RU2574242C2 - Method for manufacturing calcium carbonate-containing material with processed surface and thereof application for removal of organic material from water medium - Google Patents
Method for manufacturing calcium carbonate-containing material with processed surface and thereof application for removal of organic material from water medium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574242C2 RU2574242C2 RU2013107370/05A RU2013107370A RU2574242C2 RU 2574242 C2 RU2574242 C2 RU 2574242C2 RU 2013107370/05 A RU2013107370/05 A RU 2013107370/05A RU 2013107370 A RU2013107370 A RU 2013107370A RU 2574242 C2 RU2574242 C2 RU 2574242C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- calcium carbonate
- salt
- fatty acid
- treated
- mass
- Prior art date
Links
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 254
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 122
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 103
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 54
- 239000011368 organic material Substances 0.000 title claims description 40
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 19
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims abstract description 82
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims abstract description 82
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims abstract description 82
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 69
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims abstract description 56
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims abstract description 23
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims abstract description 19
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- -1 fatty acid salt Chemical class 0.000 claims description 35
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims description 30
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 30
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 30
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 26
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 20
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 15
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 11
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 11
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 9
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims description 9
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 9
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 7
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 5
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims description 5
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 1-aminopropan-2-ol Chemical compound CC(O)CN HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 claims description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000003152 propanolamines Chemical class 0.000 claims description 2
- 229960003563 calcium carbonate Drugs 0.000 claims 36
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 claims 36
- 229940017873 dolomite Drugs 0.000 claims 2
- 229960005069 calcium Drugs 0.000 claims 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 10
- 150000002943 palmitic acids Chemical class 0.000 description 25
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 24
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 21
- 239000000047 product Substances 0.000 description 19
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 14
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 14
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N octanoic acid Chemical compound CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 11
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 11
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 11
- CBTVGIZVANVGBH-UHFFFAOYSA-N aminomethyl propanol Chemical compound CC(C)(N)CO CBTVGIZVANVGBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 9
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 229940058020 2-amino-2-methyl-1-propanol Drugs 0.000 description 7
- 239000005635 Caprylic acid (CAS 124-07-2) Substances 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 6
- 229960002446 octanoic acid Drugs 0.000 description 6
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 6
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 6
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 5
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 5
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 150000007933 aliphatic carboxylic acids Chemical class 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 4
- IYNGLSRZLOHZJA-UHFFFAOYSA-N 1,4,7-triazabicyclo[5.2.2]undecane Chemical compound C1CN2CCN1CCNCC2 IYNGLSRZLOHZJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 101000802895 Dendroaspis angusticeps Fasciculin-1 Proteins 0.000 description 3
- 101000611023 Homo sapiens Tumor necrosis factor receptor superfamily member 6 Proteins 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 102100040403 Tumor necrosis factor receptor superfamily member 6 Human genes 0.000 description 3
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 3
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 3
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 3
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 3
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 2
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 2
- 101000802894 Dendroaspis angusticeps Fasciculin-2 Proteins 0.000 description 2
- 101150018234 Fas3 gene Proteins 0.000 description 2
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 2
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 2
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 2
- 101100000443 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) ACC1 gene Proteins 0.000 description 2
- 101100421190 Schistocerca americana SEMA-1A gene Proteins 0.000 description 2
- 229930182558 Sterol Natural products 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N decanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCC(O)=O GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 101150087848 fas4 gene Proteins 0.000 description 2
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 2
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 2
- 238000004442 gravimetric analysis Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 2
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 150000003432 sterols Chemical class 0.000 description 2
- 235000003702 sterols Nutrition 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000004441 surface measurement Methods 0.000 description 2
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRAHAGWQEMMUGK-UHFFFAOYSA-M 1,1-dimethyl-3,5-dimethylidenepiperidin-1-ium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+]1(C)CC(=C)CC(=C)C1 KRAHAGWQEMMUGK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- HNSDLXPSAYFUHK-UHFFFAOYSA-N 1,4-bis(2-ethylhexyl) sulfosuccinate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)CC(S(O)(=O)=O)C(=O)OCC(CC)CCCC HNSDLXPSAYFUHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 1
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 1
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 1
- 230000005653 Brownian motion process Effects 0.000 description 1
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005632 Capric acid (CAS 334-48-5) Substances 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 244000166124 Eucalyptus globulus Species 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000004831 Hot glue Substances 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- 241000218652 Larix Species 0.000 description 1
- 235000005590 Larix decidua Nutrition 0.000 description 1
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N Linoleic acid Chemical compound CCCCC\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(O)=O OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N 0.000 description 1
- 241000294754 Macroptilium atropurpureum Species 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000003021 Tsuga heterophylla Species 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 229910001963 alkali metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 1
- 238000005537 brownian motion Methods 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- PBAYDYUZOSNJGU-UHFFFAOYSA-N chelidonic acid Natural products OC(=O)C1=CC(=O)C=C(C(O)=O)O1 PBAYDYUZOSNJGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001919 chlorite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052619 chlorite group Inorganic materials 0.000 description 1
- QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N chlorous acid Chemical compound OCl=O QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N endo-cyclopentadiene Natural products C1C=CC=C1 ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- BLCTWBJQROOONQ-UHFFFAOYSA-N ethenyl prop-2-enoate Chemical class C=COC(=O)C=C BLCTWBJQROOONQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 239000012208 gear oil Substances 0.000 description 1
- 238000000892 gravimetry Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000020778 linoleic acid Nutrition 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-IXWMQOLASA-N linoleic acid Natural products CCCCC\C=C/C\C=C\CCCCCCCC(O)=O OYHQOLUKZRVURQ-IXWMQOLASA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229920001206 natural gum Polymers 0.000 description 1
- 239000003305 oil spill Substances 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002927 oxygen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 1
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 238000001139 pH measurement Methods 0.000 description 1
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 150000003463 sulfur Chemical class 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N tetradecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC[14C](O)=O TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N 0.000 description 1
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010875 treated wood Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011276 wood tar Substances 0.000 description 1
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к способу изготовления содержащего карбонат кальция материала с обработанной поверхностью, к полученному этим способом содержащему карбонат кальция материалу с обработанной поверхностью, к использованию этого содержащего карбонат кальция материала с обработанной поверхностью для удаления органического материала, а также к композиту карбоната кальция с обработанной поверхностью и органического материала и его применениям.The present invention relates to a method for manufacturing a surface-treated calcium carbonate-containing material, to a surface-treated calcium carbonate-containing material, to the use of a surface-treated calcium carbonate-containing material for removing organic material, and to a surface-treated calcium carbonate composite and organic material and its applications.
Органический материал, характеризуемый как «клейкий», т.е. проявляющий относительно высокую степень клейкости и/или адгезионной способности по отношению к определенным поверхностям, создает проблемы в разнообразных ситуациях. Масляные органические материалы, такие как нефть и ее производные, попадающие в природные водные среды, приводят к экологическим катастрофам, когда такие вещества прилипают к внутренним или внешним поверхностям организма (например, к поверхности птичьих крыльев или легких), которые находятся в контакте с данной средой.Organic material characterized as “sticky”, i.e. exhibiting a relatively high degree of stickiness and / or adhesion to certain surfaces, creates problems in a variety of situations. Oily organic materials, such as oil and its derivatives, which enter natural aquatic environments, lead to environmental disasters when such substances adhere to the internal or external surfaces of the body (for example, the surface of bird wings or lungs) that are in contact with this medium .
Разработан ряд способов обработки для удаления нефти с поверхности воды. Опилки, торфяные волокна, диатомовая земля, вспученный перлит и вермикулит - все они используются для поглощения нефти, как описано в патенте США №3414511. Преследуя ту же цель, патент США №3855152 и патент США №4011175 описывают использование вспученного перлита, смешанного с асфальтом, волокнами целлюлозы и глиной для получения смеси, которую высыпают на разливы нефти.A number of processing methods have been developed to remove oil from the surface of the water. Sawdust, peat fiber, diatomaceous earth, expanded perlite and vermiculite are all used to absorb oil, as described in US patent No. 3414511. Pursuing the same goal, US Pat. No. 3,855,152 and US Pat. No. 4,011,175 describe the use of expanded perlite mixed with asphalt, cellulose fibers and clay to form a mixture that is poured onto oil spills.
Предшествующий уровень техники также предлагает для этой цели материалы с обработанной поверхностью, например, в патенте США №3382170, где используют вспученный перлит, покрытый кремнийорганическим соединением, в японском патенте №7445,467, где гранулы перлита покрывают полипропиленом, получая олеофильные/гидрофобные гранулы для обработки разливов нефти, в то время как патент США №3696051 описывает использование вермикулита, покрытого циклопентадиенильным соединением металла. В патенте США №2464204, минеральный заполнитель, такой как песок, смешивают с нефтяным битумом и топочным мазутом и нагревают, получая агрегированные частицы, содержащие покрытие из твердого углерода. Патент США №5035804 описывает композиции, включающие мелкозернистый материал, такой как вспученный перлит или вермикулит, или песок, покрытый олеофильным/гидрофобным слоем, включающим серу, сульфат металла, нитрат щелочного металла и пережженное углеводородное масло.The prior art also provides surface treated materials for this purpose, for example, in US Pat. No. 3,321,270, where expanded perlite coated with an organosilicon compound is used, in Japanese Patent No. 7,445,467, where perlite granules are coated with polypropylene to obtain oleophilic / hydrophobic granules for oil spill treatments, while US Patent No. 3,696,051 describes the use of vermiculite coated with a cyclopentadienyl metal compound. In US patent No. 2464204, a mineral aggregate, such as sand, is mixed with petroleum bitumen and heating oil and heated, obtaining aggregated particles containing a coating of solid carbon. US Pat. No. 5,035,804 describes compositions comprising fine-grained material, such as expanded perlite or vermiculite, or sand coated with an oleophilic / hydrophobic layer comprising sulfur, metal sulfate, alkali metal nitrate and burnt hydrocarbon oil.
Клейкие органические материалы, в том числе, например, кремнийорганические каучуки и пеногасители, также создают проблему в бумажной промышленности, где возникают известные «проблемы смол» или «проблемы клейких материалов», описываемые, главным образом, как отложение органического клейкого материала, выделяющегося из водной суспензии, на оборудовании для изготовления бумаги или в виде пятен на самом бумажном полотне.Adhesive organic materials, including, for example, silicone rubbers and defoamers, also pose a problem in the paper industry, where there are known "resin problems" or "problems of adhesive materials", described mainly as the deposition of organic adhesive material released from water suspensions, on equipment for making paper or in the form of spots on the paper web itself.
Основной источник волокон для изготовления бумаги представляет собой древесную массу, которую разлагают на составляющие ее волокна в процессе варки целлюлозы путем сочетания механической, термической и химической обработки. В ходе этого процесса природная камедь, содержащаяся в древесной массе, выделяется в технологическую воду в виде микроскопических капель. Эти капли называются смолой. Проблемы возникают, когда коллоидная смола дестабилизируется в своей исходной форме эмульсии и осаждается на поверхностях влажной стороны бумажного завода, где частицы могут образовывать агломераты, которые, в конечном счете, выделяются и появляются в форме видимых пятен на бумаге, окрашивая ее в цвет от желтого до черного.The main source of fiber for making paper is wood pulp, which is decomposed into its constituent fibers during the pulping process by a combination of mechanical, thermal and chemical treatment. During this process, the natural gum contained in the wood pulp is released into the process water in the form of microscopic drops. These drops are called tar. Problems arise when the colloidal resin is destabilized in its original form of emulsion and deposited on the wet side of the paper mill, where particles can form agglomerates, which ultimately stand out and appear in the form of visible spots on the paper, dyeing it from yellow to black.
