Изготовление материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, имеющего пониженную тенденцию к декрепитации
Номер патента: 21825
Опубликовано: 30.09.2015
Авторы: Романн Маттиас, Пуст Кристофер, Лоргуйу Марион, Пикбреннер Арнд, Пеллетье Марк
Формула / Реферат
1. Способ изготовления материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, имеющего пониженную тенденцию к декрепитации, отличающийся тем, что материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, содержащий частицы, имеющие размер частицы исходного материала больше чем 90 мкм и меньше чем 1 мм, покрывают по крайней мере одной добавкой, выбранной среди гидроксидов, карбонатов, силикатов, сульфатов, и/или галогенидов соединений щелочных металлов, и/или гидроксидов щелочно-земельных металлов, сульфатов, и/или галогенидов, и/или борной кислоты (Н3ВО3), и/или серной кислоты (H2SO4) в количестве 0,05-5 мас.% от количества материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, и что покрытие включает образование покрывающей пленки, возможно частичное, содержащей добавку и/или ее продукты реакции.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что материал покрывают добавкой в количестве 0,1-3 мас.% и предпочтительно 0,5-1,5 мас.% от количества материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния.
3. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что покрывают добавкой при температуре, меньшей чем 100°С.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния содержит больше чем 85 мас.%, предпочтительно больше чем 90 мас.% карбоната кальция и/или карбоната магния.
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что в качестве материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния используют доломит и/или известняк.
6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что покрывают материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, содержащий 20-80 мас.% частиц, имеющих размер частиц исходного материала больше чем 90 мкм и меньше чем 1 мм.
7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния покрывают гидроксидом натрия (NaOH), силикатом натрия (Na-силикатом), сульфатом натрия (Na2SO4), карбонатом натрия (NaCO3), карбонатом калия (K2CO3), сульфатом магния (MgSO4) или серной кислотой (H2SO4).
8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния покрывают раствором, содержащим указанную добавку и растворитель.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что применяют раствор, содержащий соединение щелочного металла и/или соединение щелочно-земельного металла в количестве 0,5-60 мас.%, предпочтительно 5-60 мас.%, наиболее предпочтительно 25-50 мас.% и/или кислоту в количестве 1-98 мас.%, предпочтительно 5-95 мас.%, наиболее предпочтительно 30-90 мас.%, наиболее предпочтительно 50-80 мас.%.
10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния покрывают в присутствии SiO2 как дополнительного компонента шихты в стекловаренной печи в количестве, меньшем чем в шесть раз по массе количества материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния.
11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что тенденция к декрепитации материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния в соответствии с методом Пилкингтона является уменьшенной по крайней мере на 10%, предпочтительно на 30-95%, более предпочтительно на 40-90% и наиболее предпочтительно на 50-80%.
12. Материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, имеющий пониженную тенденцию к декрепитации, изготавливаемый посредством способа по любому из пп.1-11.
13. Материал по п.12, отличающийся тем, что материал содержит 20-80 мас.% частиц, имеющих размер частиц исходного материала больше чем 90 мкм, предпочтительно больше чем 150 мкм и меньше чем 1 мм, предпочтительно меньше чем 500 мкм.
14. Материал по любому из пп.12 или 13, отличающийся тем, что материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния содержит серу в количестве 0,07-3 мас.%, предпочтительно 0,1-2,5 мас.%, более предпочтительно 0,15-2 мас.%, в частности 0,2-1,7 мас.%, и/или натрий в количестве 0,04-4,5 мас.%, предпочтительно 0,05-4 мас.%, более предпочтительно 0,08-3,5 мас.%, в частности 0,1-2,9 мас.%, и/или калий в количестве 0,08-5 мас.%, предпочтительно 0,1-4,5 мас.%, более предпочтительно 0,15-4 мас.%, в частности 0,2-3,5 мас.% от материала карбоната кальция и/или карбоната магния.
15. Применение материала по любому из пп.12-14 в изготовлении стекла.
