßigen Gemisches Schwierigkeiten auftreten. Zur Lösung dieses Problems wurde in den japanischen Offenlegungsschriften 60-54915, 51-63526, 63-89416 und 1-224218 vorgeschlagen, aus den feinen plättchenförmigen primären Teilchen aus Magnesiumcarbonathydroxid kugelförmige Sekundärteilchen herzustellen.
- Der obige Stand der Technik zur Herstellung von Magnesiumcarbonathydroxid ist mit dem allgemeinen Problem oder Nachteil behaftet, daß die erste Stufe des Verfahrens die Herstellung von Magnesiumorthocarbonat ist Letzteres muß durch Altern in einem flüssigen Medium bei hoher Temperatur in das gewünschte Produkt umgewandelt werden. Folglich ist das Verfahren notwendigerweise sehr kompliziert, da eine geeignete Steuerung beider Stufen der Bildung des Magnesiumorthocarbonats als Vorläufer und seiner Umwandlung zu Magnesiumcarbonathydroxid wesentlich ist.
- Zur Herstellung einer Calcium-Magnesiumcarbonat-Zusammensetzung ist seit vielen Jahren ein Verfahren bekannt, bei dem Dolomit, bei dem es sich um ein Doppelcarbonat von Calcium und Magnesium, typischerweise der Formel CaMg[CO&sub3;]&sub2;, handelt, calciniert und zu einer Hydroxidzusammensetzung gelöscht werden kann. Diese wird anschließend zu der Carbonatzusammensetzung carbonisiert (vgl. beispielsweise JP-A-31- 7277, 32-632, 33-1863 und 37-4103). Bei der Carbonisierungsreaktion der Hydroxidzusammensetzung läuft die Reaktion bekanntermaßen infolge der unterschiedlichen Basizität der Hydroxide in zwei Stufen ab. Zuerst erfolgt die Carbonisierung von Calciumhydroxid und anschließend die Carbonisierung von Magnesiumhydroxid, so daß eine geeignete Steuerung der Bedingungen der Carbonisierungsreaktion eine gleichmäßige Zusammensetzung aus Calciumcarbonat und Magnesiumcarbonathydroxid zu liefern vermag. In diesem Fall kann das Magnesiumcarbonathydroxid jedoch auch lediglich aus dem Orthocarbonat als Vorläufer gebildet werden.
- Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine gleichmäßige Zusammensetzung aus Calciumcarbonat und Magnesiumcarbonathydroxid mit Eignung für die obenerwähnten Anwendungen, ohne daß die Probleme und Nachteile der Produkte des Standes der Technik auftreten. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein wirksames und zuverlässiges Verfahren zur Herstellung der obenerwähnten gleichmäßigen Zusammensetzung aus Calciumcarbonat und Magnesiumcarbonathydroxid.
- Die erfindungsgemäß hergestellte Calcium-Magnesiumcarbonat- Zusammensetzung ist ein gleichmäßiges Gemisch aus folgenden Bestandteilen:
- (A) Calciumcarbonat-Teilchen mit Aragonit-Kristallstruktur und säulenförmigen Teilchen, die eine mittlere Länge im Bereich von 0,5 bis 3 um und einen mittleren Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 0,3 um bei einem Seitenverhältnis im Bereich von 5 bis 15 aufweisen, und
- (B) Magnesiumcarbonathydroxid-Teilchen mit einer plättchenartigen Teilchenform mit einem mittleren Teilchendurchmesser (dem sog. Fere-Durchmesser) im Bereich von 2 bis 7 um und einer Dicke im Bereich von 0,05 bis 0,5 um,
- wobei das Gemisch eine gesamte spezifische Oberfläche im Bereich von 15 bis 30 m²/g aufweist und das Gewichtsverhältnis der Calciumcarbonat-Teilchen zu den Magnesiumcarbonathydroxid-Teilchen im Bereich von 95:5 bis 50:50, berechnet als die jeweiligen Hydroxide, liegt.
- Die oben definierte Carbonatzusammensetzung kann nach einem Verfahren hergestellt werden, das die folgenden Stufen umfaßt:
- (a) Herstellung einer wäßrigen Aufschlämmung aus Calciumhydroxid, wobei eine wäßrige Suspension hiervon in einer Konzentration von 400 g/l eine Viskosität von mindestens 1,5 Ns/m² (1500 Centipoise) bei 25ºC aufweist, und Magnesiumhydroxid in einem Gewichtsverhältnis im Bereich von 95:5 bis 50:50, wobei der Feststoffgehalt der wäßrigen Aufschlämmung bei einer Berechnung unter der Annahme, daß die Magnesiumhydroxidmenge der äguimolaren Calciumhydroxidmenge entspricht, im Bereich von 100 bis 250 g/l liegt;
- (b) Halten der wäßrigen Aufschlämmung bei einer Temperatur von 30ºC oder darüber;
- (c) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form in die wäßrige Aufschlämmung bei einem Durchsatz im Bereich von 1 bis 3 l (Normzustand) pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid in der in Stufe (a) hergestellten wäßrigen Aufschlämmung, bis die wäßrige Aufschlämmung einen ph-Wert nicht über 10 aufweist; und
- (d) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form in die wäßrige Aufschlämmung nach Stufe (c) in einem Durchsatz von mindestens 5 l (Normzustand) pro Minute und Kilogramm Magnesiumhydroxid in der in Stufe (a) hergestellten wäßrigen Aufschlämmung, bis die wäßrige Aufschlämmung einen ph-Wert nicht über 8 aufweist.
- Alternativ kann die Carbonatzusammensetzung nach einem anderen Verfahren hergestellt werden, das die folgenden Stufen umfaßt:
- (a1) Herstellen einer wäßrigen Aufschlämmung aus Calciumhydroxid, wobei eine wäßrige Suspension hiervon in einer Konzentration von 400 g/l eine Viskosität von mindestens 1,5 Ns/m² (1500 Centipoise) bei 25ºC aufweist, und Magnesiumhydroxid in einem Gewichtsverhältnis im Bereich von 95:5 bis 50:50, wobei der Feststoffgehalt der wäßrigen Aufschlämmung bei einer Berechnung unter der Annahme, daß die Magnesiumhydroxidmenge der äquimolaren Calciumhydroxidmenge entspricht, im Bereich von 100 bis 250 g/l liegt;
- (b1) Halten der wäßrigen Aufschlämmung bei einer Temperatur im Bereich von 5 bis 30 ºC;
- (c1) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form in die wäßrige Aufschlämmung bei einem Durchsatz im Bereich von 7 bis 15 l (Normzustand) pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid in der in Stufe (a1) hergestellten wäßrigen Aufschlämmung, bis der Umsatz von Calciumhydroxid in Calciumcarbonat im Bereich von 5 bis 15 % liegt;
- (d1) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form in die wäßrige Aufschlämmung nach Stufe (c1) in einem Durchsatz im Bereich von 0,5 bis 2 l (Normzustand) pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid in der in Stufe (a1) hergestellten wäßrigen Aufschlämmung, bis der Umsatz von Calciumhydroxid in Calciumcarbonat im Bereich von 40 bis 60 % liegt;
- (e1) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form in die wäßrige Aufschlämmung nach Stufe (d1) bei einem Durchsatz über 2,5 l (Normzustand) pro Minute und Kilogramm Magnesiumhydroxid in der in Stufe (a1) hergestellten wäßrigen Aufschlämmung, bis die wäßrige Aufschlämmung einen ph-Wert nicht über 10 aufweist; und
- (f1) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form in die wäßrige Aufschlämmung nach Stufe (e1) bei einem Durchsatz von mindestens 5 l (Normzustand) pro Minute und Kilogramm Magnesiumhydroxid in der in Stufe (a1) hergestellten wäßrigen Aufschlämmung, bis die wäßrige Aufschlämmung einen ph-Wert nicht über 8 aufweist.
- Bei den oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung der Carbonatzusammensetzung ist es möglich, daß anstelle der Herstellung einer gemischten wäßrigen Aufschlämmung von getrennt hergestelltem Calciumhydroxid und Magnesiumhydroxid Dolomit als natürliches Mineral calciniert und zu einer Zusammensetzung aus Calcium- und Magnesiumhydroxid hydratisiert werden kann. Letzteres wird in Wasser zur Bildung der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung aus Calcium- und Magnesiumhydroxid dispergiert. Die Verwendung von Dolomit als Ausgangsmaterial unterliegt selbstverständlich bezüglich des Anteils an Calcium und Magnesium im Produkt Beschränkungen, da natürliche Dolimitprodukte bezüglich des Anteils an Calcium und Magnesium verschiedene Zusammensetzungen aufweisen. Insbesondere liegen die Anteile an Calcium und Magnesium in den natürlichen Dolomitprodukten in einem sehr breiten Bereich.
