(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液の調製方法、水のミネラル化方法ならびに水のミネラル化方法によって得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液の使用に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液を調製する方法であって、
ａ）主工程流（１）および少なくとも１つの副工程流（２）に水を供給するステップ；
ｂ）前記副工程流（２）の第１の部分（４）に供給された水に少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を添加して、前記少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を含む懸濁物を得るステップ；
ｃ）前記副工程流（２）の第２の部分（５）に供給された水に二酸化炭素または５未満のｐＫａ値を有する酸を添加し、ｐＨ値を２．５から７．５の範囲に調整して、酸性化水を得るステップ；
ｄ）ステップｂ）で得た前記懸濁物を、ステップｃ）で得た前記酸性化水と配合して、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液または懸濁物を得るステップ；
ｅ）ステップｄ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の前記溶液を、前記主工程流（１）中に供給された水に添加して、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液を得るステップ；ならびに
ｆ）水中に供給した少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物を、ステップｅ）の前記主工程流（１）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の前記水性溶液に添加して、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の前記水性溶液のｐＨ値を７．０から９．０の範囲に調整し、および１０から３００ｍｇ／ｌの範囲のアルカリ土類金属炭酸水素塩としてのアルカリ土類金属濃度を有する少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液を形成するステップ；
を含み、ステップｂ）における前記少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料とステップｆ）における前記アルカリ土類金属水酸化物とのモル比は、５０：１から１：１０の範囲である、方法。
【請求項２】
ステップｂ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料が、沈降炭酸カルシウム、改質炭酸カルシウム、粉砕炭酸カルシウムおよびこれらの混合物から成る群から選択され、好ましくはステップｂ）の前記少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料が、粉砕炭酸カルシウムであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップｂ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料が、大理石、石灰石、チョークおよびこれらの混合物から成る群から選択されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ステップｂ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料が、乾燥形態または水性形態で添加され、および／またはステップｄ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩が、炭酸水素カルシウムを含み、および好ましくは炭酸水素カルシウムから成り、および／またはステップｆ）で添加したアルカリ土類金属水酸化物が、水酸化カルシウムを含み、および好ましくは水酸化カルシウムから成り、および／またはステップｃ）の酸が、４未満のｐＫａ値を有し、および／またはステップｃ）の前記酸が、硫酸、塩酸、硝酸もしくはクエン酸およびこれらの混合物から成る群から選択されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
副工程流（２）の第２の部分（５）が、前記副工程流（２）の第１の部分（４）の前に位置することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
配合ステップｄ）が反応装置ユニット（６）、好ましくはタンクもしくは管型反応装置にて行われ、および／またはステップｄ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液または懸濁物が、分離ユニット（７）で分離ステップｇ）に供され、好ましくは前記分離ステップｇ）が、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液または懸濁物を、フィルター、膜もしくはフィルター床に通過させることによって、または少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液もしくは懸濁物を遠心分離することによって行われることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
ステップｃ）のｐＨ値が３．０から７．０の範囲および好ましくは４．０から５．０の範囲に調整され、および／またはステップｅ）のｐＨ値が５．５から７．５の範囲および好ましくは６．０から７．０の範囲に調整されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
ステップｆ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液が、２０から２００ｍｇ／ｌおよび好ましくは５０から１２０ｍｇ／ｌの範囲の、アルカリ土類金属炭酸水素塩としてのアルカリ土類金属濃度を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
ステップｂ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料とステップｆ）のアルカリ土類金属水酸化物とのモル比が、５０：１から１：３の範囲、好ましくは３：１から１：１．５の範囲であることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
ステップｂ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を含む懸濁物が、懸濁物の総重量に対して、０．０１から２０．０重量％の範囲、好ましくは１．０から１５．０重量％の範囲およびより好ましくは５．０から１０．０重量％の範囲の固体含有量を有することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
ステップｄ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液もしくは懸濁物が、１００から１０００ｍｇ／ｌの範囲および好ましくは３００から６００ｍｇ／ｌの範囲のアルカリ土類金属炭酸水素塩としてのアルカリ土類金属濃度を有し、ならびに／または、
ステップｆ）の水中のアルカリ土類金属水酸化物の濃度が、８００から１７００ｍｇ／ｌの範囲および好ましくは１０００から１３００ｍｇ／ｌの範囲であり、ならびに／または、
ステップｆ）で供給される１つのアルカリ土類金属水酸化物が、その場で生成される溶液の形態であり、好ましくは、前記溶液は、前記溶液の総重量に対して０．０５重量％から０．４重量％、好ましくは約０．１重量％のアルカリ土類金属水酸化物含有量を有するか、またはステップｆ）で供給されるアルカリ土類金属水酸化物が、懸濁物の総重量に対して１５．０から２５．０重量％、好ましくは約２０．０重量％のアルカリ土類金属水酸化物含有量を有する懸濁物の形態であることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
溶液形態のアルカリ土類金属水酸化物が、第２の副工程流（３）の水中に供給されることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
ステップｄ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液または懸濁物中の二酸化炭素濃度が、５０から２８００ｍｇ／ｌの範囲、好ましくは２００から７５０ｍｇ／ｌの範囲であり、および／または
ステップｅ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液中の二酸化炭素濃度が、１０から２４００ｍｇ／ｌの範囲、好ましくは１００から５５０ｍｇ／ｌの範囲であり、および／または
ステップｆ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液中の二酸化炭素濃度が、０．００１から２０ｍｇ／ｌの範囲、好ましくは０．１から５ｍｇ／ｌの範囲であることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
ステップｆ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液が、７．２から８．９の範囲および好ましくは７．８から８．４の範囲のｐＨ値を有することを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
水のミネラル化方法であって、
ｉ）ミネラル化される水を供給するステップ、
ｉｉ）請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法によって得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液を供給するステップ、
ｉｉｉ）ミネラル化水を得るために、ステップｉ）のミネラル化される前記水と、ステップｉｉ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む前記水性溶液とを混合するステップ、および
ｉｖ）少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物をステップｉｉｉ）で得た前記ミネラル化水に添加するステップ
を含む、方法。
【請求項１６】
水のミネラル化のための、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法によって得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液の使用。
【請求項１７】
水が脱塩水または天然軟水である、請求項１６に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液の調製方法、水のミネラル化方法ならびに水のミネラル化方法によって得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料水が欠乏しつつある。水が豊富な国であっても、すべての供給源と貯水池が飲料水の生産に適しているわけではなく、今日の多くの供給源は水質の劇的な悪化に脅かされている。当初、飲用目的で使用された供給水は、主に地表水および地下水であった。しかし、海水、塩水、汽水、廃水および汚染廃水の処理は、環境および経済的理由により、ますます重要になっている。
【０００３】
飲用用途のために海水または汽水から水を回収するには、乾燥地域、沿岸地域および海洋島にとってかなり重要な幾つかの方法が既知であり、このような方法は、通常、蒸留、電解および浸透、または逆浸透圧法を含む。このような方法によって得られる水は、非常に軟質であり、ｐＨ緩衝塩が不足しているためにｐＨ値が低く、従って反応性が高い傾向があり、処理しなければ従来のパイプラインでの輸送中に重大な腐食問題を引き起こすおそれがある。さらに、未処理の脱塩水を飲料水源として直接使用することはできない。パイプラインシステム内での望ましくない物質の溶解を防止するために、パイプやバルブなどの水道設備の腐食を防ぎ、水の味を良くするために、水をミネラル化する必要がある。
