專利名稱:沉淀的碳酸鎂的制作方法
沉淀的碳酸鎂本發(fā)明涉及一種在水性環(huán)境中制備水菱鎂礦的方法。本發(fā)明進(jìn)一步涉及此具有板狀形態(tài)結(jié)合特定平均粒徑的水菱鎂礦,以及涉及其在紙、涂料、橡膠及塑料工業(yè)中作為礦物、填料及顏料的用途,以及涉及其作為阻燃劑的用途。水菱鎂礦或堿性碳酸鎂,其是水菱鎂礦的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)名稱,為天然存在礦物,在富含鎂的礦物例如蛇紋石以及改變的富含鎂的火成巖中被發(fā)現(xiàn),但也為水鎂石在方鎂石大理石中的蝕變產(chǎn)物。水菱鎂礦被敘述為具有下式Mg5 (CO3) 4 (OH) 2 · 4H20應(yīng)理解的是,水菱鎂礦是非常特定的碳酸鎂礦物形式且天然存在為小的針狀晶體或針狀殼或刃狀晶體。除此之外,應(yīng)注意水菱鎂礦為不同且獨(dú)特形式的碳酸鎂且在化學(xué)、物理及結(jié)構(gòu)上與其他形式的碳酸鎂不同。通過(guò)X射線衍射分析、熱重分析或元素分析,水菱鎂礦可以容易地與其他碳酸鎂區(qū)別開。除非特定地?cái)⒚鳛樗怄V礦,否則所有其他形式碳酸鎂(例如纖維菱鎂礦(M& (CO3) (OH)2 ·3Η20)、球碳鎂石(Mg5(CO3)4(OH)2 ·5Η20)、異水菱鎂礦(Mg5(CO3)4(OH)2 ·5Η20)、鎂白孔雀石(Mg2 (CO3) (OH)2 ·0· 5Η20)、菱鎂礦(MgCO3)、二菱鎂礦(MgCO3 · 2Η20)、五水菱鎂礦(MgCO3 · 5Η20)以及三水菱鎂礦(MgCO3 · 3聊并非本發(fā)明意義范圍內(nèi)的水菱鎂礦且在化學(xué)上并不相應(yīng)于上述化學(xué)式。此外,可制備天然水菱鎂礦、合成水菱鎂礦(或沉淀的碳酸鎂)。例如,US1,361,324、US 935,418、GB 548, 197以及GB 544, 907大致上敘述碳酸氫鎂(一般敘述為"Mg(HCO3)2")水溶液的形成,其然后通過(guò)與堿(例如氫氧化鎂)的作用而轉(zhuǎn)化,成為水菱鎂礦。本領(lǐng)域中所述其他方法建議制備包含水菱鎂礦以及氫氧化鎂二者的組合物,其中氫氧化鎂與水混合而形成懸浮液,該懸浮液進(jìn)一步與二氧化碳及堿性水溶液接觸而形成相應(yīng)混合物;參考例如US 5,979,461。另外,制備碳酸鎂的一般方法敘述于本領(lǐng)域中。例如,EP 0 526 121敘述一種由碳酸鈣及碳酸鎂氫氧化物組成的碳酸鈣-鎂復(fù)合物以及其制備方法。再者,GB 594,262涉及一種用于處理含氧化鎂材料(例如碳酸鎂及碳酸鈣)的方法及裝置,用于獲取為不連續(xù)及分離形式的各自的碳酸鹽,其通過(guò)經(jīng)控制的碳酸鹽化使得碳酸鎂及碳酸鈣可通過(guò)機(jī)械方式分離以及得到分離產(chǎn)物的特殊應(yīng)用。US 2007194276敘述一種還原漂白礦物漿料的方法,其包含將有效量的甲脒亞磺酸(formamidine sulfonic acid) (FAS)添加該礦物漿料以及加入有效量之硼氫化物以還原漂白該礦物漿料。實(shí)際上,水菱鎂礦被大量使用于紙、橡膠及塑料工業(yè)供不同目的之用,例如用于造紙的涂料、填料、增量劑及顏料以及用于電線及電纜的阻燃劑,但亦用于賦予纖維抗化學(xué)性。例如,EP 0 543 262, EP 0 393 813、JP 21 50 436、JP 22 55 843、JP 51 70 984、JP50 98 085以及KR 2003/0040953敘述阻燃組合物,其包含水菱鎂礦與其他鎂化合物例如碳酸鈣鎂石、白云石和/或氫氧化鎂的混合物。在上下文中,通常將結(jié)合各種鎂化合物的水菱鎂礦加入樹脂組合物以提供阻燃性及高機(jī)械強(qiáng)度以使得此組合物可用作電線或電纜的覆蓋或絕緣材料、阻燃材料、用于各種領(lǐng)域例如汽車行業(yè)的壁材、用于制造用于電器行業(yè)或建筑行業(yè)的外殼。水菱鎂礦的另一種應(yīng)用被敘述于WO 2009/008600,其涉及包含水菱鎂礦的氨綸纖維且其具有抗氯性而不會(huì)影響聚氨酯聚合物的固有性質(zhì)。再者,WO 97/09473敘述包含碳酸鈣鎂石及水菱鎂礦的礦物混合物的粒子的氨綸纖維,其中該氨綸纖維被敘述為具有減少粘性及增進(jìn)的對(duì)氯誘導(dǎo)降解的耐受性。此外,水菱鎂礦結(jié)合其他鎂化合物被用于紙工業(yè)以賦予可印刷性、在高不透明度下的高亮度但亦合適的平滑度及光澤至紙產(chǎn)物例如雜志。在此方面,JP 2003Λ93291敘述通過(guò)將粘著劑及主要由至少一種碳酸鈣鎂石及水菱鎂礦組成的涂覆層置于基礎(chǔ)紙上而生產(chǎn)的涂布紙,其中所得涂布紙具有高亮度、高表面掩蔽效果以及優(yōu)良印刷合適性。水菱鎂礦及其他鎂化合物,例如碳酸鎂及氫氧化鎂,亦可作為填料被并于吸煙制品(例如香煙或雪茄)的包裝紙以控制許多物理性質(zhì)或特征例如每吸口數(shù)的焦油輸送、燃燒率、吸口數(shù)等。通過(guò)此類包裝紙可被控制的吸煙制品的一項(xiàng)特別重要方面為側(cè)流煙(sidestreamsmoke),其是吸口煙之間燃燒吸煙制品末端所釋出的煙。然而,因?yàn)榇朔N煙可能為吸煙者附近的其他人士所反對(duì),已經(jīng)作出多種嘗試經(jīng)由使用各種鎂化合物以減少此種側(cè)流煙。例如,US 5,092,306涉及吸煙制品包裝紙,特別是使用菱鎂礦作為填料組合物的香煙紙。其他已使用氫氧化鎂與水菱鎂礦的物理混合物,例如,US 5,927,288以及US5,979,461,而其他已作出嘗試開發(fā)其中氫氧化鎂的量通過(guò)以其他鎂化合物取代此氫氧化物而減少的組合物。例如,US 5,253,660揭示一種香煙或雪茄包裝,其中紙?zhí)盍嫌啥N均勻互混的礦物所組成,亦即單獨(dú)碳酸鈣鎂石及水菱鎂礦,或混合碳酸鈣或氫氧化鎂或碳酸鈣與氫氧化鎂與碳。然而,關(guān)于上述水菱鎂礦的可能應(yīng)用,應(yīng)注意的是存在著關(guān)于相應(yīng)填料顆?;蚱鋺?yīng)用領(lǐng)域的合適性的顯著限制。得自于天然來(lái)源或由現(xiàn)有技術(shù)所述方法制備以供用于紙應(yīng)用、吸煙制品和/或阻燃劑而作為填料或涂料的水菱鎂礦,通常具有約5 μ m或更大的平均粒徑。在本文中,應(yīng)注意的是例如用于吸煙制品的包裝紙的厚度一般在約30 μ m的范圍,以致于水菱鎂礦并入吸煙制品通常不會(huì)賦予所期望的性質(zhì)如平滑性于此類制品表面上,且因此所獲產(chǎn)物的物理及光學(xué)性質(zhì)不總是令人滿意。此外,眾所周知高嶺土及其作為造紙應(yīng)用領(lǐng)域中的表面涂覆及填料之用途,顆粒的形態(tài)在賦予所期望的光學(xué)及物理性質(zhì)例如優(yōu)良印刷性、高不透明下的高亮度、中孔度以及有利平滑度及光澤于紙產(chǎn)物例如雜志亦扮演決定性角色。對(duì)許多應(yīng)用而言,顆粒的板狀形態(tài)對(duì)獲得所述性質(zhì)是非常有利的。提供具有小顆粒尺寸的板狀顆粒將特別有利。在本文中進(jìn)一步應(yīng)注意,機(jī)械粉碎顆粒通常不是獲得水菱鎂礦較小顆粒的合適且有效的方法。因此,本領(lǐng)域仍然需要提供制備水菱鎂礦的替代方法,其中此方法應(yīng)該是簡(jiǎn)單且不昂貴以及應(yīng)該提供控制特定參數(shù)例如顆粒尺寸以及所得顆粒的形態(tài)與密度的可能性。因此,本發(fā)明目的是提供制備水菱鎂礦、優(yōu)選為具備特定板狀形態(tài)結(jié)合減少的顆粒尺寸的水菱鎂礦的替代方法??梢姳景l(fā)明另一目的為提供一種用于制備具備高絕對(duì)密度的水菱鎂礦的方法??梢姳景l(fā)明另一目的為提供一種制備具備改良光學(xué)性質(zhì)以及特別是高白度R457的水菱鎂礦的方法??梢姳景l(fā)明又另一目的為提供一種可以簡(jiǎn)單方式進(jìn)行的方法??梢姳景l(fā)明又另一目的為提供一種可以在溫和條件下進(jìn)行且所得水菱鎂礦可直接供使用而無(wú)需進(jìn)一步復(fù)雜及昂貴的操作步驟的方法??梢姳景l(fā)明又另一目的為提供一種方法,其中水菱鎂礦材料可以高產(chǎn)率制備。進(jìn)一步目的可自本發(fā)明以下敘述收集。為了滿足前述需求,提供了如本文中權(quán)利要求1所定義的主題的方法。本發(fā)明方法的有利的實(shí)施方案被定義于相應(yīng)的從屬權(quán)利要求以及說(shuō)明書中。根據(jù)本發(fā)明一方面,提供一種用于在水性環(huán)境中制備水菱鎂礦的方法,該方法包含以下步驟a)提供至少一種氧化鎂源;b)提供氣態(tài)CO2和/或含陰離子的碳酸鹽;c)使步驟a)的所述氧化鎂源熟化(slaking)而將氧化鎂至少部分轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂;d)使步驟C)所得到的氫氧化鎂與步驟b)的氣態(tài)CO2和/或含陰離子的碳酸鹽接觸而將氫氧化鎂至少部分轉(zhuǎn)化成為沉淀的三水菱鎂礦;以及e)在熱-老化步驟中處理步驟d)所得到沉淀的三水菱鎂礦。本發(fā)明人驚訝地發(fā)現(xiàn),前述方法允許有效且經(jīng)控制地生產(chǎn)水菱鎂礦。根據(jù)本發(fā)明的方法,能提供或直接制備具有板狀形態(tài)以及減少的顆粒尺寸的水菱鎂礦。更精確地,本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過(guò)該方法所得到水菱鎂礦的形態(tài)以及物理值可通過(guò)在制備該水菱鎂礦期間特定地控制或調(diào)整方法條件而獲得改良。該方法涉及熟化氧化鎂源,如“純“氧化鎂、含氧化鎂礦物或其他含鎂化合物的來(lái)源例如白云石,其可用于制備氧化鎂。所得到的氫氧化鎂在進(jìn)一步方法步驟中與氣態(tài)二氧化碳和/或含陰離子的碳酸鹽進(jìn)行反應(yīng)而得到沉淀的三水菱鎂礦作為中間產(chǎn)物。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案,碳酸鹽化溫度應(yīng)該被控制且優(yōu)選應(yīng)低于35°C。最后,通過(guò)熱處理步驟在將該沉淀的中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)變之后直接得到水菱鎂礦。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案,如此所得的沉淀的中間產(chǎn)物在進(jìn)一步加工之前被研磨。通過(guò)本發(fā)明方法所得到的水菱鎂礦提供許多有利的特征,如小顆粒尺寸以及板狀形態(tài)以及高絕對(duì)密度。應(yīng)理解的是,對(duì)本發(fā)明目的而言,以下術(shù)語(yǔ)具有以下意義本發(fā)明意義中的“水菱鎂礦"、“堿性碳酸鎂“或“碳酸鎂氫氧化物“定義具有化學(xué)式Mg5 (CO3)4 (OH)2 · 4H20的經(jīng)合成制備的碳酸鎂材料。本發(fā)明意義中的〃三水菱鎂礦〃定義具有化學(xué)式MgCO3 · 3H20或Mg (HCO3)(OH) · 2H20的經(jīng)合成制備的碳酸鎂材料。本發(fā)明意義中的“沉淀“用語(yǔ)意指在化學(xué)反應(yīng)期間在溶液中形成固體材料。本發(fā)明意義中“懸浮液“或“漿料“包含不溶的固體及水以及任選的另外添加劑且通常包含大量的固體且因此比形成它的液體粘性更高且一般密度更高。本發(fā)明意義中“熟化中“或“熟化“用語(yǔ)意指通過(guò)使該化合物與水或濕氣接觸而使氧化鎂水合。本發(fā)明意義中“煅燒“術(shù)語(yǔ)意指施用于固體材料的熱處理方法,其造成碳酸鹽和其他化合物失去水分、還原或氧化以及分解,產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)固體材料的氧化物。本發(fā)明意義中“碳酸鹽化“術(shù)語(yǔ)意指其中至少一個(gè)氫氧根被碳酸根取代的方法。本發(fā)明意義中“熱-老化“術(shù)語(yǔ)涉及一種熱處理方法,其中具有起始較高內(nèi)能狀態(tài)的晶體通過(guò)溶解及再沉積成具有較低內(nèi)能狀態(tài)的晶體而進(jìn)行相轉(zhuǎn)變。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了水菱鎂礦,其中該水菱鎂礦可得自于本發(fā)明用于制備水菱鎂礦的方法。該水菱鎂礦優(yōu)選具有板狀形態(tài)以及減少的顆粒尺寸及改良的物理及光學(xué)性質(zhì)。根據(jù)另一方面,可得自于本發(fā)明方法的該水菱鎂礦具有增加的密度。根據(jù)另外方面,本發(fā)明涉及該水菱鎂礦在紙、涂料、橡膠及塑料應(yīng)用中作為礦物、填料及顏料的用途,以及涉及其作為阻燃劑的用途。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案,至少一種氧化鎂源包含氧化鎂、菱鎂礦、白云石、碳酸鈣鎂石、碳酸鎂、氫氧化鎂、水鎂石或它們的混合物。根據(jù)本發(fā)明方法一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案,氣態(tài)(X)2來(lái)自外部(X)2供應(yīng)或來(lái)自(X)2再循環(huán)
