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      科技發(fā)展
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      從國外超細重鈣現狀看中國重鈣行業(yè)的發(fā)展趨勢
      來(lái)源:中國粉體技術(shù)網(wǎng)    更新時(shí)間:2015-04-22 10:44:35    瀏覽次數:
       
            (中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉)碳酸鈣是一種重要的無(wú)機化工產(chǎn)品,作為一種填充劑,它被廣泛應用于橡膠、涂料、造紙、塑料、牙膏、食品、醫藥、飼料等工業(yè)中,其原料主要來(lái)源于天然方解石、石灰石、大理石、白堊。常規的生產(chǎn)方法有干磨、濕磨及沉淀法三種。前兩種是采用機械方法將礦石粉碎至一定細度,產(chǎn)品稱(chēng)重鈣,此方法成本低廉,適用于質(zhì)量純、白度高的石灰石礦;后一種方法是將礦石煅燒、消化、碳化、過(guò)濾、干燥、篩分等工序處理,產(chǎn)品稱(chēng)輕鈣,此方法可獲得不同晶形、粒度的碳酸鈣。
             將重鈣及輕鈣進(jìn)行活化處理后獲得活性碳酸鈣,其應用性能大大提高。
             在國外,生產(chǎn)不同晶形的超細(活性)輕鈣及超細超白、高純、
      表面改性的重鈣早已成為碳酸鈣行業(yè)的主攻方向,其中重鈣深加工產(chǎn)品的應用開(kāi)發(fā)已成為重中之重,通常在發(fā)達國家重鈣的消費需求為輕鈣的14~18倍。
             具有代表性的日本碳酸鈣生產(chǎn),在生產(chǎn)技術(shù)和新品種發(fā)展方面都處于國際領(lǐng)先地位。早在1914年,日本白石工業(yè)公司的白石恒二發(fā)明了“碳化″法生產(chǎn)
      輕質(zhì)碳酸鈣,1927年發(fā)明了”微細活性碳酸鈣“的制法,以后又陸續研制出各種晶形、不同粘度、表面改性的產(chǎn)品,如今日本已有紡錘形、立方形、針形、球形、連鎖形、無(wú)定形等超細碳酸鈣產(chǎn)品及表面改性技術(shù)的新進(jìn)展品種50余種,開(kāi)發(fā)了脂肪酸、樹(shù)脂酸、磺酸型或硫酸型陰離子表面活性劑、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑等表面改性劑,使產(chǎn)品的應用性能及應用價(jià)值大大提高;與此同時(shí),重鈣的粉碎技術(shù)也有了新的進(jìn)展。日本細川粉體工學(xué)研究所最近在干式粉碎系統研究成功平均粒徑1微米以下的超微粒工業(yè)制造系統(UMP系統),可將30μ的原料粉碎成細度為0.7μ,比表面積為8.8m2/g的微細重鈣,這對重鈣深加工產(chǎn)品開(kāi)發(fā)起到很好的促進(jìn)作用。目前,重鈣在日本的消費約600萬(wàn)t,主要用在塑料、橡膠中作功能填料,在造紙中作涂布劑。
             我國對輕鈣和重鈣深加工產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)在80年代以后逐步受到了重視。據報導,上海碳酸鈣廠(chǎng)研制了SG101、SG102、SG201、SG2024種不同規格的膠質(zhì)碳酸鈣,其中SG202膠質(zhì)碳酸鈣補強性能較好,超過(guò)日本同類(lèi)產(chǎn)品“白艷華CC”。但由于起步較晚,仍然存在品種單一、檔次低、產(chǎn)量小、消費結構不合理的問(wèn)題,形成了普鈣供大于求,而附加值高,市場(chǎng)需求增長(cháng)較快的超細鈣、活性鈣卻大量依靠進(jìn)口的尷尬局面。據統計,全國大小輕鈣企業(yè)近300家,總產(chǎn)量100萬(wàn)t/a,其中活性鈣20萬(wàn)t/a,超細鈣3萬(wàn)t/a,分別僅占總產(chǎn)量的20%、3%;如今重鈣總產(chǎn)量已達到300萬(wàn)t/a,而微細重鈣、微細活性重鈣還不到10萬(wàn)t/a。另一方面,碳酸鈣在填料上的應用仍以輕鈣為主,與發(fā)達國家有很大的差距。