【０００４】
主に水のミネラル化に使用される従来の方法は、二酸化炭素による石灰溶解と、カルサイト接触器とも呼ばれる石灰石床濾過である。他の、これより一般的ではないミネラル化方法は、例えば消石灰および炭酸ナトリウムの添加、硫酸カルシウムおよび炭酸水素ナトリウムの添加、または塩化カルシウムおよび炭酸水素ナトリウムの添加を含む。
【０００５】
該石灰方法は、石灰溶液をＣＯ２酸性化水で処理することを含み、以下の反応が関与する：
【０００６】
【化１】
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【０００７】
上記反応スキームから推測できるように、１当量のＣａ（ＯＨ）２をミネラル化のためにＣａ２＋および炭酸水素イオンに変換するには、２当量のＣＯ２が必要である。この方法は、アルカリ土類金属水酸化物イオンを緩衝種ＨＣＯ３−に変換するために、２当量のＣＯ２の添加に依存している。水をミネラル化するために、総重量に対して０．１重量％から０．２重量％の、一般に石灰水と呼ばれる飽和水酸化カルシウム溶液を、石灰乳から調製する（通常は、最大で５重量％）。石灰水を製造するためにサチュレーターを使用する必要があり、目標ミネラル化度を達成するために、多量の石灰水が必要である。本方法のさらなる欠点は、消石灰が腐食性であり、適切な取り扱いおよび特殊な装置が必要になることである。さらに、軟水への消石灰の添加の制御が不十分であると、石灰に緩衝特性がないために、望ましくないｐＨ変化が引き起こされることがある。
【０００８】
石灰石床濾過方法は、顆粒状の石灰石床に軟水を通過させ、水流に炭酸カルシウムを溶解させるステップを含む。石灰石とＣＯ２酸性化水とを接触させると、以下のように水がミネラル化される。
【０００９】
【化２】
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【００１０】
石灰方法とは異なり、１当量のＣａＣＯ３をミネラル化のためにＣａ２＋および炭酸水素イオンに変換するには、化学量論的に必要なのは、わずか１当量のＣＯ２である。さらに、石灰石は腐食性ではなく、ＣａＣＯ３の緩衝特性のために、大きなｐＨ変化が抑制される。しかし、ｐＨが上昇するにつれ、反応が低速化するため、十分なＣａＣＯ３を確実に溶解させるために、追加のＣＯ２を適用する必要がある。次いで、未反応のＣＯ２を水酸化ナトリウムによるストリッピングまたは中和によって除去する。
【００１１】
石灰乳または石灰スラリーを用いて水をミネラル化するための方法およびシステムは、ＵＳ７，３７４，６９４およびＥＰ０５２０８２６に記載されている。ＵＳ５，９１４，０４６は、パルス化石灰石床を使用する排水放出物での酸性度を低下する方法を記載している。
【００１２】
ＵＳ７，７７１，５９９は、脱塩システムにおいて処理水をミネラル化する方法について記載している。該方法は、気体移動膜を介して、脱塩工程の海水または濃縮物（塩水）から二酸化炭素ガスを捕捉する。その後、隔離した二酸化炭素ガスを、可溶性炭酸水素カルシウム（Ｃａ（ＨＣＯ３）２）の製造に使用する。ＷＯ２０１２／０２００５６Ａ１は、供給水を供給するステップと、ガス状二酸化炭素およびスラリーを供給水に注入するステップを含み、スラリーが微粉化炭酸カルシウムを含む、水のミネラル化方法に関する。ＷＯ２０１０／０２３７４２Ａ２は、蒸留または逆浸透による海水の脱塩によって得た脱塩水を後加工（後処理）することによる、飲用水を製造する方法および装置について記載している。該方法は、脱塩水に二酸化炭素を過剰に供給し、二酸化炭素を吸収させる二酸化炭素吸収方法、脱塩水を通過させ、石灰石が充填された石灰石フィルターによって二酸化炭素を吸収し、カルシウムイオンおよび炭酸水素イオンを生成する、ミネラル化方法ならびに該ミネラル化方法によって通過した脱塩水に空気を供給し、二酸化炭素を空気と共に排気させて飲用水を得る、二酸化炭素排気方法を含む。ＷＯ２０１２／１１３９５７Ａ１は、最終濁度が制御される、流体の再ミネラル化方法に関する。該方法は、試薬の適用、再ミネラル化および濾過を含むステップを含む。ＥＰ２５６５１６５Ａ１は、水のミネラル化方法であって、供給水を供給するステップ、炭酸カルシウムの水性溶液を供給するステップであって、炭酸カルシウムの水性溶液が溶解炭酸カルシウムおよびこの反応種を含む、ステップならびに供給水と炭酸カルシウム水性溶液を配合するステップを含む方法に関する。ＥＰ２６２３４６６Ａ１は、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液の調製方法およびこれの使用に関する。該方法は、撹拌機を備えたタンク、少なくとも１つの濾過装置および粉砕装置を含む反応装置システム内で行われ得る。ＥＰ２６２３４６７Ａ１は、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液の調製方法およびこれの使用に関する。該方法は、撹拌機を備えたタンクおよび少なくとも１つの濾過装置を含む反応装置システム内で行われる。ＥＰ２６２３５６４Ａ１は、鉱物、顔料および／もしくはフィラーの精製ならびに／または沈降アルカリ土類金属炭酸塩の調製ならびに／または水のミネラル化のための設備に、ならびに鉱物、顔料および／もしくはフィラーの精製ならびに／または水のミネラル化ならびに／または沈降アルカリ土類金属炭酸塩の調製のためのこのような設備の使用に関する。ＷＯ２０１３／１３２３９９Ａ１は、粉末形態の炭酸塩を高速工程で水に混合し、水中でＣＯ２を生成させることによって行う水のミネラル化を示しているが、水の濁度が増す。次いで、処理した水は、粒状炭酸塩を備えた反応装置を通って送達され、水中のＣＯ２は低速工程で追加の炭酸塩を溶解させる。反応装置は同時に、水にさらなる鉱物およびアルカリ度を加え、残留粉末を溶解させて、不溶性粒子を濾過することによって水から濁りを除去するように作用する。ＣＮ１０２８２６６８９Ａ１は、脱塩海水の後処理方法であって、以下の：（１）脱塩海水にＣＯ２を添加して十分に混合するステップおよび（２）ミネラル化プール中でＣＯ２を添加した海水脱塩水をミネラル化して；ミネラル化プールに炭酸カルシウムフィラー床を配置し；炭酸カルシウムフィラー床にＣＯ２を添加した海水脱塩水を通過させて、炭酸カルシウムと十分に接触および反応させるステップを含む方法について記載している。ＷＯ２０１３／０１４０２６Ａ１は、このような方法における水処理方法および炭酸カルシウムの使用に関する。特にＷＯ２０１３／０１４０２６Ａ１は、水の再ミネラル化方法であって、（ａ）少なくとも２０ｍｇ／１、好ましくは２５から１００ｍｇ／１の範囲およびより好ましくは３０から６０ｍｇ／１の範囲の二酸化炭素濃度を有する供給水を供給するステップ、（ｂ）微粉化炭酸カルシウムを含む水性スラリーを供給するステップおよび（ｃ）ステップ（ａ）の供給水とステップ（ｂ）の水性スラリーを配合して、再ミネラル化水を得るステップを含む方法に関する。ＷＯ２０１４／１８７６６６Ａ１は、炭酸水素カルシウムの溶液の調製のための多重バッチシステムおよび炭酸水素カルシウムの溶液の調製のためのこのような二重バッチシステムの使用について記載している。ＷＯ２０１４／１８７６１３Ａ１は、炭酸水素カルシウムの溶液の調製のための設備および炭酸水素カルシウムの溶液の連続調製のためのこのような設備の使用ならびに水の再ミネラル化のためのこのような設備の使用に関する。
【００１３】
しかし、上述した方法は、水のミネラル化、とりわけ水のミネラル化に使用される少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液の調製が、過剰なＣＯ２を該方法から再度ストリッピングして、大気中に排出することによって解決されることが多い、非効率的なＣＯ２消費、または石灰系の場合の過剰なＣＯ２消費を示すという欠点を有する。
【００１４】
上記を考慮すると、水のミネラル化の改善は、依然として当業者の関心事となっている。より効率的、経済的および生態学的な方法で調製できる、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液を調製するための代替的または改良された方法であって、とりわけ該方法のためのＣＯ２消費の効率を上昇させ、同時にスラッジの生成ならびに設備および操作のための全体的なコストを低減させることができる方法を提供することがとりわけ望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第７，３７４，６９４号明細書
【特許文献２】欧州特許第０５２０８２６号明細書
【特許文献３】米国特許第５，９１４，０４６号明細書
【特許文献４】米国特許第７，７７１，５９９号明細書
【特許文献５】国際公開第２０１２／０２００５６号
【特許文献６】国際公開第２０１０／０２３７４２号
【特許文献７】国際公開第２０１２／１１３９５７号
【特許文献８】欧州特許出願公開第２５６５１６５号明細書
【特許文献９】欧州特許出願公開第２６２３４６６号明細書
【特許文献１０】欧州特許出願公開第２６２３４６７号明細書
【特許文献１１】欧州特許出願公開第２６２３５６４号明細書
【特許文献１２】国際公開第２０１３／１３２３９９号
【特許文献１３】中国特許出願公開第１０２８２６６８９号明細書
【特許文献１４】国際公開第２０１３／０１４０２６号
【特許文献１５】国際公開第２０１４／１８７６６６号
【特許文献１６】国際公開第２０１４／１８７６１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従って、本発明の目的は、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液の調製方法を提供することである。別の目的は、該方法のＣＯ２消費効率を向上させる、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液の調製方法を提供することにも見られ得る。さらなる目的は、先行技術の典型的な石灰系と比較してスラッジの生成が低下する、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液の調製方法を提供することに見られ得る。さらなる目的は、ミネラル化方法の設備および運転のための全体的なコストの低減を可能にする、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液の調製方法を提供することに見られ得る。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記および他の課題の１つ以上は、独立請求項において本明細書に定義するような主題によって解決される。本発明の有利な実施形態は該当する従属請求項に定義されている。
【００１８】
本発明の第１の態様は、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液の調製方法に関する。該方法は、
ａ）主工程流（１）および少なくとも１つの副工程流（２）に水を供給するステップ；
ｂ）副工程流（２）の第１の部分（４）に供給された水に少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を添加して、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を含む懸濁物を得るステップ；
ｃ）副工程流（２）の第２の部分（５）に供給された水に二酸化炭素または５未満のｐＫａ値を有する酸を添加し、ｐＨ値を２．５から７．５の範囲に調整して、酸性化水を得るステップ；
ｄ）ステップｂ）で得た懸濁物を、ステップｃ）で得た酸性化水と配合して、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液または懸濁物を得るステップ；
ｅ）ステップｄ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液を、主工程流（１）中に供給された水に添加して、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液を得るステップ；ならびに