或二者。根據(jù)本發(fā)明方法又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案,含陰離子的碳酸鹽選自由碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀或它們的混合物組成的組。根據(jù)本發(fā)明方法一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案,步驟d)的起始溫度被調(diào)整至介于5°C和35°C之間的溫度且最優(yōu)選至介于10°C和30°C之間的溫度。根據(jù)本發(fā)明方法一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案,步驟e)的熱-老化步驟是在至少90。C的溫度下、優(yōu)選在90°C和150°C之間的范圍、更優(yōu)選在110°C和140°C之間的溫度范圍、甚至更優(yōu)選在120°C和135°C之間的溫度且最優(yōu)選在約130°C的溫度下進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案,熱-老化步驟進(jìn)行20分鐘至60分鐘的時(shí)間、優(yōu)選20分鐘至40分鐘的時(shí)間且最優(yōu)選25至35分鐘的時(shí)間。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案,步驟d)中所得沉淀的三水菱鎂礦在步驟e)的熱-老化步驟之前被研磨。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案,在研磨之后可得到的沉淀的三水菱鎂礦包含的顆粒的至少50%重量具有小于25 μ m、更優(yōu)選小于20 μ m、甚至更優(yōu)選小于15 μ m以及最優(yōu)選小于10 μ m的平均顆粒尺寸。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案,可由本發(fā)明方法所得到的水菱鎂礦具有的BET比表面積為10m2/g至150m2/g、更優(yōu)選為10m2/g至100m2/g以及最優(yōu)選為20m2/g至70m2/g。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案,可由本發(fā)明方法所得到的水菱鎂礦具有的白度R457至少為80%、更優(yōu)選至少為85%、甚至更優(yōu)選在85%及99%之間以及最優(yōu)選在85%和99%之間。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案,可由本發(fā)明方法所得到的水菱鎂礦包含的顆粒具有小于20 μ m、優(yōu)選小于15 μ m、更優(yōu)選小于10 μ m以及最優(yōu)選小于5 μ m的平均顆粒尺寸
d50。根據(jù)本發(fā)明又另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案,可由本發(fā)明方法所得到的水菱鎂礦進(jìn)一步經(jīng)脂肪酸處理,優(yōu)選選自由一種或多種脂肪酸組成的組,該脂肪酸選自硬脂酸、棕櫚酸、二十二烷酸、二十九烷酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、異硬脂酸和二十六烷酸。
圖1顯示例示根據(jù)本發(fā)明的方法用于制備水菱鎂礦的方法的簡(jiǎn)化流程圖。如同以上所述,本發(fā)明用于制備具備改良光學(xué)及物理性質(zhì)的水菱鎂礦的方法包含步驟a)、b)、c)、d)及e)。在后文中,涉及本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)內(nèi)容以及特別是用于制備具有特定形態(tài)以及減少的顆粒尺寸以及優(yōu)良光學(xué)及物理性質(zhì)的碳酸鎂的本發(fā)明方法的前述步驟。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解本文中所述許多實(shí)施方案可被合并或一起施用。步驟a)的特征提供氧化鏷源
根據(jù)本發(fā)明方法的步驟a),提供至少一種氧化鎂源。本發(fā)明的意義中該至少一種氧化鎂源是指-氧化鎂;和/或-其中天然存在氧化鎂的材料;和/或-其中存在至少一種能轉(zhuǎn)化成氧化鎂的鎂化合物的材料。因此,該至少一種氧化鎂源優(yōu)選選自氧化鎂、含氧化鎂之礦物、含鎂材料以及它們的混合物。優(yōu)選的氧化鎂源是菱鎂礦及白云石,其需要煅燒步驟以將所含鎂化合物轉(zhuǎn)化成為所期望的氧化鎂。在該至少一種氧化鎂源選自氧化鎂的情況下,該氧化鎂優(yōu)選是粉末形式,其具有的氧化鎂含量大于95重量%以及更優(yōu)選大于98重量%,以粉末重量為基礎(chǔ)。在優(yōu)選實(shí)施方案中,為粉末形式之氧化鎂的顆粒為小顆粒尺寸;亦即氧化鎂顆粒具有的平均顆粒尺寸d99值小于100 μ m以及d95值小于75 μ m,系通過(guò)激光衍射并使用CILAS (法國(guó)Orleans)的CILAS 920顆粒尺寸分析儀加以測(cè)定。其中存在天然形式的氧化鎂的材料被理解為包含氧化鎂的礦物。此富含氧化鎂的礦物的代表例如為方鎂石,其天然存在于接觸變質(zhì)巖(contact metamorphic rocks)且為大部分基本耐火磚的主要成分。相比之下,氧化鎂可由其合成得到的材料,亦即可被轉(zhuǎn)化成為氧化鎂的材料,可為任何含鎂材料,例如包含氫氧化鎂和/或碳酸鎂的材料。如果至少一種氧化鎂源為含鎂材料,該材料包含鎂化合物、優(yōu)選量為至少15重量%、更優(yōu)選至少25重量%以及最優(yōu)選至少40重量%,以含鎂材料的總重量為基礎(chǔ)。在其中至少一種氧化鎂源為含鎂材料的情況下,該材料系優(yōu)選選自碳酸鎂、氫氧化鎂、菱鎂礦、水鎂石、白云石、碳酸鈣鎂石、富含氯化鎂之鹽水、由其可得到氧化鎂的鹽水以及它們的混合物。在本文中,本發(fā)明的“碳酸鎂“術(shù)語(yǔ)包含無(wú)水碳酸鎂以及包含結(jié)晶水的碳酸鎂形式(水合物)。根據(jù)本發(fā)明,本發(fā)明方法中步驟a)的氧化鎂源并不受限于以上所述特定的礦物和/或材料。并非任何礦物和/或材料可被使用,其前提是該礦物和/或材料包含足量的氧化鎂和/或相應(yīng)的包含氧化鎂的礦物和/或材料或可至少部分被轉(zhuǎn)化成氧化鎂的礦物。該鎂化合物向氧化鎂的至少部分轉(zhuǎn)化優(yōu)選通過(guò)煅燒該材料而進(jìn)行。該煅燒步驟可通過(guò)任何為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的傳統(tǒng)煅燒方法而進(jìn)行。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,至少一種氧化鎂源為菱鎂礦(MgCO3),其是經(jīng)常出現(xiàn)的僅僅由無(wú)水碳酸鎂組成的礦物。在本發(fā)明的意義中此材料將被視為含鎂材料。該菱鎂礦優(yōu)選在約600°C至900°C的溫度下被煅燒以得到處于苛刻煅燒的(caustic calcined)菱鎂礦形式的氧化鎂。所得到苛刻煅燒的菱鎂礦的顆粒的特征為其高孔度且因?yàn)槠浯蟮膬?nèi)表面積而具有高反應(yīng)性且因此特別適合用于本發(fā)明的目的?;蛘呋蛄硗獾?,其他形式碳酸鎂例如,無(wú)水形式和/或包含結(jié)晶水形式的合成制備的碳酸鎂和/或其他天然存在形式的碳酸鎂亦可被用于提供該至少一種氧化鎂源。碳酸鎂亦可在如同施用于菱鎂礦的相同條件下被煅燒以將這些碳酸鎂至少部分地轉(zhuǎn)化成氧化鎂。優(yōu)選地,所得苛刻煅燒的菱鎂礦具有的氧化鎂含量大于85重量%、更優(yōu)選大于90重量%以及最優(yōu)選大于92重量%,以苛刻煅燒的菱鎂礦的總重量為基礎(chǔ)。在優(yōu)選實(shí)施方案中,該苛刻煅燒的菱鎂礦具有的氧化鎂含量在90重量%和99重量%之間以及最優(yōu)選在92重量%和98重量%之間,以苛刻煅燒的菱鎂礦的總重量為基礎(chǔ)。得自于其他碳酸鎂的氧化鎂具有的氧化鎂含量?jī)?yōu)選大于90重量%,例如在95重量%和99重量%之間的范圍,以氧化鎂的總重量為基礎(chǔ)??量天褵牧怄V礦和/或得自于其他形式的碳酸鎂的氧化鎂的顆粒優(yōu)選具有如本發(fā)明方法之步驟c)中所用將氧化鎂源至少部分轉(zhuǎn)化成氫氧化鎂之相應(yīng)方法中所涉材料傳統(tǒng)所用的顆粒尺寸分布。一般而言,苛刻煅燒的菱鎂礦顆粒和/或得自于其他形式碳酸鎂的氧化鎂的顆粒具有的平均顆粒尺寸d5(1值從1 μ m至100 μ m、優(yōu)選從5 μ m至50 μ m以及最優(yōu)選從10 μ m至25 μ m,例如,于15 μ m和20 μ m之間,通過(guò)激光衍射并使用CILAS (法國(guó)Orleans)的CILAS 920顆粒尺寸分析儀加以測(cè)定。如同在本文中所使用的以及在本領(lǐng)域中通常所定義的,d5(l值定義為一種尺寸,在該尺寸下,50%的(中值點(diǎn))顆粒質(zhì)量具有等于該特定值的顆粒尺寸。在含鎂材料為氫氧化鎂或含高含量氫氧化鎂的材料的情況下,該材料可直接進(jìn)行本發(fā)明方法的步驟d)?;蛘呋蛄硗獾?,該含鎂材料可首先進(jìn)行本發(fā)明方法的步驟c)的熟化。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,該至少一種氧化鎂源是白云石,其僅由碳酸鎂鈣(CaMg(CO3)2)構(gòu)成且因此代表含鎂礦物。為本發(fā)明之目的,任何可用的白云石種類可作為至少一種氧化鎂源。然而,在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,白云石是白色的白云石,其代表相當(dāng)純的白云石,例如其可得自于或取自挪威滑石的Hammerfal 1沉積層。為了將包含于該白云石中的鎂化合物(亦即碳酸鹽)至少部分轉(zhuǎn)化成氧化鎂,白云石優(yōu)選在高溫下煅燒,其中該煅燒步驟可通過(guò)任何本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的傳統(tǒng)煅燒方法進(jìn)行。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,白云石是在900°C和1200°C之間的溫度以及更優(yōu)選在1000°C和1100°c之間的溫度煅燒以得到燒過(guò)的白云石(MgO ·ΟιΟ)?;蛘?,白云石是在600°C和900°C之間的溫度、更優(yōu)選在600°C和800°C之間的溫度以及最優(yōu)選在約750°C的溫度煅燒以得到半燒過(guò)的白云石(MgO WaCO3)?;瘜W(xué)特征,例如半燒過(guò)或燒過(guò)的白云石的反應(yīng)性,亦即所得到氧化鎂的反應(yīng)性,主要視本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的所用溫度及煅燒方法而定。例如,如果白云石在1000°C至1100°C的溫度范圍煅燒以得到燒過(guò)的白云石,該溫度優(yōu)選被維持達(dá)30分鐘至120分鐘之間的時(shí)間段以及最優(yōu)選45分鐘及90分鐘之間的時(shí)間段,例如達(dá)約60分鐘。受煅燒方法處理的白云石優(yōu)選具有如同傳統(tǒng)上用于得到燒過(guò)或半燒過(guò)的白云石的相應(yīng)煅燒方法所涉材料的尺寸分布。在本文中,必須注意白云石以及其他含鎂材料(例如作為本發(fā)明至少一種氧化鎂源的菱鎂礦)通常為各種尺寸的巖石和顆粒的形式。為了得到具有足夠高反應(yīng)性和/或足夠比表面積的足量氧化鎂,在煅燒該富含鎂的材料之前,該巖石和/或顆粒優(yōu)選靠機(jī)械加工步驟被磨細(xì),導(dǎo)致原粒度減少。作為磨細(xì)的結(jié)果,所得顆粒的平均粒度優(yōu)選在Imm至250mm的范圍、優(yōu)選在Imm至150mm的范圍、甚至更優(yōu)選在Imm至IOOmm的范圍以及最優(yōu)選在Imm至75mm的范圍。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,該顆粒優(yōu)選具有
的平均粒度范圍為IOmm及50mm之間,通過(guò)在來(lái)自歡etschK (德國(guó))的分析試驗(yàn)篩上篩
