PT2371766E - Processo para preparar um produto de carbonato de cálcio precipitado, material e uso do produto de carbonato de cálcio precipitado - Google Patents
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Description
ΡΕ2371766 1
DESCRIÇÃO
"PROCESSO PARA PREPARAR UM PRODUTO DE CARBONATO DE CÁLCIO PRECIPITADO, MATERIAL E USO DO PRODUTO DE CARBONATO DE CÁLCIO PRECIPITADO"
CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção diz respeito a um método para produzir um carbonato de cálcio precipitado tendo uma maior percentagem em peso do polimorfo do cristal aragonitico.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Nos anos mais recentes carbonato de cálcio foi observado como um amplo arranjo de usos em muitos campos. Por exemplo, carbonato de cálcio é um dos mais amplamente usados minerais nas indústrias de papel, plástico, tinta e revestimento tanto como uma carga quanto, devido à sua cor branca, como um pigmento de revestimento. Na indústria de papel carbonato de cálcio é valioso por sua alta brancura, opacidade e brilho e é comumente usado como uma carga para preparar papel opaco brilhoso. Além do mais, carbonato de cálcio é frequentemente usado como um diluente em tintas e também é usado como uma carga em adesivos e vedantes. Carbonato de cálcio de alto grau também tem usos em formulações de produtos farmacêuticos. 2 ΡΕ2371766
Sabe-se que carbonato de cálcio existe como três tipos de cristais polimorfos: calcite, aragonite e vateri-te. Calcite, cristal polimorfo mais comum, é considerado como a forma de cristal mais estável de carbonato de cálcio. Menos comum é aragonite, que tem uma estrutura de cristal ortorrômbica de agulha discreta ou agrupada. Vaterite é o carbonato de cálcio polimorfo mais raro e é geralmente instável.
Entre estas três formas, aragonite é particularmente usada em inúmeras aplicações, tais como uma carga inorgânica ou revestimento de papel, devido a sua estrutura de cristal em forma de agulha que oferece melhor volume e opacidade de papel. Consequentemente, a demanda por carbonato de cálcio com um teor de cristal de aragonite significativo aumentou substancialmente.
Geralmente, uma maneira de produzir carbonato de cálcio comercialmente é calcinando carbonato de cálcio bruto para obter cal viva. Água é então adicionada para render uma suspensão aquosa de hidróxido de cálcio ("leite de cal"), e dióxido de carbono é reintroduzido nesta lama para precipitar o carbonato de cálcio. 0 produto deste processo é conhecido como carbonato de cálcio precipitado ("PCC"). A suspensão aquosa resultante, ou lama, de carbonato de cálcio pode ser usada como é ou ainda processada (isto é, desidratado, triturado, etc.) para formar um produto seco. A reação de precipitação é capaz de 3 ΡΕ2371766 produzir cada um dos três polimorfos (calcite, aragonite e vaterite) dependendo das condições de reação exatas usadas.
Processos da tecnologia anterior para produzir um produto PCC com um maior teor de cristal aragonitico geralmente tem inúmeras abordagens. Numa primeira abordagem, processos foram desenvolvidos que usam aditivos, tais como sais de estrôncio, para promover a produção do cristal argonitico durante carbonação que resulta na formação de PCC. Por exemplo, GB 2145074A descreve um processo para produzir um produto de carbonato de cálcio de aragonite precipitado adicionando cloreto de estrôncio (SrCl2) antes ou durante a carbonação para agir como um agente na formação de cristais de aragonite. 0 uso de compostos de estrôncio como aditivos para o processo de carbonação para preparar PCC também é descrito nos processos de produção de PCC dos seguintes pedidos de patente japoneses: JP63260815, JP59223225, JP5116936 e JP1018911.