Сегодня в процессе изготовления бумаги все чаще значение pH является нейтральным или слегка щелочным, таким образом что удаление смолы больше не является автоматическим следствием использования квасцов. Увеличение pH до почти нейтрального уровня представляет собой растущую тенденцию в бумаге с содержанием древесной массы, и, таким образом, удаление смолы в таких условиях также приобретает все большее значение.Today, in the papermaking process, the pH is increasingly neutral or slightly alkaline, so that removing the resin is no longer an automatic consequence of the use of alum. Raising the pH to an almost neutral level is a growing trend in wood pulp paper, and thus removing the resin under such conditions is also becoming increasingly important.
Кроме того, механически обработанные бумажные массы содержат значительно больше растворимого и коллоидного материала, чем химически обработанные бумажные массы и бумажные массы из вторичного сырья.In addition, machined pulps contain significantly more soluble and colloidal material than chemically treated pulps and recycled pulps.
Для полноты заявитель желает упомянуть следующие патентные заявки на свое имя в отношении удаления смолы. Международная патентная заявка WO 2008/077877 описывает измельченный во влажном состоянии бентонит и тальк, который используют для удаления белой смолы. Международная патентная заявка WO 2008/113839 описывает способ удаления смолы из водной среды, где природный карбонат кальция с химически обработанной поверхностью или водная суспензия, включающая карбонат кальция с химически обработанной поверхностью со значением pH, превышающим 6,0 и измеренным при 20°C, добавляют в среду, где карбонат кальция с химически обработанной поверхностью представляет собой продукт реакции природного карбоната кальция с диоксидом углерода и одной или несколькими кислотами.For completeness, the applicant wishes to mention the following patent applications in his name regarding the removal of the resin. International patent application WO 2008/077877 describes wet ground bentonite and talc, which is used to remove white resin. International patent application WO 2008/113839 describes a method for removing resin from an aqueous medium, wherein natural chemically treated surface calcium carbonate or an aqueous suspension comprising chemically treated surface calcium carbonate with a pH value greater than 6.0 and measured at 20 ° C. is added on an environment where a chemically treated surface calcium carbonate is the product of a reaction of natural calcium carbonate with carbon dioxide and one or more acids.
Кроме того, заявитель желает упомянуть следующие патентные заявки на свое имя, в которых описан карбонат кальция с обработанной поверхностью для использования в пластмассовых изделиях. Международная патентная заявка WO 2005/121257 описывает сухой минеральный пигмент, отличающийся тем, что он содержит продукт, получаемый на месте применения путем множества реакций между карбонатом кальция и одним или несколькими донорами ионов H3O+, имеющими силу от умеренной до высокой, газообразным CO2 и одним или несколькими соединениями формулы R-X, где R-X представляет собой углеродсодержащий радикал и X представляет собой группы, такие как аминогруппы, карбоксильные, гидроксильные, фосфоновые группы или их сочетания. Международная патентная заявка WO 2008/125955 описывает способ изготовления обработанного минерального наполнителя в качестве продукта, имеющего пониженную летучесть, где способ включает стадии обработки, по меньшей мере, одного сухого минерального наполнителя, по меньшей мере, одной солью металла группы II или группы III и алифатической монокарбоновой кислоты С8-С24 для получения минерального наполнителя в качестве промежуточного продукта, после чего следует обработка минерального наполнителя в качестве промежуточного продукта, по меньшей мере, одной алифатической монокарбоновой кислотой С8-С24 для получения обработанного минерального наполнителя в качестве продукта. Наконец, международная патентная заявка WO 2010/023144 описывает обработанный минеральный наполнитель в качестве продукта, который включает, по меньшей мере, один минеральный наполнитель и обработанный слой, расположенный на поверхности указанного минерального наполнителя (наполнителей), где указанный обработанный слой включает, по меньшей мере, одну насыщенную алифатическую карбоновую кислоту С8-С24 и, по меньшей мере, одну соль двухвалентного и/или трехвалентного катиона и одной или нескольких насыщенных алифатических карбоновых кислот С8-С24, где массовое соотношение всех солей указанных алифатических карбоновых кислот и всех указанных алифатических карбоновых кислот составляет от 51:49 до 75:25; и указанный обработанный слой присутствует в количестве, составляющем, по меньшей мере, 2,5 мг на 1 м2 поверхности указанного минерального наполнителя.In addition, the applicant wishes to mention the following patent applications in his name, which describe surface-treated calcium carbonate for use in plastic products. International patent application WO 2005/121257 describes a dry mineral pigment, characterized in that it contains a product obtained at the place of use by a plurality of reactions between calcium carbonate and one or more H 3 O + ion donors having a moderate to high CO gaseous strength 2 and one or more compounds of the formula RX, wherein RX is a carbon-containing radical and X is a group such as amino groups, carboxyl, hydroxyl, phosphonic groups, or combinations thereof. International patent application WO 2008/125955 describes a method for manufacturing a treated mineral filler as a product having reduced volatility, where the method comprises the steps of treating at least one dry mineral filler with at least one group II or group III metal salt and an aliphatic monocarboxylic acid C 8 -C 24 to obtain a mineral filler as an intermediate product, followed by treatment of the mineral filler as an intermediate product, at least at least one C 8 -C 24 aliphatic monocarboxylic acid to obtain a processed mineral filler as a product. Finally, international patent application WO 2010/023144 describes a treated mineral filler as a product that includes at least one mineral filler and a treated layer located on the surface of said mineral filler (s), wherein said treated layer includes at least , one saturated aliphatic carboxylic acid C 8 -C 24 and at least one salt of a divalent and / or trivalent cation and one or more saturated aliphatic carboxylic acids C 8 -C 24 , where the mass ratio of all salts of these aliphatic carboxylic acids and all of these aliphatic carboxylic acids is from 51:49 to 75:25; and said treated layer is present in an amount of at least 2.5 mg per 1 m 2 of the surface of said mineral filler.
Наконец, заявитель желает упомянуть неопубликованные европейские патентные заявки №09167246.9 и №10151846.2, в которых описано использование 2-амино-2-метил-1-пропанола (AMP) и полиэтиленимина (PEI) соответственно, в качестве добавок в минеральной суспензии, чтобы увеличивать значение pH суспензии, ограничивая при этом изменения электропроводности. Неопубликованная европейская патентная заявка 09178228.4 описывает использование первичных алканоламинов одноатомных спиртов в качестве усилителей биоцидов, в то время как неопубликованная европейская патентная заявка №10157099.2 описывает модифицированные полиалкиленимины в качестве флотационной добавки.Finally, the applicant wishes to mention the unpublished European patent applications No. 09167246.9 and No. 10151846.2, which describe the use of 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP) and polyethyleneimine (PEI), respectively, as additives in mineral suspension to increase the value pH of the suspension, while limiting changes in electrical conductivity. Unpublished European patent application 09178228.4 describes the use of primary alkanolamines of monohydric alcohols as biocide enhancers, while unpublished European patent application No. 10157099.2 describes modified polyalkyleneimines as a flotation additive.
Тальк признан в качестве эффективной добавки для удаления смоляных отложений, и его используют для обработки разливов нефти. Считается, что тальк уменьшает клейкость органических веществ, таких как смола и нефть, за счет покрытия поверхностей соответствующих масляных агломератов.Talc is recognized as an effective additive for removing tar deposits and is used to treat oil spills. Talc is believed to reduce the stickiness of organic substances, such as tar and oil, by coating the surfaces of the corresponding oil agglomerates.
Однако поскольку необходимо удалять не только органический материал, находящийся на поверхности водной среды, но также коллоидный органический материал, который диспергирован в объеме данной среды, оказывается желательным вводить реагент для обработки в форме водной суспензии. Реагенты для обработки, такие как тальк, обладают недостатком в том, что необходимо тщательно обрабатывать их поверхность и/или механически перемешивать их, чтобы обеспечить достаточное смачивание для введения в объем водной фазы.However, since it is necessary to remove not only the organic material located on the surface of the aqueous medium, but also the colloidal organic material that is dispersed in the bulk of the medium, it is desirable to introduce the treatment reagent in the form of an aqueous suspension. Processing reagents, such as talc, have the disadvantage of carefully treating their surface and / or mixing them mechanically to ensure that they are sufficiently wetted to introduce the aqueous phase into the bulk.
Таким образом, существует постоянная потребность в альтернативных экономичных материалах, которые являются легкодоступными, которые можно вводить в форме водной суспензии и которые способны удалять органический материал, находящийся как в объеме, так и на поверхности водных систем.Thus, there is a continuing need for cost-effective alternative materials that are readily available, which can be administered in the form of an aqueous suspension and which are capable of removing organic material both in volume and on the surface of aqueous systems.
Вышеупомянутая задача была неожиданно решена в настоящем изобретении, предлагающем способ изготовления содержащего карбонат кальция материала, поверхность которого обработана одной или несколькими солями жирных кислот С5-С28, в результате чего получается содержащий карбонат кальция материал с обработанной поверхностью, и введение этого содержащего карбонат кальция материала с обработанной поверхностью или водной суспензии, включающей этот содержащий карбонат кальция материал с обработанной поверхностью, в водную среду для удаления органического материала, содержащегося в водной среде,The above problem was unexpectedly solved in the present invention, providing a method of manufacturing a material containing calcium carbonate, the surface of which is treated with one or more salts of fatty acids C 5 -C 28 , resulting in a containing calcium carbonate surface-treated material, and the introduction of this containing calcium carbonate surface treated material or an aqueous suspension comprising this surface treated calcium carbonate containing material in an aqueous medium to be removed ia organic material contained in the aquatic environment,
Продукт, получаемый в результате такого удаления, другими словами композитный материал, образованный содержащим карбонат кальция материалом с обработанной поверхностью и органическим материалом, также представляет собой предмет настоящего изобретения. Такие композитные материалы могут найти разнообразные применения, в том числе их можно использовать в качестве наполнителя для бумаги.The product resulting from such removal, in other words, a composite material formed by a surface treated calcium material and organic material containing calcium carbonate, is also an object of the present invention. Such composite materials can find a variety of applications, including they can be used as filler for paper.
Для цели настоящего изобретения термин «удаление органического материала из водной среды» означает (1) уменьшение клейкости этого органического материала, и/или (2) связывание этого органического материала с образованием композита и/или (3) уменьшение химического потребления кислорода (COD) водной фазы. Последнюю величину можно измерять, как описано ниже в разделе «Примеры». Образование композита оценивают по уменьшению мутности водной среды, и его можно также измерять, как описано ниже в разделе «Примеры».For the purpose of the present invention, the term “removal of organic material from an aqueous medium” means (1) a decrease in the stickiness of this organic material, and / or (2) the bonding of this organic material to form a composite and / or (3) a decrease in the chemical oxygen demand (COD) of an aqueous phase. The latter value can be measured as described below in the Examples section. The formation of the composite is evaluated by reducing the turbidity of the aquatic environment, and it can also be measured as described below in the "Examples" section.
Способ изготовления содержащего карбонат кальция материала с обработанной поверхностью согласно настоящему изобретению включает следующие стадии:A method of manufacturing a surface treated calcium carbonate containing material according to the present invention includes the following steps:
а) предоставление, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала;a) providing at least one material containing calcium carbonate;
b) предоставление, по меньшей мере, одной соли жирной кислоты С5-С28, выбранной из группы, включающей первичные соли первичных алканоламинов одноатомных спиртов, соли полиэтиленимина и их смеси;b) providing at least one salt of a C 5 -C 28 fatty acid selected from the group consisting of primary salts of primary alkanolamines of monohydric alcohols, salts of polyethyleneimine and mixtures thereof;
c) обработка указанного содержащего карбонат кальция материала, полученного на стадии а), путем его контакта с указанной солью (солями) жирных кислот, полученных на стадии b);c) treating said calcium carbonate-containing material obtained in step a) by contacting said salt (s) of fatty acids obtained in step b);
d) получение содержащего карбонат кальция материала с обработанной поверхностью.d) preparing a surface treated calcium carbonate containing material.