- Wie oben beschrieben wurde, besteht die neue Calcium-Magnesiumcarbonat-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in charakteristischer Weise aus einem gleichmäßigen Gemisch aus Calciumcarbonat-Teilchen und Magnesiumcarbonathydroxid-Teilchen mit jeweils einer speziellen Teilchenkonfiguration und speziellen Parametern bezüglich der Teilchengröße. Des weiteren ist es zweckmäßig, daß die Calciumcarbonat-Teilchen ein Seitenverhältnis, d.h. ein Verhältnis Länge zu Durchmesser der säulenförmigen Teilchen, im Bereich von 5 bis 15 aufweisen.
- Wenn die Teilchen der Komponenten zu fein sind, kommt es zu einer starken Agglomeration der Teilchen im Gemisch unter Verringerung der Dispergierbarkeit, so daß bei Verwendung der Carbonatzusammensetzung als Pigment zur Papierbeschichtung das beschichtete Papier eine geringere Weiße oder Opazität aufweist. Wenn die Teilchen zu grob sind, nehmen auf der anderen Seite auch die Weiße des Pulvers an sich und auch der Weißglanz des Papiers und der Druckfarbenglanz sowie die Druckfarbenabsorptionsfähigkeit und Druckfarbenverfestigung beim Bedrucken von damit beschichteten Papierblättern ab.
- Die gesamte spezifische Oberfläche der Carbonatzusammensetzung, die im Bereich von 15 bis 30 m²/g liegen sollte, ist ein weiterer wichtiger Parameter, der die Qualität der pulverförmigen Carbonatzusammensetzung beeinflußt. Wenn die spezifische Oberfläche zu gering ist, liegt eine geringere Kristallinität der Teilchen vor, wodurch die optischen Eigenschaften des Pulvers und die Bedruckbarkeit damit beschichteter Papierbögen beeinträchtigt wird. Andererseits läßt sich durch Erhöhen des spezifischen Oberfläche über die oben angegebene Obergrenze hinaus keine weitere Verbesserung erzielen, sondern es resultiert eher ein wirtschaftlicher Nachteil infolge der Zunahme der notwendigen Menge an Dispergierhilfsmittel zum vollständigen Dispergieren der pulverförmigen Carbonatzusammensetzung.
- Die erfindungsgemäße Carbonatzusammensetzung sollte aus Calciumcarbonat und Magnesiumcarbonathydroxid in einem Gewichtsverhältnis im Bereich von 95:5 bis 50:50, berechnet als die jeweiligen Hydroxide oder insbesondere unter der Annahme, daß die Menge der jeweiligen Carbonate der äquimolaren Menge des Hydroxids entspricht, bestehen. Wenn der Gehalt an Calciumcarbonat zu groß ist, können die durch die Zusammensetzung mit Magnesiumcarbonathydroxid angestrebten Wirkungen nicht erreicht werden. Durch Erhöhen des Gehalts an der Magnesiumverbindung über die Obergrenze hinaus läßt sich keine weitere Verbesserung erreichen, sondern es resultiert eher ein wirtschaftlicher Nachteil infolge des relativ hohen Preises der Magnesiumverbindung.
- Die oben definierte erfindungsgemäße Calcium-Magnesiumcarbonat-Zusammensetzung kann durch die Carbonisierungsreaktion einer gemischten wäßrigen Aufschlämmung aus Calciumhydroxid und Magnesiumhydroxid mit Kohlendioxidgas unter sehr genau gesteuerten Bedingungen auf zwei unterschiedlichen Wegen hergestellt werden. Das erste der beiden Verfahren, bei dem es sich um ein zweistufiges Carbonisienrngsverfahren handelt, umfaßt die folgenden Stufen:
- (a) Herstellen einer wäßrigen Aufschlämmung aus Calciumhydroxid, wobei eine wäßrige Suspension hiervon in einer Konzentration von 400 g/l eine Viskosität von mindestens 1,5 Ns/m² (1500 Centipoise) bei 25ºC aufweist, und Magnesiumhydroxid in einem Gewichtsverhältnis im Bereich von 95:5 bis 50:50, wobei der Feststoffgehalt der wäßrigen Aufschlämmung bei einer Berechnung unter der Annahme, daß die Magnesiumhydroxidmenge der äquimolaren Calciumhydroxidmenge entspricht, im Bereich von 100 bis 250 g/l liegt;
- (b) Halten der wäßrigen Aufschlämmung bei einer Temperatur von 30ºC oder darüber;
- (c) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form in die wäßrige Aufschlämmung bei einem Durchsatz im Bereich von 1 bis 3 l (Normzustand) pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid in der in Stufe (a) hergestellten wäßrigen Aufschlämmung, bis die wäßrige Aufschlämmung einen PH-Wert nicht über 10 aufweist, und
- (d) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form in die wäßrige Aufschlämmung nach Stufe (c) in einem Durchsatz von mindestens 5 l (Normzustand) pro Minute und Kilogramm Magnesiumhydroxid in der in Stufe (a) hergestellten wäßrigen Aufschlämmung, bis die wäßrige Aufschlämmung einen PH-Wert 8 nicht über 8 aufweist.
- Die Durchführung von Stufe (a) zur Herstellung einer gemischten wäßrigen Aufschlämmung aus Calciumhydroxid und Magnesiumhydroxid erfolgt vorzugsweise durch anfängliches Herstellen einer wäßrigen Aufschlämmung aus Calciumhydroxid, in die Magnesiumhydroxid entweder als solches oder in Form einer getrennt hergestellten wäßrigen Aufschlämmung eingetragen wird.
- Das Calciumhydroxidpulver sollte einen speziellen charakteristischen Viskositätsparameter in seiner wäßrigen Suspension aufweisen. Insbesondere sollte die wäßrige Suspension bei einer Konzentration von 400 g/l eine Viskosität von mindestens 1,5 Ns/m² (1500 Centipoise) oder vorzugsweise mindestens 2 Ns/m² (2000 Centipoise) bei 25ºC aufweisen. Die zur Viskositätsbestimmung geeignete wäßrige Suspension kann durch Eintragen einer berechneten und abgewogenen Menge von Calciumhydroxid in Wasser und gründliches Rühren des Gemisches unter Verwendung einer Rührvorrichtung vom Hochgeschwindigkeits-Impeller, beispielsweise eines Cowless- Mischers, bis zum Erhalt einer gleichförmigen Dispersion hergestellt werden. Die Viskositätsbestimmung der Suspension kann mit Hilfe eines mit einer Drehzahl von 60 min&supmin;¹ laufenden Rotors Nr. 3 oder Nr. 4 ausgerüsteten Brookfield-Viskosimeters erfolgen.
- Das Carbonisierungsgas ist Kohlendioxid. Dieses kann entweder als solches oder in mit einem nicht reaktiven Gas, beispielsweise Luft oder Stickstoff, verdünnter Form, in die wäßrige Aufschlämmung aus Calciumhydroxid und Magnesiumhydroxid eingeleitet werden. Bei Verdünnung mit einem derartigen nicht reaktiven Gas sollte die Konzentration von Kohlendioxid in dem gasförmigen Gemisch mindestens 15 Vol.-% oder vorzugsweise mindestens 30 Vol.-% betragen. Daher können verschiedene Arten von Abgasen unter Verwendung von Öfen oder Rosten durchgeführten technischen Prozessen als solche verwendet werden, sofern sie keine reaktiven Gase enthalten.
- Wenn Kohlendioxidgas kontinuierlich in die gemischte wäßrige Aufschlämmung aus Calciumhydroxid und Magnesiumhydroxid eingeleitet wird, ist die zuerst ablaufende Reaktion die Carbonisierungsreaktion von Calciumhydroxid mit Kohlendioxid unter Bildung von Calciumcarbonatteilchen. Die Carbonisierungsreaktion von Magnesiumhydroxid beginnt erst, wenn nahezu alles Calciumhydroxid in Calciumcarbonat umgewandelt ist. Der Endpunkt der Carbonisierungsreaktion von Calciumhydroxid kann durch kontinuierliche Überwachung des ph-Werts der wäßrigen Aufschlämmung nachgewiesen werden. Wenn die Carbonisierungsreaktion von Calciumhydroxid ihr Ende erreicht, nimmt der pH-Wert der wäßrigen Aufschlämmung ab. Er beträgt vor Beginn der Carbonisierungsreaktion etwa 12,4. Wenn der abnehmende ph-Wert den Wert 10 erreicht hat, kann die erste Stufe der Carbonisierungsreaktion, d.h. Stufe (c), beendet und Reaktionsstufe (d) begonnen werden. In ähnlicher Weise kann die Carbonisierungsreaktion mit Kohlendioxidgas in Stufe (d) beendet werden, wenn der PH-Wert der wäßrigen Aufschlämmung 8 oder weniger beträgt. Dies zeigt, daß der Endpunkt der Carbonisierungsreaktion von Magnesiumhydroxid erreicht ist. Neben einer Überwachung der Abnahme des pH-Werts wird der Endpunkt der Stufe (d) üblicherweise bestimmt, indem die elektrische Leitfähigkeit der wäßrigen Aufschlämmung kontinuierlich überwacht wird. Die Leitfähigkeit ändert sich kontinuierlich mit dem Fortschreiten der Carbonisierungsreaktion, sie pegelt sich jedoch ein, wenn die Carbonisierungsreaktion von Magnesiumhydroxid, d.h. die Reaktion der Stufe (d), beendet ist. Es zeigt sich dann im wesentlichen keine weitere Veränderung.