選以及測(cè)量所選擇尺寸范圍的質(zhì)量分率所測(cè)定。此磨細(xì)步驟可例如在使得細(xì)度主要來(lái)自于與第二本體的沖擊,即在一種或多種垂直球磨機(jī)、球磨機(jī)、棒磨機(jī)、振磨機(jī)、輥式壓碎機(jī)、離心沖擊研磨機(jī)、磨擦研磨機(jī)、針磨機(jī)、錘碎機(jī)、粉碎機(jī)、撕碎機(jī)、破碎機(jī)、刀切機(jī)、或其他為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的設(shè)備中的條件下進(jìn)行、或者可在使得發(fā)生自體研磨的條件下進(jìn)行。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,此磨細(xì)步驟是通過(guò)使用球磨機(jī)研磨巖石及例如白云石之巖粒而進(jìn)行。在含鎂材料已被煅燒且后續(xù)作為本發(fā)明方法之步驟C)中的相應(yīng)氧化鎂源的情況下,該磨細(xì)步驟可以,或者或另外地,在該含鎂材料已被煅燒之后進(jìn)行,亦即在本發(fā)明方法之步驟C)之前進(jìn)行。如果氧化鎂和/或含氧化鎂的礦物被用作至少一種氧化鎂源,此磨細(xì)步驟亦可在本發(fā)明的方法的步驟C)之前進(jìn)行。如果有氧化鎂源的顆粒分布被認(rèn)為過(guò)廣和/或如果氧化鎂源的中值直徑高于150 μ m,此磨細(xì)步驟優(yōu)選在本發(fā)明方法的步驟c)之前進(jìn)行。因此,本發(fā)明方法的步驟C)中所用氧化鎂源的顆粒優(yōu)選的平均顆粒尺寸d5(l值從Ιμπι至150 μ m、更優(yōu)選從5 μ m至100 μ m以及最優(yōu)選從10 μ m至75 μ m,通過(guò)激光衍射并使用CILAS(法國(guó)Orleans)的CILAS 920顆粒尺寸分析儀加以測(cè)定。步驟b)的特征提供氣態(tài)(X)2和/或含陰離子的碳酸鹽根據(jù)本發(fā)明方法的步驟b),提供氣態(tài)(X)2和/或含陰離子的碳酸鹽。步驟b)中提供的二氧化碳可為任何形式的氣態(tài)C02,例如二氧化碳、含二氧化碳的氣體或碳酸,亦即溶于水中的二氧化碳。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,氣態(tài)CO2是衍生自煅燒各種由本方法的步驟a)所提供的氧化鎂源所得到的氣態(tài)流出物,亦即氣態(tài)二氧化碳是由(X)2的再循環(huán)而提供。通過(guò)煅燒此來(lái)源例如碳酸鎂,例如為菱鎂礦形式,煅燒方法期間溫度上升會(huì)增加在該方法期間釋出的二氧化碳量。優(yōu)選地,所產(chǎn)生的二氧化碳從反應(yīng)容器排出,因?yàn)樗玫降难趸V具有吸收水分以及二氧化碳的親和性,以致于該化合物進(jìn)行反應(yīng)而回到碳酸鎂。此氣體包含約5%至40%體積的(X)2以及優(yōu)選在純化之后使用,以及視需要使氣態(tài)流出物提高濃度或稀釋。此外或替代地,二氧化碳可從外部來(lái)源供應(yīng),例如來(lái)自鋼瓶或從煙道氣體和/或使用爐窯的工業(yè)方法的廢氣和/或來(lái)自碳酸鹽與酸的適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)等。然而,應(yīng)注意的是本發(fā)明方法的步驟b)中所提供的二氧化碳來(lái)源并不特別受限,其前提是該來(lái)源不含有反應(yīng)性氣體。步驟b)的氣態(tài)二氧化碳可以濃縮形式或稀釋形式被提供。如果氣態(tài)二氧化碳以稀釋形式被提供,二氧化碳優(yōu)選以與空氣等的混合物被提供。在此情況下,本發(fā)明方法的步驟b)中所提供的氣態(tài)二氧化碳具有,以體積計(jì),在例如空氣中的濃度小于40體積%、更優(yōu)選小于35體積%以及最優(yōu)選在10體積%和30體積%之間,以氣態(tài)組合物的總體積為基礎(chǔ)。二氧化碳來(lái)源中最小二氧化碳含量可為約8體積%,以氣態(tài)組合物的總體積為基礎(chǔ)。此外或替代地,含陰離子的碳酸鹽被提供于本發(fā)明方法的步驟b)中。步驟b)的含碳酸鹽的陰離子可以任何形式的可溶于水的碳酸鹽形式被提供,亦即溶于水而形成均勻溶液。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,含陰離子的碳酸鹽指的是碳酸鹽,當(dāng)其與去離子水混合時(shí)提供在20°C下大于50g/l、優(yōu)選在20°C下大于100g/l、更優(yōu)選在20°C下大于150g/l以及最優(yōu)選在20°C下大于200g/l的溶解度。因此,步驟b)的含陰離子的碳酸鹽優(yōu)選選自包含堿金屬碳酸鹽和/或堿金屬碳酸氫鹽的組,其中堿金屬碳酸鹽和/或堿金屬碳酸氫鹽的堿金屬離子選自鈉、鉀以及它們的混合物。碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀以及它們的混合物為優(yōu)選的本發(fā)明方法的步驟b)的含陰離子的碳酸鹽。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,含陰離子的碳酸鹽為碳酸鈉。在本發(fā)明的上下文中,“碳酸鈉“術(shù)語(yǔ)應(yīng)包含為無(wú)水形式以及包含結(jié)晶水形式(水合物)的碳酸鈉。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,本發(fā)明的碳酸鈉為無(wú)水碳酸鈉(Na2CO3)或碳酸鈉十水合物(Na2CO3 · IOH2O)。"碳酸鉀"亦指為無(wú)水形式以及包含結(jié)晶水形式(水合物)的碳酸鉀。優(yōu)選地,本發(fā)明的碳酸鉀為無(wú)水碳酸鉀(K2CO3)。在本發(fā)明的上下文中,“碳酸氫鈉“術(shù)語(yǔ)應(yīng)包含為無(wú)水形式以及包含結(jié)晶水的形式(水合物)的碳酸氫鈉。優(yōu)選地,本發(fā)明的碳酸氫鈉為無(wú)水碳酸氫鈉(NaHCO3)。在本發(fā)明的上下文中,“碳酸氫鉀“術(shù)語(yǔ)亦應(yīng)包含為無(wú)水形式以及包含結(jié)晶水形式(水合物)的碳酸氫鉀。優(yōu)選地,本發(fā)明的碳酸氫鉀為無(wú)水的碳酸氫鉀(KHCO3)。如果含陰離子的碳酸鹽被提供于本明方法的步驟b)中,該含陰離子的碳酸鹽可以任何合適的固體形式被提供,例如以顆粒或粉末形式。或者,該含陰離子的碳酸鹽可以懸浮液或溶液形式被提供。步驟C)的特征步驟a)的所沭氧化鎂源的熟化根據(jù)本發(fā)明方法的步驟C),步驟a)的該至少一種氧化鎂源被熟化而轉(zhuǎn)化至少一部分的氧化鎂成為氫氧化鎂。本發(fā)明的意義中“熟化“指的是氧化鎂被水合的方法。因此,“熟化“術(shù)語(yǔ)意指將水加入氧化鎂而制備氫氧化鎂的方法。因此,步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源的氧化鎂顆粒在熟化方法中被水合,這通過(guò)使至少一種氧化鎂源的氧化鎂與水接觸而進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的方法,氧化鎂至少部分被轉(zhuǎn)化成為氫氧化鎂。在步驟C)中的熟化方法中所用的水可為任何可用水例如自來(lái)水和/或去離子水。優(yōu)選地,用于對(duì)步驟a)的至少一種氧化鎂源進(jìn)行熟化所用的水為自來(lái)水。在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,步驟a)的至少一種氧化鎂源一次加入水中和/或連續(xù)地經(jīng)1小時(shí)或以內(nèi)的時(shí)間段、優(yōu)選經(jīng)45分鐘或以內(nèi)的時(shí)間段、更優(yōu)選經(jīng)30分鐘或以內(nèi)的時(shí)間段以及最優(yōu)選經(jīng)15分鐘或以內(nèi)的時(shí)間段被加入水中,以產(chǎn)生或提供最終懸浮液的適合固體含量。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,步驟a)的至少一種氧化鎂源經(jīng)10分鐘或以內(nèi)的時(shí)間段被加入水以得到最終懸浮液的適合固體含量。在本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,步驟a)的至少一種氧化鎂源分?jǐn)?shù)份、優(yōu)選分二至五份、更優(yōu)選分二至四份、甚至更優(yōu)選分二至三份以及最優(yōu)選分二份被加入水中至最終懸浮液中的合適固體含量。在步驟a)的至少一種氧化鎂源分?jǐn)?shù)份被加入水中的情況下,步驟a)的至少一種氧化鎂源優(yōu)選以約相等的份被加入水中。作為替代方案,亦可能以不相等的份(亦即以較大的份及較小的份)將步驟a)的至少一種的氧化鎂源加入水中。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,首先將較大的份、接著將較小的份的至少一種氧化鎂源加入最終懸浮液以熟化或水合步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,首先將較小的份的步驟a)的至少一種氧化鎂源加入、接著將較大的份加入水中以將步驟a)的至少一種氧化鎂源至少部分轉(zhuǎn)化成為氫氧化鎂。步驟a)的至少一種氧化鎂源與水的比率優(yōu)選以懸浮液發(fā)展到足夠或合適粘度的方式被調(diào)整。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,使用大量過(guò)量水,以致于懸浮液中水對(duì)至少一種氧化鎂源的比率為使(水的體積)(至少一種氧化鎂源的體積)的比率是從40:1至3:1、更優(yōu)選從30:1至3:1以及最優(yōu)選從20:1至3:1。例如,如果至少一種氧化鎂源選自苛刻煅燒的菱鎂礦,懸浮液中水對(duì)苛刻煅燒的菱鎂礦的比率使得(水的體積)(苛刻煅燒的菱鎂礦的體積)的比率是從40 :1至5 :1、更優(yōu)選從30 :1至10 :1以及最優(yōu)選從20 :1至15 1。在步驟a)的至少一種氧化鎂源選自燒過(guò)的白云石的情況下,懸浮液中水對(duì)燒過(guò)的白云石的比率可為使(水的體積)(燒過(guò)的白云石的體積)是30:1至3:1、更優(yōu)選從20:1至3 1以及最優(yōu)選從10 :1至3 :1的比率。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,包含水及步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源的懸浮液具有的固體含量為1重量%和20重量%之間以及最優(yōu)選1. 5重量%和17. 5重量%之間,以懸浮液的總重量為基礎(chǔ)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,如果步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源具有較高的氧化鎂含量,該懸浮液具有較低的固體含量。在本發(fā)明的意義中“高含量“術(shù)語(yǔ)指的是相應(yīng)氧化鎂源中可被轉(zhuǎn)化成為氧化鎂的氧化鎂或鎂化合物的量為至少70重量%,以氧化鎂源的總干重量為基礎(chǔ)。例如,如果步驟a)提供的至少一種氧化鎂源為氧化鎂和/或具有高含量氧化鎂的含氧化鎂的礦物和/或具有高含量鎂化合物的含鎂材料(其可被轉(zhuǎn)化成為氧化鎂),懸浮物中的固體含量可為1重量%和15重量%之間的范圍、更優(yōu)選為1.5重量%和12. 5重量%之間的范圍以及最優(yōu)選2重量%和10重量%之間的范圍,以懸浮液的總重量為基礎(chǔ)。如果步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源選自氧化鎂、方鎂石、菱鎂礦、碳酸鎂、氫氧化鎂以及它們的混合物,此固體含量?jī)?yōu)選被調(diào)整。例如,如果步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源是得自于煅燒菱鎂礦所得的苛刻煅燒的菱鎂礦,懸浮液中的固體含量?jī)?yōu)選為1重量%和12. 5重量%之間的范圍、更優(yōu)選為1. 5重量%和10重量%之間的范圍、甚至更優(yōu)選為2重量%和7. 5重量%之間的范圍以及最優(yōu)選在4重量%和6重量%之間的范圍,例如,在4. 5重量%和5. 5重量%之間的范圍,以懸浮液的總重量為基礎(chǔ)。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,如果步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源具有較低的氧化鎂含量,該懸浮液可具有較高的固體含量。本發(fā)明的意義中“低含量“術(shù)語(yǔ)指的是在相應(yīng)氧化鎂中可被轉(zhuǎn)化成氧化鎂的氧化鎂或鎂化合物的量小于70重量%,以氧化鎂源的總干重量為基礎(chǔ)。