SK13512001A3 - Process for the preparation of discrete particles of calcium carbonate - Google Patents
Process for the preparation of discrete particles of calcium carbonate Download PDFInfo
- Publication number
- SK13512001A3 SK13512001A3 SK1351-2001A SK13512001A SK13512001A3 SK 13512001 A3 SK13512001 A3 SK 13512001A3 SK 13512001 A SK13512001 A SK 13512001A SK 13512001 A3 SK13512001 A3 SK 13512001A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- calcium carbonate
- discrete
- calcium hydroxide
- particles
- carbonate particles
- Prior art date
Links
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 122
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 69
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 24
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 39
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 39
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 39
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims description 26
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 24
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 22
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 22
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims description 19
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims description 19
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims description 19
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 18
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 16
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 claims description 6
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 4
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 4
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 claims description 4
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 claims description 3
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 claims description 3
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 3
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 3
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N Alpha-Lactose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N 0.000 claims description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-CUHNMECISA-N D-Cellobiose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-CUHNMECISA-N 0.000 claims description 2
- 229920002527 Glycogen Polymers 0.000 claims description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 claims description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 claims description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 229940096919 glycogen Drugs 0.000 claims description 2
- 239000008101 lactose Substances 0.000 claims description 2
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 2
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 3
- 239000000123 paper Substances 0.000 abstract description 5
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 abstract description 4
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 abstract description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 abstract description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 abstract 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 abstract 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 33
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 23
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 23
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 23
- 239000000047 product Substances 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 description 9
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 3
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 description 1
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008504 concentrate Nutrition 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 229930182470 glycoside Natural products 0.000 description 1
- 150000002338 glycosides Chemical class 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000007519 polyprotic acids Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000021309 simple sugar Nutrition 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid group Chemical class S(O)(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
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
Description
Predložený vynález sa týka spôsobu a produktu vyrobeného použitím tohto spôsobu. Produktom sú diskrétne častice uhličitanu vápenatého majúce vhodnú priemernú veľkosť častíc, veľkosť merného povrchu a vysokú čistotu. Spôsob prípravy diskrétnych častíc uhličitanu vápenatého podľa predloženého vynálezu vyžaduje karbonizáciu vodnej suspenzie uhličitanu vápenatého za prítomnosti uhlovodíkov, pričom sa mení zvolená počiatočná teplota karbonizácie a/alebo koncentrácia uhlovodíkovThe present invention relates to a method and a product produced using this method. The product is discrete calcium carbonate particles having a suitable average particle size, surface area size and high purity. The process for preparing discrete calcium carbonate particles of the present invention requires the carbonization of an aqueous suspension of calcium carbonate in the presence of hydrocarbons, changing the selected initial carbonization temperature and / or hydrocarbon concentration
Častice uhličitanu vápenatého vyrobené spôsobom podľa predloženého vynálezu sa používajú predovšetkým ako plnidlá do papiera, ako pigmenty na povliekaný papier, ako pigmenty do farieb a náterov, ako modifikátory v polyméroch, a pretože majú vysokú čistotu, môžu nájsť špecifické uplatnenie aj v potravinárstve, výžive, kozmetike a farmaceutickom priemysle.The calcium carbonate particles produced by the process of the present invention are mainly used as paper fillers, as coated paper pigments, as paint and coating pigments, as modifiers in polymers, and because of their high purity, they can also find specific applications in food, nutrition, cosmetics and pharmaceutical industry.
Farbivá na báze zrážaného uhličitanu vápenatého (PCC) našli stále rastúce uplatnenie ako plnidlá a ako povlakové pigmenty pri výrobe papiera a papierových tabúľ. Užitočnosť vyplýva z výborných optických a fyzikálnych vlastností PCC, keď sa použije pri výrobe papiera.Precipitated calcium carbonate (PCC) dyes have found ever increasing use as fillers and as coating pigments in the manufacture of paper and paperboard. The usefulness results from the excellent optical and physical properties of PCC when used in paper production.
PCC sa tradične vyrába karbonizáciou vodnej suspenzie hydroxidu vápenatého plynom obsahujúcim oxid uhličitý, aby sa získali častice uhličitanu vápenatého. Tradičné procesy na výrobu PCC sú úplne dostačujúce pre častice, kde sa nevyžaduje diskrétnosť. Avšak, ak sa požaduje diskrétnosť výsledných častíc, s použitím tradičných spôsobov výroby PCC nastávajú problémy.PCC is traditionally produced by carbonizing an aqueous suspension of calcium hydroxide with a carbon dioxide containing gas to obtain calcium carbonate particles. Traditional PCC processes are quite sufficient for particles where confidentiality is not required. However, when confidentiality of the resulting particles is desired, problems arise using traditional PCC production methods.
796/B796 / B
Pri pokusoch vyzrážať diskrétne PCC častice použitím tradičných procesov, ktoré by samozrejme vytvárali pozhlukované alebo aglomerované morfológie, je veľmi obtiažne riadiť parametre procesu, tak aby boli trvalé vytvárané častice uhličitanu vápenatého. V dôsledku toho častice vyrobené tradičnými procesmi vedú k priemerným veľkostiam častíc a mernej veľkosti povrchu, ktoré nie sú veľmi predvídateľné s ohľadom na riadenie. Predložený vynález rieši tieto problémy súčasného stavu.In attempts to precipitate discrete PCC particles using traditional processes that would, of course, produce agglomerated or agglomerated morphologies, it is very difficult to control the process parameters so that calcium carbonate particles are produced permanently. As a result, particles produced by traditional processes lead to average particle sizes and specific surface sizes that are not very predictable with respect to control. The present invention solves these problems of the current state.
Jedným z predmetov predloženého vynálezu je teda poskytnutie spôsobu výroby diskrétnych častíc uhličitanu vápenatého. Ďalším predmetom vynálezu je poskytnutie spôsobu výroby diskrétnych častíc uhličitanu vápenatého, ktoré majú predvídateľnú priemernú veľkosť častíc a mernú plochu povrchu. Ešte ďalším cieľom predloženého vynálezu je poskytnutie spoľahlivého spôsobu výroby diskrétnych častíc uhličitanu vápenatého. Ešte ďalším predmetom vynálezu je výroba diskrétnych častíc uhličitanu vápenatého majúcich vysokú čistotu uhličitanu vápenatého. Ešte ďalším predmetom predloženého vynálezu je výroba diskrétnych častíc uhličitanu vápenatého z vápenných zdrojov rôznej kvality.Thus, one object of the present invention is to provide a method for producing discrete calcium carbonate particles. It is a further object of the invention to provide a method for producing discrete calcium carbonate particles having a predictable average particle size and a specific surface area. Yet another object of the present invention is to provide a reliable method for producing discrete calcium carbonate particles. Yet another object of the invention is the production of discrete calcium carbonate particles having high purity calcium carbonate. Yet another object of the present invention is the production of discrete calcium carbonate particles from lime sources of different quality.