- Beim zweiten Verfahren zur Carbonisierung der wäßrigen Aufschlämmung mit Kohlendioxid zur Gewinnung der erfindungsgemäßen Carbonatzusammensetzung werden die Reaktionsbedingungen in vier Schritten gesteuert, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
- (a1) Herstellen einer wäßrigen Aufschlämmung aus Calciumhydroxid, wobei eine wäßrige Suspension hiervon in einer Konzentration von 400 g/l eine Viskosität von mindestens 1,5 Ns/m² (1500 Centipoise) bei 25ºC aufweist, und Magnesiumhydroxid in einem Gewichtsverhältnis im Bereich von 95:5 bis 50:50, wobei der Feststoffgehalt der wäßrigen Aufschlämmung bei einer Berechnung unter der Annahme, daß die Magnesiumhydroxidmenge der äquimolaren Calciumhydroxidmenge entspricht, im Bereich von 100 bis 250 g/l liegt;
- (b1) Halten der wäßrigen Aufschlämmung bei einer Temperatur im Bereich von 5 bis 30 ºC und vorzugsweise 5 bis 20 ºC;
- (c1) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form in die wäßrige Aufschlämmung bei einem Durchsatz im Bereich von 7 bis 15 l (Normzustand) pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid in der in Stufe (a1) hergestellten wäßrigen Aufschlämmung, bis der Umsatz von Calciumhydroxid in Calciumcarbonat im Bereich von 5 bis 15% liegt;
- (d1) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form in die wäßrige Aufschlämmung nach Stufe (c1) bei einem Durchsatz im Bereich von 0,5 bis 2 l (Normzustand) pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid in der in Stufe (a1) hergestellten wäßrigen Aufschlämmung, bis der Umsatz von Calciumhydroxid in Calciumcarbonat im Bereich von 40 bis 60% liegt;
- (e1) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form in die wäßrige Aufschlämmung nach Stufe (d1) bei einem Durchsatz über 2 l oder vorzugsweise über 2,5 1 (Normzustand) pro Minute und Kilogramm Magnesiumhydroxid in der in Stufe (a1) hergestellten wäßrigen Aufschlämmung, bis die wäßrige Aufschlämmung einen ph-Wert nicht über 10 aufweist, und
- (f1) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form in die wäßrige Aufschlämmung nach Stufe (e1) bei einem Durchsatz von mindestens 5 l (Normzustand) pro Minute und Kilogramm Magnesiumhydroxid in der in Stufe (a1) hergestellten wäßrigen Aufschlämmung, bis die wäßrige Aufschlämmung einen ph-Wert nicht über 8 aufweist.
- Bei den oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung der Carbonatzusammensetzung kann anstelle der Herstellung einer gemischten wäßrigen Aufschlämmung von getrennt hergestelltem Calciumhydroxid und Magnesiumhydroxid Dolomit als natürliches Mineral calciniert und zu einer Zusammensetzung aus Calcium- und Magnesiumhydroxid hydratisiert werden. Letztere wird in Wasser unter Bildung einer wäßrigen Aufschlämmung aus Calcium- und Magnesiumhydroxid in einer speziellen Konzentration dispergiert und anschließend einer Carbonisierungsreaktion unterzogen. Allerdings unterliegt die Verwendung von Dolomit als Ausgangsmaterial selbstverständlich Beschränkungen hinsichtlich des Anteils an Calcium und Magnesium im Produkt. Vorzugsweise sollte die durch Calcinieren und Hydratisieren des als Ausgangsmaterials des erfindungsgemäßen Verfahrens zu verwendenden Dolomits hergestellte Hydroxidzusammensetzung eine wäßrige Suspension in einer Konzentration von 400 g/l liefern, die eine Viskosität von mindestens 1,5 Ns/m² (1500 Centipoise) oder vorzugsweise mindestens 2 Ns/m² (2000 Centipoise) bei 25ºC aufweist.
- Dieses Verfahren unter Einsatz von Dolomit ist manchmal im Vergleich zum Verfahren unter Verwendung von getrennt hergestelltem Calciumhydroxid und Magnesiumhydroxid wirtschaftlicher. Problematisch an diesem Verfahren ist, wie oben erwähnt wurde, daß das Verhältnis von Calcium zu Magnesium im Produkt in Form der Carbonatzusammensetzung durch die Anteile im Ausgangsdolomit festgelegt ist. Im Ausgangsdolomit liegen üblicherweise äquimolare Anteile vor, wie durch die Formel der chemischen Zusammensetzung von Dolomit ausgedrückt wird. Die Anteile können jedoch in bestimmten Bereichen schwanken. Selbstverständlich ist es möglich, daß eine Hydroxidzusammensetzung aus Dolomit mit getrennt hergestelltem Calciumhydroxid oder Magnesiumhydroxid vermischt wird, um ein gewunschtes Verhältnis von Calcium zu Magnesium im Bereich von 95:5 bis 50:50, berechnet als Hydroxide, zu erhalten.
- Die nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellte Calcium-Magnesiumcarbonat-Zusammensetzung ist ein neues Material mit Eignung als Füllstoff oder Pigment bei der Papierherstellung, Papierbeschichtung, der Formulierung von Kautschuken, Kunststoffen, Druckfarben, Anstrichmitteln und auf vielen anderen Gebieten. Wenn sie als Pigment bei der Papierbeschichtung verwendet wird, verleiht sie dem beschichteten Papier beispielsweise einen hohen Weißeglanz sowie ausgezeichnete Bedruckbarkeit, beispielsweise Druckfestigkeit, Druckfarbenabsorptionsfähigkeit, Druckfarbentrocknen u. dgl.. Wenn sie als Füllstoff in einem Kunstharz verwendet wird, kann die Harzzusammensetzung zu Formkörpern mit deutlich verbesserter Weiße und mechanischer Festigkeit ausgeformt werden.
- Die oben beschriebene neue Calcium-Magnesiumcarbonat-Zusammensetzung kann lediglich nach dem oben beschriebenen einzigen, jedoch zugleich relativ einfachen erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden. Ein bloßes Vermischen von getrennt hergestellten Pulvern aus Calciumcarbonat und Magnesiumcarbonathydroxid liefert keine gleichmäßige Carbonatzusammensetzung, die der erfindungsgemäßen Zusammensetzung äquivalent ist, da ein gleichmäßiges und inniges Vermischen der beiden Pulver, die voneinander ziemlich verschieden sind, extrem schwierig ist. Selbst wenn es möglich wäre, aus getrennt hergestellten Pulvern von Calciumcarbonat und Magnesiumcarbonathydroxid mit Hilfe eines hochintensiven Mischens ein gleichmäßiges Gemisch herzustellen, würde das erhaltene Gemisch nicht die ausgezeichneten Eigenschaften der vorliegenden erfindungsgemäßen Carbonatzusammensetzung zeigen, da die einzelnen Teilchen durch die intensiven Scherkräfte des Mischverfahrens unvermeidlich zerkleinert würden.
- In der folgenden Beschreibung werden die erfindungsgemäße Calcium-Magnesiumcarbonat - Zusammensetzung und Verfahren zu ihrer Herstellung detaillierter anhand von Beispielen, die den Umfang der vorliegenden Erfindung gemäß der Definition in den später folgenden Ansprüchen jedoch nicht einschränken sollen, beschrieben.
- Eine wäßrige Suspension von Calciumhydroxid in einer Konzentration von 400 g/l wurde hergestellt und mit Hilfe eines Cowless-Mischers kräftig und gründlich gerührt. Die wäßrige Suspension oder Kalkmilch wies bei Bestimmung unter Verwendung eines Brookfield-Viskosimeters mit einem mit einer Drehzahl von 60 min&supmin;¹ umlaufenden Rotors bei 25 ºC eine Viskosität von 2,5 N s/m² (2500 Centipoise) auf.
