专利名称：使用无机组合物防止水垢的方法以及由此采用的无机组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及防止在与易结垢的水溶液体系接触的基底表面上水垢沉淀物的形成、沉积和/或附着的方法和无机组合物，例如多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐。这些水垢沉积物可能是碱土金属水垢沉积物，比如碱土金属碳酸盐水垢沉积物，特别是碳酸钙水垢沉积物，或者碱土金属草酸盐沉积物。本发明可以有效地用在各种过程比如硫酸盐法制浆生产工艺中来防止形成水垢。
背景技术：
水垢的形成是许多工业用水体系中，比如冷却塔、热交换器、蒸发器、制浆蒸煮器、洗涤器以及原油-水混合物的生产和处理等等中的一个严重问题。水垢沉积物的形成降低了热交换体系的效率、干扰流体流动、加速腐蚀过程和海港细菌生成。产生于各种过程中的碳酸钙是工业用水体系中最常见的水垢形成物之一。这种水垢是许多工业中的一个费钱的问题，因为清洗和除去水垢将引起误工和停产。
特别是，许多工业水中含有金属离子，比如钙、钡、镁、铝、锶、铁等，以及几种阴离子比如碳酸氢盐、碳酸盐、硫酸盐、草酸盐、磷酸盐、硅酸盐、氟化物等。当这些阴离子和阳离子混合的浓度超过它们反应产物的溶解度时，就会生成沉淀直到产物浓度不超过溶解度为止。例如，当钙离子和碳酸根离子浓度超过反应产物碳酸钙的溶解度时，就会形成固相的碳酸钙。
各种原因都会引起产物浓度超过溶解度，例如水相的部分蒸发、PH值、温度或压力的改变，以及能和溶液中已经存在的离子形成不溶化合物的额外离子的引入。当这些反应产物在输水系统的表面沉淀，就形成水垢或沉积物。
对于锅炉系统以及类似的热交换系统，水垢形成的机理之一很明显是生成水垢的盐从靠近系统加热表面区域的过饱和溶液中结晶形成的。这个区域薄的粘滞水层倾向于变得比这个区域以外的其余溶液的浓度更大。结果，生成水垢的盐反应产物在这个薄层首先超过其溶解度，直接在加热表面上形成结晶水垢。除此以外，锅炉系统水垢形成的另一个原因是碳酸氢钙在加热条件下分解生成碳酸钙、水和二氧化碳。
对于开放的再循环冷却水系统，包括冷却塔、喷淋池、蒸发冷凝器，以及类似的靠水蒸发来散热的设备，其中促进水垢形成的关键因素是由于水相的重复蒸发导致水中溶解的固体的浓度增加。这样，即使在一次过程不生成水垢的水经过多次的浓缩通常也会形成水垢。
同时象HANSEN等的美国专利NO.3,518,204所公开的，用作冷却介质的水含有象膨润土、高岭土矿等粉砂，该专利公开的全部内容在此被引用作参考文献。在这些体系中运用含有粉砂的水，粉砂可以与水中存在的如钙、镁等杂质反应或结合，钙、镁通常称作“硬度”。这些反应或结合的结果导致在含有水的系统表面上形成沉淀。这些沉淀可能加重到一定程度使系统中的流体流动减慢或停止，以致于系统必须停机进行费钱的清洗。另外，当这些沉积发生在热交换表面上，则热交换减少，过程效率相应损失。
硫酸盐法制浆工艺中由于有机配体的存在而通过一种不同的机理发生结垢。产生于制浆蒸煮器中的黑液含有大量的有机物如木素、油脂/松脂皂、半纤维素等。制浆过程中产生的木素片段，特别是在苯环上含有邻羟基的，很容易和钙(来自于树木)作用以大大增加黑液中钙的溶解度。随着温度的升高(例如蒸发器或蒸煮加热器的管壁附近温度)，PH值趋向于下降，特别是当剩余活性碱浓度低的时候。结果，木素上的钙离子会被氢离子取代下来，而与碳酸根离子反应生成碳酸钙水垢。除了木素，在黑液中还有许多不同的有机物能够与钙离子络合。所有这些有机物与钙离子的络合能力都依赖于黑液中的正常pH值范围内的PH，随着温度升高它们会释放钙离子从而有助于碳酸钙水垢的形成。因此，只要有上述有机化合物存在，并且有足够的钙离子，黑液中就会生成碳酸钙水垢沉淀。除了钙和碳酸盐，黑液中通常含有许多其它离子，例如钠和硫酸盐，它们也能沉淀并形成水垢。
在造纸工业中，来自碱蒸煮液和溶解的来自木片的固体的碱度导致黑液中碱性增加，经常达12-13的pH值或更高。在高pH值条件下，碳酸钙的沉淀特别难控制。通常需要加酸来降低pH值，防止碳酸钙成垢。
在造纸过程中，当用氯气、苛性钠、二氧化氯、次氯酸盐和过氧化物进行漂白/去木质时，在过程设备中经常形成草酸钙水垢。通常生成水垢的地方是洗涤器转筒表面金属丝；洗涤器；浆料输送管道和泵；滤液槽、管道和泵；萃取筛网；以及处理塔。草酸钙水垢的形成给工厂造成严重的经济问题，由于降低了漂白/去木质过程的效率以及去处水垢引起的设备停机都将造成生产损失。
在原油工业中，不溶性钙盐的形成在地层的二次采油中也是一个问题，在这个过程中水被引入注入井中并强迫通过地下层引起产生井中生产出原油。这种方法通常称作水驱法采油系统。
综上所述，水垢的形成和沉积是通过成核、晶体生长和成垢颗粒聚集的机理完成的。各种不同的减少水垢形成的方法包括抑制成核和晶体形成、控制晶体生长以及分散成垢颗粒。
在输水系统中螯合剂通常用来防止碳酸钙沉积、沉淀和结晶。研究比较活跃的其它几种类型碳酸钙成垢抑制剂化合物是极限抑制剂。
极限抑制剂包括水溶性聚合物、膦酸酯和多磷酸盐(例如BOFFARDI等的美国专利NO.5,182,028公开了六偏磷酸钠和单氟代磷酸钠，该专利公开的全部内容在此被引用作参考文献。)这些化合物作为成垢抑制剂非常有效，并且用量远远少于化学计量要求。
含有丙烯酰胺、马来酸、醋酸乙烯酯、乙烯醇和丙烯酸衍生出来的基团的水溶性聚合物已经被用来控制碳酸钙的沉积。例如，这些聚合物被如下美国专利公开YEUNG的美国专利No.5,282,976，WOOD等的美国专利No.5,496,914，WATSON等的美国专利No.4,008,164，HANSEN等的美国专利No.3,518,204，PERSINSKI等的美国专利Nos.3,928,216和4,936,987，BOFFARDI等的美国专利No.3,965,027，HARRIS等的美国专利No.5,441,602，GILL的美国专利No.5,580,462，TOGO等的美国专利No.5,409,571；这些专利公开的全部内容在此被引用作参考文献。
含有磷酸、羧酸或硫酸基团的聚烯丙胺也被用作水垢控制剂，比如见于KUO的美国专利No.5,629,385和SHERWOOR等的美国专利No.5.124,046，这些专利公开的全部内容在此被引用作参考文献。
另外，许多阴离子聚电解质，比如聚丙烯酸酯、聚马来酸酐、丙烯酸酯和磺酸盐共聚物以及磺化聚苯乙烯也已经被使用。利用聚电解质的例子有PERSINSKI等的美国专利No.4,640,793；BOOTHE等的美国专利No.4,650,591；LORENC等的美国专利No.4,457,847；GILL等的美国专利No.5,407,583和TORKE的美国专利No.4,671,888，这些专利公开的全部内容在此被引用作参考文献。
BROWN等的美国专利Nos.5,062,962和5,147,555公开了在水溶液体系中用聚环氧丁二酸抑制水垢的形成和沉积。这些专利公开的全部内容在此被引用作参考文献。
以膦酸酯为基础的化合物被广泛用作碳酸钙水垢抑制剂。具体实例包括二膦酸酯醚(REED等的美国专利No.5,772,893和KNELLE等的美国专利No.5,647,995，这些专利公开的全部内容在此被引用作参考文献。)，羟基亚乙基-1，1-双膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、氨基亚甲基膦酸酯(DHAWAN等的美国专利No.4,931,189，该专利公开的全部内容在此被引用作参考文献)，N,N-二磷酰基甲基-2-氨基-1-丙醇(Chen等的美国专利No.5,259,974，该专利公开的全部内容在此被引用作参考文献。)，氨基封端的烷氧化合物的亚甲基膦酸酯(QUINLAN的美国专利No.4,080,375，该专利公开的全部内容在此被引用作参考文献。)，多醚多氨基亚甲基膦酸酯(欧洲专利EP0516382B1，该专利公开的全部内容在此被引用作参考文献。)，以及乙醇胺N，N-二亚甲基膦酸(RAMSEY等的美国专利Nos.2,917,528和2,964,549，这些专利公开的全部内容在此被引用作参考文献。)。
另外，据知某些无机多膦酸酯在添加量少于螯合所需的浓度时也能防止沉淀，象FINK等的美国专利No.2,358,222和HITCH等的美国专利No.2,539,305，这些专利公开的全部内容在此被引用作参考文献。
CARTER等的美国专利No.3,960,576公开了无机硅酸盐为基础的组合物对抑制金属表面腐蚀是有用的，该组合物是由有机膦酸酯和羟甲基纤维素组成，本专利公开的全部内容在此被引用作参考文献。
MANAHAN著，环境化学，pp183-213(1991年版)，该内容在此全部被引用作参考文献，特别是pp193-195，该书公开在环境化学中硅酸铝钠矿或分子筛可以用作水软化剂。用铝硅酸盐矿和分子筛软化水是基于所述该矿物的离子交换性能。对水硬度相关的二价阳离子被铝硅酸盐中含的钠离子取代，然后被过滤除去。在软化水中得到商业化应用的含云母矿石的一个实例是海绿石，组成为K2(MgFe)2Al6(Si4O10)3OH12。
Kirk-Othmer化工百科全书，第三版，24卷，pp367-384(1984年版)，该全部内容在此被引用作参考文献，该书公开了在冷却及工艺水中通常用分散剂和水垢抑制剂可以控制水垢沉积物，所提到的分散剂中包括聚合物和共聚物，例如聚丙烯酸及其盐，丙烯酰胺-丙烯酸共聚物和聚马来酸。
“黑液中钙垢形成的钝化”，造纸化学造纸研究所成员，项目3234，报告三，pp88-119(1977年11月)，该内容在此全部被引用作参考文献。该报告公开可以添加试剂级的碳酸钙，大多数实验中添加量为1％，其它少数实验中添加5％和20％，其作为黑液中的沉淀种为碳酸钙提供一个沉积表面。
ADAMS的“低花费蒸发器提高强化性能，减少水垢”，纸浆和纸，pp83-89(1999年2月)，它公开了一种盐方法，涉及添加硫酸钠来控制水垢。
CA2,229,973公开了一种在加热黑液的蒸发器中抑制黑液沉淀出碳酸钙的方法，该专利公开不需向待加热的黑液中添加碳酸钙。
EP0916622公开了一种在造纸过程中防止水垢形成的工艺，在此要添加碳酸钙或草酸钙以作为沉淀种分别防止碳酸钙水垢或草酸钙水垢的形成。
再者，我们知道在造纸过程中可以用滑石、膨润土等粘土作填料、树脂控制以及保留和排水控制。在填料应用中，滑石和膨润土可能添加量太高。
在树脂控制应用中，滑石或膨润土可以在洗涤器之前加入也可以在蒸煮器之后加。这个位置，水溶液体系的温度相对低。BOARDMAN的TAPPI会议论文(1996)“用亲水矿物颗粒控制阴离子性废料如树脂”，讨论了用滑石、膨润土控制树脂，本论文所公开的全部内容在此被引用作参考文献。特别是，本论文公开可以用每吨二磅的蒙脱土。我们知道树脂沉积物有时可能包含碳酸钙。
在保留和排水控制中，膨润土和高分子量的阳离子聚合物(例如分子量约1×106到10×106)可以正好在流浆箱之前加入。例如，在流浆箱附近每吨烘干的纤维可以加入3-10lb的膨润土，结果对于1wt％的纸浆配料水溶液体系中约有15-50ppm的膨润土。正好在流浆箱之前的水溶液体系的pH值约为5-8.5，温度约为40-60℃。例如，LANGLEY等的美国专利No.4,753,710指出膨润土的颗粒尺寸在溶胀后最好至少有90％小于2微米。
发明综述本发明目的是防止水垢形成和/或沉积，例如碱土金属水垢沉积，特别是碳酸钙水垢沉积，或碱土金属草酸盐水垢沉积。
本发明的另一个目的是提供能有效防止水垢形成和/或沉积的无机化合物，例如多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐。
本发明进一步的目的是提供一系列化合物，这些化合物可以有效地防止在与易结垢的水溶液体系接触的金属或塑料表面上水垢的形成和/或沉积。
按照其中一方面，本发明提供一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括向水溶液体系中加入防垢剂以使得水溶液体系中的防垢剂含量最大为约500ppm，防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一，水溶液体系的pH值至少约为9。
按照其中另一方面，本发明提供一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括向水溶液体系中加入防垢剂以使得水溶液中的防垢剂含量最大为约500ppm，防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一，水溶液体系中包含最多约0.4ppm的阳离子聚合物。
按照其中又一方面，本发明提供一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括向水溶液体系中加入防垢剂以使得水溶液中的防垢剂含量最大为约500ppm，防垢剂至少包含下列物质之一硅酸铝镁、水合硅酸铝镁、钙膨润土、滑石粉、海泡石、碳酸钙、碳酸镁、碳酸亚铁、碳酸锰、白云石、锂蒙脱石、无定形硅酸镁和碳酸锌。
按照其中另一方面，本发明提供一种抑制工业水溶液体系中水垢沉积的方法，包括向水溶液体系中加入一种成核促进剂/引发剂以抑制水垢沉积的形成，水溶液体系中的成核促进剂/引发剂含量最大约500ppm，水溶液体系的pH值至少约为9。
按照进一方面，本发明提供一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括向水溶液体系中加入第一类阳离子，并从水溶液体系中除去与第一类阳离子不同的第二类阳离子，以抑制第二类阳离子形成水垢沉积，且其中水溶液体系温度约为70到500℃。
按照其中另一方面，本发明提供一种组合物，包含磨碎的碳酸钙，和钠蒙脱土。
仍然按照其中另一方面，本发明提供一种组合物，包含硅酸铝镁，和钠蒙脱土。
按照其中另一方面，本发明提供一种含水纸浆浆液，包含木浆、金属阳离子、阴离子，以及约50到500ppm的防垢剂，防垢剂包含下列物质之一硅酸铝镁、水合硅酸铝镁、滑石粉、海泡石、碳酸钙、碳酸镁、碳酸亚铁、碳酸锰、白云石、锂蒙脱石、无定形硅酸镁和碳酸锌。
按照其中一方面，本发明提供一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括至少在水溶液体系中加入或生成防垢剂以使得水溶液中的防垢剂含量最大为约1000ppm，其中防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一，水溶液体系的pH值至少约为9，并且防垢剂的平均颗粒尺寸小于约3微米。
按照其中另一方面，本发明提供一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括至少在水溶液体系中加入或生成防垢剂，水溶液中的防垢剂含量最大为约1000ppm，防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一，水溶液体系的pH值至少约为9，并且向水溶液体系中加入分散剂。