ｆ）水中に供給した少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物を、ステップｅ）の主工程流（１）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液に添加して、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液のｐＨ値を７．０から９．０の範囲に調整し、および１０から３００ｍｇ／ｌの範囲のアルカリ土類金属炭酸水素塩としてのアルカリ土類金属濃度を有する少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液を形成するステップ；
を含み、ステップｂ）における少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料とステップｆ）における少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物とのモル比は、５０：１から１：１０の範囲である。
【００１９】
本発明のさらなる態様により、水のミネラル化方法であって、
ｉ）ミネラル化される水を供給するステップ、
ｉｉ）本明細書で定義する方法によって得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液を供給するステップ、
ｉｉｉ）ミネラル化水を得るために、ステップｉ）のミネラル化される水と、ステップｉｉ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液とを混合するステップ、および
ｉｖ）少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物をステップｉｉｉ）で得たミネラル化水に添加するステップ
を含む方法が提供される。
【００２０】
本発明の別の態様により、水のミネラル化のための、本明細書に記載の方法によって得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液の使用が提供される。本使用の一実施形態により、水は脱塩水または天然軟水である。
【００２１】
本方法の一実施形態により、ステップｂ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、沈降炭酸カルシウム、改質炭酸カルシウム、粉砕炭酸カルシウムおよびこれらの混合物から成る群から選択され、好ましくはステップｂ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、粉砕炭酸カルシウムである。
【００２２】
本方法の別の実施形態により、ステップｂ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、大理石、石灰石、チョークおよびこれらの混合物から成る群から選択される。
【００２３】
本方法のまた別の実施形態により、ステップｂ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、乾燥形態または水性形態で添加され、および／またはステップｄ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩は、炭酸水素カルシウムを含み、好ましくは炭酸水素カルシウムから成り、および／またはステップｆ）で添加したアルカリ土類金属水酸化物は、水酸化カルシウムを含み、好ましくは水酸化カルシウムから成り、および／またはステップｃ）の酸は、４未満のｐＫａ値を有し、および／またはステップｃ）の酸は、硫酸、塩酸、硝酸もしくはクエン酸およびこれらの混合物から成る群から選択される。
【００２４】
本方法の一実施形態により、副工程流（２）の第２の部分（５）は、副工程流（２）の第１の部分（４）の前に位置する。
【００２５】
本方法の別の実施形態により、配合ステップｄ）は、反応装置ユニット（６）、好ましくはタンクもしくは管型反応装置にて行われ、および／またはステップｄ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液または懸濁物は、分離ユニット（７）で分離ステップｇ）に供され、好ましくは分離ステップｇ）は、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液または懸濁物を、フィルター、膜もしくはフィルター床に通過させることによって、または少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液もしくは懸濁物を遠心分離することによって行われる。
【００２６】
本方法のさらに別の実施形態により、ステップｃ）のｐＨ値は３．０から７．０の範囲および好ましくは４．０から５．０の範囲に調整され、ならびに／またはステップｅ）のｐＨ値は５．５から７．５の範囲および好ましくは６．０から７．０の範囲に調整される。
【００２７】
本方法の一実施形態により、ステップｆ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液は、２０から２００ｍｇ／ｌおよび好ましくは５０から１２０ｍｇ／ｌの範囲の、アルカリ土類金属炭酸水素塩としてのアルカリ土類金属濃度を有する。
【００２８】
本方法の別の実施形態により、ステップｂ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料とステップｆ）のアルカリ土類金属水酸化物とのモル比は、５０：１から１：３の範囲、好ましくは３：１から１：１．５である。
【００２９】
本方法のまた別の実施形態により、ステップｂ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を含む懸濁物は、懸濁物の総重量に対して、０．０１から２０．０重量％の範囲、好ましくは１．０から１５．０重量％の範囲およびより好ましくは５．０から１０．０重量％の範囲の固体含有量を有する。
【００３０】
本方法の一実施形態により、ステップｄ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液もしくは懸濁物は、１００から１０００ｍｇ／ｌの範囲および好ましくは３００から６００ｍｇ／ｌの範囲のアルカリ土類金属炭酸水素塩としてのアルカリ土類金属濃度を有し、ならびに／またはステップｆ）の水中の少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物の濃度は、８００から１７００ｍｇ／ｌの範囲および好ましくは１０００から１３００ｍｇ／ｌの範囲であり、ならびに／またはステップｆ）で供給される少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物は、その場で生成される溶液の形態であり、好ましくは、該溶液は、該溶液の総重量に対して０．０５重量％から０．４重量％、好ましくは約０．１重量％のアルカリ土類金属水酸化物含有量を有するか、またはステップｆ）で供給される少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物は、懸濁物の総重量に対して１５．０から２５．０重量％、好ましくは約２０．０重量％のアルカリ土類金属水酸化物含有量を有する懸濁物の形態である。
【００３１】
本方法の別の実施形態により、溶液の形態の少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物は、第２の副工程流（３）の水中に供給される。
【００３２】
本方法のまた別の実施形態により、ステップｄ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液または懸濁物中の二酸化炭素濃度は、５０から２８００ｍｇ／ｌの範囲、好ましくは２００から７５０ｍｇ／ｌの範囲であり、および／またはステップｅ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液中の二酸化炭素濃度は、１０から２４００ｍｇ／ｌの範囲、好ましくは１００から５５０ｍｇ／ｌの範囲であり、
および／またはステップｆ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液中の二酸化炭素濃度は、０．００１から２０ｍｇ／ｌの範囲、好ましくは０．１から５ｍｇ／ｌの範囲である。
【００３３】
本方法の一実施形態により、ステップｆ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液は、７．２から８．９の範囲および好ましくは７．８から８．４の範囲のｐＨ値を有する。
【００３４】
本発明の目的のために、以下の用語が以下の意味を有することを理解すべきである：
「アルカリ土類金属炭酸塩含有材料」という用語は、アルカリ土類金属炭酸塩含有材料の総乾燥重量に対して、少なくとも５０．０重量％のアルカリ土類金属炭酸塩を含む材料を示す。
【００３５】
本発明で使用する「ミネラル化」という用語は、鉱物を全く含まないまたは味が良好な水を得るためには不十分な量で含む水中で必須鉱物イオンを増加させることを示す。ミネラル化は、少なくとも特定のアルカリ土類金属炭酸塩、例えば炭酸カルシウムを原料として処理される水のみに添加することによって達成できる。場合により、例えば幾つかの必須鉱物および微量元素を確実に適切に摂取する健康上の利益のために、マグネシウム塩などのさらなる物質を、炭酸カルシウムなどのアルカリ土類金属炭酸塩に混合して、次いでミネラル化方法の間に水に添加してもよい。ヒトの健康および飲料水質に関する国内ガイドラインに従って、ミネラル化生成物は、カリウムまたはナトリウム、マグネシウムサルフェート、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウムまたは必須微量元素を含有する他の鉱物およびこれらの混合物を含む群から選択される追加の鉱物を含むことができる。好ましくは、ミネラル化生成物は、マグネシウムサルフェート、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウムおよびこれらの混合物を含む群から選択される追加の鉱物を含む。
【００３６】
本発明の意味において、「酸性化された」または「酸」という表現はブレンステッド−ローリー理論を示し、従ってＨ３Ｏ＋イオン供給体を示す。さらに、酸に供給されるＨ３Ｏ＋イオンを受容するための好適な対応塩基が利用できる限り、酸のｐＨ値は、７を超えて７．５までの範囲などの７以上であることができる。
【００３７】
本出願の目的では、「ｐＫａ値」は所与の酸中の所与のイオン化性水素に関連する酸解離定数を表し、所与の温度における水中で平衡状態でのこの酸からのこの水素の自然解離度を示す。このようなｐＫａ値は、Ｈａｒｒｉｓ，Ｄ．Ｃ．「Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ：３ｒｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，１９９１，Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ  ＆  Ｃｏ．（ＵＳＡ），ＩＳＢＮ  ０−７１６７−２１７０−８などの参考テキストに見出され得る。ｐＫａ値は、当業者に周知である先行技術の方法に従って求められ得る。酸のｐＫａ値は、別途明記しない限り、温度に依存するが、本発明によるｐＫａ値は２２℃の温度を示す。
【００３８】
「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語を本明細書および特許請求の範囲において使用する場合、これは他の要素を排除しない。本発明の目的のために、「より成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ」という用語は、用語「より構成される（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ  ｏｆ）」の好ましい実施形態であると見なされる。以下で群が少なくとも幾つかの実施形態を含むと定義される場合、これはまた、好ましくはこれらの実施形態のみから成る群を開示すると理解されるものとする。
【００３９】
単数名詞を指すときに不定冠詞または定冠詞、例えば「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」または「この（ｔｈｅ）」を使用する場合、何か他のことが特に示されない限り、これはこの名詞の複数を含む。
【００４０】
