Výroba vysoko čistého vyzrážaného uhličitanu vápenatého

Číslo patentu: E 19149

Dátum: 26.10.2010

Autori: Pohl Michael, Sötemann Jörg, Tavakkoli Bahman, Schmölzer Thomas

Je ešte 15 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Výroba vysoko čistého vyzrážaného uhličitanu vápenatého0001 Predložený vynález sa týka spôsobu výroby vysoko čistého vyzrážaného uhličitanu0002 Uhličitan vápenatý je jedným z najčastejšie používaných aditív vpapierenskom priemysle, vpriemysle náterových hmôt a plastikárskom priemysle. Aj keď prirodzene sa vyskytujúci mletý uhličitan vápenatý (GCC) sa obvykle používa ako plnivo v mnohých aplikáciách, synteticky vyrobený vyzrážaný uhličitan vápenatý (PCC) môže byť prispôsobený potrebám vzhľadom na jeho morfológíu a veľkosť častíc, ktoré umožňujú použiť tieto materiályna plnenie ďalších ñlnkcií.0003 Avšak, bežne známe výrobné spôsoby PCC, ktoré zahmujú kroky kalcinácie surového uhličitanu Vápenatého, hasenie s vodou, a následne vyzrážanie uhličitanu vápenatého prechodom oxidu uhličitého cez výslednú suspenziu hydroxidu vápenatého, potrebujú vysokú kvalitu východiskových materiálov, pretože neexistuje dostupná metóda na oddelenie prímesízo surového materiálu v priebehu tohto procesu.0004 V doterajšom stave techniky existuje mnoho pokusov, ako produkovať uhličitan vápenatý s určitými vlastnosťami, ako napríklad s vysokou čístotou, z ktorých sa však väčšina zameriava iba na túto jednu vlastnosť, zatiaľ čo tieto spôsoby neumožňujú plne riadiť tiež ďalšie vlastnosti, ako je tvar kryštálu, veľkosť častíc atď., alebo je týmito známymi spôsobmičasto produkované veľké množstvo odpadových produktov.0005 V čínskej patentovej prihláške CN 1757597 je opísaný spôsob prípravy porézneho veľmi jemného uhličitanu vápenatého. To je dosiahnuté tak, že sa pripraví vodný roztok chloridu vápenatého, ako aj, a to samostatne, vodný roztok hydrogenuhličitanu amónneho a oxidu uhličitého, a tieto roztoky reagujú v zrážacej reakcii, ktorá je pomeme zložitou reakciou V praxi, zatiaľ čo sa riadi prietok a teplota, čo vedie k tvorbe porézneho veľmi jemného vyzrážaného uhličitanu vápenatého, ktorý má vysokú špecifickú povrchovú plochu. Matičný lúh obsahujúci chloríd amónny sa znovu použije na rozpúšťanie chloridu vápenatého V ňom, ale chloríd arnónny sa nepoužíva ako reakčná zložka ako taká. To znamená, že spôsob podľaCN 1757597 začína s vysoko kvalitným východiskovým materiálom, kde vysoká poréznosť avysoká jemnosť sa dosahujú najmä prostredníctvom konkrétneho typu zrážacej reakcie. Odpadový produkt, okrem iného roztok chloridu amónneho, sa znovu nepoužíva ako reakčná zložka, ale iba ako rozpúšťadlo, ktoré povedie k obohateniu uhličitanu arnónneho a to nielen V roztoku, ale aj V konečnom produkte, pokiaľ sa neoddelí. V tomto dokumente nie je žiadna zmienka, pokiaľ ide o získanie vyzrážaného uhličitanu vápenatého, ktorý má Vysokú čistotu a0006 Japonská patentová prihláška JP 2007-161515 je zameraná na spôsob výroby uhličitanu vápenatého, V ktorom je obsah prímesí, a to najmä, obsah stroncia redukovaný. Tento spôsob zahrnuje nasledujúce kroky (A) krok rozpúšťania, V ktorom sa pridáva vodný roztok kyseliny chlorovodíkovej, kyseliny dusičnej, chlorid amónny, alebo dusičnan arnónny