按照其中再一方面，本发明提供一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括在水溶液体系中生成防垢剂以使得水溶液体系中的防垢剂含量最大为约1000ppm，防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一，防垢剂的平均颗粒尺寸小于约3微米。
仍然按照其中另一方面，本发明提供一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括在水溶液体系中生成防垢剂以使得水溶液中的防垢剂含量最大为约1000ppm，其中防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一，并且向水溶液体系中加入分散剂。
按照其中另一方面，本发明提供一种抑制制浆机的水溶液体系中水垢沉积的方法，包括至少在纸浆蒸煮器之前或之中，至少在水溶液体系中加入或生成防垢剂，防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一。
按照其中还一方面，本发明提供一种抑制制浆机的水溶液体系中水垢沉积的方法，包括至少刚好在漂白设备阶段之前或在漂白设备阶段之中，至少在水溶液体系中加入或生成防垢剂，其中防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一。
按照其中进一方面，本发明提供一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括至少在水溶液体系中加入或生成防垢剂以使得水溶液体系中的防垢剂含量最大为约1000ppm，其中防垢剂至少包含下列物质之一硅酸铝镁、水合硅酸铝镁、钙膨润土、滑石粉、海泡石、碳酸镁、碳酸亚铁、碳酸锰、白云石、锂蒙脱石、无定形硅酸镁和碳酸锌。
按照其中再一方面，本发明提供一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括至少在水溶液体系中加入或生成防垢剂以使得水溶液体系中的防垢剂含量最大为约1000ppm，其中防垢剂包含多价金属碳酸盐，防垢剂的平均颗粒尺寸小于约3微米。
按照其中另一方面，本发明提供一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括至少在水溶液体系中加入或生成防垢剂以使得水溶液体系中的防垢剂含量最大为约1000ppm，其中防垢剂包含多价金属碳酸盐，并且向水溶液体系中加入分散剂。
按照其中又一方面，本发明提供一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括至少在水溶液体系中加入或生成防垢剂，防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一，其中并且向水溶液体系中加入至少一种蛋白质。
按照其中进一个方面，本发明提供一种组合物，包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐至少之一；至少一种蛋白质；其中所述多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐至少之一与所述至少一种蛋白质的重量比从约50∶1到1∶1。
按照其中一方面，本发明提供一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括至少在水溶液体系中加入或生成防垢剂，其中防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一，并且加入马来酸酐和异丁烯共聚物。
按照其中另一方面，本发明提供一种组合物，包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐至少之一；马来酸酐和异丁烯共聚物；所述多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐至少之一与所述共聚物的重量比从约50∶1到1∶1。
一方面，防垢剂包含一种铝硅酸盐骨架。
进一方面，防垢剂包含至少一种功能基团，该功能基团至少包含羧基、磺酸盐、硫酸盐和磷酸盐其中之一。
另一方面，防垢剂至少包含下列物质之一钠蒙脱土、硅酸铝镁、滑石、水合硅酸铝镁、钙膨润土、滑石粉、海泡石、碳酸钙、碳酸镁、碳酸亚铁、碳酸锰、白云石。
再一方面，防垢剂至少包含下列物质之一钠蒙脱土、硅酸铝镁、锂蒙脱石、无定形硅酸镁、碳酸钙、碳酸镁、碳酸锌、碳酸亚铁、碳酸锰。
又一方面，防垢剂包含多价金属硅酸盐以及至少包含下列物质之一钠蒙脱土、硅酸铝镁、滑石、水合硅酸铝镁、钙膨润土、滑石粉、海泡石、硅酸铝钠、锂蒙脱石和无定形硅酸镁。
在另一方面，防垢剂包含多价金属碳酸盐以及至少包含下列物质之一碳酸钙、碳酸镁、碳酸亚铁、碳酸锰、白云石和碳酸锌。
在还一方面，防垢剂包含磨碎的碳酸钙和钠蒙脱土。
在又一方面，防垢剂包含硅酸铝镁和钠蒙脱土。
在另一方面，防垢剂的平均颗粒尺寸小于约10微米。
在进一方面，防垢剂的比表面积约为10到1000m2/g。
在再一方面，水溶液体系的pH值约为9到14。
在另一方面，水垢包含碱土金属水垢。该碱土金属水垢可能包含碳酸钙。
在还一方面，水溶液体系至少包含钙、钡、镁、铝、碳酸氢盐、碳酸盐、硫酸盐和磷酸盐之一。
在进一方面，在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm。
在又一方面，水溶液体系的温度约为25到500℃。
再一方面，水溶液体系处在80到1500psi的压力下。
在另一方面，防垢剂被加入到冷却塔、热交换器、蒸发器、制浆蒸煮器之前、制浆蒸煮器、或洗涤器中。
在又一方面，该方法进一步包括处理一种原油-水混合物。
在进一方面，水垢包含碳酸钙，防垢剂的平均颗粒尺寸小于约10微米，防垢剂的比表面积约为10到1000m2/g，水溶液体系的pH值约为9到14，在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm，并且水溶液体系的温度约为25到500℃。
在另一方面，在料片仑后加入防垢剂。
在另一方面，水溶液体系中的的阳离子聚合物的分子量大于1×106。
又一方面，磨碎的碳酸钙与钠蒙脱土的重量比大约是0.1∶1到20∶1。因此，防垢剂可能含有大约10wt％到95wt％的磨碎的碳酸钙。同时，防垢剂含有大约5wt％到90wt％的钠蒙脱土。
在进一方面，硅酸铝镁与钠蒙脱土的重量比大约是0.1∶1到20∶1。这样，防垢剂可能含有大约10wt％到95wt％的硅酸铝镁。同时，防垢剂含有大约5wt％到90wt％的钠蒙脱土。
再一方面，防垢剂至少在下列设备之一的前面或之中加入或生成冷却塔、热交换器、蒸发器、制浆蒸煮器、制浆洗涤器以及纸浆漂白设备。
在又一方面，水溶液体系涉及造纸、采矿、纺织品制造、汽车制造、食品加工、钢铁制造、水处理以及石油加工之一。
在进一方面，向水溶液体系中加入至少一种另外的防垢剂。
在另一方面，向水溶液体系中加入至少一种蛋白质。
在另一方面，最多向水溶液体系中加入大约10ppm的促凝剂。
在又一方面，至少用以下设备之一把防垢剂从水溶液体系中除去澄清器、浮选池、沉清槽、过滤器、离心机以及渗透装置。
在某些方面，水溶液体系的pH值约为2到12。而另外一些实施例中，水溶液体系的pH值约为2到14。
在另一方面，水溶液体系是氧化性的。
在另一方面，所述至少一种蛋白质包含大豆蛋白。
在又一方面，组合物中还包括水和木浆。
在再一方面，防垢剂与共聚物的重量比大约是50∶1到1∶1。
在还一方面，水溶液体系中的共聚物的量最大约为250ppm。发明的详细描述这里所描述的细节是通过举例的方式，且仅仅是为了对本发明的各种实施方案进行说明性讨论，并且对本发明的原理和构思方面进行最有用的、最容易理解的描述。鉴于此，只是进行了对本发明基本理解所必要的描述，没有进行比这更详细的细节描述，这些描述使得本领域熟练人员能够明显地意识到本领域的几种形式如何实施。
除非进行特殊说明，在本申请中所有百分比测试都是基于给定样品的重量为100％为基础来进行测试的。这样，例如30％表示每100重量份的样品中为30份。
除非进行特殊说明，所提到的化合物或成分，既包括化合物或成分本身，也包括结合的其他化合物或成分，例如化合物的混合物。
在进一步讨论之前，对下列术语的定义将有助于对本发明的理解。
“成核引发剂/促进剂‘能够引发并促进多价金属硅酸盐或多价金属碳酸盐在溶液相中成核以及沉淀的物质。
“水硬度”水溶液中镁和钙离子的含量。
“共聚物”指含有二种或更多种不同单体单元的聚合物。
总之，本发明涉及防止在与易结垢的水溶液体系接触的基底表面上水垢沉淀物的形成、沉积和/或附着的方法和无机组合物。这些水垢沉积物可能是碱土金属水垢沉积物，比如碱土金属碳酸盐水垢沉积物，特别是碳酸钙水垢沉积物，或者碱土金属草酸盐沉积物。
本发明优选的防垢剂包括多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐。多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐可以是结晶的或无定形的。多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐可以含有功能基团例如羧基、磺酸盐、硫酸盐和磷酸盐。例如，这些功能基团可以通过用含有羧基、磺酸盐、硫酸盐和磷酸盐功能基团的有机或无机化合物来处理多价金属硅酸盐或多价金属碳酸盐来获得。这些化合物的例子包括聚合物例如聚丙烯酸酯和聚丙烯酸，以及表面活性剂例如烷基苯磺酸盐、烷基苯硫酸酯和烷基苯膦酸酯。
多价金属硅酸盐包括粘土。粘土是自然存在的水合铝硅酸盐，具有2或3层的晶体结构，其具有铝的离子取代物，此种离子取代物包括镁、铁和钠。碱和碱土元素也可以是粘土的成分。氢通常是以结构中的羟基以及结构内和吸附在表面上的水的形式存在。这些取代在层状硅酸盐宽的类别内产生一系列不同的化学组成。已知，粘土的化学组成的较小差别就可以大大影响它们的化学和物理性质。
所有层状硅酸盐含有硅酸盐或铝硅酸盐层，在层内组合物Z2O5的四面体配位的阳离子Z如镁、铝和铁离子的晶片通过共享的O原子与八面体配位到氧和羟基上的阳离子晶片连接。当一个八面体晶片连接到一个四面体晶片，则形成象高岭土那样的1∶1层；当一个八面体晶片连接到二个四面体晶片，一边一个晶片，则形成象滑石和叶腊石那样的2∶1层。在铝硅酸盐层间能够发现的结构单元是与羟基八面体配位的阳离子晶片，象绿泥石，以及可能水合或没水合的单个阳离子，象绿土、膨润土、蛭石和云母。某些2∶1层状硅酸盐在水、乙二醇以及各种类似的化合物中能够溶胀，它是通过分子嵌入到2∶1的层间来实现的。
多价金属碳酸盐包括多价金属如碱土金属和碳酸盐的各种不同结合。多价金属的优选实例包括钙、镁、铁、锰和锌。例如，碱土金属碳酸盐包括碳酸钙混合碳酸镁。
多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐可以是合成的或天然存在的。合成多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐的实例包括沉淀的碳酸钙和二氧化硅的衍生产物如硅酸镁、铝硅酸盐、硅酸铝镁，等等。如下面更详细讨论的，不同颗粒尺寸、表面积、孔直径以及离子交换能力的合成多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐已经能够商业化生产。
本发明的防垢剂的优选实例非限制性地列举在下面，并不是完全的列举天然多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐多价金属硅酸盐钠蒙脱土(膨润土)硅酸铝镁蒙脱石粘土胶态坡缕石粘土滑石(水合硅酸镁)水合硅酸铝镁(例如蒙脱石粘土)钙膨润土滑石粉(镁膨润土)海泡石多价金属碳酸盐碳酸钙磨碎的碳酸钙碳酸镁碳酸亚铁碳酸锰白云石合成多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐多价金属硅酸盐硅酸铝钠水合钠—A型沸石丝光沸石合成的无定形沉淀硅酸盐硅酸铝镁合成锂蒙脱石(合成硅酸镁)无定形硅酸镁多价金属碳酸盐碳酸钙沉淀的碳酸钙碳酸镁碳酸锌碳酸亚铁碳酸锰在选择其它可用于本发明中的防垢剂时，具有铝硅酸盐骨架的化合物倾向于作为防垢剂。
而且，其它防垢剂的选择可以根据本发明的防垢剂是如何假设起作用来进行。既然不想受理论束缚，本发明可能涉及一种或更多种如下所示的机理，各种不同机理依赖于防垢剂种类。
对于某些防垢剂，本发明的机理可能涉及离子交换，其类似于水软化中的离子交换。例如，钠离子能够交换钙离子，以致于减少水溶液体系的钙离子浓度，从而减少钙化合物的沉淀。可以肯定的是，减少钙离子浓度也同时减慢了钙基晶体的生长速度，结果形成的晶体倾向于更小、更规整。较小的晶体在水相中更稳定，并且不大可能在设备上沉淀。
根据另外一个假设的机理，本发明的防垢剂可以作为成核引发剂/促进剂起作用。这样，本发明的防垢剂可以作为一种种子来起作用。例如，结垢化合物可以沉淀到防垢剂上，而不是沉淀到设备上。成核引发剂/促进剂可以是无机的。尽管其它化合物可以作为成核引发剂/促进剂，但是特别值得肯定的是磨碎的碳酸钙可以作为一种成核引发剂/促进剂。
仍然根据另外一个假设的机理，本发明的防垢剂可以通过表面吸附起作用。尽管表面吸附可以包括在上述的离子交换和成核机理中，但表面吸附可以作为一种独立的机理。例如，在表面吸附中没有必要在防垢剂表面上形成单独的固相。
综观上述，本发明的防垢剂被假设至少作为离子交换剂、成核引发剂/促进剂或表面吸附剂之一来起作用，这要靠防垢剂种类来定。
上面列举的防垢剂也可以互相结合使用。另人惊奇的是上面列举的防垢剂的某些结合发现具有协合作用。特别是，钠蒙脱土和磨碎的碳酸钙或硅酸铝镁的结合产生了预想不到的效果。
对于碳酸钙和钠蒙脱土的结合，碳酸钙与钠蒙脱土的重量比优选是约0.1∶1到20∶1，更优选的是约0.5∶1到7∶1，最优选的是约1∶1到4∶1。这样，按照防垢剂的总量计算，在碳酸钙和钠蒙脱土的结合中碳酸钙的用量优选是约10wt％到95wt％，更优选的是约30wt％到90wt％，最优选的是约50wt％到80wt％。因此，按照防垢剂的总量计算，在碳酸钙和钠蒙脱土的结合中钠蒙脱土的用量优选是约5wt％到90wt％，更优选的是约10wt％到70wt％，最优选的是约20wt％到50wt％。
