2630795 - Удобная в обращении известково-магнезиальная суспензия

Удобная в обращении известково-магнезиальная суспензия

Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Водная известково-магнезиальная суспензия содержит твердые частицы, соответствующие общей формуле аСа(ОН)₂⋅bMg(ОН)₂⋅cMgO⋅dI, в которой a, b и с представляют собой массовые доли, сумма которых составляет от 90 до 100%, I представляет собой материал, который может содержать примеси, выбранные из материалов на основе SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MnO, Р₂О₅ SO₃, оксида кальция, СаСО₃ и MgCO₃, a d составляет от 0 до 10 мас.%, в водной среде. Концентрация твердых частиц превышает или равна 200 г/кг. Известково-магнезиальная суспензия также содержит добавку, которая одновременно представляет собой средство, уменьшающее вязкость, и средство, замедляющее повышение вязкости. Указанная добавка представляет собой фосфонат или фосфоновую кислоту, которые содержатся в количестве по активной кислоте, превышающем или равном 0,05 мас.% и меньшем или равном 5 мас.% Изобретение позволяет повысить концентрацию твердых частиц в суспензии при уменьшении вязкости и замедлении повышения вязкости при хранения известкового молока. 4 н. и 28 з.п. ф-лы, 29 табл., 11 пр.

Реферат

Настоящее изобретение относится к водной известково-магнезиальной суспензии, содержащей твердые частицы, соответствующие общей формуле aCa(OH)₂⋅bMg(OH)₂⋅cMgO, в которой a, b и c представляют собой массовые доли, сумма которых составляет от 90 до 100%, в водной среде с концентрацией, превышающей или равной 200 г/кг, и добавку, которая одновременно представляет собой средство, уменьшающее вязкость, и средство, замедляющее повышение вязкости.

В течение многих лет предпринимались различные попытки для уменьшения количества воды, используемой в водных известково-магнезиальных суспензиях, за счет диспергаторов.

В смысле настоящего изобретения под выражением "водная известково-магнезиальная суспензия" понимают суспензию твердых частиц, соответствующих общей формуле aCa(OH)₂⋅bMg(OH)₂⋅cMgO, в которой a, b и c представляют собой массовые доли, сумма которых составляет от 90 до 100%, в водной среде с концентрацией, превышающей или равной 200 г/кг. Кроме того, частицы содержат от 0 до 10% масс. материала I, который в реальности может содержать примеси, а именно материалы на основе SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MnO, P₂O₅ и/или SO₃, содержание которых в целом составляет несколько десятков граммов на килограмм. Эти твердые частицы могут содержать также в качестве материала I оксид кальция, который не был гидратирован в ходе гашения, а также карбонат кальция CaCO₃ и/или магния MgCO₃, при необходимости сочетаемые в форме доломита. Таким образом, известковое молоко может представлять собой особый вариант воплощения, когда речь идет о суспензии гашеной извести, то есть особый случай общей формулы, в которой содержание Mg(OH)₂ или MgO является низким и квалифицируется как примесь. Следовательно, приведенная ранее общая формула может быть указана также как aCa(OH)₂⋅bMg(OH)₂⋅cMgO⋅dI (где d составляет от 0 до 10% масс.).

Водная известково-магнезиальная суспензия такого типа может быть получена гашением негашеной извести, доломитовой негашеной извести, негашеного доломита или их смеси водой в количестве, значительно превышающем количество воды, соответствующее стехиометрическому соотношению, то есть количество, необходимое для получения порошкообразной гашеной извести (кальциевой или доломитовой), или смешиванием в водной среде твердых частиц, соответствующих общей формуле aCa(OH)₂⋅bMg(OH)₂⋅cMgO, в которой a, b и c представляют собой массовые доли, сумма которых составляет от 90 до 100%.

Водные известково-магнезиальные суспензии могут быть охарактеризованы различными традиционно используемыми показателями, причем главные показатели представляют собой вязкость, содержание твердых частиц, гранулометрический состав этих частиц и реакционную способность твердых частиц (а именно скорость растворения).

Вязкость представляет собой определяющее свойство в отношении применения суспензии и обращения с ней (перекачка насосом, транспортировка в трубопроводах и т.п.). В связи с этим, экспериментально было установлено, что динамическая вязкость суспензии должна быть меньше 2000 мПа⋅с (US 5616283), и желательно не устанавливать динамическую вязкость меньше 500 мПа⋅с (WO 2007110401).