Предпочтительно карбонат кальция для указанного содержащего карбонат кальция материала выбирают из группы, включающей тонкодисперсный природный карбонат кальция, доломит, осажденный карбонат кальция и их смеси. Указанный карбонат кальция может присутствовать в указанном содержащем карбонат кальция материале в сочетании с дополнительными минеральными веществами, такими как тальк и/или слюда.Preferably, the calcium carbonate for said calcium carbonate-containing material is selected from the group consisting of finely divided natural calcium carbonate, dolomite, precipitated calcium carbonate, and mixtures thereof. Said calcium carbonate may be present in said calcium carbonate-containing material in combination with additional minerals such as talc and / or mica.
Доломит означает минерал доломит, который представляет собой двойной карбонат кальция и магния, т.е. CaMg(CO3)2. Минерал доломит добывают из доломитовой горной породы, состоящей практически полностью из доломита, или в сочетании с карбонатом кальция из доломитового известняка.Dolomite means the mineral dolomite, which is a double carbonate of calcium and magnesium, i.e. CaMg (CO 3 ) 2 . The dolomite mineral is mined from dolomite rock, consisting almost entirely of dolomite, or in combination with calcium carbonate from dolomite limestone.
«Тонкодисперсный природный карбонат кальция» (GNCC) в значении настоящего изобретения представляет собой карбонат кальция, получаемый из природных источников, таких как известняк, мрамор или мел, и подвергаемый обработке, такой как помол, просеивание и/или фракционирование во влажном и/или сухом состоянии, например, с помощью циклонного фильтра, сортировочной установки или центрифуги.“Fine Natural Calcium Carbonate” (GNCC) within the meaning of the present invention is calcium carbonate obtained from natural sources such as limestone, marble or chalk, and subjected to processing such as grinding, sieving and / or fractionation in wet and / or dry condition, for example using a cyclone filter, sorting plant or centrifuge.
«Осажденный карбонат кальция» (РСС) в значении настоящего изобретения представляет собой синтезированный материал, получаемый, как правило, осаждением в результате реакции диоксида углерода и гидроксида кальция в водной среде или осаждением из водного источника ионов кальция и карбоната. РСС может представлять собой метастабильный фатерит, стабильный кальцит или арагонит. В одном варианте осуществления этот РСС может быть измельченным."Precipitated calcium carbonate" (RCC) within the meaning of the present invention is a synthesized material obtained, as a rule, by precipitation by the reaction of carbon dioxide and calcium hydroxide in an aqueous medium or by precipitation from an aqueous source of calcium ions and carbonate. RCC can be metastable faterite, stable calcite or aragonite. In one embodiment, the PCC may be ground.
Указанный GNCC или РСС может на поверхности реагировать, образуя карбонат кальция с химически обработанной поверхностью, которые представляют собой материалы, включающие GNCC и/или РСС, и нерастворимую, по меньшей мере, частично кристаллическую некарбонатную кальциевую соль, покрывающую поверхность, по меньшей мере, части карбоната кальция. Такие продукты с химически обработанной поверхностью можно получать, например, как описывают международная патентная заявка WO 00/39222, международная патентная заявка WO 2004/083316, международная патентная заявка WO 2005/121257, международная патентная заявка WO 2009/074492, неопубликованная европейская патентная заявка под регистрационным номером 09162727,3 и неопубликованная европейская патентная заявка под регистрационным номером 09162738.0.Said GNCC or PCC may react on the surface to form calcium carbonate with a chemically treated surface, which are materials including GNCC and / or PCC, and an insoluble, at least partially crystalline non-carbonate calcium salt covering the surface of at least a portion calcium carbonate. Such chemically treated surface products can be obtained, for example, as described in international patent application WO 00/39222, international patent application WO 2004/083316, international patent application WO 2005/121257, international patent application WO 2009/074492, unpublished European patent application under registration number 09162727.3 and the unpublished European patent application under registration number 09162738.0.
Указанный содержащий карбонат кальция материал, полученный на стадии а), предпочтительно содержит, по меньшей мере, 50%, предпочтительно, по меньшей мере, 90 масс. % карбоната кальция по отношению к суммарной массе указанного содержащего карбонат кальция материала.The specified containing calcium carbonate material obtained in stage a), preferably contains at least 50%, preferably at least 90 mass. % calcium carbonate in relation to the total weight of the specified material containing calcium carbonate.
В предпочтительном варианте осуществления от 10 до 90%, предпочтительно от 30 до 85%, предпочтительнее от 60 до 80 масс. % частиц содержащего карбонат кальция материала, которые присутствуют перед обработкой, имеют диаметр, составляющий менее чем 1 мкм при определении согласно методу измерений, представленному ниже в разделе «Примеры».In a preferred embodiment, from 10 to 90%, preferably from 30 to 85%, more preferably from 60 to 80 mass. % of the particles containing calcium carbonate material that are present before processing have a diameter of less than 1 μm as determined according to the measurement method presented in the Examples section below.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления от 80 до 97%, предпочтительно от 90 до 98 масс. % частиц содержащего карбонат кальция материала, которые присутствуют перед обработкой, имеют диаметр, составляющий менее чем 2 мкм при определении согласно методу измерений, представленному ниже в разделе «Примеры».In another preferred embodiment, from 80 to 97%, preferably from 90 to 98 mass. % of the particles containing calcium carbonate material that are present before processing have a diameter of less than 2 μm when determined according to the measurement method presented below in the "Examples" section.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления, медианный диаметр частиц содержащего карбонат кальция материала, которые присутствуют перед обработкой, т.е. значение d50 составляет от 0,4 до 5 мкм, предпочтительно от 0,5 до 1 мкм при измерении согласно приведенному ниже разделу «Примеры».In yet another preferred embodiment, the median particle diameter of the calcium carbonate-containing material that is present prior to treatment, i.e. the d 50 value is from 0.4 to 5 μm, preferably from 0.5 to 1 μm, as measured according to the Examples section below.
В предпочтительном варианте осуществления содержащий карбонат кальция материал перед обработкой имеет удельную поверхность по методу BET, составляющую от 1 до 200 м2/г, предпочтительно от 7 до 15 м2/г при определении согласно методу измерений, представленному ниже в разделе «Примеры».In a preferred embodiment, the calcium carbonate-containing material prior to treatment has a BET specific surface area of 1 to 200 m 2 / g, preferably 7 to 15 m 2 / g, as determined according to the measurement method presented in the Examples section below.
В одном варианте осуществления указанный содержащий карбонат кальция материал, полученный на стадии а), изготавливают в форме водной суспензии. В этом варианте осуществления указанная суспензия имеет содержание содержащего карбонат кальция материала, которое составляет от 1 масс. % до 79 масс. %, предпочтительнее от 3 масс. % до 78 масс. %, еще предпочтительнее от 55 масс. % до 75 масс. % по отношению к массе суспензии. Хотя указанный содержащий карбонат кальция материал можно диспергировать, используя диспергатор, или предварительно измельчать, используя интенсификатор помола, такие как диспергатор или интенсификатор помола на полиакрилатной основе, считается предпочтительным, чтобы в суспензии указанного содержащего карбонат кальция материала отсутствовал диспергатор или интенсификатор помола. Если используют диспергатор или интенсификатор помола, предпочтительно его введение в малом количестве, т.е. от 0,02 до 0,5% сухой массы по отношению к сухой массе содержащего карбонат кальция материала. В альтернативном варианте осуществления диспергатор или интенсификатор помола присутствует в количестве, соответствующем от 0,05 до 1 мг на 1 м2 поверхности содержащего карбонат кальция материала, причем площадь поверхности содержащего карбонат кальция материала определяют на основании измерений удельной поверхности методом BET, как описано в приведенном ниже разделе «Примеры».In one embodiment, said calcium carbonate-containing material obtained in step a) is made in the form of an aqueous suspension. In this embodiment, the specified suspension has a content containing calcium carbonate material, which is from 1 mass. % to 79 mass. %, preferably from 3 wt. % to 78 mass. %, even more preferably from 55 wt. % to 75 mass. % relative to the weight of the suspension. Although said calcium carbonate-containing material can be dispersed using a dispersant, or pre-pulverized using a grinding aid, such as a dispersant or a grinding aid, based on a polyacrylate base, it is preferred that there is no grinding dispersant or grinding aid in the suspension of said calcium carbonate-containing material. If a grinding dispersant or intensifier is used, it is preferable to introduce it in a small amount, i.e. from 0.02 to 0.5% dry weight relative to the dry weight of calcium carbonate-containing material. In an alternative embodiment, the grinding dispersant or intensifier is present in an amount corresponding to from 0.05 to 1 mg per 1 m 2 of the surface of the calcium carbonate-containing material, the surface area of the calcium carbonate-containing material being determined based on specific surface measurements by BET, as described in the above. Below is the "Examples" section.
Согласно настоящему изобретению поверхность, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала обрабатывают одной или несколькими солями жирных кислот С5-С28, выбранными из группы, включающей соли первичных алканоламинов одноатомных спиртов, соли полиэтиленимина и их смеси.According to the present invention, the surface of at least one calcium carbonate-containing material is treated with one or more C 5 -C 28 fatty acid salts selected from the group consisting of salts of primary alkanolamines of monohydric alcohols, salts of polyethyleneimine and mixtures thereof.
В предпочтительном варианте осуществления указанная соль жирной кислоты С5-С28 представляет собой соль жирной кислоты С6-С24, предпочтительнее соль жирной кислоты C8-C18.In a preferred embodiment, said C 5 -C 28 fatty acid salt is a C 6 -C 24 fatty acid salt, more preferably a C 8 -C 18 fatty acid salt.
В предпочтительном варианте осуществления указанная соль жирной кислоты С5-С28 представляет собой соль жирной кислоты, у которой йодное число составляет менее чем 5 г I2/100 г соли жирной кислоты. Определение йодного числа хорошо известно специалисту в данной области техники, а именно включает добавление йода к 100 г образца жирной кислоты, после чего следует обратное титрование избытка йода в растворе тиосульфатом натрия.In a preferred embodiment, said fatty acid salt is a C 5 -C 28 fatty acid is a salt which has an iodine number of less than 5 g I 2/100 g of fatty acid salt. The determination of the iodine number is well known to a person skilled in the art, namely, the addition of iodine to 100 g of a fatty acid sample, followed by back titration of the excess iodine in the solution with sodium thiosulfate.
В предпочтительном варианте осуществления указанная соль жирной кислоты С5-С28 представляет собой соль линейной жирной кислоты, если указанная жирная кислота представляет собой жирную кислоту С6-С9.In a preferred embodiment, said C 5 -C 28 fatty acid salt is a linear fatty acid salt if said fatty acid is a C 6 -C 9 fatty acid.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления указанная соль жирной кислоты С5-С28 представляет собой смесь соли (солей) пальмитиновой кислоты и соли (солей) стеариновой кислоты, предпочтительно при массовом соотношении жирных кислот (пальмитиновая кислота:стеариновая кислота), составляющем от 2:1 до 1:2.In a most preferred embodiment, said C 5 -C 28 fatty acid salt is a mixture of the palmitic acid salt (s) and stearic acid salt (s), preferably with a weight ratio of fatty acids (palmitic acid: stearic acid) of 2: 1 to 1: 2.