do vodnej suspenzie tak, aby sa rozpustíl hydroxid Vápenatý (B) krok zrážania, V ktorom sa Vodný amoniak pridáva do roztoku vápenatej soli, získanej V rozpúšťacom stupni, a pH kvapaliny sa zvýši na viac než 12 tak, aby sa prímesi vyzrážali spolu s vyzrážaním hydroxidu vápenatého(C) krok oddelenia pevnej a kvapalnej fázy, kde sa Vyzrážané prímesi a Vodný roztok vápenatej soli od sebe oddelia (E) krok zrážania, V ktorom sa plynný oxid uhličitý vháňa do oddeleného vodného roztoku vápenatej soli tak, aby sa Vyzrážal uhličitan Vápenatý a (F) krok regenerácie,v ktorom sa vyzrážaný uhličitan Vápenatý získa späť. To znamená, že spôsob podľa JP 2007161515 je pomerne zložitý a nie je Veľmi šetmý k životnému prostrediu jednak použitím takých zlúčenín ako je kyselina chlorovodíková a dusičná, a jednak dusičnanov, ktoré nie sú vrátené do reakčného cyklu. Ďalej oddelenie spoločne vyzrážaných hydroxidov kovov z hydroxidu vápenatého sa uskutočňuje na základe rôzneho chovania hydroxidov pri rozpúšťaní pri zvýšených teplotách, čo nie je príliš presné a Vyžaduje to vysokú spotrebu energie. Okrem toho, nie sú uvedené žiadne informácie o tom, ako získať špecifické kryštalické štruktúry0007 FR 1 603 527 sa vzťahuje na úpravu minerálov, ktoré obsahujú fosforečnany. Je opísané, že minerál obsahujúci fosforečnan Vápenatý a uhličitan sa najprv rozomelie a kalcinuje, že sa zmes získaná z tohto kroku kalcínácie nechá reagovať s chloridom arnónnym a rozpustí sa, čo vedie k tvorbe chloridu vápenatého, a že roztok chloridu vápenatého sa oddelí od nerozpustných fosforečnanov, a nechá sa reagovať s amoniakom a oxidom uhličitým, čo Vedie k vyzrážaniu uhličitanu vápenatého a k tvorbe chloridu amónneho, čo vedie k veľmi čistému uhličitanu Vápenatérnu, ktorý sa oddelí frltráciou, zatiaľ čo chlorid arnónny sa recykluje. Avšak, tento dokument sa netýka výroby vyzrážaného uhličitanu vápenatého, ktorá by zahrnovalapridanie zárodočných kryštálov do roztoku chloridu vápenatého pred nasýtením oxidomuhličitým, čo by viedlo k vylúčeniu kryštálov V určitom tvare a rozmere častíc.0008 US 5 695 733 opisuje prípravu nových PCC častíc pomocou spôsobu, ktorý zahrnuje prvý krok vytvorenia reakčnej zmesi obsahujúcej zárodočný materiál zložený z jednotlivých skalenoedrických PCC častíc v súvislosti so zavedením oxidu uhličitého do riedkej vodnej suspenzie hydroxidu vápenatého, a druhý krok zahmujúci pridanie ďalšieho množstva vápna(Ca(OH)2) V podstate V rovnakú dobu ako prúd oxidu uhličitého, teda V podstate súčasne, do reakčnej zmesi zprvého kroku, ktorá obsahuje skalenoedrický zárodočný materiál. Tak sa podľa US 5 695 733 pripraví uhličitan vápenatý prostredníctvom zavádzania oxidu uhličitého do roztoku hydroxidu vápenatého V dvoch krokoch, a to vo fáze zárodočnej, v ktorej sa uhličitan vápenatý vyzráža za riadených podmienok, aby sa vytvorili zárodočné kryštály, a vofáze rastu, V ktorej reakcia pokračuje v prítomnosti zárodočných kryštálov.0009 Preto stále existuje potreba spôsobov, ktoré poskytujú vysoko čistý PCC s deñnovanou štruktúrou, a ktoré umožňujú riadenie niekoľkých požadovaných vlastností PCC, pričom východiskovým materiálom môže byť materiál s nízkou kvalitou, ktorý by inak musel byť uskladnený v dôsledku jeho