В общем случае, вязкость увеличивается тогда, когда увеличивается концентрация твердого вещества и когда уменьшается размер частиц во взвешенном состоянии.

Реакционная способность водной известково-магнезиальной суспензии определяется скоростью растворения частиц. Она может быть определена путем введения малого количества суспензии в большой объем деминерализованной воды. Это определение, основанное на регистрации изменения проводимости результирующей жидкой фазы, было разработано для контроля реакционной способности известкового молока, предназначенного для умягчения питьевой воды (v. Van Eckeren et cons. Improved milk-of-lime for softening of drinking water: the answer to the carry-over problem, in Aqua, 1994, 43 (1), p. 1-10). Более подробные сведения о процедуре измерения реакционной способности известкового молока можно найти в § 6.11. "Détermination de l'index de solubilité par conductivité" стандарта EN 12485:2010.

Реакционная способность водной известково-магнезиальной суспензии является также определяющим показателем для любой операции нейтрализации или осаждения.

Известно, что скорость солюбилизации твердых частиц водной известково-магнезиальной суспензии тем больше, чем меньше размер частиц. Кроме того, высокая степень дисперсности частиц в общем случае уменьшает осаждение твердой фазы суспензии.

В общем случае, экономически выгодно располагать возможностью увеличивать концентрацию известкового молока, чтобы снижать затраты на транспортировку и уменьшать размеры оборудования (резервуары для хранения, насосы и т.п.).

При этом понятна трудность сочетания низкой вязкости, высокой концентрации и уменьшения размера частиц во взвешенном состоянии.

К сожалению, даже если водная известково-магнезиальная суспензия в заданный момент времени имеет динамическую вязкость меньше 1500 мПа⋅с, то, тем не менее, известно, что вязкость таких суспензий не является стабильной и, следовательно, увеличивается с течением времени, что представляет собой большой недостаток для их применения, так как их перемешивание становится проблематичным и их трудно транспортировать, поскольку становится невозможно перекачивать их насосами, и, следовательно, возникает риск забивания и повреждения складского и транспортирующего оборудования.

Для решения этих проблем стабильности в литературе рекомендуются, например, концентрированные водные известково-магнезиальные суспензии, к которым добавлена добавка или твердые частицы которых выбраны особым образом.

Известно улучшение уровня концентрации известкового молока за счет добавления диспергирующего агента в присутствии малого количества гидроксида щелочного металла [US 5616283]. Этот вариант получения позволяет получать концентрации больше 40% по сухому веществу при динамической вязкости меньше 2000 и даже 1000 мПа⋅с. Тем не менее, использование диспергатора является дорогостоящим и несовместимым с некоторыми вариантами применения.

Также известно повышение концентрации твердой фазы в суспензии с ограничением при этом повышения вязкости благодаря введению гашеной извести с частицами более крупного размера или благодаря гашению негашеной извести в условиях, благоприятных для роста гранул, например, благодаря ограничению повышения температуры во время гашения, благодаря добавлению добавок, таких как сульфаты, и т.д. [BE-1006655, US 4464353]. Известковое молоко таких видов является менее реакционноспособным, что ограничивает его применение. В то же время эти суспензии осаждаются более быстро, если не добавлен какой-либо диспергатор.

Из EP 1663869 известна также водная суспензия на основе оксида кальция или соединения оксида кальция предпочтительно с низкой вязкостью, регулируемой для того, чтобы располагать возможностью увеличивать концентрацию твердого вещества и/или уменьшать размер частиц в суспензии, содержащей частицы твердого вещества, имеющие перед переводом во взвешенное состояние удельную поверхность при определении способом БЭТ, меньшую или равную 10 м²/г.

Описаны другие группы диспергаторов, такие, как производные соединения растворимых полисахаридов, полиакрилаты, полиамины и полимеры типа диаллиламмонийхлорида (US 4849128, US 4610801).

Из EP 594332, EP 592169 или из US 4375526 известны также другие полимерные диспергаторы.

