[發明專利]具有改善的白度的來自紙漿研磨廢料的沉淀碳酸鈣，其制造方法及其用途

有效

• 申請號: 201280023400.3
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN103534207A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: M·波爾;T·施莫爾茲
• 申請（專利權）人: OMYA國際股份公司
• 主分類號: C01B31/24
• 分類號: C01B31/24;C01F11/18
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 張力更

技術領域

本發明涉及一種自廢石灰制造沉淀碳酸鈣（PCC）的方法，通過該方法獲得的沉淀碳酸鈣物種（PCC）的礦物顏料以及這些礦物顏料的用途。

背景技術

碳酸鈣廣泛用于造紙工業中作為紙中的填料組分。其是一種用于增加紙張白度及不透明度的低成本、高白度填料。在過去的幾十年里，由于造紙廠由酸性造紙轉變為堿性造紙，因此碳酸鈣的用途已顯著增加。天然及合成碳酸鈣均可用于造紙工業。天然碳酸鹽（諸如石灰石、大理石或白堊）在其用于紙中之前經研磨至較小粒子尺寸，而合成碳酸鈣通過沉淀反應制造且因此稱為沉淀碳酸鈣（PCC）。

通常，PCC通過將CO₂引入氫氧化鈣的水性懸浮液（所謂的石灰乳）中而制備

Ca(OH)₂+CO₂→CaCO₃+H₂O。

該方法已證實能夠制造具有優良不透光特性的PCC。與研磨碳酸鈣（所謂的GCC）相比，PCC典型地在使紙張不透明及增亮方面具有優勢。已發現具有玫瑰花朵狀集合體結構的偏三角面體形的沉淀碳酸鈣可賦予紙張高不透明度。該碳酸化法還顯示出在制造各種粒子形狀及尺寸用于如紙填料和在紙涂料中的各種應用中具有靈活性。

沉淀碳酸鈣除了用于造紙工業中外，其也用于各種其他目的，例如作為油漆工業的填料或顏料及作為功能性填料用于制造塑料材料、增塑溶膠、密封化合物、印刷墨水、橡膠、牙膏、化妝品等。

技術問題

現今，就生態學觀點而言，一種觀點集中于回收來源于工藝的未使用材料或自產物或工藝回收所用材料并且再使用回收的材料。

舉例來說，在牛皮紙漿研磨的化學品回收系統中，以固體廢材料形式排放大量低化學純度的碳酸鈣，且因此可輕易獲得作為制造碳酸鈣填料和/或涂料顏料的廉價原料源。

然而，由于該“紙漿研磨廢碳酸鈣”的粒子尺寸粗、存在脫色雜質及低白度，如果最終碳酸鈣產物的白度應保持在足夠高的水平并且應用性能應達到自高質量原料制造的產物（諸如由白堊、石灰石或大理石制造的碳酸鈣填料或涂料顏料）的水平，則這種材料被禁止使用或被限制到極低用量。

因此，將非常需要一種方法來增加包含自廢料并且尤其自紙漿研磨廢料回收的碳酸鈣的碳酸鈣產物的白度并且將回收的材料轉化為可用于典型應用的碳酸鈣礦物填料和/或涂料顏料。

現有技術方法以加工自紙漿研磨廢料回收的碳酸鈣材料為基礎。舉例來說，巴西專利申請PI0903782-9描述了一種方法，其中自纖維素工業的苛化工藝回收的碳酸鈣材料使用磷酸處理，以使該碳酸鈣材料質量提高及純化。

JP6073690A揭示了具有至少6m²/g的比表面積的沉淀碳酸鈣的制備。造紙廠中產生的廢二氧化碳及廢石灰可在制備該PCC中得以利用。在一個實施例中，含三價金屬氧化物雜質的石灰在50℃下反應1小時，且反應產物流經篩子以獲得石灰乳。接著石灰乳經濕法破碎并稀釋以制備具有濃度8wt%的石灰乳。接著其經碳酸化且再次流經篩子以獲得沉淀碳酸鈣。

WO96/32354A1涉及一種處理包含于來自用于處理紙或廢紙的工廠的廢紙或流出物中或由其產生的含固體的材料的方法，該含固體的材料包括有機材料及無機顆粒材料。通過該方法處理的含固體的材料可包括碳酸鈣，其經煅燒形成氧化鈣，并且當在水性懸浮液中形成氧化鈣時該氧化鈣轉化為氫氧化鈣。接著通過引入二氧化碳，石灰乳轉化為沉淀碳酸鈣。接著使用該沉淀碳酸鈣制備紙涂料組合物。包含該沉淀碳酸鈣以及其他礦物（諸如高嶺土）的材料的實例顯示出70.6%或75.5%的ISO白度。

WO97/11030A1涉及通過將不純氧化鈣或氫氧化鈣源與水組合以形成水性懸浮液來制造高純度碳酸鈣的方法。可使懸浮液內的固體沉降以便形成澄清的氫氧化鈣飽和溶液。接著該溶液進一步與二氧化碳反應以獲得高純度沉淀碳酸鈣。然而，在該文獻中沒有任何地方提及如此形成的石灰乳無需移除任何包含于石灰乳中的雜質即可用于進一步的碳酸化步驟中。

US2010/0000444A1也描述了一種制造含碳酸鹽的組合物的方法，其中該方法包含利用金屬氧化物（諸如氧化鈣或氫氧化鈣）的廢料源。來源于金屬氧化物廢料源的二價陽離子水溶液與二氧化碳接觸，且經受沉淀條件以提供含碳酸鹽（諸如碳酸鈣）的組合物。所得產物可用于建筑材料（諸如水泥）中。未提供有關所得碳酸鈣的ISO白度、比表面積或重量中值粒徑的信息。