- Eine Teilmenge von 6,8 l der so hergestellten Kalkmilch wurde mit 300 g Magnesiumhydroxid und Wasser zur Herstellung eines Gesamtvolumens von 15 l vermischt. Die Konzentration der so hergestellten wäßrigen Aufschlärniiiung betrug bei einer Berechnung unter der Annahme, daß die Magnesiumhydroxidmenge der äquimolaren Calciumhydroxidmenge entspricht, 206 g/l. Unter Halten der Temperatur dieser wäßrigen Aufschlämmung bei 40ºC wurde in die wäßrige Aufschlämmmung bei einem Durchsatz von 1,1 m³ (Normzustand) pro Stunde ein Gemisch von Kohlendioxid, Stickstoff und Sauerstoff (30:66:4, bezogen auf das Volumen) eingeleitet. Dieser Durchsatz an eingeleitetem Gas entspricht 2 l Kohlendioxid (Normzustand) pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid. Das Einleiten von Kohlendioxid enthaltendem Gas wurde bei demselben Durchsatz fortgesetzt, bis der pH-Wert der wäßrigen Aufschlämmung auf 10 gefallen war. Danach wurde der Durchsatz des eingeleiteten Gases vermindert und bei 0,60 m³ (Normzustand) pro Stunde gehalten. Dieser Durchsatz an eingeleitetem Gas entspricht 10 l Kohlendioxid (Normzustand) pro Minute und Kilogramm Magnesiumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Ein Einleiten von Kohlendioxid enthaltendem Gas wurde fortgesetzt, bis der ph-Wert der wäßrigen Aufschlämmung auf 7,3 abgefallen war. Das Einpegeln der elektrischen Leitfähigkeit der wäßrigen Aufschlämmung zeigte, daß keine merkliche Veränderung mehr auftrat.
- Die so hergestellte wäßrige Aufschlämmung wurde durch Rasterelektronenmikroskopie und Röntgenbeugung untersucht. Dabei wurde festgestellt, daß der darin enthaltene Niederschlag aus einem gleichmäßigen Gemisch von säulenförmigen Teilchen aus Calciumcarbonat von Aragonit-Kristallstruktur mit einer mittleren Teilchenlänge von 2,2 um und einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,20 um und plättchenförmigen oder flockigen Teilchen von Magnesiumcarbonathydroxid eines mittleren Durchmessers von 5,3 um und einer mittleren Dicke von 0,14 um bestand.
- Die wäßrige Aufschlämmung wurde mit Hilfe einer Filterpresse einer Primärentwässerung und anschließend unter Verwendung einer Randfilterpresse einer Sekundärentwässerung unterzogen, wobei ein Kuchen der Carbonatzusammensetzung erhalten wurde, der getrocknet und zu einer pulverförmigen Carbonatzusammensetzung vermahlen wurde. Dieses Pulverprodukt wies eine spezifische Oberfläche von 15,8 m²/g gemäß Bestimmung nach dem BET-Verfahren auf.
- Durch Vermischen von 5,3 1 der in Beispiel 1 hergestellten Kalkmilch mit 900 g Magnesiumhydroxid und anschließende Zugabe von Wasser bis auf ein Gesamtvolumen von 15 l wurde unter Rühren eine wäßrige Aufschlämmung hergestellt. Die Konzentration der Hydroxide in dieser wäßrigen Aufschlämmung betrug bei einer Berechnung unter der Annahme, daß die Magnesiumhydroxidmenge der äquimolaren Calciumhydroxidmenge entspricht, 215 g/l. Die Temperatur dieser wäßrigen Aufschlämmung wurde auf 40 ºC eingestellt. Das in Beispiel 1 verwendete Kohlendioxid enthaltende Gas wurde in die wäßrige Aufschlämmung bei einem konstanten Durchsatz von 0,85 m³ (Normzustand) pro Stunde eingeleitet. Dieser Durchsatz an eingeleitetem Gas entspricht 2 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Wenn der ph-Wert der wäßrigen Aufschlämmung auf 10 gefallen war, wurde der Durchsatz an eingeleitetem Gas erhöht und bei 1,8 m³ (Normzustand) pro Stunde gehalten. Dies entspricht 10 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Magnesiumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Das Einleiten des Kohlendioxid enthaltenden Gases wurde fortgesetzt, bis der ph-Wert der wäßrigen Aufschlämmung auf 7,2 gefallen war. Dabei pegelte sich die elektrische Leitfähigkeit der wäßrigen Aufschlämmung ein und zeigte im wesentlichen keine weitere Veränderung.
- Die so hergestellte wäßrige Aufschlämmung wurde durch Rasterelektronenmikroskopie und Röntgenbeugung untersucht. Dabei wurde festgestellt, daß der darin enthaltene Niederschlag aus einem gleichmäßigen Gemisch von säulenförmigen Teilchen aus Calciumcarbonat von Aragonit-Kristallstruktur mit einer mittleren Teilchenlänge von 2,0 um und einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,17 um und plättchenförmigen oder flockigen Teilchen aus Magnesiumcarbonathydroxid mit einem mittleren Durchmesser von 3,8 um und einer mittleren Dicke von 0,21 um bestand. Das durch Entwässern, Trocknen und Vermahlen entsprechend Beispiel 1 hergestellte Pulverprodukt besaß eine spezifische Oberfläche von 22,2 m²/g gemäß Bestimmung nach dem BET-Verfahren.
- Durch Dispergieren von 2,4 kg Calciumhydroxid, das dem in Beispiel 1 verwendeten entsprach, und 600 g Magnesiumhydroxid in kaltem Wasser unter Zugabe von Wasser zur Herstellung eines Endvolumens von 15 l wurde eine wäßrige Aufschlämmung hergestellt. Es wurde ein Einleiten des in Beispiel 1 verwendeten, Kohlendioxid enthaltenden Gases in die bei einer Temperatur von 9 ºC gehaltene wäßrige Aufschlämmung bei einem konstanten Durchsatz von 4,8 m³ (Normzustand) pro Stunde begonnen. Dieser Durchsatz entspricht 10 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Das Einleiten wurde fortgesetzt, bis der Umsatz von Calciumhydroxid in Calciumcarbonat 10% erreicht hatte.
- Danach wurde der Durchsatz des eingeleiteten Gases auf 0,72 m³ (Normzustand) pro Stunde vermindert und bei diesem Wert belassen. Dieser Durchsatz entspricht 1,5 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Das Einleiten wurde fortgesetzt, bis der Umsatz von Calciumhydroxid zu Calciumcarbonat 75% erreicht hatte. An diesem Punkt betrug der PH-Wert der wäßrigen Aufschlämmung 11,7.
- Anschließend wurde der Durchsatz an eingeleitetem Gas auf 1,9 m³ (Normzustand) pro Stunde erhöht und bei diesem Wert belassen. Dieser Durchsatz entspricht 4 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Das Einleiten wurde fortgesetzt, bis der ph-Wert der wäßrigen Aufschlämmung auf 10 abgefallen war.
- Schließlich wurde der Durchsatz an eingeleitetem Gas auf 1,2 m³ (Normzustand) pro Stunde vermindert und bei diesem Wert gehalten. Dieser Durchsatz entspricht 10 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Magnesiumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Das Einleiten wurde fortgesetzt, bis der ph-Wert der wäßrigen Aufschlämmung auf 7,2 abgefallen war. An diesem Punkt pegelte sich die elektrische Leitfähigkeit der wäßrigen Aufschlämmung ein und zeigte im wesentlichen keine weitere Veränderung.
- Die so erhaltene wäßrige Aufschlämmung wurde durch Rasterelektronenmikroskopie und Röntgenbeugung untersucht. Dabei zeigte sich, daß der darin enthaltene Niederschlag aus einer gleichmäßigen Mischung aus säulenförmigen Teilchen von Calciumcarbonat von Aragonit-Kristallstruktur mit einer mittleren Teilchenlänge von 1,6 um und einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,18 um und plättchenförmigen oder flockigen Teilchen von Magnesiumcarbonathydroxid mit einem mittleren Durchmesser von 4,7 um und einer mittleren Dicke von 0,18 um bestand. Das durch Entwässern, Trocknen und Vermahlen der Aufschlämmung hergestellte Pulverprodukt wies eine spezifische Oberfläche von 18,0 m²/g gemäß Bestimmung nach dem BET- Verfahren auf.
- Durch Dispergieren von 1,5 kg Calciumhydroxid und 1,5 kg Magnesiumhydroxid in kaltem Wasser unter Zugabe von Wasser zur Herstellung eines Endvolumens von 15 l wurde eine wäßrige Aufschlämmung hergestellt. Das Einleiten des in Beispiel 1 verwendeten, Kohlendioxid enthaltenden Gases in die bei einer Temperatur von 12ºC gehaltene wäßrige Aufschlämmung wurde bei einem konstanten Durchsatz von 3,0 m³ (Normzustand) pro Stunde begonnen. Dieser Durchsatz entspricht 10 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Das Einleiten wurde fortgesetzt, bis der Umsatz von Calciumhydroxid zu Calciumcarbonat 9% erreicht hatte.
- Danach wurde der Durchsatz des eingeleiteten Gases auf 0,45 m³ (Normzustand) pro Stunde vermindert und bei diesem Wert belassen. Dieser Durchsatz entspricht 1,5 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Das Einleiten wurde fortgesetzt, bis der Umsatz von Calciumhydroxid in Calciumcarbonat 52% erreicht hatte. An diesem Punkt betrug der PH-Wert der wäßrigen Aufschlämmung 11,7.
- Danach wurde der Durchsatz des eingeleiteten Gases auf 1,2 m³ (Normzustand) pro Stunde erhöht und bei diesem Wert gehalten. Dieser Durchsatz entspricht 4 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Das Einleiten wurde fortgesetzt, bis der ph-Wert der wäßrigen Aufschlämmung auf 10 abgefallen war.