В частности, в WO 2007110401 описана возможность придавать известковому молоку стабильность с сохранением с течением времени реологических характеристик (таких как динамическая вязкость, динамическое сопротивление сдвигу или пластическая вязкость) со значениями, совместимыми с вариантами их использования, их применение и оптимальная работа с ними с течением времени. Согласно указаниям, приведенным в этом документе, такой результат достигнут благодаря добавлению одной или нескольких добавок, выбранных из углеводов или некоторых их производных, таких как производные, полученные окислением этих углеводов или гидрированием этих углеводов.

Добавки, описанные в этом документе, более предпочтительно представляют собой моносахариды, дисахариды, олигосахариды и полисахариды.

Из WO 2006050567 известны также водные суспензии гашеной извести с низкой вязкостью, которые являются стабильными в течение периода хранения благодаря комбинации диспергатора на основе глюкозы и поликарбоксилата.

К сожалению, согласно этим указаниям требуется комбинация добавок или специфическая известь, или применяются добавки в количестве, которое является значительным и/или несовместимым с некоторыми вариантами применения известкового молока, или добавки, которые не обеспечивают ожидаемую стабильность вязкости в течение достаточно длительного периода (от одного дня до нескольких суток).

Для решения этой проблемы по настоящему изобретению предусмотрена водная известково-магнезиальная суспензия, соответствующая указанной ранее суспензии и содержащая добавку, которая одновременно представляет собой средство, уменьшающее вязкость, и средство, замедляющее повышение вязкости, то есть добавку, которая при производстве позволяет получать приемлемую вязкость, меньшую 1500 мПа⋅с и предпочтительно меньшую 1200 мПа⋅с, и которая позволит замедлить ее повышение во время хранения водной известково-магнезиальной суспензии, при этом при пониженном содержании добавки, которая одновременно представляет собой средство, уменьшающее вязкость, и средство, замедляющее повышение вязкости.

С этой целью водная известково-магнезиальная суспензия по настоящему изобретению отличается тем, что добавка представляет собой фосфонат или фосфоновую кислоту, выбранные из фосфорорганических необязательно азотпроизводных кислот или их солей и более предпочтительно из группы, состоящей из аминоалкиленполифосфоновых кислот, в которых алкилен содержит от 1 до 20 атомов углерода, гидроксиалкилиденполифосфоновых кислот, в которых алкилиден содержит от 2 до 50 атомов углерода, фосфоноалканполикарбоновых кислот, в которых алкан содержит от 3 до 12 атомов углерода, а молярное отношение радикала алкилфосфоновой кислоты к радикалу карбоновой кислоты находится в интервале от 1:2 до 1:4, их производных, таких как их соли, и их смесей.

Таким образом, водная известково-магнезиальная суспензия по настоящему изобретению позволяет получать более высокие концентрации твердых частиц, чем концентрации, которые можно получать традиционным способом, при сохранении вязкости со значением, приемлемым для получения, таким образом, известкового молока, допускающего более легкое обращение и хранение. Таким образом, водная известково-магнезиальная суспензия по настоящему изобретению представляет собой текучее вещество с высокой концентрацией твердых частиц и с содержанием органических веществ, которое меньше содержания, обуславливаемого современными растворами. Текучесть определяют измерением вязкости. Термин "текучее вещество" означает, что вязкость является умеренной, меньшей 1500 мПа⋅с, преимущественно меньшей или равной 1200 мПа⋅с, предпочтительно меньшей или равной 1000 мПа⋅с, более предпочтительно меньшей или равной 800 мПа⋅с и наиболее предпочтительно меньшей или равной 500 мПа⋅с.

Фосфонат или фосфоновая кислота, содержащаяся в водной известково-магнезиальной суспензии по настоящему изобретению, позволяет не только уменьшать вязкость свежеполученной водной известково-магнезиальной суспензии, но также действовать в качестве средства, замедляющего повышение вязкости в период хранения.

Следовательно, по настоящему изобретению водная известково-магнезиальная суспензия с высокой концентрацией твердых частиц может быть составлена благодаря добавлению фосфоната или фосфоновой кислоты, благоприятствующим двум эффектам, а именно действующим в качестве средства, уменьшающего вязкость, и в качестве средства, замедляющего повышение вязкости с течением времени.

