CZ285539B6

CZ285539B6 - Vaterit a způsob jeho přípravy

Info

Publication number: CZ285539B6
Application number: CS912302A
Authority: CZ
Inventors: Robert Goffin; Henri-Rene Langelin
Original assignee: Lhoist Recherche Et Développement S. A.
Priority date: 1990-07-24
Filing date: 1991-07-23
Publication date: 1999-09-15
Also published as: FI98510C; FI930266A0; DE69104365T2; FI98510B; IE67189B1; PT98422A; NO306609B1; EP0540540A1; ATE112239T1; SK230291A3; US5290353A; CA2087949C; WO1992001629A1; SK279602B6; CA2087949A1; EP0540540B1; BE1003441A5; CZ230291A3; FI930266L; NO930232D0

Abstract

Způsob přípravy vateritu, ve kterém se směs částic, obsahujících vápník ve formě oxidu a/nebo hydroxidu zpracuje v reakčním mediu, obsahujícím sůl kyseliny a organického aminu tak, že se vápník převede na rozpustnou sůl a získá se medium, jehož pH - nazývané pH zpracování - má hodnotu vyšší než 10; do media se za míchání a při teplotě do 50 .sup.o.n.C zavádí CO.sub.2 .sub..n.tak, že pH media dosáhne pH - nazývaného pH saturace - hodnoty, která činí asi 0,83 x pH zpracování, přičemž do media se zavádí CO.sub.2 .sub..n.rychlostí nižší než 50 g CO.sub.2.n./hodina/litr, takže se tvoří v podstatě sférický vaterit s průměrnou velikostí částic 20 1 m. Vaterit se může použít pro výrobu mýdla, detergentů, papíru, lepidel, tixotropního činidla, těsnicího prášku nebo lubrikantu.ŕ

Description

Způsob spočívá v tom, že se smés částic, obsahujících vápník ve formě oxidu a/nebo hydroxidu, zpracuje ve vodném reákčním prostředí, obsahujícím sůl organického aminu s kyselinou, přičemž se vápník přemění na rozpustnou sůl a získá se prostředí, jehož pH - zvané pH zpracování - má hodnotu vyšší než 10, zatímco obsah vápníku v prostředí je 0,35 až 0,65 mol/litr, a do prostředí podrobenému míchání se uvádí oxid uhličitý až do dosažení pH prostředí zvaného pH saturace - , Jehož hodnota je vyšší než 8,3, přičemž oxid uhličitý se do prostředí uvádí rychlostí nižší než 50 g oxidu uhličitého/hodina/litr. Sférický vaterit má tvar kuličky se dvěma diametricky protějšími dutinami a má faktor distribuce velikosti částic menší než 0,5.

Způsob přípravy sférického vateritu a sférických vaterit takto získávaný

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu přípravy sférického vateritu, jakož i sférického vateritu takto získaného, majícího danou velikost částic.

Dosavadní stav techniky

Ve FR-A-2298511 je uveden způsob přípravy vateritu. Při tomto známém postupu se zpracovává oxid vápenatý vreakčním médiu, obsahujícím dusičnany nebo chloridy a amin, a nerozpustné sloučeniny se z média oddělí a do média se zavádí oxid uhličitý tak, aby se vysrážel uhličitan vápenatý ve formě vateritu. Takto získaný vaterit není stabilní a neumožňuje přípravu sloučenin vápníku velmi vysoké čistoty, například sloučenin o čistotě vyšší než 99,99 %. Navíc tímto postupem lze získat jen směsný vaterit, jehož faktor distribuuje velikost zrn je větší než 1.

Z US-A-4871519 je znám způsob přípravy uhličitanu vápenatého o vysoké čistotě /vyšší než 99 %/. V tomto postupu se dolomitické vápno s odstraněným oxidem uhličitým zpracovává v roztoku, obsahujícímu organický amin tak, aby se vápník převedl na rozpustnou sůl a po filtraci se roztok zpracovává pomocí oxidu uhličitého tak, aby se vysrážel uhličitan vápenatý.

Žádný příklad v tomto dokumentu neumožňuje získání stabilního vateritu, zejména vateritu, který by měl faktor distribuce velikosti částic menší než 1.

