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EP1272427A1 - Method for producing precipitated calcium carbonate - Google Patents

Method for producing precipitated calcium carbonate

Info

Publication number
EP1272427A1
EP1272427A1 EP01913859A EP01913859A EP1272427A1 EP 1272427 A1 EP1272427 A1 EP 1272427A1 EP 01913859 A EP01913859 A EP 01913859A EP 01913859 A EP01913859 A EP 01913859A EP 1272427 A1 EP1272427 A1 EP 1272427A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lime milk
viscosity
lime
milk
calcium carbonate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01913859A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Helmut Dillenburg
Kurt Schinninger
Chistoph Nover
Alfred Mattausch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Solvay Chemicals GmbH
Original Assignee
Solvay Soda Deutschland GmbH
Solvay Chemicals GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Solvay Soda Deutschland GmbH, Solvay Chemicals GmbH filed Critical Solvay Soda Deutschland GmbH
Publication of EP1272427A1 publication Critical patent/EP1272427A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18Carbonates
    • C01F11/181Preparation of calcium carbonate by carbonation of aqueous solutions and characterised by control of the carbonation conditions

Definitions

  • the invention relates to a process for the preparation of precipitated calcium carbonate (CCP) which is suitable as a functional filler and is distinguished by defined properties.
  • CCP precipitated calcium carbonate
  • a typical application is its use as a filler in e.g. B. Piastisolen, underbody protection for automobiles, sealants and printing inks.
  • the precipitated calcium carbonate is able to control the flow behavior of the masses. For example, by using the appropriate calcium carbonate materials with very different flow behavior.
  • the yield point according to Bingham in the plasticizer mixture (SEB) is usually given as a typical characteristic of the application suitability of calcium carbonates as fillers. Depending on the application, high, medium or low flowing grass can be desired.
  • the ability of the precipitated calcium carbonate to control the flow limits is influenced, among other things, by the nature of the limestone used for the production of the lime milk, the burning conditions of the limestone and the extinguishing process.
  • Finely dispersed calcium carbonate is either made from naturally occurring raw materials by mechanical processing or by chemical means, e.g. B. made by precipitation.
  • Precipitated calcium carbonate is usually produced by introducing C0 2 into milk of lime.
  • the properties of the precipitated calcium carbonates are e.g. B. depending on the chemical composition of the limestone used, the firing conditions and the extinguishing conditions.
  • So-called soft firing is preferably used to produce precipitated calcium carbonate.
  • limestone is burned at a temperature of 1,000 to 1,250 ° C.
  • the burning process is usually carried out in so-called shaft furnaces or in rotary tube furnaces.
  • oil or natural gas can be used as a fuel z. B. coke.
  • low firing temperatures lead to high lime milk viscosities.
  • the use of this milk of lime for CCP production also leads to small particle diameters of the CCP and high flow limits in the plasticizer mixture. Accordingly, high firing temperatures lead to low lime milk viscosities, coarse CCP particles and low flow limits in the plasticizer mixture.
  • the yield of quicklime is highest at medium temperatures, since not all CaC0 3 is converted to CaO at low temperatures and part of the CaO is overburned at high temperatures, ie it can no longer be extinguished using the usual methods.
  • the characteristics of quicklime include its ability to react with water.
  • the so-called VEC value (Velocite d'Extinction de Chaux).
  • the heating rate of a defined water / quicklime mixture is measured.
  • Typical VEC values for quicklime, which is suitable for the production of precipitated calcium carbonate, are above 3 ° C / min.
  • the quicklime z. B. reacted with water in an extinguishing drum, forming a Ca (OH) 2 suspension, the so-called milk of lime.
  • the lime milk usually has a solids content of 70 to 220 g / l of Ca (OH) 2 , a viscosity of 30 to 2500 mPas and an average particle diameter of less than 50 ⁇ m.
  • Lime milk is e.g. B. to neutralize. Wastewater, used to make soda or precipitated calcium carbonate.
  • the object of the invention is the production of precipitated calcium carbonate (CCP) with controllable defined and reproducible properties in a wide range.
  • CCP precipitated calcium carbonate
  • the object is achieved in that a lime milk with exactly the viscosity at a given concentration is used for the production of the calcium carbonate with certain rheological properties, which leads to the desired properties of the CCP.
  • the properties of calcium carbonate as a rheology-controlling additive are adjusted by the viscosity of the lime milk.
  • Piastisoles aim for high flow limits. These are achieved by using lime milk with viscosities above 750 Pas. In print ben medium flow limits are sought so that lime milk with viscosities between 100 and 150 mPas is used for this. For highly filled silicone masses, CCP with a low flow limit are used, so that lime milk with a viscosity below 100 Pas is used.