Tieto a ešte ďalšie aspekty predloženého vynálezu budú zrejmejšie z popisu stavu techniky a ďalšieho detailného popisu vynálezu.These and other aspects of the present invention will become more apparent from the description of the prior art and the further detailed description of the invention.
U.S.Patent č. 5,332,564 popisuje spôsob výroby kosoštvorcového alebo súdkovito tvarovaného PCC, ktorý zahrňuje hasenie nehaseného vápna vo vodnom sladkom roztoku na vytvorenie suspenzie haseného vápna, karbonizáciu suspenzie haseného vápna zavádzaním plynu obsahujúceho oxidu uhličitý, čím sa vyzráža rombický uhličitan vápenatý.U.S.Patent no. No. 5,332,564 discloses a method of making rhombic or barrel-shaped PCC which comprises slaking quicklime in an aqueous sweet solution to form a slaked lime slurry, carbonizing the slaked lime slurry by introducing a carbon dioxide containing gas to precipitate rombic calcium carbonate.
U.S.Patent č. 4,237,147 popisuje suchý uhličitanový nápojový koncentrát a spôsob jeho prípravy, ktorý zahrňuje primiešanie do vody a) amorfného uhličitanu vápenatého a b) bezvodej netoxickej kyseliny.U.S.Patent no. No. 4,237,147 discloses a dry carbonate beverage concentrate and a process for its preparation which comprises admixing with water a) amorphous calcium carbonate and b) anhydrous non-toxic acid.
796/B796 / B
U.S.Patent č. 4,018,877 popisuje zlepšený spôsob výroby uhličitanu vápenatého zavádzaním komplexotvorného činidla do suspenzie uhličitanu vápenatého, buď v priebehu, alebo po počiatočnom nukleačnom štádiu.U.S.Patent no. No. 4,018,877 discloses an improved process for producing calcium carbonate by introducing a complexing agent into the calcium carbonate suspension, either during or after the initial nucleation stage.
Komplexotvorné činidlo je vybraté zo skupiny zahrňujúcej sacharózu alebo glukózu.The complexing agent is selected from the group consisting of sucrose or glucose.
U.S.Patent č. 3,443,890 popisuje spôsob prípravy PPC karbonizáciou vodnej suspenzie hydroxidu vápenatého za prítomnosti sacharidov a druhej aktívnej zložky vybranej zo skupiny obsahujúcej aktívne zmesi oxidov kremíka.U.S.Patent no. No. 3,443,890 describes a process for preparing PPC by carbonizing an aqueous suspension of calcium hydroxide in the presence of carbohydrates and a second active ingredient selected from the group consisting of active silicon oxide mixtures.
U.S.Patent č. 2,467,082 popisuje spôsob na výrobu kriedy karbonizáciou vodnej suspenzie hydroxidu vápenatého za prítomnosti extraxtu zo zvyškov cukrovej repy.U.S.Patent no. No. 2,467,082 discloses a process for producing chalk by carbonizing an aqueous suspension of calcium hydroxide in the presence of an extract from sugar beet residues.
U.S.Patent č. 2,188,633 popisuje použitie sacharidov a polyvinylových alkoholov ako aditív do vodnej suspenzie hydroxidu vápenatého pred karbonizáciou na vytvorenie produktu uhličitanu vápenatého.U.S.Patent no. No. 2,188,633 discloses the use of carbohydrates and polyvinyl alcohols as additives to an aqueous calcium hydroxide suspension prior to carbonization to form a calcium carbonate product.
J.P.9-156,923 popisuje spôsob pri 250 °C používajúci polymerické sacharidy a vodnú suspenziu hydroxidu vápenatého so zárodkami uhličitanu vápenatého na výrobu častíc uhličitanu vápenatého s merným povrchom 25m2/g.JP9-156,923 discloses a process at 250 ° C using polymeric carbohydrates and an aqueous suspension of calcium hydroxide with calcium carbonate seeds to produce calcium carbonate particles having a specific surface area of 25m 2 / g.
J.P.9-271,313 popisuje spôsob používajúci nie drahý pecný plyn (CO2) na výrobu zrážaného uhličitanu vápenatého vretenového tvaru pri teplotách od 50 °C do 65 °C. Tento spôsob závisí od jemnosti častíc vápna na ovplyvnenie veľkosti častíc a nepoužívajú sa žiadne aditíva.JP9-271,313 discloses a process using a non-expensive furnace gas (CO 2 ) to produce precipitated spindle calcium carbonate at temperatures from 50 ° C to 65 ° C. This method depends on the fineness of the lime particles to influence the particle size and no additives are used.
Ako vidno zo stručného prehľadu doterajšieho stavu, je stále potreba nového spôsobu výroby diskrétnych častíc uhličitanu vápenatého.As can be seen from a brief overview of the prior art, there is still a need for a new process for producing discrete calcium carbonate particles.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Predložený vynález poskytuje produkt a spôsob výroby diskrétnych častíc uhličitanu vápenatého. Spôsob vyžaduje prípravu vodnej suspenzieThe present invention provides a product and a method for producing discrete calcium carbonate particles. The process requires the preparation of an aqueous suspension
796/B uhličitanu vápenatého, nastavenie suspenzie na zvolenú štartovaciu karbonizačnú teplotu, pridanie uhlovodíkov k suspenzii a karbonizáciu vodnej suspenzie hydroxidu vápenatého s plynným oxidom uhličitým na výrobu diskrétnych častíc uhličitanu vápenatého.796 / B calcium carbonate, adjusting the suspension to the selected start carbonization temperature, adding hydrocarbons to the suspension, and carbonizing the aqueous calcium hydroxide slurry with gaseous carbon dioxide to produce discrete calcium carbonate particles.
Predložený vynálezu taktiež poskytuje diskrétne častice uhličitanu vápenatého, ktoré oproti časticiam v bežnej zhluknutej forme, sú ekonomickejšie vyrobiteľné, pretože vyžadujú menej aditív, jednoduchšie spracovanie, a vedú k predvídateľným, diskrétnym časticiam uhličitanu vápenatého s čistotou 98%.The present invention also provides discrete calcium carbonate particles that are more economical to manufacture than particles in conventional agglomerated form because they require fewer additives, easier processing, and result in predictable, discrete calcium carbonate particles with a purity of 98%.
Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Predložený vynález je popísaný v spojení s priloženými vyobrazeniami z elektrónového mikroskopu (SEM), na ktorých:The present invention is described in conjunction with the attached electron microscope (SEM) images in which:
Obr.1 zobrazuje skalenoedrickú formu kalcitu podľa súčasného stavu;Figure 1 shows the scalenohedral form of calcite according to the present state;
Obr.2 zobrazuje romboedrickú formu kalcitu podľa súčasného stavu;Fig. 2 shows the rhombohedral form of calcite according to the present state;
Obr.3 zobrazuje aragonit podľa súčasného stavu;Fig. 3 shows aragonite according to the present state;
Obr.4 zobrazuje stubby-prizmatickú formu kalcitu podľa súčasného stavu;Fig. 4 shows a stubby-prismatic form of calcite according to the present state;
Obr.5 zobrazuje SEM nového diskrétneho kryštálu kalcitu podľa predloženého vynálezu; aFig. 5 shows the SEM of a new discrete calcite crystal according to the present invention; and
Obr.6 reprezentuje ešte viac zväčšený pohľad nového diskrétneho kryštálu kalcitu podľa predloženého vynálezu.Fig. 6 represents an even more enlarged view of the new discrete calcite crystal of the present invention.
Detailný popis vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Ako bolo uvedené, predložený vynález poskytuje spôsob na prípravu diskrétnych častíc uhličitanu vápenatého. Tento spôsob vyžaduje zavádzanie plynného oxidu uhličitého do vodnej suspenzie hydroxidu vápenatého obsahujúcej uhlovodíky, pričom sa mení počiatočná teplota karbonizácie a udržiava sa konštantná hladina koncentrácie uhlovodíkov, alebo, podľaAs mentioned, the present invention provides a method for preparing discrete calcium carbonate particles. This process requires the introduction of gaseous carbon dioxide into an aqueous hydrocarbon-containing calcium hydroxide slurry, varying the initial carbonation temperature and maintaining a constant level of hydrocarbon concentration, or
796/B ďalšieho aspektu vynálezu, mení sa koncentrácia uhlovodíkov v suspenzii hydroxidu vápenatého, zatiaľ čo počiatočná teplota karbonizácie zostáva konštantná. Podľa ešte ďalšieho aspektu predloženého vynálezu počiatočná teplota karbonizácie a koncentrácia uhlovodíkov v suspenzii hydroxidu vápenatého sa menia vo vzájomnej kombinácii.796 / B of another aspect of the invention, the concentration of hydrocarbons in the calcium hydroxide slurry is varied while the initial carbonation temperature remains constant. According to yet another aspect of the present invention, the initial carbonization temperature and the hydrocarbon concentration in the calcium hydroxide slurry vary in combination.
Všetky tu uvedené percentuálne údaje predstavujú hmotnostné percentá, a ak sú použité na popísanie množstva aditív privádzaných do procesu, sú to hmotnostné percentá vzťahujúce sa na hmotnosť uhličitanu vápenatého ekvivalentného voľnému vápnu.All percentages given herein are by weight, and when used to describe the amount of additives introduced into the process, they are by weight based on the weight of calcium carbonate equivalent to free lime.
Diskrétnosť, ako sa tu používa, znamená, že častice sú vo všeobecnosti odlišné a nepospájané. Preferované častice sú skalenoedrické a majú pomer strán, ktorý porovnáva dĺžku/širku (l/w), v priemere okolo 2.0 alebo viacej.Confidentiality, as used herein, means that the particles are generally different and unconnected. Preferred particles are scalenohedral and have an aspect ratio that compares length / width (l / w) on average about 2.0 or more.
Priemerná veľkosť častíc, ako sa tu používa, sa vzťahuje k ekvivalentu priemeru gule individuálnej častice alebo ako časti zhluku alebo aglomerátu, oproti samotnému ekvivalentu guľovému priemeru zhluku alebo aglomerátu. Aglomerátom je zaguľatená hmota, alebo zhluk častíc. Zhluk alebo zoskupenie, ako sa používa tu, znamená chumáče, alebo narastené do tvaru vytvárajúceho chumáče alebo zväzky.The average particle size as used herein refers to the equivalent ball diameter of an individual particle or as part of an aggregate or agglomerate, as opposed to the equivalent ball diameter of an aggregate or agglomerate. The agglomerate is a rounded mass or cluster of particles. A cluster or cluster, as used herein, means tufts, or grown to form tufts or bundles.
Vodná suspenzia hydroxidu vápenatého podľa predloženého vynálezu obsahuje od okolo 5 % hmotn. do okolo 30 % hmotn. hydroxidu vápenatého. Podľa prednostného uskutočnenia koncentrácia hydroxidu vápenatého v suspenzii je od okolo 10 % hmotn. do okolo 20% hmotn.The aqueous calcium hydroxide slurry of the present invention comprises from about 5 wt. % to about 30 wt. calcium hydroxide. According to a preferred embodiment, the concentration of calcium hydroxide in the suspension is from about 10 wt. % to about 20 wt.
Dôležitým aspektom predloženého vynálezu je to, že vodná suspenzia hydroxidu vápenatého obsahuje uhlovodiky. Tieto uhlovodíky môžu byť pridané do suspenzie ľubovoľným spôsobom známym v oblasti techniky, ako je miešanie, mixovanie alebo primiešavanie. Uhlovodíky sa pridávajú do vodnej suspenzie hydroxidu vápenatého všetky naraz, oproti prerušovanému alebo kontinuálnemu priebehu karbonizačného procesu. Uhlovodíky, ktoré sú prednostne použiteľné, avšak na ktoré sa vynález neobmedzuje, podľa predloženého vynálezu zahrňujú monosacharidy, disacharidy, aAn important aspect of the present invention is that the aqueous calcium hydroxide suspension contains hydrocarbons. These hydrocarbons may be added to the suspension by any method known in the art, such as by stirring, mixing or blending. The hydrocarbons are added to the aqueous calcium hydroxide slurry all at once, as opposed to the intermittent or continuous course of the carbonization process. Preferred, but not limited to, hydrocarbons of the present invention include monosaccharides, disaccharides, and
796/B polysacharidy. Monosacharidy zahrňujú, avšak bez obmedzenia na ne, jednoduché cukry, ako je fruktóza a glukóza. Disacharidy zahrňujú sacharózu, maltózu, laktózu a celobiózu, zatiaľ čo polysacharidy · vo všeobecnosti zahrňujú deväť alebo aj viac monosacharidov vzájomne pospájaných glykozidovými väzbami. Príkladmi, avšak bez obmedzenia, sú škrob, celulóza a glykogén.796 / B polysaccharides. Monosaccharides include, but are not limited to, simple sugars such as fructose and glucose. Disaccharides include sucrose, maltose, lactose and cellobiose, while polysaccharides generally include nine or more monosaccharides linked together by glycoside linkages. Examples include, but are not limited to, starch, cellulose, and glycogen.