             國外大力發(fā)展的工藝簡(jiǎn)單、低成本的重質(zhì)碳酸鈣仍然是國內的薄弱環(huán)節,究其原因主要是粉化加工技術(shù)、分級過(guò)篩技術(shù)、改造技術(shù)等尚未過(guò)關(guān)。因此,今后一段時(shí)期要著(zhù)力做好提高碳酸鈣的產(chǎn)品質(zhì)量,調整好品種結構和消費結構的工作。 
      目前國內生產(chǎn)工藝流程主要有以下幾種:
             一、顎式破碎機—雷蒙磨,此流程是現在應用最多的生產(chǎn)重鈣初級產(chǎn)品的干法流程,產(chǎn)品細度可在200目~400目之間調節,產(chǎn)品主要用作建筑涂料,造紙涂料等。
             二、顎式破碎機—雷蒙磨—氣流磨干法流程,-10μm的主產(chǎn)品可達90%以上,可用作高級涂料,作橡膠、塑料等較高檔填料。
             三、顎式破碎機—雷蒙磨—球磨、或振動(dòng)磨、攪拌磨進(jìn)行濕磨干濕聯(lián)合流程。產(chǎn)品細度可達-2μm占70%~90%。
             這幾種流程都采用傳統的設備雷蒙磨,雷蒙磨粉法較小,但投資大,安裝復雜,檢修不便等缺點(diǎn),另外,產(chǎn)品粒度調節范圍窄。
             目前使用比較先進(jìn)的生產(chǎn)工藝有顎式破碎-錘破-龍巖磨。采用新工藝的出發(fā)點(diǎn)不減少投資、降低噸成本;工藝先進(jìn),即流程簡(jiǎn)單、能生產(chǎn)高細度的產(chǎn)品,并能調節產(chǎn)品結構,使用效果比較滿(mǎn)意。其中龍巖山和機械生產(chǎn)的高速磨以維護簡(jiǎn)便著(zhù)稱(chēng)。
             碳酸鈣表面改性是提高產(chǎn)品應用性能,使產(chǎn)品向多功能化發(fā)展的重要手段。經(jīng)過(guò)表面處理的碳酸鈣,與橡膠、樹(shù)脂的表面親和力增強,降低了碳酸鈣的吸油值,改變橡、塑的流變性,不僅使填充量增加,而且也有明顯的補強效果。
             表面處理的方法來(lái)分有兩種:干法表面處理和濕法表面處理。前者是把碳酸鈣粉末放入高速捍合機中,旋轉后再投入表面處理劑或分散劑,進(jìn)行表面處理。此方法簡(jiǎn)單易行,捍合機出料后可直接進(jìn)行包裝,它適合于種種偶聯(lián)劑對碳酸鈣粉末的表面處理;后者是直接把表面處理劑或分散劑加入碳酸鈣懸浮液中,進(jìn)行表面處理。此法具有很好的表面包覆效果,是傳統的表面處理方法。
             根據應用領(lǐng)域的不同,選用的表面改性劑也不同。一般地,用于橡膠、塑料的碳酸鈣,采用表面活性劑或偶聯(lián)劑處理,如:不飽和脂肪酸、樹(shù)脂酸、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑等,可使產(chǎn)品的分散性、親和性、著(zhù)色性和透明性提高;用于涂料的碳酸鈣,采用(A)脂肪酸;(B)磺酸型或硫酸型陰離子表面活性劑(A/B=2/1,A+B為碳酸鈣的0.5%~10%)處理后具有優(yōu)良的擴散性、增稠性和涂層可加工性;用于造紙時(shí),用三氯化鋁或二氧化硅處理后可使比表面積增加1.2~30倍。此外,美國研究的較典型的偶聯(lián)劑有異丙基三異硬脂?;佀狨?簡(jiǎn)稱(chēng)TTS),單烷基焦磷酸酯(如TTOP-38等),它大大提高了塑料的補強性能,降低了生產(chǎn)成本。
             我國現有碳酸鈣產(chǎn)品結構已不能適應市場(chǎng)需求的變化,普通輕鈣和重鈣不宜再上新裝置,應著(zhù)力開(kāi)發(fā)性能優(yōu)良的超細活性碳酸鈣,并逐步通過(guò)引進(jìn)國外先進(jìn)的干磨或濕磨技術(shù)及設備,將碳酸鈣行業(yè)的發(fā)展重心逐步由輕鈣轉向重鈣,以滿(mǎn)足國內市場(chǎng)需求,進(jìn)一步增強國際競爭能力。


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