  • the milk of lime thus produced with the viscosity set is then fed to a reactor, into which gas containing CO 2 is introduced to precipitate the calcium carbonate and is homogeneously dispersed in the milk of lime.
  • the precipitated calcium carbonate can be post-treated with fatty acids depending on the intended use.
  • the precipitation time can be reduced by approximately 20%.
  • the viscosity of the milk of lime By adjusting the viscosity of the milk of lime according to the invention, it is possible to significantly influence the flow limit of the CCP-filled plastisols, ie in a targeted manner adjust.
  • the yield point was found to be a function of the viscosity of the milk of lime at a given concentration. It was therefore found that the properties of the CCP can be reproducibly influenced by the visually adjustable viscosities of the milk of lime.
  • the undesirable influencing of the properties of the CCP by undefined fluctuations in the quality of the limestone of the burning process and the extinguishing process can, for. B. can be canceled by the defined mixing of different limes, the limes being mixed in the ratio from which the desired lime milk viscosity results after subsequent deletion.
  • the viscosity can be adjusted by mixing quicklime, which would lead to milk of lime with very different viscosities if used alone, mixed with one another in such a ratio and deleted or deleted together that the desired viscosity of the milk of lime is set. It is also possible to first delete each lime for yourself and then mix the lime milk together. Furthermore, the two limes can be added to the extinguishing apparatus in the specified ratio, where the desired mixture is then formed, from which the desired lime milk viscosity results.
  • the measurement of the viscosity of the lime milk is used to control the mixing ratio of the types of lime milk.
  • the viscosity is easily z. B. to measure continuously, and via a corresponding control loop, the mixing ratio of the two limes and thus the resulting lime milk quality can be controlled very precisely. Examples 1-6:
  • the viscosity of the lime milk can be controlled in a targeted manner by mixing the limes. As a result, the CCP downtime can be reduced by up to 20%.
  • the particle diameters of CCP are set reproducibly.
  • the flow limit of a mixture of plasticizer and calcium carbonate can be controlled reproducibly.
  • the viscosity of the lime milk can also be controlled by grinding the lime milk.
  • Known mills can be used to grind the milk of lime. Bead mills are preferably used. Zirconium oxide grinding beads with a diameter of 0.4 to 2 mm are particularly suitable as grinding beads. The fineness of the pearls strongly influences the milling result.
  • the grinding effect is also controlled by the speed of the mill, the dwell time of the lime milk in the mill and the resulting specific energy input.
  • Solids content 150 g / 1
  • the tests are carried out at a constant speed of 1,990 rpm. carried out. Lime milk in the mill was varied. This resulted in various specific energy inputs.
  • Limestone is crushed to a grain size of ⁇ 10 mm and then burned for 4 hours at different temperatures. After cooling, the lime is extinguished in a stirred container. This is added to the water in portions. The portions are chosen so that a temperature in the release container does not exceed 95 ° C. A total of 200 g quicklime is added to 1 liter of water. After the reaction is complete, the residue is sieved through a 100 ⁇ sieve and weighed out. The lime milk is diluted to 150 g / 1.
  • CCP is produced by introducing gas containing CO into this milk of lime.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for producing precipitated calcium carbonate (CCP) by introducing CO2 into lime milk.According to the invention, the useful properties of CCP can be reproducably controlled within a broad range by specifically adjusting the viscosity of the lime milk used to produce CCP.

Description

Verfahren zur Herstellung von gefälltem Calciumcarbonat Process for the preparation of precipitated calcium carbonate
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gefälltem Calciumcarbonat (CCP) , das als funktioneller Füllstoff geeignet ist und sich durch definierte Eigenschaften auszeichnet. Ein typisches Anwendungsgebiet ist seine Verwendung als Füllstoff in z . B. Piastisolen, Unterbodenschutzmassen für Automobile, Dichtungsmassen und Druckfarben.The invention relates to a process for the preparation of precipitated calcium carbonate (CCP) which is suitable as a functional filler and is distinguished by defined properties. A typical application is its use as a filler in e.g. B. Piastisolen, underbody protection for automobiles, sealants and printing inks.
