Спосіб синтезу високодисперсного карбонату кальцію

Власники патенту UA 2489355:

Винахід може бути використаний у хімічній промисловості. Спосіб синтезу високодисперсного карбонату кальцію включає взаємодію гідроксиду кальцію з діоксидом вуглецю у водному середовищі. Перед взаємодією з діоксидом вуглецю гідроксид кальцію диспергують у розчині, що містить або солі амонію з групи хлорид амонію, нітрат амонію, або сахарозу в концентрації від 4% до 30% і поверхнево-активні речовини (ПАР) у кількості від 0,01% до 5 %, рахуючи на масу вихідного гідроксиду кальцію. Винахід дозволяє одержати високодисперсний карбонат кальцію. 12 табл., 12 ін.

Винахід відноситься до хімічної технології, зокрема отримання високо дисперсного вуглекислого кальцію CaCO3, - карбонату кальцію, який є виключно важливим напівпродуктом для різних галузей хімічної та інших галузей промисловості.

Зокрема це:

1) основа для білої олійної фарби та інших видів олійних фарб;

2) наповнювач для паперу, лінолеуму, гуми;

3) наповнювач для термопластичних пластмас – основи виробництва м'якої тари;

4) необхідний компонент - уповільнювач горіння та елемент теплозахисних покриттів у виробництві піроксилінових, балістих порохів, сумішевих твердих ракетних палив та інших виробів спецпризначення;

5) основа для побілок, колеровок у будівельній справі.

На сьогоднішній день існують два основні джерела одержання карбонату кальцію:

1) природний карбонат кальцію, що отримується з крейдових кар'єрів;

2) карбонат кальцію – побічний продукт при виробництві мінеральних добрив. Зокрема, карбонат кальцію є побічним продуктом ряду виробництв комплексних мінеральних добрив (Кірово-Чепецький хім.комбінат, Россошанський хім. комбінат, п/о «Акрон») на сьогоднішній день без руху лежить на територіях та полігонах відвалів даних підприємств, засмічуючи довкілля.

Проте карбонат кальцію, як «кар'єрний», і «побічний продукт» заводів мінеральних добрив, має занадто великий розмір вихідних частинок - 100-200 мкм. З огляду на це застосування його обмежене, тому що вищевказані в пп.1-5 галузі не можуть використовувати такий продукт через занадто великі частинки. В результаті не досягається конкурентоспроможного рівня якості вище зазначених видів виробів та речовин.

Отже, карбонат кальцію підлягає подрібненню з частинок діаметром 200-200 мкм до 4-5 мкм, часом до 1-0,8 мкм.

Відомі різні способи одержання високодисперсного карбонату кальцію. Так, 1960, с.8-18) відомий спосіб [1] (А. Г. Касаткін. Основні процеси та апарати хімічної технології. М.: , що полягає в тому, що карбонат кальцію піддають помелу в млинах різної конструкції. Недоліками даного способу. є велика витрата електроенергії, нерівномірність одержуваного продукту за гранулометричним складом.Окрім того, при реалізації такого способу всі сторонні катіони та аніони, що містяться у вихідному природному карбонаті кальцію, або в карбонаті кальцію - відході при виробництві мінеральних добрив, зберігаються, що негативно позначається білизні та інших товарних характеристиках цільового продукту – високодисперсного карбонату кальцію.

Відомий спосіб [2] (Ю.В. Корякін, І.І. Ангелов. Чисті хімічні речовини. М.: 1971, с.152-153), що полягає у змішуванні розчинів вуглекислого амонію та азотнокислого кальцію з подальшим фільтруванням осаду. Осад карбонату кальцію, отриманий таким шляхом, відсмоктують у вирві.Бюхнера та промивають на фільтрі повільним струмом води. Недоліком даного способу є отримання карбонату кальцію з різним діаметром частинок від 50 мкм до 5 мкм, більш дрібні частки одержати не вдається.

Найбільш близько поставленої задачі відповідає спосіб отримання карбонату кальцію шляхом взаємодії гідроксиду кальцію у водному розчині з діоксидом вуглецю [4] (М.Є. Позін. Технологія мінеральних солей. 1960, с.530-532). Згідно з відомим способом гідроксид кальцію диспергують у воді і в цю дисперсію барботируют діоксид вуглецю до зміни pH реакційного середовища від сильно лужного до нейтрального. Далі суспензію карбонату кальцію відфільтровують і сушать. Однак при реалізації даного способу утворюється великодисперсний карбонат кальцію.

Завданням пропонованого винаходу є отримання високодисперсного карбонату кальцію. Поставлена мета досягається описаним нижче способом: що включає взаємодію гідроксиду кальцію з діоксидом вуглецю у водному середовищі, який відрізняється тим, що перед взаємодією з діоксидом вуглецю гідроксид кальцію диспергують у розчині, що містить або солі амонію з групи - хлорид амонію, нітрат амонію, або сахарозу від 4% до 30% і поверхнево-активні речовини (ПАР) у кількості від 0,01% до 5%, рахуючи на масу вихідного гідроксиду кальцію.

Диспергування гідроксиду кальцію в заявляється розчинах солей: хлориді амонію або нітраті амонію та/або в розчині сахарози і введення ПАР при реалізації пропонованого способу перед взаємодією реагентів у заявляється кількісних відносинах є відмітною ознакою винаходу.

Завдяки реалізації даного способу вдається синтезувати високодисперсний карбонат кальцію, який має дуже великізатребувані сегменти збуту. Сутність винаходу представлена в наведених прикладах конкретного виконання.

Приклад 1. Наважку гідроксиду кальцію диспергують у розчині хлориду амонію NH4Cl в заявляється концентраціях, вважаючи на масу вихідного гідроксиду кальцію. Після диспергіваронія в пульпу вводять аніонактивний ПАР - алкілсульфонат - суміш натрієвих солей алкілсульфонових кислот, отриманий з n-парафінів у концентрації 2,5% вважаючи на масу вихідного гідроксиду кальцію. У таблиці 1 представлені відомості щодо здійснення експериментів у заявляється концентраціях хлориду амонію. У цій же таблиці надані результати експерименту - властивості карбонату кальцію по прототипу і заявляється способу.