例如,如果步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源為具有低含量氧化鎂的含氧化鎂的礦物和/或具有低含量鎂化合物的含鎂材料(其可被轉(zhuǎn)化成為氧化鎂),懸浮液中固體含量可為10重量%和20重量%之間的范圍、更優(yōu)選為10重量%和17. 5重量%之間的范圍以及在12. 5重量%和17. 5重量%之間的范圍,以懸浮液的總重量為基礎(chǔ)。如果步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源選自白云石、碳酸鈣鎂石以及它們的混合物,此固體含量?jī)?yōu)選被調(diào)整。例如,如果步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源是得自于煅燒白云石的燒過(guò)的白云石,懸浮液中的固體含量?jī)?yōu)選為10重量%和20重量%之間的范圍、更優(yōu)選為12. 5重量%和17. 5重量%之間的范圍以及最優(yōu)選為15重量%和17. 5重量%之間的范圍,例如,在16重量%和17重量%之間,以懸浮液的總重量為基礎(chǔ)。視設(shè)備及地點(diǎn)條件而定,熟化方法優(yōu)選用具有提高溫度的水進(jìn)行,以提供具有高比表面積的氫氧化鎂小顆粒以及額外地或者替代地,以得到足夠的反應(yīng)速率。再者,因?yàn)檫M(jìn)入的水溫可能負(fù)面影響需要進(jìn)行熟化方法所需時(shí)間,應(yīng)優(yōu)選避免至少一種氧化鎂源與冷水的接觸。在冷水與氧化鎂接觸的情況下,可能發(fā)生稱為"掩沒(drowning)"的狀況,造成氫氧化鎂顆粒十分粗糙及非常不具反應(yīng)性。因此,熟化方法中所用水的溫度應(yīng)優(yōu)選高于室溫但低于水的沸點(diǎn)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,被加入反應(yīng)器用以熟化該步驟a)所提供的至少一種氧化鎂源的水的溫度優(yōu)選在20°C與90°C之間的范圍、更優(yōu)選在30°C與60°C之間的范圍以及最優(yōu)選在35°C與55°C之間的范圍,例如40V或50°C。例如,如果步驟a)所提供的至少一種氧化鎂源為得自于煅燒菱鎂礦所得到的苛刻煅燒的菱鎂礦,該溫度優(yōu)選在20°C與45°C之間的范圍、更優(yōu)選在25°C與45°C之間的范圍以及最優(yōu)選在35°C與45°C之間的范圍,例如,約40°C。在步驟a)所提供的至少一種氧化鎂源是通過(guò)煅燒白云石所得燒過(guò)的白云石的情況下,該溫度優(yōu)選在35°C與60°C之間的范圍、更優(yōu)選在40°C與55°C之間的范圍以及最優(yōu)選在45°C與55°C之間的范圍,例如約50°C。在熟化方法期間,反應(yīng)器內(nèi)的溫度由于水溫度、氧化鎂反應(yīng)性以及水量的變化而改變,因此懸浮液溫度可被經(jīng)常調(diào)整。優(yōu)選地,溫度被連續(xù)地控制?;蛘?,溫度可被重復(fù)地控制。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,在進(jìn)行本發(fā)明方法的步驟c)期間,不調(diào)整懸浮液溫度。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,步驟C)的熟化方法是通過(guò)攪拌懸浮液而進(jìn)行。在此方面,攪拌可以連續(xù)或不連續(xù)方式進(jìn)行。然而,因?yàn)槭旎椒ㄆ陂g的攪拌程度可能對(duì)所得到的氫氧化鎂有影響,懸浮液優(yōu)選被連續(xù)地?cái)嚢?。在此方面,太少攪拌可能?dǎo)致懸浮液內(nèi)溫度不均勻而產(chǎn)生熱點(diǎn)及冷點(diǎn)。此不均勻溫度可能導(dǎo)致大尺寸且表面積減少的晶體以及顆粒團(tuán)聚,而冷點(diǎn)將導(dǎo)致掩沒或較高量的未水合的氧化鎂顆粒。本發(fā)明方法的步驟C)的熟化方法優(yōu)選進(jìn)行至其中所述至少一種氧化鎂源中所含氧化鎂的至少一部分被轉(zhuǎn)化成為其各自的氫氧化物(即氫氧化鎂)的點(diǎn)。在此方面,要注意的是只有至少一種氧化鎂源所含氧化鎂的一部分在步驟c)的熟化方法期間被轉(zhuǎn)化成各自的氫氧化鎂。例如,如果至少一種氧化鎂源與具有約40°C溫度的熟化水接觸約15分鐘,被轉(zhuǎn)化成氫氧化鎂的氧化鎂的量在5重量%與15重量%之間的范圍,例如,約10重量%,亦即氧化鎂含量在85重量%與95重量%之間的范圍,例如約90重量%,以氧化鎂及氫氧化鎂的總重為基礎(chǔ)。相比之下,如果至少一種氧化鎂源與具有約40°C溫度的熟化水接觸約30分鐘,被轉(zhuǎn)化成氫氧化鎂的氧化鎂的量在15重量%與25重量%之間的范圍,例如,約20重量%,亦即氧化鎂含量在75重量%與85重量%之間的范圍,例如約80重量%,以氧化鎂及氫氧化鎂的總重為基礎(chǔ)。在40°C的水溫及30分鐘熟化期間對(duì)在步驟a)的所述氧化鎂源進(jìn)行熟化所得到的至少一種氧化鎂源與氫氧化鎂的混合物,可具有的(氧化鎂重量)(氫氧化鎂重量)的比率優(yōu)選從10 :1至2 :1、更優(yōu)選從8 :1至3 :1以及最優(yōu)選從6 :1至3 :1。在本文中,應(yīng)注意的是所得到氫氧化鎂與步驟b)的氣態(tài)二氧化碳和/或含陰離子的碳酸鹽的轉(zhuǎn)化或反應(yīng)之后,混合物中步驟a)的至少一種氧化鎂源的其它氧化鎂被轉(zhuǎn)化成氫氧化鎂,然后氫氧化鎂可與二氧化碳和/或含陰離子的碳酸鹽反應(yīng)。換言之,本發(fā)明方法可使用氧化鎂與氫氧化鎂的混合物(其可得自于部分熟化反應(yīng))而進(jìn)行,因?yàn)樵谝寻谄鹗蓟旌衔镏械臍溲趸V與步驟b)的氣態(tài)二氧化碳和/或含陰離子的碳酸鹽反應(yīng)之后,殘余的氧化鎂被連續(xù)地轉(zhuǎn)化成氫氧化鎂。步驟a)的至少一種氧化鎂源可分?jǐn)?shù)份和/或連續(xù)地經(jīng)所期望的進(jìn)行本發(fā)明方法的時(shí)間被加入水中以進(jìn)行本發(fā)明步驟c)的熟化和/或直到得到所期望的量的最終產(chǎn)物。在該方法中,可經(jīng)常調(diào)整水量以得到適合進(jìn)行本發(fā)明方法的固體含量和/或粘度。應(yīng)注意的是,在具有低氧化鎂含量的含氧化鎂礦物和/或具有低鎂化合物(其可被轉(zhuǎn)化成氧化鎂)含量的含鎂材料被用作步驟a)中所提供的氧化鎂源的情況下,該礦物和/或材料通常包含的氧化鎂含量和/或可被轉(zhuǎn)化成氧化鎂的鎂化合物的含量小于70重量%,以氧化鎂源的總干重為基礎(chǔ);即原材料進(jìn)一步包含其他化合物例如堿金屬和/或堿土金屬的碳酸鹽、氧化物、氫氧化物等。例如,如果步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源為白云石,該礦物僅是由碳酸鎂及碳酸鈣組成。然而,白云石天然產(chǎn)物不僅具有關(guān)于特定化合物的變化組成亦具有范圍廣泛的碳酸鎂及碳酸鈣的比率的變化組成。天然存在的白云石中碳酸鎂對(duì)碳酸鈣的比率通常為使得(碳酸鎂重量)(碳酸鈣重量)的比率為從2:1至1:2、更優(yōu)選從1.5:1至1:1. 5以及最優(yōu)選約1:1。因此,通過(guò)使用白云石作為步驟a)的氧化鎂源,在步驟c)的熟化之前進(jìn)行的煅燒步驟不僅導(dǎo)致碳酸鎂轉(zhuǎn)化成氧化鎂而且以相應(yīng)比率導(dǎo)致碳酸鈣轉(zhuǎn)化成氧化鈣,視所用白云石而定。在所得的此種氧化鎂及氧化鈣的混合物通過(guò)步驟c)被熟化的情況下,該熟化作用將氧化鎂至少部分轉(zhuǎn)化成氫氧化鎂且,除此之外,氧化鈣幾乎完全被轉(zhuǎn)化成氫氧化鈣;即通過(guò)對(duì)本發(fā)明方法的步驟c)中的燒過(guò)的白云石進(jìn)行熟化,得到包含氫氧化鎂、氫氧化鈣、氧化鎂及氧化鈣的混合物。本發(fā)明的意義中術(shù)語(yǔ)“幾乎完全被轉(zhuǎn)化“指的是在反應(yīng)中至少99重量%、更優(yōu)選至少99. 2重量%以及最優(yōu)選99. 5重量%的化合被轉(zhuǎn)化成各自的反應(yīng)產(chǎn)物。例如,如果氧化鎂及氧化鈣的混合物靠步驟c)被熟化,該熟化轉(zhuǎn)化至少99重量%、更優(yōu)選至少99. 2重量%以及最優(yōu)選至少99. 5重量%的氧化鈣,以氧化鈣的總干重量為基礎(chǔ),而氧化鎂僅被部分轉(zhuǎn)化成氫氧化鎂。進(jìn)行步驟C)的熟化方法所需要時(shí)間為通過(guò)用于進(jìn)行本發(fā)明方法的步驟d)的至少一種氧化鎂源的水合/熟化作用而得到足量氫氧化鎂所需要時(shí)間。此時(shí)間主要視步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源而定。在優(yōu)選實(shí)施方案中,如果步驟a)所提供的至少一種氧化鎂源為以下形式氧化鎂和/或具有高氧化鎂含量的含氧化鎂的礦物和/或具有高含量鎂化合物的含鎂材料(其可被轉(zhuǎn)化成為氧化鎂),步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源被熟化較短時(shí)間。該時(shí)間段優(yōu)選在5分鐘與30分鐘之間的范圍、更優(yōu)選在5分鐘與20分鐘之間的范圍以及最優(yōu)選10分鐘與20分鐘之間的范圍。如果步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源選自氧化鎂、方鎂石、菱鎂礦、碳酸鎂、氫氧化鎂以及它們的混合物,此較短時(shí)間優(yōu)選被施用于熟化步驟。例如,如果步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源為得自煅燒菱鎂礦的苛刻煅燒的菱鎂礦,該時(shí)間段優(yōu)選在10分鐘與30分鐘之間的范圍、更優(yōu)選在10分鐘與25分鐘之間的范圍以及最優(yōu)選在10分鐘與20分鐘之間的范圍,例如約15分鐘。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,如果步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源為具有較低氧化鎂含量的含氧化鎂的礦物和/或具有較低鎂化合物含量的含鎂材料(其可被轉(zhuǎn)化成氧化鎂),步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源被熟化較長(zhǎng)的時(shí)間。該時(shí)間段優(yōu)選在5分鐘與60分鐘之間的范圍、更優(yōu)選在10分鐘與45分鐘之間的范圍以及最優(yōu)選在20分鐘與40分鐘之間的范圍。如果步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源選自白云石、碳酸鈣鎂石以及它們的混合物,此段較長(zhǎng)的時(shí)間優(yōu)選被施用。例如,如果步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源為通過(guò)煅燒白云石所得的燒過(guò)的白云石,該時(shí)間段優(yōu)選在15分鐘與50分鐘之間的范圍、更優(yōu)選在15分鐘與45分鐘之間的范圍以及最優(yōu)選在25分鐘與40分鐘之間的范圍,例如約30分鐘。在進(jìn)行本發(fā)明步驟C)之后,所得氫氧化鎂及氧化鎂的混合物被成形為用于進(jìn)行步驟d)的合適懸浮液。此懸浮液的總固體含量?jī)?yōu)選為1重量%與20重量%之間的范圍、更優(yōu)選在1重量%與15重量%之間的范圍以及最優(yōu)選在2重量%與10重量%之間的范圍,以在步驟c)中所得懸浮液總重量為基礎(chǔ)。例如,如果氫氧化鎂是得自于作為至少一種氧化鎂源的菱鎂礦,該懸浮液的總固體含量?jī)?yōu)選在2重量%與8重量%之間的范圍、更優(yōu)選在3重量%與7重量%之間的范圍以及最優(yōu)選在4重量%與6重量%之間的范圍,例如約5重量%,以在步驟c)中所得懸浮液的總重量為基礎(chǔ)。如果氫氧化鎂是得自于作為至少一種氧化鎂源的白云石,該懸浮液的總固體含量?jī)?yōu)選為5重量%與10重量%之間的范圍、更優(yōu)選為6重量%與10重量%之間的范圍以及最優(yōu)選為7重量%與9重量%之間的范圍,例如約8重量%,以步驟c)中所得懸浮液的總重量為基礎(chǔ)。此外或替代地,所得包含氫氧化鎂及氧化鎂的懸浮液優(yōu)選具有小于IOOOmPa 以及更優(yōu)選小于IOOmPa · s的粘度,如以IOOrpm轉(zhuǎn)速且配備LV-3錠子的Brookfield DV-II粘度計(jì)測(cè)量。在所得懸浮液具有的固體含量高于或低于所期望的范圍和/或該懸浮液的粘度太高或太低的情況下,該懸浮液可被水稀釋或者靠任何為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的常規(guī)方法加以濃縮而得到具有所期望的固體含量和/或粘度的懸浮液,供進(jìn)一步方法步驟之用。