Proceso para la preparación de material de carbonato cálcico tratado en superficie y uso del mismo en el control de material orgánico en un medio acuoso.

Proceso que es para la preparación de material de carbonato cálcico tratado en superficie y comprende los pasos siguientes:

a) prever al menos un material con contenido de carbonato cálcico;

b) prever al menos una sal de un ácido graso de C5-C28 seleccionada de entre los miembros del grupo que consta de sales alcanolaminas primarias de monoalcoholes, sales polietileniminas, y mezclas de las mismas;

c) tratar dicho material con contenido de carbonato cálcico del paso a) poniéndolo en contacto con dicha(s) sal(es) de ácido(s) graso(s) del paso b);

d) obtener un material de carbonato cálcico tratado en superficie.

Proceso para la preparación de material de carbonato cálcico tratado en superficie y uso del mismo en el control de material orgánico en un medio acuoso [0001] La presente invención se refiere a un proceso para la preparación de material de carbonato cálcico tratado en superficie, al material de carbonato cálcico tratado en superficie obtenido con el mismo, y al uso de este material de carbonato cálcico tratado en superficie para el control de material orgánico, así como a un material compuesto de carbonato cálcico tratado en superficie y material orgánico y a sus usos.

El material orgánico caracterizado como “pegajoso”, es decir que presenta un relativamente alto grado de pegajosidad y/o adhesividad con respecto a ciertas superficies, presenta problemas en una variedad de contextos. Los materiales orgánicos oleosos, tales como crudos y sus derivados, liberados en medios acuosos naturales han venido estando asociados a catástrofes medioambientales cuando tales sustancias se adhieren a las superficies internas o externas de las especies (como p. ej. a las alas de los pájaros o a las superficies pulmonares) que están en contacto con este medio ambiente.

Se han desarrollado una serie de tratamientos para retirar el petróleo de la superficie del agua. Materiales tales como serrín, fibras de turba, tierra de diatomeas, perlita y vermiculita expandida han sido todos ellos usados para absorber petróleo, como se menciona en la US 3.414.511. Persiguiendo el mismo objetivo, la US 3.855.152 y la US

4.011.175 se refieren al uso de perlita expandida mezclada con asfalto, fibras de celulosa y arcilla para formar una mezcla a esparcir sobre los derrames de petróleo.

El estado de la técnica también se refiere a materiales tratados en superficie con esta finalidad, como en la US 3.382.170, en donde se emplea perlita expandida recubierta con silicona. En la JP 74 45.467 se recubren gránulos de perlita con polipropileno para producir gránulos oleofílico-hidrofóbicos para el tratamiento de los derrames de petróleo, mientras que la US 3.696.051 se refiere al uso de vermiculita recubierta con un compuesto ciclopentadienílico metálico. En la US 2.464.204, un agregado mineral tal como arena es mezclado con asfalto de petróleo y fueloil y calentado para formar partículas agregadas que tienen un revestimiento de carbono sólido. La US 5.035.804 se refiere a composiciones que comprenden un material particulado de grano fino, tal como perlita o vermiculita expandida, o arena, recubierto con una capa oleofílico/hidrofóbica que comprende azufre, un sulfato metálico, un nitrato de metal alcalino y aceite hidrocarbúrico quemado.

Los materiales orgánicos pegajosos, incluyendo por ejemplo a los cauchos silicónicos y a los desespumantes, también presentan un problema en la industria papelera, donde se sabe que se producen “problemas con la brea” o “problemas con los residuos pegajosos”, que se describen principalmente como una deposición de material pegajoso orgánico separado de una suspensión en agua ya sea sobre el equipo de fabricación del papel o bien como manchas en el propio papel continuo.

La fuente primaria de fibra en la fabricación del papel es la madera, que es reducida a sus fibras constituyentes durante la pulpación mediante combinaciones de molienda y tratamiento térmico y químico. Durante este proceso la resina natural contenida dentro de la madera es liberada al agua de proceso en forma de gutículas microscópicas. Estas gutículas reciben el nombre de brea. Surgen problemas cuando la brea coloidal se desestabiliza de la forma de emulsión original y se deposita sobre las superficies en el circuito del extremo húmedo de una fábrica de papel, donde las partículas pueden formar aglomerados que finalmente se desprenden y aparecen como manchas visibles en el papel cuyo color va del amarillo al negro.