Текст
ИЗГОТОВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ КАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ И/ИЛИ КАРБОНАТА МАГНИЯ, ИМЕЮЩЕГО ПОНИЖЕННУЮ ТЕНДЕНЦИЮ К ДЕКРЕПИТАЦИИ Способ изготовления материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, имеющего пониженную тенденцию к декрепитации, где материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния обрабатывают по крайней мере одной добавкой, выбранной среди соединений щелочных металлов, и/или кислот, и/или соединений щлочно-земельных металлов в количестве 0,05-5 мас.% от количества материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния. Это изобретение относится к изготовлению материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, имеющего пониженную тенденцию к декрепитации. Кроме того, изобретение относится к материалу на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, имеющего пониженную тенденцию к декрепитации, также как и к применению такого материала для изготовления стекла, в частности силикатного стекла или флоат-стекла. Как правило, декрепитацией считают разрыв на части кристаллических решеток неорганических веществ при воздействии повышенных температур. Существует много неорганических материалов, которые имеют тенденцию к декрепитации. Настоящее изобретение относится к уменьшению тенденции к декрепитации материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, предпочтительно карбоната кальция и/или карбоната магния, и в частности доломита и известняка. Тенденция к декрепитации материалов, содержащих карбонат кальция и/или карбонат магния, является недостатком по техническим причинам, поскольку карбонат кальция и/или карбонат магния является важным сырьем, в частности для изготовления стекла. Во время изготовления стекла достигаются температуры больше чем 1400 С. При этих температурах, обычно, часть карбоната кальция и/или карбоната магния раскалывается по типу декрепитации перед плавлением, что приводит ко многим недостаткам. Декрепитация карбоната кальция и/или карбоната магния, в частности во время изготовления стекла, является нежелательной, так как это сопровождается повышенным образованием пыли. По нескольким причинам образование пыли является нежелательным для изготовления стекла. С одной стороны, пыль образует аэрозоль с газообразными продуктами сгорания, так называемый унос, и таким образом удаляет их из процесса плавления, что приводит к потере материала. С другой стороны, пылеунос компонентов загрязняет рекуператоры/регенераторы, присутствующие в теплообменном устройстве. Это способствует засорению, уменьшает теплообмен и увеличивает усилия для очищения устройств. Другим недостатком повышенного образования пыли вследствие декрепитации, в частности во время изготовления стекла, является то, что увеличенный унос щелочных частиц повышает коррозию огнеупора верхней части конструкции, таким образом понижая срок эксплуатации стекловаренных печей. Кроме того, многие из дефектов стекла вызваны коррозией огнеупорных материалов, что также относится к своду верхних частей печи. Для того чтобы уменьшить тенденцию к декрепитации доломита и известняка, было предложено подвергать такой материал предварительной теплообработке перед применением. При этом критическая часть материала раскалывается по типу декрепитации до того, как будет термически преобразован в текущем процессе производства. Такой подход имеет недостатки, так как необходима дополнительная стадия нагрева - которая является нежелательной по причине экологических и экономических причин. Следующий подход использует те преимущества, что существует связь между размером частиц исходного материала карбоната кальция и/или карбоната магния, который применяют, и его тенденцией к декрепитации. В частности, частицы доломита и известняка, имеющие критический размер частицы исходного материала меньше чем 1 мм, показывают повышенную тенденцию к декрепитации. Еще более высокие тенденции к декрепитации могут наблюдаться в доломите, имеющем размер частиц исходного материала больше чем 90 мкм, в частности больше чем 150 мкм, и меньше чем 600 мкм, в частности меньше чем 500 мкм. В известняке наиболее критические размеры частицы исходного материала находятся, как правило, в пределах 150-1180 мкм, в частности в пределах 425-850 мкм. Путем уменьшения количества такого критического размера частиц исходного материала в общем распределении размера частиц исходного материала, например, при помощи рассева или воздушной классификации тенденция к декрепитации доломита и/или известняка может быть уменьшена. Однако серьезным недостатком является то, что, в общем, приблизительно 30-60 мас.% частиц сырья доломита, которое применяют для изготовления стекла, показывают вышеупомянутый критический размер частицы. Таким образом, большое количество сырья доломита тратится впустую, и этот подход не является удовлетворительным, причем ни один из них.DE 1920202 A1 описывает способ изготовления неорганических стекол, в частности силикатных стекол, при помощи применения щелочных минеральных составов, которые служат источником оксидов щелочных металлов и оксидов щлочно-земельных металлов. В способе источник оксида щлочноземельного металла, извести и/или доломита вступает в реакцию с водным раствором гидроксида щелочного металла (Na(OH. Количество применяемого гидроксида щелочного металла является таким,что обеспечивается по крайней мере 50 мас.