所得包含氫氧化鎂及氧化鎂的懸浮液優(yōu)選具有的pH大于8、更優(yōu)選大于9以及最優(yōu)選大于10,根據(jù)下文所述實(shí)施例中所述測(cè)量方法加以測(cè)定。制聚d)白·!H 賴氧北鶴_氣龍COJ /赦議循石炭根據(jù)本發(fā)明方法的步驟d),步驟C)所得的氫氧化鎂與步驟b)的氣態(tài)二氧化碳和/或含陰離子的碳酸鹽接觸以將氫氧化鎂的至少一部分轉(zhuǎn)化成為沉淀的三水菱鎂礦。氫氧化鎂優(yōu)選為懸浮液形式且是由水、氫氧化鎂、未反應(yīng)氧化鎂以及一般與氫氧化鎂懸浮液相伴的雜質(zhì)例如二氧化硅、氧化鈣、氫氧化鈣及其他鎂化合物例如碳酸鎂等所組成。在優(yōu)選實(shí)施方案中,該懸浮液具有的總固體含量至多為20重量%、優(yōu)選至多為15重量%、更優(yōu)選至多為10重量%以及最優(yōu)選為1重量%與8. 5重量%之間,以懸浮液總重量為基石出。在包含氫氧化鎂及氧化鎂的懸浮液是得自于作為至少一種氧化鎂源的菱鎂礦的情況下,該懸浮液的固體含量?jī)?yōu)選為2重量%與8重量%之間的范圍、更優(yōu)選為3重量%與7重量%之間的范圍以及最優(yōu)選為4重量%與6重量%之間的范圍,例如為4. 5重量%與5. 5重量%之間的范圍,以步驟c)中所得懸浮液的總重量為基礎(chǔ)。如果包含氫氧化鎂及氧化鎂的懸浮液是得自于作為步驟a)的至少一種氧化鎂源的白云石,該懸浮液中的氫氧化鎂及氧化鎂的固體含量?jī)?yōu)選為1重量%與10重量%之間的范圍、更優(yōu)選為2. 5重量%與5重量%之間的范圍以及最優(yōu)選為3重量%與5重量%之間的范圍,例如在3. 5重量%與4. 5重量%之間的范圍,以步驟c)中所得懸浮液的總重量為基礎(chǔ)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,對(duì)作為步驟a)所提供的至少一種氧化鎂源的白云石進(jìn)行熟化作用所得的懸浮液進(jìn)一步包含氫氧化鈣。在此情況下,懸浮液中的氫氧化鈣固體含量?jī)?yōu)選為1重量%與10重量%之間的范圍、更優(yōu)選為2. 5重量%與5重量%之間的范圍以及最優(yōu)選為3重量%與5重量%之間的范圍,例如在3. 5重量%與4. 5重量%之間的范圍,以步驟C)中所得懸浮液的總重量為基礎(chǔ)。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,包含氫氧化鎂、氧化鎂及氫氧化鈣的該懸浮液的固體含量?jī)?yōu)選為2重量%與20重量%之間的范圍、更優(yōu)選為2重量%與10重量%之間的范圍、甚至更優(yōu)選為5重量%與10重量%之間的范圍以及最優(yōu)選為6重量%與10重量%之間的范圍,例如為7重量%與9重量%之間的范圍,以步驟c)中所得懸浮液的總重量為基礎(chǔ)。此外或替代地,在本發(fā)明方法的步驟C)中通過(guò)燒過(guò)的作為至少一種氧化鎂源的白云石的熟化作用而得到的懸浮液中,氧化鎂及氫氧化鎂對(duì)氫氧化鈣的比率變化范圍大。然而,在步驟c)的懸浮液是得自于燒過(guò)的作為步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源的白云石的情況下,所得懸浮液中氧化鎂及氫氧化鎂對(duì)氫氧化鈣的比率優(yōu)選為使得(氧化鎂及氫氧化鎂的重量)(氫氧化鈣的重量)的比率為從2 :1至1 :2、更優(yōu)選為1. 5 :1至1 :1. 5以及最優(yōu)選為約1 :1。在任選的實(shí)施方案中,所得的在懸浮液中的氫氧化鎂及氧化鎂的混合物的顆粒可在方法步驟d)之前靠其顆粒尺寸分離或與雜質(zhì)分離。優(yōu)選地,氫氧化鎂與顆粒尺寸大于300 μ m的顆粒分離以及更優(yōu)選通過(guò)為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的分離技術(shù)例如靠振動(dòng)篩網(wǎng)等與顆粒尺寸大于200 μ m的顆粒分離。步驟d)在本文中涉及使步驟C)中所得氫氧化鎂及氧化鎂的懸浮液與足量的步驟b)所提供的氣態(tài)(X)2和/或含陰離子的碳酸鹽接觸,直到至少一部分所提供的氫氧化鎂被轉(zhuǎn)化成為晶體碳酸鎂沉淀(沉淀的碳酸鎂)。在本文中,應(yīng)注意的是形成該晶體性碳酸鎂沉淀可能會(huì)導(dǎo)致懸浮液中殘留的氧化鎂轉(zhuǎn)化成氫氧化鎂,通過(guò)使所得氫氧化鎂與足量的步驟b)所提供的氣態(tài)CO2和/或含陰離子的碳酸鹽接觸,其可進(jìn)一步被轉(zhuǎn)化成該晶體碳酸鎂沉淀。持續(xù)碳酸鹽化直到基本上所有鎂被沉淀,以致于懸浮液幾乎完全是由晶體碳酸鎂沉淀組成。該晶體碳酸鎂沉淀的特征為是三水菱鎂礦,其具有式Mg(HCO3) (OH) ·2Η20,亦可敘述為MgCO3 · 3Η20。所得到的沉淀的三水菱鎂礦晶體為棱柱狀細(xì)長(zhǎng)型態(tài),為三水菱鎂礦之典型形態(tài)。對(duì)于步驟C)中所得包含氫氧化鎂及氧化鎂的懸浮液與步驟b)的氣態(tài)(X)2的接觸,該氣體優(yōu)選鼓泡通過(guò)懸浮液。通過(guò)將氣態(tài)(X)2鼓泡通過(guò)懸浮液,通過(guò)氣體在懸浮液中流動(dòng)而完成充分混合,因此不需要額外的攪拌。此外或替代地,攪拌包含氫氧化鎂及氧化鎂的懸浮液可提供更徹底的混合且因此完成氫氧化鎂向碳酸鎂即沉淀的三水菱鎂礦的轉(zhuǎn)化的時(shí)間更短。在優(yōu)選實(shí)施方案中,包含氫氧化鎂及氧化鎂的懸浮液經(jīng)額外的攪拌以確保徹底混合顆粒以提供足量未反應(yīng)的氫氧化鎂顆粒使該顆粒與該(X)2接觸。此種攪拌可連續(xù)或不連續(xù)地進(jìn)行,只要該混合提供氫氧化鎂向碳酸鎂的充分轉(zhuǎn)化即可。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,懸浮液優(yōu)選被連續(xù)地?cái)嚢琛T谝粋€(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,通過(guò)以固定速率將氣態(tài)CO2鼓泡通過(guò)懸浮液,將該氣態(tài)CO2優(yōu)選加入包含氫氧化鎂及氧化鎂的懸浮液。該速率優(yōu)選在每千克氧化鎂0. 1與10千克CO2/小時(shí)之間的范圍、更優(yōu)選在每千克氧化鎂0. 2與5千克CO2/小時(shí)之間的范圍以及最優(yōu)選在每千克氧化鎂0. 5與2千克CO2/小時(shí)之間的范圍。優(yōu)選地,包含氫氧化鎂及氧化鎂的懸浮液對(duì)含水懸浮液中氣態(tài)(X)2的比率,以體積計(jì),使得(懸浮液體積)(氣態(tài)(X)2體積)的比率為從1 :0. 5至1 :10以及更優(yōu)選為1 :0. 5至1 :5。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,懸浮液中氫氧化鎂對(duì)氣態(tài)(X)2的比率,以體積計(jì),使得比率(氫氧化鎂體積)(氣態(tài)(X)2體積)為從1 :2至1 :100以及更優(yōu)選為1 :5至1 :50。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,碳酸鹽化,即氫氧化鎂的轉(zhuǎn)化,是通過(guò)排放氣體中pH值和/或?qū)щ娐屎?或溫度和/或(X)2含量的變化加以監(jiān)測(cè)的,以控制反應(yīng)的進(jìn)行或完成。例如,如果該晶體碳酸鎂沉淀是得自于作為步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源的苛刻煅燒的菱鎂礦,在本發(fā)明方法的步驟d)之前,包含氧化鎂及氫氧化鎂的懸浮液的PH優(yōu)選在pH 10與12之間的范圍、約為pH 11。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,該懸浮液的pH在步驟c)所得氫氧化鎂與步驟b)的該氣態(tài)CO2接觸期間降低,以致于所得懸浮液在進(jìn)行步驟d)的方法之后具有的pH為7與8之間的范圍,pH約在7. 5與8之間。相比之下,如果該晶體碳酸鎂沉淀是得自于作為步驟a)所提供的至少一種氧化鎂源的燒過(guò)的白云石,在本發(fā)明方法的步驟d)之前,包含氧化鎂及氫氧化鎂及氫氧化鈣的懸浮液的PH優(yōu)選大于pH 11、約為pH 12。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,該懸浮液的pH在所得步驟c)的氫氧化鎂與步驟b)的氣態(tài)CO2接觸期間會(huì)降低,使得在進(jìn)行方法步驟d)之后,所得懸浮液具有PH在7與8之間的范圍、pH約在7. 5與8之間。在本發(fā)明步驟d) —開始所提供的溫度對(duì)于控制所得沉淀的三水菱鎂礦的形成或其性質(zhì)是決定性的,盡管所用溫度可能在特定范圍內(nèi)變動(dòng)。例如,步驟d)中所提供的碳酸鹽化的起始溫度可被調(diào)整至5°C與35°C之間范圍的溫度以及最優(yōu)選在10°C與30°C之間范圍的溫度。在進(jìn)行步驟d)的同時(shí),懸浮液內(nèi)的溫度可優(yōu)選被控制并維持在該起始溫度。在此方面,應(yīng)注意的是,本發(fā)明意義中該方法步驟期間“維持溫度“術(shù)語(yǔ)涉及優(yōu)選不超過(guò)起始溫度多于5°C的溫度;即如果起始溫度被例如調(diào)整至25°C的溫度,方法步驟期間的溫度不能超過(guò)30°C。例如,如果至少一種步驟a)中所提供的氧化鎂源為靠煅燒菱鎂礦所得苛刻煅燒的的菱鎂礦,在方法步驟d) —開始的該起始溫度優(yōu)選在20°C與之間的范圍以及最優(yōu)選在與之間的范圍。在進(jìn)行步驟d)期間,溫度優(yōu)選被控制及維持在20°C與25°C之間的范圍。作為另一個(gè)實(shí)例,如果步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源為通過(guò)煅燒白云石所得的燒過(guò)的白云石,在方法步驟d) —開始的該起始溫度優(yōu)選在20°C與之間的范圍以及最優(yōu)選在對(duì)!與^TC之間的范圍。在進(jìn)行步驟d)期間,溫度優(yōu)選被控制及維持在20°C與30°C之間。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,在進(jìn)行步驟d)時(shí),使方法步驟d) —開始的起始溫度上升。然而,由于放熱反應(yīng)之故,反應(yīng)混合物的溫度可能上升至50°C和更高的溫度。在本方法的該實(shí)施方案中的最高溫度優(yōu)選不大于50°C以及最優(yōu)選最高溫度在步驟d)期間達(dá)到的溫度不大于約45°C。如果在步驟d)進(jìn)行期間讓溫度上升,調(diào)整的起始溫度優(yōu)選為5°C與15°C之間的范圍。如果至少一種步驟a)中所提供的氧化鎂源選自白云石、碳酸鈣鎂石以及它們的混合物,優(yōu)選施用此種設(shè)定。例如,如果步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源是通過(guò)煅燒白云石所得的燒過(guò)的白云石,本發(fā)明方法的步驟d)期間的該起始溫度優(yōu)選為7V與15°C之間的范圍、更優(yōu)選為10°C與15°C之間的范圍以及最優(yōu)選在IPC與13°C之間的范圍。在進(jìn)行步驟d)期間,讓溫度上升以使得溫度上升至最多50°C的最高溫度、優(yōu)選在40°C與45°C之間。如果在步驟C)中所得的包含氫氧化鎂及氧化鎂的懸浮液與步驟b)的含陰離子的碳酸鹽接觸,含陰離子的碳酸鹽優(yōu)選以任何合適的固體形式被加入該懸浮液,例如為顆?;蚍勰┬问交?yàn)閼腋∫夯蛉芤盒问?。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,在添加含陰離子的碳酸鹽期間,攪拌包含氫氧化鎂及氧化鎂的懸浮液,這可提供更徹底混合且因此完成氫氧化鎂轉(zhuǎn)化成碳酸鎂(即沉淀的三水菱鎂礦)的時(shí)間更短。此攪拌可連續(xù)或不連續(xù)地進(jìn)行,只要混合提供氫氧化鎂充分轉(zhuǎn)化成碳酸鎂即可。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,懸浮液優(yōu)選被連續(xù)地?cái)嚢琛?yōu)選地,含陰離子的碳酸鹽在包含氧化鎂及氫氧化鎂的懸浮液中的濃度使得該懸浮液含陰離子的碳酸鹽的重量比率為從300 1至10 :1、更優(yōu)選250 1至25 :1、以及甚至更優(yōu)選200 :1至50 :1ο通過(guò)進(jìn)行本發(fā)明方法的步驟d),沉淀的中間產(chǎn)物得自于使所得步驟C)的氫氧化鎂懸浮液與步驟b)的氣態(tài)CO2和/或含陰離子的碳酸鹽接觸。