Faktor rozdělení velikosti částic je parametr, umožňující stanovit opětovné dělení směsi částic podle velikosti. Významná hodnota tohoto faktoru distribuce znamená, že směs obsahuje významný podíl částic, jejichž velikost se liší od průměrné velikosti částic.

Faktor distribuce velikosti částic směsi lze vypočítat z následujícího vzorce:

2_X — ^80% ~ ^20% ^80% ⁺ d₂₀% kde dgo% znamená horní průměr částic frakce směsi, procházející z 80%, d₂₀% znamená horní průměr částic frakce směsi, procházející ze 20%, frakce, procházející z x %, znamená frakci, obsahující částice směsi, které mají velikost menší než je předem stanovená hodnota, kde tato frakce odpovídá x % hmotnosti směsi.

Uvedené nedostatky dosavadního stavu v tomto oboru jsou v převážné části odstraněny u tohoto vynálezu.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je způsob přípravy sférického vateritu. Podstata způsobu podle vynálezu je v tom, že se

- 1 CZ 285539 B6 směs částic, obsahujících vápník ve formě oxidu a/nebo hydroxidu, zpracuje ve vodném reakčním prostředí, obsahujícím sůl organického aminu s kyselinou, přičemž se vápník přemění na rozpustnou sůl a získá se prostředí, jehož pH - zvané pH zpracování - má hodnotu vyšší než 10, zatímco obsah vápníku v prostředí je 0,35 až 0,65 mol/litr, a do prostředí podrobenému míchání se uvádí oxid uhličitý až do dosažení pH prostředí - zvaného pH saturace - Jehož hodnota je vyšší než 8,3, přičemž oxid uhličitý se do prostředí uvádí rychlostí nižší než 50 g oxidu uhličitého/hodnota/Iitr.

Oxid uhličitý se uvádí do prostředí při obsahu vápníku v prostředí 0,45 až 0,55 mol/litr a při teplotě prostředí nižší než 40 °C, s výhodou nižší než 20 °C.

S výhodou se oxid uhličitý uvádí do prostředí ve třech stupních, a to

- oxid uhličitý se přivádí ke snížení pH na pH zvané pH saturace, jehož hodnota je 0,83 x pH zpracování,

- oxid uhličitý se přivádí rychlostí menší než 50 g oxidu uhličitého/hodina/litr, aby se snížilo pH na pH zvané pH nukleace, jehož hodnota je 0,8 x pH zpracování, a

- oxid uhličitý se přivádí rychlostí menší než 50 g oxidu uhličitého/hodina/litr až do snížení pH na pH zvané pH krystalizace, jehož hodnota je nižší než 0,75 x pH zpracování, s výhodou je 0,7 až 0,75 x pH zpracování, přičemž tyto tři přiváděči stupně jsou navzájem jeden od druhého odděleny mezistupněm, v němž se přívod přeruší, takže se do prostředí neuvádí žádný oxid uhličitý.

Směs částic obsahujících vápník se zpracuje při teplotě nižší než 50 °C, s výhodou při 20 až 30 °C.

Na reakční prostředí se působí tlakem vyšším než 2.10⁶ Pa v prvním stupni přivádění oxidu uhličitého do prostředí.

Prostředí se v prvním stupni přívodu oxidu uhličitého intenzivně míchá při Reynoldsově čísle > 8 000.

Ve druhém a popřípadě třetím stupni přívodu oxidu uhličitého do prostředí se prostředí míchá nižší intenzitou, vyjádřenou Reynoldsovým číslem < 5 000.

Jak sůl organického aminu s kyselinou se používá sůl obecného vzorce 1 ?²θ\

Rl—N⁺—R4 · --R₅d)

Á,° v němž alespoň Ri nebo R₂ nebo R₃ nebo R4 je uhlovodíková skupina, která je s výhodou substituovaná alespoň jednou hydroxylem, a R5 je uhlovodíková skupina, popřípadě substituovaná alespoň jednou hydroxylem nebo karboxylem.

-2CZ 285539 B6

S výhodou je jako sůl organického aminu s kyselinou používá sloučenina obecného vzorce 1, v němž

Ri je C]_io uhlovodíkový radikál, substituovaný alespoň jednou hydroxylem,

R.2, R-3 a R4 jsou atomy vodíku nebo Ci_io uhlovodíkový radikál, popřípadě substituovaný alespoň jedním hydroxylem, a

R₅ je atom vodíku nebo Ci_i₀ uhlovodíkový radikál, popřípadě substituovaný alespoň jedním hydroxylem nebo karboxylem.