对于硅酸铝镁和钠蒙脱土的结合，硅酸铝镁与钠蒙脱土的重量比优选是约0.1∶1到20∶1，更优选的是约0.5∶1到7∶1，最优选的是约1∶1到4∶1。这样，按照防垢剂的总量计算，在硅酸铝镁和钠蒙脱土的结合中硅酸铝镁的用量优选是约10wt％到95wt％，更优选的是约30wt％到90wt％，最优选的是约50wt％到80wt％。因此，按照防垢剂的总量计算，在硅酸铝镁和钠蒙脱土的结合中钠蒙脱土的用量优选是约5wt％到90wt％，更优选的是约10wt％到70wt％，最优选的是约20wt％到50wt％。
防垢剂的颗粒尺寸最好是小分。更具体的说，根据防垢剂种类，防垢剂的平均颗粒尺寸优选是小于约100微米，更优选的是小于约10微米，最优选的是小于约3微米，优选的范围是约0.01到10微米，更优选的是约0.1到5微米，最优选的是约0.1到3微米。当碳酸钙是原位生成，如下所述，颗粒尺寸优选是约0.01到10微米，更优选的是约0.01到5微米。另外，对于碱土金属碳酸盐，包括磨碎的碳酸盐，平均颗粒尺寸优选是小于约2微米，更优选的是小于约1微米，更优选的是小于约0.5微米，范围是约0.1到2微米。在本申请中，颗粒尺寸是通过动态光散射在25℃下水溶液中测试的。
防垢剂的颗粒尺寸应该是小的一个原因是增加比表面积。根据防垢剂的种类，防垢剂的比表面积优选是约10到1500m2/g，更优选的是约50到1000m2/g。例如，荷兰Delfziji，Zeolyst International公司的沸石可以合成得到范围在400到950m2/g的比表面积。在本申请中，表面积是通过低温(77K)下测试氮气等温线，然后用BET方程计算出表面积。
在这方面，本发明的防垢剂的颗粒尺寸和比表面积可以通过粉碎、研磨、或调节温度、pH值、压力以及制备环境中的其它化学/物理参数来调节。对于碳酸钙，依靠粉碎过程和加入到石灰石原料中的分散剂，可以得到不同颗粒尺寸和比表面积的磨碎的碳酸钙颗粒。分散剂用来控制粘度、颗粒尺寸，以及稳定磨碎的碳酸钙的淤浆液，其固体含量一般为约75wt％。这样，分散剂能够稳定颗粒以防止颗粒聚集，以致于降低颗粒尺寸分布。可以用下列分散剂但并不局限于此阴离子聚合物(例如聚丙烯酸酯、多磺酸盐、聚马来酸酯、木素磺化盐、马来酸酐和异丁烯的共聚物)，非离子聚合物(例如聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、环氧乙烷/环氧丙烷(EO/PO)嵌段共聚物)，阳离子聚合物(例如聚乙烯亚胺、聚胺)，阴离子表面活性剂(例如磺基琥珀酸二烷基酯、烷基膦酸酯、烷基醚硫酸酯)，阳离子表面活性剂(例如脂肪胺盐、烷基季铵盐)，非离子表面活性剂(例如脱水山梨醇链烷酸酯、乙氧基化脱水山梨醇链烷酸酯、烷基酚乙氧基化物、脂肪醇乙氧基化物)。
本发明的防垢剂的水垢抑制效果也可能由于上述分散剂的存在而增强。尽管分散剂可以与防垢剂预先混合，比如在磨碎过程中，分散剂还可以与本发明的防垢剂分开加入到水溶液体系中，在本发明的防垢剂之前或之后加入。例如，根据pH值、温度以及离子浓度，防垢剂与分散剂的混合重量比优选是约50∶1到1∶1，更优选的是20∶1到1∶1，最优选的是10∶1到1∶1，其混合的效果比单一组分更有效，要高几倍。
作为一个实例，当碳酸钙象下面比较详细地讨论的那样在原位形成时，最好是同时加入一种分散剂，如上面讨论的那些，比如聚丙烯酸酯。当一种分散剂和原位形成的碳酸钙一起用时，通常会产生协合效应。例如根据pH值、温度、钙离子浓度以及碳酸盐离子浓度，沉淀碳酸钙与分散剂的混合重量比优选是约50∶1到1∶1，更优选的是20∶1到1∶1，最优选的是10∶1到1∶1，其混合的效果比单一组分更有效，经常要高几倍。
作为另一个实例，当马来酸酐和异丁烯共聚物和本发明中的防垢剂一起用时，也可以产生预想不到的且惊人的协合效应。尽管预想到马来酸酐和异丁烯共聚物可以与除磨碎的碳酸钙以外的防垢剂一起作用，磨碎的碳酸钙和马来酸酐/异丁烯共聚物的结合仍导致了预想不到的协合结果。根据pH值、温度以及离子浓度，防垢剂与马来酸酐/异丁烯共聚物的混合重量比优选是约50∶1到1∶1，更优选的是20∶1到1∶1，最优选的是10∶1到1∶1，其混合的效果比单一组分更有效，经常要高几倍。为避免本发明的防垢剂和共聚物的有效性降低，在加入本发明的防垢剂之前已知防垢剂的pH值优选是大于约8，更优选的是大于约9，最优选的是大于约10。综观上述，加入到水溶液体系的马来酸酐/异丁烯共聚物的量优选是最多约250ppm，更优选的是最多约100ppm，最优选的是最多约50ppm，用量范围优选是约3到250ppm，更优选的是5到100ppm，最优选的是8到50ppm。
本发明的防垢剂的水垢抑制效果也可以通过加入至少一种蛋白质而得到增强。尽管蛋白质可以和防垢剂进行预先混合，蛋白质还可以与本发明的防垢剂分开加入到水溶液体系中，在本发明的防垢剂之前或之后加入。可以和本发明结合使用的蛋白质实例包括大豆蛋白，比如“Soyprotein 3230”蛋白质以及“Soyprotein 4950”蛋白质，它们都是Central Soya，Fort Wayne，IN公司的产品。结果发现“Soyprotein4950#1097-1”蛋白质可以改善本发明防垢剂的水垢抑制效果，该蛋白质就是用酶处理30分钟的“Soyprotein 4950”蛋白质，也是Central Soya，Fort Wayne，IN公司的产品。
当一种蛋白质和本发明中的防垢剂一起用时，也可以产生预想不到的和惊人的协合效应。例如，本发明的防垢剂与蛋白质的混合重量比优选是约50∶1到1∶1，更优选的是20∶1到1∶1，最优选的是10∶1到1∶1，其混合的效果比单一组分更有效，经常要高几倍。比如，磨碎的碳酸钙和“Soyprotein 3230”蛋白质或“Soyprotein 4950#1097-1”蛋白质的混合物通常要比单一组分经常更有效几倍。
根据防垢剂的种类，防垢剂的离子交换能力可能是一个重要的变量。对于可能涉及离子交换来防止水垢的防垢剂，比如沸石，其离子交换能力优选是最少约0.1meq/g，更优选的是0.5meq/g，最优选的是1.0meq/g，典型的范围是约0.1到10meq/g，更典型的范围是约0.5到8.0meq/g，最典型的范围是约1.0到8.0meq/g。和本发明的某些防垢剂相反，当磨碎的碳酸钙用作诱发碳酸钙结晶种子的时候，磨碎的碳酸钙的离子交换能力并不重要。
当碳酸钙用作防垢剂时，最好是用磨碎的碳酸钙。磨碎的碳酸钙可以通过对岩石料进行干法或湿法研磨来生产，岩石料中的碳酸钙物种通常分为白垩、石灰石和大理石。在干法中，在过筛除去大颗粒以后，岩石料可以在如转筒式干燥器中进行干燥，然后在象球磨机、轧制机或锤磨机中进行磨碎。最细的颗粒通常通过气流分级从整体中分出，而粗粒子返回磨碎机进一步磨碎。这种方法通常用于易于粉碎的白垩填料，并且通常得到的是5到10微米的粗粒子。在粉碎和球磨机磨碎后，湿法研磨更适于从石灰石和大理石生产磨碎的碳酸钙。这个过程中用浮选法来除去污染物，得到高亮度的成品。具有小于2微米的中等颗粒尺寸的产品通常是在介质或砂磨机中进行湿法研磨得到。在研磨过程中通常加入如前所述的分散剂，以形成磨碎的碳酸钙的高固含量淤浆液。磨碎的碳酸钙中的杂质水平典型的是至少约0.5wt％，更典型的是至少约0.8wt％，最典型的是至少约1wt％，典型的范围是约1到2wt％。
相对于沉淀的碳酸钙，磨碎的碳酸钙的水垢抑制效果是预想不到的和惊人的。既然不想受理论束缚，假设磨碎的碳酸钙的无孔结构比沉淀碳酸钙的多孔结构更有效。我们认为是沉淀碳酸钙的孔减慢了含水碳酸钙向碳酸钙表面的扩散，以致于含水碳酸钙在沉淀碳酸钙表面上的沉积慢于在磨碎的碳酸钙表面。
上述防垢剂中许多可以商品买到。另外，也可能在原位形成上述某些防垢剂。例如碳酸钙、碳酸镁、无定形铝硅酸盐以及碳酸铁可以原位生成。
按照本发明，有几种方法可以原位生成可以作为防垢剂的碳酸钙。例如，可以把二氧化碳吹入含有钙离子的水溶液中，例如蒸煮液或漂白设备过滤液中。另一个实例，例如来自钙盐的钙离子也可以加入到含有碳酸根离子的水溶液中，比如蒸煮液或漂白设备过滤液。仍然另一个实例，碳酸钙也可以通过氧化钙和碳酸根离子的反应来制得，例如在硫酸盐制浆回收系统中通过苛化反应可以生成碳酸钙，也就是熟石灰(CaO)和碳酸根离子(来自于碳酸钠)反应生成氢氧化钠和碳酸钙。
当本发明的防垢剂是原位产生时，惊奇地发现已知防垢剂与原位产生防垢剂的某些结合导致了协合效应。特别是，当沉淀的碳酸钙即原位生成的碳酸钙与已知防垢剂结合时就会产生协合结果，已知防垢剂例如聚丙烯酸、聚马来酸、丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸的共聚物、丙烯酸和2-羟基-3-烯丙氧基丙烷磺酸的共聚物，以及三价磷化合物，比如次氮基亚丙基膦酸、羟基-亚乙基膦酸、膦酰基丁烷三甲酸和六偏磷酸钠。为避免本发明的防垢剂和共聚物的有效性降低，在加入本发明的防垢剂之前已知防垢剂的pH值优选是大于约8，更优选的是大于约9，最优选的是大于约10。这样，多价金属碳酸盐比如碳酸钙在pH值小于7时就开始溶解，而多价金属硅酸盐在低pH值时也由于氢离子的质子化作用而失效。为了使有效性最大，沉淀碳酸钙与已知防垢剂的重量比优选是约10∶1到100∶1，更优选的是约4∶1到8∶1，最优选的是约6∶1。
加入到水溶液体系中的防垢剂的量依赖于这些变量如温度、pH值以及其它化合物的存在。对于温度，较高的温度通常需要较高量的防垢剂。PH值的变化对所需防垢剂量的影响依赖于防垢剂的种类。类似的，其它化合物的存在对防垢剂量的影响依赖于其它化合物的种类。例如，含有镁和铁的化合物可能作为毒物以致于需要更多的防垢剂。相反，化合物如木素却起到增效剂的作用，以致于所需防垢剂的量较小。
综观上述，加入到水溶液体系的防垢剂的浓度优选是每ppm的水硬度是约1ppb到10ppm，更优选的是约1ppb到7ppm，最优选的是约1ppb到5ppm。这样，加入到体系中的防垢剂的浓度优选最大约50ppm，更优选的是最大约75ppm，更优选的是最大约95ppm，更优选的是最大约200ppm，更优选的是最大约500ppm，最优选的是最大约1000ppm，浓度范围优选是约1到1000ppm，更优选的是约1到500ppm，最优选的是约1到200ppm。
防垢剂所加入的水溶液体系可能含有金属离子，比如钙、钡、镁、铝、锶、铁等离子体，以及几种阴离子比如碳酸氢盐、碳酸盐、硫酸盐、草酸盐、磷酸盐、硅酸盐、氟化物等。
本发明欲防止的水垢可能通过上述离子的任意结合而形成。例如，水垢可能涉及碳酸钙和草酸钙的结合。典型的是水垢含有至少约90wt％的无机材料，更典型的是含有至少约95wt％的无机材料，最典型的是含有至少约99wt％的无机材料。
在含有钙离子和碳酸根离子并要加入防垢剂的水溶液体系中，在加入防垢剂之前，钙离子浓度通常是约10到500ppm，更经常的是约20到300ppm，最经常的是约50到200ppm。并且在加入防垢剂之前，该体系中碳酸根离子的浓度通常是约100到30000ppm，更经常的是约500到25000ppm，最经常的是约1000到20000ppm。
在含有钙离子和草酸根离子并要加入防垢剂的水溶液体系中，在加入防垢剂之前，钙离子浓度通常是约5到600ppm，更经常的是约10到500ppm，甚至更经常的是约20到500ppm，最经常的是约30到400ppm。并且，在加入防垢剂之前，该体系中草酸根离子的浓度通常是约0.1到10,000ppm，更经常的是约1到5000ppm，最经常的是约5到1000ppm。
水溶液体系中也可能包括其它添加剂和化合物。例如，本发明中的多价金属防垢剂可以和其它防垢剂一起用，例如在本发明背景技术中所讨论的那些，如磷酸盐、丙烯酸酯、膦酸酯、环氧丁二酸酐、磺酸盐以及马来酸盐。和本发明的防垢剂结合使用的其它防垢剂用量依赖于体系的条件以及防垢剂的类型。其它防垢剂与本发明中的防垢剂的重量比优选是约1∶100到100∶1，更优选的是约1∶30到30∶1，最优选的是1∶10到10∶1。尽管防垢剂可以分开加入到水溶液体系中，也就是本发明的防垢剂可以在其它防垢剂之前或之后加入，但最好是在加入到水溶液体系之前各防垢剂进行预混合。一起使用防垢剂的步骤在混合时应当保护混合物的物理/化学性质，例如由于上述的原因，其它防垢剂的pH值优选是大于约8，更优选的是大于约9，最优选的是大于约10。
添加剂的其它实例包括表面活性剂(例如环氧乙烷/环氧丙烷(EO/PO)嵌段共聚物、烷基酚乙氧基化物、磺基琥珀酸二烷基酯、烷基膦酸酯、烷基醚硫酸酯、乙氧基化脱水山梨醇链烷酸酯、脂肪胺盐、脂肪醇乙氧基化物以及硅基表面活性剂)，分散剂如上面所讨论的那些，制浆助剂(例如AQ(蒽醌)、聚硫化物以及上面提到的表面活性剂)，漂白剂(例如酶、过氧化氢、二氧化氯、次氯酸、氧气、臭氧以及螯合剂比如EDTA(乙二胺四乙酸))，还有在系统清洗项目中的絮凝、聚沉和澄清用聚合物，下面将进行更详细的描述，例如废水处理、回收锅炉、澄清器、过滤器、浮选池、清洗器和筛网。
加入防垢剂的水溶液体系可以是处于高温下。例如，体系的温度典型可以是约25到500℃，更典型的是约70到500℃，甚至更典型的是约80到200℃。当防垢剂是加入到一个蒸煮器中，水溶液体系的温度通常是约150到175℃。当防垢剂是加入到蒸煮器前的一个料片斜槽泵中，水溶液体系的温度通常是约80到110℃。
本发明的防垢剂在不同pH值条件下工作。特别是，本发明的防垢剂工作的pH值优选是约2到14，更优选的是约3到14，最优选的是约4到14，比如10到14。如前面所述，pH值的变化可能导致结垢。
这样，本发明的防垢剂在酸性条件下工作以抑制某些水垢如草酸盐水垢。对于草酸盐水垢，防垢剂所加入的水溶液体系经常具有小于7的pH值，例如约2到7，甚至更经常是3到7。例如，在典型的漂白设备阶段中的pH值经常是约2到12，更经常的是约2到7，甚至更经常的是约2.5到5。
对于碳酸盐水垢，防垢剂所加入的水溶液体系经常具有碱性pH值，更经常的是pH值至少约为9，通常的范围约是5到14，更经常的是约9到14，甚至更经常的约是10到13。这样，在造纸生产中的漂白步骤一般是高pH值下进行的，比如典型的是约9到14，更典型的是约10到12。
防垢剂所加入的水溶液体系可以是处在氧化条件下。本发明的防垢剂在氧化条件下起作用的能力是很重要的，因为漂白的条件经常是氧化性的。并且，氧化条件经常使已知防垢剂的效能下降。氧化条件可以是过氧化氢或二氧化氯存在的结果。过氧化氢存在的浓度约是100到10000ppm，更典型的是约200到2000ppm，甚至更典型的是约240到750ppm。二氧化氯存在的浓度约是100到10000ppm，更典型的是约500到3000ppm，甚至更典型的是约600到1100ppm。
防垢剂所加入的水溶液体系可以是处在大气条件或压力条件下。例如，典型的压力是约14到1500psi，更典型的是约80到1500psi。当水溶液体系包含造纸机的蒸煮器时，蒸煮器的压力典型的是约125到150psi。当水溶液体系包含锅炉时，锅炉压力典型的是最大约1500psi。