Uhlovodíky, ktoré sú vhodné v predloženom vynáleze, sú s výhodou vybraté zo skupiny obsahujúcej sacharózu, glukózu, fruktózu, surový cukor, melasu, živice, škroby, ďalšie organické zmesi a podobne. Uhlovodíky prítomné vo vodnej suspenzii hydroxidu vápenatého sa vo všeobecnosti vyskytujú v hladinách koncentrácie od okolo 0.05 % hmotn. do okolo 3.0 % hmotn., vzťahujúc na hmotnosť uhličitanu vápenatého ekvivalentného voľnému vápnu. Jedným z výhodných uhlovodikov je sacharóza. Koncentrácia sacharózy prítomnej vo vodnej suspenzii hydroxidu vápenatého je s výhodou od okolo 0.1 % hmotn. do okolo 0.5 % hmotn.The hydrocarbons which are suitable in the present invention are preferably selected from the group consisting of sucrose, glucose, fructose, raw sugar, molasses, resins, starches, other organic mixtures and the like. The hydrocarbons present in the aqueous calcium hydroxide slurry are generally present at concentration levels of from about 0.05 wt%. % to about 3.0 wt.%, based on the weight of calcium carbonate equivalent to free lime. One preferred hydrocarbon is sucrose. The concentration of sucrose present in the aqueous calcium hydroxide slurry is preferably from about 0.1 wt. % to about 0.5 wt.
Ďalším dôležitým aspektom výrobku a spôsobu podľa predloženého vynálezu je zvolená počiatočná teplota karbonizácie. Počiatočná teplota karbonizácie je teplota vodnej suspenzie hydroxidu vápenatého, pred pridaním plynného oxidu uhličitého na zahájenie karbonizácie, bez požadovaných prostriedkov na riadenie teploty počas karbonizačného procesu. Čo sa zistilo, je to, že zmenou vybranej štartovacej karbonizačnej teploty od okolo 20°C do okolo 85°C v kombinácii s menením koncentrácie uhlovodikov v suspenzii hydroxidu vápenatého od okolo 0.05 % hmotn. do okolo 3.0 % hmotn., vznikajú diskrétne častice uhličitanu vápenatého, ktoré majú priemernú veľkosť častíc od okolo 0.1 mikrónu do okolo 3.0 mikrónov a majúce mernú veľkosť povrchu od okolo 2 m2 na gram do okolo 60 m2 na gram. Rozumie sa, v tomto popise, že po začatí karbonizácie sa môže vykonávať riadenie teploty, pokiaľ toto nezabraňuje vytváraniu diskrétnych častíc.Another important aspect of the product and method of the present invention is the selected initial carbonization temperature. The initial carbonization temperature is the temperature of the aqueous calcium hydroxide slurry, prior to the addition of carbon dioxide gas to initiate carbonation, without the required temperature control means during the carbonization process. What has been found is that by varying the selected start carbonization temperature from about 20 ° C to about 85 ° C in combination with varying the hydrocarbon concentration in the calcium hydroxide slurry from about 0.05 wt%. discrete calcium carbonate particles having an average particle size of from about 0.1 micron to about 3.0 microns and having a surface area of from about 2 m 2 per gram to about 60 m 2 per gram are formed. It is to be understood, in this description, that temperature control can be performed after the start of carbonization, as long as this does not prevent the formation of discrete particles.
796/B796 / B
Podľa prednostného uskutočnenia predloženého vynálezu, vodná suspenzia hydroxidu vápenatého obsahujúca od okolo 10 % hmotn. do okolo 20 % hmotn. hydroxidu vápenatého, od okolo 0.1 % hmotn. do okolo 1.0 % hmotn. uhlovodíkov, a pri zvolenej počiatočnej karbonizačnej teplote od okolo 30 °C do okolo 75 °C vytvára diskrétne častice uhličitanu vápenatého, majúce priemernú veľkosť častíc od okolo 0.1 mikrónu do okolo 3.0 mikrónov a majúce mernú veľkosť povrchu od okolo 2 m2 na gram do okolo 25 m2 na gram.According to a preferred embodiment of the present invention, an aqueous calcium hydroxide suspension comprising from about 10 wt. % to about 20 wt. % calcium hydroxide, from about 0.1 wt. % to about 1.0 wt. at a selected initial carbonization temperature of from about 30 ° C to about 75 ° C produces discrete calcium carbonate particles having an average particle size of from about 0.1 micron to about 3.0 microns and having a specific surface area of from about 2 m 2 per gram to about 25 m 2 per gram.
Druh plynu obsahujúceho oxid uhličitý nie je zvlášť kritickým aspektom predloženého vynálezu. Môže sa použiť čistý plynný oxid uhličitý, ale v spôsobe podľa predloženého vynálezu sa môžu použiť aj bežné zmesi oxidu uhličitého, buď so vzduchom, alebo dusíkom. Tak isto sa môže použiť aj kvapalný oxid uhličitý, v súlade s produktom a spôsobom podľa predloženého vynálezu, a to zavádzaním kvapalného oxidu uhličitého v jeho plynnom stave počas kroku karbonizácie procesu.The type of carbon dioxide-containing gas is not a particularly critical aspect of the present invention. Pure carbon dioxide gas may be used, but conventional carbon dioxide mixtures with either air or nitrogen may also be used in the process of the present invention. Liquid carbon dioxide can also be used in accordance with the product and method of the present invention by introducing liquid carbon dioxide in its gaseous state during the process carbonization step.
Pretože produkt a spôsob na výrobu diskrétnych častíc uhličitanu vápenatého sa dajú uskutočniť s použitím rôznych druhov vápna a koncentrácií a kvalít vápna, zistilo sa, že na použitie sú zvlášť vhodné koncentrácie vápna, kde koncentrácia hydroxidu vápenatého v suspenzii, z ktorej sa vyrába, je vyššia ako okolo 5 % hmotn.Since the product and method for producing discrete calcium carbonate particles can be carried out using different types of lime and lime concentrations and qualities, it has been found that lime concentrations where the calcium hydroxide concentration in the suspension from which it is produced is particularly suitable for use are higher. % as about 5 wt.