- Schließlich wurde der Durchsatz an eingeleitetem Gas auf 3,0 m³ (Normzustand) pro Stunde erhöht und bei diesem Wert gehalten. Dieser Durchsatz entspricht 10 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Magnesiumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Das Einleiten wurde fortgesetzt, bis der ph-Wert der wäßrigen Aufschlämmung auf 7,5 abgefallen war. An diesem Punkt pegelte sich die elektrische Leitfähigkeit der wäßrigen Aufschlämmung ein und zeigte im wesentlichen keine weitere Veränderung.
- Die so erhaltene wäßrige Aufschlämmung wurde durch Rasterelektronenmikroskopie und Röntgenbeugung untersucht. Dabei zeigte sich, daß der darin enthaltene Niederschlag aus einem gleichmäßigen Gemisch von säulenförmigen Teilchen aus Calciumcarbonat von Aragonit-Kristallstruktur mit einer mittleren Teilchenlänge von 1,8 um und einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,16 um und plättchenförmigen oder flockigen Teilchen aus Magnesiumcarbonathydroxid mit einem mittleren Durchmesser von 4,5 um und einer mittleren Dicke von 0,22 um bestand. Das durch Entwässern, Trocknen und Vermahlen der Aufschlämmung hergestellte Pulverprodukt wies eine spezifische Oberfläche von 27,0 m²/g gemäß Bestimmung nach dem BET- Verfahren auf.
- Natürlicher Dolimit wurde 2 h bei 1100 ºC calciniert und anschließend in einem Trockenverfahren gelöscht, wobei eine Zusammensetzung aus Calcium- und Magnesiumhydroxid erhalten wurde. Diese wurde mit Hilfe eines Cowless-Mischers unter Bildung einer wäßrigen Aufschlämmung mit einer Konzentration von 4 kg in 10 l und einer Viskosität von 3,5 Ns/m² (3500 Centipoise) bei 25 ºC in Wasser dispergiert. Die wäßrige Aufschlämmung wurde mit weiteren 10 l Wasser vermischt und durch ein Sieb mit einer Feinheit von 3:25 mesh zur Entfernung gröberer Teilchen geleitet. Die so erhaltene wäßrige Aufschlämmung mit einem Gesamtvolumen von 17,5 l enthielt die Hydroxide gemäß Berechnung unter der Annahme, daß die Magnesiumhydroxidmenge der äquimolaren Calciumhydroxidmenge entspricht, in einer Gesamtkonzentration von 160 g/l. Der Gewichtsanteil von Magnesiumhydroxid, bezogen auf die Gesamtheit aus Calcium- und Magnesiumhydroxid in der Aufschlämmung, betrug gemäß dem Ergebnis der chemischen Analyse die Temperatur der 15 l dieser wäßrigen Aufschlämmung wurde auf 40 ºC eingestellt. Anschließend wurde das in Beispiel 1 verwendete, Kohlendioxid enthaltende Gas bei einem konstanten Durchsatz von 0,75 m³ (Normzustand) pro Stunde in die wäßrige Aufschlämmung eingeleitet. Dieser Durchsatz an eingeleitetem Gas entspricht 2 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Wenn der ph-Wert der wäßrigen Aufschlämmung auf 10 abgefallen war, wurde der Durchsatz des eingeleiteten Gases auf 0, 83 m³ (Normzustand) pro Stunde erhöht und bei diesem Wert gehalten. Dieser Durchsatz entspricht 10 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Magnesiumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Das Einleiten des Kohlendioxid enthaltenden Gases wurde fortgesetzt, bis der pH- Wert der wäßrigen Aufschlämmung auf 7,4 abgefallen war. An diesem Punkt pegelte sich die elektrische Leitfähigkeit der wäßrigen Aufschlämmung ein und zeigte im wesentlichen keine weitere Veränderung.
- Die so erhaltene wäßrige Aufschlämmung wurde durch Rasterelektronenmikroskopie und Röntgenbeugung untersucht. Dabei zeigte sich, daß der darin enthaltene Niederschlag aus einem gleichmäßigen Gemisch von säulenförmigen Teilchen aus Calciumcarbonat von Aragonit-Kristallstruktur mit einer mittleren Teilchenlänge von 2,0 um und einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,22 um und plättchenförmigen oder flockigen Teilchen aus Magnesiumcarbonathydroxid eines mittleren Durchmessers von 6,2 um und einer mittleren Dicke von 0,19 um bestand. Das durch Entwässern, Trocknen und Vermahlen der Aufschlämmung hergestellte Pulverprodukt wies eine spezifische Oberfläche von 17,9 m²/g gemäß Bestimmung nach dem BET- Verfahren auf.
- Natürlicher Dolimit wurde 2 h bei 1100 ºC calciniert und anschließend in einem Trockenverfahren zur Umwandlung in eine Zusammensetzung aus Calcium- und Magnesiumhydroxid gelöscht. Letztere wurde mit Hilfe eines Cowless-Mischers in Wasser dispergiert, wobei eine wäßrige Aufschlämmung einer Konzentration von 4 kg pro 10 l mit einer Viskosität von 2,8 Ns/m² (2800 Centipoise) bei 25 ºC erhalten wurde. Die wäßrige Aufschlämmung wurde mit weiteren 10 l Wasser versetzt und durch ein Sieb einer Feinheit von 325 mesh geleitet, um gröbere Teilchen zu entfernen. Die so erhaltene wäßrige Aufschlämmung mit einem Volumen von 17,0 l enthielt die Hydroxide gemäß einer Berechnung unter der Annahme, daß die Magnesiumhydroxidmenge der äquimolaren Calciumhydroxidmenge entspricht, in einer Gesamtkonzentration von 170 g/l. Der Gewichtsanteil an Magnesiumhydroxid, bezogen auf die Gesamtheit aus Calcium- und Magnesiumhydroxid in dieser Aufschlämmung, betrug gemäß den Ergebnissen der chemischen Analyse 36,8%.
- Die Temperatur von 15 l dieser wäßrigen Aufschlämmung wurde auf 40 ºC eingestellt und das in Beispiel 1 verwendete, Kohlendioxid enthaltende Gas bei einem konstanten Durchsatz von 0,59 m³ (Normzustand) pro Stunde in die wäßrige Aufschlämmung eingeleitet. Dieser Durchsatz an eingeleitetem Gas entspricht 2 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Wenn der pH-Wert der wäßrigen Aufschlämmung auf 10 abgefallen war, wurde der Durchsatz des eingeleiteten Gases auf 1,7 m³ (Normzustand) pro Stunde erhöht und bei diesem Wert gehalten. Dieser Durchsatz entspricht 10 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Magnesiumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Das Einleiten des Kohlendioxid enthaltenden Gases wurde fortgesetzt, bis der ph-Wert der wäßrigen Aufschlämmung auf 7,3 abgefallen war. An diesem Punkt pegelte sich die elektrische Leitfähigkeit der wäßrigen Aufschlämmung ein und zeigte keine weitere merkliche Veränderung mehr.
- Die so erhaltene wäßrige Aufschlämmung wurde durch Rasterelektronenmikroskopie und Röntgenbeugung untersucht. Dabei wurde festgestellt, daß der darin enthaltene Niederschlag aus einem gleichmäßigen Gemisch von säulenförmigen Teilchen aus Calciumcarbonat von Aragonit-Kristallstruktur mit einer mittleren Teilchenlänge von 2,4 um und einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,23 um und plättchenförmigen oder flokkigen Teilchen aus Magnesiumcarbonathydroxid eines mittleren Durchmessers von 5,8 um und einer mittleren Dicke von 0,19 um bestand. Das durch Entwässern, Trocknen und Vermahlen der Aufschlämmung erhaltene Pulverprodukt wies gemäß Bestimmung nach dem BET-Verfahren eine spezifische Oberfläche von 25,8 m²/g auf.
- Durch Dispergieren von 4 kg einer Zusammensetzung von Calcium- und Magnesiumhydroxid aus Dolomit in 20 l Wasser und anschließendes Sieben durch ein Sieb einer Feinheit von 325 mesh zur Entfernung gröberer Teilchen unter Erhalt von 16 l einer wäßrigen Aufschlämmung wurde eine wäßrige Aufschlämmung hergestellt. Die wäßrige Aufschlämmung enthielt gemäß Berechnung unter der Annahme, daß die Magnesiumhydroxidmenge der äquimolaren Calciumhydroxidmenge entspricht, 158 g pro l Hydroxid. Der Gewichtsanteil an Magnesiumhydroxid, bezogen auf die Gesamtheit aus Calcium- und Magnesiumhydroxid in dieser Aufschlämmung, betrug gemäß dem Ergebnis der chemischen Analyse 10,5%.
