我國輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)能在1000萬(wàn)噸以上，是世界第一生產(chǎn)和消費大國，但產(chǎn)品質(zhì)量、品種卻遠遠落后于發(fā)達國家，產(chǎn)值較低。
　　
　　因此，努力提高我國輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品質(zhì)量，開(kāi)發(fā)專(zhuān)用化、功能化輕質(zhì)碳酸鈣系列產(chǎn)品是我國碳酸鈣工業(yè)發(fā)展的當務(wù)之急。那么，如何提高輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品的質(zhì)量指標呢？
　　
　　1、改混料式煅燒為間歇式或直燒式煅燒
　　
　　目前，我國輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)石灰石煅燒多采用混料式立窯煅燒，即將一定粒度石灰石和無(wú)煙煤（或焦炭或粉狀煤）混合后從立窯頂部加入，經(jīng)煅燒，石灰石分解成石灰從窯底卸出。這就造成：
　　其一煤渣進(jìn)入石灰，污染石灰；
　　
　　其二由于石灰石塊度大，為保證石灰石分解必須提高煅燒溫度到1100℃以上，因此影響石灰活性；
　　
　　其三立窯容積大，煤、石粒度不均、混合不勻，煅燒溫度不易控制，易造成過(guò)燒或燒不透等現象。
　　
　　為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，建議采用以下工藝及設備。
　　
　?。?）新型立窯
　　以氣體燃料或液體燃料代替煤、焦煅燒石灰石。改混料式為直燒式、并流蓄熱式、磁筒式等煅燒立窯。經(jīng)國內外石灰工業(yè)實(shí)踐證明，用氣、液燃料煅燒立窯，無(wú)論在經(jīng)濟上、技術(shù)上、產(chǎn)品質(zhì)量上、工人操作環(huán)境及勞動(dòng)強度等方面均具有優(yōu)越性。
　　
　?。?）回轉窯
　　以氣體或液體為燃料采用回轉窯煅燒石灰石，連續生產(chǎn)，石灰石粒度為5～10mm，煅燒溫度降到800～1100℃，生產(chǎn)的石灰具有活性高、不被污染、易消化、除渣量小等諸多優(yōu)點(diǎn)，國外已成功地用于輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)。
　　
　?。?）懸浮煅燒爐
　　該設備的特點(diǎn)為燃燒、傳熱、分解反應在同一空間內完成；無(wú)焰燃燒、閃速傳熱，氣固相溫度瞬間趨于一致；系統封閉、負壓操作、安全衛生；可實(shí)現微機控制，自控水平高，產(chǎn)品質(zhì)量穩定，無(wú)污染等。該設備在水泥工業(yè)的生產(chǎn)中已有成熟技術(shù)及設備。
　　
　?。?）旋流動(dòng)態(tài)煅燒爐
　　該設備將被煅燒物料與加熱后的高溫氣體混合后在流動(dòng)中完成瞬間煅燒工藝過(guò)程。具有溫度可調、連續操作、爐內氣固溫度分布均勻、傳熱速率快、物料內外溫差小、綜合能耗低、系統密閉操作、物料及環(huán)境無(wú)污染、調整方便可實(shí)現自動(dòng)化操作等特點(diǎn)，在國內正在推廣，已有煅燒高嶺土等成功經(jīng)驗。
　　
　?。?）間接加熱活性石灰煅燒爐
　　該爐以煙煤為燃料，采用間接加熱煅燒石灰石，當石灰石符合ZDB6001-85所規定的特級質(zhì)量要求時(shí)，產(chǎn)品石灰活性度達到330～360度（mL）。該爐煅燒石灰石生產(chǎn)的活性石灰不受煤燃燒的煙氣中硫及其它有害元素、灰塵等污染，活性高且不增碳。煅燒過(guò)程中生成的CO2氣體不與煙氣接觸混合，純度高可以回收利用。
　　
　　2、改間歇碳化為連續碳化
　　
　　輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)過(guò)程對產(chǎn)品晶型、粒徑、堿度等起決定性作用的是碳化工序。目前國內絕大多數廠(chǎng)選用間歇操作工藝，設備為鼓泡式碳化塔，具有投資小、操作方便等特點(diǎn)。但存在氣-液接觸表面積小、碳化不均勻、碳化時(shí)間長(cháng)、產(chǎn)品平均粒徑5～10μm、粒度分布寬、質(zhì)量不穩定、不易自動(dòng)控制等問(wèn)題。為了提高碳化效率，生產(chǎn)超細或超微細輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品，建議采用如下工藝。
　　
　?。?）采用2～4塔串聯(lián)連續碳化工藝