Numa segunda abordagem, processos utilizaram cristais de semente de aragonite para aumentar a formação de cristal de aragonite. Por exemplo, GB 941900A alcança um processo para produzir carbonato de cálcio aragonitico introduzindo uma solução de carbonato de sódio durante carbonação. A referência sugere que a adição de cristais de semente de aragonite, ao processo descrito, pode acelerar a produção de cristais de aragonite. 4 ΡΕ2371766
Os processos de produção discutidos anteriormente mostraram marginalmente aumentar o teor de cristal arago-nítico total do produto PCC. Entretanto, estes processos geralmente foram instáveis para produzir PCC tendo um teor aragonitico total maior que 60%.
Desta maneira, existe uma necessidade de um processo de baixo custo para produzir PCC precipitado contendo maiores quantidades do polimorfo aragonitico.
BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção fornece um processo de produzir um material compreendendo PCC de baixo custo, em que mais que 60%, e preferivelmente mais que 70%, com relação ao PCC no material compreendendo PCC, é do polimorfo aragonitico. Na sua forma geral, a presente invenção atende estas necessidades utilizando um processo de fabricação de dois estágios. No primeiro estágio, uma suspensão aquosa de sementes de carbonato de cálcio precipitado é formada carbonando uma suspensão de Ca(OH)2 na presença de 0,005 a 0,030, ou mais preferivelmente, 0,01 a 0,02, moles de estrôncio, na forma de Sr(OH)2, por mole de Ca (OH) 2. No segundo estágio, uma suspensão aquosa de um produto de carbonato de cálcio precipitado é formada carbonando uma lama de Ca (OH) 2 na presença de 0,5 a 5 % em peso seco das sementes de carbonato de cálcio precipitado. As sementes de carbonato de cálcio precipitado têm um D50 que é menos que 5 ΡΕ2371766 o D50 do produto de carbonato de cálcio precipitado e as sementes de carbonato de cálcio precipitado têm um teor de polimorfo aragonitico maior ou igual ao produto de carbonato de cálcio precipitado. Conforme será discutido nos exemplos a seguir, o produto deste processo de dois estágios supera as deficiências dos processos de produção de PCC anteriores e rende o aumento desejado na percentagem em peso total do polimorfo aragonitico no produto final.
Objetivos adicionais da invenção ficarão evidentes a partir da descrição que se segue.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Conforme discutido anteriormente, PCC é tipicamente fabricado por meio da carbonação de cal hidratado. Neste processo, carbonato de cálcio triturado é primeiramente calcinado (aquecido) para formar cal (CaO) e gás de dióxido de carbono (C02) . Esta reação é mostrada na reação (D : (1) CaC03 -> CaO + C02 A cal é então hidratada com água para formar hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), ou leite de cal, que é mostrado na reação (2): (2) CaO + H20 - Ca(OH)2
Finalmente, o hidróxido de cálcio é combinado com 6 ΡΕ2371766 dióxido de carbono (normalmente capturado durante a etapa de calcinação) para precipitar carbonato de cálcio. Esta etapa de carbonação é mostrada na reação (3): (3) Ca(OH)2 + C02 - CaC03 + H20
De acordo com a presente invenção, um produto de carbonato de cálcio precipitado é preparado em um processo de dois estágios. No primeiro estágio, uma suspensão aquosa (ou lama) de sementes de carbonato de cálcio precipitado é preparada carbonando uma suspensão de Ca(OH)2 na presença de 0,005 a 0,030, ou mais preferivelmente, 0,01 a 0,02 moles de estrôncio, na forma de Sr(OH)2, com base em moles de Ca (OH) 2. O Sr (OH) 2 pode ser introduzido por meio do cal da suspensão de Ca(OH)2 ou, mais preferivelmente, pode ser formado in situ pela adição de minerais compreendendo SrO. Onde Sr (OH) 2 é formado in situ pela adição de minerais compreendendo SrO, o mineral compreendendo SrO pode ser obtido, preferivelmente, calcinando minerais compreendendo SrC03 ou pedras brutas de estroncianita bruta.