Sůl vzorce 1 se volí ze skupiny, zahrnující diethylaminoacetát nebo formiát a monoethanolaminoacetát nebo formiát.

Nerozpustné látky se odstraňují z prostředí po zpracování směsi částic působením soli organického aminu s kyselinu.

Na směs částic obsahujících vápník se působí reakčním prostředím obsahujícím sůl organického aminu s kyselinou v přítomnosti aditiva, vybraného ze skupiny, zahrnující oxid křemičitý, oxid hlinitý, železo, deriváty železa a zeolit.

Předmětem vynálezu je též sférický vaterit, získaný způsobem podle vynálezu, který má tvar kuličky se dvěma diametricky protilehlými dutinami a má faktor distribuce velikosti částic menší než 0,5, přičemž se uvedený faktor vypočítává podle vzorce

- ^80% — d₂o%

2x ---------θ80% θ2Ο% v němž dgo% je horní průměr částic frakce směsi, procházející při 80%, d₂o% je horní průměr částic frakce směsi, procházející při 20%, přičemž použitá formulace „frakce procházející při x %“ má význam frakce, obsahující částice směsi, mající velikost menší než stanovená hodnota a tato frakce odpovídá x % hmotnostním směsi.

Vaterit podle vynálezu má velikost částic menší než 20 pm, s výhodou menší než 5 pm.

S výhodou má vaterit střední velikost částic menší než 5 pm nebo rovnou 5 pm.

Nej výhodněji má vaterit podle vynálezu velikost částic menší než 3 pm nebo rovnou 3 pm.

Vaterit podle vynálezu je s výhodou opatřen vrstvou kovu, vybraného ze skupiny vzácných kovů.

Charakteristickým rysem postupu je, že CO₂ se zavádí do média při obsahu Ca v médiu v rozmezí 0,3 až 1, výhodněji mezi 0,35 až 0,65, zejména 0,45 až 0,55 mol/litr.

Tento postup může zahrnovat stupeň, ve kterém se upraví obsah Ca v médiu před zaváděním CO₂do média.

Podle dalšího charakteristického rysu postupu se směs částic, obsahujících CaO, zpracuje v reakčním médiu při teplotě nižší než 50 až 60 °C, výhodně nižší než 20 °C.

-3 CZ 285539 B6

Výhodně se do média zavádí CO₂ při teplotě média nižší než 40 °C a výhodně nižší než 20 °C. Ve výhodném provedení, jestliže směs částic, obsahujících vápník, také obsahuje nečistoty, jako jsou sloučeniny hořčíku /MgO, Mg/OH/₂/, se nerozpustné sloučeniny odstraní z média po zpracování této směsi v reakčním médiu. Toto odstranění lze provést filtrací, dekantací atd.

Přihlašovatel vynálezu zaznamenal, že ke zlepšenému odstranění těchto nečistot došlo, jestliže směs částic, obsahujících vápník, byla zpracována v reakčním médiu, obsahujícím amin ve formě soli kyseliny za přítomnosti aditiva, jako je porézní nosič, zeolity, oxid křemičitý, železo a sloučeniny železa.

Hmotnostní poměr CaO nebo Ca/OH/₂/SiO₂ se výhodně pohybuje v rozmezí od 0,1 do 10, zatímco hmotnostní poměr železa a/nebo aluminy/CaO nebo Ca/OH/₂ je výhodně menší než 0,1, s výhodou v rozmezí od 0,005 až 0,03.

Ve výhodném provedení se CO₂ zavádí do roztoku ve třech stupních, tedy:

1. zavádění CO₂ za současného snižování hodnoty pH až na hodnotu pH - nazvanou pH saturace, - která činí asi 0,83 x hodnota pH pracování,

2. zavádění CO₂ rychlostí menší, než 50 a výhodně menší než 20 g CO₂/hodina/litr za snižování hodnoty pH až na hodnotu nazvanou pH nukleace, která činí asi 0,8 x pH zpracování, a

3. zavádění CO₂ rychlostí menší než 50, výhodně menší než 20 g CO₂/hodina/litr za snižování hodnoty pH až na hodnotu nazvanou pH krystalizace, jejíž hodnota je nižší než 0,75 x pH pracování a výhodně je zahrnuta v rozmezí od 0,7 až 0,75 hodnoty pH zpracování.