Das gefällte Calciumcarbonat ist hier in der Lage, das Fließverhalten der Massen zu steuern. So können durch Einsatz der jeweilig geeigneten Calciu carbonate Massen mit sehr unterschiedlichem Fließverhalten hergestellt werden. Als ein typisches Charakteristikum für die anwendungstechnische Eignung von Calciumcarbonaten als Füllstoff wird üblicherweise die Fließgrenze nach Bingham im Weichmachergemisch (SEB) angegeben. Je nach Anwendungszweck können hohe, mittlere oder niedrige Fließgrensen gewünscht sein. Die Fähigkeit des gefällten Calciumcarbonates, die Fließgrenzen zu steuern, wird unter anderem durch die Beschaffenheit des für die Herstellung der Kalkmilch verwendeten Kalksteins, den Brennbedingungen des Kalksteins und den Löschvorgang beeinflußt.The precipitated calcium carbonate is able to control the flow behavior of the masses. For example, by using the appropriate calcium carbonate materials with very different flow behavior. The yield point according to Bingham in the plasticizer mixture (SEB) is usually given as a typical characteristic of the application suitability of calcium carbonates as fillers. Depending on the application, high, medium or low flowing grass can be desired. The ability of the precipitated calcium carbonate to control the flow limits is influenced, among other things, by the nature of the limestone used for the production of the lime milk, the burning conditions of the limestone and the extinguishing process.
Feindisperses Calciumcarbonat wird entweder aus natürlich vorkommenden Rohstoffen durch mechanische Aufbereitung oder auf chemischem Wege z. B. durch Fällung hergestellt.Finely dispersed calcium carbonate is either made from naturally occurring raw materials by mechanical processing or by chemical means, e.g. B. made by precipitation.
Üblicherweise wird gefälltes Calciumcarbonat durch Einleiten von C02 in Kalkmilch hergestellt.Precipitated calcium carbonate is usually produced by introducing C0 2 into milk of lime.
Ca(OH)2+C02 - CaC03+H20 Die Eigenschaften des gefällten Calciu carbonates sind z . B . abhängig von der chemischen Zusammensetzung des eingesetzten Kalksteines, den Brennbedingungen und den Löschbedingungen.Ca (OH) 2 + C0 2 - CaC0 3 + H 2 0 The properties of the precipitated calcium carbonates are e.g. B. depending on the chemical composition of the limestone used, the firing conditions and the extinguishing conditions.
Kalkstein unterschiedlicher Herkunft oder Zusammensetzung führt zu Calciumcarbonat mit sehr unterschiedlichen anwendungstechnischen Eigenschaften. Der Mechanismus dieser Beeinflussung ist zur Zeit nicht genau bekannt. Es ist jedoch bekannt, daß z. B. Fe2+, Zn 2+, Cl~, Mn2+ und Be2+ Spuren die Kristallisation des CCP stören. In der Praxis vermeidet man z. B. hohe Magnesiumgehalt im Kalkstein, wenn hohe Fließgrenzen angestrebt werden.Limestone of different origins or compositions leads to calcium carbonate with very different application properties. The mechanism of this influence is currently not exactly known. However, it is known that e.g. B. Fe2 + , Zn 2 + , Cl ~ , Mn2 + and Be2 + traces interfere with the crystallization of the CCP. In practice you avoid e.g. B. high magnesium content in the limestone when high flow limits are sought.
Zur Herstellung von gefälltem Calciumcarbonat wird vorzugsweise sogenannter Weichbrannt eingesetzt. Hierzu wird Kalkstein bei einer Temperatur von 1.000 bis 1.250 °C gebrannt.So-called soft firing is preferably used to produce precipitated calcium carbonate. For this purpose limestone is burned at a temperature of 1,000 to 1,250 ° C.
Der Brennvorgang wird üblicherweise in sogenannten Schachtöfen oder auch in Drehrohröfen durchgeführt. Als Brennstoff können z. B. Koks, Öl oder Erdgas verwendet werden. Hierbei führen niedrige Brenntemperaturen zu hohen Kalkmilchviskositäten. Die Verwendung dieser Kalkmilch für die CCP-Herstellung führt damit auch zu kleinen Teilchendurchmessern des CCP und hohen Fließgrenzen im Weichmachergemisch. Entsprechend führen hohe Brenntemperaturen zu niedrigen Kalkmilchviskositäten, groben CCP-Teilchen und niedrigen Fließgrenzen im Weichmachergemisch. Die Ausbeute an Branntkalk ist hierbei bei mittleren Temperaturen am höchsten, da bei niedrigen Temperaturen nicht alles CaC03 zum CaO umgesetzt wird und bei hohen Temperaturen ein Teil den CaO überbrannt wird, d. h. er läßt sich mit den üblichen Methoden nicht mehr löschen.The burning process is usually carried out in so-called shaft furnaces or in rotary tube furnaces. As a fuel z. B. coke, oil or natural gas can be used. Here, low firing temperatures lead to high lime milk viscosities. The use of this milk of lime for CCP production also leads to small particle diameters of the CCP and high flow limits in the plasticizer mixture. Accordingly, high firing temperatures lead to low lime milk viscosities, coarse CCP particles and low flow limits in the plasticizer mixture. The yield of quicklime is highest at medium temperatures, since not all CaC0 3 is converted to CaO at low temperatures and part of the CaO is overburned at high temperatures, ie it can no longer be extinguished using the usual methods.