該沉淀的中間產(chǎn)物的特征在于為具有式Mg(HCO3) (OH) ·2Η20的三水菱鎂礦,其亦可被敘述為MgCO3 ·3Η20。所得到的沉淀的三水菱鎂礦晶體為棱柱狀細(xì)長(zhǎng)型態(tài),為三水菱鎂礦之典型型態(tài)。因此,進(jìn)行步驟d)的碳酸鹽化所需要的時(shí)間為步驟C)所得氫氧化鎂幾乎完全轉(zhuǎn)化成為沉淀的三水菱鎂礦的時(shí)間。此氫氧化鎂幾乎完全轉(zhuǎn)化成為沉淀三水菱鎂礦優(yōu)選在4小時(shí)內(nèi)得到、更優(yōu)選在3小時(shí)內(nèi)得到、甚至更優(yōu)選在2小時(shí)內(nèi)得到以及最優(yōu)選在90分鐘內(nèi)得到,從至少部分的步驟c)所得氫氧化鎂與該氣態(tài)(X)2和/或含陰離子的碳酸鹽開始接觸算起。所得沉淀的三水菱鎂礦優(yōu)選為含水懸浮液形式。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)沉淀的三水菱鎂礦的懸浮液,其具有的在懸浮液中的固體含量至多50重量%、優(yōu)選為1與50重量%之間、更優(yōu)選為1與25重量%之間以及最優(yōu)選為5與15重量%之間,以懸浮液的總重量為基礎(chǔ),是優(yōu)選的。在所得懸浮液具有的固體含量高于或低于所期望的范圍的情況下,該懸浮液可被水稀釋或者靠任何為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的傳統(tǒng)方法加以濃縮而得到具有所期望的固體含量的懸浮液,供進(jìn)一步方法步驟之用。在任選的實(shí)施方案中,所得在懸浮液中的沉淀的三水菱鎂礦的顆??稍跓?老化步驟之前靠其顆粒尺寸分離或與雜質(zhì)分離。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,沉淀的三水菱鎂礦與平均顆粒尺寸d5(l值大于200 μ m的顆粒分離、更優(yōu)選與平均顆粒尺寸d5(l值大于150 μ m的顆粒分離,以及最優(yōu)選與平均顆粒尺寸d5(l值大于100 μ m的顆粒分離,如通過(guò)篩分和測(cè)量選定尺寸范圍的質(zhì)量分率所測(cè)定的。在本文中,應(yīng)注意的是,所得沉淀的三水碳鎂的平均顆粒尺寸d5(l值變化范圍大,但是一般而言,所得沉淀的三水碳鎂顆粒具有的平均顆粒尺寸d5(l值小于50 μ m、更優(yōu)選小于35 μ m、甚至更優(yōu)選小于20 μ m以及最優(yōu)選小于15 μ m,通過(guò)激光衍射并使用CILAS (法國(guó)Orleans)的CILAS 920顆粒尺寸分析儀加以測(cè)定。例如,如果至少一種氧化鎂源是衍生自為苛刻煅燒的菱鎂礦形式的菱鎂礦,在懸浮液中所得的沉淀的三水菱鎂礦的顆粒優(yōu)選具有的平均顆粒尺寸d5(l值小于30 μ m、更優(yōu)選小于25 μ m、甚至更優(yōu)選小于20 μ m以及最優(yōu)選在10 μ m與15 μ m之間,通過(guò)激光衍射并使用CILAS(法國(guó)Orleans)的CILAS 920顆粒尺寸分析儀加以測(cè)定。相比之下,如果步驟d)的沉淀的三水菱鎂礦是得自于作為步驟a)所提供的至少一種氧化鎂源的燒過(guò)的白云石,步驟d)中所得懸浮液可進(jìn)一步包含沉淀的碳酸鈣(PCC)。在此情況下,在懸浮液中所得的沉淀的三水菱鎂礦顆粒與沉淀的碳酸鈣顆粒的混合物優(yōu)選具有的總平均顆粒尺寸d5(1值小于20 μ m、更優(yōu)選小于15 μ m、甚至更優(yōu)選小于10 μ m以及最優(yōu)選小于7. 5 μ m,例如小于5 μ m,通過(guò)激光衍射并使用CILAS (法國(guó)Orleans)的CILAS 920顆粒尺寸分析儀加以測(cè)定。在尤其優(yōu)選的實(shí)施方案中,在熱-老化步驟之前研磨懸浮液中所得的沉淀的三水菱鎂礦顆粒以提供具有減少顆粒尺寸的顆粒和/或以提供約相等直徑的顆粒。研磨步驟可由任何傳統(tǒng)研磨裝置例如為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的研磨機(jī)進(jìn)行。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,在含水懸浮液中的沉淀的三水菱鎂礦顆粒在垂直珠磨機(jī)中進(jìn)行濕式研磨。優(yōu)選地,該濕式研磨是在10千瓦時(shí)/干噸至500千瓦時(shí)/干噸下的特定研磨期間能量輸入下進(jìn)行、更優(yōu)選在20千瓦時(shí)/干至300千瓦時(shí)/干噸下的特定研磨期間能量輸入下進(jìn)行以及最優(yōu)選在50千瓦時(shí)/干噸至200千瓦時(shí)/干噸下的特定研磨期間能量輸入下進(jìn)行,例如,在約100千瓦時(shí)/干噸下的特定研磨期間能量輸入下進(jìn)行。如果氧化鎂源是衍生自為苛刻煅燒的菱鎂礦形式的菱鎂礦,中間研磨步驟特別有利。因此,如果沉淀的三水菱鎂礦顆粒在本發(fā)明方法的步驟e)的熱-老化之前被研磨,得自作為步驟a)的至少一種氧化鎂源的苛刻煅燒的菱鎂礦的三水菱鎂礦顆粒優(yōu)選具有的平均顆粒尺寸d5(1值小于25 μ m、更優(yōu)選小于20 μ m、甚至更優(yōu)選小于15 μ m以及最優(yōu)選小于10 μ m,通過(guò)激光衍射并使用CILAS (法國(guó)Orleans)的CILAS920顆粒尺寸分析儀加以測(cè)定。然而,在其中得自于作為步驟a)的至少一種氧化鎂源的燒過(guò)的白云石的沉淀的三水菱鎂礦顆粒及沉淀的碳酸鈣顆粒的混合物在熱-老化步驟之前被研磨的情況下,所得沉淀的三水菱鎂礦及沉淀的碳酸鈣的混合物中的顆粒優(yōu)選具有的總平均顆粒尺寸d5(l值小于10 μ m、更優(yōu)選小于7. 5 μ m、甚至更優(yōu)選小于5 μ m以及最優(yōu)選小于3 μ m,例如小于2. 5 μ m,通過(guò)激光衍射并使用CILAS (法國(guó)Orleans)的CILAS 920顆粒尺寸分析儀加以測(cè)定。須進(jìn)一步注意,如果步驟d)的沉淀的三水碳鎂是得自于作為步驟a)的至少一種氧化鎂源的燒過(guò)的白云石,本發(fā)明方法步驟d)中所得懸浮液中沉淀的三水菱鎂礦對(duì)沉淀的碳酸鈣比率可在大范圍內(nèi)變動(dòng)。優(yōu)選地,所得懸浮液中沉淀的三水菱鎂礦對(duì)沉淀的碳酸鈣的比率優(yōu)選為使得(沉淀的三水菱鎂礦的重量)(沉淀的碳酸鈣的重量)的比率為從3 1至1 :3、更優(yōu)選為2 :1至1 :2以及最優(yōu)選為從1. 5 :1至1 :1. 5。此外或替代地,在進(jìn)行本發(fā)明方法步驟d)之前可將多醣加入懸浮液;即在步驟d)的碳酸鹽化期間含有至少一種氧化鎂源的懸浮液包含該多醣。多醣優(yōu)選選自由山梨醇、甘露糖醇、蔗糖及混合物組成的組。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,多醣為山梨醇。多醣優(yōu)選以這樣的量被加入懸浮液中使得所得懸浮液中所含的多糖的濃度在0. 001重量%與5重量%之間、更優(yōu)選在0. 01重量%與0. 1重量%之間以及最優(yōu)選在0. 05重量%與0. 75重量%之間,以懸浮液總重量為基礎(chǔ)。多醣可以任何合適的固體形式被加入懸浮液,例如以顆粒或粉末的形式。或者,多醣可以懸浮液或溶液的形式被加入懸浮液中。步驟e)的特征以熱-老化步驟處理所得沉淀的三水菱鎂礦根據(jù)本發(fā)明方法步驟e),步驟d)的該所得沉淀的三水菱鎂礦被熱-老化處理以得到水菱鎂礦。本發(fā)明的意義中“熱-老化“術(shù)語(yǔ)涉及一種熱方法,其中晶體例如具有較高起始內(nèi)能狀態(tài)的三水菱鎂礦通過(guò)溶解或再沉積成具有較低內(nèi)能狀態(tài)的晶體而進(jìn)行相轉(zhuǎn)變。此方法導(dǎo)致最終晶體產(chǎn)物的特征為更完美的晶格結(jié)構(gòu)、較窄的顆粒尺寸分布、較大顆粒散離度及較低的表面能。步驟d)中得到的沉淀的三水菱鎂礦的熱-老化可在高于90°C以及最優(yōu)選在溫度90°C與150°C間的范圍的溫度下進(jìn)行,其中該溫度范圍反映將所得沉淀的三水菱鎂礦轉(zhuǎn)化成水菱鎂礦所需要時(shí)間段;即進(jìn)行熱-老化的溫度愈高,達(dá)成沉淀的三水菱鎂礦幾乎完全轉(zhuǎn)化成水菱鎂礦所需要的時(shí)間愈短,或者進(jìn)行熱-老化的溫度愈低,達(dá)成沉淀的三水菱鎂礦幾乎完全轉(zhuǎn)化成水菱鎂礦所需要的時(shí)間愈長(zhǎng)。優(yōu)選地,沉淀的三水菱鎂礦被維持在熱-老化溫度達(dá)充分時(shí)間以造成三水菱鎂礦的形態(tài)重排至最終產(chǎn)物水菱鎂礦的最終形式。在此方面,從沉淀的三水菱鎂礦開始,用于達(dá)成幾乎完全轉(zhuǎn)化成水菱鎂礦所需要時(shí)間可在10分鐘與數(shù)小時(shí)之間變化,視該熱-老化步驟期間所用溫度而定。為了重結(jié)晶至具有減少顆粒尺寸的新形態(tài)而應(yīng)將沉淀的三水菱鎂礦維持在熱-老化溫度下的時(shí)間段是由沉淀的三水菱鎂礦的起始形態(tài)以及碳酸鎂中存在的任何雜質(zhì)的性質(zhì)及程度而定。例如,當(dāng)沉淀的三水菱鎂礦材料具有小的起始平均顆粒尺寸,在約130°C下的該老化步驟的時(shí)間段是短至例如約30分鐘的時(shí)間。為了得到特定小顆粒水菱鎂礦,用于將沉淀的三水菱鎂礦轉(zhuǎn)化成水菱鎂礦的熱-老化方法優(yōu)選在90°C與150°C之間范圍的溫度、優(yōu)選在110°C與140°C之間范圍的溫度、更優(yōu)選在120°C至135°C之間范圍的溫度以及最優(yōu)選在約130°C的溫度下進(jìn)行。例如,如果沉淀的三水菱鎂礦的熱-老化溫度被調(diào)整至約130°C的溫度,該溫度優(yōu)選被維持大于10分鐘的時(shí)間段以及更優(yōu)選在20分鐘與60分鐘之間的時(shí)間段。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,熱-老化溫度被維持20分鐘與40分鐘之間的時(shí)間段、更優(yōu)選在25與35分鐘之間的時(shí)間段以及最優(yōu)選在約30分鐘的時(shí)間段。熱-老化反應(yīng)可通過(guò)以特定間隔測(cè)定水菱鎂礦的表面積/或?qū)щ娦远右员O(jiān)測(cè)。在任選的實(shí)施方案中,將漂白劑加入步驟d)中所得三水菱鎂礦的懸浮液;即在進(jìn)行步驟e)的熱-老化之前加入該漂白劑。此外或替代地,漂白劑可在碳酸鹽化步驟期間加入,即在使步驟c)所得氫氧化鎂與步驟b)的氣態(tài)CO2接觸的步驟期間加入。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,漂白劑可為連二亞硫酸鈉。在進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案中,漂白劑為甲脒亞磺酸。替代地或此外,可使用其他合適的漂白劑。漂白劑優(yōu)選以這樣的量被加入相應(yīng)懸浮液中使得所得氫氧化鎂及沉淀的三水菱鎂礦的懸浮液中含有的漂白劑的濃度為0.001重量%與10重量%之間、更優(yōu)選為0. 01重量%與1重量%之間以及最優(yōu)選在0. 05重量%與0. 5重量%之間,以懸浮液總重量為基礎(chǔ)。漂白劑可以任何合適的固體形式被加入到相應(yīng)的懸浮液中,例如以顆?;蚍勰┑男问??;蛘?,漂白劑可以懸浮液或溶液的形式被加入相應(yīng)的懸浮液中。通過(guò)使用本發(fā)明方法,可以提供具有特定減少的顆粒尺寸的水菱鎂礦顆粒。優(yōu)選地,所得水菱鎂礦顆粒具有的平均顆粒尺寸d5(l值為小于20 μ m的范圍、優(yōu)選小于15 μ m、更優(yōu)選小于IOym以及最優(yōu)選小于5 μ m,通過(guò)激光衍射并使用CILAS (法國(guó)Orleans)的CILAS920顆粒尺寸分析儀加以測(cè)定。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,如果該水菱鎂礦是得自于為氧化鎂形式和/或具有高氧化鎂含量的包含氧化鎂的礦物形式和/或具有高鎂化合物含量的包含鎂的材料形式(其可被轉(zhuǎn)化成為氧化鎂)的氧化鎂源,可以得到具有高含量水菱鎂礦的水菱鎂礦懸浮液。該水菱鎂礦含量?jī)?yōu)選大于85重量%、更優(yōu)選大于90重量%以及最優(yōu)選大于95重量%,以懸浮液中固體含量的總重量為基礎(chǔ)。例如,如果菱鎂礦是作為步驟a)中所提供的至少一種氧化鎂源,水菱鎂礦含量?jī)?yōu)選為大于90重量%、更優(yōu)選為大于93. 5重量%以及最優(yōu)選為大于97重量%,以懸浮液中的固體含量的總重量為基礎(chǔ)。再者,如果該水菱鎂礦是得自于為氧化鎂形式和/或具有高氧化鎂含量的包含氧化鎂的礦物形式和/或具有高鎂化合物含量的包含鎂的材料形式(其可被轉(zhuǎn)化成為氧化鎂)的氧化鎂源,該方法提供具有特定減少的顆粒尺寸的水菱鎂礦顆粒。