Podľa ďalšieho uskutočnenia výroby diskrétnych častíc uhličitanu vápenatého podľa predloženého vynálezu sa zistilo, že udržiavaním zvolenej počiatočnej teploty karbonizácie, a udržiavaním hladiny uhlovodíkov na konštantnej hodnote, boli vyrobené diskrétne častice uhličitanu vápenatého z rôznych druhov vápna. Tieto častice boli charakteristické tým, že mali priemernú veľkosť častíc od okolo 0.1 mikrónu do okolo 3.0 mikrónov a majúce mernú veľkosť povrchu od okolo 2 m2 na gram do okolo 60 m2 na gram. Karbonizácia vodnej vápennej suspenzie zavádzaním oxidu uhličitého pokračuje až kým sa v podstate ukončí zrážanie kalcitu. Karbonizačný proces je s výhodou ukončený, ak pH uhličitanovej suspenzie je približneAccording to a further embodiment of the production of discrete calcium carbonate particles according to the present invention, it has been found that by maintaining a selected initial carbonization temperature and keeping the hydrocarbon level constant, discrete calcium carbonate particles have been produced from different types of lime. These particles were characterized by having an average particle size of from about 0.1 micron to about 3.0 microns and having a surface area of from about 2 m 2 per gram to about 60 m 2 per gram. The carbonization of the aqueous lime suspension by the introduction of carbon dioxide continues until the calcite precipitation is substantially complete. The carbonization process is preferably completed when the pH of the carbonate suspension is approximately
796/B neutrálna, sedem (7), a častice uhličitanu vápenatého majú čistotu okolo deväťdesiatosem (98) percent.796 / B neutral, seven (7), and calcium carbonate particles have a purity of about ninety-eight (98) percent.
Avšak aj po ukončení karbonizačného procesu môžu ešte stále byť v suspenzii prítomné niektoré nezreagované častice hydroxidu vápenatého. Rozličné techniky, ktoré sú znám odborníkom v tejto oblasti, sa môžu použiť na dokončenie úplnej neutralizácie zvyšného hydroxidu vápenatého, ktorého podľa predloženého vynálezu je menej alebo najviac okolo dve(2) percentá. Tieto techniky zahŕňajú, napríklad, sledovanie pH suspenzie so zavádzaním prídavného plynu obsahujúceho oxid uhličitý, podľa potreby na spracovanie nezreagovaného hydroxidu vápenatého. Karbonizovaná suspenzia môže byť tiež spracovaná dostatočným množstvom organických alebo anorganických viacsýtnych kyselín, ako je kyselina citrónová, maleinová, jablčná, propándiová, fialová, vínna, boritá, fosforečná, siričitá alebo sírová.However, even after completion of the carbonization process, some unreacted calcium hydroxide particles may still be present in the suspension. Various techniques known to those skilled in the art can be used to complete complete neutralization of residual calcium hydroxide, which according to the present invention is less than or at most about two (2) percent. These techniques include, for example, monitoring the pH of the slurry with the introduction of an additional carbon dioxide-containing gas as needed to treat unreacted calcium hydroxide. The carbonized slurry may also be treated with a sufficient amount of organic or inorganic polybasic acids such as citric, maleic, malic, propanedioic, violet, tartaric, boric, phosphoric, sulfuric, or sulfuric acids.
Priemerná veľkosť diskrétnych častíc uhličitanu vápenatého vyrobených spôsobom podľa predloženého vynálezu môže byť v rozsahu od okolo 0.1 mikrónu do okolo 3.0 mikrónov. Priemerná veľkosť diskrétnych častíc uhličitanu vápenatého bola určovaná s použitím prístroja Micrometrics Sedigraph 5100, ktorý používa na meranie miery sedimentácie vzhľadom k veľkosti rôntgenové lúče.The average size of discrete calcium carbonate particles produced by the process of the present invention can range from about 0.1 micron to about 3.0 microns. The average discrete calcium carbonate particle size was determined using a Micrometrics Sedigraph 5100, which uses a sedimentation rate to measure the size of the X-rays.
Na určenie mernej veľkosti povrchu častíc uhličitanu vápenatého podľa predloženého vynálezu bol použitý prístroj Micrometrics FLOWSORB II 2300, ktorý využíva BET teóriu s dusíkom ako adsorpčným plynom.To determine the specific surface area of the calcium carbonate particles of the present invention, a Micrometrics FLOWSORB II 2300 was used which utilized the BET theory with nitrogen as the adsorption gas.
Pretože zmenou zvolenej počiatočnej karbonizačnej teploty, ako aj zmenou koncentrácie uhlovodíkov, sa dajú vyrobiť diskrétne častice rôznych tvarov a veľkostí, je treba poznamenať, že vynález sa neobmedzuje na nejaký rozsah alebo nejakú z týchto možností. Okrem toho, nasledujúce príklady sú len ilustratívne na objasnenie produktu a spôsobu podľa predloženého vynálezu a nemožno ich nijakým spôsobom chápať ako obmedzujúce rozsah vynálezu, ktorý je definovaný v pripojených patentových nárokoch.Since discrete particles of different shapes and sizes can be produced by varying the selected initial carbonization temperature as well as by changing the hydrocarbon concentration, it should be noted that the invention is not limited to any range or any of these possibilities. In addition, the following examples are illustrative only of the product and method of the present invention and are not to be construed as limiting the scope of the invention as defined in the appended claims.
796/B796 / B
Príklad 1Example 1
Na prípravu a reakciu hydroxidu vápenatého (hasenie) podľa predloženého vynálezu bol použitý valcový reaktor z nehrdzavejúcej ocele, ktorý má polguľové dno a ktorý je vybavený vysokorýchlostným miešadlom poháňaným motorom s výkonom 1/15 HP s reguláciou otáčok, a zakrivenou rúrkou z nehrdzavejúcej ocele, umiestnenou pod stred dolnej lopatky, na zavádzanie prúdu zmesi oxid uhličitý/vzduch.For the preparation and reaction of the calcium hydroxide (extinguishing) of the present invention, a stainless steel cylindrical reactor having a hemispherical bottom and equipped with a high-speed stirrer powered by a 1/15 HP speed-controlled motor and a curved stainless steel tube, below the center of the lower blade, to introduce a stream of carbon dioxide / air mixture.