Zur Charakteristik des Branntkalkes wird u. a. seine Fähigkeit, mit Wasser zu reagieren herangezogen. Gemessen wird der sogenannte VEC-Wert (Velocite d'Extinction de Chaux) . Hierbei wird die Aufheizgeschwindigkeit einer definierten Wasser-Branntkalkmischung gemessen. Typische VEC- Werte für Branntkalk, der für die Herstellung von gefälltem Calciumcarbonat geeignet ist, liegen oberhalb 3 °C/min.The characteristics of quicklime include its ability to react with water. The so-called VEC value (Velocite d'Extinction de Chaux). The heating rate of a defined water / quicklime mixture is measured. Typical VEC values for quicklime, which is suitable for the production of precipitated calcium carbonate, are above 3 ° C / min.
Zur Herstellung der Kalkmilch wird der Branntkalk z. B. in einer Löschtrommel mit Wasser zur Reaktion gebracht, wobei sich eine Ca (OH) 2-Suspension, die sogenannte Kalkmilch bildet. Die Kalkmilch hat üblicherweise einen Feststoffgehalt von 70 bis 220 g/1 Ca(OH)2, eine Viskosität von 30 bis 2.500 m Pas und einen mittleren Teilchendurchmesser unter 50 um.For the production of the milk of lime, the quicklime z. B. reacted with water in an extinguishing drum, forming a Ca (OH) 2 suspension, the so-called milk of lime. The lime milk usually has a solids content of 70 to 220 g / l of Ca (OH) 2 , a viscosity of 30 to 2500 mPas and an average particle diameter of less than 50 μm.
Kalkmilch wird z. B. zur Neutralisation von. Abwasser, zur Herstellung von Soda oder gefälltem Calciumcarbonat verwendet.Lime milk is e.g. B. to neutralize. Wastewater, used to make soda or precipitated calcium carbonate.
Ein Machteil der bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von gefälltem Calciumcarbonat ist, daß dessen anwendungstechnische Eigenschaften, insbesondere als Rheologie steuerndes Additiv bisher nur ungenügend einstellbar sind.One part of the previously known processes for the production of precipitated calcium carbonate is that its application properties, in particular as a rheology-controlling additive, have so far been insufficiently adjustable.
Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung von gefälltem Calciumcarbonat (CCP) mit in breitem Bereich steuerbaren definierten und reproduzierbaren Eigenschaften.The object of the invention is the production of precipitated calcium carbonate (CCP) with controllable defined and reproducible properties in a wide range.
Erfindungsgemäß wir die Aufgabe dadurch gelöst, daß für die Herstellung des Calciumcarbonates mit bestimmten rheolo- gischen Eigenschaften eine Kalkmilch mit genau der Viskosität bei gegebener Konzentration eingesetzt wird, die zu den gewünschten Eigenschaften des CCP führt. Durch die Viskosität der Kalkmilch werden also die Eigenschaften des Calciumcarbonates als Rheologie steuerndes Additiv eingestellt.According to the invention, the object is achieved in that a lime milk with exactly the viscosity at a given concentration is used for the production of the calcium carbonate with certain rheological properties, which leads to the desired properties of the CCP. The properties of calcium carbonate as a rheology-controlling additive are adjusted by the viscosity of the lime milk.
Je nach Verwendungszweck werden unterschiedliche Fließgrenzen des CCP gewünscht. In Piastisolen strebt man hohe Fließgrenzen an. Diese werden erreicht, indem Kalkmilch mit Viskositäten oberhalb 750 Pas eingesetzt wird. In Druckfar- ben werden mittlere Fließgrenzen angestrebt, so daß hierfür Kalkmilch mit Viskositäten zwischen 100 und 150 mPas eingesetzt wird. Für hochgefüllte Silikonmassen werden CCP mit niedriger Fließgrenze eingesetzt, so daß hier Kalkmilch mit einer Viskosität unter 100 Pas Verwendung findet.Depending on the intended use, different flow limits of the CCP are desired. Piastisoles aim for high flow limits. These are achieved by using lime milk with viscosities above 750 Pas. In print ben medium flow limits are sought so that lime milk with viscosities between 100 and 150 mPas is used for this. For highly filled silicone masses, CCP with a low flow limit are used, so that lime milk with a viscosity below 100 Pas is used.
