超细重质碳酸钙生产技术

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表2


国际上有关超细粉.装t本体的能力 及部分性能指标 ( 主要以 生产重钙为 例) 进料粒度 能 耗 最细产品 产量 ( k g / h r ) 目 m. 度扣 屯 d , I O P a d , o <“ .
8 0目
2 -3
2 ^- 5 21 刀 2 9 0 0 巧0 0 3 0 0 0 日 0 0 ^- 9 1 幻
8 0 ^8 5
气流磨
球磨 振动磨
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7 0 ^7 5
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2 -5
2 -5

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表3
磨型
国内有关超细粉磨装里的能力 及部分性能指标‘ 主 要以生户重钙为 例) 进料粒度 能耗 最细产品 产量 ( k g / h〕 ( 度/ 吨) 浅 z (1 0 p . d , , (p .
3 2 5目
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气流磨 球磨 振动磨
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搅拌磨 ( 干式)
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2 -5 mm

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1 1 0 - - 1 2 0
生 产d 9 ? < 1 0 p . 的 超细方解石粉体为例) 。
由于非 金属 矿的种类极多,以 及粉磨工艺、设备的多样化, 试图对这些工艺或设备本身 的性能做出 全面的评价是十分困难的,但是,在粉磨能力及部分性能指标上 进行比 较是可以 的,国际上的部分公司 情况如表2 0国内的情况如表3 0
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表示每 1 0 0 公斤粉体含 有9 7 公斤的粉体颗粒
小于粒径 d ( p ) .
8 0 0日的粉体产品。也可采用立磨,从粉磨原理上讲,立磨与雷蒙磨基本相似,仅是在立磨 中引入了 液压系统, 因此,相应的产量规模、粉磨的细度均有提高,规模台时产量可达 3吨
使微观混合得到极大的强化。 超重力 碳化法具有碳化时间短、粒径分布窄、粒径可调控等特点,而且不需加入晶体生 长抑制剂。 三、国内高附加值轻钙发展中 存在的问题 在世界先进工业国家中,日 本的碳酸钙研究一直走在前列。1 9 2 7年就开发了白 艳华。在 纳米碳酸钙的研究上, 1 9 3 3 年制备了4 0 0 n m n , 1 9 5 2 年研制了4 0 n m , 1 9 6 5 年研制出2 0 n m , 1 9 8 3 年推出 5 r u m ,同年还开发出 新产品 — 无定形碳酸钙。 现己 研制出不同晶型、不同粒度、不 同表面改性碳酸钙 5 0 多种。 近几年来,尽管国内许多 研究单位在高附加值轻钙的研发上投入不少人力物力, 也取得 许多成绩 ( 主要体现在纳米轻钙的研制与生产上) 。 但总体来说进步不大。由于品种少,专 用性差等原因, 我国 每年都要进口 各种专用型 碳酸钙达 1 0 万吨左右, 价位在4 0 0 0 7 G / 吨以上。 在高附加值轻钙的研究与生产上, 我国与先进国家 ( 如日本) 的差距是非常大的,存在 的问 题也很突出,主要有以 下几个方面: 1 、技术含量低。专用性,功能化品种少,普遍存在研究深度不够, 缺乏系统性等诸多 弊病。如: 纳米级碳酸钙,生产规模小,品种单一,粒径分布过宽, 超微细化程度低. 各种晶型碳酸钙的生产更是空白。 表面改性机理研究少,且缺乏系统性,对专属性较强的改性剂开发不多 。 