В смысле настоящего изобретения под выражением "средство, замедляющее повышение вязкости" понимают, что вязкость остается меньшей или равной 1500 мПа⋅с, преимущественно меньшей или равной 1200 мПа⋅с, предпочтительно меньшей или равной 1000 мПа⋅с, более предпочтительно меньшей или равной 800 мПа⋅с и наиболее предпочтительно меньшей 500 мПа⋅с после хранения по меньшей мере в течение 2 недель с перемешиванием или без перемешивания и предпочтительно в течение 1 месяца или больше.

Фосфонаты или фосфоновые кислоты, как правило, представляют собой комплексообразователи, хелатообразующие агенты, полифункциональные вещества, являющиеся активными в отношении ионов металлов.

Согласно определению они содержат по меньшей мере одну функциональную группу PO₃^2- в форме кислоты или ее соответствующей соли, связанную с атомом углерода. Свойства фосфонатов предпочтительно определяются связью "углерод-фосфор". Эти свойства характеризуются значительным зарядом анионного типа (отрицательный), большой растворимостью в воде, стабильностью в водных системах в условиях экстремальных значений температуры и pH и множественностью точек связывания. Таким образом, фосфонаты обладают несколькими функциями, которые улучшают характеристики водных систем, а именно:

- ингибирование образования отложений накипи благодаря пороговому эффекту;

- маскирование (комплексование/хелатирование ионов металлов);

- диспергирование твердых частиц во взвешенное состояние, в частности уменьшение осадочных отложений накипи;

- ингибирование электрохимической коррозии.

Функциональные свойства этих агентов позволяют использовать их во многих областях.

В смысле настоящего изобретения термины "фосфоновая кислота" или "фосфонат" относятся как к собственно кислоте, так и к сопряженным солям или их смесям, причем кислота может находиться в форме, частично или полностью нейтрализованной, в частности, щелочным соединением, таким как NaOH или KOH. Концентрации фосфоната или фосфоновой кислоты в качестве добавки в форме частично или полностью нейтрализованной кислоты выражаются по "активной кислоте".

Согласно настоящему изобретению было показано, что применение фосфоната или фосфоновой кислоты в известково-магнезиальных суспензиях допускает пониженное содержание добавки по сравнению с добавками, как правило, применяемыми на предшествующем уровне техники, что позволяет, с одной стороны, поддерживать свойства известково-магнезиальной суспензии и ее эффективность, а с другой стороны, уменьшать ХПК (DCO, химическое потребление кислорода) и ООУ (COT, общий органический углерод) и, следовательно, воздействие на экологию известково-магнезиальных суспензий, используемых в некоторых вариантах применения, в случае которых регламентирующие требования ограничивают применение суспензий, стабилизированных в основном органическими добавками и, следовательно, имеющих высокое содержание углерода, такими как сахар и/или полимеры, как, например, в случае обработки некоторых жидких отходов. Кроме того, склонность добавки адсорбироваться на носителе также уменьшает ХПК в вариантах применения, в которых осуществляют стадию разделения "жидкость/твердое вещество", благодаря удерживанию летучих веществ добавки в твердой фракции.

Кроме того, согласно настоящему изобретению присутствие фосфоната или фосфоновой кислоты в известково-магнезиальных суспензиях позволяет им играть роль ингибитора накипеобразования (пороговый эффект - "treshold effect"), что ведет к уменьшению осаждения карбоната или сульфата кальция. Этот эффект позволяет повысить максимальную концентрацию кальция, начиная с которой появляются отложения на оборудовании во время применения известково-магнезиальной суспензии для обработки жидких отходов.

Согласно настоящему изобретению неожиданно было замечено, что добавка фосфоната или фосфоновой кислоты позволяет получать известково-магнезиальные суспензии с ограниченной вязкостью и, прежде всего, замедлять повышение вязкости с течением времени и возможно даже уменьшать вязкость в течение некоторого периода в случае старения известково-магнезиальных суспензий. Объяснение согласно настоящему изобретению основано на том, что фосфонаты полностью адсорбируются на частицах Ca(OH)₂ и/или Mg(OH)₂, что замедляет старение известково-магнезиальной суспензии. Частицы гидратов заряжены положительно. Фосфонаты обладают значительными зарядами анионного типа (отрицательными). После нейтрализации частиц Ca(OH)₂ дополнительное количество фосфонатов меняет знак заряда. Отрицательные заряды фосфонатных групп отталкиваются друг от друга, что ведет к частицам, отталкивающимся также между собой, уменьшая, следовательно, способность к расслаиванию и возможность возникновения взаимодействия между ними. Таким образом, другое преимущество суспензий по настоящему изобретению состоит в меньшей склонности к расслаиванию. Наконец, в случае улучшенной текучести известково-магнезиальной суспензии количество воды может быть уменьшено, а концентрация и/или степень дисперсности суспензии повышена.

