本发明专利技术涉及一种由回收自废料的二价金属离子碳酸盐制造沉淀二价金属离子碳酸盐产物的方法，该沉淀二价金属离子碳酸盐产物具有改善的白度，该方法包括以下步骤：提供低纯度二价金属离子碳酸盐材料，该二价金属离子碳酸盐材料自废料中回收；煅烧该二价金属离子碳酸盐材料以获得二价金属离子氧化物；熟化该二价金属离子氧化物以获得二价金属离子氢氧化物的水性悬浮液；用含二氧化碳的化合物碳酸化该二价金属离子氢氧化物的水性悬浮液以获得细沉淀二价金属离子碳酸盐粒子；后处理所述细沉淀二价金属离子碳酸盐粒子以获得细离散沉淀二价金属离子碳酸盐粒子；添加所述细离散沉淀二价金属离子碳酸盐粒子至通过熟化高纯度二价金属离子氢氧化物获得的二价金属离子氢氧化物的水性悬浮液中，以获得所得反应混合物；并且碳酸化该所得反应混合物以获得具有改善的白度的沉淀二价金属离子碳酸盐产物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种自废石灰制造沉淀碳酸钙(PCC)的方法，通过该方法获得的沉淀碳酸钙物种(PCC)的矿物颜料以及这些矿物颜料的用途。
技术介绍
碳酸钙广泛用于造纸工业中作为纸中的填料组分。其是一种用于增加纸张白度及不透明度的低成本、高白度填料。在过去的几十年里，由于造纸厂由酸性造纸转变为碱性造纸，因此碳酸钙的用途已显著增加。天然及合成碳酸钙均可用于造纸工业。天然碳酸盐(诸如石灰石、大理石或白垩)在其用于纸中之前经研磨至较小粒子尺寸，而合成碳酸钙通过沉淀反应制造且因此称为沉淀碳酸钙(PCC)。通常，PCC通过将CO2引入氢氧化钙的水性悬浮液(所谓的石灰乳)中而制备Ca (OH) 2+C02 — CaC03+H20。该方法已证实能够制造具有优良不透光特性的PCC。与研磨碳酸钙(所谓的GCC)相比，PCC典型地在使纸张不透明及增亮方面具有优势。已发现具有玫瑰花朵状集合体结构的偏三角面体形的沉淀碳酸钙可赋予纸张高不透明度。该碳酸化法还显示出在制造各种粒子形状及尺寸用于如纸填料 和在纸涂料中的各种应用中具有灵活性。沉淀碳酸钙除了用于造纸工业中外，其也用于各种其他目的，例如作为油漆工业的填料或颜料及作为功能性填料用于制造塑料材料、增塑溶胶、密封化合物、印刷墨水、橡胶、牙膏、化妆品等。技术问题现今，就生态学观点而言，一种观点集中于回收来源于工艺的未使用材料或自产物或工艺回收所用材料并且再使用回收的材料。举例来说，在牛皮纸浆研磨的化学品回收系统中，以固体废材料形式排放大量低化学纯度的碳酸钙，且因此可轻易获得作为制造碳酸钙填料和/或涂料颜料的廉价原料源。然而，由于该“纸浆研磨废碳酸钙”的粒子尺寸粗、存在脱色杂质及低白度，如果最终碳酸钙产物的白度应保持在足够高的水平并且应用性能应达到自高质量原料制造的产物(诸如由白垩、石灰石或大理石制造的碳酸钙填料或涂料颜料)的水平，则这种材料被禁止使用或被限制到极低用量。因此，将非常需要一种方法来增加包含自废料并且尤其自纸浆研磨废料回收的碳酸钙的碳酸钙产物的白度并且将回收的材料转化为可用于典型应用的碳酸钙矿物填料和/或涂料颜料。现有技术方法以加工自纸浆研磨废料回收的碳酸钙材料为基础。举例来说，巴西专利申请P10903782-9描述了一种方法，其中自纤维素工业的苛化工艺回收的碳酸钙材料使用磷酸处理，以使该碳酸钙材料质量提高及纯化。JP6073690A揭示了具有至少6m2/g的比表面积的沉淀碳酸钙的制备。造纸厂中产生的废二氧化碳及废石灰可在制备该PCC中得以利用。在一个实施例中，含三价金属氧化物杂质的石灰在50°c下反应I小时，且反应产物流经筛子以获得石灰乳。接着石灰乳经湿法破碎并稀释以制备具有浓度8wt%的石灰乳。接着其经碳酸化且再次流经筛子以获得沉淀碳酸钙。W096/32354A1涉及一种处理包含于来自用于处理纸或废纸的工厂的废纸或流出物中或由其产生的含固体的材料的方法，该含固体的材料包括有机材料及无机颗粒材料。通过该方法处理的含固体的材料可包括碳酸钙，其经煅烧形成氧化钙，并且当在水性悬浮液中形成氧化钙时该氧化钙转化为氢氧化钙。接着通过引入二氧化碳，石灰乳转化为沉淀碳酸钙。