As sementes de carbonato de cálcio precipitado da presente invenção são caracterizadas por um teor de polimorfo aragonitico maior ou igual a teor de polimorfo aragonitico do produto de carbonato de cálcio precipitado produzido no segundo estágio. Especificamente, no processo da presente invenção, a solução aquosa de sementes de carbonato de cálcio precipitado pode ter um teor de polimorfo aragonitico maior que 85%, preferivelmente, 90% ou, 7 ΡΕ2371766 acima de tudo preferivelmente, 95% em peso seco. A percentagem em peso seco, da forma aqui descrita, é determinada por análise de difração de raios-X (XRD).
As sementes de carbonato de cálcio precipitado produzidas durante o primeiro estágio do processo de fabricação são ainda caracterizadas por um D50 que é menor que o D50 do produto de carbonato de cálcio precipitado. 0 tamanho do D50 é definido como o tamanho no qual 50% do produto é menor que o tamanho baseado em uma fração de volume cumulativa. Tamanho da partícula é medido usando um Micrometrics Sedigraph™ 5100.
Está nas limitações da presente invenção que o processo de produção de semente pode ser submetido a etapas de processamento adicionais, tais como realização de desidratação, dispersão e/ou trituração. Na modalidade preferida a suspensão aquosa de sementes de carbonato de cálcio precipitado pode ser ainda processada para obter um D50 menor ou igual a 0,1 a 0,3 pm e um BET SSA de 10 a 30 m2/g. BET, ou área superficial, é medida em um TriStar 3000 medindo a absorção de nitrogénio de acordo com o procedimento BET em uma amostra seca.
Com relação a trituração, as sementes de PCC obtidas no primeiro estágio do processo podem ser trituradas a seco e/ou trituradas úmidas. Trituração úmida refere-se a trituração do PCC em um meio liquido (por exemplo, lama). Trituração úmida pode ser realizada na 8 ΡΕ2371766 ausência de um auxiliar de trituração ou na presença de um auxiliar de trituração. Um ou mais agentes de trituração podem ser incluídos, tais como, por exemplo, poliacrilato de sódio, um sal de ácido poliacrílico, e/ou um sal de um copolímero de ácido acrílico. Secagem pode acontecer usando qualquer equipamento de secagem adequado e pode, por exemplo, incluir secagem térmica e/ou secagem em pressão reduzida usando equipamento, tais como um evaporador, um secador rápido, um forno, um secador por aspersão (tal como um secador por aspersão vendido por Niro e/ou Nara) , e/ou secagem em uma câmara de vácuo.
No segundo estágio do processo da presente invenção, uma suspensão aquosa de um produto de carbonato de cálcio precipitado é formada carbonando uma lama de Ca (OH) 2 na presença de 0,5 a 5 % em peso seco das sementes de carbonato de cálcio precipitado obtidas do primeiro estágio do processo de produção. Com relação a isto, as sementes de carbonato de cálcio precipitado são adicionadas à lama de Ca (OH)2 antes da carbonação do produto de carbonato de cálcio precipitado. O processo descrito aqui é capaz de produzir um produto de carbonato de cálcio precipitado que contém um teor de polimorfo aragonítico maior que 60% em peso seco e, preferivelmente, maior que 70% em peso seco conforme determinado por análise de XRD. Além do mais, o produto de carbonato de cálcio precipitado produzido no segundo está- 9 ΡΕ2371766 gio, preferivelmente, tem uma quantidade total de estrôncio de 1 a 5 mole/tonelada métrica seca.
Também está nas limitações da presente invenção que o produto de carbonato de cálcio precipitado obtido no segundo estágio pode ser submetido a processamento adicional incluindo, por exemplo, etapas de desidratação, dispersão e/ou trituração para obter um produto de carbonato de cálcio precipitado tendo as caracteristicas desejadas. Preferivelmente, o produto de carbonato de cálcio precipitado obtido no segundo estágio pode ser submetido a processamento adicional para obter um D50 entre 0,35 e 0,45 microns e um BET SSA entre 8 e 20 m2/g.