当防垢剂不是原位产生时，为保证防垢剂充分分散在水溶液体系中，防垢剂最好以水基淤浆液的形式加入。根据防垢剂的种类不同，水基淤浆液可以含有少于约5wt％的防垢剂，少于约2wt％的防垢剂，至少约40wt％的防垢剂，至少约50wt％的防垢剂，至少约60wt％的防垢剂，或者至少约75wt％的防垢剂。例如，对于磨碎的碳酸钙，如果碳酸钙的量少于约75wt％，它可能从淤浆液中沉淀出。另外一个例子，对于膨润土，如果膨润土的量大于约5wt％将很难用泵输送。
防垢剂所加入的水溶液体系的实例包括工业用水体系，优选水流量至少约10gpm，更优选的是至少约20gpm，甚至更优选的是至少约1000gpm。本发明的工业用水体系的实例包括冷却塔、热交换器、蒸发器、制浆蒸煮器、制浆洗涤器以及制浆漂白设备。这些工业用水体系可能涉及到采矿(例如在碱性条件下洗矿)、纺织品加工(例如冷却塔、热交换器、清洗工艺)、汽车工业(例如冷却塔、热交换器)、食品加工(例如加工设备、澄清、通气、消毒以及啤酒厂)、钢铁制造(例如冷却塔、热交换器)、水处理(例如水净化)以及石油工业(例如原油-水混合物的生产和处理)。
特别是，硫酸盐法制浆过程中蒸煮器的水垢沉积可以按照本发明得到控制。这样，蒸煮器的运行时间长度可以增加从而取得产量增加、纸浆重量稳定以及能量损失减少的效果。而且，由水垢沉积所引起的问题也大大减少，这对改善操作效率起到重要的作用。
防垢剂的添加点可以在水垢形成地方上或之前。例如，防垢剂可以加在制浆蒸煮器之前或之中。另一个实例，防垢剂可以正好加在漂白设备装置之前或之中。当防垢剂加在制浆蒸煮器之前，经常是加在木片机械处理之后或处理过程中。例如，防垢剂可以加在料片仑之后、木片斜槽泵中、蒸煮液加热泵中或在线排水器中。当防垢剂直接加到蒸煮器或其它设备中时，加入点可以选在防垢剂最需要的地方。例如，防垢剂可以加在蒸煮器的加热区。在许多条件下，本发明的防垢剂比已知的防垢聚合物性能好。除了这些充分的、改善的性能外，多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐的原材料费用也远远小于已知的防垢剂。因此，本发明的一个优点是成本效益比好。
一旦防垢剂已经用过，例如在制浆经过蒸煮器之后或漂白过程结束之后，最好是把防垢剂从系统中例如蒸煮液或漂白液除去。防垢剂的排除依赖于体系，且可能涉及机械的和/或化学分离的技术。
机械分离可能用到如下设备澄清器、浮选池、沉清槽、过滤器(预涂层和布覆盖的)、离心机以及渗透装置。
化学分离可能涉及运用澄清助剂，它可能包括有机和无机化合物的结合或反应以使固体形成易于快速分离的大的团块。高分子量的有机水溶性聚合物广泛用作促凝剂。促凝聚合物可以是阳离子性的(例如聚二烯丙基二甲基氯化铵(polyDADMAC)，聚胺)，阴离子性的(例如聚丙烯酰胺、聚酰胺、聚丙烯酸)，以及非离子性的(聚氧化乙烯、聚乙烯醇)。促凝聚合物的添加量优选是最多约10ppm，更经常的是最多约5ppm，最经常的是最多约0.5ppm。聚沉聚合物的分子量可以大于约1×106，通常的范围是1×106到10×106。无机化合物比如氢氧化铝和氢氧化铁也可以用作促凝剂。
本发明将通过以下实施例做进一步阐述。这些实施例是非限制性的，并且不限制本发明的范围。
除非特别说明，实施例中的所有百分比、份数等均以重量来计算。
实施例1-39和对照例1和2进行瓶试验来确定多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐在防止碳酸钙水垢方面的效果，并与已知的水垢抑制剂进行比较。如下面较详细讨论的那样，试验条件是70℃，pH值12.4，以及缓慢搅拌进行1小时的诱导时间。
配制了含有2.205wt％碳酸钙的硬水溶液。并配制含有0.18wt％碳酸钠和0.2125wt％氢氧化钠的碱性水溶液。这两种溶液同时加入到100ml的玻璃瓶中，随后加入表1中所列的防垢剂，按比例得到100g最终溶液，溶液组成如下表2和3所示。添加氢氧化钠调节溶液pH值到12.4。如下表2和3所示，最终溶液要么是“温和”的结垢条件60 ppm的钙离子(以碳酸钙计150ppm)和1000ppm的碳酸根离子，要么是“苛刻”的结垢条件100ppm的钙离子(以碳酸钙计250ppm)和10,000ppm的碳酸根离子70℃下搅拌1小时后，从试验瓶中移出溶液，然后用#4Whatman过滤器(孔径＜20-25微米)进行真空过滤。考虑到过滤器的孔径尺寸，对于这些实施例和对照例，近似认为颗粒尺寸小于约20-25微米的的碳酸钙晶体较不容易在基底上沉淀，而颗粒尺寸大于约20-25微米的的碳酸钙晶体将更可能在基底上沉淀，因此将可能以水垢形式沉淀下来。例如，有关颗粒尺寸、结晶速率和沉淀之间的关系在HANSEN等的美国专利No.3,518,204的栏3中有所讨论，该专利公开的全部内容在此被引用作参考文献。滤液样品中加入2克30wt％的盐酸以防止晶体的进一步形成/生长。
在将试验液从试验瓶中移出之后，在每个试验瓶中生成一个“粘附”的样品，其包括用50克的14wt％硝酸漂洗玻璃瓶。该粘附的样品表示了在试验过程中沉积到瓶表面上的碳酸钙的量。
所有液体样品的钙离子浓度是通过电感耦合等离子体(ICP)来进行分析的。采用Franklin，MA，Thermo Jarrell Ash公司的“IRIS-APDuo”电感耦合等离子体分光计进行ICP测试。“IRIS-AP Duo”电感耦合等离子体分光计的操作条如下打开排气开关，到压力表指示0.8到1.2psi的压力降。CID(电荷注入装置)的温度低于-70℃，而FPA(焦平面组)的温度在5℃以上。清洗时间设在90秒。灼烧参数是RF(射频)功率1150瓦，辅助流量中等，雾化器流速0.55升/分，泵速110转/分。槽和主线的清洗气体阀分别设在4升/分和6升/分。暗箱阀设在2升/分。在分光计按上面设置好后，分光计在运行自动进样器之前要预热至少15分钟。
如上所述，表1列举了本发明的实施例和对照例所用的防垢剂。
表1
这些试验的条件和结果见下面的表2和3。对于表2，试验条件是温度70℃，pH值12.5，钙离子浓度60ppm以及碳酸根离子浓度1000ppm。在表2，“％抑制率”是防止了多少水垢形成的一个相对测量值，这样数值越高表示防止水垢效果越好。水垢抑制百分数按照以下公式计算
考虑到未处理样品的钙(以碳酸钙计)浓度就是对照例1中的钙(以碳酸钙计)浓度，即5.9ppm，以及考虑总钙(以碳酸钙计)浓度是150ppm，那么实施例1的水垢抑制百分数是11％＝(21-5.9)/(150-5.9)。尽管水垢抑制百分数越高越好，该水垢抑制百分数优选是至少约85％。同时在表2，“％沉积率”表示沉积到表面上的钙(以碳酸钙计)的重量百分数。
表2
表2表明在“温和”的结垢条件下(即60ppm的钙离子和1000ppm的碳酸根离子)，除了防垢剂B和L以外的所有试验防垢剂无论在抑制晶体生长还是减少在表面上的水垢沉积方面都是有效的。当碳酸钙用这些多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐处理后，特别是防垢剂C、G、I以及N-U，水垢沉积百分数显著减少。
在表3中，试验条件是温度70℃，pH值12.5，钙离子浓度100ppm以及碳酸根离子浓度10,000ppm。
表3
表3表明防垢剂G、N、O、R、T和U在“苛刻”的试验条件下(即100 ppm的钙离子和10,000 ppm的碳酸根离子)在减少水垢形成及沉积方面仍然是有效的。
在看表2和3的数据时，值得注意的是多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐，比如硅酸铝镁、硅酸镁、镁膨润土、钙膨润土、以及海泡石，由于缺乏离子交换性能正常情况下不能用作水软化剂。然而，这些多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐对碳酸钙水垢的控制却很有效。奇怪的是，可以作为水软化剂的硅酸铝钠(例如防垢剂B和L)在抑制碳酸钙晶体形成和减少水垢沉积方面不是很有效。
实施例40-43和对照例3-7进行一种“Parr”高压罐试验来比较钠蒙脱土(膨润土)，即防垢剂G和一种已知的防垢聚合物的防垢性能。实验在模拟硫酸盐法制浆工艺的温度来进行。
试验条件是170℃，pH值12.4，钙离子浓度60ppm，碳酸根离子浓度1000ppm，以及未经搅拌进行1小时的诱导时间。在混合前将碳酸盐溶液预热到70℃以得到具有表4、5所列举的浓度的溶液，采用实施例1-39和对照例1和2所述的试验步骤。
在把溶液加入到一个Parr高压罐以后，将高压罐置于170℃的烘箱1小时，压力典型的是120到150psi，所用Parr高压罐型号Model4751，是IL Moline，Parr Instrument Company公司产品，具有125毫升的容量。处理完毕，将高压罐从烘箱中取出，冷却1小时。所得流体从高压罐中移出，然后象实施例1-39和对照例1和2所述的那样进行真空过滤。在流体从高压罐中移出之后，用50克的14wt％硝酸溶解基底表面上沉积的碳酸钙，而在每个Parr高压罐中生成一个“粘附”的样品。所有液体样品的钙离子浓度是通过电感耦合等离子体(ICP)来进行分析，采用实施例1-39和对照例1和2所述的试验步骤。
在下面的表4中，试验条件是温度170℃，pH值12.5，钙离子浓度60ppm，碳酸根离子浓度1000ppm。对照例4和5采用Draw ChemicalCompany公司的产品“DRAWFAX342”，其是马来酸和丙烯酸(摩尔比2∶1)的共聚物，分子量约2700。
表4
表4表明，在抑制晶体生长和减少水垢沉积方面，防垢剂G即钠蒙脱土比已知聚合物马来酸和丙烯酸的共聚物即“DRAWFAX342”更有效。
在下面的表5中，试验条件是温度170℃，pH值12.5，钙离子浓度100ppm，碳酸根离子浓度10,000ppm。
表5
表5表明，即使在“苛刻”的试验条件下进行试验，防垢剂G即钠蒙脱土也更有效。
实施例44-66和对照例8-18这些实施例和对照例涉及采用动态管分块试验来研究各种防垢剂的性能。一种含有碳酸盐和防垢剂的溶液在毛细管中与一种钙溶液混合，来试验防垢剂在防止水垢方面的有效性，它是通过测量毛细管中的压力增加来实现的。
总之，除了包含73.78g/l碳酸钠的实施例54和55以外，碱性溶液包含37.09g/l碳酸钠；6g/l氢氧化钠(50wt％)；以及防垢剂，其用量要得到表6和7所列的浓度。碱性溶液通过一个初级毛细管进料，流速为12.5ml/min。包含有0.74g/lCaCl2.2H2O的钙溶液通过一个次级毛细管进料，流速为12.5ml/min，次级毛细管和初级毛细管连接形成一个2米长的毛细管(内径0.127cm)。
结果是，碱性溶液和钙溶液混合形成过饱和溶液。除了实施例54和55包含20,000ppm的碳酸盐，该过饱和水溶液的组成如下钙离子96ppm碳酸根离子10,054 ppm氢氧化钠 0.15wt％(pH＝12.5)温度 170℃该过饱和溶液是泵送通过2米长的毛细管，流速为25ml/min，温度170℃，压力55psi。
当这两种溶液在毛细管中一混合，碳酸钙晶体就形成并沉淀。沉淀的程度依赖于防垢剂的有效性和浓度，并可以由整个毛细管的反压来显示，该反压通过一个压力转换器来测量。低的差压意味着处理有效。试验进行30分钟或直到压力增加1psi。达到1psi所需时间(即诱导时间)越长，该化学处理越有效。
如表6和7所列举的，采用动态管分块试验对许多种多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐进行了试验，其结果与以下几种已知防垢剂的效果进行了比较PESA(聚环氧丁二酸)、AMP(氨基三亚甲基膦酸)、PBTC(2-膦酰基丁烷-1，2，4-三甲酸)、“DRAWFAX342”(如前所述)以及“SB 37105”分子量3300的聚丙烯酸，IL，Mundelein，PerformanceProcess Incorporated公司产品。
表6
表6的结果表明PESA和马来酸共聚物在抑制管表面上的晶体生长和减少水垢沉积方面没有效，这可以通过其到达1psi差压的极短的诱导时间(2-6分钟)看出。相比之下，未处理的碳酸钙溶液在约2分钟内达到这个差压。
表6也表明防垢剂E、F、G的性能远胜过已知的防垢剂。例如，30ppm的防垢剂G比60ppm的AMP更有效。拒推测，硅酸铝钠沸石(即防垢剂A)在96ppm的钙离子浓度和20,000ppm的碳酸根离子浓度条件下防垢效果不好，而实施例55表明在这样的条件下防垢剂G仍然能有效控制碳酸钙水垢的形成和沉积。
表7包括钠蒙脱土和其它一种多价金属硅酸盐或多价金属碳酸盐混合使用的水垢抑制效果。
表7
表7表明当防垢剂F在加入到水溶液体系之前与防垢剂G按照重量比1∶2进行混合，结果发现具有很强的协合作用。例如，在很低的用量如10ppm，在30分钟时混合物仍然表现出很低的差压(0.3psi)。相比之下，对于防垢剂G(15ppm)10分钟就达到1psi的差压，而对于防垢剂F(10ppm)29分钟就达到相同的差压。表7同时表明防垢剂J和防垢剂G混合也表现出协合作用。
实施例67-71和对照例19-26
进行瓶试验来比较碳酸钙和已知防垢剂在不同pH值下抑制碳酸钙和草酸钙水垢的效果。如下面较详细讨论的那样，试验条件是70℃以及缓慢搅拌进行1小时的诱导时间。
通常按照实施例1-39和对照例1-2制备最终溶液。在这方面，尽管每个瓶试验所用的溶液量都是100g，有时所制备的最终溶液量大于100g。然而在每种情况下，最终溶液含有60ppm的钙离子浓度、500ppm的碳酸根离子浓度以及100ppm的草酸根离子浓度。钙离子和碳酸根离子的来源与实施例1-39和对照例1-2一样，草酸根离子来源于草酸钠。通过加入氢氧化钠调节溶液的pH值到下表8所列的数值。
70℃下搅拌1小时后，从试验瓶中移出溶液，然后用#114 Whatman过滤器(孔径20微米)进行真空过滤。如前面所述，近似认为颗粒尺寸小于约20微米的碳酸钙和草酸钙晶体较不容易在基底上沉淀，而颗粒尺寸大于约20微米的晶体将更可能在基底上沉淀，因此将可能以水垢形式沉淀下来。滤液样品中加入2克30wt％的盐酸以防止晶体的进一步形成/生长。
在将试验液从试验瓶中移出之后，和实施例1-39和对照例1-2的方法一样，在每个试验瓶中生成一个“粘附”的样品。所有液体样品的钙离子浓度是通过电感耦合等离子体(ICP)来进行分析的，实验方法和实施例1-39和对照例1-2的一样。
这些试验的条件和结果列在下面的表8中。对于表8，试验条件是温度70℃，pH值12.5，氯化钠浓度0.3wt％，钙离子浓度100ppm，碳酸根离子浓度500ppm以及草酸盐浓度100ppm。在表8中，SL4560和SL4600分别是“SL4560”防垢剂和“SL4600”防垢剂，都是特拉华州威尔明顿市赫尔克里士公司产品。“SL4560”和“SL4600”防垢剂是聚羧酸酯和磷酸酯的专利混合物。
表8