PH nukleace výhodně odpovídá hodnotě asi 0,97 x pH saturace a pH krystalizace je výhodně menší než 0,93 x pH nukleace.

Výhodně se mezi uvedenými třemi stupni zavádění CO₂ do média přerušuje.

Podle jednoho charakteristického tysu tohoto provedení je reakční médium v prvním stupni zavádění CO₂ do média podrobeno tlaku vyššímu než 2x10⁶ Pa. V tomto prvním stupni průtoková rychlost CO₂ v médiu je výhodně vyšší než 50 g CO₂/hodina/litr.

Podle dalších lysů postupu podle vynálezu se médiem v prvním stupni zavádění CO₂ intenzivně míchá a ve druhém a třetím stupni zavádění CO₂ se médiem míchá mírně.

Intenzivní míchání znamená míchání, charakterizované hodnotami Reynoldsova čísla, vyššími než 8000, zatímco mírné míchání znamená míchání, charakterizované hodnotami Reynoldsova čísla, menšími než 5000, ale výhodně většími než 10.

Toto Reynoldsovo číslo lze vypočítat z následujícího vzorce:

Re = Da² N p / μ kde

Re = Reynoldsovo číslo,

Da = průměr míchadla, p = hustota média /kg/m³/ μ = viskozita /Pa.s'¹/, N = rychlost míchání (ot/min).

-4CZ 285539 B6

Reynoldsovo číslo větší než 10000 odpovídá turbulenčnímu pohybu v médiu, zatímco Reynoldsovo číslo nižší než 10 odpovídá laminámímu pohybu.

Sůl kyseliny s organickým aminem je výhodně sloučenina obecného vzorce 1

O

(1) ve kterém alespoň R] nebo R₂ nebo R3 nebo R4 je uhlovodíková skupina, která je výhodně substituovaná alespoň jednou hydroxylovou skupinu.

Výhodně zbytky R_b R₂, R3, R4 a R5 mají následující významy:

Ri je uhlovodíkový zbytek, substituovaný alespoň jednou hydroxylovou skupinou, tento zbytek má 1 až 10 atomů uhlíku,

R₂, R₃ a R4 jsou vodík nebo uhlovodíkový zbytek, který může být substituován jednou nebo více hydroxylovými skupinami, tento zbytek má výhodně 1 až 10 atomů uhlíku, a

R5 je vodík nebo C1-C10 uhlovodíkový zbytek, který může být substituován jednou nebo více hydroxylovými nebo karboxylovými skupinami.

Výhodně Ri je lineární nebo rozvětvená skupina, substituovaná alespoň jednou hydroxylovou skupinou. Například Ri může být vybráno ze souboru, který tvoří ethyl, hydroxymethyl, 2hydroxyethyl, 1-hydroxyethyl, 3-hydroxypropyl, 2-hydroxypropyl, 1-hydroxypropyl, 4— hydroxybutyl, 3-hydroxybutyl, 2-hydroxyizobutyl, 3-hydroxy-2-methylpropyl, 5-hydroxypentyl, 3-hydroxymethylbutyl, 2-hydroxyizopentyl, 3-hydroxy-l,l-dimethylpropyl-3-hydroxy-1,2-dimethylpropyl,

R₂, R₃ a R4 znamenají výhodně vodíkový atom nebo methyl, ethyl, hydroxyethyl, propyl nebo hydroxypropyl,

R₅ je výhodně atom vodíku nebo C]-C₅ zbytek, výhodně skupina -OOC-R5 je zbytek kyseliny, vybraný ze souboru, který tvoří kyselina mravenčí, kyselina octová, citrónová kyselina, propanová kyselina, pentanová kyselina, methylpropanová kyselina, dimethylpropanová kyselina, methylbutanová kyselina nebo jejich směsi.

Jako příklad sloučeniny vzorce 1 je možno uvést diethylaminoacetát nebo formiát a monoethanolaminoacetát nebo formiát.