ENSAIOS INICIAIS
Como um ponto de partida, octa-hidrato de hidróxido de estrôncio (Sr (OH) 2 · 8H20) , que é atualmente usado como um promotor de aragonite em uma carbonação de semente aragonite-PCC ("A-PCC"), foi considerado. Ensaios de laboratório foram conduzidos para avaliar fontes alternativas e mais económicas de Sr2+ que Sr (OH) 2 · 8H20.
Num primeiro ensaio, foi preparada solução a 26% p/p de acetato de estrôncio (Sr (CH3COO) 2) por meio de dissolução de SrC03 em ácido acético a 25% p/p. O acetato de estrôncio foi subsequentemente avaliado como um substituinte para Sr(0H)2'8H20 como um carbonação aditivo de carbonação na fabricação de semente A-PCC. Resultados 10 ΡΕ2371766 deste ensaio de carbonação indicaram que acetato de estrôncio é menos efetivo comparado ao Sr(OH)2·8H2O, na mesma taxa de adição molar de Sr2+ com base no leite de cal. Em particular, análise de XRD revelou que o teor de aragonite depois da carbonação da semente diminuiu de 97% para 38%, quando comparado com um aditivo Sr(OH)2·8H20.
Com base nos resultados do primeiro ensaio, em um segundo ensaio, SrCC>3 quimicamente puro precipitado foi calcinado a 1300 °C por 2 horas para obter SrO. Carbonação de semente A-PCC, com adição de 2% de SrO (seco/CaO seco) como aditivo de hidratação do cal, rendeu o mesmo resultado (97% de aragonite) como com 7,5% de Sr(OH)2*8H20 (seco/Ca(OH)2 seco). Os resultados destes ensaios iniciais são mostrados na Tabela 1. Ensaios de fabricação de A-PCC usando as ditas sementes de A-PCC pós processadas também foram tiveram êxito e são discutidos nos exemplos a seguir.
Tabela 1 - Ensaios iniciais, Carbonação
Sr(OH)2.8H20 [% p/p em Mol] 7,5 Sr (CH3COO) 2 [% p/p em Mol] 3, 0 SSA [m2 /g] 6,2 13,2 D50 [ym] 2,37 0, 97 Aragonite [%] 38,6 97,0 Total Sr em semente [mol/DMT semente] 108,0 208,7
Ainda, as sementes de PCC obtidas no segundo ensaio foram mineralogicamente analisadas por difração de 11 ΡΕ2371766 raios-X da tecnologia anterior. Notavelmente, nenhum carbonato de estrôncio cristalino foi detecto indicando que todos os íons de estrôncio foram incorporados como ions estranhos na matriz do cristal de aragonite. Isto confirmou que não é o carbonato de estrôncio que eventualmente precipitou durante a fase de nucleação inicial que parece intervir na formação da semente, mas ao contrário os ions de estrôncio.
Com base nestas descobertas, versados podem esperar que os melhores resultados podem então ser obtidos com um sal de estrôncio altamente solúvel, tais como SrCl2-Entretanto, como os resultados discutidos ainda a seguir indicam, SrCl2 não contribui para a formação de semente A-PCC, bem como Sr (OH) 2 (ou Sr (OH) 2 derivado da adição de SrO à água), mesmo se cloreto de estrôncio tiver uma solubilidade em água de 53,8 g/100 mL (20°C), enquanto que hidróxido de estrôncio tem uma solubilidade de 1,77 g/100 mL (20 °C) .
Estes resultados podem ser ilustrado comparando os processos da tecnologia anterior, que usam um processo de único estágio de carbonação, aos exemplos da presente invenção que utilizam um processo de dois estágios. Entende-se que estes exemplos são meramente ilustrativos e não devem ser considerados como limitantes de nenhuma maneira do âmbito da invenção, conforme definido nas reivindicações em anexo que se seguem. 12 ΡΕ2371766 A Tabela 2 mostra uma comparação da percentagem de aragonite obtida pela presente invenção comparada à obtida usando os processos da tecnologia anterior.