Hoy en día cada vez más el pH en la fabricación de papel es neutro o ligeramente alcalino, de forma tal que la eliminación de la brea ya no sigue siendo un corolario automático del uso del alumbre. El incremento del pH hacia el pseudo-neutro es una tendencia creciente en los papeles mecánicos, y así es también de creciente importancia el estudio de la eliminación de la brea bajo estas condiciones. Además, las pulpas mecánicas llevan mucho más materia disuelta y coloidal que las pulpas químicas y las pulpas recicladas.

Para indicar la totalidad de la referencias, la Solicitante desearía mencionar las siguientes solicitudes de patente a su nombre que se refieren al control de brea. La WO 2008/077877 menciona un material de bentonita y talco molido en húmedo que es útil para capturar brea blanca. La WO 2008/113839 se refiere a un proceso para el control de brea en un medio acuoso, en el que se añade al medio carbonato cálcico natural tratado mediante reacción superficial o una suspensión acuosa que comprende carbonato cálcico tratado mediante reacción superficial y que tiene un pH de más de 6, 0 medido a 20ºC, en donde el carbonato cálcico tratado mediante reacción superficial es un producto de reacción de carbonato cálcico natural con dióxido de carbono y uno o varios ácidos.

Además, la Solicitante desearía mencionar las siguientes solicitudes de patente a su nombre que se refieren a carbonato cálcico tratado en superficie y destinado a ser usado en aplicaciones en plásticos. La WO 2005/121257 se refiere a un pigmento mineral seco que está caracterizado por el hecho de que contiene un producto formado in situ por la reacción múltiple entre un carbonato cálcico y uno o varios dadores de iones H3O+ de moderadamente fuertes a fuertes, CO2 gaseoso y uno o varios compuestos de fórmula R-X, donde R-X representa a un radical carbónico y X representa a grupos tales como grupos carboxílicos, grupos amina, grupos hidroxilo, grupos fosfónicos o sus mezclas. La WO 2008/125955 menciona un proceso para la preparación de un producto de carga mineral tratada que tiene una reducida cantidad de volátiles, donde el proceso comprende los pasos de tratar a al menos una carga mineral seca con al menos una sal del Grupo II o del Grupo III de un ácido monocarboxílico alifático de C8 a C24 para producir un producto intermedio de carga mineral, seguido por el de tratar al producto intermedio de carga mineral con al menos un ácido monocarboxílico alifático de C8 a C24 para producir un producto de carga mineral tratada. Finalmente, la WO 2010/023144 se refiere a un producto de carga mineral tratada que comprende: al menos una carga mineral y una capa de tratamiento situada sobre la superficie de dicha (s) carga (s) mineral (es) , donde dicha capa de tratamiento comprende al menos un ácido carboxílico alifático saturado de C8 a C24; y al menos una sal catiónica divalente y/o trivalente de uno o varios ácidos carboxílicos alifáticos saturados de C8 a C24, donde la relación en peso de la totalidad de dichas sales de ácidos carboxílicos alifáticos : la totalidad de dichos ácidos carboxílicos alifáticos es de 51:49 a 75:25; y dicha capa de tratamiento está presente en una cantidad de al menos 2, 5 mg/m2 de dicha carga mineral.

Por último, la Solicitante desearía mencionar las patentes europeas EP 2 281 853 y EP 2 363 435, las cuales mencionan el uso de AMP y PEI, respectivamente, como aditivos en una suspensión de mineral usados para incrementar el pH de la suspensión, limitando al mismo tiempo los cambios de conductividad. La patente europea EP 2 329 712 menciona el uso de alcanolaminas primarias de monoalcoholes como potenciadores de biocidas, mientras que la patente europea EP 2 366 456 menciona polialquileniminas modificadas como adyuvantes a la flotación.

El talco está aceptado como eficaz agente de control para depósitos de brea y ha sido usado en el tratamiento de derrames de petróleo. Se supone que el talco reduce la pegajosidad de sustancias orgánicas tales como la brea y los crudos cubriendo las superficies de sus aglomerados oleosos.

Sin embargo, dado que es necesario apuntar no tan sólo al material orgánico que resida en la superficie de un medio acuoso, sino también al material orgánico coloidal que esté dispersado dentro de este medio ambiente, es deseable contar un agente de tratamiento realizado en forma de una suspensión acuosa. Los agentes de tratamiento tales como el talco presentan el inconveniente de que deben ser extensivamente tratados en superficie y/o cizallados mecánicamente a fin de mojarse suficientemente como para entrar en la masa de la fase acuosa.