Die so hergestellte Kalkmilch mit eingestellter Viskosität wird anschließend einem Reaktor zugeführt, in den C02 enthaltendes Gas zur Fällung des Calciumcarbonates eingeleitet und homogen in der Kalkmilch dispergiert wird.The milk of lime thus produced with the viscosity set is then fed to a reactor, into which gas containing CO 2 is introduced to precipitate the calcium carbonate and is homogeneously dispersed in the milk of lime.
Das gefällte Calciumcarbonat kann je nach Verwendungszweck mit Fettsäuren nachbehandelt werden.The precipitated calcium carbonate can be post-treated with fatty acids depending on the intended use.
Es wurde überraschend gefunden, daß die Eigenschaften des gefällten Calciumcarbonates reproduzierbar sind und in breiten Bereichen variiert werden können, wenn die Viskosität der Kalkmilch eingestellt wird, und danach C02 zur Fällung des Calciumcarbonates eingeleitet wird.It has surprisingly been found that the properties of the precipitated calcium carbonate are reproducible and can be varied within a wide range if the viscosity of the lime milk is adjusted and then CO 2 is introduced to precipitate the calcium carbonate.
Vergleicht man die Verfahren zur Herstellung von gefälltem Calciumcarbonat aus unterschiedlichviskoser Kalkmilch, so fällt auf, daß die Viskosität einen Einfluß auf die Reaktionsgeschwindigkeit, auf den mittleren Teilchendurchmesser des gebildeten CaC03 und auf die anwendungstechnischen Eigenschaften des CCP hat.If you compare the processes for the preparation of precipitated calcium carbonate from lime milk of different viscosities, it is noticeable that the viscosity has an influence on the reaction rate, on the average particle diameter of the CaC0 3 formed and on the application properties of the CCP.
Es wurde gefunden, daß eine zunehmende Viskosität der Kalkmilch auch eine Abnahme des mittleren Teilchendurchmessers der Primärteilchen des CCP nach sich zieht.It has been found that an increasing viscosity of the milk of lime also leads to a decrease in the mean particle diameter of the primary particles of the CCP.
Es wurde weiterhin gefunden, daß durch die Steuerung der Viskosität der Kalkmilch die Fälldauer um ca. 20 % gesenkt werden kann.It has also been found that by controlling the viscosity of the milk of lime, the precipitation time can be reduced by approximately 20%.
Durch die erfindungsgemäße Einstellung der Viskosität der Kalkmilch ist es möglich, die Fließgrenze der CCP-ge- füllten Plastisole signifikant zu beeinflussen, also gezielt einzustellen. Es wurde gefunden, daß die Fließgrenze eine Funktion der Viskosität der Kalkmilch bei gegebener Konzentration ist. Es wurde also gefunden, daß die Eigenschaften des CCP durch die gezielt einstellbaren Viskositäten der Kalkmilch reproduzierbar beeinflußt werden können.By adjusting the viscosity of the milk of lime according to the invention, it is possible to significantly influence the flow limit of the CCP-filled plastisols, ie in a targeted manner adjust. The yield point was found to be a function of the viscosity of the milk of lime at a given concentration. It was therefore found that the properties of the CCP can be reproducibly influenced by the visually adjustable viscosities of the milk of lime.
Die unerwünschte Beeinflussung der Eigenschaften des CCP durch Undefinierte Schwankungen der Beschaffenheit des Kalksteins des Brennprozesses und des Löschvorganges kann z. B. durch das definierte Mischen verschiedener Kalke aufgehoben werden, wobei das Mischen der Kalke in dem Verhältnis erfolgt, aus dem nach anschließendem Löschen die gewünschte Kalkmilchviskosität resultiert.The undesirable influencing of the properties of the CCP by undefined fluctuations in the quality of the limestone of the burning process and the extinguishing process can, for. B. can be canceled by the defined mixing of different limes, the limes being mixed in the ratio from which the desired lime milk viscosity results after subsequent deletion.
