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轻质碳酸钙与纳米钙在生产质量控制应用上有哪些差异

添加时间:2020年06月09日   【字体大小: 】 关注:1731
   生产工艺流程及质量管理的差别

  轻质碳酸钙的生产制造方式 尽管许多,但在中国完成工业生产的基本上仅有碳化法。将石灰石等原料锻烧生成生石灰主要成份为氧化钙和二氧化碳,再加水消化吸收石灰生成石灰乳主要成份为氢氧化钙,随后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀,最后碳酸钙沉淀经脱水、干燥和粉碎便制得轻质碳酸钙。此方法具备能耗低、加工工艺简易、原料多种多样等明显特点,做到不同行业的需求。

  我国于上世纪80年代初进行研发和生产制造纳米碳酸钙,并于80年代末完成工业生产。中国的研究开发设计单位主要有北京化工大学、华东理工大学、哈尔滨工程大学化工学院、中科院合肥固体物理研究所、天津化工研究院等。

  纳米碳酸钙的加工过程主要分四个工序:煅烧净化、消化吸收、碳化、干燥包装。生产制造时先将精选的石灰石矿石锻烧,获得氧化钙和窑气随后将氧化钙消化吸收,并将生成的悬浮氢氧化钙在高剪切力作用下粉碎,经多级旋液分离除去颗粒及杂质,获得一定浓度的精制的氢氧化钙悬浮液之后通入,填加适度的表面改性剂,碳化至终点,获得碳酸钙浆液再进行脱水、干操、表层处理,最后获得所需求的纳米碳酸钙产品。

  1)消化吸收

  轻钙制取加工工艺对消化吸收温度及其消化吸收用水质量需求不高,能够运用离心脱水的回收滤液当做消化吸收的热水,这种能够充分运用热能提升消化吸收反应温度,与此同时降低成本中的水的使用量。通常需求石灰为中烧或过烧即可,消化吸收后的生浆粘度较低,有益于提升碳化效果。

  制取纳米碳酸钙应选用活性较高的轻烧石灰,调节较高的消化吸收温度和平稳的生浆粘度。可运用生浆精制过程中的洗渣液当做消化吸收水,但不可以选用熟浆滤液消化吸收,由于滤液中带有很多的碳酸钙晶体,填加到生浆中将成为晶种参与碳化反应,干扰碳化结晶的均匀性,易于在结晶过程中产生大颗粒晶体,干扰产品粒径分布范围。

  2)碳化

  制取轻钙不调节碳化反应的起始温度,也几乎不调节生浆的浓度和粘度及其的浓度。偶尔为了提升碳化速度,在沉降体积做到需求的状况下,在碳化起始的生浆内填加一部分熟浆,可大大提高碳化反应速度,又可当做调节产品沉降体积的一种方式。

  制取纳米碳酸钙选用与一般轻钙不同的碳化反应器,配有可调节反应温度的冷水夹套或提升气液混合的搅拌器等装置及其制冷设备等。调节生浆碳化的起始温度、石灰乳液浓度、仇浓度、温度、流量及其搅拌速度等加工工艺参数,还可以选用多级碳化的方式调节晶体的粒径和晶形。由于在碳化反应初期不可以带入较多的晶种,以便于每批次碳化结束后对系统进行必要的清洗。也可以在生浆或碳化反应过程中添加一定量的晶形控制剂,起到调节反应速度,提高晶体分散性能和控制结晶的作用,其碳化工艺控制较普通轻钙或微细钙复杂得多。

  3)干燥

  轻钙通常要是操纵产品的白度、水分、筛余物和值等指标做到规定就能,因而在产品干燥后,历经简易筛分后包装产品。干燥温度规定不高,要是不超过碳酸钙的分解温度就能,因而普通轻钙通常采用600-750℃温度进行干燥,效率较高。

  纳米碳酸钙大部分是历经表面处理的,因而产品在干燥时,温度不宜操纵过高,否则会引起表面活性剂焦化,产品严重变黄,危害到产品的品质。现阶段纳米碳酸钙的干燥温度通常在200-300℃,视物料在不同干燥系统中停留时间的不同,工艺操纵温度也略有不同。产品干燥后粉碎解聚和分级是纳米碳酸钙产品质量操纵的关键手段。应对不同粒经分布和不同表面活性剂处理的产品,在选择干燥和粉碎分级设备时都有侧重。

  外观品质不同

  1)外观

  用手指揉搓纳米碳酸钙粉体时,感觉颗粒较为细滑,附着力较强,冲洗手指上的粉末时较难洗净。粉体在空气中形成的粉尘较难沉降,粒径较小的纳米碳酸钙产品与水混溶后形成的膏状料外观白度不高,并有微透明的感觉。

  2)白度

  鉴于普通纳米碳酸钙产品在生产工艺过程中十分重视对产品中“黑、黄点”等杂质的操纵,因而产品白度较高,通常为94%96%,会稍高于普通活性轻钙,但也有部分普通轻钙非活性产品白度较高,可以做到96%-97%。

  3)堆积密度

  通常状况下纳米碳酸钙产品的堆积密度较小,多为0.4-0.6g/cm3,而轻钙堆积密度通常为0.6-0.7g/cm3,但随着纳米碳酸钙产品运用特性的持续改进,一些产品的堆积密度在明显提高,加上不同干燥设备生产制造的产品堆积密度差别很大,通常现阶段从堆积密度层面较为无法鉴别纳米碳酸钙产品和普通轻钙产品。

  3、粒径及晶形不同

  1)粒径不同

  纳米碳酸钙与普通轻钙的不同之处就取决于原始粒径也称一次粒径不同,通过透射电镜分析检测可以准确鉴别两种产品。

  2)晶形不同

  鉴于纳米碳酸钙碳化工艺与普通轻钙差别很大,使纳米碳酸钙晶体结晶过程中晶形发生变化,晶体的形状以立方体为主,晶体的形状随工艺条件和晶形操纵剂的危害而呈现多样性,而普通轻钙晶体形状较为单一,以纺锤形为主,亦或团聚凝聚形成菊花状晶体。

  4、运用过程特性和作用不同

  纳米碳酸钙因为其颗粒粒径较小,在应用材质中体现出某些独特功能,如在橡胶和塑料中拥有较强的补强和改性作用,可以较大幅度提高材料的部分物理性能和光学功能。因而纳米碳酸钙通常拥有功能型填料和体积填料双向作用。普通轻钙在补强功能等方面显著稍逊于纳米碳酸钙产品,故通常只拥有体积填充作用。

  纳米级碳酸钙在国内已完成现代化,不同碳化方法应时而生,产值持续扩大,产量持续增加,应用场景不断发展,由橡胶、油墨等行业向塑料、涂料、胶黏剂、造纸等行业快速拓展,需要量以每年20%的速度递增,高端产品持续投入市场,考虑了国内外两大市场日益突出的要求。

  现如今,功能型碳酸钙早已成为碳酸钙应用市场的一大要求点。应对市场前景,不同用户对产品要求不同,除了看产品碳酸钙粒径,更看产品功能、品质,各种功能化专用钙产品才可以拥有更强的竞争优势。因而,可在纳米级碳酸钙的应用功能上多做准备,研发出更多功能化、专用纳米碳酸钙。其他无机粉体材料的功能研发亦是如此。

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