% общего количества флюсующей добавки щелочного металла, необходимого для изготовления стекла. Если продукт реакции, полученный в этом способе, применяется вместо извести и/или доломита, обычно применяемого во время изготовления стекла, то тенденция шихты к декрепитации может быть уменьшена. Важной особенностью вышеупомянутого способа является то, что применяется только один источник сырья, необходимый для изготовления стекла. Этот источник сырья еще включает кальций и натрий в количестве, необходимом для изготовления стекла. Однако указанный подход имеет недостатки, так как применение большого количества гидроксида металлического натрия требует значительных техниче-1 021825DE 2459840 описывает способ изготовления шихты в форме брикетов, где все компоненты стекольной шихты обрабатывают при помощи концентрированного раствора гидроксида натрия. Количество гидроксида натрия подобрано таким образом, что все количество или, по крайней мере, основное количество оксида натрия, необходимого для шихты, обеспечивается гидроксидом натрия в качестве эквивалентного оксиду натрия. Брикеты, изготовленные в указанном способе, показывают пониженную тенденцию к выделению пыли. Недостатком указанного способа опять является то, что применяется единственный источник сырья и таким образом применяется большое количество гидроксида натрия. Производство продуктов реакции карбоната кальция и/или карбоната магния и гидроксида натрия,также как и применение этих продуктов реакции в изготовлении стекла, также описано в документах DE 2650224 A1, US 3726697 и US 3573887. Недостатком всех указанных способов является то, что применяется большое количество гидроксида натрия.DE 1471844 А 1 описывает выдержку добавки, содержащей стеклуемую массу, подходящую для изготовления стекла, включающую гидроксид металла, в атмосфере кислого газа. Цель, которая достигается при помощи способа в соответствии с этим документом, состоит в том, чтобы препятствовать тому,чтобы компоненты стеклуемой массы выделялись перед плавлением.DE 3209618 А 1 описывает способ упрочнения брикетов для сельского хозяйства и строительства,состоящих из порошкообразных минеральных материалов, таких как, например, доломит или карбонат. Покрытие поверхности брикетов или гранул слоем минерала, такого как разведенная кислота или щелочь, который является, по крайней мере, частично нерастворимым, предотвращает попадание влаги или других компонентов атмосферы в материал брикета так, что механическая прочность и химическая стойкость материала могут быть увеличены. Этот документ не описывает, что может быть достигнута пониженная тенденция к декрепитации минеральных материалов.DE 4208068 А 1 описывает способ гранулирования карбоната щлочно-земельного металла, в частности карбоната бария и карбоната стронция, посредством добавления связующего вещества и необязательно воды, и гранулирования материала карбоната посредством воздействия механических сил или посредством добавочного гранулирования с одновременными сушкой и последующим необязательным подвержением гранул высокотемпературной обработке. В качестве связующего вещества могут применяться щелочные гидроксиды или растворимое стекло. Исходный материал является мелкодисперсным так как получен способом осаждения - и является как таковой не подверженным декрепитации. Соответственно, способ, описанный в этом документе, не приводит к пониженной тенденции к декрепитации исходного материала. Цель, лежащая в основе настоящего изобретения, состоит в обеспечении способа уменьшения тенденции к декрепитации материалов на основе карбоната кальция и/или карбоната магния экономичным и экологичным способом. Указанная цель достигается посредством способа изготовления материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, в частности доломита и известняка, имеющего пониженную тенденцию к декрепитации, где материал обрабатывают при помощи по крайней мере одной добавкой, выбранной среди соединений щелочных металлов, и/или кислот, и/или соединений щлочно-земельных металлов в количестве 0,05-5 мас.% от количества материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния. В смысле изобретения материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния предпочтительно означает вещества, содержащие карбонат кальция и/или карбонат магния в количестве больше чем 85 мас.%, предпочтительно 90-99 мас.%, наиболее предпочтительно 95-98 мас.%. Неожиданно было выявлено, что тенденция к декрепитации материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, в частности доломита, может быть эффективно уменьшена посредством обработки с помощью по крайней мере одной добавки, выбранной среди соединений щелочных металлов,кислот и/или соединений щлочно-земельных металлов в количестве уже при 0,05-5 мас.% от количества материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния. Основанный на современных знаниях механизм понижения тенденции к декрепитации в способе в соответствии с изобретением не может быть объяснен с определенностью. Возможные объяснения включают образование покрывающей пленки и/или химических реакций на поверхности материала. Наиболее вероятно, механизм зависит от сырья и применяемых условий. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения обработка материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния включает покрытие материал с помощью по крайней мере одной добавки, выбранной среди соединений щелочных металлов, и/или кислот, и/или соединений щлочно-земельных металлов в количестве 0,05-5 мас.