Jestliže y je počet kyselých funkcí sloučeniny, je molámí poměr oxid vápenatý/sloučenina vzorce 1 větší než 0,1 a je výhodně mezi 0,5y a ly. Výhodně je tento molámí poměr asi 0,6 y.

Další podrobnosti a detaily budou zřejmé z následujícího podrobného popisu, který souvisí s příklady, popisujícími přípravu, a rovněž s připojenými obrázky.

-5CZ 285539 B6

Popis připojených obrázků

Obr. 1 až 3 znázorňují granulometrické složení vateritu, získaného postupem podle vynálezu /podsítná frakce v % hmotnostních jako funkce velikosti, vyjádřená v μ/ a obr. 4 je příčný řez částic vateritu ve zvětšeném měřítku, která byla připravena postupem podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Bylo připraveno vodné reakční médium vmíšením ethanolaminové sloučeniny kyseliny mravenčí tak, aby koncentrace ethanolaminové sloučeniny v získaném reakčním médiu byla 1 mol na litr. Pak bylo do tohoto reakčního média přidáno práškové vápno CaO v dávce 0,5 mol na litr reakčního média /molámí poměr Ca/ ethanolaminová sloučenina 0,5.

Teplota reakčního média byla udržována na 20 °C během tohoto zpracování vápna.

Proběhla následující reakce:

CaO + 2 CH₂OH CH₂NH₃ ⁺, HCOO’ -> Ca⁺\ 2/HCOO7 + 2 CH₂OHCH₂NH₃ ⁺OH· pH reakčního média se změní během této reakce z asi 6 na asi 11,5 až 12.

Reakční médium se pak zfiltruje pomocí povlečeného filtru pro odstranění kovových nečistot, které se při tomto pH vysrážejí. Je takto možno odstranit všechny stopy hliníku, železa a těžkých kovů.

Po filtraci se reakční modem probublává CO₂, koncentrace Ca v médiu je asi 0,5 /teplota media: 20 °C/.

Probublávání může být provedeno následujícím způsobem:

V prvním stupni se plynný CO₂ zavádí do média rychlostí 70 g CO₂/hodina/litr média, snižuje se hodnota pH média až na hodnotu asi 9,8. Tato operace se provádí v nádobě pod tlakem 2 až 3.10⁵Pa za míchání kotvovým míchadlem. Uvedené míchadlo má průměr 60 nm a jeho rychlost otáčení je 500 - 600 otáček za minutu. Válcovitá nádoba má průměr 200 mm /objem reaktoru 2 litry/.

Pohyb vyvolaný míchadlem v nádobě je v podstatě turbulentní.

Když je pH média asi 9,8, ukončí se zavádění CO a médium se dále neudržuje pod tlakem, míchá se ještě několik minut.

Plynný CO₂ se pak zavádí nebo dávkuje do reakčního média rychlostí 10 - 15 g CO₂ /hodina/litr, až se pH média sníží na 9,5 až 9,6. Nádoba, obsahující reakční médium, se netlakuje. Při zavádění CO₂ se reakční médium mírně míchá, rotační rychlost lopatek je 100 otáček za minutu.

Když je pH média asi 9,5 až 9,6, zavádění CO₂ se ukončí na několik minut a reakční médium se mírně míchá /rychlost otáčení 100 otáček za minutu/.

-6CZ 285539 B6

Nakonec se CO₂ zavádí do roztoku při mírném míchání rychlostí 10 - 15 g CO₂ /hodina/litr, rotační rychlost: 100 otáček za minutu/ až do snížení pH na hodnotu asi 8,5.

Vysrážený vaterit byl oddělen filtrací a promyt roztokem, obsahujícím 50 % hmotnostních vody a 50 % hmotnostních methanolu.

Faktor distribuce velikosti částic takto získaného vateritu je uveden na obr. 1.

Tento vaterit má následující charakteristiky:

čistota vyšší než 99,99 %, specifický povrch 30 m²/g, stabilita v reakčním médiu vyšší než 24 hodin, velikost částic: 1 pm, faktor distribuce velikosti částic:

„ 13 - 0,9

Díky zavádění CO₂ se opět vytvoří počáteční zpracování nového množství CaO.

= 0,36 .

reakční médium, takže je možno je použít pro

Příklady 2 a 3

Vaterit se připraví způsobem, popsaným v příkladu 1 s tím rozdílem, že ve druhém a třetím stupni zavádění CO₂ do média byla rychlost otáčení míchadla 125 až 150 otáček za minutu.