- Es wurde mit einem Einleiten des in Beispiel 1 verwendeten, Kohlendioxid enthaltenden Gases bei einem konstanten Durchsatz von 4,1 m³ (Normzustand) pro Stunde in 15 l einer auf einer Temperatur von 10 ºC gehaltenen wäßrigen Aufschlämmung begonnen. Der Durchsatz entspricht 10 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Das Einleiten wurde fortgesetzt, bis der Umsatz von Calciumhydroxid zu Calciumcarbonat 11% erreicht hatte.
- Danach wurde der Durchsatz des eingeleiteten Gases auf 0,62 m³ (Normzustand) pro Stunde vermindert und bei diesem Wert belassen. Dieser Durchsatz entspricht 1,5 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Das Einleiten wurde fortgesetzt, bis der Umsatz von Calciumhydroxid zu Calciumcarbonat 47% erreicht hatte. An diesem Punkt betrug der ph-Wert der wäßrigen Aufschlämmung 11,7.
- Danach wurde der Durchsatz des eingeleiteten Gases auf 1,7 m³ (Normzustand) pro Stunde erhöht und bei diesem Wert gehalten. Dieser Durchsatz entspricht 4 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Das Einleiten wurde fortgesetzt, bis der ph-Wert der wäßrigen Aufschlämmung auf 10 abgefallen war.
- Schließlich wurde der Durchsatz des eingeleiteten Gases auf 0,48 m³ (Normzustand) pro Stunde vermindert und bei diesem gehalten. Dieser Durchsatz entspricht 10 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Magnesiumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Das Einleiten wurde fortgesetzt, bis der ph-Wert der wäßrigen Aufschlämmung auf 7,3 abgefallen war. An diesem Punkt pegelte sich die elektrische Leitfähigkeit der wäßrigen Aufschlämmung ein und zeigte keine weitere merkliche Veränderung.
- Die so erhaltene wäßrige Aufschlämmung wurde durch Rasterelektronenmikroskopie und Röntgenbeugung untersucht. Dabei wurde festgestellt, daß der darin enthaltene Niederschlag aus einem gleichmäßigen Gemisch von säulenförmigen Teilchen aus Calciumcarbonat von Aragonit-Kristallstruktur mit einer mittleren Teilchenlänge von 2,1 um und einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,19 um und plättchenförmigen oder flokkigen Teilchen von Magnesiumcarbonathydroxid eines mittleren Durchmessers von 4,2 um und einer mittleren Dicke von 0,17 10 um bestand. Das durch Entwässern, Trocknen und Vermahlen der Aufschlämmung erhaltene Pulverprodukt wies gemäß Bestimmung nach dem BET-Verfahren eine spezifische Oberfläche von 16,2 m²/g auf.
- Durch Dispergieren von 4 kg einer Zusammensetzung aus Calcium- und Magnesiumhydroxid aus Dolomit in 20 l Wasser und anschließendes Sieben durch ein Sieb einer Feinheit von 325 mesh zur Entfernung gröberer Teilchen unter Erhalt von 17 l einer wäßrigen Aufschlämmung wurde eine wäßrige Aufschlämmung hergestellt. Die wäßrige Aufschlämmung enthielt gemäß Berechnung unter der Annahme, daß die Magnesiumhydroxidmenge der äquimolaren Calciumhydroxidmenge entspricht, 146 g pro l Hydroxid. Der Gewichtsanteil an Magnesiumhydroxid, bezogen auf die Gesamtheit aus Calcium- und Magnesiumhydroxid in dieser Aufschlämmung, betrug gemäß dem Ergebnis der chemischen Analyse 28,3%.
- Es wurde mit einem Einleiten des in Beispiel 1 verwendeten, Kohlendioxid enthaltenden Gases in 15 l der bei einer Temperatur von 10 ºC gehaltenen wäßrigen Aufschlämmung mit einem konstanten Durchsatz von 2,9 m³ (Normzustand) pro Stunde begonnen. Dieser Durchsatz entspricht 10 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Das Einleiten wurde fortgesetzt, bis der Umsatz von Calciumhydroxid zu Calciumcarbonat 11% erreicht hatte.
- Danach wurde der Durchsatz des eingeleiteten Gases auf 0,44 m³ (Normzustand) pro Stunde vermindert und bei diesem Wert belassen. Dieser Dur'chsatz entspricht 1,5 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Das Einleiten wurde fortgesetzt, bis der Umsatz von Calciumhydroxid zu Calciumcarbonat 47% erreicht hatte. An diesem Punkt betrug der ph-Wert der wäßrigen Aufschlämmung 11,7.
- Danach wurde der Durchsatz des eingeleiteten Gases auf 1,2 m³ (Normzustand) pro Stunde erhöht und bei diesem Wert belassen. Dieser Durchsatz entspricht 4 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist. Dieser Durchsatz an eingeleitetem Gas, der 4 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Magnesiumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist, entspricht, wurde nach einem Abfallen des ph-Werts der wäßrigen Aufschlämmung auf 10 beibehalten, bis der pH-Wert der wäßrigen Aufschlämmung auf 7,3 abgefallen war. An diesem Punkt pegelte sich die elektrische Leitfähigkeit der wäßrigen Aufschlämmung ein und zeigte keine weitere merkliche Veränderung.
- Die so erhaltene wäßrige Aufschlämmung wurde durch Rasterelektronenmikroskopie und Röntgenbeugung untersucht. Dabei zeigte sich, daß der darin enthaltene Niederschlag aus einem gleichmäßigen Gemisch von säulenförmigen Teilchen aus Calciumcarbonat von Aragonit-Kristallstruktur mit einer mittleren Teilchenlänge von 1,7 um und einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,19 um und plättchenförmigen oder flockigen Teilchen aus Magnesiumcarbonathydroxid eines mittleren Durchmessers von 4,5 um und einer mittleren Dicke von 0,22 um bestand. Das durch Entwässern, Trocknen und Vermahlen der Aufschlämmung erhaltene Pulverprodukt wies gemäß Bestimmung nach dem BET-Verfahren eine spezifische Oberfläche von 23,1 m²/g auf.
- Durch Verdünnen von 7,5 l der in Beispiel 1 hergestellten Kalkmilch mit Wasser auf ein Gesamtvolumen von 15 l wurde eine wäßrige Aufschlämmung hergestellt. Die Konzentration von Calciumhydroxid in dieser Aufschlämmung betrug 197 g/1. Das in Beispiel 1 verwendete, Kohlendioxid enthaltende Gas wurde bei einem konstanten Durchsatz von 1,2 m³ (Normzustand) pro Stunde, der 2 1 (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten ist, entspricht, in die bei 40ºC gehaltene wäßrige Aufschlämmung eingeleitet, bis ein vollständiger Umsatz des Calciumhydroxids zu Calciumcarbonat erfolgt war. Der in der Aufschlämmung enthaltene Niederschlag wurde durch Rasterelektronenmikroskopie und Röntgenbeugung untersucht. Dabei zeigte sich, daß der Niederschlag aus säulenförmigen Teilchen von Calciumcarbonat von Aragonit-Kristallstruktur mit einer mittleren Teilchenlänge von 2,1 um und einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,18 um bestand.
- Die wäßrige Aufschlämmung wurde anschließend mit 526 g eines Pulvers aus Magnesiumcarbonathydroxid unter Bildung eines Gemisches, dessen Gewichtsverhältnis von Magnesiumcarbonathydroxid zu Calciumcarbonat gemäß Berechnung unter der Annahme, daß die Menge aus Calciumcarbonaz und Magnesiumcarbonathydroxid der äquimolaren Menge der jeweiligen Hydroxide entspricht, 10:90 betrug, vermischt. Nach kräftigem Rühren der gemischten Aufschlämmung, ohne jedoch so kräftig zu rühren, daß ein Vermahlen der Teilchen erfolgte, wurde das in der Aufschlämmung enthaltene Pulvergemisch durch Rasterelektronenmikroskopie untersucht. Es zeigte sich, daß der Dispersionszustand der jeweiligen Pulverteilchen nicht gleichmäßig war. Die wäßrige Aufschlämmung wurde entsprechend Beispiel 1 entwässert, getrocknet und vermahlen. Dabei wurde ein Pulverprodukt erhalten, das eine spezifische Oberfläche von 14,3 m³/g nach dem BET-Verfahren aufwies.
- Durch Verdünnen von 7,5 l der in Beispiel 1 hergestellten Kalkmilch mit Wasser auf ein Volumen von 15 l wurde eine wäßrige Aufschlämmung hergestellt. Die Konzentration an Calciumhydroxid in dieser Aufschlämmung betrug 195 g/l. Das in Beispiel 1 verwendete, Kohlendioxid enthaltende Gas wurde bei einem konstanten Durchsatz von 1,2 m³ (Normzustand) pro Stunde, der 2 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten war, entsprach, in die bei 40 ºC gehaltene wäßrige Aufschlämmung eingeleitet, bis ein vollständiger Umsatz des Calciumhydroxids in Calciumcarbonat erreicht war.