Разумеется, согласно настоящему изобретению предпочтительным является наиболее медленное расслаивание с течением времени, чтобы сохранять суспензию возможно более однородной без необходимости последующего перемешивания, которое часто принуждает хранить известково-магнезиальную суспензию в резервуаре, снабженном мешалкой.

Наконец, из JP 57196748 известно получение известкового молока, исходя из негашеной извести, гашением водой или раствором гидроксида щелочного металла. Согласно этому документу добавляют добавку на основе карбоновой кислоты, которой в числе других указанных добавок может быть 2-фосфонобутан-1,2,4-трикарбоновая кислота, из расчета от 1 до 30 г/т негашеной извести. Тем не менее, из этого документа не может быть получена какая-либо реальная информация относительно возможного замедления повышения вязкости. Очень малые количества применяемых добавок, действительно, являются априори недостаточными для получения известково-магнезиальных суспензий с умеренной вязкостью по настоящему изобретению.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения фосфонат или фосфоновая кислота содержит в кислой форме от 2 до 8 и предпочтительно от 2 до 6 характеристических групп фосфоновой кислоты.

Более предпочтительно фосфонат или фосфоновую кислоту выбирают из группы, состоящей из амино-трис-метиленфосфоновой кислоты (ATMP), 1-гидроксиэтилиден-1,1-дифосфоновой кислоты (HEDP), этилендиамин-тетракис-метиленфосфоновой кислоты (EDTMP), гексаметилендиамин-тетракис-метиленфосфоновой кислоты (HDTMP), диэтилентриамин-пентакис-метиленфосфоновой кислоты (DTPMP), 2-гидроксиэтиламино-N,N-бис-метиленфосфоновой кислоты (HEMPA), 2-фосфоно-1,2,4-бутантрикарбоновой кислоты (PBTC), 6-амино-1-гидроксигексилен-N,N-дифосфоновой кислоты (неридроновая кислота), N,N'-бис-(3-аминопропил)этилендиамин-гексакис-метиленфосфоновой кислоты, бис-гексаметилентриамин-пентакис-метиленфосфоновой кислоты, эфира амино-трис-метиленфосфоновой кислоты, их производных, таких как их соли, и их смесей.

Согласно настоящему изобретению фосфонат или фосфоновая кислота содержится в количестве по активной кислоте, превышающем или равном 0,05% масс., предпочтительно превышающем или равном 0,1% масс., более предпочтительно превышающем или равном 0,5% масс. и наиболее предпочтительно превышающем или равном 0,8% масс. по отношению к общей массе твердых частиц.

Согласно настоящему изобретению фосфонат или фосфоновая кислота содержится в количестве по активной кислоте, меньшем или равном 5% масс., предпочтительно меньшем или равном 3% масс., более предпочтительно меньшем или равном 2% масс. и наиболее предпочтительно меньшем или равном 1,5% масс. по отношению к общей массе твердых частиц.

Эти концентрации добавок действительно являются оптимальными. Действительно, с одной стороны, в случае меньших значений концентраций эффект, замедляющий повышение вязкости, является недостаточным. С другой стороны, в случае концентраций, превышающих эти значения, уменьшение вязкости наблюдается по-прежнему, но воздействие проявляется в уменьшенной степени по сравнению с удорожанием добавления добавки с превышающим содержанием. Следует напомнить, что известково-магнезиальные суспензии по настоящему изобретению должны оставаться экономически конкурентоспособными и что они не относятся, как правило, к химическим реагентам с очень высокой добавленной стоимостью.

Концентрация твердых частиц в водной среде преимущественно больше или равна 300 г/кг, предпочтительно больше или равна 350 г/кг, более предпочтительно больше или равна 400 г/кг и наиболее предпочтительно больше или равна 450 г/кг.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения твердые частицы представляют собой частицы гашеной извести, соответствующие формуле aCa(OH)₂⋅bMg(OH)₂⋅cMgO, в которой значение a больше или равно 90%, предпочтительно больше или равно 92% и более предпочтительно больше или равно 94% масс.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения твердые частицы имеют удельную поверхность, рассчитанную по способу БЭТ, в интервале от 4 до 25 м²/г.

