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      輕質碳酸鈣與納米鈣在生產質量控制應用上有哪些差異

      添加時間:2020年06月09日   【字體大小: 】 關注:513
         生產工藝流程及質量管理的差別

        輕質碳酸鈣的生產制造方式 盡管許多,但在中國完成工業生產的基本上僅有碳化法。將石灰石等原料鍛燒生成生石灰主要成份為氧化鈣和二氧化碳,再加水消化吸收石灰生成石灰乳主要成份為氫氧化鈣,隨后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸鈣沉淀,最后碳酸鈣沉淀經脫水、干燥和粉碎便制得輕質碳酸鈣。此方法具備能耗低、加工工藝簡易、原料多種多樣等明顯特點,做到不同行業的需求。

        我國于上世紀80年代初進行研發和生產制造納米碳酸鈣,并于80年代末完成工業生產。中國的研究開發設計單位主要有北京化工大學、華東理工大學、哈爾濱工程大學化工學院、中科院合肥固體物理研究所、天津化工研究院等。

        納米碳酸鈣的加工過程主要分四個工序:煅燒凈化、消化吸收、碳化、干燥包裝。生產制造時先將精選的石灰石礦石鍛燒,獲得氧化鈣和窯氣隨后將氧化鈣消化吸收,并將生成的懸浮氫氧化鈣在高剪切力作用下粉碎,經多級旋液分離除去顆粒及雜質,獲得一定濃度的精制的氫氧化鈣懸浮液之后通入,填加適度的表面改性劑,碳化至終點,獲得碳酸鈣漿液再進行脫水、干操、表層處理,最后獲得所需求的納米碳酸鈣產品。

        1)消化吸收

        輕鈣制取加工工藝對消化吸收溫度及其消化吸收用水質量需求不高,能夠運用離心脫水的回收濾液當做消化吸收的熱水,這種能夠充分運用熱能提升消化吸收反應溫度,與此同時降低成本中的水的使用量。通常需求石灰為中燒或過燒即可,消化吸收后的生漿粘度較低,有益于提升碳化效果。

        制取納米碳酸鈣應選用活性較高的輕燒石灰,調節較高的消化吸收溫度和平穩的生漿粘度。可運用生漿精制過程中的洗渣液當做消化吸收水,但不可以選用熟漿濾液消化吸收,由于濾液中帶有很多的碳酸鈣晶體,填加到生漿中將成為晶種參與碳化反應,干擾碳化結晶的均勻性,易于在結晶過程中產生大顆粒晶體,干擾產品粒徑分布范圍。

        2)碳化

        制取輕鈣不調節碳化反應的起始溫度,也幾乎不調節生漿的濃度和粘度及其的濃度。偶爾為了提升碳化速度,在沉降體積做到需求的狀況下,在碳化起始的生漿內填加一部分熟漿,可大大提高碳化反應速度,又可當做調節產品沉降體積的一種方式。

        制取納米碳酸鈣選用與一般輕鈣不同的碳化反應器,配有可調節反應溫度的冷水夾套或提升氣液混合的攪拌器等裝置及其制冷設備等。調節生漿碳化的起始溫度、石灰乳液濃度、仇濃度、溫度、流量及其攪拌速度等加工工藝參數,還可以選用多級碳化的方式調節晶體的粒徑和晶形。由于在碳化反應初期不可以帶入較多的晶種,以便于每批次碳化結束后對系統進行必要的清洗。也可以在生漿或碳化反應過程中添加一定量的晶形控制劑,起到調節反應速度,提高晶體分散性能和控制結晶的作用,其碳化工藝控制較普通輕鈣或微細鈣復雜得多。

        3)干燥

        輕鈣通常要是操縱產品的白度、水分、篩余物和值等指標做到規定就能,因而在產品干燥后,歷經簡易篩分后包裝產品。干燥溫度規定不高,要是不超過碳酸鈣的分解溫度就能,因而普通輕鈣通常采用600-750℃溫度進行干燥,效率較高。

        納米碳酸鈣大部分是歷經表面處理的,因而產品在干燥時,溫度不宜操縱過高,否則會引起表面活性劑焦化,產品嚴重變黃,危害到產品的品質。現階段納米碳酸鈣的干燥溫度通常在200-300℃,視物料在不同干燥系統中停留時間的不同,工藝操縱溫度也略有不同。產品干燥后粉碎解聚和分級是納米碳酸鈣產品質量操縱的關鍵手段。應對不同粒經分布和不同表面活性劑處理的產品,在選擇干燥和粉碎分級設備時都有側重。

        外觀品質不同

        1)外觀

        用手指揉搓納米碳酸鈣粉體時,感覺顆粒較為細滑,附著力較強,沖洗手指上的粉末時較難洗凈。粉體在空氣中形成的粉塵較難沉降,粒徑較小的納米碳酸鈣產品與水混溶后形成的膏狀料外觀白度不高,并有微透明的感覺。

        2)白度

        鑒于普通納米碳酸鈣產品在生產工藝過程中十分重視對產品中“黑、黃點”等雜質的操縱,因而產品白度較高,通常為94%96%,會稍高于普通活性輕鈣,但也有部分普通輕鈣非活性產品白度較高,可以做到96%-97%。

        3)堆積密度

        通常狀況下納米碳酸鈣產品的堆積密度較小,多為0.4-0.6g/cm3,而輕鈣堆積密度通常為0.6-0.7g/cm3,但隨著納米碳酸鈣產品運用特性的持續改進,一些產品的堆積密度在明顯提高,加上不同干燥設備生產制造的產品堆積密度差別很大,通常現階段從堆積密度層面較為無法鑒別納米碳酸鈣產品和普通輕鈣產品。

        3、粒徑及晶形不同

        1)粒徑不同

        納米碳酸鈣與普通輕鈣的不同之處就取決于原始粒徑也稱一次粒徑不同,通過透射電鏡分析檢測可以準確鑒別兩種產品。

        2)晶形不同

        鑒于納米碳酸鈣碳化工藝與普通輕鈣差別很大,使納米碳酸鈣晶體結晶過程中晶形發生變化,晶體的形狀以立方體為主,晶體的形狀隨工藝條件和晶形操縱劑的危害而呈現多樣性,而普通輕鈣晶體形狀較為單一,以紡錘形為主,亦或團聚凝聚形成菊花狀晶體。

        4、運用過程特性和作用不同

        納米碳酸鈣因為其顆粒粒徑較小,在應用材質中體現出某些獨特功能,如在橡膠和塑料中擁有較強的補強和改性作用,可以較大幅度提高材料的部分物理性能和光學功能。因而納米碳酸鈣通常擁有功能型填料和體積填料雙向作用。普通輕鈣在補強功能等方面顯著稍遜于納米碳酸鈣產品,故通常只擁有體積填充作用。

        納米級碳酸鈣在國內已完成現代化,不同碳化方法應時而生,產值持續擴大,產量持續增加,應用場景不斷發展,由橡膠、油墨等行業向塑料、涂料、膠黏劑、造紙等行業快速拓展,需要量以每年20%的速度遞增,高端產品持續投入市場,考慮了國內外兩大市場日益突出的要求。

        現如今,功能型碳酸鈣早已成為碳酸鈣應用市場的一大要求點。應對市場前景,不同用戶對產品要求不同,除了看產品碳酸鈣粒徑,更看產品功能、品質,各種功能化專用鈣產品才可以擁有更強的競爭優勢。因而,可在納米級碳酸鈣的應用功能上多做準備,研發出更多功能化、專用納米碳酸鈣。其他無機粉體材料的功能研發亦是如此。

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