碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)粉是(shi)怎(zen)樣生產的?碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)通常分(fen)為重(zhong)(zhong)質碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)/重(zhong)(zhong)鈣(gai)粉和輕(qing)質碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)。重(zhong)(zhong)質碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)又稱(cheng)研磨(mo)碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai),簡稱(cheng)重(zhong)(zhong)鈣(gai)/重(zhong)(zhong)鈣(gai)粉,是(shi)用物理加工方法(fa)制得的;輕(qing)質碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)又稱(cheng)沉(chen)淀碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai),簡稱(cheng)輕(qing)鈣(gai)/輕(qing)鈣(gai)粉,是(shi)用化學加工方法(fa)制得的。重(zhong)(zhong)鈣(gai)/重(zhong)(zhong)鈣(gai)粉由于(yu)具有眾(zhong)多(duo)優點而(er)廣(guang)泛應用于(yu)許多(duo)領域,而(er)重(zhong)(zhong)鈣(gai)/重(zhong)(zhong)鈣(gai)粉應用的真正價值是(shi)它的深加工產品,即超細、高(gao)純、表面改性產品,因此,制備高(gao)附加值超細、高(gao)純重(zhong)(zhong)鈣(gai)/重(zhong)(zhong)鈣(gai)粉產品具有很好(hao)的工業應用前(qian)景。
重(zhong)質(zhi)碳(tan)酸(suan)鈣(gai)(gai)/重(zhong)鈣(gai)(gai)粉(fen)的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)方(fang)法通常分(fen)為(wei)干法和濕法兩種。重(zhong)質(zhi)碳(tan)酸(suan)鈣(gai)(gai)/重(zhong)鈣(gai)(gai)粉(fen)干法生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)的(de)(de)特點:1)投資較(jiao)(jiao)低(di),且能大量生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)質(zhi)量穩定(ding)的(de)(de)產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin);2)可以針(zhen)對不同的(de)(de)使(shi)用要求,靈活地控制生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)條(tiao)件,用較(jiao)(jiao)低(di)的(de)(de)成本生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)不同要求的(de)(de)產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin);3)可以對產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)進行表面改(gai)性處理,提(ti)高產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)使(shi)用性能。
重(zhong)(zhong)質碳(tan)酸(suan)鈣/重(zhong)(zhong)鈣粉濕(shi)法(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)是(shi)將(jiang)采掘出來(lai)的(de)天然碳(tan)酸(suan)鈣經(jing)一(yi)次、二次粉碎和(he)洗(xi)滌,精選(xuan)后(hou)進入濕(shi)法(fa)研(yan)(yan)(yan)磨(mo)設備研(yan)(yan)(yan)磨(mo),再(zai)與分散劑混合(he)后(hou)二次研(yan)(yan)(yan)磨(mo),經(jing)篩選(xuan)沉(chen)淀后(hou)取得產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin),其(qi)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)的(de)特點(dian):1)可(ke)(ke)大(da)(da)規模生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan),成本(ben)低(di);2)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)質量(liang)參數可(ke)(ke)按(an)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)要(yao)求(qiu)進行調整(zheng);3)可(ke)(ke)以(yi)(yi)達到極細(xi)(xi)的(de)粒度;4)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)運輸困難,如(ru)將(jiang)其(qi)干(gan)燥則投資(zi)和(he)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)成本(ben)又提高,故濕(shi)法(fa)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin),宜(yi)地生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)地使用(yong)。