生产沉淀碳酸钙的方法和设备技术

用于生产沉淀碳酸钙的方法，在一个实施方式中，包括形成由石灰颗粒组成的氢氧化物或氧化物，大于约９５％的石灰颗粒等于或细于约４５微米；和碳酸化该氢氧化物或氧化物以形成具有大于或等于９４的ＴＡＰＰＩ亮度的沉淀碳酸钙。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产沉淀碳酸钙的方法和设备专利技术背景本专利技术主要涉及沉淀碳酸钙的制造，更详细的是，使用高精制(highly refined lime)石灰以形成沉淀碳酸钙。制备沉淀碳酸钙(PCC)的已知方法包括通过熟化过程由石灰例如生石灰(CaO)形成熟石灰(Ca(OH)2)的步骤，其中在搅拌和生产熟石灰的温度下混合水和石灰。生石灰中的杂质，例如粘土、硅酸盐颗粒、和燃料相关的杂质，也存在于熟石灰中且需要除去，通常在碳酸化熟石灰浆料前通过筛分工艺。因为筛分工艺并不能完全除去所有杂质，粘土和硅酸盐的小颗粒同熟石灰一起进入PCC反应器。然后最终的PCC浆料再一次进行筛分以试图除去这些杂质。筛分过程也能除去部分PCC。PCC的质量依赖于用于制备PCC原料的质量。特别是，生石灰中杂质的量、残留在熟石灰中杂质的量、和熟石灰的质量。在熟化过程中有许多能影响熟石灰质量的变量，例如，熟化温度、石灰与水的比例、熟化中搅拌的量、浆料的粘度、熟化时间、水温、水中可溶盐的量、和空气熟化的量。因为这些影响熟石灰的变量，所以熟化工艺是PCC制备工艺的复杂部分。专利技术简述一方面，提供生产沉淀碳酸钙的方法。该方法包括形成熟石灰和石灰氧化物的至少一种，和碳酸化熟石灰和石灰氧化物的至少一种以形成具有根据TAPPI方法T646om-94测量的、TAPPI亮度大于或等于94的沉淀碳酸钙，熟石灰和石灰氧化物由石灰颗粒组成，多于95％的石灰颗粒等于或细于约45微米。另一方面，提供具有根据TAPPI方法T646om-94测量的、TAPPI亮度大于或等于94的沉淀碳酸钙。沉淀碳酸钙通过包括形成熟石灰和-->石灰氧化物的至少一种，和碳酸化熟石灰和石灰氧化物的至少一种的方法制得，熟石灰和石灰氧化物由石灰颗粒组成，多于95％的石灰颗粒具有不大于或等于45微米的尺寸。另一方面，提供生产沉淀碳酸钙的系统。该系统包括用于由石灰颗粒形成浆料的浆料减小(makedown)子系统和至少一个用于碳酸化浆料的与浆料减小子系统流体连接的碳酸化器，多于95％的石灰颗粒具有不大于或等于45微米的尺寸。另一方面，提供生产沉淀碳酸钙的方法。该方法包括形成石灰颗粒的含水浆料，和碳酸化石灰颗粒以形成具有由TAPPI方法T646om-94测量的、TAPPI亮度大于或等于94的沉淀碳酸钙，石灰颗粒由熟石灰和石灰氧化物的至少一种组成，多于95％的石灰颗粒约为45微米或更小。附图简述图1A和1B说明用于制备沉淀碳酸钙的已知系统。图2A和2B说明根据本专利技术实施方式制备沉淀碳酸钙的系统。图3A和3B说明根据本专利技术另一个实施方式制备沉淀碳酸钙的系统。图4说明根据本专利技术另一个实施方式制备沉淀碳酸钙的系统。专利技术详细描述下面详细描述使用高精制石灰颗粒制备沉淀碳酸钙的系统和方法。高精制石灰颗粒与水混合形成浆料，浆料连同二氧化碳导入碳酸化器。高精制石灰颗粒的浆料与二氧化碳间的反应形成碳酸钙沉淀。不使用消和器且不过筛的将浆料输送到碳酸化器。可选的，在进入碳酸化器前冷却浆料。下面描述的制备PCC的系统和方法去除了已知PCC制备系统的熟化系统、熟化后的筛分和砂粒去除系统、石灰熟化冷却系统和PCC筛分和砂粒去除系统。