表8表明按照本发明，防垢剂F即碳酸钙相对于已知防垢剂防垢性能好。特别是，本发明的防垢剂低用量的防垢效果通常就能和较高用量的已知防垢剂效果至少一样。甚至于，在较高pH值下，低用量的本发明的防垢剂能够胜过较高用量的已知防垢剂效果。
实施例72-74和对照例27-35进行瓶试验来比较在相对于实施例67-71和对照例19-26至少钙离子、碳酸根离子或草酸根离子之一浓度较高的条件下，碳酸钙和已知防垢剂抑制碳酸钙和草酸钙水垢的效果。试验步骤与实施例67-71和对照例19-26一样，只是至少钙离子、碳酸根离子或草酸根离子之一的浓度增加，如下表9-11所示。
第一组试验的条件和结果列在下面表9。对于表9，试验条件是温度70℃，1小时的诱导时间，pH值11.0，氯化钠浓度0.3wt％，钙离子浓度100ppm，碳酸根离子浓度500ppm以及草酸盐浓度100ppm。在表9中，以及表10和11中，SL4560和SL4600分别指“SL4560”防垢剂和“SL4600”防垢剂，都是特拉华州威尔明顿市赫尔克里士公司产品，而AR970A指“AR970A”聚丙烯酸酯防垢剂，是Tennessee，Chattanooga.ALCO Chemical公司产品。对于表9，水垢抑制百分数是根据20ppm的未处理样品回收的碳酸钙来计算的，短线“-”表示没测试。
表9
表9表明在上述条件下本发明的碳酸钙在抑制水垢方面比已知的防垢剂更有效。
第二组试验的条件和结果列在下面表10。对于表10，试验条件是温度70℃，1小时的诱导时间，pH值11.0，氯化钠浓度0.3wt％，钙离子浓度100ppm，碳酸根离子浓度1000ppm以及草酸盐浓度100ppm。对于表10，水垢抑制百分数是根据24ppm的未处理样品回收的碳酸钙来计算的。
表10
表10表明在上述条件下本发明的碳酸钙在抑制水垢方面比已知的防垢剂更有效。
第三组试验的条件和结果列在下面表11。对于表11，试验条件是温度70℃，1小时的诱导时间，pH值11.0，氯化钠浓度0.3wt％，钙离子浓度100ppm，碳酸根离子浓度1000ppm以及草酸盐浓度300ppm。对于表11，水垢抑制百分数是根据30ppm的未处理样品回收的碳酸钙来计算的。
表11
表11表明在上述条件下本发明的碳酸钙在抑制水垢方面比已知的防垢剂更有效。
实施例75-82和对照例36-47进行瓶试验来比较在氧化条件下以及相对于实施例1-39和对照例1-2具有较高钙浓度的条件下，碳酸钙和已知防垢剂抑制碳酸钙水垢的效果。试验步骤与实施例1-39和对照例1-2一样，只是有下述例外，例如钙浓度较高、pH值较低以及某些实施例由于过氧化氢而处在氧化条件下。
通常按照实施例1-39和对照例1-2制备最终溶液。这样，尽管每个瓶试验所用的溶液量都是100g，有时所制备的最终溶液量大于100g。然而在每种情况下，最终溶液含有100 ppm的钙离子浓度以及1000ppm的碳酸根离子浓度。通过加入氢氧化钠调节溶液的pH值到11.0。
在涉及到过氧化氢的实施例中，过氧化氢按如下方法加入将1g5000ppm的过氧化氢加入1g防垢剂，然后在70℃下将溶液诱导保温10分钟。诱导以后，该过氧化氢溶液加入到98g的含有碳酸钙或草酸盐的溶液中。
70℃下搅拌1小时后，从试验瓶中移出溶液，然后用#114 Whatman过滤器(孔径20微米)进行真空过滤。在将试验液从试验瓶中移出之后，和实施例1-39和对照例1-2的方法一样，在每个试验瓶中生成一个“粘附”的样品。所有液体样品的钙离子浓度是通过电感耦合等离子体(ICP)来进行分析的，实验方法和实施例1-39和对照例1-2的一样。
试验条件和结果列在下面表12。对于表12，试验条件是温度70℃，1小时的诱导时间，pH值11.0，钙离子浓度150ppm，以及碳酸根离子浓度1000ppm。
表12
表12表明本发明的防垢剂F在较低用量下抑制碳酸钙水垢比已知防垢剂更有效。表12还表明本发明的防垢剂在氧化条件下较低用量抑制碳酸钙水垢比已知防垢剂更有效。
实施例83-88和对照例48-59进行瓶试验来比较在氧化条件以及较高草酸盐离子浓度的条件下，碳酸钙和已知防垢剂抑制碳酸钙和草酸钙水垢的效果。试验步骤与实施例75-82和对照例36-47一样，只是有下述例外，例如钙离子浓度较低以及给出的草酸盐浓度。
试验条件和结果列在下表13中。对于表13，试验条件是温度70℃，1小时的诱导时间，pH值11.0，氯化钠浓度0.3wt％，钙离子浓度100ppm，碳酸根离子浓度1000ppm以及草酸盐浓度300ppm。
表13
表13表明在低浓度非氧化条件下本发明的防垢剂在抑制碳酸钙和草酸钙水垢方面比已知防垢剂效果更好。表13也表明在低浓度氧化条件下本发明的防垢剂在抑制碳酸钙和草酸钙水垢方面比已知防垢剂效果更好，以及在较高浓度氧化条件下本发明的防垢剂在抑制水垢方面至少和已知防垢剂效果相当。
实施例89-96和对照例60-74这些实施例和对照例涉及采用动态管分块试验来研究各种防垢剂抑制碳酸钙水垢方面的效果。这些实施例和对照例的试验步骤与实施例44-66和对照例8-18一样，只是有下述例外。
在每个实施例和对照例中，其碱性溶液包括·碳酸钠和可选择的草酸钠，其用量是使得达到表14所列的浓度·3g/l的氢氧化钠，以及·防垢剂，其用量以满足极限浓度。该极限浓度是在35分钟运行时间保持毛细管压力低于1psi所需的最小浓度。
碱性溶液通过一个初级毛细管进料，流速为12.5ml/min。包含有CaCl2.2H2O的钙溶液通过一个次级毛细管进料，流速为12.5ml/min，次级毛细管和初级毛细管连接形成一个2米长的毛细管(内径0.127cm)。钙溶液中的CaCl2.2H2O的浓度是达到表14中的浓度。因此，碱性溶液和钙溶液混合以形成过饱和溶液，该过饱和溶液的浓度列在表14中。
在表14中，SL4324指“SL4324”聚丙烯酸酯防垢剂，是特拉华州威尔明顿市赫尔克里士公司产品。在表14中，试验条件是温度80℃以及pH值11。
表14
表14表明在所有试验条件下，本发明防垢剂的最小极限浓度都比已知防垢剂的最小极限浓度要低。
实施例97-116和对照例75-78进行一种瓶试验来比较在酸性条件下，本发明的碳酸钙防垢剂和已知防垢剂在抑制草酸钙水垢方面的效果，只是实施例116在碱性条件下。试验步骤与实施例1-39和对照例1-2一样，只是有下述例外。
具有表15所列的浓度的最终溶液一般是按照实施例1-39和对照例1-2的步骤进行配制。这样，尽管每个瓶试验所用的溶液量都是100g，有时所制备的最终溶液量大于100g。通过加入盐酸调节溶液的pH值到表15所列的pH值，在实施例116中加入氢氧化钠来调节。
在表15中所列的温度下搅拌1小时后，将溶液从试验瓶中移出，然后用#114Whatman过滤器(孔径20微米)进行真空过滤。在将试验液从试验瓶中移出之后，和实施例1-39和对照例1-2的方法一样，在每个试验瓶中生成一个“粘附”的样品。所有液体样品的钙离子浓度是通过电感耦合等离子体(ICP)来进行分析的，实验方法和实施例1-39和对照例1-2的一样。
试验条件和结果列在下面表15中。
表15
表15表明在酸性条件下，本发明的防垢剂要达到和已知防垢剂相同的水垢抑制效果，需要较高的用量。
表15还表明当温度超过60℃以及pH值是6或更高时，本发明的防垢剂按照表15所列的用量则不能有效地抑制水垢。这样，既然不想受理论束缚，我们认为在较低温度和较高pH值下草酸钙水垢形成更快。
实施例117-130和对照例79-82这些实施例和对照例涉及采用动态管分块试验来研究各种防垢剂的效果，包括沉淀碳酸钙来抑制碳酸钙和草酸钙的原位形成。这些实施例和对照例的试验步骤与实施例89-96和对照例60-74一样，只是有下述例外。
一种碱性溶液包括3.50g/l碳酸钠0.3g/l草酸钠3g/l的氢氧化钠，以及防垢剂，其用量是使得达到表16所列的浓度。碱性溶液通过一个初级毛细管进料，流速为12.5ml/min。包含有0.74g/lCaCl2.2H2O的钙溶液通过一个次级毛细管进料，流速为12.5ml/min，次级毛细管和初级毛细管连接形成一个2米长的毛细管(内径0.127cm)。
结果是，碱性溶液和钙溶液混合形成过饱和溶液。该过饱和水溶液的组成和条件如下钙离子 100ppm碳酸根离子 1000ppm草酸根离子 100ppm氢氧化钠 0.15wt％(pH＝11)温度 80℃该过饱和溶液用泵输送通过2米长的毛细管，流速为25ml/min，温度80℃，压力55psi。
在表16中，AR808是指“AR808”聚丙烯酸酯，Tennessee，Chattanooga，ALCO Chemical公司产品。毛细管中压力按照表16所列的不同时间进行测量。
表16
表16表明，和原位生成类似的沉淀碳酸钙在碳酸钙和草酸钙形成体系中比一种已知聚合物在抑制水垢方面更有效。表16还表明当沉淀碳酸钙和这种已知聚合物在加入到水溶液体系之前进行预混合可以产生协合效果。
实施例131-141和对照例83-85进行一种瓶试验来比较本发明的碳酸钙防垢剂和已知防垢剂在抑制草酸钙水垢方面的效果。试验步骤与实施例97-116和对照例75-78一样，只是有下述例外。
通过加入氢氧化钠调节溶液的pH值到11。在表17中的每一种情况，钙离子浓度是100ppm，草酸根离子浓度是200ppm，以及温度80℃。
表17
表17表明沉淀碳酸钙在抑制草酸钙水垢方面并不比已知聚合物更有效。表17还表明，沉淀碳酸钙和已知聚合物可以在加入到水溶液体系之前预混合来抑制草酸钙水垢。
实施例142-143这些实施例和对照例涉及采用动态管分块试验来比较磨碎的碳酸钙和试剂级碳酸钙的防垢剂效果。这些实施例和对照例的试验步骤与实施例89-96和对照例60-74一样，只是有下述例外。
在表18，试验条件是温度170℃，2.6wt％的氢氧化钠，钙离子浓度35ppm，以及碳酸根离子浓度6500ppm。该极限浓度是在35分钟运行时间保持毛细管压力低于1psi所需的最小浓度。
表18
表18表明磨碎的碳酸钙比试剂级碳酸钙抑制水垢效果更好。
实施例144-149和对照例86-88这些实施例和对照例涉及采用动态管分块试验来研究试剂级沉淀碳酸钙和磨碎的碳酸钙在抑制碳酸钙水垢方面的效果。这些实施例和对照例的试验步骤与实施例117-130和对照例79-82一样，只是有下述例外。
毛细管压力按照表19所列的不同时间进行测量。在表19中，通过加入2.6wt％的氢氧化钠使每个实施例和对照例试验的pH值在13，除了对照例88、148和149pH值在11。
表19
表19表明磨碎的碳酸钙比沉淀碳酸钙抑制碳酸钙水垢的效果更好。
实施例150-170和对照例89-102这些实施例和对照例涉及采用动态管分块试验来研究各种防垢剂的效果，包括沉淀碳酸钙来抑制碳酸钙水垢的原位形成。这些实施例和对照例的试验步骤与实施例89-96和对照例60-74一样，只是有下述例外。
在表20中，SP3230是指“Soyprotein 3230”蛋白质，而SP4950是指“Soyprotein 4950”蛋白质，它们都是Central Soya，Fort Wayne，IN公司的产品。SP4950-1是指“SP4950#1097-1”蛋白质，也是Central Soya公司的产品，它包含使用前用酶处理了30分钟的“Soyprotein 4950”蛋白质。S12-29是指“S12-29”阴离子蛋白质，而S12-21是指“S12-21”阴离子蛋白质，它们都是IL，Bedford，Donlar Corporation公司的产品。
在表20，试验条件是钙离子浓度90ppm，碳酸根离子浓度1000ppm，2.6wt％的氢氧化钠，以及温度170℃。毛细管压力按照表20所列的不同时间进行测量。
表20
表20表明当与蛋白质结合用时，磨碎的碳酸钙即防垢剂F能抑制水垢。例如，磨碎的碳酸钙和SP3230结合使用就表现出协合效果。
在表21中，SP4950-2是指“SP4950#1097-2”蛋白质，也是CentralSoya，Fort Wayne，IN公司的产品，它包含使用前用酶处理了2小时的“Soyprotein 4950”蛋白质。Calpro 75是指“Calpro 75”蛋白质，是CA，Corona，Calpro Ingredients公司的产品。HC200是指“CaseinHC200”酪蛋白，是IL，Chicago，National Casein Co.公司产品。
在表21，试验条件是钙离子浓度35ppm，碳酸根离子浓度6500ppm，2.6wt％的氢氧化钠，以及温度170℃。毛细管压力按照表21所列的不同时间进行测量。
表21
表21表明当与蛋白质结合使用时，磨碎的碳酸钙即防垢剂F能抑制水垢。例如，磨碎的碳酸钙和SP4950-1以重量比1∶1结合使用就表现出协合效果。
实施例171-181和对照例103-104
这些实施例和对照例涉及采用动态管分块试验来研究在含有90ppm钙离子和10,000ppm碳酸根离子的溶液中，磨碎的碳酸钙和马来酸酐-异丁烯共聚物的防垢效果。一种含有碳酸盐、氢氧化钠和防垢剂的溶液在毛细管中与一种钙溶液混合，来试验防垢剂在防止水垢方面的有效性，它是通过测量毛细管中的压力增加来实现的。
总之，该碱性溶液包括35.34g/l碳酸钠52g/l的氢氧化钠，以及防垢剂，其用量是使得达到表22所列的浓度。碱性溶液通过一个初级毛细管进料，流速为12.5ml/min。包含有0.675g/l CaCl2.2H2O的钙溶液通过一个次级毛细管进料，流速为12.5ml/min，次级毛细管和初级毛细管连接形成一个2米长的毛细管(内径0.127cm)。
结果是，碱性溶液和钙溶液混合形成过饱和溶液。该过饱和水溶液的组成如下钙离子 90ppm碳酸根离子 10,000ppm氢氧化钠 2.6wt％温度 170℃该过饱和溶液用泵输送通过2米长的毛细管，流速为25ml/min，温度170℃，压力35psi。
如表22所列，采用动态管分块试验来试验磨碎的碳酸钙结合使用马来酸酐-异丁烯共聚物的防垢性能，其结果与未处理体系以及只用磨碎的碳酸钙处理的体系进行比较。T731是指“T731”马来酸酐-异丁烯共聚物，分子量15,000，Pennsylvania，Philadelphia，Rohm and Haas公司产品。
表22
表22的结果表明磨碎的碳酸钙与马来酸酐-异丁烯共聚物的混合物，尤其在6∶1的比例，比单一组分更有效。例如，5ppm的6∶1混合物的效果等价于15ppm的“Hydrocarb HG”磨碎的碳酸钙。
实施例182-188和对照例105这些实施例和对照例涉及采用动态管分块试验来研究在含有90ppm钙离子和20,000 ppm碳酸根离子的溶液中，磨碎的碳酸钙和马来酸酐-异丁烯共聚物的防垢效果。这些实施例和对照例按照与实施例171-181和对照例103-104一样的方法进行，只是有下述例外。在这些实施例和对照例中，该碱性溶液包括70.67g/l碳酸钠52g/l的氢氧化钠，以及防垢剂，其用量是使得达到表23所列的浓度。该过饱和水溶液的组成如下钙离子90ppm碳酸根离子20,000ppm氢氧化钠 2.6wt％结果列在下表23中。
表23