В другом также предпочтительном варианте осуществления значение d₅₀ твердых частиц, определенное лазерной гранулометрией, находится в интервале от 1 до 20 мкм.

Согласно настоящему изобретению показатель d_x (ранее d₅₀) представляет собой диаметр частиц, такой, что доля x в % (ранее 50%) частиц в распределении относится к меньшему размеру.

Предпочтительной является известково-магнезиальная суспензия, в частности известковое молоко, характеризующееся тонкодисперсным гранулометрическим составом, облегчающим сохранение во взвешенном состоянии в течение возможно более долгого времени и одновременное получение наилучшей химической реакционной способности. Для получения описанного гранулометрического состава в некоторых вариантах осуществления водные известково-магнезиальные суспензии по настоящему изобретению измельчают и при необходимости просеивают.

Другие варианты осуществления водной известково-магнезиальной суспензии указаны в других пунктах приложенной формулы изобретения.

Настоящее изобретение относится также к способу получения водной известково-магнезиальной суспензии, который включает получение суспензии твердых частиц, соответствующих общей формуле aCa(OH)₂⋅bMg(OH)₂⋅cMgO, в которой a, b и c означают массовые доли, сумма которых составляет от 90 до 100%, в первой водной среде с концентрацией, превышающей или равной 200 г/кг твердых частиц по отношению к массе суспензии, и добавление добавки, которая одновременно представляет собой средство, уменьшающее вязкость, и средство, замедляющее повышение вязкости.

Способ по настоящему изобретению отличается тем, что указанная ранее добавка представляет собой фосфонат или фосфоновую кислоту, выбранные из фосфорорганических необязательно азотпроизводных кислот или их солей и более предпочтительно из группы, состоящей из аминоалкиленполифосфоновых кислот, в которых алкилен содержит от 1 до 20 атомов углерода, гидроксиалкилиденполифосфоновых кислот, в которых алкилиден содержит от 2 до 50 атомов углерода, фосфоноалканполикарбоновых кислот, в которых алкан содержит от 3 до 12 атомов углерода, а молярное отношение радикала алкилфосфоновой кислоты к радикалу карбоновой кислоты находится в интервале от 1:2 до 1:4, их производных, таких как их соли, и их смесей.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения стадия получения суспензии твердых частиц включает смешивание твердых частиц, соответствующих общей формуле aCa(OH)₂⋅bMg(OH)₂⋅cMgO, в которой a, b и c означают массовые доли, сумма которых составляет от 90 до 100%, с первой водной средой и, следовательно, представляет собой, например, перевод во взвешенное состояние твердых частиц порошкообразной гашеной извести в водной среде или смешивание порошкообразной твердой фракции, содержащей частицы гашеной извести, с водной средой.

В варианте осуществления способа по настоящему изобретению стадия получения суспензии твердых частиц включает стадию разбавления концентрированной суспензии твердых частиц или концентрированной пасты твердых частиц первой водной средой и, следовательно, представляет собой, например, возможный вариант, когда известковое или доломитовое молоко применяют для получения известково-магнезиальной суспензии по настоящему изобретению.

Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения стадия получения суспензии твердых частиц включает стадию гашения негашеной при необходимости доломитовой извести или негашеного доломита первой водной средой с получением водной известково-магнезиальной суспензии твердых частиц, соответствующих общей формуле aCa(OH)₂⋅bMg(OH)₂⋅cMgO, в которой a, b и c означают массовые доли, сумма которых составляет от 90 до 100%. В этом конкретном случае известково-магнезиальная суспензия по настоящему изобретению представляет собой результат прямого гашения негашеного соединения, например негашеной извести, водной средой.

Добавление фосфоната или фосфоновой кислоты осуществляют к первой водной среде перед получением, при получении или после получения суспензии твердых частиц.

Добавку, которая одновременно представляет собой средство, уменьшающее вязкость, и средство, замедляющее повышение вязкости, в виде фосфоната или фосфоновой кислоты в предпочтительном варианте осуществления добавляют к первой водной среде, к которой затем добавляют частицы гашеной извести, к первой водной среде, используемой для гашения, к первой водной среде, используемой для разбавления, или также к известково-магнезиальной суспензии, полученной по настоящему изобретению.