14.2 % hmotn. (0.154 g/cc) vodnej suspenzie hydroxidu vápenatého bolo pripravených pridaním 250 g granulovaného vápna Bellfonte; užitočný obsah oxidu vápenatého najmenej 94 a viac % hmotn., ako bolo určené postupom ASTM C-25-72, k 2000 ml vody vo 4-litrovom reaktore pri 50 °C a miešané pri 1100 ot./min. po dobu 10 minút. Suspenzia bola prepasírovaná cez sito s hustotou 60 mesh na odstránenie hrubých zŕn a zohrievaná na štartovaciu karbonizačnú teplotu 55 °C. Miešadlo bolo potom nastavené na 1250 ot./min. a do suspenzie sa pridalo 0.5 % Domino Sugar, vyrábaný Domino Sugar Corporation, vztiahnuté na uhličitan vápenatý ekvivalentný voľnému vápnu. Suspenzia bola karbonizovaná na vyzrážanie uhličitanu vápenatého zavádzaním zmesi plynu pozostávajúcej z 10% oxidu uhličitého vo vzduchu pri rýchlosti 0.45 litrov za minútu (SLM) do suspenzie. Karbonizácia pokračovala 263 minút, až kým hodnota pH nebola menšia ako 8.0. Na odstránenie hrubých častíc sa suspenzia nechala prejsť cez sito US štandard No. 325 (44 mikrónov)na odstránenie hrubých častíc. Produkt bol vyhodnotený na veľkosť častíc a bolo zistené, že má priemernú veľkosť častíc 0.88 mikrónov. Produkt bol zobrazený SEM a bolo dokázané, že je dobre dispergovaný a jemný, časť z neho bola vákuovo filtrovaná a filtračný koláč bol sušený približne pri teplote 165 °C najmenej jednu hodinu na získanie zrážaného uhličitanu vápenatého s merným povrchom 13.5 m2/g. Experiment je uvedený v Tabuľke 1 ako príklad 1.14.2 wt. (0.154 g / cc) of an aqueous calcium hydroxide suspension was prepared by adding 250 g of granulated Bellfonte lime; a useful calcium oxide content of at least 94% and more by weight, as determined by ASTM C-25-72, to 2000 ml of water in a 4-liter reactor at 50 ° C and stirred at 1100 rpm. for 10 minutes. The slurry was passed through a 60 mesh sieve to remove coarse grains and heated to a starting carbonization temperature of 55 ° C. The stirrer was then set to 1250 rpm. and 0.5% Domino Sugar, manufactured by Domino Sugar Corporation, based on calcium carbonate equivalent to free lime, was added to the suspension. The slurry was carbonized to precipitate calcium carbonate by introducing a gas mixture of 10% carbon dioxide in air at a rate of 0.45 liters per minute (SLM) into the slurry. Carbonization was continued for 263 minutes until the pH was less than 8.0. To remove coarse particles, the suspension was passed through a US standard No. 1 sieve. 325 (44 microns) to remove coarse particles. The product was evaluated for particle size and was found to have an average particle size of 0.88 microns. The product was imaged by SEM and proved to be well dispersed and fine, a portion of it was vacuum filtered, and the filter cake was dried at about 165 ° C for at least one hour to obtain precipitated calcium carbonate having a specific surface area of 13.5 m 2 / g. The experiment is shown in Table 1 as Example 1.
796/B796 / B
Príklady 2,3, a 4Examples 2,3, and 4
Tri ďalšie vzorky boli syntetizované pri rôznych počiatočných karbonizačných teplotách, t.j. 60 °C, 65 °C a 70 °C. Údaje z príkladov 1-4 sú porovnané v tabuľke 1.Three additional samples were synthesized at different initial carbonization temperatures, i. 60 ° C, 65 ° C and 70 ° C. The data of Examples 1-4 are compared in Table 1.
Príklad 5Example 5
Príklad 5 bol uskutočnený po vykonaní príkladu 1 s využitím toho istého vápna s nasledovnými zmenami. Koncentrácia suspenzie hydroxidu vápenatého bola 10.7 % (0.114 g/cc) namiesto 14.2 % hmotn. Sacharóza bola pridaná opäť v množstve 0.5%, avšak plyn obsahoval 18% CO2 namiesto 10% CO2. Množstvo CO2 bolo 1.75 SLM s reakčným časom 63 minút na dosiahnutie pH 8.0. Počiatočná reakčná teplota bola 60 °C. Produkt bol prepasírovaný cez sitko U.S.Standard No. 325 (44 mikrónov) na odstránenie hrubých častíc. Produkt mal priemernú veľkosť častíc 1.30 mikrónov a merný povrch (SSA) 10.4 m2/g. Pokus je uvedený ako príklad 5 v Tabuľke 1.Example 5 was carried out after Example 1 using the same lime with the following changes. The calcium hydroxide slurry concentration was 10.7% (0.114 g / cc) instead of 14.2% by weight. Sucrose was added again at 0.5%, but the gas contained 18% CO 2 instead of 10% CO 2 . The amount of CO 2 was 1.75 SLM with a reaction time of 63 minutes to reach pH 8.0. The initial reaction temperature was 60 ° C. The product was passed through a USStandard No. 325 (44 microns) to remove coarse particles. The product had an average particle size of 1.30 microns and a surface area (SSA) of 10.4 m 2 / g. The experiment is shown as Example 5 in Table 1.
Tabuľka 1 Hladina koncentrácie sacharózy pri meniacej sa teploteTable 1 Sucrose concentration at changing temperature
Uvedené údaje ukazujú, že koncentrácia suspenzie hydroxidu vápenatého nemá vplyv na výslednú veľkosť častíc produktu. Hoci veľkosťThe data shown shows that the concentration of the calcium hydroxide suspension does not affect the resulting particle size of the product. Although size
796/B zmien bude sa pravdepodobne líšiť od druhu vápna, vyššia koncentrácia má sklon vytvoriť jemnejšie častice (porovnaj #2 a #5). Príklady 1 až 4 ukazujú účinok teploty na veľkosť častíc pri zachovaní konštantnej hladiny sacharózy.796 / B variations are likely to differ from the type of lime, higher concentrations tend to produce finer particles (compare # 2 and # 5). Examples 1-4 show the effect of temperature on particle size while maintaining a constant level of sucrose.
S nárastom teploty sa zväčšuje veľkosť častíc a hodnota veľkosti merného povrchu sa zmenšuje.As the temperature rises, the particle size increases and the surface area value decreases.
Príklady 6,7,8Examples 6,7,8
Tri vzorky boli syntetizované postupom podľa Príkladu 1 s použitím Bellefonte vápna, avšak pri teplote 70 °C s množstvom sacharózy 0.4% a pri 50 °C s množstvom sacharózy 0.15% a 0.1%. Tieto vzorky sú porovnané s predchádzajúcim príkladom 4 v nasledujúcej tabuľke 2.Three samples were synthesized according to the procedure of Example 1 using Bellefonte lime, but at 70 ° C with a sucrose amount of 0.4% and at 50 ° C with a sucrose amount of 0.15% and 0.1%. These samples are compared to the previous Example 4 in the following Table 2.
Tabuľka 2 účinok hladiny aditívTable 2 Effect of Additive Level
Údaje v Tabuľke 2 ukazujú, že súčasným riadením teploty aj hladiny sacharózy sa priemerná veľkosť častíc môže vo všeobecnosti udržať pri vopred určenej štartovacej teplote.The data in Table 2 shows that by controlling both temperature and sucrose levels, the average particle size can generally be maintained at a predetermined start temperature.