接着使用该沉淀碳酸钙制备纸涂料组合物。包含该沉淀碳酸钙以及其他矿物(诸如高岭土)的材料的实例显示出70.6%或75.5%的ISO白度。W097/11030A1涉及通过将不纯氧化钙或氢氧化钙源与水组合以形成水性悬浮液来制造高纯度碳酸钙的方法。可使悬浮液内的固体沉降以便形成澄清的氢氧化钙饱和溶液。接着该溶液进一步与二氧化碳反应以获得高纯度沉淀碳酸钙。然而，在该文献中没有任何地方提及如此形成的石灰乳无需移除任何包含于石灰乳中的杂质即可用于进一步的碳酸化步骤中。US2010/0000444A1也描述了一种制造含碳酸盐的组合物的方法，其中该方法包含利用金属氧化物(诸如氧化钙或氢氧化钙)的废料源。来源于金属氧化物废料源的二价阳离子水溶液与二氧化碳接触，且经受沉淀条件以提供含碳酸盐(诸如碳酸钙)的组合物。所得产物可用于建筑材料(诸如水泥)中。未提供有关所得碳酸钙的ISO白度、比表面积或重量中值粒径的信息。EP O 946 417 BI及EP O 815 175 BI也揭示了自废材料或污染天然钙质材料回收钙的方法，其基本上包括以下步骤:提供呈可酸溶形式的钙化合物(诸如氧化钙及碳酸钙)，制备该钙化合`物材料的水性悬浮液及碳酸化该钙化合物材料的水性悬浮液以获得沉淀碳酸钙。EP O 815 175 BI的再循环碳酸钙在纸中的性能被测试。本 申请人:还知晓，EP O 604 095 BI及EP I 052 227 BI揭示了为了提供混合聚集材料回收工业工艺中的副产物的方法。最后，EP 2 070 578 Al涉及通过与含可用氧化钙和/或氢氧化钙的碱性固体废料反应来捕获二氧化碳。由于此专利技术的焦点在于捕获二氧化碳，因此该文献未涉及所得沉淀碳酸钙的性能。尽管有许多现有技术文献描述了再循环碳酸钙、氧化钙或氢氧化钙以获得具有良好白度的碳酸钙，但仍需要制造可用于多种工业(诸如造纸、油漆、塑料及其他工业)中的具有改善的白度的高质量碳酸钙。尤其是，不存在关于以下内容的任何教导:进一步加工以若干步骤自废料并且尤其自纸浆研磨废料获得的沉淀碳酸钙，以产生细粒子，该细粒子可用作供高质量沉淀碳酸钙矿物材料沉积到自废料源获得的低质量基底上的晶种。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种由回收自废料的二价金属离子碳酸盐制造沉淀二价金属离子碳酸盐产物的新方法，与由废料资源获得并且通过现有技术方法制造的其他沉淀二价金属离子碳酸盐产物相比，该沉淀二价金属离子碳酸盐产物具有相当甚至改善的白度。本专利技术的另一目的在于提供通过本专利技术方法获得的各种沉淀二价金属离子碳酸盐产物。本专利技术的又一目的还在于提供各种沉淀二价金属离子碳酸盐产物的用途。本专利技术的又一目的还在于提供一种由回收自废料的二价金属离子碳酸盐制造沉淀二价金属离子碳酸盐产物的方法，该方法与现有技术中所描述的方法相比更为经济。通过以下的详细描述可以更好地理解这些以及其它目的和优点。【附图说明】在附图中:图1为废碳酸钙自牛皮纸浆研磨的化学品回收工艺中排放时的SEM显微照片；图2为具有玫瑰花朵状集合体结构且根据实施例1中所描述的现有技术碳酸化法制得的偏三角面体形PCC的SEM显微照片；图3为具有玫瑰花朵状集合体结构且根据本专利技术通过实施例2中所描述的方法制得的偏三角面体形PCC的SEM显微照片；图4为用于涂料且根据本专利技术通过实施例5中所描述的方法制造的偏三角面体状PCC的SEM显微照片；图5为显示本 申请人:已知的现有技术方法的方法的工艺路线图；并且图6为显示本专利技术的方法的工艺路线图。【具体实施方式】本专利技术的详细描述除非另外指定，否则本文使用的所有份数、百分比及比率均以干物质的重量表示。本文引述的所有文献均通过引用而并入本文。本专利技术旨在通过提供一种由回收自废料的二价金属离子碳酸盐制造沉淀二价金属离子碳酸盐产物的方法来解决以上概述的目的，与自废料资源获得且通过现有技术方法制造的其他沉淀二价金属离子碳酸盐产物相比，并且如本专利技术中所述且如权利要求中所限定的，该沉淀二价金属离子碳酸盐产物具有相当甚至改善的白度。鉴于上本文档来自技高网...
