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      有效提高輕質碳酸鈣產品的質量指標的幾個辦法

        目前,中國輕質碳酸鈣生產能力約為1000萬噸,是生產和消費大國,但產品質量和品種遠遠落后于發達國家,產值極低,無法滿足國內各行業的需求,在國際市場上也沒有競爭力。原因主要是存在以下問題:

        (1)高附加值專用輕質碳酸鈣產品開發能力下降,專用化、功能化、碳酸鈣產品少。

        (2)新建工廠在原來的基礎上反復建設,舊工廠不投資開發新產品。

        (3)科研成果不能盡快轉化為生產力,碳酸鈣產品只能滿足普通用戶的需求,不能滿足特殊用戶的需求。

        因此,努力提高我國輕質碳酸鈣產品的質量,開發專用化、功能化、輕碳酸鈣系列產品是我國碳酸鈣工業發展的當務之急。那么,如何提高輕質碳酸鈣產品的質量指標呢?

        輕質碳酸鈣產品質量要求及指標分析

        包括點擊照片:18個碳酸鈣現行國家標準及行業標準

        1、輕質碳酸鈣質量指標

        輕質碳酸鈣的質量指標主要可分為兩類。

        (1)化學成分指標

        輕碳酸鈣的化學組成指標主要包括CaCO3、MgCO3、鹽酸不溶性、pH(包括實際CaO或MgO量)、Fe、Mn、Cu、Pb、重金屬、H2O、水溶性等。

        化學組成指標與原料石灰石組成、燃料白炭黑組成、工藝條件(如石灰石溫度、石灰乳消化程度、精煉優劣、窯是否凈化、干燥溫度高低、外部環境污染程度等)有關。

        (2)物理指標

        輕碳酸鈣的物理指標包括沉淀體積、比表面積、吸油值、體殘留、白度等。

        物理指標主要取決于碳化工藝操作條件、窯氣凈化程度、精煉石灰乳消化度及其質量分數、碳化溫度、CO2質量分數和流速、碳化設備類型及其控制、碳化前后是否加入其他類型的制劑、控制劑和改性劑、高額分離條件及設備、干燥工藝條件、設備等。

        2、硬質碳酸鈣質量要求

        不同用戶對輕質碳酸鈣產品的質量要求不同,但可分為基本要求和特殊要求。

        (1)基本要求

        基本要求如下:CaCO398%,MgCO31.0%,鹽酸不溶性0.2%(越低越好),Fe0.12%(越低越好)

        這些基本要求指標主要取決于石灰石質量、煅燒石灰質量、消化質量、石灰乳精制和窯內氣體凈化質量、干燥質量和外部環境的污染。這由一般的輕型碳酸鈣生產工廠嚴格管理,可以適當改造原料和燃料或增加部分設備,通過嚴格的操作程序減少外部污染。(2)特殊要求

        特殊要求對不同的用戶對輕質碳酸鈣產品有不同或更嚴格的要求,大部分是物理指標。例如,沉淀體積、粒度、晶型、吸入液、含水量、白色、比表面積、滯后性等。藥品、食品、飼料、軼事等個別用戶對化學成分中Mn、Pb、Cu、重金屬含量等有特殊要求。否則會影響人類健康。

        因此,輕碳酸鈣產品等級的高低在一定程度上取決于其基本特性,如果達到基本要求(一般輕碳酸鈣企業都可以實現),就必須提高物理指標,改善特殊性質,滿足用戶的特殊要求,才能提高輕碳酸鈣產品的質量等級。

        第二,如何提高輕質碳酸鈣產品的質量指標?

        1、間歇或直接用塑料塑料塑料改變混合塑料

        目前,我國輕質碳酸鈣生產企業石灰石煅燒多采用混合式窯烘烤,一定粒度石灰石與無煙煤(或焦炭或粉煤)混合后,在窯頂添加燒制,石灰石分解成石灰,從窯底排出。由此產生以下結果:

        一種是煤灰進入石灰污染石灰。

        第二,石灰石塊大,為了保證石灰石分解,塑料溫度必須提高到1100以上,因此會影響石灰活動。

        其三立窯容積大,煤、石粒度不均,混合不均,煅燒溫度不容易控制,容易引起過熱或著火等現象。

        為了提高產品質量,建議采用以下工藝和設備:

        (1)新的豎窯

        用氣體燃料或液體燃料代替煤、焦炭燒制石灰石?;旌喜褪侵睙崾?、丙流再生式、磁式等塔立窯。國內外石灰工業實踐證明,用氣體、液體燃料燒窯在經濟、技術、產品質量、工人運營環境及勞動強度等方面具有優越性。

        立窯

        (2)回轉窯

        以氣體或液體為燃料,利用回轉窯烘烤石灰石并持續生產,石灰石粒度為5 ~ 10毫米,降至800 ~ 1100,生產的石灰具有活性高、無污染、易消化、渣少等諸多優點,國外已成功生產出輕質碳酸鈣。