　　根據生產(chǎn)企業(yè)實(shí)際情況、產(chǎn)品質(zhì)量要求水平、碳化塔實(shí)有數量，改并聯(lián)間歇操作為串聯(lián)連續操作。在塔型上以鼓泡為主，適當加以改造形成新的連續碳化工藝。
　　
　　該工藝具有連續生產(chǎn)、能力大、節省CO2氣量、操作方便、易于實(shí)現自動(dòng)化生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量穩定、便于降溫除熱、保證低溫碳化等特點(diǎn)，可制得微細或超細碳酸鈣產(chǎn)品，是提高輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品質(zhì)量有效措施之一。
　　
　?。?）選用高效碳化設備
　　
　?、傩龂娞蓟?br /> 　　在原噴霧碳化塔基礎上，適當增加噴霧層數及噴霧方向，選用實(shí)心噴嘴，切線(xiàn)進(jìn)氣，旋轉氣-液接觸等，以提高氣-液接觸面積，提高反應速度，以便晶型粒度控制，生產(chǎn)微細或納米級碳酸鈣。
　　
　?、诖怪焙Y板碳化塔
　　垂直篩板是一種新型氣液吸收設備，具有傳質(zhì)、傳熱效率高，不易堵等特點(diǎn)，已被石油化工企業(yè)廣泛采用。引進(jìn)該設備作為輕鈣碳化設備，將提高碳化速度、節省CO2量和實(shí)現連續生產(chǎn)，且產(chǎn)品質(zhì)量穩定。如配以冷凍裝置可以生產(chǎn)超細碳酸鈣。
　　
　?。?）采用高效干燥工藝及設備
　　輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)中干燥雖然屬于物理過(guò)程，機理簡(jiǎn)單，只是將濕碳酸鈣濾餅中水分加熱蒸發(fā)，保證水分含量達標。但該過(guò)程是生產(chǎn)中消耗熱能最大的工序，它比石灰石煅燒耗煤高20%～30%，還存在干燥溫度控制不好易造成返堿，密閉不嚴易造成產(chǎn)品污染等問(wèn)題，因此應考慮改造或采用新式干燥設備來(lái)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗。
　　
　?、僖悦簹獍l(fā)生爐代替燃燒室的回轉干燥機
　　傳統回轉干燥機采用燃燒室燃燒煙煤，其高溫煙氣進(jìn)入回轉干燥機中心管到尾部再返向流入十根側管，在爐頭經(jīng)引風(fēng)機由煙囪排空。該設備使用中存在進(jìn)口溫度高達1100℃以上、中心管頭經(jīng)常燒壞、產(chǎn)品pH高有黑點(diǎn)等問(wèn)題。
　　
　　山東某廠(chǎng)將燃燒室改為簡(jiǎn)易煤氣發(fā)生爐，一臺煤氣爐供兩臺回轉干燥機，不僅降低中心管入口溫度，同時(shí)溫度向后推移，中心管尾部溫度升高，干燥溫度較均勻，提高了干燥效率，并消除了排煙黑塵對環(huán)境的污染，一舉多得。
　　
　?、诨剞D列管干燥機
　　回轉列管干燥機具有熱效率高、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、鋼材耗用低、占地面積小、使用壽命長(cháng)、維修費用低、干燥過(guò)程連續、易于實(shí)現自動(dòng)化操作、勞動(dòng)強度低、消除環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，屬于高效、節能、長(cháng)壽命、少污染的新型技術(shù)設備。該設備與加速離心機配合，效果更好。
　　
　?、郾P(pán)式連續干燥器
　　盤(pán)式連續干燥器具有熱效率高、能耗低、占地面積小、配置簡(jiǎn)單、操作控制方便以及操作環(huán)境好等諸多優(yōu)點(diǎn)。
　　
　?、芙M合式干燥工藝
　　納米級碳酸鈣生產(chǎn)過(guò)程中由于粒徑小，脫水后產(chǎn)品含水率高，一般在55%左右，使用閃蒸干燥、噴霧干燥等單臺設備能力降低。為了保證干燥質(zhì)量及干燥能力，宜采用組合式干燥工藝。
　　
　　例如采用多層帶式干燥串旋轉閃蒸干燥、漿葉式串旋轉閃蒸干燥、雙螺旋輸送干燥器串盤(pán)式連續干燥器干燥等，既能發(fā)揮多層帶式、漿葉式、雙螺旋式等干燥機干燥彈性大、可適應高水分物料干燥優(yōu)勢，又可利用閃蒸干燥快速干燥、盤(pán)式靜態(tài)干燥的特點(diǎn)。
　　
　　另外，在窯氣凈化、石灰乳精制、渣液回收、離心脫水、產(chǎn)品篩分以及產(chǎn)品包裝等工藝的改進(jìn)方面近幾年國內輕質(zhì)碳酸鈣企業(yè)均有一系列成功經(jīng)驗，應該在全行業(yè)推廣應用，以提高全行業(yè)工藝及裝備水平。
　　