Erfindungsgemäß kann die Viskosität eingestellt werden, indem Branntkalke, die bei alleiniger Verwendung zu Kalkmilchen mit sehr unterschiedlichen Viskositäten führen würden, in einem solchen Verhältnis miteinander vermischt und gelöscht oder gemeinsam gelöscht werden, daß die gewünschte Viskosität der Kalkmilch eingestellt wird. Es ist ebenfalls möglich, jeden Kalk zunächst für sich zu löschen und anschließend die Kalkmilche miteinander zu vermischen. Weiterhin können die beiden Kalke im festgelegten Verhältnis separat in die Löschapparatur gegeben werden, wo dann die gewünschte Mischung gebildet wird, aus dem die gewünschte Kalkmilchviskosität resultiert.According to the invention, the viscosity can be adjusted by mixing quicklime, which would lead to milk of lime with very different viscosities if used alone, mixed with one another in such a ratio and deleted or deleted together that the desired viscosity of the milk of lime is set. It is also possible to first delete each lime for yourself and then mix the lime milk together. Furthermore, the two limes can be added to the extinguishing apparatus in the specified ratio, where the desired mixture is then formed, from which the desired lime milk viscosity results.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Messung der Viskosität der Kalkmilch zur Steuerung des Mischungsverhältnisses der Kalkmilchsorten genutzt. Die Viskosität ist problemlos z. B. kontinuierlich zu messen, und über einen entsprechenden Regelkreis kann automatisch das Mischungsverhältnis der beiden Kalke und damit die resultierende Kalkmilchqualität sehr genau gesteuert werden. Beispiele 1 - 6:In one embodiment of the invention, the measurement of the viscosity of the lime milk is used to control the mixing ratio of the types of lime milk. The viscosity is easily z. B. to measure continuously, and via a corresponding control loop, the mixing ratio of the two limes and thus the resulting lime milk quality can be controlled very precisely. Examples 1-6:
Branntkalk 1 und Branntkalk 2 werden in verschiedenen Verhältnissen miteinander vermischt und in einer Löschtrommel gelöscht:Quicklime 1 and quicklime 2 are mixed together in different proportions and extinguished in an extinguishing drum:
VEC Branntkalk 1 4,8 °C/min.VEC quicklime 1 4.8 ° C / min.
VEC Branntkalk 2 9,8 °C/min.VEC quicklime 2 9.8 ° C / min.
Stückelung jeweils: 2 - 5 cmDenomination in each case: 2 - 5 cm
Aus der so gemahlenen Kalkmilch wurde durch Einleiten von C02-haltigem Gas Calciumcarbonat hergestellt:Calcium carbonate was produced from the lime milk ground in this way by introducing CO 2 -containing gas:
Fällbedingunαen:Fällbedingunαen:
Fälltemperatur: 18 °CFalling temperature: 18 ° C
C02-Konzentration im Fällgas: 30 Vol.-%C0 2 concentration in the precipitation gas: 30 vol .-%
Gasstrom: 1 m3/h pro 10 1 KalkmilchGas flow: 1 m 3 / h per 10 1 lime milk
Fälldauer: siehe TabelleFelling time: see table
Nachbehandlung: Fettsäurebehandlung mitAftertreatment: fatty acid treatment with
(0,85 mg Stearinsäure)/(0.85 mg stearic acid) /
(m2 CCP-Oberfläche)(m 2 CCP surface)
Es wird deutlich, daß durch das Mischen der Kalke die Viskosität der Kalkmilch gezielt gesteuert werden kann. Dadurch kann die Fälldauer von CCP bis zu 20 % gesenkt werden. Die Teilchendurchmesser von CCP werden reproduzierbar eingestellt. Die Fließgrenze eines Gemisches aus Weichmacher und Calciumcarbonat kann reproduzierbar gesteuert werden. Die Viskosität der Kalkmilch kann auch gesteuert werden, indem die Kalkmilch gemahlen wird. Zur Mahlung der Kalkmilch können an sich bekannte Mühlen verwendet werden. Vorzugsweise werden Perlmühlen eingesetzt. Als Mahlperlen eignen sich insbesondere Zirkonoxid-Mahlperlen mit einem Durchmesser von 0,4 bis 2 mm. Das Mahlergebnis wird durch die Feinheit der Perlen stark beeinflußt.It becomes clear that the viscosity of the lime milk can be controlled in a targeted manner by mixing the limes. As a result, the CCP downtime can be reduced by up to 20%. The particle diameters of CCP are set reproducibly. The flow limit of a mixture of plasticizer and calcium carbonate can be controlled reproducibly. The viscosity of the lime milk can also be controlled by grinding the lime milk. Known mills can be used to grind the milk of lime. Bead mills are preferably used. Zirconium oxide grinding beads with a diameter of 0.4 to 2 mm are particularly suitable as grinding beads. The fineness of the pearls strongly influences the milling result.
Der Mahleffekt wird außerdem durch die Drehzahl der Mühle, die Verweilzeit der Kalkmilch in der Mühle und den sich daraus ergebenden spezifischen Energieeintrag gesteuert.The grinding effect is also controlled by the speed of the mill, the dwell time of the lime milk in the mill and the resulting specific energy input.