「得られる（ｏｂｔａｉｎａｂｌｅ）」または「定義できる」、および「得た（ｏｂｔａｉｎｅｄ）」または「定義した」などの用語は、互換的に使用される。このことは例えば、文脈上明確に別の意味でない限り、用語「得た」は、例えばある実施形態が、例えば、用語「得た」の後の一連のステップによって得られなければならないことを示すものではないが、このような限定された理解は、好ましい実施形態として用語「得た」または「定義した」に常に含まれる。
【００４１】
少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液の調製のための本発明の方法の詳細および好ましい実施形態を、以下でより詳細に説明する。これらの技術的詳細および実施形態は、適用可能な限り本発明の使用にも適用されることが理解されるものとする。
【００４２】
本発明の方法は、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含むいずれの水性溶液の調製にも関する。特に、本発明の方法は、水のミネラル化に好適である少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含むいずれの水性溶液の調製にも関する。
【００４３】
「水性」溶液という用語は、水性溶媒が水を含む、好ましくは水から成る系を示す。しかし、前記用語は、水性溶媒がメタノール、エタノール、アセトン、アセトニトリル、テトラヒドロフランおよびこれらの混合物を含む群から選択される、少なくとも１つの水混和性有機溶媒を微量含むことを除外しない。好ましくは、水性溶媒は、水性溶媒の総重量に対して、少なくとも８０．０重量％、好ましくは少なくとも９０．０重量％、より好ましくは少なくとも９５．０重量％、さらにより好ましくは少なくとも９９．０重量％の量の水を含む。例えば、水性溶媒は水から成る。
【００４４】
本発明の意味における水性「溶液」という用語は、水性溶媒ならびに炭酸アルカリ土類金属炭酸塩および／またはアルカリ土類金属炭酸水素塩の粒子を含む系であって、アルカリ土類金属炭酸塩および／またはアルカリ土類金属炭酸水素塩の粒子が水性溶媒に溶解している系を示す。本発明の意味における「溶解した」という用語は、水性溶媒中に離散した固体粒子が見られない系を示す。
【００４５】
本発明の意味における「少なくとも１つの」アルカリ土類金属炭酸水素塩という用語は、アルカリ土類金属炭酸水素塩が、１つ以上のアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む、好ましくは１つ以上のアルカリ土類金属炭酸水素塩から成ることを意味する。
【００４６】
本発明の一実施形態において、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩は、１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含み、好ましくは１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩から成る。または、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩は、２つ以上のアルカリ土類金属炭酸水素塩を含み、好ましくは２つ以上のアルカリ土類金属炭酸水素塩から成る。例えば、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩は、２つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含み、好ましくは２つのアルカリ土類金属炭酸水素塩から成る。
【００４７】
好ましくは、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩は、１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含み、より好ましくは１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩から成る。
【００４８】
本発明の一実施形態において、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩は、炭酸水素カルシウム、炭酸水素マグネシウムおよびこれらの混合物から成る群から選択される。好ましくは、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩は、炭酸水素カルシウムを含み、好ましくは炭酸水素カルシウムから成る。
【００４９】
本発明の方法のステップａ）により、水は主工程流（１）および少なくとも１つの副工程流（２）に供給される。
【００５０】
ステップａ）で供給される水は、種々の供給源から得ることができ、蒸留水、水道水、工業用水、脱塩海水、汽水または塩水などの脱塩水、処理廃水または地下水、地表水または雨水などの自然軟水の中から選択できる。該水は１０から２０００ｍｇ／ｌのＮａＣｌも含有できる。好ましくは、ステップａ）で供給される水は、脱塩水、例えば脱塩工程から得た透過液または蒸留液である。
【００５１】
本発明の方法の一実施形態において、ステップａ）において供給される水は、ミネラル化される水である。
【００５２】
ステップａ）で供給される水は前処理することができる。例えば水が地表水、地下水または雨水から得られる場合には、前処理が必要となることがある。例えば、飲料水ガイドラインを達成するには、有機物や望ましくない鉱物などの汚染物質を除去するために、化学的または物理的技法を使用して水を処理する必要がある。例えば、オゾン化は、第１の前処理ステップとして使用され得、第２の処理ステップとして凝固、凝集またはデカンテーションが後続する。例えば、ＦｅＣｌＳＯ４もしくはＦｅＣｌ３などの鉄（ＩＩＩ）塩またはＡｌＣｌ３、Ａｌ２（ＳＯ４）３もしくはポリアルミニウムなどのアルミニウム塩を凝集剤として使用することができる。凝集材料は、例えば砂フィルターまたは多層フィルターによって水から除去できる。水の前処理に使用できるさらなる浄水方法は、例えば、ＥＰ  １９７５３１０、ＥＰ  １９８２７５９、ＥＰ  １９７４８０７またはＥＰ  １９７４８０６に記載されている。
【００５３】
ステップａ）において海水または汽水が供給される場合、海水または汽水は、最初に海洋取水または坑井などの海面下取水によって海から汲み出され、次いで篩過、沈降または排砂処理などの物理的前処理に供される。要求される水質に応じて、膜上の潜在的な汚れを低減するために、凝固および凝集などの追加の処理ステップが必要な場合がある。次いで、前処理された海水または汽水は、例えば多段階フラッシュ、多重効用蒸留またはナノ濾過もしくは逆浸透などの膜濾過を用いて蒸留して、残存する微粒子および溶解物質を除去することができる。
【００５４】
ステップａ）で供給される水は、主工程流（１）および少なくとも１つの副工程流（２）にて供給されることに留意されたい。
【００５５】
即ち、ステップａ）で供給された水の一部が主工程流（１）に注入され、水の残りの部分が少なくとも１つの副工程流（２）に注入される。このため、主工程流（１）と少なくとも１つの副工程流（２）は相互に連結され、好ましくは、少なくとも１つの副工程流（２）が、その入口および出口によって主工程流（１）に連結される。
【００５６】
「少なくとも１つの」副工程流という用語は、本発明の方法において１つ以上の副工程流を供給できることを意味する。
【００５７】
本発明の一実施形態において、本方法は、１つの副工程流（２）を含み、好ましくは１つの副工程流（２）から成る。または、方法は、２つ以上の副工程流（２）、（３）などを含み、好ましくは２つ以上の副工程流（２）、（３）などから成る。例えば、本方法は、２つの副工程流（２）および（３）を含み、好ましくは２つの副工程流（２）および（３）から成る。
【００５８】
好ましくは、本方法は、２つの副工程流を含み、より好ましくは２つの副工程流から成る。
【００５９】
本方法が２つ以上の副工程流を含み、好ましくは２つ以上の副工程流から成る場合、副工程流は主工程流（１）に独立して連結され、即ち２つ以上の副工程流は相互に連結されていない。
【００６０】
本発明の方法のステップｂ）により、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料が、副工程流（２）の第１の部分（４）に供給された水に添加されて、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を含む懸濁物が得られる。
【００６１】
本発明の意味における「少なくとも１つの」アルカリ土類金属炭酸塩含有材料という用語は、アルカリ土類金属炭酸塩含有材料が、１つ以上のアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を含み、好ましくは１つ以上のアルカリ土類金属炭酸塩含有材料から成ることを意味する。
【００６２】
本発明の一実施形態において、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を含み、好ましくは１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料から成る。または、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、２つ以上のアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を含み、好ましくは２つ以上のアルカリ土類金属炭酸塩含有材料から成る。例えば、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、２つまたは３つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を含み、好ましくは２つまたは３つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料から成り、より好ましくは２つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料から成る。
【００６３】
好ましくは、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を含み、より好ましくは１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料から成る。
【００６４】
例えば、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、１つの炭酸カルシウム含有材料を含み、より好ましくは１つの炭酸カルシウム含有材料から成る。
【００６５】
本発明の方法の一実施形態により、ステップｂ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、好ましくは炭酸カルシウム含有材料であり、沈降炭酸カルシウム、改質炭酸カルシウム、粉砕炭酸カルシウムおよびこれらの混合物から成る群から選択される。
【００６６】
好ましくは、ステップｂ）における少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、粉砕炭酸カルシウムである。
【００６７】
本発明の意味における「粉砕炭酸カルシウム（ＧＣＣ）」は、例えば大理石、チョークまたは石灰石を含む天然源から得られて、例えば粉砕、篩過および／または分画などの湿式および／または乾式による処理により、例えばサイクロンによって加工された炭酸カルシウムである。
【００６８】
本発明の意味における「沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）」は、水性環境における二酸化炭素と石灰との反応後の沈降によって、または水中でのカルシウムおよびカーボネート源の沈降によって、またはカルシウムイオンとカーボネートイオン、例えばＣａＣｌ２とＮａ２ＣＯ３との溶液からの沈降によって一般に得られる合成材料である。沈降炭酸カルシウムは、カルサイト、アラゴナイトおよびファーテライトの３種類の主な結晶形態として存在し、これらの結晶形態それぞれについて多くの異なる多形（晶癖）がある。カルサイトは、偏三角面体（Ｓ−ＰＣＣ）、菱面体（Ｒ−ＰＣＣ）、六方晶柱状、卓面体晶系、コロイド晶系（Ｃ−ＰＣＣ）、立方晶系および柱状（Ｐ−ＰＣＣ）などの代表的晶癖を有する、三方晶系構造を有する。アラゴナイトは、六方晶柱状系双晶、ならびに薄い細長柱状、湾曲ブレード状、鋭利な角錐状、チゼル形状結晶、分枝樹およびサンゴまたはワーム様形状の多様な組み合わせの代表的晶癖を有する斜方晶系構造である。