優(yōu)選地,所得水菱鎂礦顆粒具有的平均顆粒尺寸d5(1值為小于20 μ m的范圍、優(yōu)選在0. 1 μ m至15 μ m的范圍、更優(yōu)選在0. 5 μ m至10 μ m的范圍以及最優(yōu)選在1 μ m至5 μ m的范圍,例如在4. 75 μ m至5 μ m之間的范圍,通過(guò)激光衍射并使用CILAS (法國(guó)Orleans)的CILAS 920顆粒尺寸分析儀加以測(cè)定。此外,通過(guò)使用本發(fā)明的方法,所得顆粒優(yōu)選為板狀形態(tài)。如果步驟a)的為氧化鎂形式和/或具有高氧化鎂含量的包含氧化鎂的礦物形式和/或具有高鎂化合物含量的含鎂的材料形式(其可被轉(zhuǎn)化成為氧化鎂)的至少一種氧化鎂源選自氧化鎂、方鎂石、菱鎂礦、碳酸鎂、氫氧化鎂以及它們的混合物,優(yōu)選得到具有以上特征的顆粒。在優(yōu)選實(shí)施方案中,如果至少一種步驟a)的氧化鎂源是菱鎂礦以及最優(yōu)選為苛刻煅燒的菱鎂礦形式的菱鎂礦,優(yōu)選得到具有以上特征的顆粒。如果該水菱鎂礦是得自于為具有低氧化鎂含量的包含氧化鎂的礦物形式和/或具有低鎂化合物含量的包含鎂的材料形式(其可被轉(zhuǎn)化成為氧化鎂)的氧化鎂源,所得懸浮液中的水菱鎂礦含量?jī)?yōu)選在20重量%與70重量%之間的范圍,以懸浮液中固體含量的總重量為基礎(chǔ)。在水菱鎂礦是得自于白云石的情況下,所得懸浮液中的水菱鎂礦含量可為例如30重量%與60重量%之間的范圍以及最優(yōu)選為35重量%與50重量%之間的范圍,以懸浮液中固體含量的總重量為基礎(chǔ)。此外,如果步驟a)中提供的至少一種氧化鎂源為白云石,應(yīng)注意的是通過(guò)使用本發(fā)明方法,以與沉淀的碳酸鈣的混合物的形式得到水菱鎂礦,其中所得組合物包含具有板狀形態(tài)的水菱鎂礦以及具有膠體形態(tài)的沉淀的碳酸鈣。在以與沉淀的碳酸鈣的混合物的形式得到水菱鎂礦的情況下,所得懸浮液中沉淀的碳酸鈣含量可為例如在40重量%與70重量%之間的范圍以及最優(yōu)選為50重量%與65重量%之間的范圍,以懸浮液中固體含量的總重量為基礎(chǔ)。再者,通過(guò)使用本發(fā)明的方法,如果該水菱鎂礦是得自于為具有低氧化鎂含量的包含氧化鎂的礦物形式和/或具有低鎂化合物含量的包含鎂材料形式(其可被轉(zhuǎn)化成為氧化鎂)的氧化鎂源,可以得到水菱鎂礦顆粒與其他具有減少顆粒尺寸的顆粒的混合物。該方法優(yōu)選提供水菱鎂礦顆粒與其他顆粒的混合物,該其他顆粒具有的平均顆粒尺寸d5(l值為至多15 ym的范圍、優(yōu)選為0. Iym至IOym的范圍、更優(yōu)選為0. 5 μ m至5 μ m的范圍以及最優(yōu)選在1 μ m至4 μ m的范圍,例如為3. 25 μ m與3. 5 μ m之間的范圍,通過(guò)激光衍射并使用CILAS(法國(guó)Orleans)的CILAS 920顆粒尺寸分析儀加以測(cè)定。如果步驟a)的至少一種氧化鎂源選自白云石、碳酸鈣鎂石以及它們的混合物,優(yōu)選得到具有所述特征的顆粒。在優(yōu)選實(shí)施方案中,如果步驟a)的至少一種氧化鎂源是白云石以及最優(yōu)選為燒過(guò)的白云石和/或半燒過(guò)的白云石形式的白云石,優(yōu)選得到具有以上特征的顆粒。在優(yōu)選實(shí)施方案中,本發(fā)明所得到的水菱鎂礦優(yōu)選是懸浮液形式,其中固體含量可被調(diào)整至適合用于紙、涂料、橡膠及塑料工業(yè)的任何固體含量。在此方面,應(yīng)注意的是所得水菱鎂礦可被直接使用而未進(jìn)行進(jìn)一步處理步驟。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,為懸浮液形式的水菱鎂礦具有的固體含量至多30重量%、優(yōu)選在1重量%與20重量%之間、更優(yōu)選在5重量%與15重量%之間以及最優(yōu)選在7重量%與11重量%之間,以懸浮液總重量為基礎(chǔ)。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,該懸浮液優(yōu)選具有的pH值在6至11的范圍、優(yōu)選的PH值為7至10. 5以及更優(yōu)選的pH值為8. 5至10. 5。粘度優(yōu)選小于2. 500mPa · s、更優(yōu)選小于2. OOOmPa · s以及最優(yōu)選小于1. 750mPa · s,如以IOOrpm轉(zhuǎn)速且配備LV-3錠子的BrookfieldDV-II粘度計(jì)所測(cè)量的。在優(yōu)選實(shí)施方案中,所得水菱鎂礦懸浮液的含水相可被去離子水代替。在任選的實(shí)施方案中,所得水菱鎂礦懸浮液可被濃縮,任選地至得到干燥水菱鎂礦產(chǎn)物的點(diǎn)。如果所述含水懸浮液被干燥,所得水菱鎂礦的固體(即干燥或所含的水如此之少以致于其不是流體形式)可為顆?;蚍勰┬问?。如果為干燥產(chǎn)物,此產(chǎn)物可額外地在干燥期間和/或之前和/或之后經(jīng)脂肪酸處理。該脂肪酸優(yōu)選選自硬脂酸、棕櫚酸、二十二烷酸、二十九烷酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、異硬脂酸和二十六烷酸。通過(guò)本發(fā)明方法從氧化鎂源得到的水菱鎂礦具有顯著板狀形式以及特定地減少的顆粒尺寸以及因此可以簡(jiǎn)易且經(jīng)濟(jì)地應(yīng)用于紙、涂料、橡膠及塑料工業(yè)。根據(jù)本發(fā)明所得水菱鎂礦顆粒具有顆粒尺寸分布,其中所得顆粒具有的平均顆粒尺寸d5(l值為小于20 μ m的范圍、優(yōu)選小于15 μ m、更優(yōu)選小于10 μ m以及最優(yōu)選小于5 μ m。在優(yōu)選實(shí)施方案中,本發(fā)明方法可提供水菱鎂礦顆粒,其具有的平均顆粒尺寸d5(l值小于20 μ m、優(yōu)選在0. 1 μ m至15 μ m的范圍、更優(yōu)選在0. 5 μ m至10 μ m的范圍以及最優(yōu)選在1 μ m至5 μ m的范圍,例如在4. 75 μ m至5 μ m的范圍。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,本發(fā)明方法可提供水菱鎂礦顆粒,其具有的平均顆粒尺寸d5(1值在至多15 μ m的范圍、優(yōu)選在0. 1 μ m至10 μ m的范圍、更優(yōu)選在0. 5μπι至5μ 的范圍以及最優(yōu)選在1 μ m至4 μ m的范圍,例如在3. 25 μ m與3. 5 μ m之間的范圍,通過(guò)激光衍射并使用CILAS (法國(guó)Orleans)的CILAS 920顆粒尺寸分析儀加以測(cè)定。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,所得水菱鎂礦提供或顯示大于2. 25g/cm3的絕對(duì)密度、該密度更優(yōu)選在2. 26g/cm3與2. 40g/cm3之間、該密度甚至更優(yōu)選在2. 26g/cm3與2. 35g/cm3之間以及該密度最優(yōu)選在2. 26g/cm3與2. 32g/cm3之間。例如,如果水菱鎂礦是得自于作為步驟a)所提供的至少一種氧化鎂源的苛刻煅燒的菱鎂礦,水菱鎂礦的密度可為約2. 29g/
3
cm 。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,所得水菱鎂礦提供的BET比表面積為10m2/g至150m2/g、更優(yōu)選為10m2/g至100m2/g以及最優(yōu)選為20m2/g至70m2/g,如根據(jù)ISO 9277使用氮以及BET方法所測(cè)定的。例如,如果水菱鎂礦是得自于作為步驟a)所提供的至少一種氧化鎂源的苛刻煅燒的菱鎂礦,該水菱鎂礦優(yōu)選的特征為BET比表面積為10m2/g至70m2/g、更優(yōu)選為20m2/g至50m2/g以及最優(yōu)選為25m2/g至40m2/g,例如30m2/g至35m2/g,如根據(jù)ISO 9277使用氮以及BET方法所測(cè)定的。在水菱鎂礦是得自于作為步驟a)所提供的至少一種氧化鎂源的燒過(guò)的白云石的情況下,即所得步驟e)的懸浮液亦包含沉淀的碳酸鈣,該組合物優(yōu)選特征為BET比表面積為40m2/g至100m2/g、更優(yōu)選為45m2/g至80m2/g以及最優(yōu)選為50m2/g至70m2/g,例如55m2/g至65m2/g,如根據(jù)ISO 9277使用氮以及BET方法所測(cè)定的。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,所得水菱鎂礦具有的BET比表面積在20至50m2/g范圍內(nèi)以及顆粒具有的平均顆粒尺寸d5Q值小于20 μ m、優(yōu)選在0. 1 μ m至15 μ m范圍內(nèi)、更優(yōu)選為0. 5μπ 至ΙΟμ 范圍內(nèi)以及最優(yōu)選為Iym至5μπ 范圍內(nèi),例如,在4. 75μπ 至5μπ 范圍內(nèi),通過(guò)激光衍射并使用CILAS(法國(guó)Orleans)的CILAS 920顆粒尺寸分析儀加以測(cè)定。甚至更優(yōu)選地,BET比表面積為45至80m2/g范圍內(nèi)以及顆粒具有的平均顆粒尺寸d50值在至多15 μ m的范圍、優(yōu)選為0. Iym至IOym的范圍、更優(yōu)選為0. 5μπι至5μπι的范圍以及最優(yōu)選為1 μ m至4 μ m的范圍,例如在3. 25 μ m與3. 5 μ m范圍內(nèi),通過(guò)激光衍射并使用CILAS(法國(guó)Orleans)的CILAS 920顆粒尺寸分析儀加以測(cè)定。再者,優(yōu)選的是,所得水菱鎂礦具有的依照ISO M69標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定的白度R457為至少80%、更優(yōu)選為至少85%、甚至更優(yōu)選在85%與99%之間以及最優(yōu)選在85%與99%之間。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,所得水菱鎂礦具有的依照ISO 2469標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定的白度R457為至少89%以及更優(yōu)選在89%與99%之間。在進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案中,所得水菱鎂礦具有的依照ISO M69標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定的白度R457為至少93%。此外或替代地,由本發(fā)明方法所得水菱鎂礦具有的根據(jù)DIN 6167的黃度指數(shù)為小于5、更優(yōu)選為小于4以及最優(yōu)選為小于3。如果水菱鎂礦是以懸浮液的形式提供,該水菱鎂礦視需要而被分散??墒褂脼楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員所公知的傳統(tǒng)分散劑。分散劑可為陰離子性或陽(yáng)離子性的。優(yōu)選的分散劑為基于聚丙烯酸的分散劑。此種分散劑的優(yōu)選劑量為占約0. 3重量%至約3重量%,以該水菱鎂礦的總重量為基礎(chǔ)。如此得到的水菱鎂礦可用于紙、棉紙、塑料或涂料。特別的,該水菱鎂礦可被用作礦物填料和/或用于紙張涂料以及特別作為用于吸煙制品包裝紙的礦物填料。特別的,根據(jù)本發(fā)明的涂覆組合物和/或礦物填料組合物的特征在于它們含有得自于本發(fā)明方法得到的水菱鎂礦以及在于它們提供與包含先前技術(shù)的水菱鎂礦的組合物相比改良了的光學(xué)性質(zhì)。紙以及特別是經(jīng)制造和/或涂覆的用于吸煙制品的包裝紙的特征在于它們含有由本發(fā)明方法所得的水菱鎂礦。作為另一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),由本發(fā)明方法所得的水菱鎂礦可直接用于紙的制造而不需移除例如雜質(zhì)例如其他鹽或著色化合物。再者,所得的水菱鎂礦可用作具有非導(dǎo)電性質(zhì)以及其他作為電絕緣體的功能的阻燃劑。此種阻燃劑可并入電氣和電子零部件、建筑材料、廢物管道、7jC槽、汽車零件、電視柜、計(jì)算機(jī)及類似設(shè)備、型材和配件例如用于電纜的配件、電器開關(guān)、密封劑、灰泥和油漆中。包含水菱鎂礦的阻燃劑可能因此優(yōu)選用于建筑行業(yè)、船舶、飛行器、火車和車輛。以下實(shí)施例可額外地例示本發(fā)明,但不意味著限制本發(fā)明至例示的實(shí)施方案。以下實(shí)施例顯示了根據(jù)本發(fā)明的碳酸鈣的優(yōu)良的光學(xué)性質(zhì)例如不透明性