- Der in der Aufschlämmung enthaltene Niederschlag wurde durch Rasterelektronenmikroskopie und Röntgenbeugung untersucht. Dabei zeigte sich, daß der Niederschlag aus säulenförmigen Teilchen aus Calciumcarbonat von Aragonit-Kristallstruktur mit einer mittleren Teilchenlänge von 2,3 um und einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,19 um bestand.
- Die wäßrige Aufschlämmung wurde anschließend mit 2015 g eines Pulvers aus Magnesiumcarbonathydroxid unter Bildung eines Gemisches, dessen Gewichtsverhältnis von Magnesiumcarbonathydroxid zu Calciumcarbonat gemäß Berechnung unter der Annahme, daß die Menge aus Calciumcarbonat und Magnesiumcarbonathydroxid der äquimolaren Menge der jeweiligen Hydroxide entspricht, 30:70 betrug, vermischt. Nach kräftigem Rühren der gemischten Aufschlämmung, ohne jedoch ein Zerkleineren der Teilchen hervorzurufen, wurde das in der Aufschlämmung enthaltene Pulvergemisch durch Rasterelektronenmikroskopie untersucht. Es zeigte sich, daß der Zustand der Dispersion der jeweiligen Pulverteilchen nicht gleichmäßig war. Das durch Entwässern, Trocknen und Vermahlen der wäßrigen Aufschlämmung erhaltene Pulverprodukt wies eine spezifische Oberfläche von 17,3 m³/g auf.
- Durch Verdünnen von 7,5 1 der in Beispiel 1 hergestellten Kalkmilch mit Wasser auf ein Volumen von 15 l wurde eine wäßrige Aufschlämmung hergestellt. Die Konzentration an Calciumhydroxid in dieser Aufschlämmung betrug 191 g/l. Das in Beispiel 1 verwendete, Kohlendioxid enthaltende Gas wurde bei einem konstanten Durchsatz von 1,1 m³ (Normzustand) pro Stunde, der 2 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid, das in der wäßrigen Ausgangsaufschlämmung enthalten war, entspricht. in die bei 40ºC gehaltene wäßrige Aufschlämmung eingeleitet, bis ein vollständiger Umsatz des Calciumhydroxids in Calciumcarbonat erreicht war.
- Die wäßrige Aufschlämmung wurde anschließend mit 318 g eines Pulvers aus Magnesiumhydroxid vermischt. Das Gewichtsverhältnis Magnesium:Calcium in der gemischten Aufschlämmung entsprach bei einer Berechnung unter der Annahme, daß die Calciumcarbonatmenge der äquimolaren Calciumhydroxidmenge entspricht, 10:90.
- Des weiteren wurde das gleiche Kohlendioxid enthaltende Gas bei einem konstanten Durchsatz von 0,64 m³ (Normzustand) pro Stunde in die wäßrige Aufschlämmung eingeleitet. Dieser Durchsatz entspricht 10 l (Normzustand) Kohlendioxid pro Minute und Kilogramm Magnesiumhydroxid in der Ausgangsaufschlämmung. Das Einleiten wurde fortgesetzt, bis der ph-Wert der wäßrigen Aufschlämmung auf 7,3 abgefallen war. An diesem Punkt pegelte sich die elektrische Leitfähigkeit der wäßrigen Aufschlämmung ein und zeigte keine weitere merkliche Änderung.
- Die in dieser Weise erhaltene wäßrige Aufschlämmung wurde durch Rasterelektronenmikroskopie und Röntgenbeugung untersucht. Dabei zeigte sich, daß der darin enthaltene Niederschlag aus säulenförmigen Teilchen von Calciumcarbonat von Aragonit-Kristallstruktur mit einer mittleren Teilchenlänge von 1,9 um und einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,17 um und gelartigen Teilchen aus Magnesiumcarbonathydroxid einer sehr niedrigen Kristallinität bestand. Das durch Entwässern, Trocknen und Vermahlen der wäßrigen Aufschlämmung erhaltene Pulverprodukt wies gemäß Bestimmung nach dem BET- Verfahren eine spezifische Oberfläche von 11,4 m²/g auf.
- Die in Beispielen 1 bis 4 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3 erhaltenen Kuchen der Carbonatzusammensetzungen wurden in Wasser unter Zugabe eines Dispergierhilfsmittels unter Bildung einer wäßrigen Aufschlämmung mit einem Feststoffgehalt von 50 bis 60 Gew.-% dispergiert. 100 Gew.-Teile (berechnet als Feststoff) der Aufschlämmung wurden mit 10 Gew.-Teilen (berechnet als Feststoff) eines Bindemittels, bei dem es sich um ein 1:4-Gemisch (berechnet als Feststoff nach dem Gewicht) aus Stärke und einem SBR-Latex handelte, und 1,5 Gew.-Teilen Calciumstearat als Gleitmittel vermischt und durch Zugabe von Wasser zur Einstellung eines Feststoffgehalts von 25 bis 50 Gew.-% verdünnt. Mit Hilfe der so erhaltenen wäßrigen Aufschlämmung als Beschichtungsflüssigkeit wurde ein Papierbeschichtungstest bei einer Beschichtungsmenge von 10 g/m² (in trockenem Zustand) durchgeführt. Die so erhaltenen beschichteten Papierbögen wurden bezüglich der im folgenden angegebenen Kriterien nach den angegebenen Testverfahren bewertet. Dabei wurden die in Tabelle 1 dargestellten Ergebnisse erhalten. Tabelle 1 Beispiel Vergleichsbeispiel Weißglanz des Papiers (%) K & N-Druckfarbenaufnahmevermögen (%) Druckfarbentrocknung IGT-Oberflächenfestigkeit (cm/s)
- Die Bestimmung erfolgte gemäß der Japanischen Industrienorm P 8142.
- Der K & N-Druckfarbenindex nach einem zweiminütigen Belassen der Druckfarbe wurde unter Verwendung eines Hunter-Farbmeßgeräts bestimmt.
- Die Messung erfolgte durch Druckfarbenübertragung 1, 2 und 3 min nach Bedrucken mit Hilfe eines Hunter-Farbmeßgeräts.
- Die Bestimmung erfolgte gemäß der Japanischen Industrienorm P 8129.
Claims (6)
1. Calcium-Magnesiumcarbonat-Zusammensetzung, die ein
gleichmäßiges Gemisch aus folgenden Bestandteilen ist:
(A) Calciumcarbonat-Teilchen mit Aragonit-Kristallstruktur
und säulenformigen Teilchen, die eine mittlere Länge im
Bereich von 0,5 bis 3 um und einen mittleren Durchmesser im
Bereich von 0,1 bis 0,3 um bei einem Seitenverhältnis im
Bereich von 5 bis 15 aufweisen, und
(B) Magnesiumcarbonathydroxid-Teilchen mit einer
plättchenartigen Teilchenform mit einem mittleren Teilchendurchmesser im
Bereich von 2 bis 7 um und einer Dicke im Bereich von 0,05
bis 0,5 um, wobei das Gemisch eine gesamte spezifische
Oberfläche im Bereich von 15 bis 30 m²/g aufweist und das
Gewichtsverhältnis der Calciumcarbonat-Teilchen zu den
Magnesiumcarbonathydroxid-Teilchen im Bereich von 95:5 bis 50:50,
berechnet als die jeweiligen Hydroxide, liegt.
2. Verfahren zur Herstellung einer Calcium-Magnesiumcarbonat-
Zusammensetzung aus Calciumcarbonat und
Magnesiumcarbonathydroxid, das die folgenden Stufen umfaßt:
(a) Herstellen einer wäßrigen Aufschlämmung aus
Calciumhydroxid, wobei eine wäßrige Suspension hiervon in einer
Konzentration von 400 g/l eine Viskosität von mindestens 1,5
Ns/m² (1500 Centipoise) bei 25 ºC aufweist, und
Magnesiumhydroxid in einem Gewichtsverhältnis im Bereich von 95:5 bis
50:50, wobei der Feststoffgehalt der wäßrigen Aufschlämmung
bei einer Berechnung unter der Annahme, daß die
Magnesiumhydroxidmenge der äquimolaren Calciumhydroxidmenge entspricht,
im Bereich von 100 bis 250 g/1 liegt;
(b) Halten der wäßrigen Aufschlämmung bei einer Temperatur
von 30 ºC oder darüber;
(c) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder
in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form, wobei die
Kohlendioxidkonzentration in dem gasförmigen Gemisch
mindestens 15 Vol.-% beträgt, in die wäßrige Aufschlämmung bei
einem Durchsatz im Bereich von 1 bis 3 Liter (Normzustand)
reinen Kohlendioxids pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid in
der in Stufe (a) hergestellten wäßrigen Aufschlämmung, bis
der abnehmende ph-Wert in der wäßrigen Aufschlämmung den Wert
10 erreicht hat; und
(d) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder
in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form, wobei die
Kohlendioxidkonzentration in dem gasförmigen Gemisch
mindestens 15 Vol.-% beträgt, in die wäßrige Aufschlämmung nach
Stufe (c) in einem Durchsatz von mindestens 5 Liter
(Normzustand) reinen Kohlendioxids pro Minute und Kilogramm
Magnesiumhydroxid in der in Stufe (a) hergestellten wäßrigen
Aufschlämmung, bis der abnehmende PH-Wert in der wäßrigen
Aufschlämmung den Wert 8 erreicht hat.