【００６９】
本発明の意味における「改質炭酸カルシウム」は、天然炭酸カルシウムと、２５℃で２．５以下のｐＫａを有する１つ以上の酸と、その場で生成されたおよび／または外部供給源から得たガス状ＣＯ２とを、場合により少なくとも１つのアルミニウムシリケートおよび／もしくは少なくとも１つの合成シリカおよび／もしくは少なくとも１つのカルシウムシリケートならびに／または少なくとも１つの１価塩のシリケート、例えばナトリウムシリケートおよび／もしくはカリウムシリケートおよび／もしくはリチウムシリケートならびに／または少なくとも１つの水酸化アルミニウムならびに／または少なくとも１つのナトリウムシリケートおよび／もしくはカリウムシリケートの存在下で反応させる方法によって得られる、表面反応天然炭酸カルシウムである。表面反応天然炭酸カルシウムの調製に関するさらなる詳細は、ＷＯ  ００／３９２２２、ＷＯ  ２００４／０８３３１６およびＵＳ  ２００４／００２０４１０  Ａ１に開示され、これらの参考文献の内容はここで本特許出願に含まれる。
【００７０】
アルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、好ましくは炭酸カルシウム含有材料であり、好ましくは粉砕炭酸カルシウム（ＧＣＣ）である。
【００７１】
例えば、ステップｂ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、好ましくは炭酸カルシウム含有材料であり、大理石、石灰石、チョーク、半焼成石灰、焼成石灰、ドロマイト質石灰石、石灰質ドロマイト、半焼成ドロマイト、焼成ドロマイトならびに沈降アルカリ土類金属炭酸塩、例えばＣａ（ＯＨ）２の添加による水の軟化による、例えばカルサイト、アラゴナイトおよび／またはバテライト鉱物結晶構造の沈降炭酸カルシウムなどを含む群から選択される。大理石、石灰石および／またはチョークの使用が好ましいのは、これらが天然型鉱物であり、これらの天然型鉱物を用いて生成される少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む透明な水性溶液を使用することにより、最終飲料水水質の濁度が保証されるためである。天然大理石の堆積物は、たいてい酸不溶性シリケート不純物を含有している。しかし、本発明の方法によって調製される生成物を使用した場合、このような酸不溶性の、場合により着色したシリケートは、濁度に関して最終水質に影響を及ぼさない。
【００７２】
本発明の一実施形態により、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料の総乾燥重量に対して５０．０重量％以上、好ましくは９０．０重量％、より好ましくは９５．０重量％以上および最も好ましくは９７．０重量％以上の量のアルカリ土類金属炭酸塩から成る粒子を含む、好ましくは該粒子から成る。
【００７３】
ステップｂ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、微粉化アルカリ土類金属炭酸塩含有材料であることがさらに好ましい。
【００７４】
本発明の目的のために、「微粉化」という用語は、マイクロメートル範囲の粒径、例えば０．１から５０．０μｍの粒径を示す。微粉化粒子は、摩擦および／または衝撃に基づく技術、例えば湿式または乾式のどちらかの条件下での製粉または粉砕によって得ることができる。しかし、他のいずれかの好適な方法、例えば沈降、超臨界溶液の急速膨張、スプレードライ、天然起源の砂または泥の分級または分画、水の濾過、ゾル−ゲル法、スプレー反応合成、火炎合成または液体泡合成によって、微粉化粒子を生成することも可能である。
【００７５】
例えば、ステップｂ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、０．１から５０．０μｍ、好ましくは０．２から２５．０μｍ、より好ましくは０．３から１０．０μｍおよび最も好ましくは０．５から５．０μｍの重量中央粒径ｄ５０を有する。
【００７６】
本文書を通じて、アルカリ土類金属炭酸塩含有材料および他の材料の「粒径」は、これらの粒径分布によって説明される。値ｄｘは、粒子のｘ重量％が有するｄｘ未満の粒径に対する粒径を表す。このことは、ｄ２０値は全粒子の２０重量％がこれより小さい粒径であり、ｄ７５値は全粒子の７５重量％がこれより小さい粒径であることを意味する。ｄ５０値はこのため重量中央粒径であり、即ちすべての粒子の５０重量％がこの粒径より大きく、残りの５０重量％の粒子がこの粒径より小さい。本発明の目的のために、別途指摘しない限り、粒径は重量中央粒径ｄ５０として規定する。重量中央粒径ｄ５０値を求めるために、セディグラフ（Ｓｅｄｉｇｒａｐｈ）を使用することができる。本発明の目的では、表面反応炭酸カルシウムの「粒径」は、体積測定粒径分布として説明される。表面反応炭酸カルシウムの体積測定粒径分布、例えば体積中央粒径（ｄ５０）または体積測定トップカット粒径（ｄ９８）を求めるために、マルバーン・マスターサイザー（Ｍａｌｖｅｒｎ  Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ）２０００を使用することができる。重量測定粒径分布は、粒子すべての密度が等しい場合に、体積測定粒径に相当する。
【００７７】
本発明の一実施形態において、ステップｂ）のアルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、ＢＥＴ等温線を使用して窒素ガス吸着によって測定した（ＩＳＯ  ９２７７：２０１０）、０．０１から２００．０ｍ２／ｇおよび好ましくは１．０から１００．０ｍ２／ｇのＢＥＴ比表面積を有する。
【００７８】
追加的にまたは代替的に、ステップｂ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、ステップｂ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料の総重量に対して、０．０２から９０．０重量％、０．０３から２５．０重量％または０．０５から１５．０重量％のＨＣｌ不溶解分を含むことができる。好ましくは、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料のＨＣｌ不溶解分は、炭酸カルシウムの総重量に対して１．０重量％を超えない。ＨＣｌ不溶解分は、例えば石英、シリケートまたは雲母などの鉱物であることができる。
【００７９】
ステップｂ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、少なくとも１つの副流中に供給された水に乾燥形態または水性形態で添加される。
【００８０】
ステップｂ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料が乾燥形態で添加される場合、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、粉末形態または粒状形態であることができる。
【００８１】
少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料に関する「乾燥」という用語は、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料の重量に対して０．３％重量未満の水を有する材料であると理解される。水の％は、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を２２０℃まで加熱して、蒸気として放出され、（１００ｍｌ／分の）窒素ガス流を使用して単離した含水量を電量カールフィッシャー装置にて決定する、電量カールフィッシャー測定方法によって決定する。
【００８２】
ステップｂ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料が水性形態で添加される場合、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料は、該スラリーの総重量に対して５．０から１５．０質量、例えば約１０重量％の固体含有量を有する水性スラリーの形態である。このスラリーは、好ましくは、例えば３０．０から５０．０重量％の間の、例えば約４０重量％の固体含有量を有するいずれの分散剤も使用することなく高濃縮スラリーを使用して、または固体形態の、例えば粉末状としてまたは粒状形態のアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を使用して、その場で生成される。
【００８３】
本発明の目的のために、「懸濁物」または「スラリー」は、溶媒、即ち水性溶媒およびアルカリ土類金属炭酸塩含有材料および／またはアルカリ土類金属炭酸水素塩の粒子を含む系を示し、アルカリ土類金属炭酸塩含有材料および／またはアルカリ土類金属炭酸水素塩の粒子の少なくとも一部は、水性溶媒中に不溶性固体として存在する。前記用語は、アルカリ土類金属炭酸塩含有材料および／またはアルカリ土類金属炭酸水素塩粒子の一部が水性溶媒に溶解していることを排除するものではない。
【００８４】
本発明の方法のステップｂ）により、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を含む懸濁物が得られるように、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料が、副工程流（２）中に供給された水に添加される。
【００８５】
ステップｂ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を含む懸濁物は、好ましくは、懸濁物の総重量に対して、０．０１から２０．０重量％の範囲、より好ましくは１．０から１５．０重量％の範囲および最も好ましくは５．０から１０．０重量％の範囲の固体含有量を有する。
【００８６】
少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料に加えて、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を含む懸濁物は、さらなる微粉化鉱物を含むことができる。一実施形態により、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を含む懸濁物は、微粉化炭酸カルシウムマグネシウム、例えばドロマイト石灰石、石灰質ドロマイトまたは半焼成ドロマイト、焼成ドロマイトなどの酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウムおよび／または必須微量元素を含む他の鉱物を含むことができる。
【００８７】
本発明の方法のステップｃ）により、副工程流（２）の第２の部分（５）に供給された水に、二酸化炭素または５未満のｐＫａ値を有する酸が添加され、ｐＨ値を２．５から７．５の範囲に調整して酸性化水を得る。好ましくは、５未満のｐＫａ値は２２℃で測定される。
【００８８】
使用される二酸化炭素は、ガス状二酸化炭素、液体二酸化炭素、固体二酸化炭素ならびに二酸化炭素と燃焼工程またはか焼工程などの工業工程から排出される煙道ガスを含有する二酸化炭素などの他のガスとのガス混合物から選択される。好ましくは、二酸化炭素はガス状二酸化炭素である。二酸化炭素と他のガスとの気体混合物が使用される場合、二酸化炭素は、ガス状混合物の総体積に対して９０．０から約９９．０体積％の範囲、好ましくは９５．０から９９．０体積％の範囲で存在する。例えば二酸化炭素は、気体混合物の総体積に対して少なくとも９７．０体積％の量で存在する。
【００８９】
本発明の方法において使用される酸は、好ましくは、２２℃で４未満のｐＫａ値を有する酸である。例えばステップｃ）の酸は、硫酸、塩酸、硝酸またはクエン酸およびこれらの混合物から成る群から選択される。一実施形態において、酸は２２℃でゼロ以下のｐＫａ値を有する酸から選択され、より詳細には硫酸、塩酸またはこれらの混合物から選択される。または、酸は、酸性ｐＨを有する塩、例えばアルカリ金属水素塩、例えばＮａＨＳＯ４および／またはＫＨＳＯ４であることができる。
【００９０】
