重質(zhì)碳酸鈣是一種以方解石、白堊、大理石等礦石為原料,采用機械粉碎方法生產(chǎn)的碳酸鈣粉體材料,具有原料來源廣、白度高、吸油值低、適用性好、價格低廉等特點,是目前應(yīng)用最廣、用量最大的無機非金屬礦物粉體產(chǎn)品。
目前,重質(zhì)碳酸鈣精細加工技術(shù)主要以粉磨、表面改性為主,以加工出滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域細度要求的產(chǎn)品,包括細粉、超細粉、表面改性(活性)粉以及造紙用超細漿料等幾大類十余種不同細度和表面改性活化的專用重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品。
1、重質(zhì)碳酸鈣粉磨技術(shù)與裝備
目前,d97≥5μm的重質(zhì)碳酸鈣主要采用干法生產(chǎn),設(shè)備包括改進型雷蒙磨(懸輥磨或擺式磨粉機)、輥磨機(包括壓輥磨/立磨、環(huán)輥磨等)以及球磨機等。
d97<5μm的超細重質(zhì)碳酸鈣一般采用干法生產(chǎn)工藝,部分采用濕法研磨+干燥工藝。干法生產(chǎn)主要采用筒式球磨+分級機、輥磨機(包括帶內(nèi)分級的環(huán)輥磨、立磨/壓輥磨)、干法攪拌磨+分級機等。
d97≤5μm,尤其是d90≤2μm的造紙涂料級超細重質(zhì)碳酸鈣漿料一般采用濕法生產(chǎn),主要設(shè)備為攪拌磨與砂磨機。
球磨機+分級機生產(chǎn)線主要用于生產(chǎn)d97=5~43μm的重質(zhì)碳酸鈣細粉和超細粉,特點是連續(xù)閉路生產(chǎn)、多段分級、循環(huán)負荷大(300%~500%)、單機生產(chǎn)能力較大。該生產(chǎn)線自20個世紀(jì)90年代中后期開始采用,是當(dāng)今世界大型超細重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)線的主要生產(chǎn)技術(shù)之一。
環(huán)輥磨是近十年在中國重質(zhì)碳酸鈣領(lǐng)域應(yīng)用最廣的一種細磨與超細磨設(shè)備,特點是粉碎比大,單位產(chǎn)品能耗較低。內(nèi)設(shè)或外置精細分級機可生產(chǎn)d97≤10μm的超細產(chǎn)品,產(chǎn)品細度可以在d97=5~40μm之間調(diào)節(jié);最合適的產(chǎn)品粒度范圍為d97=10~30μm。
輥壓磨(立式輥壓磨/滾輪磨)是重質(zhì)碳酸鈣細磨和超細磨的主要大型設(shè)備之一。其特點是粉碎比大,最合適的產(chǎn)品粒度范圍為d97=15~45μm,外置精細分級機后可生產(chǎn)d97≤10μm的超細產(chǎn)品;產(chǎn)品粒形較好,吸油值較低,特別適合生產(chǎn)不飽和聚酯基復(fù)合材料(人造石)用重質(zhì)碳酸鈣填料,而且單位產(chǎn)品能耗和磨耗較低。
濕法超細研磨技術(shù)主要用于生產(chǎn)d90≤2μm及d97≤2μm的造紙涂料(漿料)級產(chǎn)品以及d60≤2μm的超細重質(zhì)碳酸鈣(干燥后用做塑料填料)。一般采用一段或二段連續(xù)超細研磨工藝流程。主要由濕式攪拌研磨機或砂磨機及相應(yīng)的儲罐和泵組成。
2、重質(zhì)碳酸鈣表面改性技術(shù)與裝備
重質(zhì)碳酸鈣的表面改性主要采用有機包覆和復(fù)合改性方法。有機包覆改性是以有機物,如硬脂酸及其鹽、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、水溶性高分子等為表面包覆/改性劑,對重質(zhì)碳酸鈣粉體進行包覆使之改性的方法。復(fù)合改性是采用物理或化學(xué)方法在重質(zhì)碳酸鈣或超細重質(zhì)碳酸鈣粉體中均勻混合或在顆粒表面包覆另一種無機粉體的表面改性方法。
目前,干法改性是重質(zhì)碳酸鈣的主流工藝,除非采用濕式超細研磨工藝,一般很少采用濕法改性。
重質(zhì)碳酸鈣常用的表面改性設(shè)備有SLG型連續(xù)式粉體表面改性機、HEM高效混聯(lián)式改性機、高速加熱式混合機、渦流磨等。也有部分重質(zhì)碳酸鈣的表面改性與細磨或超細磨同步進行,即在細磨和超細磨過程中添加表面改性劑,在同一設(shè)備中同時完成重質(zhì)碳酸鈣的細磨/超細磨和表面改性。
3、重質(zhì)碳酸鈣精細加工技術(shù)發(fā)展趨勢
目前,國內(nèi)市場普通重鈣生產(chǎn)能力已經(jīng)趨于飽和,且產(chǎn)品價格較低,科技含量和附加值不高,超細和活性重鈣,國內(nèi)產(chǎn)能還不能滿足需求,仍具有較大的市場潛力。
整體來看,重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)業(yè)技術(shù)的主要發(fā)展趨勢是大型化、功能化以及智能化,這是重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)集約化、穩(wěn)定化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化或?qū)S没约疤岣呱a(chǎn)效率、降低能耗、磨耗和降低生產(chǎn)成本之必然要求,也是市場需求量顯著增大和節(jié)約高聚物基復(fù)合材料中樹脂用量對生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的必然要求。
國內(nèi)重質(zhì)碳酸鈣企業(yè)有必要借鑒Omya、Imerys等世界著名碳酸鈣公司的成功經(jīng)驗,采用高效節(jié)能大型裝備與先進的生產(chǎn)工藝技術(shù),推動我國重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)業(yè)規(guī)?;彤a(chǎn)品精細化深入發(fā)展。

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