3. Verfahren zur Herstellung einer Calcium-Magnesiumcarbonat-
Zusammensetzung aus Calciumcarbonat und
Magnesiumcarbonathydroxid, das die folgenden Stufen umfaßt
(a1) Herstellen einer wäßrigen Aufschlämmung aus
Calciumhydroxid, wobei eine wäßrige Suspension hiervon in einer
Konzentration von 400 g/l eine Viskosität von mindestens 1,5
Ns/m² (1500 Centipoise) bei 25 ºC aufweist, und
Magnesiumhydroxid in einem Gewichtsverhältnis im Bereich von 95:5 bis
50:50, wobei der Feststoffgehalt der wäßrigen Aufschlämmung
bei einer Berechnung unter der Annahme, daß die
Magnesiumhydroxidmenge der äquimolaren Calciumhydroxidmenge entspricht,
im Bereich von 100 bis 250 g/l liegt;
(b1) Halten der wäßrigen Aufschlämmung bei einer Temperatur
im Bereich von 5 bis 30 ºC;
(c1) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder
in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form, wobei die
Kohlendioxidkonzentration in dem gasförmigen Gemisch
mindestens
15 Vol.-% beträgt, in die wäßrige Aufschlämmung bei
einem Durchsatz im Bereich von 7 bis 15 Liter (Normzustand)
reinen Kohlendioxids pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid
in der in Stufe (a1) hergestellten wäßrigen Aufschlämmung,
bis die Umwandlung von Calciumhydroxid in Calciumcarbonat im
Bereich von 5 bis 15 % liegt;
(d1) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder
in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form, wobei die
Kohlendioxidkonzentration in dem gasförmigen Gemisch
mindestens 15 Vol.-% beträgt, in die wäßrige Aufschlämmung nach
Stufe (c1) bei einem Durchsatz im Bereich von 0,5 bis 2 Liter
(Normzustand) reinen Kohlendioxids pro Minute und Kilogramm
Calciumhydroxid in der in Stufe (a1) hergestellten wäßrigen
Aufschlämmung, bis die Umwandlung von Calciumhydroxid in
Calciumcarbonat im Bereich von 40 bis 6G % liegt;
(e1) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder
in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form, wobei die
Kohlendioxidkonzentration in dem gasförmigen Gemisch
mindestens 15 Vol.-% beträgt, in die wäßrige Aufschlämmung nach
Stufe (d1) bei einem Durchsatz über 2,5 Liter (Normzustand)
reinen Kohlendioxids pro Minute und Kilogramm
Magnesiumhydroxid in der in Stufe (a1) hergestellten wäßrigen
Aufschlämmung, bis der abnehmende ph-Wert in der wäßrigen
Aufschlämmung den Wert 10 erreicht hat; und
(f1) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder
in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form, wobei die
Kohlendioxidkonzentration in dem gasförmigen Gemisch
mindestens 15 Vol.-% beträgt, in die wäßrige Aufschlämmung nach
Stufe (e1) bei einem Durchsatz von mindestens 5 Liter
(Normzustand) reinen Kohlendioxids pro Minute und Kilogramm
Magnesiumhydroxid in der in Stufe (a1) hergestellten wäßrigen
Aufschlämmung, bis der abnehmende ph-Wert in der wäßrigen
Aufschlämmung den Wert 8 erreicht hat.
4. Verfahren zur Herstellung einer Calcium-Magnesiumcarbonat-
Zusammensetzung aus Calciumcarbonat und
Magnesiumcarbonathydroxid, das die folgenden Stufen umfaßt:
(a2) Dispergieren eines Hydrats von calciniertem Dolomit in
Wasser unter Bildung einer wäßrigen Aufschlämmung von
Calciumhydroxid und Magnesiumhydroxid, wobei der Feststoffgehalt
der wäßrigen Aufschlämmung bei einer Berechnung unter der
Annahme, daß die Magnesiumhydroxidmenge der äquimolaren
Calciumhydroxidmenge entspricht, im Bereich von 100 bis 250 g/l
liegt;
(b2) Halten der wäßrigen Aufschlämmung bei einer Temperatur
von 30 ºC oder darüber;
(c2) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder
in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form, wobei die
Kohlendioxidkonzentration in dem gasförmigen Gemisch
mindestens 15 Vol.-% beträgt, in die wäßrige Aufschlämmung bei
einem Durchsatz im Bereich von 1 bis 3 Liter (Normzustand)
reinen Kohlendioxids pro Minute und Kilogramm Calciumhydroxid in
der in Stufe (a2) hergestellten wäßrigen Aufschlämmung, bis
der abnehmende ph-Wert in der wäßrigen Aufschlämmung den Wert
erreicht hat; und
(d2) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder
in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form, wobei die
Kohlendioxidkonzentration in dem gasförmigen Gemisch
mindestens 15 Vol.-% beträgt, in die wäßrige Aufschlämmung nach
Stufe (c2) bei einem Durchsatz von mindestens 5 Liter
(Normzustand) reinen Kohlendioxids pro Minute und Kilogramm
Magnesiumhydroxid in der in Stufe (a2) hergestellten wäßrigen
Aufschlämmung, bis der abnehmende ph-Wert in der wäßrigen
Aufschlämmung den Wert 8 erreicht hat.
5. Verfahren zur Herstellung einer Calcium-Magnesiumcarbonat-
Zusammensetzung aus Calciumcarbonat und
Magnesiumcarbonathydroxid, das die folgenden Stufen umfaßt:
(a3) Dispergieren eines Hydrats von calciniertem Dolomit in
Wasser unter Bildung einer wäßrigen Aufschlämmung von
Calciumhydroxid und Magnesiumhydroxid, wobei der Feststoffgehalt
der wäßrigen Aufschlämmung bei einer Berechnung unter der
Annahme,
daß die Magnesiumhydroxidmenge der äquimolaren
Calciumhydroxidmenge entspricht, im Bereich von 100 bis 250 g/l
liegt;
(b3) Halten der wäßrigen Aufschlämmung bei einer Temperatur
im Bereich von 5 bis 30 ºC;
(c3) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder
in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form, wobei die
Kohlendioxidkonzentration in dem gasförmigen Gemisch
mindestens 15 Vol.-% beträgt, in die wäßrige Aufschlämmung bei
einem Durchsatz im Bereich von 7 bis 15 Liter (Normzustand)
reinen Kohlendioxids pro Minute und Kilcgramm Calciumhydroxid
in der in Stufe (a3) hergestellten wäßrigen Aufschlämmung,
bis die Umwandlung von Calciumhydroxid in Calciumcarbonat im
Bereich von 5 bis 15 % liegt;
(d3) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder
in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form, wobei die
Kohlendioxidkonzentration in dem gasförmigen Gemisch
mindestens 15 Vol.-% beträgt, in die wäßrige Aufschlämmung nach
Stufe (c3) bei einem Durchsatz im Bereich von 0,5 bis 2 Liter
(Normzustand) reinen Kohlendioxids pro Minute und Kilogramm
Calciumhydroxid in der in Stufe (a3) hergestellten wäßrigen
Aufschlämmung, bis die Umwandlung von Calciumhydroxid in
Calciumcarbonat im Bereich von 40 bis 60 % liegt;
(e3) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder
in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form, wobei die
Kohlendioxidkonzentration in dem gasförmigen Gemisch
mindestens 15 Vol.-% beträgt, in die wäßrige Aufschlämmung nach
Stufe (d3) bei einem Durchsatz über 2,5 Liter (Normzustand)
reinen Kohlendioxids pro Minute und Kilogramm
Magnesiumhydroxid in der in Stufe (a3) hergestellten wäßrigen
Aufschlämmung, bis der abnehmende ph-Wert in der wäßrigen
Aufschlämmung den Wert 10 erreicht hat; und
(f3) Einleiten von Kohlendioxidgas entweder als solches oder
in mit einem nicht reaktiven Gas verdünnter Form, wobei die
Kohlendioxidkonzentration in dem gasförmigen Gemisch
mindestens 15 Vol.-% beträgt, in die wäßrige Aufschlämmung nach
Stufe (e3) bei einem Durchsatz von mindestens 5 Liter
(Normzustand) reinen Kohlendioxids pro Minute und Kilogramm
Magnesiumhydroxid in der in Stufe (a3) hergestellten wäßrigen
Aufschlämmung, bis der abnehmende ph-Wert in der wäßrigen
Aufschlämmung den Wert 8 erreicht hat.
6. Verwendung einer Calcium-Magnesiumcarbonat-Zusammensetzung
nach Anspruch 1 oder einer nach einem Verfahren gemäß einem
der Ansprüche 2 bis 5 hergestellten Zusammensetzung als
Füllstoff oder Pigment.
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