表23的结果表明10ppm的磨碎的碳酸钙与马来酸酐-异丁烯共聚物的6∶1混合物的防垢效果等价于15ppm的“Hydrocarb HG”磨碎的碳酸钙。
实施例189-195和对照例106-107这些实施例和对照例涉及采用动态管分块试验来研究在含有90ppm钙离子和8000ppm碳酸根离子的溶液中，磨碎的碳酸钙和马来酸酐-异丁烯共聚物的防垢效果。这些实施例和对照例按照与实施例171-181和对照例103-104一样的方法进行，只是有下述例外。
在这些实施例和对照例中，该碱性溶液包括28.272g/l碳酸钠52g/l的氢氧化钠，以及防垢剂，其用量是使得达到表24所列的浓度。
该过饱和水溶液的组成如下钙离子 90ppm碳酸根离子 8000ppm氢氧化钠2.6wt％结果列在下表24中。
表24
表24的结果表明5ppm的磨碎的碳酸钙与马来酸酐-异丁烯共聚物的6∶1混合物的防垢效果等价于11.25ppm的“Hydrocarb HG”磨碎的碳酸钙。
实施例196-199和对照例108这些实施例和对照例涉及采用动态管分块试验来研究在含有60ppm钙离子和8000ppm碳酸根离子的溶液中，磨碎的碳酸钙和马来酸酐-异丁烯共聚物的防垢效果。这些实施例和对照例按照与实施例171-181和对照例103-104一样的方法进行，只是有下述例外。
在这些实施例和对照例中，该碱性溶液包括28.272g/l碳酸钠52g/l的氢氧化钠，以及防垢剂，其用量是使得达到表25所列的浓度。
钙离子溶液包含0.45g/l的CaCl2.2H2O。
该过饱和水溶液的组成如下钙离子 60ppm碳酸根离子 8000ppm氢氧化钠2.6wt％结果列在下表25中。
表25
表25的结果表明3ppm的“Hydrocarb HG”磨碎的碳酸钙与马来酸酐-异丁烯共聚物的6∶1混合物的防垢效果等价于11.25ppm的“Hydrocarb HG”磨碎的碳酸钙。
实施例200-206和对照例109-110这些实施例和对照例涉及采用动态管分块试验来研究在含有60ppm钙离子和10,000ppm碳酸根离子的溶液中，磨碎的碳酸钙和马来酸酐-异丁烯共聚物的防垢效果。这些实施例和对照例按照与实施例171-181和对照例103-104一样的方法进行，只是有下述例外。
在这些实施例和对照例中，该碱性溶液包括35.34g/l碳酸钠52g/l的氢氧化钠，以及防垢剂，其用量是使得达到表26所列的浓度。
钙离子溶液包含0.45g/l的CaCl2.2H2O。
该过饱和水溶液的组成如下钙离子60ppm碳酸根离子10,000ppm氢氧化钠 2.6wt％结果列在下表26中。
表26
表26的结果表明“Carbital95”磨碎的碳酸钙与马来酸酐-异丁烯共聚物的混合物比单一组分防垢效果更有效。3ppm的“HydrocarbHG”磨碎的碳酸钙与马来酸酐-异丁烯共聚物的混合物的防垢效果等价于12ppm的“Hydrocarb HG”磨碎的碳酸钙。
实施例207-215和对照例111-112这些实施例和对照例涉及采用动态管分块试验来研究在含有60ppm钙离子和20,000ppm碳酸根离子的溶液中，磨碎的碳酸钙和马来酸酐-异丁烯共聚物的防垢性能。这些实施例和对照例按照与实施例171-181和对照例103-104一样的方法进行，只是有下述例外。
在这些实施例和对照例中，该碱性溶液包括70.67g/l碳酸钠52g/l的氢氧化钠，以及防垢剂，其用量是使得达到表27所列的浓度。钙离子溶液包含0.45g/l的CaCl2.2H2O。该过饱和水溶液的组成如下钙离子60ppm碳酸根离子20,000ppm氢氧化钠 2.6wt％结果列在下表27中。
表27
表27的结果表明5ppm的“Hydrocarb HG”磨碎的碳酸钙与马来酸酐-异丁烯共聚物的6∶1混合物的防垢效果等价于15ppm的“Hydrocarb HG”磨碎的碳酸钙。
虽然联系上述这些优选的具体实施例对本发明进行了描述，以使其中的各方面内容能得到充分理解和解释，但这并不是要将本发明局限在这些特殊实例上。相反，本发明将覆盖所有可以包括在所附权利如权利要求所定义的本发明范围内的替代内容、修饰内容以及等价内容。
权利要求
1.一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括向水溶液体系中加入防垢剂以使得水溶液体系中的防垢剂含量最大为约1000ppm，防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一，水溶液体系的pH值至少约为9。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述防垢剂包含一种铝硅酸盐骨架。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述防垢剂包含至少一种功能基团，该功能基团至少包含羧基、磺酸盐、硫酸盐和磷酸盐其中之一。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述防垢剂至少包含下列物质之一钠蒙脱土、硅酸铝镁、滑石、水合硅酸铝镁、钙膨润土、滑石粉、海泡石、碳酸钙、碳酸镁、碳酸亚铁、碳酸锰、碳酸锌和白云石。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述防垢剂至少包含下列物质之一硅酸铝钠、硅酸铝镁、锂蒙脱石、无定形硅酸镁、碳酸钙、碳酸镁、碳酸锌、碳酸亚铁、碳酸锰。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属硅酸盐以及至少包含下列物质之一钠蒙脱土、硅酸铝镁、滑石、水合硅酸铝镁、钙膨润土、滑石粉、海泡石、硅酸铝钠、锂蒙脱石和无定形硅酸镁。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属碳酸盐以及至少包含下列物质之一碳酸钙、碳酸镁、碳酸亚铁、碳酸锰、白云石和碳酸锌。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述防垢剂包含磨碎的碳酸钙和钠蒙脱土。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述防垢剂包含硅酸铝镁和钠蒙脱土。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属碳酸盐，且其中多价金属碳酸盐包括磨碎的碳酸钙。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述防垢剂的平均颗粒尺寸小于约10微米。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述防垢剂的比表面积约为10到1000m2/g。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述水溶液体系的pH值约为9到14。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述水垢包含碱土金属水垢。
15.如权利要求1所述的方法，其中所述水垢包含碳酸钙。
16.如权利要求1所述的方法，其中所述水溶液体系至少包含钙、钡、镁、铝、碳酸氢盐、碳酸盐、硫酸盐和磷酸盐之一。
17.如权利要求1所述的方法，其中所述在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm。
18.如权利要求1所述的方法，其中所述水溶液体系的温度约为25到500℃。
19.如权利要求1所述的方法，其中所述水溶液体系处在80到1500psi的压力下。
20.如权利要求1所述的方法，其中所述防垢剂被加入到冷却塔。
21.如权利要求1所述的方法，其中所述防垢剂被加入到热交换器。
22.如权利要求1所述的方法，其中所述防垢剂被加入到蒸发器。
23.如权利要求1所述的方法，其中所述防垢剂被加入到制浆蒸煮器之前。
24.如权利要求1所述的方法，其中所述防垢剂被加入到制浆蒸煮器中。
25.如权利要求1所述的方法，其中所述防垢剂被加入到洗涤器中。
26.如权利要求1所述的方法，其进一步包括处理原油-水混合物。
27.如权利要求1所述的方法，其中所述水垢包含碳酸钙，防垢剂的平均颗粒尺寸小于约10微米，防垢剂的比表面积约为10到1000m2/g，水溶液体系的pH值约为9到14，在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm，并且水溶液体系的温度约为25到500℃。
28.一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括向水溶液体系中加入防垢剂以使得水溶液中的防垢剂含量最大为约1000ppm，防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一，水溶液体系中包含最多约0.4ppm的阳离子聚合物。
29.如权利要求28所述的方法，其中所述阳离子聚合物的分子量大于约1×106。
30.如权利要求28所述的方法，其中所述防垢剂包含一种铝硅酸盐骨架。
31.如权利要求28所述的方法，其中所述防垢剂包含至少一种功能基团，该功能基团至少包含羧基、磺酸盐、硫酸盐和磷酸盐其中之一。
32.如权利要求28所述的方法，其中所述防垢剂至少包含下列物质之一钠蒙脱土、硅酸铝镁、滑石、水合硅酸铝镁、钙膨润土、滑石粉、海泡石、碳酸钙、碳酸镁、碳酸亚铁、碳酸锰、碳酸锌和白云石。
33.如权利要求28所述的方法，其中所述防垢剂至少包含下列物质之一硅酸铝钠、硅酸铝镁、锂蒙脱石、无定形硅酸镁、碳酸钙、碳酸镁、碳酸锌、碳酸亚铁、碳酸锰。
34.如权利要求28所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属硅酸盐以及至少包含下列物质之一钠蒙脱土、硅酸铝镁、滑石、水合硅酸铝镁、钙膨润土、滑石粉、海泡石、硅酸铝钠、锂蒙脱石和无定形硅酸镁。
35.如权利要求28所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属碳酸盐以及至少包含下列物质之一碳酸钙、碳酸镁、碳酸亚铁、碳酸锰、白云石和碳酸锌。
36.如权利要求28所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属碳酸盐，且其中多价金属碳酸盐包括磨碎的碳酸钙。
37.如权利要求28所述的方法，其中所述水溶液体系具有酸性pH值。
38.如权利要求28所述的方法，其中所述水溶液体系的pH值至少为9。
39.如权利要求28所述的方法，其中所述水溶液体系的pH值约为9到14。
40.一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括向水溶液体系中加入防垢剂以使得水溶液中的防垢剂含量最大为约1000ppm，防垢剂至少包含下列物质之一硅酸铝镁、水合硅酸铝镁、钙膨润土、滑石粉、海泡石、碳酸钙、碳酸镁、碳酸亚铁、碳酸锰、白云石、锂蒙脱石、无定形硅酸镁和碳酸锌。
41.如权利要求40所述的方法，其中所述防垢剂包含至少一种功能基团，该功能基团至少包含羧基、磺酸盐、硫酸盐和磷酸盐其中之一。
42.如权利要求40所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属硅酸盐以及至少包含下列物质之一硅酸铝镁、水合硅酸铝镁、钙膨润土、滑石粉、海泡石、锂蒙脱石和无定形硅酸镁。
43.如权利要求40所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属碳酸盐以及至少包含下列物质之一碳酸钙、碳酸镁、碳酸亚铁、碳酸锰、白云石和碳酸锌。
44.如权利要求40所述的方法，其中所述防垢剂包含碳酸钙，其中碳酸钙包括磨碎的碳酸钙。
45.如权利要求40所述的方法，其中所述水溶液体系具有酸性pH值。
46.如权利要求40所述的方法，其中所述水溶液体系的pH值至少为9。
47.如权利要求40所述的方法，其中所述水溶液体系的pH值约为9到14。
48.一种抑制工业水溶液体系中水垢沉积的方法，包括向水溶液体系中加入一种平均颗粒尺寸为0.01到10微米的成核促进剂/引发剂以抑制水垢沉积物的形成，所述水溶液体系中的所述成核促进剂/引发剂含量最大约1000ppm，水溶液体系的pH值至少约为9。
49.如权利要求48所述的方法，其中所述成核促进剂/引发剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一。
50.如权利要求48所述的方法，其中所述成核促进剂/引发剂包含一种铝硅酸盐骨架。
51.如权利要求48所述的方法，其中所述防垢剂包含至少一种功能基团，该功能基团至少包含羧基、磺酸盐、硫酸盐和磷酸盐其中之一。
52.如权利要求48所述的方法，其中所述成核促进剂/引发剂包含磨碎的碳酸钙。
53.如权利要求48所述的方法，其中所述水垢包含碳酸钙，成核促进剂/引发剂的平均颗粒尺寸小于约10微米，成核促进剂/引发剂的比表面积约为10到1000m2/g，水溶液体系的pH值约为9到14，在加入成核促进剂/引发剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm，以及水溶液体系的温度约为25到500℃。
54.一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括向水溶液体系中加入第一类阳离子，并从水溶液体系中除去与第一类阳离子不同的第二类阳离子，以抑制第二类阳离子形成水垢沉积物；且其中水溶液体系温度约为70到500℃。
55.如权利要求54所述的方法，其中在所述水溶液体系中添加第一类阳离子包括提供至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之
56.如权利要求55所述的方法，其中所述的多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一包含至少一种功能基团，该功能基团至少包含羧基、磺酸盐、硫酸盐和磷酸盐其中之一。
57.如权利要求54所述的方法，其中所述水溶液体系中，添加的第一类阳离子化合物包括提供包含一种具有铝硅酸盐骨架的化合物。
58.如权利要求54所述的方法，其中所述其中水垢包含碳酸钙，水溶液体系中添加第一类阳离子包括提供平均颗粒尺寸小于约10微米的化合物，该化合物的比表面积约为10到1000m2/g，水溶液体系的pH值约为9到14，在加入第一类阳离子之前水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm以及碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm。