Tabela 2 A B C D E F G Técnica Técnica Técnica Técnica Invenção Invenção Invenção anterior anterior anterior anterior Somente A-PCC Càrbo- nação SrCl2.6H2P [% p/p Mal] Sr(CH)2.8HáO [% p/p en Mol] SrO [% p/p etn Mol] 1,51 5,0 7,5 3,5 SSA [m2/g] 13,6 13,7 14,1 9,4 D50 [μη] 0,87 3,48 1,09 8,27 Aragonite [%] 97,4 96,1 97,6 61,7 Sr total na semente [mol/semente de ΕΜΓ] 107,9 139,1 208,7 97,3 Sr total na ssnente [mol/ΕΜΓ Ca (OH) 2] 0,01079 0,01391 0,02087 0,00973 Bós-pro- SSA [m2/g] 17,4 20,6 22,5 cessa- D50 [μη] 0,23 0,22 0,21 mento Aragonite [%] 93,8 91,5 Produto A-PCC Càrbo- nação SrCl2.6H20 [% p/p an Mole] Sr(CH)2.8H20 [% p/p an Mole] 0,1 0,2 0,07 semente A-PCC [% p/p an Mole] 2,5 2,5 2,5 - - - SSA [m2/g] 8,2 10,5 9,5 8,7 7,9 7,6 D50 [μη] 1,75 1,82 1,54 1,42 1,7 1,56 Aragonite [%] 87,7 77,4 77,6 53,8 46,4 49,8 Total Sr en produto [mole/ΕΜΓ PCC] 1,93 2,53 3,80 2,79 5,58 1,95 Bós-pro- SSA [m2/g] 11,7 cessa- mento D50 [μη] 0,41 13 ΡΕ2371766 EXEMPLOS EXEMPLO 1
Estágio 1: semente de A-PCC 160 kg de cal viva CaO (por exemplo, o cal viva fornecido por Mississippi Cal Co., Ste. Geneviève, Mo) foi hidratado adicionando o composto a 1,300 litros de água de torneira a 50 °C em um reator agitado. Antes da hidratação do cal, 3,2 kg de SrO, obtido por calcinação de SrCCU quimicamente puro precipitado a 1300 °C por 2 horas, foi adicionado ao CaO. O cal viva foi hidratado por 30 minutos em agitação continua e a lama resultante de hidróxido de cálcio ("leite de cal") foi ajustada para 13% de teor de sólidos por meio de diluição com 60 °C água e foi então selecionado em uma peneira de 100 ym. A precipitação da semente A-PCC foi conduzida em um reator de aço inoxidável cilíndrico de placa de 1000 litros equipado com um agitador de gás, um tubo de carbonação de aço inoxidável para direcionar uma corrente de dióxido de carbono/gás de ar ao propulsor e sondas para monitorar o pH e condutividade da suspensão. 800 litros da suspensão de hidróxido de cálcio obtida na etapa de hidratação do cal anterior, ajustado para uma temperatura de 60 °C, foram adicionados ao reator de carbonação. Um gás de 6% em volume de CO2 em ar foi então borbulhado para cima através da lama em uma taxa de 100 m3/h por 15 minutos (calculado a partir do início da introdução do gás CO2) em uma agitação da lama de 1480 rpm. Daí em diante, a fração 14 ΡΕ2371766 de volume de CO2 no gás foi aumentada para 24% e a vazão do gás foi aumentada para 200 m3/h. A fração de volume de C02 e vazão do gás foram mantidas nesta taxa até o final da reação. Durante a carbonação, a temperatura da mistura de reação não foi controlada e foi aumentada devido ao calor gerado na reação exotérmica de precipitação. Depois da condutividade ter alcançado um minimo correspondente à conversão total de Ca (OH)2 no PCC, a gaseificação continuou por mais 8 minutos antes que a introdução do gás fosse interrompida. Tempo de carbonação, calculado a partir do inicio da introdução do gás para o tempo de condutividade minima, foi 84 minutos. A lama da semente A-PCC foi então selecionada em uma peneira de 45ym e o produto selecionado foi recuperado como uma lama aquosa da semente A-PCC. Conforme mostrado na coluna A da tabela 2, carbonação de semente A-PCC com a adição de 2% de SrO com base em CaO seco (correspondendo a 1,51% de SrO com base em leite de cal seco) rendeu uma lama de semente A-PCC tendo 97,4% de aragonite.