Por consiguiente, sigue habiendo necesidad de materiales alternativos y económicos que estén fácilmente disponibles, que puedan ser puestos en forma de una suspensión acuosa y que sean capaces de controlar material... [Seguir leyendo]

1. Proceso que es para la preparación de material de carbonato cálcico tratado en superficie y comprende los pasos siguientes: a) prever al menos un material con contenido de carbonato cálcico; b) prever al menos una sal de un ácido graso de C5-C28 seleccionada de entre los miembros del grupo que consta de sales alcanolaminas primarias de monoalcoholes, sales polietileniminas, y mezclas de las mismas; c) tratar dicho material con contenido de carbonato cálcico del paso a) poniéndolo en contacto con dicha (s) sal (es) de ácido (s) graso (s) del paso b) ; d) obtener un material de carbonato cálcico tratado en superficie.

2. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el carbonato cálcico de dicho material con contenido de carbonato cálcico del paso a) es seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de carbonato cálcico natural molido, dolomita, carbonato cálcico precipitado y mezclas de los mismos, conteniendo dicho material con contenido de carbonato cálcico al menos un 50%, y preferiblemente al menos un 90% en peso de carbonato cálcico con respecto al peso total de dicho material con contenido de carbonato cálcico.

3. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por el hecho de que las de un porcentaje de un 10 a un 90%, preferiblemente de un 30 a un 85%, y más preferiblemente de un 60 a un 80% en peso de las partículas de material de carbonato cálcico del paso a) presentan un diámetro de partículas de menos de 1 μm.

4. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que el material de carbonato cálcico del paso a) presenta un valor d50 de 0, 4 a 5 μm, y preferiblemente de 0, 5 a 1 μm.

5. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que el material de carbonato cálcico del paso a) presenta una superficie específica según BET de 1 a 200 m2/g, y preferiblemente de 7 a 15 m2/g.

6. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que dicho material con contenido de carbonato cálcico del paso a) se pone en forma de una suspensión acuosa, que preferiblemente tiene un contenido de material con contenido de carbonato cálcico situado dentro de la gama de porcentajes que va desde un 1% en peso hasta un 79% en peso, más preferiblemente desde un 3% en peso hasta un 78% en peso, y aún más preferiblemente desde un 55% en peso hasta un 75% en peso, sobre la base del peso de la suspensión.

7. Proceso según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que dicha suspensión de material con contenido de carbonato cálcico comprende de 0, 05 a 1 mg de dispersante o adyuvante de molienda por m2 de material con contenido de carbonato cálcico.

8. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que dicha sal de un ácido graso de C5 - C28 es una sal de un ácido graso de C6 - C24, y preferiblemente una sal de un ácido graso de C8 -C18.

9. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que dicha sal de un ácido graso de C5 - C28 es una sal de un ácido graso que tiene un número de yodo de menos 5 g de I2/100 g de sal de ácido graso.

10. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por el hecho de que dicha sal de un ácido graso de C5 - C28 es una sal de un ácido graso lineal si dicho ácido graso es un ácido graso de C6 - C9.

11. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por el hecho de que dicha sal de un ácido graso de C5 - C28 es una mezcla de sal (es) de ácido palmítico y sal (es) de ácido esteárico, preferiblemente en una relación en peso sobre la base de los ácidos grasos de ácido palmítico : ácido esteárico de 2:1 a 1:2.

12. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por el hecho de que dicha sal de un ácido graso de C5 - C28 es preferiblemente neutralizada en un porcentaje de un 30 a un 110% molar con dicha alcanolamina primaria de monoalcohol y/o una polietilenimina, en donde dicha sal de un ácido graso de C5 - C28 preferiblemente es neutralizada en un porcentaje de un 35 a un 45% molar en el caso de una sal polietilenimina, y dicha sal de un ácido graso de C5 - C28 preferiblemente es neutralizada en un porcentaje de un 90 a un 100% molar en el caso de una sal alcanolamina primaria de monoalcohol.

13. 8. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por el hecho de que, si dicha sal de un ácido graso de C5 - C28 es una sal polietilenimina, dicha polietilenimina es lineal, teniendo preferiblemente un peso molecular de 140 a 700 g/mol, y más preferiblemente de 146 a 232 g/mol.

14. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por el hecho de que, si dicha sal de un ácido graso de C5 - C28 es una sal alcanolamina primaria de monoalcohol, dicha alcanolamina primaria de monoalcohol es seleccionada de entre los miembros del grupo que consta de etanolamina, propanolaminas, butanolaminas, pentanolaminas y mezclas de las mismas, y preferiblemente es una sal de 1-amino-2-propanol de un ácido graso de C5 - C28.

15. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por el hecho de que dicho material con contenido de carbonato cálcico es tratado con un total de un 0, 1 a un 3% en peso, y preferiblemente de un 0, 5 a un 2% en peso, sobre la base del peso en seco de dicho material con contenido de carbonato cálcico, de dicha (s) sal (es) de ácido (s) graso (s) de C5 - C28.

16. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por el hecho de que dicho material con contenido de carbonato cálcico es tratado con un total de 0, 2 a 5mg de dicha (s) sal (es) de ácido (s) graso (s) de C5 -C28 por m2 de material con contenido de carbonato cálcico, y preferiblemente con un total de 0, 5 a 2 mg de dicha (s) sal (es) de ácido (s) graso (s) de C5 - C28 por m2 de material con contenido de carbonato cálcico.

17. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado por el hecho de que el proceso de tratamiento del paso c) es un proceso de tratamiento en húmedo, en donde la suspensión acuosa obtenida es preferiblemente secada, obteniéndose con ello el carbonato cálcico tratado en superficie en forma de gránulos o de un polvo.

18. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado por el hecho de que el proceso de tratamiento del paso c) es un proceso de tratamiento en seco, en donde los gránulos o el polvo obtenidos son preferiblemente introducidos en un medio acuoso, obteniéndose con ello el carbonato cálcico tratado en superficie en forma de suspensión acuosa.

19. Material de carbonato cálcico tratado en superficie obtenido mediante el proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18.

20. Material de carbonato cálcico tratado en superficie según la reivindicación 19, caracterizado por el hecho de que comprende de un 97 a un 99% en peso de un material de carbonato cálcico, de un 0, 1 a un 3% en peso de sal (es) polietilenimina (s) y/o monoalcanolamina (s) primaria (s) de monoalcohol (es) de ácido (s) graso (s) de C5 - C28 y de un 0 a un 1, 5% en peso de sal (es) de calcio y/o magnesio de ácido (s) graso (s) de C5 - C28.

21. Proceso para el control de material orgánico en un medio acuoso, caracterizado por el hecho de que se añade al medio material de carbonato cálcico tratado en superficie o una suspensión acuosa que comprende material de carbonato cálcico tratado en superficie según la reivindicación 19 o 20.

22. Proceso según la reivindicación 21, caracterizado por el hecho de que dicho material orgánico en un medio acuoso es seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de crudos, derivados de crudos, residuos pegajosos, brea o mezclas de los mismos, siendo dicha brea preferiblemente no iónica y/o aniónica.

23. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 21 o 22, caracterizado por el hecho de que la cantidad total de material orgánico en el medio acuoso antes de la adición de dicho carbonato cálcico tratado en superficie, evaluada sobre la base de la Demanda Química de Oxígeno (COD) , es de 1.000 a 5.000 mg de O2/dm3.

24. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 23, caracterizado por el hecho de que el pH del medio acuoso antes de la adición de dicho carbonato cálcico tratado en superficie es de más de 6, y preferiblemente de más de 7.

25. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 24, caracterizado por el hecho de que dicho carbonato cálcico tratado en superficie es aportado de manera dosificada a dicho medio acuoso en una cantidad que corresponde a un porcentaje de un 0, 05 a un 5% en peso, más preferiblemente de un 0, 1 a un 1% en peso, y con la máxima preferencia de un 0, 15 a un 0, 5% en peso por cada 1.000 mg de O2/dm3, en donde dichos mg de O2/dm3 se determinan mediante el método de medición de la COD.

26. Material compuesto obtenido mediante el proceso de cualquiera de las reivindicaciones 21 a 25.

27. Uso del material compuesto de la reivindicación 26 como carga en papel.

28. Uso de un carbonato cálcico tratado en superficie según cualquiera de las reivindicaciones 19 o 20 para el control de material orgánico en un medio acuoso.