参照附图，图1A和1B说明制备PCC的已知系统10。系统10包括石灰熟化和砂粒去除子系统12、气体压缩子系统14、碳酸化子系统16和碳酸化调整(conditioning)子系统18。-->石灰熟化和砂粒除去子系统12包括用于储存生石灰(CaO)22的石灰储存料仓20。储存料仓20与消和器24连接，以至于生石灰22能供给到消和器24用于加工。通过水供给管道28和泵30，水储存槽26与消和器24连接。分别通过供应管道36和38，生产用水供应32和蒸汽供应34与水槽26连接。水和蒸汽在水储存槽中混合以提供预期的水温，用于在消和器24中熟化生石灰22。消和器24包括用于在熟化过程中搅拌生石灰和水混合物的混合搅拌器40。泵42泵送熟石灰通过管道43到筛44以从熟石灰中除去过大尺寸颗粒，或砂粒46。砂粒46被筛44捕获并经由螺旋传送机48输送到砂粒箱50。过筛的熟石灰通过管道54送到中间罐52中。中间罐52包括混合器56以保持熟石灰搅拌。泵58泵送熟石灰经过热交换器60并输送到储存槽62中。生产用水32用作冷却介质以降低热交换器60中的熟石灰温度。供应管道64连接熟石灰储存槽62到碳酸化子系统16。气体压缩子系统14包括作为二氧化碳源的烟气供应70。烟气供应70连同冷却水供应74与气体净化器72连接。气体净化器72净化并冷却烟气。急冷气体流经管道76到增加气流压力的压缩器78，以增加供应给碳酸化系统16的二氧化碳的分压。可选的，经压缩的气流80输送到热交换器82用于通过水流84的气流冷却，该水流84返回到排水管。压缩气流的可选冷却取决于需要的晶体类型。冷却的、包含二氧化碳的压缩气体在压力下通过气体管道88输送到碳酸化子系统16。碳酸化子系统16包括间歇式碳酸化器90。碳酸化器90包括混合器92以保持在PCC形成的碳酸化过程中熟石灰和二氧化碳混合物的搅拌。压缩气流管道88与碳酸化器90连接，且供应管道64连接熟石灰储存槽62到碳酸化器90。在供应管道64中的泵94便于泵送熟石灰到碳酸化器90。冷却器96用于控制碳酸化器90中熟石灰温度。适合的石灰乳温度是可变的，这能影响产物PCC晶体的晶型和尺寸。30-60的起始温度适于六方晶系，60-95的温度适于schalenohedral，高于95的温度适于文石。-->在碳酸化器90中在压力条件进行二氧化碳与熟石灰间的碳酸化反应。反应形成PCC，能通过下式表征：碳酸化器90中压力能从高于大气压到约100psig间变化。典型的，碳酸化器90中的压力维持在大气压。在压力碳酸化器中，典型的压力维持在约30psig。在碳酸化器90中没有利用的惰性气体和任何剩余二氧化碳被排放到空气中。通过泵98泵送碳酸化器90中形成的PCC到包括有搅拌器102的储存槽100中。排出泵104输送PCC通过管道106到碳酸化调整子系统18。碳酸化调整系统18包括从PCC中除去任何过大尺寸材料的筛108。排出管道106连接PCC储存槽100和筛108。被筛108除去的过大尺寸的材料或砂粒110通过砂粒螺旋传送机114送到砂粒箱112中。过筛的PCC通过管道118送到槽116中。输入管道120从化学试剂槽122经由计量泵124提供另外选择的化学试剂例如酸到槽116，以使任何pH的升高和伴随的产品损失最小化。在槽126中储存过筛并调整过的PCC，在经由泵130输送到随后的过滤、过滤/干燥或输送到例如造纸厂的工厂之前，通过搅拌器128进行混合。