Указанная соль жирной кислоты С5-С28 предпочтительно нейтрализована на 30-110 мол. % указанным первичным алканоламином одноатомного спирта и/или полиэтиленимином. В случае соли полиэтиленимина указанная соль жирной кислоты С5-С28 предпочтительно нейтрализована на 35-45 мол. %. В случае первичного алканоламина одноатомного спирта указанная соль жирной кислоты С5-С28 предпочтительно нейтрализована на 90-100 мол. %. Молярную процентную долю нейтрализации определяют на основании числа моль жирной кислоты, подлежащей нейтрализации. Молярная процентная доля нейтрализации, превышающая 100 мол. %, означает, что в процессе нейтрализации добавляют избыток первичного алканоламина одноатомного спирта и/или полиэтиленимина.The specified salt of a fatty acid With 5 -C 28 is preferably neutralized to 30-110 mol. % of the specified primary alkanolamine monohydroxy alcohol and / or polyethyleneimine. In the case of a polyethyleneimine salt, said C 5 -C 28 fatty acid salt is preferably neutralized to 35-45 mol. % In the case of primary alkanolamine of a monohydric alcohol, said C 5 -C 28 fatty acid salt is preferably neutralized to 90-100 mol. % The molar percentage of neutralization is determined based on the number of moles of fatty acid to be neutralized. The molar percentage of neutralization in excess of 100 mol. %, means that in the process of neutralization add an excess of primary alkanolamine monohydroxy alcohol and / or polyethyleneimine.
Если указанная соль жирной кислоты С5-С28 представляет собой соль полиэтиленимина, считается предпочтительным, чтобы указанный полиэтиленимин был линейным. В этом случае указанный полиэтиленимин предпочтительно имеет молекулярную массу, составляющую от 140 до 700 г/моль и предпочтительно от 146 до 232 г/моль. Для цели настоящего изобретения «молекулярную массу» линейного полиэтиленимина вычисляют непосредственно по соответствующей химической формуле.If said C 5 -C 28 fatty acid salt is a polyethyleneimine salt, it is considered preferred that said polyethyleneimine be linear. In this case, said polyethyleneimine preferably has a molecular weight of 140 to 700 g / mol and preferably 146 to 232 g / mol. For the purpose of the present invention, the "molecular weight" of linear polyethyleneimine is calculated directly by the corresponding chemical formula.
Указанный полиэтиленимин может также представлять собой разветвленный полиэтиленимин, который предпочтительно имеет молекулярную массу, составляющую от 500 до 50000 г/моль и предпочтительнее от 800 до 25000 г/моль. «Молекулярная масса» разветвленных полиалкилениминов перед модификацией в значении настоящего изобретения представляет собой среднемассовую молекулярную массу, которую измеряют методами светорассеяния (LS).The specified polyethyleneimine may also be a branched polyethyleneimine, which preferably has a molecular weight of from 500 to 50,000 g / mol, and more preferably from 800 to 25,000 g / mol. The “molecular weight” of branched polyalkylenimines before modification is, within the meaning of the present invention, the weight average molecular weight that is measured by light scattering (LS) methods.
Если указанная соль жирной кислоты С5-С28 представляет собой соль первичного алканоламина одноатомного спирта, указанный первичный алканоламин одноатомного спирта предпочтительно выбирают из группы, включающей этаноламин, пропаноламины, бутаноламины, пентаноламины и их смеси.If said C 5 -C 28 fatty acid salt is a primary alkanolamine monohydric alcohol salt, said primary alkanolamine monohydric alcohol is preferably selected from the group consisting of ethanolamine, propanolamines, butanolamines, pentanolamines and mixtures thereof.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления указанная соль жирной кислоты С5-С28 представляет собой соль 1-амино-2-пропанола и жирной кислоты С5-С28.In a most preferred embodiment, said C 5 -C 28 fatty acid salt is a salt of 1-amino-2-propanol and C 5 -C 28 fatty acid.
Указанный содержащий карбонат кальция материал (материалы) предпочтительно обрабатывают, используя в сумме от 0,1 до 3 масс. %, предпочтительно 0,5 до 2 масс. % указанной соли (солей) жирной кислоты (жирных кислот) С5-С28 по отношению к сухой массе указанного содержащего карбонат кальция материала (материалов).The specified calcium carbonate-containing material (s) are preferably treated using a total of from 0.1 to 3 masses. %, preferably 0.5 to 2 mass. % of said salt (s) of a fatty acid (fatty acids) C 5 -C 28 with respect to the dry weight of said calcium carbonate-containing material (s).
В альтернативном варианте осуществления указанный содержащий карбонат кальция материал (материалы) обрабатывают, используя в сумме от 0,2 до 5 мг указанной соли (солей) жирной кислоты (жирных кислот) С5-С28 на 1 м2 поверхности содержащего карбонат кальция материала и предпочтительно от 0,5 до 2 мг указанной соли (солей) жирной кислоты (жирных кислот) С5-С28 на 1 м2 поверхности содержащего карбонат кальция материала, где указанную поверхность содержащего карбонат кальция материала определяют на основании измерений удельной поверхности методом BET, как описано в приведенном ниже разделе «Примеры».In an alternative embodiment, said calcium carbonate-containing material (s) are treated using a total of 0.2 to 5 mg of said salt (s) of a fatty acid (s) of C 5 -C 28 per 1 m 2 surface of the calcium carbonate-containing material and preferably from 0.5 to 2 mg of said salt (s) of a fatty acid (fatty acid) C 5 -C 28 per 1 m 2 surface of a calcium carbonate-containing material, where the specified surface of a calcium carbonate-containing material is determined based on specific surface measurements by the method BET as described in the Examples section below.
Указанный содержащий карбонат кальция материал можно обрабатывать посредством контакта указанной соли (солей) жирной кислоты (жирных кислот) С5-С28 с указанным содержащим карбонат кальция материалом в сухой или влажной, например, водной среде.Said calcium carbonate-containing material can be treated by contacting said C 5 -C 28 fatty acid (s) fatty acid salt (s) with said calcium carbonate-containing material in a dry or wet, for example, aqueous medium.
Этот способ сухой или влажной обработки можно осуществлять, смешивая и/или измельчая указанную соль (соли) жирной кислоты С5-С28 с указанным содержащим карбонат кальция материалом при температуре от 5 до 150°C.This method of dry or wet processing can be carried out by mixing and / or grinding the specified salt (salt) of the fatty acid With 5 -C 28 with the specified material containing calcium carbonate at a temperature of from 5 to 150 ° C.
Измельчение можно осуществлять, используя мельницу, и оно может происходить в результате операции самоизмельчения, в которой частицы для измельчения подвергают взаимным столкновениям, или оно может происходить в результате дополнительных столкновений с одним или несколькими другими мелющими предметами, такими как мелющие шары, шлифовальные бруски или шлифовальные шпиндели. Такое измельчение мелющими предметами можно осуществлять, используя, например, шаровую мельницу, такую как мельница, изготавливаемая компанией Dynomill, вибрационная мельница или колесная мельница. В зависимости от типа измельчения, указанное измельчение можно осуществлять в стационарной или вращающейся помольной камере. Указанную соль (соли) жирной кислоты (жирных кислот) С5-С28 можно добавлять к исходному содержащему карбонат кальция материалу и/или в помольную камеру до и/или в ходе процесса измельчения.Grinding can be carried out using a mill, and it can occur as a result of a self-grinding operation in which the particles for grinding are subjected to mutual collisions, or it can occur as a result of additional collisions with one or more other grinding objects, such as grinding balls, grinding stones or grinding spindles. Such grinding by grinding objects can be carried out using, for example, a ball mill, such as a mill manufactured by Dynomill, a vibratory mill or a wheel mill. Depending on the type of grinding, said grinding can be carried out in a stationary or rotating grinding chamber. Said salt (s) of C 5 -C 28 fatty acid (s) can be added to the starting calcium carbonate-containing material and / or to the grinding chamber before and / or during the grinding process.
В случае шаровой мельницы используемые мелющие шары предпочтительно имеют твердость по Бринеллю (Brinell), составляющую от 510 до 600. Предпочтительно их изготавливают из железа, например сплавов на основе железа с молибденом и хромом, фарфора и/или силикатов, и шары имеют средний диаметр, составляющий от 0,1 до 5 мм, предпочтительно от 0,2 до 3 мм и предпочтительнее от 0,5 до 5 мм. Согласно еще одному предпочтительному аспекту, эти мелющие шары присутствуют в массовом соотношении к материалу для измельчения, содержащемся в шаровой мельнице, которое составляет от 10:1 до 100 до 1 предпочтительно от 20:1 до 80:1, предпочтительнее от 30:1 до 60:1.In the case of a ball mill, the grinding balls used preferably have a Brinell hardness of 510 to 600. They are preferably made of iron, for example, alloys based on iron with molybdenum and chromium, porcelain and / or silicates, and the balls have an average diameter, component from 0.1 to 5 mm, preferably from 0.2 to 3 mm, and more preferably from 0.5 to 5 mm. According to another preferred aspect, these grinding balls are present in a weight ratio to the grinding material contained in the ball mill, which is from 10: 1 to 100 to 1, preferably from 20: 1 to 80: 1, more preferably from 30: 1 to 60 :one.
В том случае, где способ обработки представляет собой способ влажной обработки, водную среду для обработки можно обеспечить, используя указанный содержащий карбонат кальция материал в форме водной суспензии и/или используя указанную соль (соли) жирной кислоты (жирных кислот) С5-С28 в форме водного раствора или суспензии.In the case where the processing method is a wet processing method, an aqueous processing medium can be provided using said calcium carbonate-containing material in the form of an aqueous suspension and / or using said C 5 -C 28 fatty acid (s) fatty acid (s) salt in the form of an aqueous solution or suspension.
Указанная соль, раствор или суспензия предпочтительно имеет содержание твердых веществ от 5 до 50 масс. %. Кроме того, можно использовать сухую соль; в таком случае указанная соль предпочтительно представляет собой жидкость при 23°C.The specified salt, solution or suspension preferably has a solids content of from 5 to 50 mass. % In addition, you can use dry salt; in this case, said salt is preferably a liquid at 23 ° C.
Если способ обработки представляет собой способ влажной обработки, полученную водную суспензию в одном варианте осуществления можно сушить, в результате чего получается карбонат кальция с обработанной поверхностью в форме гранул или порошка.If the processing method is a wet processing method, the resulting aqueous suspension in one embodiment can be dried, resulting in a calcium carbonate with a surface treated in the form of granules or powder.
Если способ обработки представляет собой способ сухой обработки, полученные гранулы или порошок можно помещать в водную среду, в результате чего получается карбонат кальция с обработанной поверхностью в форме водной суспензии.If the processing method is a dry processing method, the obtained granules or powder can be placed in an aqueous medium, resulting in calcium carbonate with a surface treated in the form of an aqueous suspension.
Как указано выше, содержащий карбонат кальция материал с обработанной поверхностью, полученный способом согласно настоящему изобретению, представляет собой следующую цель настоящего изобретения.As indicated above, the surface-treated calcium carbonate material obtained by the method of the present invention is a further object of the present invention.
Предпочтительно содержащий карбонат кальция материал с обработанной поверхностью включает от 97 до 99 масс. % содержащего карбонат кальция материала, от 0,1 до 3 масс. % соли (солей) первичного моноалканоламина одноатомного спирта и/или полиэтиленимина (полиэтилениминов) жирной кислоты (жирных кислот) С5-С28 и от 0 до 1,5 масс. % соли (солей) кальция и/или магния и жирной кислоты (жирных кислот) С5-С28.Preferably, the surface-treated calcium carbonate material comprises from 97 to 99 mass. % containing calcium carbonate material, from 0.1 to 3 mass. % salts (salts) of the primary monoalkanolamine monohydroxy alcohol and / or polyethyleneimine (polyethyleneimines) of fatty acid (fatty acids) C 5 -C 28 and from 0 to 1.5 mass. % salt (s) of calcium and / or magnesium and fatty acid (fatty acids) C 5 -C 28 .
