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隨著國民經濟的發展,淺色制品、白色制品越來越受到人們的青睞,白度作為碳酸鈣的重要指標,在其應用中起著至關重要的作用,尤其是作為食品級添加劑或輔料時白度指標更為關鍵。
碳酸鈣白度的影響因素
1、煅燒
有的生產廠家不注意礦石的清洗,大量的泥土隨著礦石入窯煅燒,許多有害雜質例如二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵等煅燒時會與氧化鈣化合形成低熔點的粘稠物,使立窯發生結瘤事故,瘤份附著在氧化鈣表面,降低了產品白度。
2、消化
不同的消化設備對白度影響不同,消化槽的影響小,槳葉消化及次之,滾筒消化機影響大。
3、精制
精制工序是影響漿液白度的重要因素之一,漿液精制的好壞可使白度相差很大。精制就是要出去其中黃、黑雜質,除的越多,白度越高。
碳酸鈣白度的提升方法
(1)要加強管理、提高裝備水平。重質碳酸鈣生產設備一分錢一分貨,同時設備的及時檢修和維護也重要。
(2)原礦的選擇要精挑細選。(3)要全方面分析方解石及產品碳酸鈣化學組成,如果礦石中其他雜質超標,也會造成白度不高,這時需通過多級除渣處理盡可能增加白度,一般提高有限,hao換礦石。可分析礦石中的鐵是否超標,一般要求Fe2O3;0.1%,超過0.2%時,產品會發黃甚至發紅造成白度下降,這時需通過化學制劑除鐵處理,如因設備造成鐵污染,也可同樣處理,如果不是鐵超標則不能采用此種方法處理,否則反而會降低白度。
(3)要全方面分析方解石及產品碳酸鈣化學組成,如果礦石中其他雜質超標,也會造成白度不高,這時需通過多級除渣處理盡可能增加白度,一般提高有限,hao換礦石。如果本身含有色礦物高,應該采用漂白技術,用以提高碳酸鈣產品的白度。
(4)根據石灰石及產品碳酸鈣中含有的色素離子,分別采用還原漂白或氧化漂白或二者兼用漂白方法。重質碳酸鈣漂白一般將化學藥劑放到粉碎過程中,邊粉碎邊漂白;輕質碳酸鈣漂白可分為消化過程漂白、碳化過程漂白及熟漿液中漂白三種形式。
食品級輕質碳酸鈣的沉降體積控制,是一個工藝系統的宏觀控制,在生產過程中各個工藝環節都會對產品體積產生一定的影響,其影響體積大小的因素很多,如石灰石質量、煅燒溫度、石灰活性、石灰消化溫度、灰乳陳化時間、上塔濃度、碳化溫度、碳化時間、回收水再利用、設備物理性能的影響。由于石灰石生成的年代不同導致石灰石的晶體結構不同,則輕質碳酸鈣生產的工藝要根據石灰石的特點來設計,高體積的產品,要選擇高體積的石灰石。石灰的活性度取決于它的組織結構(晶體越小表面積越大,氣孔率越高,石灰活性越高),石灰的組織結構與煅燒溫度、時間密切相關,所以除了對石灰石的粒度,還要輕燒提高石灰的活性。石灰與水的反應稱為消化反應,通過提高水的溫度可彌補石灰活性的不足。塑料行業用重鈣粉塑料母料、色母粒用重質碳酸鈣粉為400目,要求高溫加熱后白度不變,礦石結構為大結晶方解石,碳酸鈣含量:99%,白度:95%。從消化機出來的乳液,通過陳化對未消化的氧化鈣進行充分消化,陳化時間長短與產品體積有很大的關系。在碳化反應前期,如碳化溫度越高,精灰乳濃度越高,并在前期將Ca(OH)2總量90%反應完,則越有利于提高碳化速度和沉降體積。