中國(guó)粉體網(wǎng)訊  碳酸鈣是目前用量最大的填料之一，分為輕鈣和重鈣。重鈣以其物美價(jià)廉在橡膠、涂料、造紙和塑料等工業(yè)中被廣泛用作填充劑。隨著現(xiàn)代復(fù)合材料技術(shù)的發(fā)展，具有各種優(yōu)異性能的活性碳酸鈣已成為一種重要的功能性增強(qiáng)劑而在復(fù)合材料中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。要使碳酸鈣從一般體積填料轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ苄蕴盍媳仨殞?duì)其進(jìn)行深加工處理。對(duì)碳酸鈣深加工處理主要有兩個(gè)途徑，即超細(xì)粉碎和表面改性。通常這兩項(xiàng)工藝是單獨(dú)完成的。近些年，碳酸鈣的一體化深加工技術(shù)越來(lái)越受到關(guān)注。一體化工藝是指在超細(xì)粉碎的同時(shí)進(jìn)行表面改性。

碳酸鈣一體化工藝的機(jī)理

王林江用氣流粉碎機(jī)為主要設(shè)備，對(duì)重質(zhì)碳酸鈣同時(shí)進(jìn)行了超細(xì)粉碎和表面改性處理，并揭示了碳酸鈣一體化工藝的機(jī)理：由高速氣流作用于礦物的機(jī)械能，一部分用于粉碎礦物，另一部分用于改變礦物晶格和表面性質(zhì)，對(duì)礦物表面產(chǎn)生激活作用，有利于礦物表面與改性劑之間的吸附和化學(xué)成鍵，使改性劑分子對(duì)礦物表面均勻包覆。同時(shí)，改性劑在粉碎過(guò)程中可起助磨作用，有利于超細(xì)粉碎，經(jīng)改性處理礦物的表面自由能被大大降低，表面自由能的降低導(dǎo)致顆粒粉碎斷裂的最小應(yīng)力降低，結(jié)果使粉碎變得容易，效果提高。

碳酸鈣一體化工藝效果的影響因素

在分析了工藝機(jī)理之后，王林江又討論了一體化工藝過(guò)程中影響粉碎與改性效果的幾個(gè)因素。通過(guò)試驗(yàn)分別考察了改性劑種類、改性劑用量對(duì)粉碎與改性效果的影響以及給料速度、給料粒度對(duì)改性效果的影響。

蔡楚江等通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了重質(zhì)碳酸鈣顆粒在氣流粉碎與表面改性處理一體化工藝過(guò)程中改性劑溶液流量、改性劑溶液濃度及粉碎氣流溫度對(duì)重質(zhì)碳酸鈣顆粒性質(zhì)的影響，并同時(shí)研究這些參數(shù)對(duì)重質(zhì)碳酸鈣粉碎出料速率的影響。

碳酸鈣一體化工藝效果的評(píng)價(jià)

改性效果采用活化率和吸油率兩項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)，活化率越高、吸油率越低，改性效果越好。粉碎效果用產(chǎn)品粒度評(píng)價(jià)，用激光粒度儀測(cè)定。采用氣流粉碎機(jī)超細(xì)與改性一體化工藝處理后的產(chǎn)品性能發(fā)生了很大變化。產(chǎn)品粒度(d50)達(dá)8.0μm，吸油率16.20%，二十天吸水率為7.01%，產(chǎn)品白度略有下降，但不影響其應(yīng)用。重質(zhì)碳酸鈣已由親水性填料轉(zhuǎn)變?yōu)橛H油疏水性填料。

碳酸鈣一體化工藝的主要設(shè)備

已有的研究中，使用的粉碎與改性設(shè)備主要有氣流粉碎機(jī)或氣流粉碎與表面改性一體機(jī)。另外，國(guó)內(nèi)某粉碎設(shè)備企業(yè)通過(guò)把改性設(shè)備串聯(lián)于粉碎設(shè)備后，粉碎后的粉體直接進(jìn)行改性處理，改以往的二步法為一步完成，從而實(shí)現(xiàn)物料超細(xì)粉碎與改性一體化，這種一體化工藝是通過(guò)改性粉碎機(jī)組來(lái)實(shí)施，與前面的氣流粉碎機(jī)或氣流粉碎與表面改性一體機(jī)有所不同。

碳酸鈣一體化工藝的意義

通常要實(shí)現(xiàn)改性劑對(duì)重質(zhì)碳酸鈣之間均勻的包覆，需要在較高溫度、較長(zhǎng)時(shí)間和較高機(jī)械力條件下進(jìn)行，這又會(huì)導(dǎo)致重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)工序的增加。研磨工藝能夠磨碎顆粒，形成較大的新生成的表面。這些新生成的表面具有較高的表面能，容易吸附表面改性劑，因此有利于實(shí)現(xiàn)常溫條件下改性劑對(duì)重質(zhì)碳酸鈣均勻的包覆。楊雷等著重研究了碳酸鈣一體化工藝對(duì)改性工序的優(yōu)化。

蔡楚江等通過(guò)碳酸鈣一體化試驗(yàn)得出結(jié)論，在氣流粉碎的同時(shí)進(jìn)行表面改性處理，可以提高超細(xì)重鈣粉的出料速率，當(dāng)粉碎氣流溫度為60℃，改性劑溶液中偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%，改性劑溶液流量為1.5mL/min時(shí)，重鈣顆粒的粉碎出料速率由21.0g/min提高到56.7g/min，出料速率提高了170%。一體化工藝可提高生產(chǎn)效率并降低成本。

小結(jié)：

作為非金屬礦物的兩項(xiàng)重要深加工技術(shù)，超細(xì)粉碎和表面改性的工藝結(jié)合，對(duì)強(qiáng)化生產(chǎn)工藝、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本從而增加產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

王林江.碳酸鈣超細(xì)粉碎與表面改性一體化工藝原理

王林江等.重質(zhì)碳酸鈣干法超細(xì)與改性一體化工藝研究

蔡楚江等.重質(zhì)碳酸鈣顆粒氣流粉碎與表面改性的一體化處理

楊雷等.常溫下重質(zhì)碳酸鈣的研磨改性一體化工藝研究

劉榮貴等.新型物料超細(xì)粉碎與改性加工一體化機(jī)組