Кроме того, было неожиданно обнаружено, что содержащий карбонат кальция материал с обработанной поверхностью, полученный способом согласно настоящему изобретению, можно преимущественно использовать для удаления органического материала из водной среды.In addition, it was unexpectedly discovered that the surface-treated calcium carbonate material obtained by the method of the present invention can advantageously be used to remove organic material from an aqueous medium.
Таким образом, аспект представляет собой не только использование содержащего карбонат кальция материала с обработанной поверхностью, полученного способом согласно настоящему изобретению, для удаления органического материала из водной среды, но также и способ удаления органического материала из водной среды, где указанный содержащий карбонат кальция материал с обработанной поверхностью или водную суспензию, включающую содержащий карбонат кальция материал с обработанной поверхностью, добавляют в среду, где поверхность карбоната кальция обрабатывают, используя одну соль или несколько солей жирной кислоты С5-С28, которые выбирают из группы, включающей соли первичного алканоламина одноатомного спирта и соли полиэтиленимина.Thus, the aspect is not only the use of surface treated calcium carbonate containing material obtained by the method of the present invention to remove organic material from an aqueous medium, but also a method of removing organic material from an aqueous medium, wherein said calcium carbonate containing material is treated a surface or aqueous suspension comprising a surface treated calcium carbonate containing material is added to the medium where the surface of the cal carbonate tion is treated using one or more salt of fatty acid salts of C 5 -C 28, which is selected from the group consisting of primary alkanolamine salt of a monohydric alcohol and polyethyleneimine salts.
Указанный органический материал (материалы) в водной среде, который можно удалять посредством использования указанного карбоната кальция с обработанной поверхностью, включает любые липофильные органические материалы (материал), такие как нефть, производные нефти, клейкие материалы, кремнийорганические каучуки, белая смола (такая как полученная из латекса), смола и их смеси.The specified organic material (s) in an aqueous medium that can be removed by using the surface treated calcium carbonate includes any lipophilic organic materials (material), such as oil, oil derivatives, adhesive materials, silicone rubbers, white resin (such as obtained from latex), resin and mixtures thereof.
Для цели настоящего изобретения органический материал, который можно удалять согласно настоящему изобретению, включает чистые органические материалы и/или материалы, в которых один или несколько неорганических материалов частично или полностью покрыты органическим материалом.For the purpose of the present invention, organic material that can be removed according to the present invention includes pure organic materials and / or materials in which one or more inorganic materials are partially or fully coated with organic material.
Нефть, также называемая термином «сырая нефть», представляет собой смесь углеводородов, имеющих различные массы, таких как парафины, нафтены, ароматические и асфальтовые углеводороды, а также содержащие серу и/или азот, и/или кислородорганические соединения. Точный состав нефти часто определяется месторождением, из которого ее добывают. Ее можно обычно добывать из нефтяных скважин или из нефтеносных или битуминозных песков.Oil, also called the term "crude oil", is a mixture of hydrocarbons having various masses, such as paraffins, naphthenes, aromatic and asphalt hydrocarbons, and also containing sulfur and / or nitrogen, and / or oxygen compounds. The exact composition of oil is often determined by the field from which it is extracted. It can usually be mined from oil wells or from oil or tar sands.
Производные нефти включают органические соединения, полученные путем перегонки или очистки сырой нефти, а также органические соединения, полученные путем термического или каталитического крекинга фракций сырой нефти.Petroleum derivatives include organic compounds obtained by distillation or refining of crude oil, as well as organic compounds obtained by thermal or catalytic cracking of crude oil fractions.
Термин «клейкие материалы» в значении настоящего изобретения служит для описания клейких органических материалов, полученных путем переработки макулатуры. В процессе переработки макулатуры тугоплавкие клеи, связующие материалы и другие термопластические материалы, например от книжных корешков и клейких лент или от пеногасителей на основе кремнийорганических соединений, могут приводить к образованию так называемых «клейких материалов». Большинство из них проявляют гидрофобность в различной степени. Как правило, они представляют собой гибкие органические материалы, такие как связующие материалы на основе сополимера стирола и бутадиена, в общем латекс, который также называется термином «белая смола», когда они вызывают проблемы на влажной стороне бумагоделательной машины, каучук, винилакрилаты, полиизопрен, полибутадиен, термоклеи и т.д. При определенных условиях эти материалы могут становиться клейкими и образовывать отложения в бумагоделательной машине. Данные отложения могут приводить к разрывам бумаги или проявляться как видимые пятна, часто темнеющие при нагревании, в конечном продукте, в результате чего теряется качество бумаги и возникают простои для чистки бумагоделательной машины.The term "adhesive materials" in the meaning of the present invention is used to describe adhesive organic materials obtained by processing waste paper. In the process of recycling paper, refractory adhesives, binders and other thermoplastic materials, such as book roots and adhesive tapes or defoamers based on organosilicon compounds, can lead to the formation of so-called “adhesive materials”. Most of them are hydrophobic to varying degrees. Typically, they are flexible organic materials such as styrene-butadiene copolymer binders, generally latex, which is also called the term “white resin” when they cause problems on the wet side of the paper machine, rubber, vinyl acrylates, polyisoprene, polybutadiene, hot melt adhesives, etc. Under certain conditions, these materials can become sticky and form deposits in the paper machine. These deposits can cause paper tears or appear as visible spots, often darkening when heated, in the final product, resulting in loss of paper quality and downtime for cleaning the paper machine.
Химический состав смолы, как правило, разделяют на четыре класса липофильных компонентов: i) жиры и жирные кислоты, ii) стериловые сложные эфиры и стеролы, iii) терпеноиды и iv) воски. Химический состав зависит от источника волокон, такого как разнообразные виды древесины, и от роста в течение сезона получения образца.The chemical composition of the resin is generally divided into four classes of lipophilic components: i) fats and fatty acids, ii) sterile esters and sterols, iii) terpenoids and iv) waxes. The chemical composition depends on the source of the fibers, such as various types of wood, and on the growth during the season of obtaining the sample.
Образование смолы можно описать концептуально как развивающееся по трем основным механизмам. Первый механизм представляет собой путь образования пленки из органического материала, которая может быть прозрачной или полупрозрачной. Ее толщина изменяется в зависимости от концентрации материала, и пленке требуется зародыш, чтобы осуществить исходную коалесценцию. Данный тип смолы, как следует из механизма его образования, называется пленочным. Второй тип смолы представляет собой смолу, которая способна к коагуляции и образованию глобул диаметром от 0,1 до 1,0 мкм, и, таким образом, эту смолу называют термином «глобулярная». Третий тип обычно образующейся смолы представляет собой агломерированную или шаровую форму смолы, которая часто наблюдается в системах и вызывает наибольшие проблемы смоляных отложений. Диаметр образующихся шариков составляет от 1 до 120 мкм. В пленочном или глобулярном состоянии смола, как правило, не вызывает проблем, но как только образуются агломераты, сразу начинают возникать проблемы качества бумаги.Resin formation can be conceptually described as developing through three main mechanisms. The first mechanism is a way of forming a film of organic material, which can be transparent or translucent. Its thickness varies depending on the concentration of the material, and the film requires a nucleus to realize the initial coalescence. This type of resin, as follows from the mechanism of its formation, is called film. The second type of resin is a resin that is capable of coagulating and forming globules with a diameter of 0.1 to 1.0 μm, and thus this resin is called the term “globular”. A third type of commonly formed resin is an agglomerated or spherical form of resin, which is often observed in systems and causes the greatest problems with resin deposits. The diameter of the balls formed is from 1 to 120 microns. In a film or globular state, the resin, as a rule, does not cause problems, but as soon as agglomerates are formed, paper quality problems immediately begin to arise.
В предпочтительном варианте осуществления смола в указанной водной среде является неионной и/или анионной.In a preferred embodiment, the resin in said aqueous medium is nonionic and / or anionic.
Суммарное количество такого органического материала в водной среде перед добавлением указанного карбоната кальция с обработанной поверхностью, оцененное в расчете на химическое потребление кислорода (COD), составляет предпочтительно от 1000 до 5000 мг O2/дм3 при определении согласно методу измерений, представленному ниже в разделе «Примеры».The total amount of such organic material in an aqueous medium before adding said surface-treated calcium carbonate, estimated based on chemical oxygen demand (COD), is preferably from 1000 to 5000 mg O 2 / dm 3 when determined according to the measurement method presented in the section below "Examples."
При измерении согласно приведенному ниже разделу «Примеры» значение pH, водной среды перед добавлением указанного карбоната кальция с обработанной поверхностью составляет предпочтительно более чем 6, предпочтительнее более чем 7.When measured according to the Examples section below, the pH of the aqueous medium before adding said surface treated calcium carbonate is preferably more than 6, more preferably more than 7.
В способе удаления органического материала согласно настоящему изобретению карбонат кальция с обработанной поверхностью вводят в содержащую органический материал водную среду, используя любое традиционное устройство для ее введения, известное специалисту в данной области техники. Карбонат кальция с обработанной поверхностью можно вводить в виде водной суспензии, например суспензии, описанной выше. В качестве альтернативы, его можно вводить в твердой форме, например в форме гранул или порошка или в форме брикетов. В контексте настоящего изобретения можно также использовать неподвижную фазу, например, в форме брикета или слоя, включающего карбонат кальция с обработанной поверхностью, чтобы водная среда протекала через указанную неподвижную фазу.In the method for removing organic material according to the present invention, surface-treated calcium carbonate is introduced into the aqueous medium containing organic material using any conventional means for introducing it known to a person skilled in the art. Surface-treated calcium carbonate may be administered as an aqueous suspension, for example, the suspension described above. Alternatively, it can be administered in solid form, for example in the form of granules or powder or in the form of briquettes. In the context of the present invention, it is also possible to use a stationary phase, for example, in the form of a briquette or layer comprising surface-treated calcium carbonate so that the aqueous medium flows through said stationary phase.
Предпочтительно, карбонат кальция с обработанной поверхностью суспендируют в содержащей органический материал водной среде, например, путем перемешивания. Количество карбоната кальция с обработанной поверхностью зависит от типа удаляемого органического материала. Предпочтительно, указанный карбонат кальция с обработанной поверхностью добавляют в водную среду в количестве, соответствующем от 0,05 до 5 масс. %, предпочтительнее от 0,1 до 1 масс. % и наиболее предпочтительно от 0,15 до 0,5 масс. % на 1000 мг O2/дм3, где указанное количество O2/дм3 определяют способом измерения COD, описанным ниже в разделе «Примеры».Preferably, the surface-treated calcium carbonate is suspended in an aqueous medium containing organic material, for example by stirring. The amount of surface-treated calcium carbonate depends on the type of organic material removed. Preferably, said surface-treated calcium carbonate is added to the aqueous medium in an amount corresponding to from 0.05 to 5 mass. %, preferably from 0.1 to 1 mass. % and most preferably from 0.15 to 0.5 mass. % per 1000 mg O 2 / dm 3 , where the indicated amount of O 2 / dm 3 is determined by the COD measurement method described in the Examples section below.
В одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения карбонат кальция с обработанной поверхностью добавляют в содержащие смолу водные среды, такие как механически обработанная бумажная масса, например измельченная древесная масса, ТМР (термомеханически обработанная бумажная масса), или хемотермомеханически обработанная бумажная масса (СТМР), а также химически обработанная бумажная масса, например небеленая целлюлоза или сульфатная целлюлоза, или бумажная масса из вторичного сырья, используемая в процессе изготовления бумаги.In one preferred embodiment of the present invention, surface-treated calcium carbonate is added to resin-containing aqueous media, such as machined pulp, such as pulp, TMP (thermomechanically pulp), or chemothermically treated pulp (CTMP), and chemically treated paper pulp, such as unbleached pulp or sulfate pulp, or recycled paper pulp used in the manufacturing process paper.
Содержащая смолу бумажная масса, которую можно использовать в способе согласно настоящему изобретению, в частности, поступает из древесной массы, которая представляет собой наиболее распространенный материал, используемый для изготовления бумаги. Древесная масса обычно поступает из хвойных видов деревьев, таких как ель, сосна, пихта, лиственница и тсуга, а также из некоторых лиственных видов деревьев, таких как эвкалипт и береза.The resin-containing paper pulp that can be used in the method according to the present invention, in particular, comes from wood pulp, which is the most common material used for making paper. Wood pulp usually comes from coniferous tree species such as spruce, pine, fir, larch and tsuga, as well as from some deciduous tree species such as eucalyptus and birch.
Смола, которую можно удалять согласно настоящему изобретению, может включать такие соединения, как жиры и жирные кислоты, стериловые сложные эфиры и стеролы, терпеноиды и воски. Ее химический состав зависит от источника волокон, такого как разнообразные виды древесины, и от роста в течение сезона получения образца.The resin that can be removed according to the present invention may include compounds such as fats and fatty acids, sterile esters and sterols, terpenoids and waxes. Its chemical composition depends on the source of fibers, such as various types of wood, and on the growth during the season of obtaining the sample.
Необязательно в обрабатываемый образец воды можно вводить добавки. Они могут включать реагенты для регулирования pH и т.д.Optionally, additives may be added to the water sample to be treated. These may include pH adjusting agents, etc.
После завершения адсорбции образовавшиеся композиты карбоната кальция с обработанной поверхностью, органического материала и необязательных дополнительных материалов можно отделять от водной среды, используя традиционные способы разделения, известные специалисту в данной области техники, такие как седиментация, центрифугирование и фильтрация.After the adsorption is complete, the resulting surface-treated calcium carbonate composites, organic material and optional additional materials can be separated from the aqueous medium using conventional separation methods known to one skilled in the art, such as sedimentation, centrifugation and filtration.
Композитный материал, образующийся при контакте указанного карбоната кальция с обработанной поверхностью и указанного органического материала в водной среде, также представляет собой предмет настоящего изобретения.The composite material formed upon contact of said calcium carbonate with a treated surface and said organic material in an aqueous medium is also an object of the present invention.
Такой композитный материал находит применения, включающие его добавление в бумагу в качестве наполнителя.Such a composite material finds applications, including its addition to paper as a filler.
В том случае, где композитный материал образуется в результате контакта указанного карбоната кальция с обработанной поверхностью и содержащей серу нефти или содержащих серу производных нефти, этот композитный материал представляет собой определенное преимущество, поскольку при его сжигании данная сера восстанавливается.In the case where the composite material is formed as a result of the contact of said calcium carbonate with the treated surface and sulfur-containing oil or sulfur-containing oil derivatives, this composite material is a definite advantage, since this sulfur is restored when it is burned.
Следующие примеры иллюстрируют настоящее изобретение, но они не предназначены для ограничения настоящего изобретения каким-либо образом.The following examples illustrate the present invention, but they are not intended to limit the present invention in any way.
ПримерыExamples
Методы измеренийMeasurement methods
Удельная поверхность материала по методу BET (м2/г)The specific surface of the material according to the BET method (m 2 / g)
Значения удельной поверхности по методу BET определяли, используя азот и метод BET согласно стандарту ISO 9277.BET specific surface values were determined using nitrogen and the BET method according to ISO 9277.
Распределение частиц по размеру (массовая процентная доля частиц с диаметром меньше значения X) и медианный массовый диаметр зерен (d50) зернистого материалаParticle size distribution (mass percentage of particles with a diameter less than X value) and median mass grain diameter (d 50 ) of the granular material
Медианный массовый диаметр зерен и массовое распределение по размеру зерен зернистого материала определяли методом седиментации, т.е. анализируя седиментационное поведение в поле силы тяжести. Измерение осуществляли прибором Sedigraph™5100.The median mass grain diameter and mass distribution of grain size of the granular material was determined by sedimentation, i.e. analyzing sedimentary behavior in the field of gravity. The measurement was carried out with a Sedigraph ™ 5100 instrument.
Данный метод и прибор известны специалисту в данной области техники и широко используются для определения размеров зерен наполнителей и пигментов. Измерение осуществляли в водном растворе 0,1 масс. % Na4P2O7. Образцы диспергировали, используя высокоскоростной смеситель и ультразвук.This method and device are known to a person skilled in the art and are widely used to determine the grain size of fillers and pigments. The measurement was carried out in an aqueous solution of 0.1 mass. % Na 4 P 2 O 7 . Samples were dispersed using a high speed mixer and ultrasound.
Измерение pH суспензииSuspension pH Measurement
Значение pH суспензии измеряли при 23°C, используя измеритель pH Mettler Toledo™ Seven Easy, снабженный соответствующим блоком расширения pH Mettler Toledo™ и электродом для измерения pH Mettler Toledo InLab® 730 Expert Pro.The pH value of the suspension was measured at 23 ° C. using a Mettler Toledo ™ Seven Easy pH meter equipped with an appropriate Mettler Toledo ™ pH Expansion Unit and a Mettler Toledo InLab® 730 Expert Pro pH electrode.
Сначала осуществляли трехточечную калибровку прибора (согласно сегментному методу), используя имеющиеся в продаже буферные растворы, у которых значения pH составляли 4, 7 и 10 при 20°C (от компании Aldrich™).First, a three-point calibration of the instrument was performed (according to the segment method) using commercially available buffer solutions with pH values of 4, 7, and 10 at 20 ° C (from Aldrich ™).
Полученные значения pH представляют собой конечные значения, определенные прибором (конечное значение определяют, когда измеренный сигнал отличается менее чем на 0,1 мВ от среднего значения за последние 6 секунд).The resulting pH values are the final values determined by the device (the final value is determined when the measured signal differs by less than 0.1 mV from the average value for the last 6 seconds).
Массовое содержание (массовая процентная доля) твердого материала в суспензииMass content (mass percentage) of solid material in suspension
Массовое содержание твердого материала определяют делением массы твердого материала на суммарную массу водной суспензии.The mass content of solid material is determined by dividing the mass of solid material by the total mass of the aqueous suspension.
Массу твердого материала определяют взвешиванием твердого материала, полученного путем испарения водной фазы суспензии и высушивания полученного материала до постоянной массы.The mass of solid material is determined by weighing the solid material obtained by evaporation of the aqueous phase of the suspension and drying the resulting material to a constant weight.
Гравиметрический анализ суспензии (мг/дм3)Gravimetric analysis of the suspension (mg / DM 3 )
Для гравиметрического анализа имеющий объем 100 см3 образец водной фазы помещали в предварительно взвешенный алюминиевый тигель и сушили в печи (90°C, 24 ч), чтобы определить суммарное количество нелетучего остатка, находящегося в водной фазе, т.е. любых органических и неорганических материалов, которые не адсорбировались на поверхности минерала.For gravimetric analysis, a sample of the aqueous phase having a volume of 100 cm 3 was placed in a pre-weighed aluminum crucible and dried in an oven (90 ° C, 24 h) to determine the total amount of non-volatile residue in the aqueous phase, i.e. any organic and inorganic materials that are not adsorbed on the surface of the mineral.
Турбидиметрический анализ суспензии (NTU)Turbidimetric Suspension Analysis (NTU)
Имеющие объем 45 см3 образцы использовали для анализа мутности, вызванной коллоидными частицами смолы, используя прибор NOVASINA 155 модели NTM-S (152). Данный прибор излучает свет в близком инфракрасном спектре через оптоволоконный зонд, и луч рассеивается мелкими частицами в суспензии. Свет, рассеянный обратно под углом 180°, собирается параллельными оптическими волокнами в зонде и фокусируется на светодиод. Полученный сигнал усиливают и представляют непосредственно в нефелометрических единицах мутности (NTU), определенных при заданной длине волны как интенсивность света, рассеянного, ослабленного или поглощенного суспендированными частицами, под заданным методом углом относительно направления падающего света по сравнению с химически синтезированным стандартом. Интерференция от окружающего света исключается путем принятия модулированного переданного сигнала, что устраняет необходимость в светонепроницаемых системах для установки образцов.Samples having a volume of 45 cm 3 were used to analyze turbidity caused by colloidal resin particles using a NOVASINA 155 model NTM-S (152). This device emits light in the near infrared spectrum through a fiber optic probe, and the beam is scattered by small particles in the suspension. Light scattered back at an angle of 180 ° is collected by parallel optical fibers in the probe and focused on the LED. The received signal is amplified and presented directly in nephelometric turbidity units (NTU), defined at a given wavelength as the intensity of light scattered, attenuated or absorbed by suspended particles, at an angle specified by the method relative to the direction of incident light compared to the chemically synthesized standard. Interference from ambient light is eliminated by the adoption of a modulated transmitted signal, which eliminates the need for opaque systems for installing samples.
Химическое потребление кислорода (СОР, мг O2/дм3)Chemical oxygen consumption (COP, mg O 2 / dm 3 )
Имеющие объем 2 см3 образцы использовали для проведения анализов химического потребление кислорода (COD), в которых определяли значение суммарного содержания органических веществ, т.е. неадсорбированного органического материала. Анализом COD определяют количество кислорода, необходимое для окисления органических материалов до CO2, которое измеряли, используя прибор Lange CSB LCK 014 в интервале от 1000 до 10000 мг/дм3 с кюветой LASA 1/plus.Samples having a volume of 2 cm 3 were used for chemical oxygen demand (COD) analyzes, in which the value of the total content of organic substances was determined, i.e. non-adsorbed organic material. The COD analysis determines the amount of oxygen required for the oxidation of organic materials to CO 2 , which was measured using a Lange CSB LCK 014 instrument in the range from 1000 to 10,000 mg / dm 3 with a LASA 1 / plus cell.
Эквивалентность проточного детектора (SCD, мкэкв/г)Flow detector equivalence (SCD, mEq / g)
Титрованием SCD измеряют заряд коллоидной фракции в суспензии, который определяли, используя прибор Mutek PCD-02.SCD titration measures the charge of the colloidal fraction in suspension, which was determined using a Mutek PCD-02 instrument.
