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            “鈣幫”人都應(yīng)了解的納米碳酸鈣和輕鈣的4點(diǎn)區(qū)別


            來(lái)源:中國(guó)粉體網(wǎng)   平安

            [導(dǎo)讀]  “鈣幫”人都應(yīng)了解的納米碳酸鈣和輕鈣的4點(diǎn)區(qū)別:粒徑、晶形、應(yīng)用過(guò)程性能和作用、工藝過(guò)程和質(zhì)量控制。

            中國(guó)粉體網(wǎng)訊 

            區(qū)別之一:粒徑

            納米碳酸鈣與普通輕鈣的本質(zhì)區(qū)別就在于原始粒徑(也稱一次粒徑)不同,通過(guò)透射電鏡分析檢測(cè)可以準(zhǔn)確辨別兩種產(chǎn)品。

            區(qū)別之二:晶形

            由于納米碳酸鈣碳化工藝與普通輕鈣差別較大,使納米碳酸鈣晶體結(jié)晶過(guò)程中晶形發(fā)生變化,晶體的形狀以立方體為主,晶體的形狀隨工藝條件和晶形控制劑的影響而呈現(xiàn)多樣性,而普通輕鈣晶體形狀較為單一,以紡錘形為主,亦或團(tuán)聚凝聚形成菊花狀晶體。

            區(qū)別之三:應(yīng)用過(guò)程性能和作用


            納米鈣與普通輕鈣的性能對(duì)比


            綜上可見(jiàn),納米碳酸鈣與普通輕質(zhì)碳酸鈣不僅表現(xiàn)在碳酸鈣粒子大小的的差別,還表現(xiàn)在是否進(jìn)行表面改性、晶型是否可控、CaCO3含量高低、分散性優(yōu)劣、吸油值高低、流動(dòng)性和疏水性的優(yōu)劣等;二者在應(yīng)用方面的差別主要表現(xiàn)為所起的宏觀作用不同,普通輕鈣只能起填充劑作用,而納米碳酸鈣除了起填充劑作用外,補(bǔ)強(qiáng)作用、改性作用才是其真正價(jià)值的體現(xiàn)。

            區(qū)別之四:工藝過(guò)程和質(zhì)量控制

            (1)消化:

            輕鈣制備工藝對(duì)消化溫度以及消化用水質(zhì)量要求不高,可以利用離心脫水的回收濾液作為消化的熱水,這樣可以充分利用熱能提高消化反應(yīng)溫度,同時(shí)降低生產(chǎn)中的水的消耗量。一般要求石灰為中燒或過(guò)燒即可,消化后的生漿粘度較低,有利于提高碳化效率。

            而制備納米碳酸鈣應(yīng)采用活性較高的輕燒石灰,控制較高的消化溫度和穩(wěn)定的生漿粘度。可利用生漿精制過(guò)程中的洗渣液作為消化水,但不能采用熟漿濾液消化,因?yàn)闉V液中含有大量的碳酸鈣晶體,加入到生漿中將成為晶種參與碳化反應(yīng),影響碳化結(jié)晶的均勻性,容易在結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生大顆粒晶體,影響產(chǎn)品粒徑分布范圍。

            (2)碳化

            制備輕鈣不控制碳化反應(yīng)的初始溫度,也幾乎不控制生漿的濃度和粘度以及CO2的濃度。有時(shí)為了提高碳化速度,在沉降體積達(dá)到要求的情況下,在碳化初始的生漿內(nèi)添加一部分熟漿,可明顯提高碳化反應(yīng)速度,又可作為調(diào)節(jié)產(chǎn)品沉降體積的一種手段。

            制備納米碳酸鈣采用與普通輕鈣不同的碳化反應(yīng)器,裝有可控制反應(yīng)溫度的冷水夾套或提高氣液混合的攪拌器等裝置以及制冷設(shè)備等?刂粕鷿{碳化的起始溫度、石灰乳液濃度、CO2濃度、溫度、CO2流量以及攪拌速度等工藝參數(shù),還可以采用多級(jí)碳化的方式控制晶體的粒徑和晶形。由于在碳化反應(yīng)初期不能帶入較多的晶種,因此碳化反應(yīng)器應(yīng)便于清洗,以便于每批次碳化結(jié)束后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行必要的清洗。也可以在生漿或碳化反應(yīng)過(guò)程中添加一定量的晶形控制劑,起到調(diào)節(jié)反應(yīng)速度,提高晶體分散性能和控制結(jié)晶的作用,其碳化工藝控制較普通輕鈣或微細(xì)鈣復(fù)雜得多。



            納米碳酸鈣濕法改性生產(chǎn)新工藝示意圖

            (3)晶型導(dǎo)向、分散控制及表面活化改性處理

            納米碳酸鈣生產(chǎn)過(guò)程必須添加晶型導(dǎo)向劑,也必須進(jìn)行分散處理和表面改性活化處理,這些添加劑其用量雖然不多,但大多價(jià)格昂貴,在納米碳酸鈣總成本中占三成以上,而且也使其生產(chǎn)工藝復(fù)雜得多,投資成本顯著增加。

            (4)干燥

            輕鈣一般只要控制產(chǎn)品的白度、水分、篩余物和pH值等指標(biāo)達(dá)到要求即可,所以在產(chǎn)品干燥后,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單篩分后包裝產(chǎn)品。干燥溫度要求不高,只要不超過(guò)碳酸鈣的分解溫度即可,所以普通輕鈣一般采用600~750℃溫度進(jìn)行干燥,效率較高。

            納米碳酸鈣大多數(shù)是經(jīng)過(guò)表面處理的,因此產(chǎn)品在干燥時(shí),溫度不宜控制過(guò)高,否則會(huì)引起表面活性劑焦化,產(chǎn)品嚴(yán)重變黃,影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。目前納米碳酸鈣的干燥溫度一般在200~300℃,視物料在不同干燥系統(tǒng)中停留時(shí)間的不同,工藝控制溫度也略有不同。產(chǎn)品干燥后粉碎解聚和分級(jí)是納米碳酸鈣產(chǎn)品質(zhì)量控制的關(guān)鍵手段。針對(duì)不同粒徑分布和不同表面活性劑處理的產(chǎn)品,在選擇干燥和粉碎分級(jí)設(shè)備時(shí)各有側(cè)重。


            對(duì)普通輕鈣、活性輕鈣和活性納米鈣的工藝條件比較


            參考資料:

            舒均杰:納米碳酸鈣表面改性及其機(jī)理的研究

            趙東清:石灰石制備輕質(zhì)及納米碳酸鈣的研究

            (中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/平安)

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            作者:平安

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