        轉動窯

        (3)懸浮煅燒爐

        該設備的特點是燃燒、傳熱、分解反應在同一個空間進行。沒有火焰的燃燒、閃光傳熱、氣固相溫度瞬間趨于一致。系統關閉,負壓操作,安全衛生;可以實現微機控制、自控水平高、產品質量穩定、無污染等。該設備在水泥工業的生產中已有成熟的技術和設備。

        懸浮煅燒爐

        (4)旋渦動態煅燒爐

        該設備將加熱的高溫氣體和塑料物質混合后,在流動中瞬間完成塑料過程。具有溫度可調節、連續運行、爐內氣固溫度分布均勻、熱傳輸速度、材料內外溫差減少、綜合能耗減少、系統關閉工作、材料及環境無污染、促進協調自動化工作等特點,在國內推進,已有高嶺土煅燒等成功經驗。旋渦動態煅燒爐

        (5)活性石灰煅燒爐的間接加熱

        該爐將煙煤間接加熱為燃料,烤石灰石,如果石灰石符合ZDB6001-85規定的特級質量要求,產品石灰活性達到330 ~ 360度(mL)。該爐用石灰石生產的活性石灰,不會受到煤燃燒的煙氣中的硫及其他有害元素、灰塵等污染,活性高,不增加碳。煅燒過程中產生的CO2氣體不接觸煙霧,純度高可以回收利用。

        2、用連續碳化改變間歇性碳化。

        輕碳酸鈣生產過程對產品的晶型、粒徑、堿度等起著決定性作用的是碳化工藝。目前國內絕大多數工廠采用間歇操作工藝,設備采用鼓式碳化塔,特點是投資少,操作方便。但是存在氣液接觸表面積小、碳化不均勻、碳化時間長、產品平均粒徑為5 ~ 10  m、粒度分布廣、質量不穩定、不容易自動控制等問題。為了提高碳化效率,為了生產超細輕質碳酸鈣產品,建議使用以下工藝:

        (1)使用2 ~ 4塔系列連續碳化工藝

        根據生產企業的實際情況、產品質量要求水平、碳化塔的實際數量,將并行間歇作業改為串行連續作業。塔型上,以鼓為主進行適當改造,形成新的連續碳化工藝。

        該工藝具有連續生產、能力強、節省CO2氣體、操作方便、自動化生產容易、產品質量穩定、減溫、保證低溫碳化等特點,可制造微細或超細碳酸鈣產品,是提高輕質碳酸鈣產品質量的有效措施之一。

        (2)高效碳化設備的選擇

        旋轉噴射碳化塔

        以原噴霧碳化塔為基礎,適當增加噴霧層數和噴霧方向,選擇固體噴嘴、切向進氣、旋轉氣液接觸等,提高氣液接觸面積,加快反應速度,通過晶型粒度控制生產微細或納米級碳酸鈣。

        垂直篩板碳化塔

        立式篩板是一種新型氣體吸收設備,具有導電、熱傳導效率、不易堵塞等特點,已被石化工業企業廣泛采用。將該設備引入輕鈣碳化設備,將提高碳化速度,節約CO2量,實現連續生產,產品質量穩定??梢耘c冷凍裝置一起生產超細碳酸鈣。

        垂直篩板碳化塔

        (3)高效干燥工藝及設備使用

        在輕質碳酸鈣生產中,干燥是一個物理過程,道理很簡單,但將濕碳酸鈣過濾器的水分加熱蒸發,使含水量達到標準。(威廉莎士比亞、碳酸鈣、碳酸鈣、碳酸鈣、碳酸鈣、碳酸鈣)但是,這個過程是生產中消耗熱量最多的過程。比石灰石煅燒彈高20% ~ 30%,干燥溫度控制不好,容易返堿,密閉不嚴,容易造成產品污染,因此,應考慮改造或采用新式干燥設備,提高產品質量,減少能源消耗。用氣體發生器代替燃燒室旋轉干燥器

        傳統的旋轉烘干機利用燃燒室燃燒煤球,其高溫的煙霧進入旋轉干燥器中心管,流到尾部的10個側管,從火爐經由鼓風機從煙囪中排空。該設備在使用中進口溫度在1100以上,中心管道經常燃燒,產品pH高有黑點等問題。

        煤氣發生爐

        山東某工廠將燃燒室改為簡易燃氣發生爐,一臺煤氣爐供應兩臺旋轉干燥器,降低中心管入口溫度,同時溫度向后推,中心管尾部溫度升高,干燥溫度相對均勻,提高了干燥效率,消除了排氣黑塵對環境的污染。

        旋轉管式干燥機

        旋轉熱管干燥機具有熱效率高、生產效率高、產品質量好、鋼材消耗低、安裝面積小、壽命長、服務成本低、干燥過程連續、自動化操作容易、勞動強度低、消除環境污染等優點,屬于高效、節能、長壽、污染少的新型技術設備該設備與加速離心機合作,效果更好。