本発明の方法の具体的な一要件は、２．５から７．５の範囲のｐＨ値が調整されるように、副工程流（２）の第２の部分（５）に供給された水に、二酸化炭素または（２２℃で）５未満のｐＫａ値を有する酸を添加することである。好ましくは、ステップｃ）におけるｐＨ値は、３．０から７．０の範囲、好ましくは４．０から５．０の範囲に調整される。
【００９１】
副工程流（２）の第２の部分（５）に供給された水に、二酸化炭素または（２２℃で）５未満のｐＫａ値を有する酸を添加することにより、酸性化水が得られる。
【００９２】
二酸化炭素または（２２℃で）５未満のｐＫａ値を有する酸を、副工程流（２）の第２の部分（５）に供給された水に制御された速度で注入すると、二酸化炭素気泡の分散物が流れの中で生成されて、気泡を流れの中に溶解させることができる。例えば、水中への二酸化炭素または（２２℃で）５未満のｐＫａ値を有する酸の溶解は、透過物／蒸留物中の出発物質のＣＯ２濃度、最終目標ｐＨ値（過剰ＣＯ２）および最終目標カルシウム濃度（添加ＣａＣＯ３）に従って、１０から１５００ｍｇ／ｌ、好ましくは５０から１５００ｍｇ／ｌの流速で水流を供給することにより促進できる。
【００９３】
副工程流（２）の第２部分（５）に供給された水に注入される二酸化炭素または（２２℃で）５未満のｐＫａ値を有する酸の量は、少なくとも１つの第１副工程流（２）に供給された水中に既に存在する二酸化炭素の量によって変わる。水中に既に存在する二酸化炭素の量は、次いで例えば水の上流の処理によって変わる。例えば、フラッシュ蒸発によって脱塩された水は、逆浸透によって脱塩された水よりもさらなる量の二酸化炭素を、従ってさらなるｐＨを含有する。例えば、逆浸透によって脱塩された水は、約５．３のｐＨおよび約１．５ｍｇ／ｌのＣＯ２の量を有し得る。
【００９４】
副工程流（２）の第２部分（５）に供給された水には、二酸化炭素または（２２℃で）５未満のｐＫａ値を有する酸が添加されるが、副工程流（２）の第１の部分（４）に供給された水には、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料が添加されることに留意されたい。従って、副工程流（２）の第１の部分（４）は、副工程流（２）の第２の部分（５）とは異なり、即ち副工程流（２）の第１の部分（４）および第２の部分（５）は、同じ副工程流（２）に別個に位置することが認識される。
【００９５】
本発明の方法の一実施形態において、副工程流（２）の第２の部分（５）は、副工程流（２）の第１の部分（４）の前に位置する。従って、本発明の方法のこの実施形態では、ステップｂ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を含む懸濁物をステップｃ）で得た酸性化水に注入する。
【００９６】
本発明の方法のステップｄ）により、ステップｂ）で得た懸濁物を、ステップｃ）で得た酸性化水と配合して、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液または懸濁物を得る。
【００９７】
方法ステップｄ）によるステップｂ）で得た懸濁物とステップｃ）で得た酸性化水との配合は、当業者に公知の任意の従来の手段によって行うことができる。好ましくは、配合は、混合および／または均質化条件下で行ってもよい。当業者は、混合速度および温度などのこれらの混合および／または均質化条件を自分の処理装置に適合させる。
【００９８】
例えば配合は、反応装置ユニット（６）、好ましくはタンクまたは管型反応装置内で行われ得る。このようなタンクまたは管型反応装置は当業者に周知であり、広範囲の供給者から入手可能である。
【００９９】
本発明の方法の１つの実施形態において、ステップｄ）を好ましくは５から５５℃、より好ましくは１５から４５℃の範囲の温度で実施して、ステップｂ）で得た懸濁物とステップｃ）で得た酸性化水の十分な配合を確実に行う。
【０１００】
少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液または懸濁物を得るための、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を含む懸濁物の液相、即ち水におけるアルカリ土類金属炭酸塩の溶解速度は、添加された二酸化炭素または５未満のｐＫａ値を有する酸の量だけでなく、懸濁物中の温度、ｐＨ、圧力、初期アルカリ土類金属炭酸塩の濃度ならびに二酸化炭素または（２２℃で）５未満のｐＫａ値を有する酸が、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料を含む懸濁物に導入される添加速度によっても変わることが認識される。
【０１０１】
ステップｄ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液または懸濁物中の二酸化炭素濃度は、５０から２８００ｍｇ／ｌの範囲、好ましくは２００から７５０ｍｇ／ｌの範囲であることが好ましい。
【０１０２】
追加的にまたは代替的に、ステップｄ）で得た溶液または懸濁物中の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩１ｍｏｌを製造するために使用される、ｍｏｌで表すＣＯ２の量は、０．５から６．０ｍｏｌの範囲、好ましくは０．５から４．５ｍｏｌの範囲および最も好ましくは０．５から３．０ｍｏｌの範囲である。
【０１０３】
ステップｄ）で得た溶液または懸濁物中の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の種類は、本発明の方法のステップｂ）で提供される少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料によって変わることに留意されたい。従って、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料が炭酸カルシウム含有材料を含む場合、ステップｄ）で得た溶液または懸濁物中の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩は、炭酸水素カルシウムを含む。または、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料が炭酸カルシウムから成る場合、ステップｄ）で得た溶液または懸濁物中の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩は、炭酸水素カルシウムから成る。
【０１０４】
ステップｄ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液または懸濁物は、１００から１０００ｍｇ／ｌの範囲および好ましくは３００から６００ｍｇ／ｌの範囲の、アルカリ土類金属炭酸水素塩としてのアルカリ土類金属濃度を好ましくは有することが認識される。本発明の方法の一実施形態において、炭酸水素カルシウムであるステップｄ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液または懸濁物は、１００から１０００ｍｇ／ｌの範囲および好ましくは３００から６００ｍｇ／ｌの範囲の、炭酸水素カルシウムとしてのカルシウム金属濃度を有する。
【０１０５】
上記のように、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液または懸濁物がステップｄ）で得られる。
【０１０６】
ステップｄ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液または懸濁物が、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料の未溶解固体粒子を含む場合、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液または懸濁物を好ましくは分離ステップｇ）に供する。分離ステップｇ）は、好ましくは分離ユニット（７）において実施される。
【０１０７】
本発明の方法の一実施形態において、分離は、溶液または懸濁物から未溶解固体粒子を除去するのに好適である、当業者に既知の任意の従来手段のいずれによっても実施できる。例えば分離ステップｇ）は、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液もしくは懸濁物のフィルター、膜もしくはフィルター床への通過によって、または少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液もしくは懸濁物の遠心分離によって行う。
【０１０８】
本発明の方法のステップｅ）により、ステップｄ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液を、主工程流（１）中に供給された水に添加して、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液を得る。
【０１０９】
ステップｄ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液を主工程流（１）に供給された水に添加することが、本発明の方法の一要件である。従って、方法のステップｄ）で少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の懸濁物を得た場合、本方法は、方法のステップｅ）の実施前に方法のステップｇ）をさらに含み、即ちステップｄ）の後およびステップｅ）の前に方法ステップｇ）を実施する。
【０１１０】
ステップｄ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶液を、主工程流（１）中に供給された水中に添加することにより、主工程流（１）中の水は、好ましくは５．５から７．５の範囲および好ましくは６．０から７．０の範囲のｐＨ値に調整される。
【０１１１】
ステップｅ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液中の二酸化炭素濃度は、１０から２４００ｍｇ／ｌの範囲、好ましくは１００から５５０ｍｇ／ｌの範囲であることが好ましい。
【０１１２】
追加的にまたは代替的に、ステップｅ）で得た溶液中の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩１ｍｏｌを製造するために使用される、ｍｏｌで表すＣＯ２の量は、０．５から２．０ｍｏｌの範囲、好ましくは０．５から１．７ｍｏｌの範囲、より好ましくは０．５から１．５ｍｏｌの範囲および最も好ましくは０．５から１．３ｍｏｌの範囲である。
【０１１３】
本発明の方法のステップｆ）により、水中に供給した少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物をステップｅ）の主工程流（１）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液に添加して、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液のｐＨ値を７．０から９．０の範囲に調整し、１０から３００ｍｇ／ｌの範囲のアルカリ土類金属炭酸水素塩としてのアルカリ土類金属濃度を有する、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液を形成する。
【０１１４】
従って、少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物を、ステップｅ）の主工程流（１）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液に添加することが必要である。
【０１１５】
本発明の意味における「少なくとも１つの」アルカリ土類金属水酸化物という用語は、アルカリ土類金属水酸化物が、１つ以上のアルカリ土類金属水酸化物を含む、好ましくは１つ以上のアルカリ土類金属水酸化物から成ることを意味する。
【０１１６】
本発明の一実施形態において、少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物は、１つのアルカリ土類金属水酸化物を含み、好ましくは１つのアルカリ土類金属水酸化物から成る。または、少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物は、２つ以上のアルカリ土類金属水酸化物を含み、好ましくは２つ以上のアルカリ土類金属水酸化物から成る。例えば、少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物は、２または３つのアルカリ土類金属水酸化物を含み、好ましくは２または３つのアルカリ土類金属水酸化物から成り、より好ましくは２つのアルカリ土類金属水酸化物を含み、好ましくは２または３つのアルカリ土類金属水酸化物から成る。