Distribuce velikosti částic takto získaného vateritu je uvedena na obr. 2 pro rychlost otáčení 125 otáček za minutu ve druhém a třetím stupni zavádění CO₂ do média, a na obr. 3 pro rychlost otáčení 150 otáček za minutu ve druhém a třetím stupni zavádění CO₂ do média.

Následující tabulka uvádí hodnoty, charakterizující vaterit, získaný v příkladech 1 až 3.

Tabulka

Rychlost otáčení ve druhém	střední velikost	faktor distribuce velikosti
a třetím stupni	pm	částic
100	1	0,36
125	3	0,46
150	5	0,43

Tato tabulka ukazuje, že je možné způsobem podle vynálezu připravit vaterit, mající předem stanovenou velikost částic, jako je vaterit, mající faktor distribuce velikosti částic menší než 0,5, volbou rychlosti otáčení míchadla, tj. volbou pohybu, který lze charakterizovat hodnotou Reynoldsova čísla.

Vaterit podle vynálezu z příkladu 1 byl kalcinován v peci při teplotě 1100°C, byla získána sloučenina vápníku, velmi čistý CaO - vápno.

Tento velmi čistý oxid vápenatý má následující vlastnosti:

-7 CZ 285539 B6 čistota: vyšší než 99,99 %, velikost: < 20 mikronů, hliník: nenalezeny žádné stopy, povrch BET: 20 m²/g.

Během žíhání se organické kyseliny nebo jejich soli, stále ještě přítomné jako stopy ve vateritu, rozloží na vodu, oxid uhličitý, tj. produkty, které nekontaminují oxid vápenatý.

Příklad 4

Opakuje se postup z příkladu 1 pro přípravu uhličitanu vápenatého a oxidu vápenatého stím rozdílem, že

- se použije ethanolaminacetát místo ethanolaminformiátu,

- teplota média je 40 °C místo 20 °C při zpracování vápna, obsahujícího malé množství dolomitického vápna, a

- při procházení CO₂ filtrovaným médiem je v nádobě tlak /2 x 10⁵ Pascal/.

Vaterit získaný způsobem, využívajícím ethanolaminacetát, má následující vlastnosti:

čistota: vyšší než 99,99 % CaCCb, hliník: nenalezeny žádné stopy, železo: nenalezeny žádné stopy, těžké kovy: nenalezeny žádné stopy, specifický povrch: 25 m²/g.

Příklady 5 až 8

Opakuje se příklad 1 s tím rozdílem, že koncentrace oxidu vápenatého v médiu byla modifikována. Následující tabulka uvádí výsledky těchto pokusů.

Tabulka

Příklad	koncentrace Ca /mol.l'¹/	Poznámky
5	0,75	tvorba vateritu i aglomerátu částic vateritu
6	0,5	tvorba sférického vateritu
7	0,45	tvorba sférického vateritu
8	0,3	tvorba krystalů, jejich tvar se blíží čočkám

Tato tabulka ukazuje, že vhodnou volbou koncentrace vápníku v reakčním médiu je možno způsobem podle vynálezu získat v podstatě sférický vaterit. Ve způsobu podle vynálezu je koncentrace Ca v médiu výhodně mezi 0,35 až 0,65, výhodně mezi 0,45 a 0,55 mol/litr.

Vaterit, připravený v příkladech 6 a 7, má formu kuliček se dvěma dolíčky, které jsou umístěny proti sobě, výška H vateritu ve směru průměru D, který spojuje tyto dvě prohlubně, odpovídá asi 70 % šířky vateritu, měřené kolmo k tomuto průměru. Takový vaterit je uveden v průřezu na obr. 4.

-8CZ 285539 B6

Stabilita vateritu podle vynálezu byla porovnávána se stabilitou vateritu, získaného známým způsobem. Tato studie byla provedena za pomoci skanovacího elektronového mikroskopu /T 330 A. - Japanese Elektronical Optical Limited/.