59.如权利要求54所述的方法，其中所述水溶液体系具有酸性pH值。
60.如权利要求54所述的方法，其中所述水溶液体系的pH值至少为9。
61.如权利要求54所述的方法，其中所述水溶液体系的pH值约为9到14。
62.一种组合物，其包含磨碎的碳酸钙，和钠蒙脱土。
63.如权利要求62所述的组合物，其中所述磨碎的碳酸钙与钠蒙脱土的重量比大约是0.1∶1到20∶1。
64.如权利要求62所述的组合物，其中所述含有大约10wt％到95wt％的磨碎的碳酸钙。
65.如权利要求62所述的组合物，其中所述含有大约5wt％到90wt％的钠蒙脱土。
66.一种组合物，包含硅酸铝镁，和钠蒙脱土。
67.如权利要求66所述的组合物，其中所述硅酸铝镁与钠蒙脱土的重量比大约是0.1∶1到20∶1。
68.如权利要求66所述的组合物，其中所述含有大约10wt％到95wt％的硅酸铝镁。
69.如权利要求62所述的组合物，其中所述含有大约5wt％到90wt％的钠蒙脱土。
70.一种含水纸浆浆液，包含木浆、金属阳离子、阴离子，以及约50到500ppm的防垢剂，防垢剂由下列物质至少之一组成硅酸铝镁、水合硅酸铝镁、滑石粉、海泡石、碳酸钙、碳酸镁、碳酸亚铁、碳酸锰、白云石、锂蒙脱石、无定形硅酸镁和碳酸锌。
71.如权利要求70所述的纸浆浆液，其中所述防垢剂的平均颗粒尺寸小于约10微米。
72.如权利要求70所述的纸浆浆液，其中所述防垢剂的比表面积约为10到1000m2/g。
73.如权利要求70所述的纸浆浆液，其中所述水溶液体系的pH值约为9到14。
74.一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括向水溶液体系中加入防垢剂以使得水溶液中的防垢剂含量最大为约1000ppm，其中防垢剂包含多价金属碳酸盐。
75.如权利要求74所述的方法，其中所述防垢剂包含至少一种功能基团，该功能基团至少包含羧基、磺酸盐、硫酸盐和磷酸盐其中之
76.如权利要求74所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属碳酸盐以及至少包含下列物质之一碳酸钙、碳酸镁、碳酸锌、碳酸亚铁、碳酸锰和白云石。
77.如权利要求74所述的方法，其中所述防垢剂包含磨碎的碳酸钙和钠蒙脱土。
78.如权利要求74所述的方法，其中所述多价金属碳酸盐包含磨碎的碳酸钙。
79.如权利要求74所述的方法，其中所述防垢剂的平均颗粒尺寸小于约10微米。
80.如权利要求74所述的方法，其中所述防垢剂的比表面积约为10到1000m2/g。
81.如权利要求74所述的方法，其中所述水溶液体系具有酸性pH值。
82.如权利要求74所述的方法，其中所述水溶液体系的pH值至少约为9。
83.如权利要求74所述的方法，其中所述水溶液体系的pH值约为9到14。
84.如权利要求74所述的方法，其中所述水垢包含碱土金属水垢。
85.如权利要求74所述的方法，其中所述水垢包含碳酸钙。
86.如权利要求74所述的方法，其中所述水溶液体系至少包含钙、钡、镁、铝、碳酸氢盐、碳酸盐、硫酸盐和磷酸盐之一。
87.如权利要求74所述的方法，其中所述在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm。
88.如权利要求74所述的方法，其中所述水垢包含碳酸钙，防垢剂的平均颗粒尺寸小于约10微米，防垢剂的比表面积约为10到1000m2/g，水溶液体系的pH值约为9到14，在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm，并且水溶液体系的温度约为25到500℃。
89.一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括向水溶液体系中加入防垢剂以使得水溶液中的防垢剂含量最大为约1000ppm，其中防垢剂的平均颗粒尺寸约为0.01到10微米，防垢剂具有足够的比表面积来抑制水垢沉积，以及水溶液体系的pH值至少约为9。
90.如权利要求89所述的方法，其中所述防垢剂包含一种铝硅酸盐骨架。
91.如权利要求89所述的方法，其中所述防垢剂包含至少一种功能基团，该功能基团至少包含羧基、磺酸盐、硫酸盐和磷酸盐其中之一。
92.如权利要求89所述的方法，其中所述防垢剂至少包含下列物质之一钠蒙脱土、硅酸铝镁、滑石、水合硅酸铝镁、钙膨润土、滑石粉、海泡石、碳酸钙、碳酸镁、碳酸锌、碳酸亚铁、碳酸锰和白云石。
93.如权利要求89所述的方法，其中所述防垢剂至少包含下列物质之一钠蒙脱土、硅酸铝镁、锂蒙脱石、无定形硅酸镁、碳酸钙、碳酸镁、碳酸锌、碳酸亚铁、碳酸锰。
94.如权利要求89所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属硅酸盐以及至少包含下列物质之一钠蒙脱土、硅酸铝镁、滑石、水合硅酸铝镁、钙膨润土、滑石粉、海泡石、硅酸铝钠、锂蒙脱石和无定形硅酸镁。
95.如权利要求89所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属碳酸盐以及至少包含下列物质之一碳酸钙、碳酸镁、碳酸亚铁、碳酸锰、白云石和碳酸锌。
96.如权利要求89所述的方法，其中所述防垢剂包含磨碎的碳酸钙和钠蒙脱土。
97.如权利要求89所述的方法，其中所述防垢剂包含硅酸铝镁和钠蒙脱土。
98.如权利要求89所述的方法，其中所述多价金属碳酸盐包含磨碎的碳酸钙。
99.如权利要求89所述的方法，其中所述防垢剂的比表面积约为10到1000m2/g。
100.如权利要求89所述的方法，其中所述水垢包含碱土金属水垢。
101.如权利要求89所述的方法，其中所述水垢包含碳酸钙。
102.如权利要求89所述的方法，其中所述水溶液体系至少包含钙、钡、镁、铝、碳酸氢盐、碳酸盐、硫酸盐和磷酸盐之一。
103.如权利要求89所述的方法，其中所述在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm。
104.如权利要求89所述的方法，其中所述水垢包含碳酸钙，防垢剂的比表面积约为10到1000m2/g，水溶液体系的pH值约为9到14，在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm，并且水溶液体系的温度约为25到500℃。
105.一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括至少在水溶液体系中加入或生成防垢剂，水溶液中的防垢剂含量最大为约1000ppm，防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一，水溶液体系的pH值至少约为9，并且防垢剂的平均颗粒尺寸小于约3微米。
106.如权利要求105所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属硅酸盐以及至少包含下列物质之一钠蒙脱土、硅酸铝镁、滑石、水合硅酸铝镁、钙膨润土、滑石粉、海泡石、硅酸铝钠、锂蒙脱石和无定形硅酸镁。
107.如权利要求105所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属碳酸盐以及至少包含下列物质之一碳酸钙、碳酸镁、碳酸亚铁、碳酸锰、白云石和碳酸锌。
108.如权利要求105所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属碳酸盐，多价金属碳酸盐包含磨碎的碳酸钙。
109.如权利要求105所述的方法，其中所述防垢剂包含磨碎的碳酸钙和钠蒙脱土。
110.如权利要求105所述的方法，其中所述防垢剂的比表面积约为10到1000m2/g。
111.如权利要求105所述的方法，其中所述水垢包含碱土金属水垢。
112.如权利要求105所述的方法，其中所述水垢至少包含碳酸钙和草酸钙之一。
113.如权利要求105所述的方法，其中所述在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm。
114.如权利要求105所述的方法，其中所述在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，草酸根离子浓度约为0.1到10,000ppm。
115.如权利要求105所述的方法，其中所述水溶液体系的温度约为25到500℃。
116.如权利要求105所述的方法，其中所述水溶液体系处在80到1500psi的压力下。
117.如权利要求105所述的方法，其中所述防垢剂至少在下列设备之一的前面或之中加入或生成冷却塔、热交换器、蒸发器、制浆蒸煮器、制浆洗涤器以及纸浆漂白设备。
118.如权利要求105所述的方法，其中所述水溶液体系涉及造纸、采矿、纺织品制造、汽车制造、食品加工、钢铁制造、水处理以及石油加工之一。
119.如权利要求105所述的方法，其进一步包括向水溶液体系中加入至少一种另外的防垢剂。
120.如权利要求105所述的方法，其进一步包括向水溶液体系中加入至少一种蛋白质。
121.如权利要求105所述的方法，其中所述水垢包含碳酸钙，防垢剂的比表面积约为10到1000m2/g，水溶液体系的pH值约为9到14，在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm，并且水溶液体系的温度约为25到500℃。
122.一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括至少在水溶液体系中加入或生成防垢剂，水溶液中的防垢剂含量最大为约1000ppm，防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一，水溶液体系的pH值至少约为9，并且向水溶液体系中加入分散剂。
123.如权利要求122所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属硅酸盐以及至少包含下列物质之一钠蒙脱土、硅酸铝镁、滑石、水合硅酸铝镁、钙膨润土、滑石粉、海泡石、硅酸铝钠、锂蒙脱石和无定形硅酸镁。
124.如权利要求122所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属碳酸盐以及至少包含下列物质之一碳酸钙、碳酸镁、碳酸亚铁、碳酸锰、白云石和碳酸锌。
125.如权利要求122所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属碳酸盐，多价金属碳酸盐包含磨碎的碳酸钙。
126.如权利要求122所述的方法，其中所述防垢剂包含磨碎的碳酸钙和钠蒙脱土。
127.如权利要求122所述的方法，其中所述防垢剂的比表面积约为10到1000m2/g。
128.如权利要求122所述的方法，其中所述水垢包含碱土金属水垢。
129.如权利要求122所述的方法，其中所述水垢至少包含碳酸钙和草酸钙之一。
130.如权利要求122所述的方法，其中所述在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm。
131.如权利要求122所述的方法，其中所述在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，草酸根离子浓度约为0.1到10,000ppm。
132.如权利要求122所述的方法，其中所述水溶液体系的温度约为25到500℃。
133.如权利要求122所述的方法，其中所述水溶液体系处在80到1500psi的压力下。
134.如权利要求122所述的方法，其中所述防垢剂至少在下列设备之一的前面或之中加入或生成冷却塔、热交换器、蒸发器、制浆蒸煮器、制浆洗涤器以及纸浆漂白设备。
135.如权利要求122所述的方法，其中所述水溶液体系涉及造纸、采矿、纺织品制造、汽车制造、食品加工、钢铁制造、水处理以及石油加工之一。
136.如权利要求122所述的方法，其进一步包括向水溶液体系中加入至少一种另外的防垢剂。
137.如权利要求122所述的方法，其进一步包括向水溶液体系中加入至少一种蛋白质。
138.如权利要求122所述的方法，其中所述水垢包含碳酸钙，防垢剂的比表面积约为10到1000m2/g，水溶液体系的pH值约为9到14，在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm，并且水溶液体系的温度约为25到500℃。
139.一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括在水溶液体系中生成防垢剂以使得水溶液体系中的防垢剂含量最大为约1000ppm，防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一，防垢剂的平均颗粒尺寸小于约3微米。
140.一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括在水溶液体系中生成防垢剂，水溶液中的防垢剂含量最大为约1000ppm，防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一，并且向水溶液体系中加入分散剂。
141.一种抑制制浆机的水溶液体系中水垢沉积的方法，包括至少在纸浆蒸煮器之前或之中，至少在水溶液体系中加入或生成防垢剂，防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一。
142.如权利要求141所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属硅酸盐以及至少包含下列物质之一钠蒙脱土、硅酸铝镁、滑石、水合硅酸铝镁、钙膨润土、滑石粉、海泡石、硅酸铝钠、锂蒙脱石和无定形硅酸镁。
143.如权利要求141所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属碳酸盐以及至少包含下列物质之一碳酸钙、碳酸镁、碳酸亚铁、碳酸锰、白云石和碳酸锌。
144.如权利要求141所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属碳酸盐，多价金属碳酸盐包含磨碎的碳酸钙。
145.如权利要求141所述的方法，其中所述防垢剂包含磨碎的碳酸钙和钠蒙脱土。
146.如权利要求141所述的方法，其中所述防垢剂的比表面积约为10到1000m2/g。
147.如权利要求141所述的方法，其中所述水垢包含碱土金属水垢。
148.如权利要求141所述的方法，其中所述水垢至少包含碳酸钙和草酸钙之一。
149.如权利要求141所述的方法，其进一步包括最多向水溶液体系中加入大约10ppm的促凝剂。