nízkej kvality, čo je výhodné predovšetkým z hľadiska ochranyživotného prostredia a vzhľadom na zvyšujúce sa požiadavky na udržateľné procesy.0010 Rovnako tak je predmetom predloženého vynálezu na jednej strane vytvorenie čo najmenej odpadových produktov, ako je to možné, a na druhej strane opätovné použitie čo najviac odpadových produktov, ako je to možné, ktoré môžu byť recyklované alebo dodávané0011 Prekvapivo bolo zistené, že v spôsobe podľa predloženého vynálezu môžu byt transfonnované uhličitany s nízkou akosťou na veľmi čisté vyzrážané uhličitany vápenaté s0012 Teda podľa spôsobu podľa predloženého vynálezu je možné oddeliť v podstate všetkyprímesi z východiskového materiálu bez ohľadu na kvalitu alebo druh surového materiálu.0013 V súlade stýrn je vyššie uvedený predmet riešený spôsobom výroby vyzrážanéhouhličitanu vápenatého, ktorý zahrnuje nasledujúce krokya) poskytnutie a kalcinácia materiálu, ktorý obsahuje uhličitan vápenatýb) hasenie reakčného produktu získaného z kroku a) pomocou vodného roztoku chloriduamónneho c) oddelenie nerozpustných zložiek z roztoku chloridu vápenatého získaného z kroku b) d) nasýtenie roztoku chloridu vápenatého získaného z kroku c) oxidom uhličitýme) oddelenie vyzrážaného uhličitanu vápenatého získaného z kroku d), pričom sa pred krokom d) pridajú zárodočné kryštáliky k roztoku chloridu vápenatého získaného z kroku c).0014 Spôsob podľa predloženého vynálezu poskytuje vysoko čistý vyzrážaný uhličitan vápenatý, v ktorom sa minerálne prímesi prítomné vo vstupnom materiáli ľahko oddelia, a vktorom sa neprodukujú v podstate žiadne nežiaduce vedľajšie produkty alebo odpad.0015 Chemické reakcie, ktoré sú základom pre vyššie uvedený spôsob, je možné zhmúť nasledujúcim spôsobom, pričom výrazom Imp sa rozumí množstvo nežiaducich, prevažne0016 V kroku a) sa poskytuje vstupný materiál, ktorý obsahuje uhličitan vápenatý, a kalcinuje sa. Kalcinácía je proces tepelného spracovania aplikovaný na materiál, ktorý obsahuje uhličitan vápenatý, aby sa dosiahol tepelný rozklad, čo vedie k tvorbe oxidu vápenatého a plynného0017 Zvláštnou výhodou predloženého vynálezu je, že na tento účel sa môžu tiež použiť materiály obsahujúce uhličitan vápenatý s nízkou kvalitou, ktoré obvykle nie sú vhodné navýrobu vysoko kvalitných plnív a pigmentov, a preto sú uložené ako odpadový materiál.0018 Materiály obsahujúce uhličitan vápenatý, ktoré môžu byť použité ako vstupné materiály v spôsobe podľa predloženého vynálezu, môžu byť akékoľvek materiály obsahujúce uhličitan vápenatý, ako napríklad vybrané zo skupiny zahmujúcej vyzrážané uhličitany vápenaté minerály obsahujúce prírodný uhličitan vápenatý ako je mramor, vápenec a krieda, a zmesné minerály uhličitanov alkalických zemin zahmujúce uhličitan vápenatý ako je dolomit, alebofrakcie bohaté na uhličitan vápenatý z iných zdrojov, pričom niektoré z nich môžu obsahovať

MPK / Značky

MPK: C09C 1/02, C01F 11/18

Značky: uhličitanu, výroba, vápenatého, vyzrážaného, čistého, vysoko

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/23-e19149-vyroba-vysoko-cisteho-vyzrazaneho-uhlicitanu-vapenateho.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Výroba vysoko čistého vyzrážaného uhličitanu vápenatého</a>

Podobne patenty