        旋轉熱管干燥機

        盤式連續干燥器具有熱效率高、能耗低、安裝面積小、配置簡單、操作控制方便、操作環境好等優點。

        圓盤烘干機

        結合干燥工藝

        納米級碳酸鈣生產過程中,由于粒徑小,脫水后產品含水量高,一般使用閃光燈、干燥、噴霧干燥等單一設備的能力較差。為了保證干燥質量和干燥能力,應采用組合式干燥工藝。

        例如,多層皮帶干燥管柱旋轉閃光干燥、草葉管柱旋轉閃光干燥、雙螺旋運輸機吹風機管柱盤連續干燥器干燥等??梢赃m應多層皮帶、草葉、雙螺旋等烘干機干燥彈性大、水分高的材料干燥優點,還可以利用閃光干燥快速干燥、圓盤靜態干燥的特點。

        另外,在窯凈化、石灰乳精煉、渣回收、離心脫水、產品體質、產品包裝等工藝改進方面,近年來國內硬質碳酸鈣企業均取得了一系列成功經驗,應應用以提高整個行業的工藝及設備水平。

        3、選擇合適的表面處理劑和改性工藝

        輕質碳酸鈣產品是無機物材料,在氣體高聚物中混合后,存在填料-高聚物界面,它們之間的親和力對該產品的物理力學性能有很大影響。輕碳酸鈣產品的目標是,隨著表面粒徑的減小,表面變大,表面親水性強,由于與高聚物熱膨脹系數不同的原因,需要對輕碳酸鈣進行表面處理,因此,減少輕碳酸鈣的表面,增加分散性,使表面具有親和性,提高兩種產品的兼容性,保證產品的良好物理性能。輕碳酸鈣常用的表面改性方法可分為干法和濕法。

        (1)硬質碳酸鈣干燥表面改性

        干法表面改性表面改性是硬質碳酸鈣產品在干燥狀態和一定溫度下的高速混合作用下,處理劑均勻作用于硬質碳酸鈣粒子的表面,形成非常薄的表面處理層。設備通常使用低速攪拌機,不能使用高速攪拌機。

        (2)輕質碳酸鈣的濕表面改性

        濕法表面改性是指輕質碳酸鈣熟漿液在活化槽中直接進行表面處理的方法。其原理是,輕質碳酸鈣在懸浮液中,通過表面吸附或化學作用將處理劑分子結合到輕質碳酸鈣表面,因此處理劑必須是可溶于水或乳化的乳液狀態。

        常用的處理劑有脂肪酸鹽等表面活性劑、水中穩定的溴型鋁酸、鈦酸聯合劑、基因體高分子處理劑等。

        輕碳酸鈣是采用不同的處理劑、不同的配方、不同的處理工藝及設備提高輕碳酸鈣產品等級的重要方法之一,也是各科學研究所、大專院校、生產企業等的研究開發重點。

        4、美白技術及措施

        輕質碳酸鈣是紙張、塑料、油漆等產業使用的白色填料,其產品所需數量越來越大,白度要求也越來越高。輕碳酸鈣行業標準白度指標為90%,目前市場要求92%以上。CaCO3本身是白色的,原料石灰石中含有礦物鐵等,因此輕質碳酸鈣的白度下降。

        目前,很大一部分輕碳酸鈣企業的白色度低于90%,部分僅為83%至85%,不能適應市場需求。影響輕質碳酸鈣白度的主要因素有兩個。

        一、原料石灰石中有色礦物鐵、錳含量高。這是內在原因,要用化學方法美白。

        二是操作不合理,設備水平低,設備腐蝕等外部引進的有色物質很多。由于外部原因,可以加強管理,提高設備水平來解決。

        化學美白輕碳酸鈣方法有很多種,根據顏色礦物元素的成分,使用的藥劑方法不同。以三價鐵及其氧化物為主要著色物時,使用強還原劑是去除鐵的有效藥劑之一。包括硬質碳酸鈣化學增白技術、碳化前消化過程美白及碳化后熟漿液濕法修飾前美白。使用藥劑有二元增白和三元或多元增白,這主要取決于石灰石中著色礦物的種類及其含量多少,一般經過實驗室實驗后,在工業化裝置上進行實驗,才能保證美白效果,降低美白成本。

        三結語

        今后功能化、專用化將成為輕碳酸鈣發展的主要趨勢,產品結構也將發生重大變化。納米碳酸鈣、超細碳酸鈣、醫學級、食品級碳酸鈣等高級產品天然橡膠專用、合成橡膠專用、油漆專用輕質碳酸鈣等多種表面改性專用碳酸鈣,高附加值碳酸鈣產品市場需求越來越大,產品質量將成為企業生存和發展的關鍵!遷移:食品級重質碳酸鈣的具體作用是什么?

             感謝大家耐心看完,如果想要更多關于輕質碳酸鈣的相關知識,歡迎聯系我們!


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