另外,干(gan)法(fa)適用(yong)于(yu)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)平(ping)均(jun)粒徑(jing)大(da)(da)于(yu)3um的(de)微細(xi)(xi)重(zhong)(zhong)鈣,對(dui)于(yu)3um以(yi)(yi)下的(de)粉體,在技術上(shang)可(ke)(ke)行,但成本(ben)過高,經(jing)濟上(shang)不可(ke)(ke)行;而濕(shi)法(fa)研(yan)(yan)(yan)磨(mo)主要(yao)用(yong)于(yu)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)平(ping)均(jun)粒徑(jing)小(xiao)(xiao)于(yu)2um、粒徑(jing)小(xiao)(xiao)于(yu)10um的(de)填料和(he)涂布(bu)級重(zhong)(zhong)鈣,多應用(yong)于(yu)造(zao)紙(zhi)和(he)涂料。因此,可(ke)(ke)以(yi)(yi)根據不同的(de)需求(qiu)采用(yong)不同的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)方法(fa)。
碳(tan)酸鈣(gai)粉是怎樣生(sheng)產的?濕法研磨(mo)重質碳(tan)酸鈣(gai)/重鈣(gai)粉的主要工藝流程有:
(1)
(2)
(3)
濕法生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)重(zhong)質(zhi)碳酸(suan)(suan)鈣(gai)/重(zhong)鈣(gai)粉根據所(suo)選用工藝(yi)的(de)(de)不同,可(ke)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)填(tian)料級(ji)和(he)涂布級(ji)兩種產(chan)(chan)品。填(tian)料級(ji)重(zhong)質(zhi)碳酸(suan)(suan)鈣(gai)/重(zhong)鈣(gai)粉一般經一次(ci)研磨可(ke)達到(dao)產(chan)(chan)品的(de)(de)要求,涂布級(ji)重(zhong)質(zhi)碳酸(suan)(suan)鈣(gai)/重(zhong)鈣(gai)粉需對研磨后(hou)的(de)(de)料漿進行再次(ci)研磨。另外,濕法生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)中,工藝(yi)控制相對復雜,應根據原材(cai)料、介質(zhi)、研磨設備、產(chan)(chan)品用途等來選擇合適的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工藝(yi)。
要使濕法生產的造(zao)紙途布(bu)級重鈣產品能夠達到技術指標,我們必(bi)須對原材(cai)料(liao)、研(yan)(yan)磨(mo)(mo)設備、研(yan)(yan)磨(mo)(mo)助劑、研(yan)(yan)磨(mo)(mo)介(jie)質等眾多關鍵影響因素進行選擇。
(1)原材料的(de)(de)選擇。自然界(jie)中純度(du)較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)、具備晶(jing)體形式、具有較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)利用價(jia)值的(de)(de)碳酸鈣結晶(jing)體主(zhu)要有方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)解(jie)(jie)石(shi)(shi)(shi)(shi)、大(da)理石(shi)(shi)(shi)(shi)和(he)(he)(he)(he)冰(bing)州石(shi)(shi)(shi)(shi)。目(mu)前國內重(zhong)質(zhi)碳酸鈣/重(zhong)鈣粉(fen)的(de)(de)原料都是來自碳酸鹽(yan)巖(yan)經區域變質(zhi)作(zuo)用和(he)(he)(he)(he)熱接(jie)觸(chu)變質(zhi)作(zuo)用形成的(de)(de),大(da)理巖(yan)型(xing)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)解(jie)(jie)石(shi)(shi)(shi)(shi)礦(kuang)(kuang)床和(he)(he)(he)(he)少數為熱液(ye)脈狀(zhuang)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)解(jie)(jie)石(shi)(shi)(shi)(shi)礦(kuang)(kuang)床,可利用礦(kuang)(kuang)物為方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)解(jie)(jie)石(shi)(shi)(shi)(shi)。方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)解(jie)(jie)石(shi)(shi)(shi)(shi)以(yi)粒狀(zhuang)和(he)(he)(he)(he)片狀(zhuang)的(de)(de)晶(jing)型(xing)居(ju)多(duo),光學性能也較(jiao)(jiao)(jiao)優異,適用于場(chang)合,如造紙,尤其(qi)是片狀(zhuang)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)解(jie)(jie)石(shi)(shi)(shi)(shi),俗稱大(da)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)解(jie)(jie)石(shi)(shi)(shi)(shi)。實踐(jian)證明(ming),由于其(qi)片狀(zhuang)、3個(ge)菱面體解(jie)(jie)理結構,使其(qi)具有高(gao)的(de)(de)白(bai)度(du)和(he)(he)(he)(he)遮蓋(gai)力,非常適用于白(bai)卡紙的(de)(de)填充和(he)(he)(he)(he)涂布,其(qi)礦(kuang)(kuang)源(yuan)也相對(dui)較(jiao)(jiao)(jiao)少,因此價(jia)格相對(dui)較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)。