Výsledky této studie jsou uvedeny v následující tabulce:

Tabulka vaterit podle vynálezu vaterit vaterit vaterit vaterit získaný známým způsobem po 10 minutách po 15 minutách po 24 hodinách

Vaterit konvence na kalcit

Příklad 9

Způsob podle příkladu 1 pro přípravu uhličitanu vápenatého byl opakován s tím rozdílem, že k vápenným částicím CaO byly přidány částice oxidu křemičitého, oxidu hlinitého a železa. Hmotnostní poměr SiO₂/CaO byl 0,05, zatímco hmotnostní poměr železa a oxidu hlinitého byl 0,01.

Bylo pozorováno, že se zlepšil filtrační stupeň reakčního média, takže nečistoty je možno odstranit jednoduchou dekantací. Je možno při přídavku takových aditiv získat dekantací po 2 hodinách čirý roztok. Pro srovnání, jestliže se nepoužijí tato aditiva, není možno po 24 hodinách získat dekantací čirý roztok.

Předložený vynález má ještě další aspekty:

- směs vateritu podle vynálezu /tato směs může být charakterizována přítomností více vateritů, majících faktor distribuce velikosti částic menší než 1, výhodně než 0,5/,

- vaterit podle vynálezu, mající vrstvu kovu, vybraného ze vzácných kovů, zejména zlata, stříbra a platiny,

- magnetické pásky, obsahující, například 4 % hmotnostní částic vateritu, majících metalizující vrstvu,

- mýdlo, detergent, zubní pasta nebo kosmetický výrobek, obsahující vaterit podle vynálezu,

- papír, obsahující vaterit podle vynálezu,

- lepidlo, obsahující vaterit podle vynálezu,

- barva, obsahující vaterit podle vynálezu,

- povlak papíru, obsahující vaterit podle vynálezu,

- lubrikant, vyrobený z vateritu podle vynálezu,

- tixotropní činidlo/pro mýdlo.../, vyrobené z vateritu podle vynálezu,

- činidlo pro zpracování povrchu, vyrobené z vateritu podle vynálezu,

- těsnicí prášek, například pro zajištění těsnění ve spojích vodních čerpadel, obsahující vaterit podle vynálezu.

Vaterit podle vynálezu pro svůj tvar a faktor distribuce velikosti částic má dobrou adhezi částic k lepidlu nebo barvě, ale navíc ještě vylučuje tvorbu nežádoucích vrstev lepidla nebo barvy. V případě zubní pasty nedochází k poškrábání zubů, ale k dalšímu zlepšení odstraňování zbytků, například mezi zuby. Toto odstraňování je způsobeno kartáčováním zubů a také vyplachováním.

-9CZ 285539 B6

Je zřejmé, že jestliže je možno získat velmi čistý uhličitan vápenatý, je také možno získat velmi čisté sloučeniny vápníku. Jako příklady sloučenin vápníku, získaných konverzí uhličitanu vápenatého, připraveného způsobem podle vynálezu, je možno uvést oxid vápenatý, hydroxid vápenatý, chlorid vápenatý, uhličitan vápenatý, fluorid vápenatý, oxalát vápenatý, citrát vápenatý, fosfáty vápenaté jakož i jakékoliv nerozpustné vápenaté soli anorganických nebo organických kyselin.

Sloučeniny vápníku vysoké čistoty podle vynálezu mohou být použity pro přípravu potravinářských výrobků /použití citrátu vápenatého pro mléka pro děti/ nebo pro farmaceutické přípravky, výrobu magnetických pásek, atd..

Předložený vynález zahrnuje ještě další aspekt, směs částic, obsahující vápník ve formě oxidu a/nebo hydroxidu, vhodnou pro zpracování způsobem podle vynálezu. Tato směs obsahuje alespoň jednu přísadu, například:

- méně než 0,1 díl hmotnostní, výhodně od 0,01 do 0,03 dílů hmotnostních oxidu hlinitého a/nebo zeolitu a/nebo železa /nebo sloučenin železa/ a/nebo jiného porézního nosiče na hmotnostní díl CaO a/nebo Ca/OH/2, nebo