% от количества материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния. Покрытие в смысле изобретения подразумевается как включающее образование покрывающей пленки, возможно частично, содержащей добавку и/или ее продукты реакции. Другим механизмом понижения тенденции к декрепитации материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния с дополнительной обработкой в соответствии с настоящим изобретением также может быть химическая реакция, которая происходит между добавкой и материалом на основе карбоната кальция и/или карбоната магния. Указанная реакция, вероятно, происходит на поверхности частиц материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния и, как предполагается, влияет на кинетику декарбонизации материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, когда его нагревают выше 400 С, возможно, вследствие образования промежуточной жидкой фазы. Материал, полученный посредством способа в соответствии с изобретением, может быть нагрет почти без какого-либо раскола по типу декрепитации. Если такой материал применяется в изготовлении стекла, то проблемы, обычно связанные с декрепитацией, могут быть значительно уменьшены. В частности, имеет место практическое отсутствие или несущественное образование пыли по типу декрепитации. Это приводит к лучшему использованию сырья и, дополнительно, к меньшему изнашиванию оборудования для производства стекла. В отличие от уровня техники соединение щелочного металла и/или соединение щлочноземельного металла и/или кислоты не применяется в качестве сореагента, но применяется в качестве добавки. По сравнению с известными способами способ в соответствии с изобретением характеризуется тем фактом, что только небольшое количество соединения щелочного металла и/или соединения щлочно-земельного металла и/или кислоты необходимо в качестве обрабатывающих веществ для того, чтобы уменьшить тенденцию к декрепитации. Кроме того, также могут применяться растворы, имеющие низкую концентрацию добавок. В способе в соответствии с изобретением тенденция к декрепитации карбоната кальция и/или карбоната магния может быть уменьшена избирательно. Кроме того, способ является более безвредным для окружающей среды, дает экономию затрат, и потребление химических веществ является низким. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния обрабатывают с помощью по крайней мере одной добавки,выбранной среди соединений щелочных металлов, соединений щлочно-земельных металлов и/или кислот в таком количестве, что соотношение массы добавки к материалу составляет 0,1-3 мас.%, более предпочтительно 0,2-2 мас.%, в частности 0,5-1,5 мас.%. Как уже объяснялось, возможное объяснение снижения тенденции к декрепитации, которое наблюдается в способе в соответствии с изобретением, включает образование пленки, даже частичной, на поверхности материала. В случае образования пленки - по причине небольшого количества применяемой добавки - толщина пленки предпочтительно является меньшей чем 5 мкм, более предпочтительно меньшей чем 2 мкм, в частности меньшей чем 0,5 мкм. Неожиданно было выявлено, что обработка в соответствии с изобретением может быть проведена при низких температурах. Практическое испытание показало, что в способе в соответствии с изобретением уже при температурах практически меньше чем 100 С, предпочтительно меньше чем 60 С, предпочтительно при 10-50 С, более предпочтительно при температуре 20-40 С и даже при температуре окружающей среды, тенденция к декрепитации материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния может быть эффективно уменьшена. Применение низких температур имеет преимущества по экономическим и технологическим причинам. Преимущественно в способе в соответствии с изобретением тенденция к декрепитации многих материалов на основе карбоната кальция и/или карбоната магния может быть уменьшена. В частности,очень большое уменьшение тенденции к декрепитации может наблюдаться при обработке доломита и известняка. Как объяснено выше, в частности, материалы, имеющие размер частицы исходного материала больше чем 90 мкм и меньше чем 1 мм, показывают высокую тенденцию к декрепитации. По этой причине было выявлено, что обработка материалов с большим количеством частиц, имеющих размер частицы исходного материала больше чем 90 мкм и меньше чем 1 мм, была особенно эффективной. В частности, эффективное уменьшение тенденции к декрепитации может наблюдаться при обработке доломита,содержащего 20-80 мас.%, предпочтительно 30-80 мас.%, более предпочтительно 40-70 мас.% частиц,имеющих размер частицы исходного материала больше чем 90 мкм, в частности больше чем 150 мкм, и меньше чем 600 мкм, предпочтительно меньше чем 500 мкм, и известняка, содержащего 20-80 мас.%,предпочтительно 30-80 мас.%, более предпочтительно 40-70 мас.