В варианте осуществления согласно настоящему изобретению фосфонат или фосфоновую кислоту добавляют к извести или негашеному доломиту, к твердым частицам, соответствующим общей формуле aCa(OH)₂⋅bMg(OH)₂⋅cMgO, в которой a, b и c означают массовые доли, сумма которых составляет от 90 до 100%, или также к концентрированной суспензии или концентрированной пасте указанных твердых частиц.

В предпочтительном варианте осуществления способа по настоящему изобретению значение pH первой водной среды предварительно регулируют до добавления фосфоната или фосфоновой кислоты так, чтобы обеспечить их полную растворимость.

В другом предпочтительном варианте осуществления способа по настоящему изобретению фосфонат или фосфоновую кислоту добавляют в виде раствора или суспензии ко второй водной среде.

Значение pH второй водной среды предварительно регулируют предпочтительно до добавления фосфоната или фосфоновой кислоты так, чтобы обеспечить их полную растворимость, предпочтительно посредством щелочной добавки, предпочтительно NaOH, KOH, NH₄OH и аналогов.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения фосфонат добавляют в твердом состоянии предпочтительно в виде кислоты или в виде соли.

Согласно настоящему изобретению фосфонат или фосфоновая кислота преимущественно содержит в кислой форме от 2 до 8 и предпочтительно от 2 до 6 характеристических групп фосфоновой кислоты.

Более предпочтительно фосфонат или фосфоновая кислота представляет собой аминоалкиленполифосфоновую кислоту, в которой алкилен содержит от 1 до 12 атомов углерода, гидроксиалкиленфосфоновую кислоту, в которой алкилен содержит от 2 до 12 атомов углерода и 2 функциональные группы фосфоновых кислот, или также одну или несколько фосфоноалканполикарбоновых кислот, в которых алкан содержит от 4 до 8 атомов углерода, а молярное отношение радикала метилфосфоновой кислоты к радикалу карбоновой кислоты находится в интервале от 1:2 до 1:4.

В предпочтительном варианте осуществления фосфонат или фосфоновую кислоту добавляют в количестве по активной кислоте, превышающем или равном 0,05% масс., предпочтительно превышающем или равном 0,1% масс., более предпочтительно превышающем или равном 0,5% масс. и наиболее предпочтительно превышающем или равном 0,8% масс. по отношению к общей массе твердых частиц.

При этом фосфонат или фосфоновая кислота содержится в количестве по активной кислоте, меньшем или равном 5% масс., предпочтительно меньшем или равном 3% масс., более предпочтительно меньшем или равном 2% масс. и наиболее предпочтительно меньшем или равном 1,5% масс. по отношению к общей массе твердых частиц.

В предпочтительном варианте настоящего изобретения полученную известково-магнезиальную суспензию дезагрегируют в измельчителе мокрым способом с целью достижения требуемого гранулометрического состава. Неожиданно было замечено также, что согласно настоящему изобретению добавка способна не только уменьшить вязкость и замедлить повышение вязкости с течением времени, но она дает дополнительное преимущество в том, что она улучшает, кроме того, введение гидрата (смачивание гидрата) во время получения известково-магнезиальной суспензии смешиванием с водной средой и действует в качестве агента, способствующего измельчению во время измельчения мокрым способом.

Другие варианты осуществления способа по настоящему изобретению указаны в других пунктах приложенной формулы изобретения.

Настоящее изобретение относится также к применению фосфоната или фосфоновой кислоты в качестве агента, который одновременно представляет собой средство, уменьшающее вязкость, и средство, замедляющее повышение вязкости водной известково-магнезиальной суспензии, содержащей твердые частицы, соответствующие общей формуле aCa(OH)₂⋅bMg(OH)₂⋅cMgO, в которой a, b и c означают массовые доли, сумма которых составляет от 90 до 100%, во взвешенном состоянии в водной среде с концентрацией, превышающей или равной 200 г твердых частиц/кг суспензии, причем фосфонат или фосфоновую кислоту выбирают из фосфорорганических необязательно азотпроизводных кислот или их солей и более предпочтительно из группы, состоящей из аминоалкиленполифосфоновых кислот, в которых алкилен содержит от 1 до 20 атомов углерода, гидроксиалкилиденполифосфоновых кислот, в которых алкилиден содержит от 2 до 50 атомов углерода, фосфоноалканполикарбоновых кислот, в которых алкан содержит от 3 до 12 атомов углерода, а молярное отношение радикала алкилфосфоновой кислоты к радикалу карбоновой кислоты находится в интервале от 1:2 до 1:4, их производных, таких как их соли, и их смесей.