Embora não requerido, neste exemplo, pós-proces-samento da lama da semente A-PCC foi conduzido. Em particular, o material foi desidratado e triturado para render partículas tendo um SSA de 17,4 m2/g e um diâmetro médio de 0,23 ym.
Estágio 2: produto A-PCC
Hidratação do cal e carbonação foram realizadas da mesma maneira descrita no estágio 1 anterior, exceto que 15 ΡΕ2371766 nenhum SrO foi adicionado e 2,5% em peso (calculado como carbonato de cálcio seco com base no peso seco de hidróxido de cálcio) das sementes de A-PCC trituradas formadas no estágio 1 foi adicionado ao leite de cal antes da carbonação. Teste conduzido no produto A-PCC final indicou que 87,7% do produto foi do cristal argonitico. Além do mais, pós-processamento foi conduzido, conforme descrito no estágio 1 anterior, para render partículas tendo um SSA de 11,7 m2/g e um diâmetro médio de 0,41 ym. EXEMPLO 2
Estágio 1: semente de A-PCC
Carbonação de semente A-PCC foi realizada da mesma maneira descrita no exemplo 1 anterior, exceto que nenhum SrO foi adicionado ao CaO antes da hidratação do cal. De maneira a formar a semente A-PCC, 5,0% em peso de Sr(0H)2-8H20 (com base no peso seco de hidróxido de cálcio) foi adicionado ao leite de cal antes da carbonação. Conforme mostrado na coluna B da tabela 2, carbonação de semente A-PCC com a adição de 5,0% Sr(OH)2 · 8H20 rendeu uma lama da semente A-PCC tendo 96,1% de aragonite.
Embora não requerido, neste exemplo, pós-processamento da lama da semente A-PCC foi conduzido. Em particular, o material foi desidratado e triturado para render partículas tendo um SSA de 20,6 m2/g e um diâmetro médio de 0,22 ym. 16 ΡΕ2371766
Estágio 2: produto A-PCC
Hidratação do cal e carbonação foram realizados da mesma maneira descrita no estágio 1 anterior, exceto que nenhum Sr (OH) 2 · 8H20 foi adicionado e 2,5% em peso (calculado como carbonato de cálcio seco com base no peso seco de hidróxido de cálcio) da semente de A-PCC triturada formada no estágio 1 foi adicionado ao leite de cal antes da carbonação. Teste conduzido no produto A-PCC final indicou que 77,6% do produto foi do cristal argonitico. EXEMPLO 3
Estágio 1: semente de A-PCC
Carbonação de semente A-PCC foi realizada da mesma maneira descrita no exemplo 1 anterior, exceto que nenhum SrO foi adicionado ao CaO antes da hidratação do cal. De maneira a formar o semente A-PCC, 7,5% em peso de Sr(0H)2-8H20 (com base no peso seco de hidróxido de cálcio) foi adicionado ao leite de cal antes da carbonação. Conforme mostrado na coluna C da tabela 2, carbonação de semente A-PCC com a adição de 7,5% Sr(0H)2'8H20 rendeu uma lama da semente A-PCC tendo 97,6% de aragonite.