% частиц, имеющих размер частицы исходного материала 250-1180 мкм, в частности 425-850 мкм. По существу, материал можно обрабатывать при помощи большого количества добавок, выбранных среди соединений щелочных металлов, соединений щлочно-земельных металлов и/или кислот. Особенно хорошие результаты достигаются с помощью обработки соединениями щелочных металлов и/или соединениями щлочно-земельных металлов, которые при температуре 25 С имеют растворимость в воде,составляющую по крайней мере 0,5%, предпочтительно по крайней мере 5%, более предпочтительно по крайней мере 25% и наиболее предпочтительно по крайней мере 50%. Практические исследования показали, что кислоты, в частности неорганические кислоты, кислородсодержащие кислоты, и/или соединения щелочных металлов являются особенно эффективными в уменьшении тенденции к декрепитации материалов на основе карбоната кальция и/или карбоната магния. Особенно предпочтительными в качестве добавок являются гидроксиды, карбонаты, силикаты,сульфаты и/или галогениды, в частности, соединений щелочных металлов. Подходящими также являют-3 021825(MgCO3), сульфат калия (K2SO4), сульфат магния (MgSO4), хлорид натрия (NaCl), бромид натрия (NaBr),бромид калия (KBr), хлорид кальция (CaCl2), хлорид магния (MgCl2), хлорид калия (KCl) или их смеси показывают хорошие результаты. Также борная кислота (Н 3 ВО 3) и серная кислота (H2SO4) являются особенно хорошими веществами для обработки. Большое количество вышеупомянутых добавок характеризуется тем, что они не оказывают отрицательного воздействия на изготовление стекла. Для изготовления силикатного стекла особенно подходящими являются NaOH, Na2SO4, Na2CO3, Na-силикат и/или H2SO4. Материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, обработанный с помощью вышеуказанных добавок, может применяться для изготовления стекла без возникновения каких-либо проблем. Материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния можно обрабатывать с помощью добавок посредством различных способов. Особенно простым способом является соединение материала с раствором и/или суспензией, содержащей добавку и растворитель. Практическое испытание показало,что очень хорошие результаты обработки получают, если раствор или суспензию, содержащую добавку,применяют к материалу, используя эффективные способы смешивания. При этом обеспечивается гомогенная поверхностная обработка. Раствор может быть также распылен на материал, который будут обрабатывать. Практическое испытание показало, что предпочтительно количество раствора является таким,чтобы поверхность материала, который будут обрабатывать, полностью была покрыта раствором. Предпочтительным растворителем является вода. Вода показывает высокую растворяющую способность и, кроме того, может быть легко удалена. В принципе, после обработки нет никакой потребности в какой-либо дополнительной стадии сушки. Однако практическое испытание показало, что, применяя стадию сушки предпочтительно при температуре ниже чем 150 С и более предпочтительно в пределах между 40 и 110 С, получают особенно хорошие результаты. Количество добавки в растворителе может в значительной степени варьироваться. Как правило, количество зависит от вида добавки и применяемого растворителя, в частности от растворимости добавки в растворителе. Является предпочтительным применять растворы предпочтительно на основе воды, содержащие соединение щелочного металла и/или соединение щлочно-земельного металла в количестве 0,5-60 мас.%, предпочтительно 5-60 мас.%, наиболее предпочтительно 25-50 мас.% и/или кислоту в количестве 1-98 мас.%, предпочтительно 5-95 мас.%, наиболее предпочтительно 30-90 мас.%, наиболее предпочтительно 50-80 мас.%. В принципе, в соответствии с изобретением могут применяться растворы, которые содержат добавки в широком диапазоне степеней насыщенности. Применение более концентрированных растворов повышает химическую активность раствора и имеет преимущество для общего обращения продукта, в частности, в отношении логистических аспектов. Кроме того, продукт является менее клейким и содержит меньше влаги, что снижает количество энергии, необходимой для сушки. С другой стороны, растворы с более высоким содержанием растворителя приводят к более легкой гомогенизации и более подходящей поверхностной обработке. В соответствии с дополнительным предпочтительным вариантом осуществления изобретения материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния является поверхностно обработанным в выделенном виде. Характеристика выделенная в смысле изобретения означает, что материал обрабатывают в присутствии только небольшого количества или предпочтительно в отсутствие дополнительных компонентов шихты, таких как SiO2. Предпочтительно количество дополнительных присутствующих компонентов шихты является менее чем шестикратным, предпочтительно менее чем пятикратным, еще более предпочтительно менее чем троекратным, еще более предпочтительно менее чем 100 мас.%, в частности менее чем 10 мас.%, по сравнению с количеством материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния. Указанный способ является особенно предпочтительным, так как количество требуемой добавки является очень низким, и это предотвращает нежелательные побочные реакции или нежелательные затраты добавок. В способе в соответствии с изобретением тенденция к декрепитации материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния в соответствии с испытанием по методу Пилкингтона (определение степени декрепитации доломита и известняка в соответствии с промышленно признанным способом) может быть уменьшенной по крайней мере приблизительно на 10%, более предпочтительно на 30-95%, более предпочтительно на 40-90% и наиболее предпочтительно на 50-80%. Детали испытания по методу Пилкингтона, кроме того, описаны в Decrepitation of dolomite andlimestone (Dollimore и др., Thermochimica Acta, 237, 1994, с. 125-131). Вышеупомянутый ссылочный материал при этом включен посредством ссылки в отношении определения тенденции к декрепитации в соответствии с методом Пилкингтона. Дополнительный предмет настоящего изобретения относится к способу уменьшения тенденции к декрепитации материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, где материал обрабаты-4 021825 вают с помощью по крайней мере одной добавки, выбранной среди соединений щелочных металлов,и/или кислот, и/или соединений щлочно-земельных металлов в количестве 0,05-5 мас.