Beispiele 7 - 10:Examples 7-10:
Branntkalk wurde in einer Löschtrommel gelöscht:Slaked lime was extinguished in an extinguishing drum:
Stückelung: 1 - 5 cmDenomination: 1 - 5 cm
VEC: 4,8 °C/minVEC: 4.8 ° C / min
Die resultierende Kalkmilch wurde gemahlen und charakterisiert:The resulting lime milk was ground and characterized:
Feststoffgehalt: 150 g/1Solids content: 150 g / 1
Mahlbedingungen:milling conditions:
Horizontale RührwerkskugelmühleHorizontal agitator ball mill
Mahlkammervoltimen 5 1Grinding chamber voltages 5 1
Motorleistung 22 kWMotor power 22 kW
Mahlkörper:grinding media:
Kugeln aus ZirkonsilikatZirconia balls
Durchmesser 1,0 - 1,6 mmDiameter 1.0-1.6 mm
Eingefülltes Volumen 4,8 1Filled volume 4.8 1
Die Versuche werden bei konstanter Drehzahl von 1.990 U/min. durchgeführt. Die Verweilzeit der Kalkmilch in der Mühle wurde variiert. Daraus ergaben sich verschiedene spezifische Energieeinträge.The tests are carried out at a constant speed of 1,990 rpm. carried out. Lime milk in the mill was varied. This resulted in various specific energy inputs.
Aus der so gemahlenen Kalkmilch wurde durch Einleiten von C02-haltigem Gas Calciumcarbonat hergestellt:Calcium carbonate was produced from the lime milk ground in this way by introducing CO 2 -containing gas:
Fällbedingungen:precipitation conditions:
Fälltemperatur: 18 °CFalling temperature: 18 ° C
C02-Konzentration im Fällgas: 30 Vol.-%C0 2 concentration in the precipitation gas: 30 vol .-%
Gasstrom: lm3/h pro 10 1 Kalkmilch Fälldauer: siehe TabelleGas flow: lm 3 / h per 10 l of lime milk precipitation time: see table
Nachbehandlung: Fettsäurebehandlung mit (0,85 mg Stearinsäure)/ (m2 CCP-Oberfläche)Aftertreatment: fatty acid treatment with (0.85 mg stearic acid) / (m 2 CCP surface)
Es wird deutlich, daß durch die Naßmahlung die Viskosität der Kalkmilch und der mittlerer Teilchendurchmesser der Kalkmilch gezielt gesteuert werden können. Dadurch kann die Fälldauer von CCP bis zu 20 % gesenkt werden. Die Teilchendurchmesser von CCP werden reproduzierbar eingestellt. Die Fließgrenzen werden erhöht.It becomes clear that the viscosity of the lime milk and the average particle diameter of the lime milk can be controlled in a targeted manner by the wet grinding. As a result, the CCP downtime can be reduced by up to 20%. The particle diameters of CCP are set reproducibly. The flow limits are increased.
Es ist ebenfalls möglich, durch Variation der Brennbedingungen Einfluß auf die Viskosität der resultierenden Kalkmilch zu nehmen. Es ist im Sinne der Erfindung, die Brenntemperaturen im Bereich von 900 bis 1.200 °C zu variieren. Beispiele 11 - 13:It is also possible to influence the viscosity of the resulting lime milk by varying the firing conditions. It is within the meaning of the invention to vary the firing temperatures in the range from 900 to 1200 ° C. Examples 11-13:
Kalkstein wird auf eine Körnung von <10 mm gebrochen und anschließend 4 Stunden bei verschiedener Temperatur gebrannt. Nach dem Abkühlen wird der Kalk in einem gerührten Behälter gelöscht. Dazu wird dieser in Portionen zu Wasser gegeben. Die Portionen werden so gewählt, daß eine Temperatur im Lösc behälter 95 °C nicht überschreitet. Insgesamt werden 200 g Branntkalk in 1 1 Wasser gegeben. Nach vollständiger Reaktion wird der Rückstand über ein 100 μ -Sieb abgesiebt und ausgewogen. Die Kalkmilch wird auf 150 g/1 verdünnt. Durch Einleiten von C0 enthaltendem Gas in diese Kalkmilch wird CCP hergestellt.Limestone is crushed to a grain size of <10 mm and then burned for 4 hours at different temperatures. After cooling, the lime is extinguished in a stirred container. This is added to the water in portions. The portions are chosen so that a temperature in the release container does not exceed 95 ° C. A total of 200 g quicklime is added to 1 liter of water. After the reaction is complete, the residue is sieved through a 100 μ sieve and weighed out. The lime milk is diluted to 150 g / 1. CCP is produced by introducing gas containing CO into this milk of lime.