相對(dui)而言,粒狀(zhuang)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)解(jie)(jie)石(shi)(shi)(shi)(shi),俗稱小方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)解(jie)(jie),遮蓋(gai)力則(ze)次之,而且更重(zhong)要的(de)(de)是大(da)方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)解(jie)(jie)的(de)(de)沉降速度(du)較(jiao)(jiao)(jiao)小方(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)解(jie)(jie)慢,有利于紙漿(jiang)的(de)(de)分散。
(2)研磨設備的選擇。已經提到,濕法研磨重質碳酸鈣/重鈣粉的研磨設備主要有剝片機、攪拌磨機和砂磨機等,但無論選擇哪種設備都必須重質碳酸鈣/重鈣粉的純度和白度不受污染,比如筒體內襯和磨盤或攪拌器采用聚氨酯、陶瓷或其他高耐磨材料制造,而且在高固含量、高黏度、小研磨介質的條件下磨機能夠穩定運行。由長沙太冶研究院研制的大型立式濕法超細磨機是一種新型高效超細研磨設備,可用于非金屬礦的濕法超細研磨,也是當前眾多超細粉碎設備中能是利用率高、產品粒度細的一種設備,其結構簡單,操作維修方便。磨機由傳動部分(包括電機和減速機),筒體和組合型攪拌器組成。電機經減速機帶動組合攪拌嚦嚦
(3)研磨(mo)(mo)(mo)助劑(ji)的選擇。研磨(mo)(mo)(mo)助劑(ji)對于粉體的濕(shi)法超細研磨(mo)(mo)(mo)是必不可少(shao)的。我們一般把(ba)研磨(mo)(mo)(mo)助劑(ji)分為助磨(mo)(mo)(mo)劑(ji)和分散劑(ji),它們的作(zuo)用機理并不相同(tong)。
對(dui)于助磨(mo)(mo)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)作用機理,根據現有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)結果表明有(you)(you)兩(liang)種(zhong)具(ju)有(you)(you)代表性的(de)(de)(de)(de)學說:種(zhong)是以列(lie)賓捷(jie)爾為(wei)首的(de)(de)(de)(de)“吸(xi)附降低(di)硬(ying)度(du)(du)”學說,即助磨(mo)(mo)劑(ji)在顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)上的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附降低(di)了(le)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)的(de)(de)(de)(de)表面能,或者(zhe)引起表面晶格的(de)(de)(de)(de)位錯遷移,產生(sheng)(sheng)點缺陷或線缺陷,從而降價顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)的(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)和(he)硬(ying)度(du)(du),促(cu)進(jin)裂(lie)縫的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產和(he)擴展,因而降低(di)磨(mo)(mo)礦(kuang)(kuang)能耗,改善(shan)了(le)磨(mo)(mo)礦(kuang)(kuang)效果;種(zhong)是以克蘭帕爾為(wei)首的(de)(de)(de)(de)“礦(kuang)(kuang)漿流變(bian)學調節”學說,認為(wei)助磨(mo)(mo)劑(ji)能夠通過調節漿料(liao)的(de)(de)(de)(de)流動(dong)性,顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)之(zhi)(zhi)間(jian)、顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)與研磨(mo)(mo)介質及襯板(ban)之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)團聚和(he)粘附。
在生產實踐中,研磨助劑的作用主要表現在以下三個方面:
1)改變漿料的流變學性質和顆粒表面電性,進而降低漿料的黏度,提高漿料的分散性,減少生產系統中管道和各進出口阻力,提高系統的穩定性;
2)由于漿料黏度的降低,減少了介質運動阻力,同時提高了介質相對運動對漿料顆粒的沖擊和研磨作用;
3)助劑在新生顆粒表面的吸附,大大降低了微顆粒表面的不飽和表面能,因而防止了顆粒的團聚。針對濕法研磨超細重鈣,研磨助劑一般采用分散劑,而且應盡量選用純度高、穩定性好的聚羧酸或聚丙烯酸及其鈉鹽。
4)研磨介質的選擇。濕法研磨重鈣原材料的硬度是莫氏硬度為2.6-3.0之間,因此,研磨介質必須有恰當的硬度和韌性。硬度太大,則對磨機筒體和攪拌器或磨盤磨損過大;而韌性不好,則研磨介質容易破碎。根據經驗,研磨介質有的硬度為物料的3倍。針對重鈣,常用的研磨介質有剛玉球、鋯球和玻璃珠等。對于研磨介質的尺寸,一般來說,尺寸小,接觸點多,研磨效率高,但過小的研磨介質會使漿料的小顆粒部分增多,而對于大的顆粒,小尺寸研磨介質又不能提供足夠的動能破碎,贊成產品顆粒分布變寬,而且易于阻塞研磨介質和漿料的分離系統,因此,對于一定細度范圍的產品,存在一個的研磨介質直徑,這在實踐生產中已經得到了驗證。對于多臺磨機的情況,隨著各級進料顆粒的逐漸變小而選擇相應小的研磨介質。
5)部(bu)分工藝參數(shu)的化配置。如(ru)給(gei)礦(kuang)粒(li)度(du)、磨(mo)機主軸轉速、磨(mo)礦(kuang)濃度(du)、研(yan)(yan)磨(mo)介(jie)質與原(yuan)材料質量比(bi)、研(yan)(yan)磨(mo)時間(jian)、分散(san)劑及助磨(mo)劑的用量等(deng)等(deng)。