碳化過程是輕鈣工藝中耗電較高的環節,通過改變布氣方式,提高窯氣壓力,加快氣速擴散,可大大縮短碳化時間。近年來企業為節省成本提高設備的性能,特別是脫水工藝設備,使濾餅水含量降至DI,然而這會對產品體積構成影響,所以在提高設備性能的同時,一定要考慮對產品體積的影響。隨著環保形勢的發展,生產企業的廢水(固液分離水,尾氣的噴淋降塵水),這兩種水也存在一定量的碳酸鈣粒子,然而鈣離子的存在也會影響產品的體積,所以廢水利用前必須要將鈣離子分離。
碳酸鈣的用途有時候超過你的想象,在造紙行業也有它的一席之地。
碳酸鈣在造紙業的應用 在造紙工業使用碳酸鈣,可使紙張亮度好、結構堅實、利書寫、涂布均勻、摩擦度低、易排濕以及易干燥等。如常用的玻璃膠,不使用補強填料粘結力變很差,加入碳酸鈣,可以提高粘接接頭的強度,增加表面硬度,增加粘度和熱導率,增加抗沖擊韌性和耐磨性,改善膠粘劑的耐介質性能,降低成本。由于世界造紙業從上世紀80年代初開始成功地由酸性工藝轉向堿性工藝,使填充料的使用發生了革命性的變化:碳酸鈣代替木槳和其他顏料,可改善紙張的光亮度、不透性、空隙度、松密度等。
堿基加工主要用于生產精細印刷和書寫紙張,對新聞紙等一些重要用紙,雖然使用酸基環境生產,但也可使用碳酸鈣。目前造紙涂料配方中碳酸鈣使用量大幅增加,已從5%~10%上升到30%左右。
世界由酸性轉向堿性工藝造紙在上世紀90年代中期達到高潮,以造紙生產能力計,1997年美國堿性或中性造紙工藝占造紙總生產能力的80%,西歐占65%;到2000年,美國除少量特殊紙品外,95%生產能力已采用堿性或中性,歐洲也達80%。這種轉向給了碳酸鈣一個巨大的市場。在油性涂料中,填充量可達10-50%,在水性涂料中填充量可達10-20%。 目前我國生產的造紙涂布級碳酸鈣不能滿足需求,缺口尚需進口補足。
普通的輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣其價格都遠遠低于塑料價格,碳酸鈣的添加會使塑料制品的成本降低。固國外稱碳酸鈣為填充劑(Filler)或增量劑(Extender)。
在現階段,添加碳酸鈣以降低塑料的成本為主要目標。隨著碳酸鈣表面性質的改善和形狀、粒度的可控,碳酸鈣將逐漸成為補強或賦予功能性為目的的功能性填充劑。
碳酸鈣是PVC制品生產加工中常用的填充劑,其使用目的大多是為使PVC制品增量,以達到降低生產成本的目的。
目前在PVC制品的生產加工中使用的碳酸鈣主要有兩種,其一是由天然石灰石經機械粉碎法如通過雷蒙磨粉碎成不同細度的碳酸鈣,這種碳酸鈣稱為重質碳酸鈣,其品質由天然石灰石的品位和其細度決定。合理使用重質碳酸鈣可提高PVC制品的耐熱性、剛性、尺寸穩定性及加工性。其二是挑選品位高的石灰石經過煅燒,使其分解成氧化鈣,并通水反應成氫氧化鈣,再通入二氧化碳,經沉淀后形成碳酸鈣,這種碳酸鈣稱為輕質碳酸鈣?;钚遭},是生物鈣高溫煅燒而形成的鈣混合物,鈣含量高,但其水溶液是強堿性,對胃腸刺激性大,不適合老年胃酸缺乏者。少量使用輕質碳酸鈣可提高PVC制品的拉伸強度。輕質碳酸鈣的品質除由天然碳酸鈣的品位決定外,其煅燒等化學反應條件及分級細度也是十分重要的因素。輕質碳酸鈣的價格應比同一細度的重質碳酸鈣高一倍以上。