2 、 研究手段落后,项目 重复进行,资源浪费严重, 成果转化率低。 3 、 行业条块分割严重, 技术信息交流不足,加剧了 人力财力的浪费。 4 、工艺 设备落后,造成产品质量与规模都无法上台阶。 四、对策与建谈 I 、制定人才培养与引进海外技术人才相结合,提高我国在碳酸钙领域中的研究水平了 2 、 集中人力物力,组建国家级碳酸钙研发中心,加强基础研究,以研究成果产业化为 目 标,将各种晶型,无定形及晶须等品种作为重点研究对象。 3 、 有选择地引进一些先进技术与设备,井结合国情,走自 我消化与创新井举的道路。 培养出一批龙头企业,带动整个产业的发展。 4 、成立强 有力的 协调机构 ( 如行业协会) ,促进企业间的信息交流, 规范碳酸钙工业的 发展,避免工作重复,资源浪费。
超细重质碳酸钙生产技术
叶旭初 钱海燕 ( 南京工业大学,南京 2 1 0 0 0 9
吴建明 ( 昆山市超微粉碎机厂,昆山 2 1 5 3 1 6 )
摘 要 ,钙代粉轻钙是今后的发展趋势。本文简述了超细,质碳酸钙的生产技术,指出了 形晌我国非 金属矿应用范围和质,标准的原因。对超细粉脸等设奋改进做了展望.
关健词 超细 三质碳酸钙 工艺 发展
1 . 前言
由于重质碳酸钙( 简称重钙) 粉具有 一系列优越的物化性质( 尤其是物理性质) ,诸如易分 散性、表面亲水性、光度和白 度、硬度低、填充量大等,因而具有广泛的用途,是重要的化 工原料,其应用领域包括造纸、塑料、 橡胶、电缆、油漆和涂料、粘结剂、密封剂、日化、 医药、 饲料以及复合新型钙塑料材料等。由于重钙的工业性能好、来源广、 价格低,愈来愈 受到各行各 业的重视, 新的应用领域不断出现。目 前仍有相当一 部分是采用轻钙粉,由于轻 钙的生产工艺较复杂,同时生产轻钙会对环境造成一定的污染, 今后的发展趋势是 尽可能用 重钙代替轻钙, 孟钙代誉轻钙的关性是超细和活性化 且以 1 2 5 0目以 上的超细粉体的需求量 增长最快。 传统生产方式所生产出的产品粒径范围主要是 4 0 0 -8 0 0目( 如雷蒙磨系统) 。日 前,尽管国内有许多类型的超细生产工艺与流程( 设备) , 但是,普遍存在问 题是:规模小、 产品粒度分布宽、能耗高,为企业带来的经济效益不佳( 原因是重钙粉的 价格不高) 。因此, 在重钙粉生产中,提高效益的唯一途径是; 提高粉体产品的品种、 档次( 控制.大粒径) , 增 加规模及综合效益。目 前, 采用干法生产技术,工业化上比较成熟地生产出的典型 重钙粉体 的粒径指标如表 1 。至于试图 生产更细的重质碳酸钙粉体,如用于 造纸的表面涂层时,日前, 用干法生产仍有困难。
目 前在国际上正 在推广应用的生产线也基本是球磨机与超细粉体分级机 ( 以 生产 喝 7 < 1 0 1 1 m
的超细方解石粉体为例:1 . 8 万吨l 年) 构成的粉磨系统, 基本代表了当 前的国际先进水平。 2 . 2 湿法工艺 湿法生产的重钙与干法生产的相比,能生产粒度更细的产品,超细加工效率较高,主要
该 工艺 生 产的 超细 重钙产品细度 嘶 可 达4 1 l m , S u m , G u m , 8 v m , 1 0 1 , 一1 5 1 1 一2 0
u m , 2 5 u m ,也可在指标范围内任意调节。生产稳定,年利用率高,规模大.单位电 耗和其 他粉磨设备相比, 有大幅度的降低。南京化工大学材料科学与工程学院叶旭初等的研究,以 内 , <1 - 0 P . 的 粉体产品,年产量2 . 0 万吨,综合电 耗1 7 0 - 1 9 0 k w h 八 左右,年运转率在8 3 % 以
上。
2 . 2 . 5其他新型的粉磨工艺 最近几年来,国内 虽然也开发出一系列的高效粉磨设备,如振动磨、行星磨、干法搅拌 磨等,但是,设备本身的可靠性及长期 运转的稳定性仍需要大幅度地提高,目 前, 用于重质 碳酸钙的工业化生产,仍有不少的困难需要克服,如粉料的糊球、 料流的顺畅、 流程的合理 等问题。而且, 这些高效粉磨设备的最大粉磨能力一般仅能达到4 0 0 0 - 5 0 0 0 吨2 年的规模 ( 以
叁 二一
型 号
,钙粉的粒径指标