Титрование полиэлектролитов (PET, мкэкв/г)Titration of Polyelectrolytes (PET, mEq / g)
Содержание полиэлектролитов в водной суспензии определяли, используя прибор Memotitrator Mettler DL 55, снабженный детектором Phototrode DP 660, который поставляет на продажу компания Mettler-Toledo (Швейцария). Измерение содержания полиэлектролитов проводили, взвешивая образец суспензии карбоната кальция в сосуде для титрования и разбавляя указанный образец деионизированной водой до объема, составляющего приблизительно 40 мл. После этого 10 мл раствора 0,01 М катионного хлорида поли-N,N-диметил-3,5-диметиленпиперидиния (PDDPC), поставляемого компанией ACROS Organics (Бельгия), медленно добавляли при перемешивании в сосуд для титрования в течение 5 минут и затем содержимое сосуда перемешивали еще 20 минут. После этого суспензию фильтровали, используя смешанный полиэфирный мембранный фильтр диаметром 0,47 мм с отверстиями размером 0,2 мкм, и промывали 5 мл деионизированной воды. Полученный таким способом фильтрат разбавляли 5 мл фосфатного буферного раствора с pH 7 от компании Riedel-de Haën (Германия) и затем раствор 0,01 М поливинилсульфата калия KPVS, поставляемого компанией SERVA Feinbiochemica (Гейдельберг), медленно добавляли в фильтрат для титрования избытка катионного реагента. Конечную точку титрования определяли детектором Phototrode DP660, который настраивали в интервале от 1200 до 1400 мВ в деионизированной воде перед каждым измерением.The content of polyelectrolytes in the aqueous suspension was determined using a Memotitrator Mettler DL 55 instrument equipped with a Phototrode DP 660 detector, which was sold by Mettler-Toledo (Switzerland). The content of polyelectrolytes was measured by weighing a sample of a suspension of calcium carbonate in a titration vessel and diluting said sample with deionized water to a volume of approximately 40 ml. After that, 10 ml of a solution of 0.01 M cationic poly-N, N-dimethyl-3,5-dimethylene piperidinium chloride (PDDPC) supplied by ACROS Organics (Belgium) was slowly added with stirring to the titration vessel for 5 minutes and then the contents of the vessel were mixed for another 20 minutes. After that, the suspension was filtered using a mixed polyester membrane filter with a diameter of 0.47 mm with holes of 0.2 μm in size, and washed with 5 ml of deionized water. The filtrate obtained in this way was diluted with 5 ml of pH 7 phosphate buffer solution from Riedel-de Haën (Germany) and then a solution of 0.01 M potassium polyvinyl sulfate KPVS supplied by SERVA Feinbiochemica (Heidelberg) was slowly added to the filtrate to titrate the excess cationic reagent . The titration endpoint was determined by a Phototrode DP660 detector, which was adjusted in the range from 1200 to 1400 mV in deionized water before each measurement.
Вычисление заряда осуществляли согласно следующему уравнению:The charge was calculated according to the following equation:
Вычисление оптимальной массы образцаCalculation of the optimal sample weight
Вычисление массы образца, приспособленной для расхода 4 мл:Calculation of the mass of the sample, adapted for a flow rate of 4 ml:
Сокращения:Abbreviations:
Ер=масса образца (г);E p = sample mass (g);
wDM=содержание диспергатора (%);w DM = dispersant content (%);
KDM=константа диспергатора (мкэкв/0,1 мг диспергатора);K DM = dispersant constant (mEq / 0.1 mg dispersant);
Fk=содержание твердых веществ (%);Fk = solids content (%);
VPDDPC=объем PDDPC (мл);V PDDPC = volume of PDDPC (ml);
VKPVS=объем KPVS (мл);V KPVS = volume of KPVS (ml);
tPDDPC=титр PDDPC;t PDDPC = PDDPC titer;
EDM=масса диспергатора (мг);E DM = dispersant mass (mg);
Q=заряд (мкэкв/г);Q = charge (mEq / g);
watro=содержание диспергатора в сухом состоянии (%);w atro = dry dispersant content (%);
EI=масса образца в оптимизируемом эксперименте (г);E I = sample mass in an optimized experiment (g);
VKVPS, I=экспериментальный расход KPVS (мл) в оптимизируемом эксперименте.V KVPS , I = experimental flow rate of KPVS (ml) in an optimized experiment.
Содержание ионов в растворе (частей на миллион)The ion content in the solution (parts per million)
Содержание ионов в водной среде измеряли методом ионной хроматографии, используя ионный хроматограф Dionex DX 120.The ion content in the aqueous medium was measured by ion chromatography using a Dionex DX 120 ion chromatograph.
Дзета-потенциал (мВ)Zeta potential (mV)
Дзета-потенциал измеряли, используя прибор Zetasizer Nano ZS при 25°C. Анализ полученных данных проводили в соответствии с уравнением коагуляции Смолуховского (Smoluchowski), которое описано в работе М. Smoluchowski «Три доклада о диффузии, броуновском движении и коагуляции коллоидных частиц» (Phys. Z., 1916 г., т. 17, с. 557-571 и 585-599).Zeta potential was measured using a Zetasizer Nano ZS instrument at 25 ° C. Analysis of the data was carried out in accordance with the Smoluchowski coagulation equation (Smoluchowski), which is described in the work of M. Smoluchowski “Three reports on diffusion, Brownian motion and coagulation of colloidal particles” (Phys. Z., 1916, v. 17, p. 557-571 and 585-599).
МатериалыMaterials
Образец 1Sample 1
Образец 1, содержащий минералы тальк, хлорит и магнезит, получен из Финляндии. Чистота талька составляла приблизительно 97%, что было подтверждено методами инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (Fourier), используя спектрометр Perkin Elmer Spectrum One, и рентгеновского флуоресцентного анализа (XRF), используя прибор ARL 9400 Sequential XRF.Sample 1 containing minerals talc, chlorite and magnesite, obtained from Finland. Talc purity was approximately 97%, as confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy using a Perkin Elmer Spectrum One spectrometer and X-ray fluorescence analysis (XRF) using an ARL 9400 Sequential XRF.
Образец измельчали с помощью вихревой мельницы и получали удельную поверхность по методу BET 9 м2/г и d50 2,2 мкм.The sample was ground using a vortex mill and received a specific surface according to the method of BET 9 m 2 / g and d 50 2.2 μm.
Образец 2Sample 2
Смешивали 284 г стеариновой кислоты, 89,2 г 2-амино-2-метил-1-пропанола (AMP) и 100 г воды, получая раствор соли AMP и стеариновой кислоты (далее называется FAS1). Получали 5600 г в пересчете на сухое минеральное вещество 70 масс. % суспензии твердого мрамора норвежского происхождения, у которого 75 масс. % частиц имели диаметр, составляющий менее чем 1 мкм, и удельная поверхность составляла 9,2 м2/г, диспергируя приблизительно 70 масс. % твердого осадка на фильтре имеющего низкое содержание твердого материала (20 масс. % при отсутствии диспергатора) измельченного мрамора с таким размером частиц, используя по отношению к сухому мрамору 0,5 масс. % натриевой соли сополимера акриловой кислоты и малеиновой кислоты (среднемассовая молекулярная масса Mw составляла 12000 г/моль), при комнатной температуре. Соль АМР и стеариновой кислоты FAS1 при температуре 60°C добавляли в суспензию, которую также нагревали до 60°С, получая содержание добавленной соли жирной кислоты, составляющее 1,0 масс. % по отношению к сухой массе карбоната кальция. Конечная суспензия имела содержание твердых веществ 68 масс. %, ее вязкость по Брукфильду (Brookfield) при 100 об/мин при измерении через 1 минуту составляла 300 мПа·с, и значение pH при 23°C составляло 8,34. Данный продукт представляет собой продукт согласно настоящему изобретению.284 g of stearic acid, 89.2 g of 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP) and 100 g of water were mixed to obtain a solution of the AMP salt and stearic acid (hereinafter referred to as FAS1). Received 5600 g in terms of dry mineral substance of 70 mass. % suspension of solid marble of Norwegian origin, in which 75 mass. % of the particles had a diameter of less than 1 μm, and the specific surface was 9.2 m 2 / g, dispersing approximately 70 mass. % of solid sediment on the filter having a low solids content (20 wt.% in the absence of a dispersant) of crushed marble with such a particle size, using 0.5 mass in relation to dry marble % sodium salt of a copolymer of acrylic acid and maleic acid (weight average molecular weight Mw was 12000 g / mol), at room temperature. The salt of AMP and stearic acid FAS1 at a temperature of 60 ° C was added to the suspension, which was also heated to 60 ° C, obtaining a content of added fatty acid salt of 1.0 mass. % relative to the dry weight of calcium carbonate. The final suspension had a solids content of 68 mass. %, its Brookfield viscosity at 100 rpm, measured after 1 minute, was 300 mPa · s, and the pH value at 23 ° C. was 8.34. This product is a product according to the present invention.
Образец 3Sample 3
Смешивали 10,12 г каприловой кислоты, 6,27 г 1-амино-2-пропанола (АМР) и 17 г воды, получая раствор соли АМР и каприловой кислоты (далее называется FAS2). Затем смешивали при комнатной температуре всю полученную соль FAS2 и 2000 г в пересчете на сухое минеральное вещество содержащего 20 масс. % твердого материала (измельченного во влажном состоянии в количестве 20 масс. % при отсутствии диспергатора) мрамора норвежского происхождения, у которого 75 масс. % частиц имели диаметр, составляющий менее чем 1 мкм, и удельная поверхность составляла 9,2 м2/г. Это соответствовало добавке соли жирной кислоты в количестве 0,82% сухой массы по отношению к сухой массе карбоната кальция. Данный продукт представляет собой продукт согласно настоящему изобретению.10.12 g of caprylic acid, 6.27 g of 1-amino-2-propanol (AMP) and 17 g of water were mixed to obtain a solution of AMP salt and caprylic acid (hereinafter referred to as FAS2). Then, all the obtained FAS2 salt and 2000 g in terms of dry mineral substance containing 20 masses were mixed at room temperature. % of solid material (crushed in the wet state in an amount of 20 wt.% in the absence of a dispersant) marble of Norwegian origin, which has 75 wt. % of the particles had a diameter of less than 1 μm, and the specific surface was 9.2 m 2 / g. This corresponded to the addition of a fatty acid salt in an amount of 0.82% dry weight relative to the dry weight of calcium carbonate. This product is a product according to the present invention.
Образец 4Sample 4
Смешивали 14,1 г смеси жирных кислот кокосового ореха (состоящей из 5 масс. % каприловой кислоты, 6 масс. % каприновой кислоты, 52 масс. % лауриновой кислоты, 20 масс. % миристиновой кислоты, 9 масс. % пальмитиновой кислоты, 2 масс. % стеариновой кислоты, 4 масс. % олеиновой кислоты и 2 масс. % линолевой кислоты), 6,6 г 1-амино-2-пропанола (АМР) и 5 г воды, получая раствор соли АМР и жирных кислот кокосового ореха (далее называется FAS3). Затем смешивали при комнатной температуре всю полученную соль FAS3 и 2000 г в пересчете на сухое минеральное вещество содержащего 20 масс. % твердого материала (измельченного во влажном состоянии в количестве 20 масс. % при отсутствии диспергатора) мрамора норвежского происхождения, у которого 75 масс. % частиц имели диаметр, составляющий менее чем 1 мкм, и удельная поверхность составляла 9,2 м2/г. Это соответствовало добавке соли жирной кислоты в количестве 1,03% сухой массы по отношению к сухой массе карбоната кальция. Данный продукт представляет собой продукт согласно настоящему изобретению.14.1 g of a mixture of coconut fatty acids (consisting of 5 wt.% Caprylic acid, 6 wt.% Capric acid, 52 wt.% Lauric acid, 20 wt.% Myristic acid, 9 wt.% Palmitic acid, 2 wt. .% stearic acid, 4 wt.% oleic acid and 2 wt.% linoleic acid), 6.6 g of 1-amino-2-propanol (AMP) and 5 g of water, obtaining a solution of AMP salt and coconut fatty acids (hereinafter called FAS3). Then, all the obtained FAS3 salt and 2000 g in terms of dry mineral substance containing 20 masses were mixed at room temperature. % of solid material (crushed in the wet state in an amount of 20 wt.% in the absence of a dispersant) marble of Norwegian origin, which has 75 wt. % of the particles had a diameter of less than 1 μm, and the specific surface was 9.2 m 2 / g. This corresponded to the addition of a fatty acid salt in an amount of 1.03% dry weight relative to the dry weight of calcium carbonate. This product is a product according to the present invention.