Fällbedingungen:precipitation conditions:
Fälltemperatur: 18 °C C02-Konzentration im Fällgas: 30 %Falling temperature: 18 ° C C0 2 concentration in the precipitation gas: 30%
Gasström: 1 m3/h pro 10 1 Kalkmilch Nachbehandlung: Fettsäurebehandlung mit 0,85 g Stearinsäure/m2 CCP-OberflächeGas flow: 1 m 3 / h per 10 1 lime milk Post-treatment: fatty acid treatment with 0.85 g stearic acid / m 2 CCP surface
Es ist im Sinne der Erfindung, eine Kalkmilch mit einer Viskosität von 20 bis ax. 2.500 mPas (gemessen bei 25 °C) herzustellen. Eine höhere Viskosität sollte vermieden werden, da sonst die Eintragung des Fällgases nicht optimal möglich ist.It is in the sense of the invention, a lime milk with a viscosity of 20 to ax. 2,500 mPas (measured at 25 ° C). A higher viscosity should be avoided as otherwise the entry of the precipitating gas is not optimally possible.
Zur homogenen Dispergierung des Fällgases ist eine gute Fließfähigkeit der Kalkmilch erforderlich. Je nach Anwendungszweck kann somit CaC03, das als Mischungsbestandteil mit hoher Funktionalität für z. B. Polymere, Polymerzubereitungen, Kunststoffe, Überzugsmassen, Dichtungsmassen, Papier oder Farben, insbesondere Druckfarben geeignet ist, in gleichbleibender Qualität bereitgestellt werden. For the homogeneous dispersion of the precipitation gas, good flowability of the milk of lime is required. Depending on the application, CaC0 3 , which is a mixture component with high functionality for z. B. polymers, polymer preparations, plastics, coating compositions, sealants, paper or paints, in particular printing inks is suitable, are provided in consistent quality.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung von gefälltem Calciumcarbonat durch Einleiten von C02 in Kalkmilch, wobei die anwendungstechnischen Eigenschaften des gefällten Calciumcarbonates durch die Viskosität der für die Fällung eingesetzten Kalkmilch gesteuert werden, indem die Viskosität der Kalkmilch durch1. Process for the preparation of precipitated calcium carbonate by introducing C0 2 into lime milk, the application properties of the precipitated calcium carbonate being controlled by the viscosity of the lime milk used for the precipitation, by the viscosity of the lime milk
a) separates Löschen von Branntkalk unterschiedlicher Qualität und anschließendem Mischen der Kalkmilchsorten in dem Verhältnis eingestellt wird, aus dem die gewünschte Kalkmilchviskosität resultiert odera) separate deletion of quicklime of different quality and subsequent mixing of the lime milk types is set in the ratio from which the desired lime milk viscosity results or
b) durch Mischen von Branntkalk unterschiedlicher Qualität in dem Verhältnis, aus welchem nach anschließendem Löschen der Branntkalkmischung die gewünschte Kalkmilchviskosität resultiert, eingestellt wird oderb) is adjusted by mixing quicklime of different quality in the ratio from which the desired lime milk viscosity results after the quicklime mixture is subsequently extinguished, or
c) durch separates Dosieren von Branntkalk unterschiedlicher Qualität direkt in den Löschapparat in dem Verhältnis, aus welchem die gewünschte Kalkmilchviskosität resultiert, eingestellt wird oderc) by separately metering quicklime of different quality directly into the extinguishing apparatus in the ratio from which the desired lime milk viscosity results, or
d) durch Mahlung der Kalkmilch gesteuert wird oderd) is controlled by grinding the milk of lime or
e) durch Variation der Brenntemperatur zur Herstellung des Branntkalkes im Bereich von 900 bis 1.200 °C gesteuert wird.e) is controlled by varying the firing temperature for producing the quicklime in the range from 900 to 1200 ° C.
2. Verfahren zur Herstellung von gefälltem Calciumcarbonat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität der Kalkmilch im Bereich von 20 bis 2.500 ps (gemessen bei 25 °C) eingestellt wird. 2. A process for the preparation of precipitated calcium carbonate according to claim 1, characterized in that the viscosity of the lime milk is set in the range from 20 to 2,500 ps (measured at 25 ° C).
3. Beeinflussung der Eigenschaften des gefällten CaC03 zur Verwendung als Rheologie steuerndes Additiv durch gezielte Einstellung der Kalkmilchviskosität gemäß Anspruch 1 und 2. 3. Influencing the properties of the precipitated CaC0 3 for use as a rheology control additive by targeted adjustment of the lime milk viscosity according to claim 1 and 2.
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