150.如权利要求141所述的方法，其中所述在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm。
151.如权利要求141所述的方法，其中所述水溶液体系的pH值约为9到14。
152.如权利要求141所述的方法，其中所述水溶液体系的温度约为25到500℃。
153.如权利要求141所述的方法，其中所述水溶液体系处在80到1500psi的压力下。
154.如权利要求141所述的方法，其进一步包括向水溶液体系中加入至少一种另外的防垢剂。
155.如权利要求141所述的方法，其进一步包括向水溶液体系中加入至少一种蛋白质。
156.如权利要求141所述的方法，其中所述进一步包括至少用以下设备之一把防垢剂从水溶液体系中除去澄清器、浮选池、沉清槽、过滤器、离心机以及渗透装置。
157.如权利要求141所述的方法，其中所述水垢包含碳酸钙，防垢剂的比表面积约为10到1000m2/g，水溶液体系的pH值约为9到14，在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm，并且水溶液体系的温度约为25到500℃。
158.一种抑制纸浆机的水溶液体系中水垢沉积的方法，包括至少在水溶液体系中加入或生成防垢剂，至少刚好在漂白设备阶段之前或在漂白设备阶段之中，防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一。
159.如权利要求158所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属硅酸盐以及至少包含下列物质之一钠蒙脱土、硅酸铝镁、滑石、水合硅酸铝镁、钙膨润土、滑石粉、海泡石、硅酸铝钠、锂蒙脱石和无定形硅酸镁。
160.如权利要求158所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属碳酸盐以及至少包含下列物质之一碳酸钙、碳酸镁、碳酸亚铁、碳酸锰、白云石和碳酸锌。
161.如权利要求158所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属碳酸盐，多价金属碳酸盐包含磨碎的碳酸钙。
162.如权利要求158所述的方法，其中所述防垢剂包含磨碎的碳酸钙和钠蒙脱土。
163.如权利要求158所述的方法，其中所述防垢剂的比表面积约为10到1000m2/g。
164.如权利要求158所述的方法，其中所述水垢包含碱土金属水垢。
165.如权利要求158所述的方法，其中所述水垢至少包含草酸钙和碳酸钙之一。
166.如权利要求158所述的方法，其进一步包括添加最多为约10ppm的促凝剂。
167.如权利要求158所述的方法，其中所述在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，草酸根离子浓度约为0.1到10,000ppm。
168.如权利要求158所述的方法，其中所述在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm。
169.如权利要求158所述的方法，其中所述水溶液体系的pH值约为2到12。
170.如权利要求158所述的方法，其中所述水溶液体系是氧化性的。
171.如权利要求158所述的方法，其中所述水溶液体系的温度约为25到500℃。
172.如权利要求158所述的方法，其中所述水溶液体系处在80到1500psi的压力下。
173.如权利要求158所述的方法，其进一步包括向水溶液体系中加入至少一种另外的防垢剂。
174.如权利要求158所述的方法，其进一步包括向水溶液体系中加入至少一种蛋白质。
175.如权利要求158所述的方法，其进一步包括至少用以下设备之一把防垢剂从水溶液体系中除去澄清器、浮选池、沉清槽、过滤器、离心机以及渗透装置。
176.如权利要求158所述的方法，其中所述水垢至少包含草酸钙和碳酸钙之一，防垢剂的比表面积约为10到1000m2/g，水溶液体系的pH值约为2到12，在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，且在加入防垢剂之前，所述水溶液体系至少有草酸根离子浓度为约为0.1到10,000ppm和碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm之一，并且水溶液体系的温度约为25到500℃。
177.一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括至少在水溶液体系中加入或生成防垢剂以使得水溶液体系中的防垢剂含量最大为约1000ppm，且防垢剂至少包含下列物质之一硅酸铝镁、水合硅酸铝镁、钙膨润土、滑石粉、海泡石、碳酸镁、碳酸亚铁、碳酸锰、白云石、锂蒙脱石、无定形硅酸镁和碳酸锌。
178.如权利要求177所述的方法，其中所述防垢剂的平均颗粒尺寸小于约100微米。
179.如权利要求177所述的方法，其中所述防垢剂的比表面积约为10到1000m2/g。
180.如权利要求177所述的方法，其中所述水垢包含碱土金属水垢。
181.如权利要求177所述的方法，其中所述水垢至少包含碳酸钙和草酸钙之一。
182.如权利要求177所述的方法，其中所述在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm。
183.如权利要求177所述的方法，其中所述水溶液体系的pH值约为2到14。
184.如权利要求177所述的方法，其中所述水溶液体系是氧化性的。
185.如权利要求177所述的方法，其中所述水溶液体系的温度约为25到500℃。
186.如权利要求177所述的方法，其中所述水溶液体系处在80到1500psi的压力下。
187.如权利要求177所述的方法，其进一步包括向水溶液体系中加入至少一种另外的防垢剂。
188.如权利要求177所述的方法，其进一步包括向水溶液体系中加入至少一种蛋白质。
189.一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括至少在水溶液体系中加入或生成防垢剂以使得水溶液体系中的防垢剂含量最大为约1000ppm，防垢剂包含多价金属碳酸盐，防垢剂的平均颗粒尺寸小于约3微米。
190.如权利要求189所述的方法，其中所述多价金属碳酸盐包含磨碎的碳酸钙。
191.如权利要求189所述的方法，其中所述水垢包含碱土金属水垢。
192.如权利要求189所述的方法，其中所述水垢至少包含碳酸钙和草酸钙之一。
193.如权利要求189所述的方法，其中所述水溶液体系的pH值约为2到14。
194.如权利要求189所述的方法，其中所述水溶液体系是氧化性的。
195.如权利要求189所述的方法，其中所述水溶液体系的温度约为25到500℃。
196.如权利要求189所述的方法，其中所述水溶液体系处在80到1500psi的压力下。
197.如权利要求189所述的方法，其进一步包括向水溶液体系中加入至少一种另外的防垢剂。
198.如权利要求189所述的方法，其进一步包括向水溶液体系中加入至少一种蛋白质。
199.一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括至少在水溶液体系中加入或生成防垢剂以使得水溶液体系中的防垢剂含量最大为约1000ppm，防垢剂包含多价金属碳酸盐，并且向水溶液体系中加入分散剂。
200.如权利要求199所述的方法，其中所述多价金属碳酸盐包含磨碎的碳酸钙。
201.如权利要求199所述的方法，其中所述水垢包含碱土金属水垢。
202.如权利要求199所述的方法，其中所述水溶液体系的pH值约为2到14。
203.如权利要求199所述的方法，其中所述水溶液体系的温度约为25到500℃。
204.如权利要求199所述的方法，其中所述水溶液体系处在80到1500psi的压力下。
205.如权利要求199所述的方法，其中所述进一步包括向水溶液体系中加入至少一种另外的防垢剂。
206.如权利要求199所述的方法，其中所述进一步包括向水溶液体系中加入至少一种蛋白质。
207.一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括至少在水溶液体系中加入或生成防垢剂，其中防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一，并且向水溶液体系中加入至少一种蛋白质。
208.如权利要求207所述的方法，其中所述水溶液体系中防垢剂的量最大约1000ppm。
209.如权利要求207所述的方法，其中所述防垢剂的平均颗粒尺寸小于约100微米。
210.如权利要求207所述的方法，其中所述水溶液体系的pH值至少为9。
211.如权利要求207所述的方法，其中所述至少一种蛋白质包含大豆蛋白。
212.一种组合物，包含至少多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一，至少一种蛋白质，多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一与至少一种的蛋白质的重量比从约50∶1到1∶1。
213.如权利要求212所述的组合物，其中所述至少一种蛋白质含有大豆蛋白。
214.如权利要求212所述的组合物，其进一步包括水和木浆。
215.一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法，包括至少在水溶液体系中加入或生成防垢剂，其中防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一，并且加入马来酸酐和异丁烯共聚物。
216.如权利要求215所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属硅酸盐以及至少包含下列物质之一钠蒙脱土、硅酸铝镁、滑石、水合硅酸铝镁、钙膨润土、滑石粉、海泡石、硅酸铝钠、锂蒙脱石和无定形硅酸镁。
217.如权利要求215所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属碳酸盐以及至少包含下列物质之一碳酸钙、碳酸镁、碳酸亚铁、碳酸锰、白云石和碳酸锌。
218.如权利要求215所述的方法，其中所述防垢剂包含多价金属碳酸盐，多价金属碳酸盐包含磨碎的碳酸钙。
219.如权利要求215所述的方法，其中所述防垢剂包含磨碎的碳酸钙和钠蒙脱土。
220.如权利要求215所述的方法，其中所述水溶液体系中防垢剂的量最大约1000ppm。
221.如权利要求215所述的方法，其中所述防垢剂的平均颗粒尺寸小于约100微米。
222.如权利要求215所述的方法，其中所述防垢剂的比表面积约为10到1000m2/g。
223.如权利要求215所述的方法，其中所述防垢剂与所述共聚物的重量比大约是50∶1到1∶1。
224.如权利要求215所述的方法，其中所述水溶液体系中的共聚物的量最大约为250ppm。
225.如权利要求215所述的方法，其中所述水垢包含碱土金属水垢。
226.如权利要求215所述的方法，其中所述水垢至少包含碳酸钙和草酸钙之一。
227.如权利要求215所述的方法，其中所述水溶液体系的pH值约为2到14。
228.如权利要求215所述的方法，其中所述水溶液体系是氧化性的。
229.如权利要求215所述的方法，其中所述在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm。
230.如权利要求215所述的方法，其中所述在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，草酸根离子浓度约为0.1到10,000ppm。
231.如权利要求215所述的方法，其中所述水溶液体系的温度约为25到500℃。
232.如权利要求215所述的方法，其中所述水溶液体系处在80到1500psi的压力下。
233.如权利要求215所述的方法，其中所述防垢剂至少在下列设备之一的前面或之中加入或生成冷却塔、热交换器、蒸发器、制浆蒸煮器、制浆洗涤器以及纸浆漂白设备。
234.如权利要求215所述的方法，其中所述防垢剂至少在制浆蒸煮器的前面或之中加入或生成。
235.如权利要求215所述的方法，其中所述防垢剂至少刚好在纸浆漂白设备阶段的前面或之中加入或生成。
236.如权利要求215所述的方法，其中所述水溶液体系涉及造纸、采矿、纺织品制造、汽车制造、食品加工、钢铁制造、水处理以及石油加工之一。
237.如权利要求215所述的方法，其中所述进一步包括向水溶液体系中加入至少一种另外的防垢剂。
238.如权利要求215所述的方法，其中所述进一步包括向水溶液体系中加入至少一种蛋白质。
239.如权利要求238所述的方法，其中所述至少的种蛋白质包含大豆蛋白。
240.如权利要求215所述的方法，其中所述进一步包括向水溶液体系中加入最多约10ppm的促凝剂。
241.如权利要求215所述的方法，其中所述进一步包括至少用以下设备之一把防垢剂从水溶液体系中除去澄清器、浮选池、沉清槽、过滤器、离心机以及渗透装置。
242.如权利要求215所述的方法，其中所述水垢包含碳酸钙，防垢剂的比表面积约为10到1000m2/g，水溶液体系的pH值约为9到14，在加入防垢剂之前，水溶液体系的钙离子浓度约为10到500ppm，碳酸根离子浓度约为100到30,000ppm，并且水溶液体系的温度约为25到500℃。
243.一种组合物，其包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐至少之一，马来酸酐和异丁烯共聚物，且其中所述多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐至少之一与共聚物的重量比从约50∶1到1∶1。
244.如权利要求243所述的组合物，其进一步包括水和木浆。
全文摘要
一种抑制水溶液体系中水垢沉积的方法。该方法可包括:向水溶液体系中加入防垢剂以使得水溶液体系中的防垢剂含量最大为约1000ppm,其中防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一,其中水溶液体系的pH值至少约为9且其中所述防垢剂的平均颗粒尺寸是低于3微米。所述方法包括至少在水溶液体系中添加或生成防垢剂,其中所述防垢剂至少包含多价金属硅酸盐和多价金属碳酸盐之一,并添加马来酸酐和异丁烯的共聚物。以及此种方法所用的组合物。
文档编号C02F5/00GK1355772SQ00808976
公开日2002年6月26日 申请日期2000年6月13日 优先权日1999年6月16日
发明者凌天风, 米茨·K·法德尔, 迪伊·T·恩古因, 王向怀, 张福山 申请人:赫尔克里士公司