% от количества материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния. Дополнительный предмет настоящего изобретения относится к материалу на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, имеющему пониженную тенденцию к декрепитации и который может быть получен при помощи способа в соответствии с изобретением. Дополнительный предмет настоящего изобретения относится к материалу на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, содержащему 20-80 мас.% частиц с размером частиц исходного материала больше чем 90 мкм, предпочтительно больше чем 150 мкм, и меньше чем 1 мм, предпочтительно меньше чем 500 мкм, при этом материал обрабатывают с помощью по крайней мере одной добавки, выбранной среди соединений щелочных металлов и/или кислот и/или соединений щлочно-земельных металлов и/или их продуктов реакции, и указанный материал имеет тенденцию к декрепитации, в соответствии с методом Пилкингтона, более чем 0,1% и менее чем 10%, предпочтительно 0,5-5%, наиболее предпочтительно 0,5-3%. Материал в соответствии с изобретением может быть охарактеризован по сравнению с уровнем техники как содержащий серу в количестве 0,07-3 мас.%, предпочтительно 0,1-2,5 мас.%, более предпочтительно 0,15-2 мас.%, в частности 0,2-1,7 мас.%, и/или натрий в количестве 0,04-4,5 мас.%, предпочтительно 0,05-4 мас.%, более предпочтительно 0,08-3,5 мас.%, в частности 0,1-2,9 мас.%, и/или калий в количестве 0,08-5 мас.%, предпочтительно 0,1-4,5 мас.%, более предпочтительно 0,15-4 мас.%, в частности 0,2-3,5 мас.% от материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния. Таким образом, материал в соответствии с изобретением характеризуется по сравнению с уровнем техники тем фактом, что он содержит в дополнение к материалу на основе карбоната кальция и/или карбоната магния добавку, которая представляет собой соединение щелочного металла и/или соединение щлочно-земельного металла, и/или кислоту, и/или их фрагменты и/или их продукты реакции. Присутствие указанных дополнительных компонентов может наблюдаться, например, посредством измерений значения рН. Например, материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, обработанный с помощью гидроксида натрия и/или карбоната натрия в способе в соответствии с изобретением, как правило, имеет величину значения рН выше 10, предпочтительно выше 10,5, наиболее предпочтительно выше 11. Кроме того, присутствие добавки, и/или их фрагментов, и/или их продуктов реакции может быть установлено, например, посредством метода рентгеновской флуоресценции (РФ), атомно-абсорбционной спектроскопии (ААС) и/или индуктивно-связанной плазмы (ИСП). Материал является особенно подходящим для изготовления стекла или флоат-стекла. С принципиальной точки зрения, способ изготовления стекла разделяют на несколько фаз. Во-первых, осторожно смешивают стекольную шихту. Для изготовления силикатного стекла, которое представляет собой приблизительно 90 мас.% от всего количества произведенного стекла, для стекольной шихты применяют,например, следующее сырье. Кварцевый песок является практически чистым носителем SiO2 для образования структуры. Дополнительным компонентом является карбонат натрия, который служит в качестве разжижающей добавки и носителя оксида натрия. Дополнительным важным компонентом шихты является известняк и/или доломит. Шихту могут добавлять в варочный бассейн при температурах приблизительно 1500 С. Необработанный расплав подвергают стадии очищения для того, чтобы очистить и гомогенизировать расплав. В конце, шихту формуют и охлаждают в зависимости от способа. Материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния в соответствии с изобретением является особенно подходящим для применения в способе производства стекла. Предпочтительно материал в соответствии с изобретением смешивают с дополнительными компонентами шихты и расплавляют. В соответствии со следующим изобретение далее описано при помощи примеров. 1. Примеры 1-13. Определение тенденции к декрепитации образцов доломита 1.1. Общая методика В примерах 1-13 применяют следующую последовательность операций. Доломит, в основном применяемый в стекольной промышленности, сушат и разделяют для того,чтобы выбрать диапазон размеров частиц исходного материала между 90 и 500 мкм. Как объяснено выше, доломит, который имеет размеры частиц исходного материала в пределах между 90 и 500 мкм, является наиболее подверженным декрепитации и, таким образом, является фракцией, наиболее чувствительной к испытанию по методу Пилкингтона. Количество применяемой добавки показано в колонке 2 табл. 1 (ниже) как массовый процент доломита, который подлежит обработке. Добавку диспергируют в 10 см 3 воды. Общее количество образованного таким образом раствора распыляют на 100 г доломита (90/500 мкм), помещенного в чашку лопастного лабораторного миксера. Затем доломит гомогенизируют при помощи смешивания в течение 30 с. Затем гомогенизированный доломит удаляют из миксера, помещают на сушильную плиту и окончательно сушат в сушильной печи при температуре 105 С в течение 3 ч. Количество воды, которую добавляют к доломиту вместе с добавкой, выбирают таким образом,-5 021825 чтобы одновременно обеспечить гомогенную поверхностную обработку и ограничить избыток жидкости. При этом полученный продукт не является клейким. 