- od 0,1 až 10 hmotnostních dílů, výhodně 0,2 až 1 /0,5/ hmotnostních dílů oxidu křemičitého na hmotnostní díl CaO a/nebo Ca/OH/2.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Způsob přípravy sférického vateritu, vyznačující se tím, že se směs částic, obsahujících vápník ve formě oxidu a/nebo hydroxidu, zpracuje ve vodném reakčním prostředí, obsahujícím sůl organického aminu s kyselinou, přičemž se vápník přemění na rozpustnou sůl a získá se prostředí, jehož pH zpracování má hodnotu vyšší než 10, zatímco obsah vápníku v prostředí je 0,35 až 0,65 mol/litr, a do prostředí se za míchání uvádí oxid uhličitý až do dosažení pH prostředí (pH saturace), jehož hodnota je vyšší než 8,3, přičemž oxid uhličitý se od prostředí uvádí rychlostí nižší než 50 g oxidu uhličitého/hodina/litr.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se oxid uhličitý uvádí do prostředí při obsahu vápníku v prostředí 0,45 až 0,55 mol/litr.

3. Způsob podle některého z nároku laž2, vyznačující se tím, že se oxid uhličitý uvádí do prostředí při teplotě prostředí nižší než 40 °C, s výhodou nižší než 20 °C.

4. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se oxid uhličitý uvádí do prostředí ve třech stupních, a to

-10CZ 285539 B6

5. Způsob podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že se směs částic, obsahujících vápník, zpracuje při teplotě nižší než 50 °C, s výhodou při 20 až 30 °C.

6. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se na reakční prostředí působí tlakem vyšším než 2.10⁶ Pa v prvním stupni přivádění oxidu uhličitého do prostředí.

7. Způsob podle některého z nároků 4 až 6, vyznačující se tím, že se prostředí v prvním stupni přívodu oxidu uhličitého intenzivně míchá při Reynoldsově čísle větším nebo rovném 8000.

8. Způsob podle některého z nároků 4 až 7, vyznačující se tím, že se prostředí ve druhém a popřípadě třetím stupni přívodu oxidu uhličitého do prostředí míchá nižší intenzitou, vyjádřenou Reynoldsovým číslem menším nebo rovným 5000.

9. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se jako sůl organického aminu s kyselinou používá sůl obecného vzorce 1

O (1) v němž alespoň Rj nebo R₂ nebo R3 nebo R4 je uhlovodíková skupina, která je s výhodou substituovaná alespoň jednou hydroxylem, a R₅ je uhlovodíková skupina, popřípadě substituovaná alespoň jednou hydroxylem nebo karboxylem.

10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že se jako sůl organického aminu s kyselinou používá sloučenina obecného vzorce 1, v němž

R¹ je C1.10 uhlovodíkový radikál, substituovaný alespoň jednou hydroxylem,

R₂, R3 a R4 jsou atomy vodíku nebo Cmo uhlovodíkový radikál, popřípadě substituovaný alespoň jedním hydroxylem, a

R₅ je atom vodíku nebo Cpio uhlovodíkový radikál, popřípadě substituovaný alespoň jedním hydroxylem nebo karboxylem.

-11 CZ 285539 B6

11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že se sůl organického aminu s kyselinou vzorce 1 volí ze skupiny, zahrnující diethylaminoacetát nebo diethylaminoformiát a monoethanolaminoacetát nebo monoethanolaminoformiát.

12. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se nerozpustné látky odstraňují z prostředí po zpracování směsi částic působením soli organického aminu s kyselinou.

13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že se na směs částic, obsahujících vápník, působí reakčním prostředím, obsahujícím sůl organického aminu s kyselinou v přítomnosti aditiva, vybraného ze skupiny, zahrnující oxid křemičitý, oxid hlinitý, železo, deriváty železa a zeolit.

14. Sférický vaterit, získaný způsobem podle některého z nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že má tvar kuličky se dvěma diametrickými protilehlými dutinami a má faktor distribuce velikosti částic menší než 0,5, přičemž se uvedený faktor vypočítává podle vzorce n _v ^80% ~ ^20%

Λ _ J θ80% ⁺ d₂o% v němž d8o% je horní průměr částic frakce směsi, procházející při 80 %, a d₂o% je horní průměr částic frakce směsi, procházející při 20 %, přičemž použitá formulace „frakce procházející při x %“ má význam frakce, obsahující částice směsi, mající velikost menší než stanovená hodnota a tato frakce odpovídá x % hmotnostním směsi.

15. Vaterit podle nároku 14, vyznačující se tím, že má velikost částic menší než 20 pm, s výhodou menší než 5 pm.