　　3、選用適宜的表面處理劑及改性工藝
　　
　　輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品屬于無(wú)機材料，在基體高聚物中混合分散后，存在著(zhù)填料—高聚物界面，它們之間的親和性對其制品物理力學(xué)性能具有顯著(zhù)影響。由于輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品具有表面能隨著(zhù)粒徑減小而增大、表面呈親水性、與高聚物熱膨脹系數不同等原因，必須對輕質(zhì)碳酸鈣進(jìn)行表面處理，其目的是使輕質(zhì)碳酸鈣表面能減小，增加分散性，使表面呈親油性，增加親和力，從而增加二者相容性，保證制品良好的物理力學(xué)性能。
　　
　?。?）輕質(zhì)碳酸鈣干法表面改性
　　干法表面改性表面改性是輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品在干態(tài)和一定溫度下憑借高速混合作用使處理劑均勻地作用在輕質(zhì)碳酸鈣顆粒的表面從而形成一層極薄的表面處理層。設備通常采用低速混合機，不宜采用高速捏合機。
　　
　?。?）輕質(zhì)碳酸鈣濕法表面改性
　　濕法表面改性系指輕質(zhì)碳酸鈣熟漿液在活化槽中直接進(jìn)行表面處理的方法。其原理是輕質(zhì)碳酸鈣在懸浮液中，通過(guò)表面吸附或化學(xué)作用使處理劑分子結合于輕質(zhì)碳酸鈣表面，因此，處理劑應在水中可溶或可乳化呈乳液狀態(tài)。
　　
　　常用的處理劑有脂肪酸鹽一類(lèi)表面活性劑，在水中穩定的螯合型鋁酸酯、鈦酸酯偶聯(lián)劑和電介質(zhì)型高分子處理劑等。
　　
　　輕質(zhì)碳酸鈣采用不同處理劑、不同配方、不同處理工藝及設備，是提高輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品檔次重要途徑之一，也是各科研院所、大專(zhuān)院校、生產(chǎn)企業(yè)等的研究開(kāi)發(fā)重點(diǎn)。
　　
　　4、輕質(zhì)碳酸鈣增白技術(shù)與措施
　　
　　輕質(zhì)碳酸鈣作為白色填料，用于造紙、塑料、涂料等行業(yè)，其制品所需數量越來(lái)越大，白度要求也越來(lái)越高。輕質(zhì)碳酸鈣行業(yè)標準白度指標為90%，而現在市場(chǎng)上要求在92%以上。CaCO3本身是白色，因原料石灰石中含有礦物鐵等，造成輕質(zhì)碳酸鈣白度下降。
　　
　　目前輕質(zhì)碳酸鈣企業(yè)有相當一部分企業(yè)輕質(zhì)碳酸鈣白度低于90%，有的僅為83%～85%，不能適應市場(chǎng)需求。影響輕質(zhì)碳酸鈣白度的主要因素有兩種：
　　一是原料石灰石中有色礦物鐵、錳含量高。這是內在原因，需采用化學(xué)方法增白。
　　二是操作不合理、裝備水平低、設備腐蝕等外界引入的有色物質(zhì)多。這是外部原因，可通過(guò)加強管理、提高裝備水平來(lái)解決?！　?br /> 　　
　　化學(xué)增白輕質(zhì)碳酸鈣方法有多種，隨著(zhù)色礦物元素的成分不同，所用藥劑方法各異。當用三價(jià)鐵及其氧化物為主要著(zhù)色物時(shí)，使用強還原劑是除鐵的有效藥劑之一。輕質(zhì)碳酸鈣化學(xué)增白技術(shù)，包括碳化前即消化過(guò)程增白及碳化后熟漿液濕法改性前增白。使用藥劑有二元增白及三元或多元增白，這主要由石灰石中著(zhù)色礦物種類(lèi)及其含量多少而決定，一般經(jīng)過(guò)實(shí)驗室試驗后，在工業(yè)化裝置中進(jìn)行試驗，這樣才能保證增白效果，并且降低增白成本。
　　
　　今后，功能化、專(zhuān)用化將成為輕質(zhì)碳酸鈣發(fā)展的主要趨勢，并且產(chǎn)品結構也將發(fā)生很大變化。高檔產(chǎn)品如納米級碳酸鈣、超微細碳酸鈣、醫用級和食品級碳酸鈣；各種表面改性的專(zhuān)用碳酸鈣，如天然橡膠專(zhuān)用、合成橡膠專(zhuān)用、涂料專(zhuān)用輕質(zhì)碳酸鈣，這些高附加值碳酸鈣產(chǎn)品市場(chǎng)需求量會(huì )越來(lái)越大，而產(chǎn)品質(zhì)量必將是企業(yè)生存和發(fā)展的關(guān)鍵！　　
　　
　　資料來(lái)源：《提高輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品質(zhì)量的幾點(diǎn)建議，作者：胡慶福等》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉載請注明出處！