1.2. Результаты испытания Результаты испытания подытожены в табл. 1 ниже. Таблица 1. Испытания на декрепитацию на доломите (90-500 мкм) Колонка 3 табл. 1 показывает величину декрепитации примеров 1-13, определенную с использованием метода Пилкингтона. Пример 1 показывает величину декрепитации сырья доломита, которое не обрабатывали способом в соответствии с изобретением. Пример 1 применяют в качестве ссылочного материала для того, чтобы определить уменьшение декрепитации, показанное в колонке 4. Примеры 2-13 показывают величину декрепитации сырья доломита, который обрабатывали способом в соответствии с изобретением. В примерах 2-13 применяют одиннадцать различных веществ обработки. За исключением примера 13, обрабатывающее вещество добавляют в количестве, которое соответствует 0,5 мас.% сырья доломита. Результаты (колонка 4) показывают, что во всех примерах 2-13 тенденция к декрепитации уменьшается по крайней мере на 10% по сравнению со ссылочным материалом. В примере 13 количество обрабатывающего вещества (NaOH) соответствует 1,5 мас.% сырья доломита. Сравнение примеров 7 и 13 показывает эффект увеличения количества применяемого обрабатывающего вещества на уменьшение величины декрепитации (колонка 4). 2. Примеры 14-17. Определение тенденции к декрепитации однородных образцов доломита 2.1. Общая методика Доломитовый песок размером 0-2 мм, обычно применяемый в стекольной промышленности, разделяют на партии по 800-1200 г для каждой пробы посредством простого деления и добавляют в лабораторный миксер. Затем раствор добавки, содержащий 10 мас.% соединения щелочного металла, добавляют капля по капле в работающий миксер. Затем смесь перемешивают в течение приблизительно 5 мин при средней скорости вращения. Затем влажный образец удаляют из миксера, помещают на сушильную плиту и сушат при температуре 105 С в сушильной печи, пока масса образца не будет больше меняться(приблизительно 12-24 ч). Полученный таким образом образец испытывают на тенденцию к декрепитации при помощи применения метода Пилкингтона (см. выше). Табл. 2 показывает тенденцию к декрепитации различных образцов, определенную при помощи применения испытания по методу Пилкингтона. В отличие от примеров 1-13 применяют однородную фракцию сырья доломита размером от 0 до 2 мм. 2.2. Результаты испытания Таблица 2. Испытания декрепитации на доломите (0-2 мм) Пример 17 является ссылочным материалом (необработанный доломит). Для сравнения пример 16 показывает влияние одной только воды. Пример 14, который касается обработки с помощью гидроксида натрия, показывает большее влияние на тенденцию к декрепитации, чем пример 15, где образец обработан с помощью силиката натрия. 3. Пример 18. Обработка в производственном масштабе В лабораторном масштабе исследования выше показывают, что обработка сырья доломита с помощью по крайней мере одной добавки, выбранной среди соединений щелочных металлов, соединений щлочно-земельных металлов и/или неорганических кислот в соответствии с изобретением, имеет положительный эффект на понижение тенденции к декрепитации доломита. Для того чтобы подтвердить указанный результат, испытание проведено в поточном способе производственного масштаба. Доломит,обычно применяемый в стекольной промышленности, обрабатывают при помощи раствора гидроксида натрия (NaOH) во время его размалывания. На входе линии размола размер частиц доломита варьируется в пределах между 0 и 80 мм. На выходе размеры частиц установлены в пределах между 0 и 3 мм. Раствор гидроксида натрия посредством применения насадок распыляют на необработанный доломит размером частиц 0-80 мм, перед тем, как он попадает в камеру размола. Таким образом, размол применяют как стадию смешивания для того, чтобы обеспечить надлежащий контакт между твердой и жидкой фазой. Экспериментальные условия, применяемые для указанного испытания, подытожены в табл. 3. Таблица 3. Экспериментальные условия, применяемые во время производственного испытания В отличие от примеров 1-13 однородную фракцию размолотого доломита (образцы доломита 0-3 мм) обрабатывают и измеряют (не только фракции 90-500 мкм). Все сырье (не обработанные) и обработанные образцы перед измерением декрепитации при помощи испытания по методу Пилкингтона готовят посредством определенного способа (см. ниже). Указанное производят, принимая во внимание тесную связь между уровнем декрепитации образцов доломита и пропорцией содержащихся частиц размером 90-500 мкм. Десять размолотых образцов доломита бланковых проб (необработанный доломит) анализируют, и их распределение размера частиц определяют путем просеивания при помощи стандартных сит (2, 1, 0,5,0,4, 0,2, 0,16, 0,0 9 и 0,063 мм). Для каждого образца бланковой пробы отмечают пропорцию гранулометрической фракции (1-2, 0,5-0,4 мм, ) и вычисляют среднее распределение размера частиц, применяя значения, полученные для изученных бланковых проб. Затем гранулометрию обработанных с помощью NaOH образцов перестраивают в соответствии с полученным средним распределением размера частиц. Указанная процедура подходит для сравнения необработанных и обработанных образцов для того, чтобы сосредоточить внимание на влиянии обработки исключительно при помощи NaOH, исключая какое-либо влияние распределения размера частиц. Со средним распределением размера частиц вышеупомянутые образцы сырья доломита (не обработанного) имеют уровень декрепитации приблизительно 6%. С тем же самым распределением размера частиц образцы, обработанные 1%-ным раствором NaOH в соответствии с изобретением, имеют уровень декрепитации, находящийся в пределах между 1,5 и 2%. Эти значения соответствуют уменьшению уровня декрепитации, составляющей приблизительно 70%. 