Embora não requerido, neste exemplo, pós-proces-samento da lama da semente A-PCC foi conduzido. Em particular, o material foi desidratado e triturado para render partículas tendo um SSA de 22,5 m2/g e um diâmetro médio de 0,21 pm. 17 ΡΕ2371766
Estágio 2: produto A-PCC
Hidratação do cal e carbonação foi realizada da mesma maneira descrita no estágio 1 anterior, exceto que nenhum Sr(OH)2-8H20 foi adicionado e 2,5% em peso (calculado como carbonato de cálcio seco com base no peso seco de hidróxido de cálcio) da semente de A-PCC triturada formada no estágio 1 foi adicionado ao leite de cal antes da carbonação. Teste conduzido no produto A-PCC final indicou que 77,4% do produto foi do cristal argonitico. EXEMPLO COMPARATIVO 1
Carbonação de semente A-PCC foi realizada da mesma maneira descrita no exemplo 1 anterior, exceto que nenhum SrO foi adicionado ao CaO antes da hidratação do cal. De maneira a formar o semente A-PCC, 3,5% em peso de SrCl2.6H20 (com base no peso seco de hidróxido de cálcio) foi adicionado ao leite de cal antes da carbonação. Conforme mostrado na coluna D da tabela 2, o processo rendeu um A-PCC tendo somente 61,7% de aragonite. Conforme discutido anteriormente, estes resultados demonstram que sal de estrôncio altamente solúvel, tais como SrCl2, não funcionam tão bem como Sr(OH)2 (ou Sr(OH)2 derivado da adição de SrO á água) quando adicionados em uma taxa de adição similar em moles de estrôncio por tonelada métrica seca de semente A-PCC, mesmo se cloreto de estrôncio tiver uma maior solubilidade em água que hidróxido de estrôncio. 18 ΡΕ2371766 EXEMPLO COMPARATIVO 2
Num processo de A-PCC de estágio único, 0,1 % p/p de Sr(0H)2-8H20 foi adicionado a Ca(OH)2 antes da carbonação. Hidratação do cal e carbonação foi realizada da mesma maneira descrita no estágio 2 do exemplo 1 anterior, exceto que nenhum sementes de A-PCC foram adicionados e, ao contrário, 0,1 % p/p de Sr(0H)2-8H20 (com base no peso seco de hidróxido de cálcio) foi adicionado ao leite de cal antes da carbonação. Conforme pode-se ver na coluna E da tabela 2, o produto A-PCC resultante continha somente 53,8% de aragonite. EXEMPLO COMPARATIVO 3
Num processo de A-PCC de estágio único, 0,2 % p/p de Sr(0H)2-8H20 foi adicionado a Ca(OH)2 antes da carbonação. Hidratação do cal e carbonação foi realizada da mesma maneira descrita no estágio 2 do exemplo 1 anterior, exceto que nenhum sementes de A-PCC foram adicionados e, ao contrário, 0,2 % p/p de Sr(0H)2*8H20 (com base no peso seco de hidróxido de cálcio) foi adicionado ao leite de cal antes da carbonação. Conforme pode-se ver na coluna F da tabela 2, o produto A-PCC resultante continha somente 46,4% de aragonite. EXEMPLO COMPARATIVO 4
Num processo de A-PCC de estágio único, 0,07 % p/p de SrCl2-6H20 foi adicionado a Ca(OH)2 antes da carbo- 19 ΡΕ2371766 nação. Hidratação do cal e carbonação foi realizada da mesma maneira descrita no estágio 2 do exemplo 1 anterior, exceto que nenhum sementes de A-PCC foram adicionados e, ao contrário, 0,07 % p/p de SrCl2-6H20 (com base no peso seco de hidróxido de cálcio) foi adicionado ao leite de cal antes da carbonação. Conforme pode-se ver na coluna G da tabela 2, o produto A-PCC resultante continha somente 49,8% de aragonite. O processo de dois estágios da presente invenção para produzir um produto A-PCC que utiliza hidróxido de estrôncio fornece o rendimento alto de aragonite previa-mente indisponível pelos processos da tecnologia anterior que meramente utilizam compostos de estrôncio como um aditivo durante carbonação. Ao contrário, primeiramente produzindo uma semente A-PCC na presença de hidróxido de estrôncio, um produto A-PCC tendo um teor de aragonite maior que 60% pode consistentemente se obtido. Além disso, o uso de hidróxido de estrôncio, comparado ao cloreto de estrôncio, significativamente aumenta o crescimento de cristal de aragonite, reduzindo ao mesmo tempo os custos de fabricação.