Príklad 9Example 9
Na prípravu suspenzie hydroxidu vápenatého karbonizáciou v zväčšenej mierke bola použitá 70 galónová maltová miešačka. Karbonizácia bola vykonávaná v 30 litrovom oplášťovanom valcovom reaktore z nehrdzavejúcej ocele s priečkami, ktorý mal vnútorný priemer 11.5 palca, výšku 20 palcov, a s polguľovitým dnom základňou. Miešačka bola vybavenáA 70 gallon mortar mixer was used to prepare the calcium hydroxide suspension on an enlarged scale. Carbonization was performed in a 30 liter jacketed stainless steel cylindrical reactor with crossbars having an 11.5 inch internal diameter, a 20 inch height, and a hemispherical bottom base. The mixer was equipped
796/B vysokorýchlostným miešadlom majúcim dve ploché obežné turbínové lopatky s priemerom 4.5 palcov, umiestnené asi 4 palce a asi 8 palcov od dna a poháňané 5 HP motorom sa meniteľnými otáčkami. Bol tiež vybavený rúrkou z nehrdzavejúcej ocele s vnútorným priemerom 0.25 palca zakrivenou pod stredom spodnej lopatky na zavádzanie karbonizačného prúdu dioxidu/vzduchu. Pripravilo sa 15.7 % hmotn. (0.1692 g/cc) vodnej suspenzie hydroxidu vápenatého pridaním 3000 g vápna Bellefonte do 18.0 litrov vody v horeuvedenej 70-galónovej miešačke, pri teplote 50 °C a miešaní počas 10 minút. Suspenzia bola precedená cez sitko o veľkosti ôk 60 mesh na odstránenie hrubých častíc a zohriata v reaktore na štartovaciu karbonizačnú teplotu 45 °C. Miešadlo bolo nastavené na 615 ot/min. a do suspenzie sa pridalo 0.15 % hmotn. sacharózy, vztiahnuté k uhličitanu vápenatému ekvivalentnému voľnému vápnu. Suspenzia hydroxidu vápenatého bola karbonizovaná na vyzrážanie uhličitanu vápenatého zavádzaním zmesi plynu 10 obj. percent oxidu uhličitého vo vzduchu pri intenzite 4.4 štandardných litrov za minútu (SLM) do suspenzie. Karbonizácia pokračovala, až po dosiahnutie pH menej ako 7.4. Suspenzia bola prepasírovaná cez sitko U.S.Standard No. 325 (44 mikrónov) na odstránenie hrubých častíc. Pokus je uvedený ako príklad 9 v Tabuľke 3.The 796 / B high speed stirrer having two 4.5-inch orbital turbine vanes positioned about 4 inches and about 8 inches from the bottom and powered by a 5 HP variable speed engine. It was also equipped with a 0.25 inch inner diameter stainless steel tube curved below the center of the lower blade for introducing a carbon dioxide / air stream. 15.7 wt. (0.1692 g / cc) of an aqueous calcium hydroxide suspension by adding 3000 g of Bellefonte lime to 18.0 liters of water in the above 70-gallon mixer, at 50 ° C and stirring for 10 minutes. The slurry was passed through a 60 mesh sieve to remove coarse particles and heated in a reactor to a starting carbonization temperature of 45 ° C. The stirrer was set at 615 rpm. and 0.15 wt. sucrose, based on calcium carbonate equivalent to free lime. The calcium hydroxide slurry was carbonized to precipitate calcium carbonate by introducing a gas mixture of 10 vol. percent carbon dioxide in air at an intensity of 4.4 standard liters per minute (SLM) into suspension. Carbonization continued until a pH of less than 7.4 was reached. The suspension was passed through a U.S.St. 325 (44 microns) to remove coarse particles. The experiment is shown as Example 9 in Table 3.
Príklad 10Example 10
Vzorka bola pripravená z vápna Bellefonte po uskutočnení príkladu 9 v rovnakom zariadení. Reakčné podmienky vsádzky, ako čas, teplota a množstvo sacharózy bolo vo všeobecnosti rovnaké. Pokus je uvedený ako príklad 10 v tabuľke 3.A sample was prepared from Bellefonte lime after carrying out Example 9 in the same apparatus. The reaction conditions of the batch, such as time, temperature and amount of sucrose, were generally the same. The experiment is shown as Example 10 in Table 3.
796/B796 / B
Tabuľka 3 porovnanie prevádzkových skúšok oproti laboratórnymTable 3 Comparison of Operational Tests versus Laboratory Tests
Príklady 11,12,13Examples 11,12,13
Tieto tri produkty boli vykonané po vykonaní príkladu 1 s použitím troch odlišných zdrojov vápna, a to Greer, Frey a Western. Všetky tieto produkty boli karbonizované s 0.1% sacharózou a pri štartovacej teplote 45°C. Priemerná veľkosť častíc a merná veľkosť povrchu sú uvedené v nasledujúcej tabuľke 4.The three products were carried out after the procedure of Example 1 using three different sources of lime, Greer, Frey and Western. All these products were carbonized with 0.1% sucrose and at a starting temperature of 45 ° C. The average particle size and surface area are shown in Table 4 below.
