濕法碳酸鈣生產(chǎn)工藝及其應用【氧化鋯珠供應商】
2023-09-09
重質(zhì)碳酸鈣是常用的工業(yè)填料，但究竟?jié)穹üに嚺c傳統(tǒng)的干法工藝有何區(qū)別呢？小編將通過下文向您介紹重質(zhì)碳酸鈣的干法、濕法生產(chǎn)工藝。
一、概述碳酸鈣（CaCO3）是一種重要的、用途廣泛的無機鹽，根據(jù)加工方式的不同通常分為重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣。重質(zhì)碳酸鈣又稱研磨碳酸鈣，簡稱重鈣，是以天然方解石、石灰石、白云石、白堊、貝殼等為原料通過物理方法加工制得；輕質(zhì)碳酸鈣又稱沉淀碳酸鈣，簡稱輕鈣，是用化學方法加工制得。目前粉末涂料用的填料主要是硫酸鋇，包括沉淀硫酸鋇和重晶石粉（超細硫酸鋇），隨著歐盟和美國將硫酸鋇中的鋇列為重金屬之后，硫酸鋇在一些出口產(chǎn)品中的使用受到了限制，且硫酸鋇價格較碳酸鈣高，而碳酸鈣是一種既便宜又不含重金屬元素的白色填料，隨著生產(chǎn)工藝的進步，碳酸鈣呈現(xiàn)出向功能化和超細化發(fā)展的趨勢，其性能已經(jīng)能夠達到粉末涂料的要求，應用于粉末涂料中可降低成本。
濕法研磨超細重質(zhì)碳酸鈣深加工產(chǎn)品，相比于傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的普通重質(zhì)碳酸鈣和化學沉淀法生產(chǎn)的輕質(zhì)碳酸鈣來說，其具有細度更細、比表面積更大、化學穩(wěn)定性更高等一系列優(yōu)點。本實驗選擇干濕法研磨超細重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)納米碳酸鈣應用于粉末涂料中，并對比了其性能。
二、工藝介紹
重質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)方法主要有干法和濕法兩種，干法一般生產(chǎn)2 500 目以下的重鈣，若生產(chǎn)2 500 目以上的超細重鈣在技術(shù)上是可行的，但是能耗高和成本較高，在經(jīng)濟上不可行。2 500 目以上的超細重質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)主要采用濕法研磨，而干法研磨則作為濕法研磨的前段工序。
1、干法工藝
干法生產(chǎn)重鈣是目前國內(nèi)較普遍的方式，技術(shù)也較成熟，采用一般研磨與分級設備組成的加工裝置系統(tǒng)就能得到各粒度的產(chǎn)品。主要采用的設備有雷蒙磨、環(huán)輥磨、球磨機、高壓輥磨機、立式攪拌研磨機、氣流磨等；分級設備主要采用葉輪式超細分級機。干法生產(chǎn)工藝具有設備投資少、技術(shù)成熟、工藝簡單、能耗低、單機產(chǎn)量較高等特點，常規(guī)干法生產(chǎn)重鈣工藝如圖1 所示。
圖1 重鈣干法生產(chǎn)工藝流程示意圖
2、濕法工藝
隨著重鈣加工越來越朝著微細化方向發(fā)展，傳統(tǒng)的干法生產(chǎn)工藝不論從設備本身還是經(jīng)濟效益方面都無法滿足要求，從而濕法研磨工藝應運而生。濕法研磨與干法研磨的最大區(qū)別在于分散介質(zhì)的不同，干法以空氣作為分散介質(zhì)，而濕法研磨則以水作為分散介質(zhì)，再配以研磨助劑，使顆粒的分散性更好，研磨效率更高，粒度更細。一般濕法研磨工藝如圖2 所示，原礦經(jīng)洗選后兩段破碎至400 目左右，干法研磨、分級后配制成一定濃度的漿液，加入研磨助劑，給入立式研磨機，以氧化鋯珠作為研磨介質(zhì)，通過調(diào)整研磨機各項參數(shù)控制出料細度，物料經(jīng)磨細后以漿料形式排出，經(jīng)干燥除塵后收集裝袋。
圖2 重鈣濕法研磨工藝流程示意圖
三、濕法工藝特性1、濕法超細重鈣的特性
由于濕法研磨重鈣的生產(chǎn)工藝和研磨環(huán)境與干法研磨重鈣以及輕鈣完全不同，其產(chǎn)品的物理性能也存在著明顯的差異。
2、濕法與干法重鈣特性比較
（1）粒度。濕法研磨的超細重鈣粒度細，主要生產(chǎn)3 000 目以上的產(chǎn)品，粒徑＜2μm 的粒子含量一般能達到90%，而干法產(chǎn)品粒度相對較粗，主要生產(chǎn)2 500 目以下的產(chǎn)品。
（2）粒徑分布。濕法生產(chǎn)的重鈣粒徑分布窄，呈單峰或雙峰形態(tài)分布；而干法生產(chǎn)的重鈣粒度分布較寬，成雙峰或多峰形態(tài)分布。
（3）顆粒形狀。由于顆粒在研磨時研磨環(huán)境和受力方式的不同，濕法研磨重鈣產(chǎn)品顆粒一般呈現(xiàn)為球形或者類球形，而干法產(chǎn)品多為不定形，且有明顯棱角。表1 和圖3 是分別為濕法研磨超細重鈣的粒徑范圍和粒徑分布圖。從圖3 可以看出，濕法研磨超細重鈣的粒徑呈雙峰分布，分別在0.75～0.82 μm 和1.58～1.74 μm 出現(xiàn)了峰值，而且重鈣粒徑大部分都處于2μm之下，屬于微米級材料。
圖3 濕法研磨超細重鈣的粒徑分布圖
表1 粒徑范圍
四、涂料中的應用
在粉末涂料的生產(chǎn)中，出于成本的考慮，通常會在配方設計中添加一些填料以降低成本。粉末涂料中常用的填料為硫酸鋇，但天然硫酸鋇礦床（重晶石）普遍含有一定量的重金屬元素，在生產(chǎn)過程中很難將其分離出來，且鋇元素本身已經(jīng)被歐盟和美國定義為重金屬元素，這些因素都影響了硫酸鋇在粉末涂料中的應用。而重質(zhì)碳酸鈣是由天然方解石、白云石等礦石直接加工制得，不含重金屬元素，且碳酸鈣原礦資源豐富，價格低廉。因此，已被廣泛應用于粉末涂料中。
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