【技术保护点】
由回收自废料的二价金属离子碳酸盐制造沉淀二价金属离子碳酸盐产物的方法，该沉淀二价金属离子碳酸盐产物具有改善的白度，该方法包括以下步骤：（a）提供低纯度二价金属离子碳酸盐材料，该二价金属离子碳酸盐材料自废料中回收；（b）煅烧步骤（a）的该二价金属离子碳酸盐材料以获得二价金属离子氧化物；（c）熟化在步骤（b）中获得的该二价金属离子氧化物以获得二价金属离子氢氧化物的水性悬浮液；（d）用含二氧化碳的化合物碳酸化在步骤（c）中获得的该二价金属离子氢氧化物的水性悬浮液，以获得细沉淀二价金属离子碳酸盐粒子；（e）后处理在步骤（d）中获得的该细沉淀二价金属离子碳酸盐粒子，以获得细离散沉淀二价金属离子碳酸盐粒子；（f）将在步骤（e）中获得的该细离散沉淀二价金属离子碳酸盐粒子与通过熟化高纯度二价金属离子氧化物获得的二价金属离子氢氧化物的水性悬浮液混合，以获得所得反应混合物；并且（g）碳酸化步骤（f）的该所得反应混合物，以获得与在步骤（d）中获得的该沉淀二价金属离子碳酸盐粒子相比具有改善的白度的沉淀二价金属离子碳酸盐产物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.16 EP 11166216.9;2011.05.26 US 61/490,1281.由回收自废料的二价金属离子碳酸盐制造沉淀二价金属离子碳酸盐产物的方法，该沉淀二价金属离子碳酸盐产物具有改善的白度，该方法包括以下步骤: (a)提供低纯度二价金属离子碳酸盐材料，该二价金属离子碳酸盐材料自废料中回收； (b)煅烧步骤(a)的该二价金属离子碳酸盐材料以获得二价金属离子氧化物； (C)熟化在步骤(b)中获得的该二价金属离子氧化物以获得二价金属离子氢氧化物的水性悬浮液； Cd)用含二氧化碳的化合物碳酸化在步骤(C)中获得的该二价金属离子氢氧化物的水性悬浮液，以获得细沉淀二价金属离子碳酸盐粒子； (e)后处理在步骤(d)中获得的该细沉淀二价金属离子碳酸盐粒子，以获得细离散沉淀二价金属离子碳酸盐粒子； Cf)将在步骤(e)中获得的该细离散沉淀二价金属离子碳酸盐粒子与通过熟化高纯度二价金属离子氧化物获得的二价金属离子氢氧化物的水性悬浮液混合，以获得所得反应混合物；并且 (g)碳酸化步骤(f)的该所得反应混合物，以获得与在步骤(d)中获得的该沉淀二价金属离子碳酸盐粒子相比具有改善的白度的沉淀二价金属离子碳酸盐产物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤(g)中获得的该沉淀二价金属离子碳酸盐产物的至少一部分经受至少一个进一步的碳酸化步骤，其中在步骤(g)中获得的该沉淀二价金属离子碳酸盐产`物的该至少一部分首先与通过熟化高纯度二价金属离子氧化物获得的二价金属离子氢氧化物的水性悬浮液混合，以获得所得反应混合物，然后该所得反应混合物经受碳酸化。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于步骤(a)的该低纯度二价金属离子碳酸盐材料为具有化学式M2+C032_的材料，其中M2+为选自包含Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+和Ba2+的组的二价金属离子，并且优选为Mg2+和Ca2+，且最优选为Ca2+。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于步骤(e)的该后处理通过机械解聚或通过再结晶在步骤(d)中获...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·波尔，T·施莫尔兹，
申请(专利权)人：OMYA国际股份公司，
类型：
国别省市：
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