Фосфонат или фосфоновая кислота предпочтительно содержит в кислой форме от 2 до 8 и предпочтительно от 2 до 6 характеристических групп фосфоновой кислоты.

В предпочтительном варианте применения по настоящему изобретению фосфонат или фосфоновая кислота содержится в количестве по активной кислоте, превышающем или равном 0,05% масс., предпочтительно превышающем или равном 0,1% масс., более предпочтительно превышающем или равном 0,5% масс. и наиболее предпочтительно превышающем или равном 0,8% масс. по отношению к общей массе твердых частиц.

Настоящее изобретение относится также к применению фосфоната или фосфоновой кислоты в качестве добавки, уменьшающей расслаивание водной известково-магнезиальной суспензии, содержащей твердые частицы, соответствующие общей формуле aCa(OH)₂⋅bMg(OH)₂⋅cMgO, в которой a, b и c означают массовые доли, сумма которых составляет от 90 до 100%, во взвешенном состоянии в водной среде с концентрацией, превышающей или равной 200 г/кг.

Настоящее изобретение может быть лучше описано и понято с привлечением примеров, приведенных далее неограничительным образом. В примерах 1-3 и 6-9 известковое молоко получено в лабораторных условиях. В примерах 4, 5 и 11 известковое молоко произведено промышленным способом.

ПРИМЕР 1 - Применение фосфонатов для улучшения стабильности суспензий известкового молока

Суспензии известкового молока (LDC) получали описанным далее способом в случае испытаний в лабораторных условиях.

Фосфонат вначале разбавляли в сосуде вместимостью 1 дм³, наполненном водой для диспергирования и оснащенном мешалкой, снабженной активатором с 4 лопастями. Таким образом, всю воду, необходимую для получения LDC, обрабатывали добавленным фосфонатом.

Затем сухой гидрат (гашеную известь), произведенный на промышленном предприятии и содержащий 95,9% гидроксида кальция, постепенно добавляли к смеси, перемешивая со скоростью 300 об/мин. После перемешивания в течение 10 минут LDC перемещали в сосуд и хранили при 20°C в течение заданного интервала времени, доходившего до 1 месяца.

Концентрация гидрата (по твердому веществу) в суспензии составляет 45% масс., а удельная поверхность, определенная способом БЭТ с использованием прибора марки "Micromeritics Tristar" после удаления газов при 190°C, составляет 8 м²/г.

Гранулометрическая кривая, определенная лазерной гранулометрией на приборе "Beckman Coulter LS 13320", характеризуется следующими данными:

d₁₀₀=92 мкм;

d₉₈=54 мкм;

d₉₅=42 мкм;

d₉₀=27 мкм;

d₅₀=2,1 мкм;

d₂₅=1,3 мкм.

Испытуемые фосфонаты представляют собой следующие фосфонаты:

1) амино-трис-метиленфосфоновая кислота, известная под аббревиатурой ATMP и реализуемая компанией "Zschimmer and Schwarz" в виде 50%-го раствора по активной кислоте, обозначаемого AP5;

2) диэтилентриаминпентаметиленфосфоновая кислота, известная под аббревиатурой DTPMP и реализуемая компанией "Zschimmer and Schwarz" в виде раствора, частично нейтрализованного до соли натрия, с концентрацией 52% по активной кислоте, обозначаемого D5012;

3) фосфонобутантрикарбоновая кислота, известная под аббревиатурой PBTC и реализуемая компанией "Zschimmer and Schwarz" в виде 50%-го раствора по активной кислоте, обозначаемого P50;

4) 6-амино-1-гидроксигексилидендифосфоновая кислота, известная под названием неридроновой кислоты и реализуемая компанией Rhodia в виде порошка;

5) N,N'-бис-(3-аминопропил)этилендиамингексаметилфосфоновая кислота, реализуема

Удобная в обращении известково-магнезиальная суспензия

Патент 2630795