【０１１７】
好ましくは、少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物は、１つのアルカリ土類金属水酸化物を含み、より好ましくは１つのアルカリ土類金属水酸化物から成る。
【０１１８】
ステップｆ）において添加される少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物は、好ましくは、水酸化カルシウムおよび／または水酸化マグネシウムを含む。Ｃａ（ＯＨ）２と比較して水中のＭｇ（ＯＨ）２の溶解度が非常に低いため、Ｍｇ（ＯＨ）２とＣＯ２との反応速度は極めて制限され、懸濁物中のＣａ（ＯＨ）２の存在下では、ＣＯ２とＣａ（ＯＨ）２との反応がはるかに好ましい。従って、少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物は、好ましくは水酸化カルシウムから成る。
【０１１９】
本発明の方法の一実施形態により、少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物は、好ましくは少なくとも１つの微粉化アルカリ土類金属水酸化物である。
【０１２０】
例えば、ステップｆ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物は、０．１から１００．０μｍ、好ましくは０．２から５０．０μｍ、より好ましくは０．３から２５．０μｍおよび最も好ましくは０．５から１０．０μｍの重量中央粒径ｄ５０を有する。
【０１２１】
本発明の一実施形態において、ステップｆ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物は、ＢＥＴ等温線を使用して窒素ガス吸着によって測定した（ＩＳＯ  ９２７７：２０１０）、０．０１から２００．０ｍ２／ｇおよび好ましくは１．０から１００．０ｍ２／ｇのＢＥＴ比表面積を有する。
【０１２２】
少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物は、ステップｆ）で供給される水中の少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物の濃度が８００から１７００ｍｇ／ｌの範囲および好ましくは１０００から１３００ｍｇ／ｌの範囲となるように、好ましくはステップｆ）において添加される。
【０１２３】
ステップｆ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物は、水中に供給される。従って、少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物は、溶液または懸濁物の形態であることが認識される。
【０１２４】
少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物が溶液の形態である場合、溶液は好ましくは、溶液の総重量に対して０．０５重量％から０．４重量％、好ましくは約０．１重量％のアルカリ土類金属水酸化物含有量を有する。アルカリ土類金属水酸化物溶液は、好ましくはその場で生成される。従って、アルカリ土類金属水酸化物溶液がステップｆ）で供給される場合、アルカリ土類金属水酸化物溶液は、好ましくは、方法ステップａ）で供給される水を用いて調製される。即ち、ステップｆ）でアルカリ土類金属水酸化物溶液が供給される場合、方法は、好ましくは主工程流（１）および少なくとも１つの副工程流（２）および第２の副工程流（３）を含む。
【０１２５】
本発明の方法の一実施形態において、溶液形態の少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物はこのため、第２の副工程流（３）の水中に供給される。
【０１２６】
この実施形態において、ステップａ）で供給された水の一部が主工程流（１）に注入され、残りの部分の水が少なくとも１つの副工程流（２）および第２の副工程流（３）に注入される。このため、少なくとも１つの副工程流（２）および第２の副工程流（３）は、主工程流（１）に連結され、好ましくは、少なくとも１つの副工程流（２）および第２の副工程流（３）が主工程流（１）にそれぞれの入口および出口によって連結される。
【０１２７】
一実施形態において、少なくとも１つの副工程流（２）および第２の副工程流（３）の入口は、任意の順序で主工程流（１）に独立して連結することができる。この点に関して、第２の副工程流（３）の入口は、少なくとも１つの副工程流（２）の出口の前に配置されていればよい。好ましくは、少なくとも１つの副工程流（２）および第２の副工程流（３）の入口は、同じ位置で主工程流（１）に連結される。
【０１２８】
本発明の意味における「前」という用語は、設備の別のユニットの前の先行する位置を示す。
【０１２９】
少なくとも１つの副工程流（２）および第２の副工程流（３）の出口に関して、第２の副工程流（３）の出口は、好ましくは、少なくとも１つの副工程流（２）の後で主工程流（１）に位置することが認識される。
【０１３０】
または、少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物は、懸濁物の形態である。ステップｆ）で供給される少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物が懸濁物の形態である場合、懸濁物は好ましくは、懸濁物の総重量に対して１５．０から２５．０重量％、好ましくは約２０．０重量％のアルカリ土類金属水酸化物含有量を有する。
【０１３１】
本実施形態において、アルカリ土類金属水酸化物懸濁物は、アルカリ土類金属水酸化物溶液について既に記載したように、その場で、または本発明の方法とは独立して生成され得る。本発明の方法とは独立して、アルカリ土類金属水酸化物懸濁物を調製する場合には、アルカリ土類金属水酸化物懸濁物は第２の副工程流（３）中の水からは調製されない。
【０１３２】
ステップｅ）の主工程流（１）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液に、水中に供給された少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物を添加することにより、ステップｆ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液のｐＨ値が７．０から９．０の範囲に調整される。好ましくは、ステップｆ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液は、７．２から８．９の範囲および好ましくは７．８から８．４の範囲のｐＨ値を有する。
【０１３３】
スラッジ生成減少時のＣＯ２消費効率を向上させるために特に求められるのは、ステップｂ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料とステップｆ）のアルカリ土類金属水酸化物とのモル比が５０：１から１：１０の範囲であることである。例えば、ステップｂ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料とステップｆ）のアルカリ土類金属水酸化物とのモル比は、５０：１から１：３、好ましくは３：１から１：１．５の範囲である。
【０１３４】
本発明の方法によりこのように得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液は、好ましくは０．００１から２０ｍｇ／ｌの範囲、より好ましくは０．１から５ｍｇ／ｌの範囲の二酸化炭素濃度を有する。
【０１３５】
ステップｆ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液は、１０から３００ｍｇ／ｌの範囲のアルカリ土類金属炭酸水素塩としてのアルカリ土類金属濃度を有することが認識される。好ましくは、ステップｆ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液は、２０から２００ｍｇ／ｌおよびより好ましくは５０から１２０ｍｇ／ｌの範囲の、アルカリ土類金属炭酸水素塩としてのアルカリ土類金属濃度を有する。
【０１３６】
本発明の方法の１つの実施形態において、ステップｆ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液は、炭酸水素カルシウムを含み、該溶液は１０から３００ｍｇ／ｌの範囲、好ましくは２０から２００ｍｇ／ｌの範囲およびより好ましくは２５から１５０ｍｇ／ｌの、炭酸水素カルシウムとしてのカルシウム金属濃度を有する。
【０１３７】
本発明の方法の別の実施形態において、ステップｆ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液は炭酸水素マグネシウムを含み、該溶液は、１０から３００ｍｇ／ｌの範囲、好ましくは１０から５０ｍｇ／ｌおよびより好ましくは１０から２５ｍｇ／ｌの範囲の、炭酸水素マグネシウムとしてのマグネシウム金属濃度を有する。
【０１３８】
または、ステップｆ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液は、炭酸水素カルシウムおよび炭酸水素マグネシウムを含み、該溶液は、１０から３００ｍｇ／ｌの範囲、好ましくは２０から２００ｍｇ／ｌおよびより好ましくは２５から２００ｍｇ／ｌの範囲の、炭酸水素カルシウムおよび炭酸水素マグネシウムとしての全カルシウムおよびマグネシウム金属濃度を有する。
【０１３９】
本発明の一実施形態において、ステップｆ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液は、水性溶液の総重量に対して０．０１から２０．０重量％の範囲、より好ましくは０．０１から１０．０重量％の範囲および最も好ましくは０．０１から１．０重量％の範囲の、少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の溶解含有量量を有する。
【０１４０】
追加的にまたは代替的に、ステップｆ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液は、１ＮＴＵ未満、好ましくは０．５ＮＴＵ未満および最も好ましくは０．３ＮＴＵ未満の濁度値を有する。例えば、ステップｆ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液は、０．２ＮＴＵ未満または０．１ＮＴＵ未満の濁度値を有する。
【０１４１】
本発明の意味における「濁度」は、肉眼では一般に見えない個々の粒子（懸濁固体）によって引き起こされる流体の曇りまたは濁りを説明する。濁度の測定は水質の主要な検査であり、比濁計で行うことができる。本発明で使用する較正比濁計による濁度の単位は、ネフェロメ濁度単位（ＮＴＵ）として規定されている。
【０１４２】
本発明の方法の一実施形態により、ステップｆ）で得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液は、０．５から１７°ｄＨ、好ましくは１から１０°ｄＨおよび最も好ましくは１．５から７°ｄＨの硬度を有する。
【０１４３】
本発明の目的のために、硬度はドイツ硬度を示し、「ドイツ硬度、°ｄＨ」で表される。この点について、硬度とは、アルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液中のアルカリ土類イオンの総量を示す。
【０１４４】
本発明の方法によって得られる少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液は、ステップａ）で供給される水の硬度よりも少なくとも３°ｄＨ、より好ましくは少なくとも５°ｄＨ高い硬度を有することが好ましい。
【０１４５】
本発明の方法によって得られる少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液は、水のミネラル化に適している。例えば、本発明の方法によって得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液は、脱塩水または天然軟水のミネラル化に好適である。