图2A和2B说明根据本专利技术示例实施方式的用于制备沉淀碳酸钙的系统150。系统150包括石灰浆料减小子系统152、气体压缩子系统154和碳酸化子系统156。石灰浆料减小子系统152包括用于储存高精制熟石灰160的储存料仓158。高精制熟石灰定义为经微粉化使得多于95％的高精制石灰颗粒是45微米或更细的熟石灰。从Mississippi Lime Company，St.Genevieve，Missouri购买商标名为MICRO CAL-H的微粉化熟石灰。在可替换的实施方式中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于生产沉淀碳酸钙的方法，所述的方法包括：形成熟石灰和石灰氧化物的至少一种，所述熟石灰和石灰氧化物由石灰颗粒组成，多于约９５％的石灰颗粒等于或细于约４５微米；和碳酸化该熟石灰和石灰氧化物的至少一种以形成具有根据ＴＡＰＰＩ方法 Ｔ６４６ｏｍ－９４测量的、ＴＡＰＰＩ亮度大于或等于９４的沉淀碳酸钙。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-10-27 60/514,664;US 2004-10-19 10/968,5381.用于生产沉淀碳酸钙的方法，所述的方法包括：形成熟石灰和石灰氧化物的至少一种，所述熟石灰和石灰氧化物由石灰颗粒组成，多于约95％的石灰颗粒等于或细于约45微米；和碳酸化该熟石灰和石灰氧化物的至少一种以形成具有根据TAPPI方法T646 om-94测量的、TAPPI亮度大于或等于94的沉淀碳酸钙。2.根据权利要求1的方法，还包括通过混合水和石灰颗粒形成石灰颗粒的含水浆料。3.根据权利要求2的方法，其中碳酸化该熟石灰和石灰氧化物的至少一种包括在间歇碳酸化器容器中混合含水浆料和二氧化碳。4.根据权利要求2的方法，其中碳酸化该熟石灰和石灰氧化物的至少一种包括在连续式碳酸化器容器中混合含水浆料和二氧化碳。5.根据权利要求2的方法，其中碳酸化该熟石灰和石灰氧化物的至少一种包括在使用沉淀碳酸钙作为车间生产工艺成分的车间生产工艺中原位混合含水浆料和二氧化碳。6.根据权利要求2的方法，其中碳酸化该熟石灰和石灰氧化物的至少一种包括在约1大气压到约100psi的压力下碳酸化该熟石灰和石灰氧化物的至少一种。7.沉淀碳酸钙，具有通过TAPPI方法T646 om-94测量的、大于或等于94的TAPPI亮度，所述沉淀碳酸钙通过包括下面步骤的方法制得：形成熟石灰和石灰氧化物的至少一种，熟石灰和石灰氧化物由石灰颗粒组成，多于约95％的石灰颗粒等于或细于约45微米；和碳酸化该熟石灰和石灰氧化物的至少一种以形成具有根据TAPPI方法T646 om-94测量的、TAPPI亮度大于或等于94的沉淀碳酸钙。8.根据权利要求7的沉淀碳酸钙，其中所述方法还包括通过混合水和石灰颗粒形成石灰颗粒的含水浆料。9.根据权利要求8的沉淀碳酸钙，其中所述碳酸化熟石灰和石灰氧化物的至少一种的步骤包括在间歇碳酸化器容器中混合含水浆料和二氧化碳。10.根据权利要求8的沉淀碳酸钙，其中所述碳酸化熟石灰和石灰氧化物的至少一种的步骤包括在连续式碳酸化器容器中混合含水浆料和二氧化碳。11.根据权利要求8的沉淀碳酸钙...

【专利技术属性】
技术研发人员：MG德热诺瓦，RJ格理法尔，GK贝凯特，
申请(专利权)人：密西西比石灰公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]