Образец 5Sample 5
Смешивали 10,12 г каприловой кислоты и 0,7 г тетраэтилентриамина (ТЕТА), получая смесь каприловой кислоты и соли ТЕТА и каприловой кислоты (далее называется FAS4). Затем смешивали при комнатной температуре всю полученную смесь FAS4 и 2000 г в пересчете на сухое минеральное вещество содержащего 35 масс. % твердого материала (измельченного во влажном состоянии в количестве 35 масс. % при отсутствии диспергатора) мрамора норвежского происхождения, у которого 75 масс. % частиц имели диаметр, составляющий менее чем 1 мкм, и удельная поверхность составляла 9,2 м2/г. Это соответствовало добавке смеси жирной кислоты и соли жирной кислоты в количестве 0,54% сухой массы по отношению к сухой массе карбоната кальция. Данный продукт представляет собой продукт согласно настоящему изобретению.10.12 g of caprylic acid and 0.7 g of tetraethylenetriamine (TETA) were mixed to obtain a mixture of caprylic acid and the TETA salt and caprylic acid (hereinafter referred to as FAS4). Then mixed at room temperature all the obtained mixture of FAS4 and 2000 g in terms of dry mineral substance containing 35 mass. % of solid material (crushed in the wet state in the amount of 35 wt.% in the absence of a dispersant) marble of Norwegian origin, which has 75 wt. % of the particles had a diameter of less than 1 μm, and the specific surface was 9.2 m 2 / g. This corresponded to the addition of a mixture of a fatty acid and a salt of a fatty acid in an amount of 0.54% dry weight relative to the dry weight of calcium carbonate. This product is a product according to the present invention.
Образец 6Sample 6
Использовали 5 г FAS1 для сухой обработки 500 г сухого измельченного итальянского мрамора, имеющего медианный диаметр частиц 1,7 мкм. Сухую обработку осуществляли, используя смеситель MTI, работающий при скорости 3000 об/мин, нагревая при этом продукт до 130°C. Это соответствовало добавке соли жирной кислоты в количестве 1,0% сухой массы по отношению к сухой массе карбоната кальция. Данный продукт представляет собой продукт согласно настоящему изобретению.Used 5 g of FAS1 for dry processing of 500 g of dry ground Italian marble having a median particle diameter of 1.7 μm. Dry processing was carried out using an MTI mixer operating at a speed of 3000 rpm, while heating the product to 130 ° C. This corresponded to the addition of a fatty acid salt in an amount of 1.0% dry weight relative to the dry weight of calcium carbonate. This product is a product according to the present invention.
Водная среда, содержащая органический материалAn aqueous medium containing organic material
Содержащая смолу водная средаResin-containing water
Отбирали 6,0 кг свежей влажной целлюлозы (содержание твердых веществ составляло 3,2 масс. %) из приемника сита при температуре 90°C перед стадией отбеливания (пероксидное отбеливание) на интегрированном целлюлозно-бумажном заводе в Швейцарии в феврале 2010 г. Технологическая вода в месте отбора проб только циркулировала на установке термомеханически обработанной древесной массы (ТМР) и не содержала никаких наполнителей. Полученная таким способом ТМР, которую использовали в качестве источника смолы для последующих экспериментов, состояла из 70 масс. % ели, а остальную массу составляла пихта с небольшим количеством сосны. Значение pH образца древесной массы составляло 6,1 при 25°C. Древесную массу подвергали влажному прессованию через фильтр с размером пор 2 мкм (кружки фильтровальной бумаги 602 ЕН). Полученный фильтрат, далее называемый «фильтрат ТМР», анализировали; результаты представлены ниже в таблице 1.6.0 kg of fresh wet pulp (solids content of 3.2 wt.%) Was taken from a sieve receiver at a temperature of 90 ° C before the bleaching stage (peroxide bleaching) at an integrated pulp and paper mill in Switzerland in February 2010. Process water in the place of sampling it only circulated on the installation of thermomechanically treated wood pulp (TMP) and did not contain any fillers. Obtained in this way TMP, which was used as a source of resin for subsequent experiments, consisted of 70 mass. % ate, and the rest of the mass was composed of fir with a small amount of pine. The pH value of the wood pulp sample was 6.1 at 25 ° C. The wood pulp was wet pressed through a filter with a pore size of 2 μm (circles of filter paper 602 EN). The obtained filtrate, hereinafter referred to as "TMP filtrate", was analyzed; the results are presented below in table 1.
Испытание содержащей смолу средыResin-containing medium test
По 2,0 г каждого из перечисленных выше материалов помещали в колбы вместе с 200 г образцов фильтрата ТМР и 18,0 г воды. Затем колбы герметически закрывали и содержимое перемешивали на вращающейся мельнице (скорость вращения составляла приблизительно 100 об/мин) в течение двухчасового периода времени при комнатной температуре.2.0 g of each of the above materials were placed in flasks together with 200 g of TMP filtrate samples and 18.0 g of water. Then the flasks were hermetically sealed and the contents were mixed in a rotary mill (rotation speed was approximately 100 rpm) for a two-hour period at room temperature.
После этого содержимое каждой из колб помещали на центрифугу Rotina 420, центробежное ускорение которой в 2580 раз превосходило ускорение свободного падения g и период центрифугирования составлял 15 минут.After that, the contents of each flask were placed on a Rotina 420 centrifuge, the centrifugal acceleration of which was 2580 times greater than the gravitational acceleration g and the centrifugation period was 15 minutes.
Каждую из полученных надосадочных жидкостей анализировали для определения значений мутности, химического потребления кислорода, гравиметрии и ионного баланса.Each of the obtained supernatants was analyzed to determine the turbidity, chemical oxygen demand, gravimetry and ion balance.
Представленные выше результаты показывают, что карбонат кальция с обработанной поверхностью согласно настоящему изобретению функционирует на таком же уровне или лучше, чем тальк, чтобы удалять древесную смолу.The above results show that the surface-treated calcium carbonate according to the present invention functions at the same level or better than talc to remove wood tar.
Испытания в содержащей масло средеOil Testing
Предшествующий уровень техники:The prior art:
в стеклянный стакан помещали 600 г деминерализованной воды, затем добавляли 20 г трансмиссионного масла высокого давления ASE 55 327 от компании OL (Берн, Швейцария), образуя слой на верхней поверхности воды. После этого поверх масла добавляли 20 г талька (образец 1). Содержимое стакана слегка перемешивали вручную, используя стеклянную палочку.600 g of demineralized water were placed in a glass beaker, then 20 g of ASE 55 327 high-pressure gear oil from OL (Bern, Switzerland) was added, forming a layer on the upper surface of the water. After that, 20 g of talc were added over the oil (sample 1). The contents of the glass were slightly mixed manually using a glass rod.
Минеральный материал (тальк) связывал основную массу масла, которая осаждалась на дне стеклянного стакана. Заметная мутность оставалась в объеме и на поверхности воды.Mineral material (talc) bound the bulk of the oil, which was deposited at the bottom of the glass. Marked turbidity remained in the volume and on the surface of the water.
Настоящее изобретение:The present invention:
повторяли такую же процедуру, которая описана выше, но добавляя 20 г образца 6 вместо талька.repeated the same procedure as described above, but adding 20 g of sample 6 instead of talc.
Минеральный материал (карбонат кальция с обработанной поверхностью) связывал основную массу масла, которая осаждалась на дне стеклянного стакана. Объем воды оставался на вид прозрачным, и никакого масла не было заметно на поверхности воды.Mineral material (surface-treated calcium carbonate) bound the bulk of the oil, which was deposited at the bottom of the glass. The volume of water remained apparently transparent, and no oil was visible on the surface of the water.
Claims (30)
a) предоставление, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала;
b) предоставление, по меньшей мере, одной соли жирной кислоты С5-С28, выбранной из группы, включающей соли первичных алканоламинов одноатомных спиртов, соли полиэтиленимина и их смеси;
c) обработка указанного содержащего карбонат кальция материала, полученного на стадии а), путем приведения его в контакт с указанной солью (солями) жирных кислот, полученной(ыми) на стадии b), при этом указанный содержащий карбонат кальция материал обрабатывают, используя в сумме от 0,1 до 3 масс. % по отношению к сухой массе указанного содержащего карбонат кальция материала указанной соли (солей) жирной кислоты (жирных кислот) С5-С28;
d) получение содержащего карбонат кальция материала с обработанной поверхностью.1. A method of manufacturing a surface-treated calcium carbonate-containing material, comprising the following steps:
a) providing at least one calcium carbonate-containing material;
b) providing at least one salt of a C 5 -C 28 fatty acid selected from the group consisting of salts of primary alkanolamines of monohydric alcohols, salts of polyethyleneimine and mixtures thereof;
c) treating said calcium carbonate-containing material obtained in step a) by contacting it with said fatty acid salt (s) obtained in step b), wherein said calcium carbonate-containing material is processed using a total of from 0.1 to 3 mass. % relative to the dry weight of the specified containing calcium carbonate material of the specified salt (salts) of fatty acids (fatty acids) With 5 -C 28 ;
d) preparing a surface treated calcium carbonate containing material.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP10170110.0 | 2010-07-20 | ||
| EP20100170110 EP2410023B1 (en) | 2010-07-20 | 2010-07-20 | Process for the preparation of surface-treated calcium carbonate material and use of same in the control of organic material in an aqueous medium |
| US201161500171P | 2011-06-23 | 2011-06-23 | |
| US61/500,171 | 2011-06-23 | ||
| PCT/EP2011/061869 WO2012010466A1 (en) | 2010-07-20 | 2011-07-12 | Process for the preparation of surface-treated calcium carbonate material and use of same in the control of organic material in an aqueous medium |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013107370A RU2013107370A (en) | 2014-08-27 |
| RU2574242C2 true RU2574242C2 (en) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU291875A1 (en) * | М. Б. Зеликин, И. А. Белов , А. К. Валиуллнн | Method of producing hydrophobic carbonate KALBTI | ||
| SU1239136A1 (en) * | 1983-07-29 | 1986-06-23 | Предприятие П/Я А-1785 | Chalk water-repellency treatment agent |
| SU1516464A1 (en) * | 1987-10-06 | 1989-10-23 | Кировский Политехнический Институт | Method of producing modified calcium carbonate |
| EP1980588A1 (en) * | 2007-04-13 | 2008-10-15 | Omya Development Ag | Process for the preparation of a treated mineral filler product, the obtained mineral filler product and its uses |
| EP2159258A1 (en) * | 2008-08-26 | 2010-03-03 | Omya Development AG | Treated mineral filler products, process for the preparation thereof and uses of same |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU291875A1 (en) * | М. Б. Зеликин, И. А. Белов , А. К. Валиуллнн | Method of producing hydrophobic carbonate KALBTI | ||
| SU1239136A1 (en) * | 1983-07-29 | 1986-06-23 | Предприятие П/Я А-1785 | Chalk water-repellency treatment agent |
| SU1516464A1 (en) * | 1987-10-06 | 1989-10-23 | Кировский Политехнический Институт | Method of producing modified calcium carbonate |
| EP1980588A1 (en) * | 2007-04-13 | 2008-10-15 | Omya Development Ag | Process for the preparation of a treated mineral filler product, the obtained mineral filler product and its uses |
| EP2159258A1 (en) * | 2008-08-26 | 2010-03-03 | Omya Development AG | Treated mineral filler products, process for the preparation thereof and uses of same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2804146C (en) | Process for the preparation of surface-treated calcium carbonate material and use of same in the control of organic material in an aqueous medium | |
| JP5194305B2 (en) | Pitch control method | |
| TWI527953B (en) | Hydrophobised calcium carbonate particles | |
| RU2574242C2 (en) | Method for manufacturing calcium carbonate-containing material with processed surface and thereof application for removal of organic material from water medium |