4. Пример 19. Определение среднего состава доломита, обработанного в соответствии с изобретением Определяют средний состав доломита, обработанного в соответствии с изобретением, и сравнивают со средним составом необработанного доломита. Результаты показаны в табл. 4. Таблица 4. Средний состав доломита, обработанного способом в соответствии с изобретением ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ изготовления материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, имеющего пониженную тенденцию к декрепитации, отличающийся тем, что материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, содержащий частицы, имеющие размер частицы исходного материала больше чем 90 мкм и меньше чем 1 мм, покрывают по крайней мере одной добавкой, выбранной среди гидро-7 021825 ксидов, карбонатов, силикатов, сульфатов, и/или галогенидов соединений щелочных металлов, и/или гидроксидов щлочно-земельных металлов, сульфатов, и/или галогенидов, и/или борной кислоты(Н 3 ВО 3), и/или серной кислоты (H2SO4) в количестве 0,05-5 мас.% от количества материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, и что покрытие включает образование покрывающей пленки,возможно частичное, содержащей добавку и/или ее продукты реакции. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что материал покрывают добавкой в количестве 0,1-3 мас.% и предпочтительно 0,5-1,5 мас.% от количества материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния. 3. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что покрывают добавкой при температуре,меньшей чем 100 С. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния содержит больше чем 85 мас.%, предпочтительно больше чем 90 мас.% карбоната кальция и/или карбоната магния. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что в качестве материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния используют доломит и/или известняк. 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что покрывают материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, содержащий 20-80 мас.% частиц, имеющих размер частиц исходного материала больше чем 90 мкм и меньше чем 1 мм. 7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния покрывают гидроксидом натрия (NaOH), силикатом натрия (Na-силикатом),сульфатом натрия (Na2SO4), карбонатом натрия (NaCO3), карбонатом калия (K2CO3), сульфатом магния(MgSO4) или серной кислотой (H2SO4). 8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния покрывают раствором, содержащим указанную добавку и растворитель. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что применяют раствор, содержащий соединение щелочного металла и/или соединение щлочно-земельного металла в количестве 0,5-60 мас.%, предпочтительно 560 мас.%, наиболее предпочтительно 25-50 мас.% и/или кислоту в количестве 1-98 мас.%, предпочтительно 5-95 мас.%, наиболее предпочтительно 30-90 мас.%, наиболее предпочтительно 50-80 мас.%. 10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния покрывают в присутствии SiO2 как дополнительного компонента шихты в стекловаренной печи в количестве, меньшем чем в шесть раз по массе количества материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния. 11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что тенденция к декрепитации материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния в соответствии с методом Пилкингтона является уменьшенной по крайней мере на 10%, предпочтительно на 30-95%, более предпочтительно на 40-90% и наиболее предпочтительно на 50-80%. 12. Материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, имеющий пониженную тенденцию к декрепитации, изготавливаемый посредством способа по любому из пп.1-11. 13. Материал по п.12, отличающийся тем, что материал содержит 20-80 мас.% частиц, имеющих размер частиц исходного материала больше чем 90 мкм, предпочтительно больше чем 150 мкм и меньше чем 1 мм, предпочтительно меньше чем 500 мкм. 14. Материал по любому из пп.12 или 13, отличающийся тем, что материал на основе карбоната кальция и/или карбоната магния содержит серу в количестве 0,07-3 мас.%, предпочтительно 0,1-2,5 мас.%, более предпочтительно 0,15-2 мас.%, в частности 0,2-1,7 мас.%, и/или натрий в количестве 0,044,5 мас.%, предпочтительно 0,05-4 мас.%, более предпочтительно 0,08-3,5 мас.%, в частности 0,1-2,9 мас.%, и/или калий в количестве 0,08-5 мас.%, предпочтительно 0,1-4,5 мас.%, более предпочтительно 0,15-4 мас.%, в частности 0,2-3,5 мас.% от материала карбоната кальция и/или карбоната магния. 15. Применение материала по любому из пп.12-14 в изготовлении стекла.
МПК / Метки
МПК: C01F 11/00, C01F 11/18, C03C 1/02
Метки: магния, декрепитации, кальция, тенденцию, изготовление, материала, пониженную, основе, карбоната, имеющего
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-21825-izgotovlenie-materiala-na-osnove-karbonata-kalciya-i-ili-karbonata-magniya-imeyushhego-ponizhennuyu-tendenciyu-k-dekrepitacii.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Изготовление материала на основе карбоната кальция и/или карбоната магния, имеющего пониженную тенденцию к декрепитации</a>
Предыдущий патент: Электрический переключатель с поворотным переключающим элементом и усовершенствованной опорной деталью и способ изготовления такого переключателя
Следующий патент: Усовершенствованный способ синтеза пирфенидона
Случайный патент: Вещество, применяемое для лечения заболеваний, опосредованных pi3-киназой