Lisboa, 15 de maio de 2013
Claims (14)
- ΡΕ2371766 1 REIVINDICAÇÕES 1. Processo para preparar um produto de carbonato de cálcio precipitado, que compreende as etapas de: (a) preparar uma suspensão aquosa de sementes de carbonato de cálcio precipitado carbonando uma suspensão de Ca(OH)2 na presença de 0,005 a 0,030 moles de Sr, na forma de Sr(OH)2, por mole de Ca (OH) 2 prior to ou durante carbonação; e (b) formar uma suspensão aquosa de um produto de carbonato de cálcio precipitado carbonando uma lama de Ca (OH) 2 na presença de 0,5 a 5 % em peso seco das sementes de carbonato de cálcio precipitado, em que as sementes de carbonato de cálcio precipitado têm um D50 que é menor que o D50 do produto de carbonato de cálcio precipitado e as sementes de carbonato de cálcio precipitado têm um teor de polimorfo aragonitico maior ou igual ao produto de carbonato de cálcio precipitado.
- 2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, em que a suspensão de Ca(OH)2 na etapa (a) é carbonada na presença de 0,01 a 0,02 moles de Sr por mole de Ca(0H)2.
- 3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, em que o Sr(OH)2 na etapa (a) é formado in situ pela adição de um mineral compreendendo SrO. 2 ΡΕ2371766
- 4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, em que o mineral compreendendo SrO é obtido calcinando um mineral compreendendo SrCCb .
- 5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, que compreende ainda a etapa de realizar uma ou mais de desidratação, dispersão, ou trituração, das sementes de carbonato de cálcio precipitado preparadas na etapa (a) para obter uma suspensão aquosa de sementes de carbonato de cálcio precipitado tendo um D50 menor ou igual a 0,1 a 0,3 pm e um BET SSA de 10 a 30 m2/g.
- 6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que a solução aquosa de sementes de carbonato de cálcio precipitado formada na etapa (a) tem um teor de polimorfo aragonítico maior que 85% em peso seco.
- 7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que a solução aquosa de sementes de carbonato de cálcio precipitado formada na etapa (a) tem um teor de polimorfo aragonitico maior que 90% em peso seco.
- 8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que a solução aquosa de sementes de carbonato de cálcio precipitado formada na etapa (a) tem um teor de polimorfo aragonitico maior que 95% em peso seco. 3 ΡΕ2371766
- 9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, em que as sementes de carbonato de cálcio precipitado são adicionadas à lama de Ca(OH)2 na etapa (b) antes da carbonação.
- 10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, que compreende ainda a etapa de realizar uma ou mais de desidratação, dispersão, ou trituração, do produto de carbonato de cálcio precipitado obtido na etapa (b) para obter um produto de carbonato de cálcio precipitado tendo um D50 entre 0,35 e 0,4 microns e uma BET SSA entre 8 e 20 m2/g.
- 11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, em que o produto de carbonato de cálcio precipitado obtido na etapa (b) tem uma quantidade total de estrôncio de 0,2 a 15 mole/tonelada métrica seca.
- 12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, em que o produto de carbonato de cálcio precipitado obtido na etapa (b) tem uma quantidade total de estrôncio de 1 a 5 mole/tonelada métrica seca.
- 13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, em que o produto de carbonato de cálcio precipitado obtido na etapa (b) contém um teor de polimorfo aragonitico maior que 60% em peso seco. 4 ΡΕ2371766
- 14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, em que o produto de carbonato de cálcio precipitado obtido na etapa (b) contém um teor de aragonite polimorfo maior que 70% em peso seco. Lisboa, 15 de maio de 2013 1 ΡΕ2371766 REFERENCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO Esta lista de referências citadas pelo requerente é apenas para conveniência do leitor. A mesma não faz parte do documento da patente Europeia. Ainda que tenha sido tomado o devido cuidado ao compilar as referências, podem não estar excluídos erros ou omissões e o IEP declina quaisquer responsabilidades a esse respeito. Documentos de patentes citadas na Descrição » GB 2145074 A « JF511893SS « JF6328Q81SB ♦ JP 1818811 A " JP 5S22322S S * GB 841860 Â
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