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2 、主要生产工艺现状 重钙的超细粉磨有干法和湿法两种方式, 根据粉磨工艺的不同所采用的粉磨设备也不相 同。干法细磨常用的设备是雷蒙磨、高速机械式冲击磨、气流磨、新型球磨、震动磨以及干 式砂磨机等。湿法细磨常用的设备是搅拌磨。一 般来讲,干法细磨投资少、 工艺 简单,但超 细粉 ( < Z 1 m ) 的比例较少, 而湿法细磨产品粒度更细, 常用于造纸涂层或其它。 2 . 1 干法工艺 关于 超细粉干法生产工艺的最近报道, 如《 非金属矿开发与应用》1 9 9 8 报道的非金 属矿 干法搅拌研磨超细加工系统。 《 中国粉体技术》 2 0 0 0 , N O A 报道了四川省宝兴县碳酸钙工业1 4 年的发展等。关于超细粉磨设备,8 0 年代以 后, 通过引 进、消化、 吸收和组织技术攻关,迄 今为止, 超细粉磨设备的生产厂家己 达数十家之多。干法生产的常用生产工艺有: 2 . 2 . 1 原矿一额破 ̄雷蒙磨( 立磨) 雷蒙磨的粉碎机理是对物料进行挤压粉碎。靠磨辊离心施压,物料在低速状态下发生挤 压、摩擦和剪切作用来达到粉碎的目 的。在单位时间内 产生的微粉量较少,可以生产 4 0 0目 的粉料。 通过对雷蒙磨的改进, 将它上部原有的分析器改换成转子式分级机, 可以 生产6 0 0 -
以上,细度上可生产 1 2 5 0目的产品。
2 . 2 . 2 原矿 ̄额破 ̄高 速机械冲击式粉碎机 ̄涡轮式空气分级机 这种粉碎设 备可生产 d 9 , < 1 2 1 i m , 1 5 u m , 1 8 t i .的产品。物料经高速旋转锤头冲击、研 磨、剪切及物料间的相互碰撞达到粉碎的目 的。 产量规模一 般5 0 0 公斤/ 小时左右。 2 . 2 . 3 原 矿 ̄额破 ̄雷蒙磨 ̄气流磨 ̄干式微粉分级机 这种工艺可以生产 d , , <1 0 v .的重钙产品,生产的产品主要用于高档塑料填料或造纸底 涂。但是,气流磨在生产超细重钙粉时,能耗高,原因主要在于采用气流磨生产时总机械效 率R 很低,n 二 气流磨本身的效率( 约3 5 % ) X 空气压缩机的效率( 约3 5 % ) -1 0 % . 所以,采用 气流磨生产填料级低产值超纽碳酸钙, 经济性不佳。
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注:上述参数未经完全的现场考核,仅作参考。
虽然上述两表不能完全地说明问 题.但是,可以 看出, 采用不同的粉磨设备,除气流磨 能耗明显偏高外,其他粉磨设备的能耗虽有差异,但差值不大。在可比条件下,球磨的能耗 略高 1 0- 1 5 度f 吨( ( 6 <1 1 0 1 1 哟, 但是, 在生产规模、生产稳定性、 维护简单 等方面,是任 何粉磨设备不能与之相比的, 最终的综合效益可能最好。因此,国际上大规模的超细粉体生 产公司 基本都是采用改进的高细球磨机与高 精度、大处理量的超细粉体分级机构成的粉磨系 统, 如英国的E C C公司 ( 年生产能力各种规格的非矿粉体; 5 5 0 万吨) 、日 本的石灰公司 ( 年 生产能力各种规格的非 矿粉体: 2 0 0 万吨) 等等。国际上著名的 A L P I N E ( H O S K O W)公司
2 . 2 . 4 原 矿 一 领 破  ̄ 雷蒙 磨  ̄ 干 式 砂 磨 机  ̄ 干 式 微 粉 分 级 机
干式砂磨机是介于搅拌磨和湿式砂磨机的一种研磨设备。大多数为立式结构,磨棒数目 比 搅拌磨的多, 使用较小的 研磨介质。 它的缺点是散热差,搅拌器磨损严重,污染物料,使 产品白 度下降,产量规模相对较小。 2 . 2 . 5 原矿, 顺破 ̄新型球磨机 ̄干式微粉分级机
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