【０１４６】
本発明の方法によって得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液を用いてミネラル化することができる水は、種々の供給源から得ることができ、蒸留水、工業用水、水道水、脱塩海水、汽水または塩水などの脱塩水、処理廃水または地下水、地表水または降水などの自然軟水の中から選択できる。好ましくは、本発明の方法によって得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩の水性溶液を用いてミネラル化される水は、脱塩水、例えば脱塩工程から得た透過液または蒸留液である。
【０１４７】
得られた良好な結果を考慮して、本出願は、別の態様において、水のミネラル化方法であって、
ｉ）ミネラル化される水を供給するステップ、
ｉｉ）本明細書で記載する方法によって得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液を供給するステップ、
ｉｉｉ）ステップｉ）のミネラル化される水と、ステップｉｉ）の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液とを混合して、ミネラル化された水を得るステップおよび
ｉｖ）少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物をステップｉｉｉ）で得たミネラル化水に添加するステップ
を含む方法をさらに言及する。
【０１４８】
ミネラル化される水、本方法によって得られる少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液、少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物の定義およびこれらの好ましい実施形態に関して、本発明の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液の調製方法の技術的詳細を論じる場合の上述した説明が参照される。
【０１４９】
ステップｉｉ）で供給される少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液は、ステップｉ）で供給されたミネラル化される水の硬度より少なくとも３°ｄＨ、より好ましくは少なくとも５°ｄＨ高い硬度を有することが好ましい。
【０１５０】
ミネラル含有量をさらに上昇させ、残りのいずれの「攻撃的」二酸化炭素も中和し、および／またはｐＨを上昇させて安定したバランスの取れた最終水質を達成するために、少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物をステップｉｉｉ）で得たミネラル化水に添加することが必要である。
【０１５１】
従って、水のミネラル化方法は、ステップｉｉｉ）で操作したミネラル化水に少なくとも１つのアルカリ土類金属水酸化物を添加するステップｉｖ）を含む。
【０１５２】
本発明のさらなる態様は、水のミネラル化のために、本明細書で定義する方法によって得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液の使用を示す。水は、好ましくは脱塩水または天然軟水である。
【０１５３】
ミネラル化される水、本方法によって得た少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液の定義およびこれらの好ましい実施形態に関して、本発明の少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液の調製方法の技術的詳細を論じる場合の上述した説明が参照される。
【０１５４】
以下の実施例は、本発明を追加的に説明し得るが、本発明を例示された実施形態に限定することを意図するものではない。
【実施例】
【０１５５】
実験項
１．測定方法
以下では、実施例で行った測定方法について説明する。
【０１５６】
水性懸濁物または溶液のｐＨ
懸濁物のｐＨは、メトラートレド（Ｍｅｔｔｌｅｒ  Ｔｏｌｅｄｏ）セブンイージー（Ｓｅｖｅｎ  Ｅａｓｙ）ｐＨ計およびメトラートレドＩｎＬａｂ（Ｒ）エキスパートプロ（Ｅｘｐｅｒｔ  Ｐｒｏ）ｐＨ電極を使用して、２５℃にて測定する。機器の３点較正（セグメント法による。）を、２０℃にて４、７および１０のｐＨ値を有する市販の緩衝溶液（アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ））を使用して、最初に行う。報告したｐＨ値は、機器によって検出した終点値である（終点は、測定した信号の平均からの差が最後の６秒間にわたって０．１ｍＶ未満である場合である。）。
【０１５７】
水性懸濁物の固体含有量
水分析装置
固体含有量（「乾燥重量」としても公知）は、スイスのＭｅｔｔｌｅｒ−Ｔｏｌｅｄｏ社製の水分分析装置ＨＲ７３を以下の設定：温度１２０℃、自動スイッチオフ３、標準乾燥、生成物５から２０ｇで使用して決定した。
【０１５８】
粒状材料の粒径分布（粒径がＸ未満の粒子の質量％）および重量中央径（ｄ５０）
生成物の粒径分布は、フラウンホーファー光散乱近似を使用して、マルバーン・マスターサイザー（Ｍａｌｖｅｒｎ  Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ）２０００レーザ回折システム（マルバーンインスツルメンツ社（Ｍａｌｖｅｒｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｐｌｃ）、英国）を用いて測定した。方法および機器は当業者に既知であり、フィラーおよび他の粒状材料の粒径を求めるためによく使用されている。
【０１５９】
測定は、０．１重量％Ｎａ４Ｐ２Ｏ７を含む水性溶液中で行った。試料は、高速撹拌機を使用して超音波の存在下で分散させた。
【０１６０】
溶液の水性懸濁物の濁度
濁度は、ハックランゲ（Ｈａｃｈ  Ｌａｎｇｅ）２１００ＡＮ  ＩＳラボラトリ濁度計（Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｔｕｒｂｉｄｉｍｅｔｅｒ）を使用して測定し、０．１、２０、２００、１０００、４０００および７５００ＮＴＵ未満のＳｔａｂＣａｌ濁度標準（ホルマジン標準）を使用して較正を行った。
【０１６１】
水性溶液のアルカリ度および硬度
水性溶液のアルカリ度は、０．１Ｍ塩酸溶液による試料の滴定によって求めた。滴定の終点は、４．３の一定ｐＨで達成される。アルカリ度の量は以下の式により算出した。
アルカリ度＝酸の体積（ｍｌ）×０．１×１００．０８×１０００／（２×試料の体積（ｍｌ））
【０１６２】
硬度はドイツ硬度を示し、「ドイツ硬度、°ｄＨ」で表される。硬度およびアルカリ度は、１回の滴定で同じ方法によって求めた。
【０１６３】
水性溶液の酸性度
水性溶液の酸性度は、０．０１Ｍ水酸化ナトリウム溶液による遊離ＣＯ２の滴定によって求めた。滴定の終点は、８．３の一定ｐＨで達成される。遊離ＣＯ２の量は、以下の式により算出した。
遊離ＣＯ２＝ＮａＯＨの体積（ｍｌ）×０．０１×４４．０１×１０００／試料の体積（ｍｌ）
【０１６４】
材料のＢＥＴ比表面積
本明細書を通じて、鉱物フィラーの「比表面積」（ｍ２／ｇ）は、当業者に周知である（吸着ガスとして窒素を使用）ＢＥＴ法を使用して求める（ＩＳＯ  ９２７７：１９９５）。鉱物フィラーの全表面積（ｍ２）は次いで、比表面積に処理前の鉱物フィラーの質量（ｇ）を掛けることによって得る。
【０１６５】
２．実施例
発明の設備
本発明による１つの設備の一般的な工程流れ図を図１に示す。該設備は、添加スクリューフィーダーを備えたアルカリ土類金属炭酸塩貯蔵サイロ（８）、アルカリ土類金属炭酸塩の懸濁物を調製するための容器（９）、反応装置タンク（６）、二酸化炭素（５）およびアルカリ土類金属炭酸塩懸濁物（４）を添加するためのスタティックミキサー、濃縮物添加システムおよび濾過システム（７）ならびにアルカリ土類金属水酸化物添加システムを含む。
【０１６６】
アルカリ土類金属炭酸水素塩溶液は、第１の副工程流（２）において生成および添加される。アルカリ土類金属水酸化物は、第２の副工程流（３）において添加される。両方の副工程流が主工程流（１）で併合される。
【０１６７】
標準サイズの設備では、通常、最初に０．１から０．１５重量％濃度のアルカリ土類金属水酸化物の飽和溶液が生成される。以下の実施例１のようにパイロットスケールで試験を行うためには、市販されているが、高純度の高反応性アルカリ土類金属水酸化物懸濁物を使用することがより有用であり、該懸濁物は第２の副工程流（図２参照）を介してまたは主工程流に直接添加できる。懸濁物の濃度がはるかに高い（約２０重量％）ため、この工程流（３）の流速ははるかに低い。
【０１６８】
供給水はすべての工程流で供給され、供給水は、以下の水仕様の水を生成する逆浸透システムから得た。
【０１６９】
ナトリウム：１ｍｇ／ｌ未満
塩化物：２ｍｇ／ｌ未満
カルシウム：１．２ｍｇ／ｌ
マグネシウム：１ｍｇ／ｌ未満
°ｄＨ：２未満
ｐＨ６．３
導電率：１０．５μＳ／ｃｍ
【０１７０】
アルカリ土類金属炭酸塩溶液は、第１の副流において、上記装置を使用して以下のように製造できる：アルカリ土類金属炭酸塩含有材料を貯蔵用サイロ（８）から、アルカリ土類金属炭酸塩の懸濁物を調製するための容器（９）に、添加する材料の量を正確に測定するためのロスインウェイト式スクリューフィーダーを使用して添加する。水もタンクに添加し、ミキサーを使用して固体含有量が既知の均質懸濁物を生成する。スタティックミキサーを介して二酸化炭素を、第１の副流工程の残りに添加して酸性溶液を生成させる。次いで、懸濁物を工程流添加ポンプに移送し、ここで懸濁物をスタティックミキサーを介して混合する。次いで、配合した副流を反応装置タンク（６）に添加する。アルカリ土類金属炭酸塩材料と酸性溶液（二酸化炭素またはその他）との間の反応により、反応装置タンク（６）内にアルカリ土類金属炭酸水素塩溶液を生成する。反応装置タンク（６）から添加ポンプを使用して、アルカリ土類金属炭酸水素塩溶液を、未溶解固体として現れる未反応アルカリ土類金属炭酸塩材料すべてを除去するフィルターセット（７）を介して、主工程流（２）に添加する。
【０１７１】
第２工程副流では、２０重量％のアルカリ土類金属水酸化物の懸濁物が容器（１１）内に貯蔵される。添加ポンプを使用して、この懸濁物を主工程流（３）に添加する。
【０１７２】
［実施例１］
天然の炭酸カルシウム粉末（フランス、オルゴンのオムヤインターナショナル製Ｍｉｌｌｉｃａｒｂ、ｄ５０＝３μｍ、技術データシートによる。）および水酸化カルシウム懸濁物（Ｓｃｈａｆｅｒｋａｌｋ、Ｐｒｅｃａｌ  ７２、水中２０重量％濃度）を出発材料としてパイロットプラントで使用した。Ｓｃｈａｆｅｒｋａｌｋ製品（Ｐｒｅｃａｌ  ７２）は、高反応性２０重量％％水酸化カルシウム懸濁物であり、主流に直接添加した。
【０１７３】
反応条件および操作条件を以下の表１に示す。
【０１７４】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【０１７５】
【図１】本発明による１つの設備の一般的な工程流れ図である。
【図２】アルカリ土類金属水酸化物の懸濁物が第２の副工程流を介して添加できることを示す流れ図である。
【符号の説明】
【０１７６】
（１）  主工程流
（２）  第１副工程流
（３）  第２副工程流
（４）  少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩含有材料が提供される（２）の部分
（５）  二酸化炭素または５未満のｐＫａ値を有する酸が供給される（２）の部分
（６）  反応装置ユニット
（７）  分離ユニット
（８）  アルカリ土類金属炭酸塩含有材料貯蔵サイロ
（９）  アルカリ土類金属炭酸塩含有材料の懸濁物を調製するための容器
（１０）  アルカリ土類金属水酸化物用サイロ
（１１）  アルカリ土類金属水酸化物の懸濁物を調製するための容器
（１２）  アルカリ土類金属水酸化物の飽和溶液を調製するための容器
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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