我國(guo)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)粉(fen)是(shi)(shi)怎(zen)樣生產(chan)的(de)(de)(de)(de)?我國(guo)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)質(zhi)(zhi)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)/重(zhong)(zhong)鈣(gai)(gai)粉(fen)應用(yong)(yong)目(mu)(mu)前還是(shi)(shi)初級產(chan)品(pin),而重(zhong)(zhong)質(zhi)(zhi)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)/重(zhong)(zhong)鈣(gai)(gai)粉(fen)應用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)真(zhen)正價值(zhi)是(shi)(shi)它(ta)的(de)(de)(de)(de)深加(jia)工產(chan)品(pin),即超(chao)細、高純、表面(mian)改性產(chan)品(pin),而濕(shi)(shi)法(fa)生產(chan)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)質(zhi)(zhi)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)/重(zhong)(zhong)鈣(gai)(gai)粉(fen)產(chan)品(pin)純度(du)高、粒度(du)細且(qie)均勻、粒形好(hao)、質(zhi)(zhi)量穩定(ding),達到(dao)了產(chan)品(pin)深加(jia)工的(de)(de)(de)(de)目(mu)(mu)的(de)(de)(de)(de),因此,濕(shi)(shi)法(fa)研磨重(zhong)(zhong)質(zhi)(zhi)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)/重(zhong)(zhong)鈣(gai)(gai)粉(fen)且(qie)有(you)廣泛的(de)(de)(de)(de)前景(jing)。
目前(qian),國(guo)際上超細(xi)(xi)重(zhong)(zhong)質碳酸鈣(gai)(gai)/重(zhong)(zhong)鈣(gai)(gai)粉(fen)(fen)的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)及(ji)應用(yong)主要集(ji)中在美(mei)國(guo)、西歐、日(ri)(ri)本(ben)。從生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)能力(li)及(ji)消(xiao)耗量來看,美(mei)國(guo)的(de)(de)超細(xi)(xi)重(zhong)(zhong)質碳酸鈣(gai)(gai)/重(zhong)(zhong)鈣(gai)(gai)粉(fen)(fen)年生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)能力(li)及(ji)消(xiao)費(fei)量均占之首,其次是(shi)西歐和日(ri)(ri)本(ben),而(er)我國(guo)年年來雖然(ran)也取得了令人鼓舞的(de)(de)成績,但與美(mei)國(guo)、西歐、日(ri)(ri)本(ben)等國(guo)相(xiang)比(bi),還(huan)存在較大(da)的(de)(de)差(cha)(cha)距。如我國(guo)廠家多(duo)、規模小、產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)質量差(cha)(cha);粗(cu)料徑產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)多(duo),超細(xi)(xi)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)少;普通(tong)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)多(duo),專用(yong)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)少;多(duo)數廠設備(bei)陳舊技(ji)術落后,自(zi)控水平差(cha)(cha),產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)質量不(bu)穩定;干(gan)法(fa)粗(cu)粉(fen)(fen)多(duo),超細(xi)(xi)干(gan)法(fa)或濕法(fa)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)少,滿(man)足不(bu)了市場(chang)需求,造成花費(fei)大(da)量外匯高價進口超細(xi)(xi)重(zhong)(zhong)質碳酸鈣(gai)(gai)/重(zhong)(zhong)鈣(gai)(gai)粉(fen)(fen)等。因此,我國(guo)超細(xi)(xi)重(zhong)(zhong)質碳酸鈣(gai)(gai)/重(zhong)(zhong)鈣(gai)(gai)粉(fen)(fen)的(de)(de)發展(zhan)方(fang)向是(shi):
(1)生產規模化(hua),設備大型(xing)化(hua),生產過程(cheng)自(zi)動化(hua)和智能化(hua),提(ti)高經濟效率;
(2)采用(yong)先進設備,提高(gao)研磨(mo)效(xiao)果,降低能耗;
(3)采用先進工藝流程,使(shi)各項工藝參數達到化配置,提高(gao)生產效率;
(4)研發更有效的(de)研磨助劑,更好地改善漿料(liao)的(de)流變性,為造(zao)紙廠提供分(fen)散優良的(de)重鈣漿料(liao);
(5)建立衛(wei)星(xing)式供應系統,減少運輸及后續處理而(er)造成的(de)損失。