實(shí)施例測(cè)量方法以下測(cè)量方法被用于評(píng)價(jià)實(shí)施例及權(quán)利要求中所給出的參數(shù)。布氏粘度漿料的布氏粘度是用在IOOrpm轉(zhuǎn)速及室溫下(20士3°C )以配備LV_3錠子的布氏RVT型粘度計(jì)測(cè)量的。材料的BET比表面積BET比表面積是經(jīng)由使用氮根據(jù)ISO 4652的BET方法、接著在250°C下加熱樣品達(dá)30分鐘期間的條件下測(cè)量的。在此測(cè)量之前,樣品經(jīng)過(guò)濾、潤(rùn)洗以及在110°C的烘箱中干燥至少12小時(shí)。微粒材料的顆粒尺寸分布(尺寸〈X的顆粒的質(zhì)量%)以及平均顆粒尺寸(d5(l)微粒材料的平均顆粒尺寸以及平均顆粒尺寸質(zhì)量分布經(jīng)由激光衍射測(cè)量,即來(lái)自激光的光線通過(guò)懸浮液以及從所得衍射圖案計(jì)算顆粒尺寸分布。此測(cè)量是使用CILAS 920顆粒尺寸分析儀(CILAS,Orleans,法國(guó))。此方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知且常被用于測(cè)量微粒材料的平均顆粒尺寸分布。此測(cè)量是通過(guò)稀釋相應(yīng)懸浮液(去離子水;溶液的0. 1重量%的焦磷酸鈉)加以進(jìn)行。此樣品是使用高速攪拌機(jī)及超音波加以分散。水性懸浮液的pH水懸浮液的pH是在約22°C下用標(biāo)準(zhǔn)pH-計(jì)加以測(cè)量。固體顆粒的密度產(chǎn)物密度是使用Micromeritics出售的標(biāo)準(zhǔn)密度分析儀Micromeritics AccuPycCW加以測(cè)量。水性懸浮液的固體含量懸浮液固體含量(也被稱為〃干重〃)是使用水份分析儀HR73 (Mettler-Toledo出售)在以下設(shè)定下加以測(cè)量溫度120°C,自動(dòng)開關(guān)3,標(biāo)準(zhǔn)干燥,5-20g懸浮液。比較實(shí)施例以下比較實(shí)施例例示了通過(guò)先前技術(shù)方法制備的水菱鎂礦。該方法是通過(guò)熟化苛刻煅燒的菱鎂礦以及使所得氫氧化鎂與氣態(tài)(X)2接觸而將所得氫氧化鎂轉(zhuǎn)化成水菱鎂礦而進(jìn)行,其中碳酸鹽化是在約60°c的起始溫度下進(jìn)行。90kg苛刻煅燒的菱鎂礦(Van Mannekus M95)通過(guò)將該菱鎂礦添加入在攪拌反應(yīng)器中的1700升40°C的自來(lái)水而被熟化。菱鎂礦在連續(xù)攪拌下被熟化15分鐘以及經(jīng)由水的稀釋將所得懸浮液調(diào)整至約5%的固體含量。碳酸鹽化是在配備充氣攪拌器、用以將二氧化碳/空氣氣流導(dǎo)入葉輪的不銹鋼碳酸鹽化管和用以監(jiān)測(cè)懸浮液的PH以及導(dǎo)電性的探針的1800升擋板圓柱不銹鋼反應(yīng)器中進(jìn)行。熟化步驟中所得懸浮液被調(diào)整至60°C的溫度以及被加入碳酸鹽化反應(yīng)器中。然后將(X)2體積在空氣占沈%的氣體在MOrpm漿料攪拌之下以200m3/h的速率向上鼓泡通過(guò)懸浮液。在碳酸鹽化期間,不控制反應(yīng)混合物的溫度。經(jīng)過(guò)85分鐘之后(從導(dǎo)入該氣體開始算起),停止導(dǎo)入氣體?;厥兆鳛楹畱腋∫旱漠a(chǎn)物。特征及物理性質(zhì)在表1的A欄給出。實(shí)施例1 本發(fā)明以下的例示性實(shí)施例涉及水菱鎂礦的制備,其是通過(guò)使苛刻煅燒的菱鎂礦熟化并使所得氫氧化鎂與氣態(tài)(X)2接觸以將所得氫氧化鎂轉(zhuǎn)化成水菱鎂礦,其中碳酸鹽化是在約20°C至25°C的起始溫度下以及后續(xù)的熱-老化步驟下進(jìn)行。使90kg苛刻煅燒的菱鎂礦(Van Mannekus M95)進(jìn)行熟化,這是通過(guò)將該菱鎂礦加入在攪拌反應(yīng)器中的1700升的40°C自來(lái)水中來(lái)進(jìn)行的。在連續(xù)攪拌下使菱鎂礦熟化15分鐘以及通過(guò)用水稀釋將所得懸浮液調(diào)整至約5%的固體含量。碳酸鹽化是在配備充氣攪拌器、用以將二氧化碳/空氣氣流導(dǎo)入葉輪的不銹鋼碳酸鹽化管和用以監(jiān)測(cè)懸浮液的PH以及導(dǎo)電性的探針的1800升擋板圓柱不銹鋼反應(yīng)器中進(jìn)行。熟化步驟中所得懸浮液被調(diào)整至約25°C的溫度以及被加入碳酸鹽化反應(yīng)器中。然后將(X)2體積在空氣占沈%的氣體在MOrpm漿料攪拌之下以200m3/h的速率向上鼓泡通過(guò)懸浮液。在碳酸鹽化期間,反應(yīng)混合物的溫度被控制以及維持在20-25°C之間。經(jīng)過(guò)85分鐘之后(從導(dǎo)入該氣體開始算起),停止導(dǎo)入氣體。碳酸鹽化之后,立即將所得懸浮液在垂直珠磨機(jī)中以320升/小時(shí)的流量進(jìn)行濕式研磨,導(dǎo)致約100千瓦時(shí)/干噸的特定研磨能量消耗。向所得懸浮液中加入1. 8kg甲脒亞磺酸(DegaFASlfg Degussa-Huis)。然后將漿料轉(zhuǎn)入加壓容器并加熱至約I30°c
持續(xù)30分鐘?;厥兆鳛楹畱腋∫旱漠a(chǎn)物。特征及物理性質(zhì)在表1的B欄中給出。實(shí)施例2:本發(fā)明以下的例示性實(shí)施例涉及水菱鎂礦的制備,其是通過(guò)使白色白云石石頭煅燒并熟化以及使所得氫氧化鎂與氣態(tài)(X)2接觸以將所得氫氧化鎂轉(zhuǎn)化成為水菱鎂礦來(lái)進(jìn)行的,其中碳酸鹽化是在起始溫度約為12°c以及后續(xù)老化步驟下進(jìn)行。將白色白云石石頭(Hammerfal 1A/S)壓碎而得到10至50mm的粒度并在1050°C的旋轉(zhuǎn)窯中煅燒60分鐘。所得燒過(guò)的白云石(CaO WgO)在球磨機(jī)中被研磨以得到平均顆粒尺寸約40 μ m的粉末(CILAS激光衍射方法)。200kg該燒過(guò)的白云石被加入在攪拌的反應(yīng)器中的1000升50°C的自來(lái)水中以進(jìn)行熟化。燒過(guò)的白云石在連續(xù)攪拌下被熟化30分鐘以及經(jīng)由用水稀釋將所得懸浮液調(diào)節(jié)至約8%固體含量。碳酸鹽化是在配備充氣攪拌器、用以將二氧化碳/空氣氣流導(dǎo)入葉輪的不銹鋼碳酸鹽化管和用以監(jiān)測(cè)懸浮液的PH以及電導(dǎo)率的探針的1800升擋板圓柱不銹鋼反應(yīng)器中進(jìn)行。熟化步驟中所得的1800升懸浮液被調(diào)節(jié)至12°C的溫度并被加入碳酸鹽化反應(yīng)器中。然后將(X)2體積在空氣占26%的氣體在MOrpm漿料攪拌之下以200m3/h的速率向上鼓泡通過(guò)懸浮液。在碳酸鹽化期間,不控制反應(yīng)混合物的溫度而任其因?yàn)榉艧岱磻?yīng)產(chǎn)生的熱而升溫。經(jīng)過(guò)85分鐘之后(從導(dǎo)入該氣體開始算起),停止導(dǎo)入氣體。然后將懸浮液轉(zhuǎn)入加壓容器并被加熱至約130°C持續(xù)30分鐘。回收作為含水漿料的產(chǎn)物。特征及物理性質(zhì)在表1的C欄給出。
權(quán)利要求
1.一種在水性環(huán)境中制備水菱鎂礦的方法,該方法包含以下步驟a)提供至少一種氧化鎂源;b)提供氣態(tài)(X)2和/或含陰離子的碳酸鹽;c)使步驟a)的所述氧化鎂源熟化而將所述氧化鎂至少部分轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂;d)使步驟c)所得到的氫氧化鎂與步驟b)的氣態(tài)CO2和/或含陰離子的碳酸鹽接觸而將所述氫氧化鎂至少部分轉(zhuǎn)化成為沉淀的三水菱鎂礦;以及e)在熱-老化步驟中處理步驟d)所得到的沉淀的三水菱鎂礦。
2.權(quán)利要求1的方法,其中至少一種氧化鎂源選自由氧化鎂、菱鎂礦、白云石、碳酸鈣鎂石、碳酸鎂、氫氧化鎂、水鎂石以及它們的混合物組成的組。
3.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法,其中氣態(tài)0)2來(lái)自外部CO2供應(yīng)或來(lái)自CO2再循環(huán)或■~ 者 ο
4.權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)的方法,其中含陰離子的碳酸鹽選自由碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀或它們的混合物組成的組。
5.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法,其中步驟d)的起始溫度被調(diào)整至5°C和35°C之間的溫度以及最優(yōu)選至在10°c和30°C之間的溫度。
6.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法,其中步驟e)的熱-老化步驟在至少90°C的溫度下進(jìn)行,優(yōu)選在90°C和150°C之間的范圍進(jìn)行,更優(yōu)選在110°C和140°C之間的溫度范圍進(jìn)行,甚至更優(yōu)選在120°C至135°C之間的溫度下進(jìn)行以及最優(yōu)選在約130°C的溫度下進(jìn)行。
7.權(quán)利要求6的方法,其中熱-老化步驟進(jìn)行20分鐘至60分鐘的時(shí)間,優(yōu)選20分鐘至40分鐘的時(shí)間以及最優(yōu)選25至35分鐘的時(shí)間。
8.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法,其中步驟d)中所得沉淀的三水菱鎂礦在步驟e)的熱-老化步驟之前被研磨。
9.權(quán)利要求8的方法,其中在研磨之后所得三水菱鎂礦包含的顆粒的至少50%重量具有小于25 μ m、更優(yōu)選小于20 μ m、甚至更優(yōu)選小于15 μ m以及最優(yōu)選小于10 μ m的平均顆粒尺寸。
10.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法,其中該方法所得到的水菱鎂礦具有的BET比表面積為10m2/g至150m2/g、更優(yōu)選為10m2/g至100m2/g以及最優(yōu)選為20m2/g至70m2/g。
11.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法,其中該方法所得到的水菱鎂礦具有的白度R457至少為80%、更優(yōu)選至少為85%、甚至更優(yōu)選在85%和99%之間以及最優(yōu)選在85%和99%之間。
12.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法,其中該方法所得到的水菱鎂礦包含的顆粒具有平均顆粒尺寸d5(1小于20 μ m、優(yōu)選小于15 μ m、更優(yōu)選小于10 μ m以及最優(yōu)選小于5 μ m。
13.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法,其中該方法所得到的水菱鎂礦進(jìn)一步經(jīng)脂肪酸處理,優(yōu)選選自由一或多種脂肪酸組成的組的脂肪酸,該脂肪酸選自硬脂酸、棕櫚酸、二十二烷酸、二十九烷酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、異硬脂酸和二十六烷酸。
14.一種水菱鎂礦組合物,其可通過(guò)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)的方法得到。
15.權(quán)利要求14的水菱鎂礦組合物,其中水菱鎂礦具有的密度在2.26g/cm3和2. 40g/cm3之間、更優(yōu)選的密度在2. 26g/cm3和2. 35g/cm3之間以及最優(yōu)選密度在2. 26g/cm3和2. 32g/cm3 之間。
16.權(quán)利要求14或15的水菱鎂礦組合物用于紙張涂料或作為紙中的礦物填料的用途。
17.權(quán)利要求16的水菱鎂礦組合物之用途,其中礦物填料用于供吸煙制品使用的包裝紙。
18.權(quán)利要求14的水菱鎂礦組合物之用途,其用作阻燃劑。
19.權(quán)利要求18的水菱鎂礦組合物之用途,其中阻燃劑用于電氣和電子零部件、建筑材料、廢物管道、水槽、汽車零件、電視柜、計(jì)算機(jī)及類似設(shè)備、型材和配件例如用于電纜及電器開關(guān)的配件、密封劑、灰泥、油漆或它們的混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在水性環(huán)境中制備水菱鎂礦的方法。本發(fā)明進(jìn)一步涉及此具有特定板狀形態(tài)結(jié)合特定平均粒徑的水菱鎂礦,以及涉及其在紙、涂料、橡膠及塑料工業(yè)中作為礦物、填料及顏料的用途,以及涉及其作為阻燃劑的用途。
文檔編號(hào)C01F5/24GK102597127SQ201080049621
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者C·賴納, M·埃塞爾, M·波爾 申請(qǐng)人:Omya發(fā)展股份公司