[发明专利]无定形碳酸钙的生产

说明书

本发明涉及一种用于制备无定形碳酸钙的方法、可由该方法获得的无定形碳酸钙、其用途以及包含该无定形碳酸钙的产品和喷雾干燥器用于制备无定形碳酸钙的用途。

技术领域

本发明涉及一种用于制备无定形碳酸钙的方法、可由该方法获得的无定形碳酸钙、其用途以及包含该无定形碳酸钙的产品和喷雾干燥器用于制备无定形碳酸钙的用途。

背景技术

碳酸钙是在纸、制药、食品、油漆、密封剂和塑料工业中最常用的添加剂之一。尽管天然存在的研磨碳酸钙(GCC)在许多应用中常被用作填料，但合成制备的沉淀碳酸钙(PCC)可在其形态和粒子尺寸方面进行定制，从而使得这些材料满足额外的功能。

近年来，对于新特性矿物填料类型的需求在剧烈上升。尤其是，特性矿物填料类型如无定形碳酸钙(ACC)在各种应用中的用途是特别有益的，所述应用例如是制药、食品、油漆、密封剂、塑料应用等。

通常已知的ACC过程主要基于应用从溶液的受控结晶，例如混合碳酸钠和氯化钙并且使用不同的促进剂或消化(slaking)添加剂到浆料形式的最终产品中。在如此操作时，实验室规模的加工途径是复杂、高成本且能量密集的，并且表现的特征是非常低的收率，这使得迄今为止升级到工业过程规模是不现实的。

WO 98/41475涉及一种方法，其中Ca(OH)₂由气态CO₂碳酸化，该碳酸化通过使Ca(OH)₂和液雾与CO₂气体在湍流中接触而在气相中进行。该湍流通过至少两个串联布置的销棒粉碎机产生。该反应的停留时间甚至小于1秒，且由于能量强度高，因此该碳酸化可在高固体含量下进行。

WO 2014/024191公开了一种用于制备经稳定化的ACC的方法。该方法包括以下步骤：i)将包含可溶性钙盐如CaCl₂和第一稳定剂的水溶液与包含可溶性碳酸盐如Na₂CO₃的水溶液合并以形成ACC悬浮液；以及ii)添加水混溶性有机溶剂和包含第二稳定剂的溶液，条件是该第二稳定剂和该有机溶剂在ACC悬浮液形成约2分钟内接触该ACC悬浮液。

US 4,237,147和CA 1 186 550公开了经稳定化的ACC。用于生产该经稳定化的ACC的方法包括：(1)形成钙离子和氢键合物质(可为蔗糖、果糖等)的水溶液，(2)使该溶液与CO₂接触，同时使该溶液保持低于15℃的温度以形成含有化学结合水的沉淀物，以及(3)将该沉淀物中所含的化学结合水的量减少至小于15％重量，同时保持所得组合物基本上不含非结合水。步骤(3)可在真空烘箱中、流化床干燥机中或通过在低湿度条件下风干来干燥。

但是，由于现有技术中所述的ACC的复杂的实验室规模、低收率的制造，因此不断地需要一种允许以高收率直接生产ACC而不使用促进剂或消化添加剂的简化方法。

发明内容

因此，本发明的一个目标在于提供一种用于生产无定形碳酸钙的方法。还希望所述方法不需要使用不同的促进剂或消化添加剂如氨基酸、共嵌段聚合物、有机酸、有机酸盐、糖醇、单糖、二糖、多糖、葡糖酸盐、膦酸盐、木素磺酸盐(lignosulphonate)等。还希望所述方法生产高纯度的无定形碳酸钙，尤其是在不实施复杂纯化步骤的情况下。

上述目标以及其他目标通过如在本文中在独立权利要求中定义的主题得以解决。

根据本发明的一个方面，提供一种用于制备无定形碳酸钙的方法，该方法包括以下步骤：

a)提供至少一种含氧化钙材料；

b)提供至少一种气态CO₂源，

c)通过将步骤a)的该至少一种含氧化钙材料与水混合以将氧化钙至少部分转化成溶解的氢氧化钙来制备石灰乳，