Tabuľka 4 vplyv typu vápnaTable 4 Effect of lime type
796/B796 / B
Claims (15)
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 (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK13512001A3 true SK13512001A3 (en) | 2002-09-10 |
Family
ID=22272463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK1351-2001A SK13512001A3 (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Process for the preparation of discrete particles of calcium carbonate |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1165441A1 (en) |
| JP (1) | JP2002540056A (en) |
| KR (1) | KR20020023213A (en) |
| CN (1) | CN1348428A (en) |
| AU (1) | AU3369799A (en) |
| BR (1) | BR9917234A (en) |
| CA (1) | CA2368174C (en) |
| HK (1) | HK1045493A1 (en) |
| IL (1) | IL145126A (en) |
| NO (1) | NO20014652L (en) |
| PL (1) | PL192346B1 (en) |
| RU (1) | RU2215692C2 (en) |
| SK (1) | SK13512001A3 (en) |
| WO (1) | WO2000058217A1 (en) |
| ZA (1) | ZA200107865B (en) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2876999B1 (en) * | 2004-10-25 | 2007-11-09 | Solvay | SUSPENSIONS CONTAINING CALCIUM CARBONATE PARTICLES WITH CONTROLLED AGGREGATION CONDITION |
| RU2312065C1 (en) * | 2006-03-20 | 2007-12-10 | Открытое акционерное общество "Каустик" (ОАО "Каустик") | Method of production of the chemically deposited chalk |
| PT2157136T (en) * | 2008-08-13 | 2019-06-21 | Omya Int Ag | Precipitated calcium carbonate obtained by a process implementing low charge acrylate and/or maleinate containing polymer |
| RU2390496C1 (en) * | 2009-01-28 | 2010-05-27 | Эдуард Львович Аким | Method of obtaining chemically deposited chalk |
| GB0917248D0 (en) * | 2009-10-02 | 2009-11-18 | Calcitech Synthetic Minerals Ltd | Production of calcium carbonate |
| CN101913640B (en) * | 2010-08-20 | 2012-12-26 | 常州碳酸钙有限公司 | Method for preparing superfine activated calcium carbonate |
| RU2489355C2 (en) * | 2011-07-05 | 2013-08-10 | Алексей Гаврилович Мешандин | Method for synthesis of finely dispersed calcium carbonate |
| CN102583483B (en) * | 2012-02-22 | 2013-11-06 | 常州碳酸钙有限公司 | Preparation method of micrometer spindle composite nano-calcium carbonate |
| AU2013235257B2 (en) * | 2012-03-23 | 2016-06-30 | Omya International Ag | Process for preparing scalenohedral precipitated calcium carbonate |
| CN102874856B (en) * | 2012-08-29 | 2014-12-17 | 池州凯尔特纳米科技有限公司 | Preparation method for porous calcium carbonate for being filled into polyvinyl chloride (PVC) |
| RU2553855C2 (en) * | 2013-04-30 | 2015-06-20 | Алексей Гаврилович Мешандин | Method of calcium sulphate conversion |
| CN103395812B (en) * | 2013-07-11 | 2015-01-07 | 大连理工大学 | A method for controlling the morphology of calcium carbonate in the solid carbonization method |
| CN104229851B (en) * | 2014-09-04 | 2016-06-01 | 华中农业大学 | The preparation method of a kind of eggshell ultramicro active calcium carbonate |
| US11193241B2 (en) * | 2014-11-19 | 2021-12-07 | Stora Enso Oyj | Method of producing a filler |
| AU2018212543A1 (en) * | 2017-01-24 | 2019-07-11 | Nutrition & Biosciences USA 4, Inc. | Processes for producing precipitated calcium carbonate using polysaccharides |
| CN107827136B (en) * | 2017-10-20 | 2019-07-30 | 石家庄祥博瑞环保有限公司 | A kind of preparation process of spherical nanometer calcium carbonate |
| CN109809458B (en) * | 2019-03-21 | 2021-07-09 | 广西大学 | Rugby-shaped calcium carbonate and its preparation process |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2962350A (en) * | 1957-12-03 | 1960-11-29 | Aluminium Lab Ltd | Production of precipitated calcium carbonate |
| 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 (en) * | 1996-12-27 | 2007-10-24 | 奥多摩工業株式会社 | Method for producing light calcium carbonate / heavy calcium carbonate mixed aqueous slurry |
-
1999
- 1999-03-31 EP EP99915098A patent/EP1165441A1/en not_active Withdrawn
- 1999-03-31 SK SK1351-2001A patent/SK13512001A3/en not_active Application Discontinuation
- 1999-03-31 BR BR9917234-8A patent/BR9917234A/en not_active Application Discontinuation
- 1999-03-31 WO PCT/US1999/006853 patent/WO2000058217A1/en not_active Ceased
- 1999-03-31 PL PL350921A patent/PL192346B1/en not_active IP Right Cessation
- 1999-03-31 HK HK02107051.9A patent/HK1045493A1/en unknown
- 1999-03-31 JP JP2000607929A patent/JP2002540056A/en active Pending
- 1999-03-31 CA CA002368174A patent/CA2368174C/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-03-31 KR KR1020017012199A patent/KR20020023213A/en not_active Abandoned
- 1999-03-31 RU RU2001129290/12A patent/RU2215692C2/en active
- 1999-03-31 IL IL14512699A patent/IL145126A/en not_active IP Right Cessation
- 1999-03-31 CN CN99816536A patent/CN1348428A/en active Pending
- 1999-03-31 AU AU33697/99A patent/AU3369799A/en not_active Abandoned
-
2001
- 2001-09-25 ZA ZA200107865A patent/ZA200107865B/en unknown
- 2001-09-25 NO NO20014652A patent/NO20014652L/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2368174C (en) | 2008-07-08 |
| PL192346B1 (en) | 2006-10-31 |
| WO2000058217A1 (en) | 2000-10-05 |
| AU3369799A (en) | 2000-10-16 |
| ZA200107865B (en) | 2002-10-30 |
| EP1165441A1 (en) | 2002-01-02 |
| NO20014652D0 (en) | 2001-09-25 |
| CN1348428A (en) | 2002-05-08 |
| IL145126A0 (en) | 2002-06-30 |
| IL145126A (en) | 2005-07-25 |
| JP2002540056A (en) | 2002-11-26 |
| PL350921A1 (en) | 2003-02-10 |
| KR20020023213A (en) | 2002-03-28 |
| BR9917234A (en) | 2002-04-23 |
| HK1045493A1 (en) | 2002-11-29 |
| RU2215692C2 (en) | 2003-11-10 |
| NO20014652L (en) | 2001-09-25 |
| CA2368174A1 (en) | 2000-10-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0866770B1 (en) | Process for the preparation of discrete particles of calcium carbonate | |
| US6294143B1 (en) | Process for the preparation of discrete particles of calcium carbonate | |
| SK13512001A3 (en) | Process for the preparation of discrete particles of calcium carbonate | |
| AU632706B2 (en) | Precipitated calcium carbonate | |
| Vacassy et al. | Calcium carbonate precipitation using new segmented flow tubular reactor | |
| US5558850A (en) | Precipitated calcium carbonate | |
| US5910214A (en) | Process for preparing calcium carbonate | |
| US6156286A (en) | Seeding of aragonite calcium carbonate and the product thereof | |
| US20040247513A1 (en) | Process for the production of platy precipitated calcium carbonates, product produced thereby, and paper incorporating same | |
| EP3209610B1 (en) | Pcc with reduced portlandite content | |
| US5364610A (en) | Process for preparation of high opacity precipitated calcium carbonate by reacting sodium carbonate with calcium hydroxide | |
| CA2087857C (en) | Precipitated calcium carbonate | |
| JP2868329B2 (en) | Method for producing cubic calcium carbonate | |
| JP2556699B2 (en) | Method for producing aragonite crystalline calcium carbonate | |
| CA2239511C (en) | Process for the preparation of discrete particles of calcium carbonate | |
| JPH06102542B2 (en) | Method for producing spherical particle calcium carbonate | |
| CN120736552A (en) | Nanometer barium sulfate and preparation method thereof | |
| KR100370433B1 (en) | The production of Calcite which is made from Amorphous Calcium Carbonate and is combined through the carbonation method in Ethanol-Ethylene Glycol system | |
| JPH075303B2 (en) | Method for producing cubic calcium carbonate having a uniform particle size | |
| KR19990001352A (en) | Method for producing acicular calcium carbonate powder by carbon dioxide gasification method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FC9A | Refused patent application |