【Análise técnica】 Como escolher o carbonato de cálcio “glutamato monossódico industrial”? Qual é a diferença entre “cálcio pesado” e “cálcio leve”?
O carbonato de cálcio é um sal mineral inorgânico importante e amplamente utilizado, comumente conhecido como “glutamato monossódico industrial”, é um dos enchimentos comumente usados em todas as esferas da vida. O carbonato de cálcio pode não apenas reduzir o custo da matéria-prima dos produtos de borracha e plástico, mas também melhorar algumas propriedades dos materiais de borracha e plástico. Diferentes tipos de carbonato de cálcio podem melhorar significativamente as propriedades dos materiais de borracha e plástico quando usados corretamente. De acordo com os diferentes processos de produção, o carbonato de cálcio pode ser dividido em carbonato de cálcio pesado e carbonato de cálcio leve.
1.Qual é a diferença entre carbonato de cálcio pesado e carbonato de cálcio leve?
O carbonato de cálcio pesado e o carbonato de cálcio leve têm seus respectivos papéis na indústria de borracha e plástico. Do ponto de vista acadêmico, existem muitas diferenças entre eles, como fonte, densidade aparente, valor de pH, teor de umidade, formato do cristal, valor de absorção de óleo, etc. Vamos dar uma olhada nas diferenças entre carbonato de cálcio pesado e cálcio leve carbonato.
(1) Fonte:
O carbonato de cálcio pesado (comumente conhecido como carbonato de cálcio moído) pode ser feito pela trituração direta da calcita natural, calcário, giz e casca por método mecânico (moinho Raymond ou outro moinho de alta pressão). Como o volume de sedimentação do carbonato de cálcio pesado é menor do que o do carbonato de cálcio leve, ele é chamado de carbonato de cálcio pesado.
Carbonato de cálcio leve, também conhecido como carbonato de cálcio precipitado, é calcário calcinado e outras matérias-primas para produzir cal (o principal componente é o óxido de cálcio) e dióxido de carbono, e então água é adicionada para digerir cal para produzir leite de cal (o principal componente é hidróxido de cálcio), e então dióxido de carbono é adicionado para carbonizar leite de cal para formar a precipitação de carbonato de cálcio e, finalmente, desidratação, secagem e moagem são realizadas. Ou é preparado pela dupla reação de decomposição do carbonato de sódio e do cloreto de cálcio para formar o precipitado de carbonato de cálcio, que é então desidratado, seco e triturado. Como o volume de sedimentação do carbonato de cálcio leve (2,4-2,8 ml / g) é maior do que o do carbonato de cálcio pesado (1,1-1,9 mg / L), ele é chamado de carbonato de cálcio leve.
(2) A densidade de embalagem é diferente
A diferença mais óbvia entre o cálcio pesado e o cálcio leve está nas diferentes densidades aparentes dos produtos. A densidade aparente de produtos pesados de cálcio é maior, geralmente 0,8 ~ 1,3g / cm³; enquanto a densidade aparente de produtos leves de cálcio é pequena, principalmente 0,5 ~ 0,7g / cm³; a densidade aparente de alguns produtos de nano carbonato de cálcio é ainda mais baixa, podendo chegar a cerca de 0,28g / cm³. Do volume de embalagem dos produtos, podemos distinguir aproximadamente os produtos de cálcio pesado e cálcio leve. Geralmente, a maioria dos produtos pesados de cálcio tem 25 kg / embalagem e o volume da embalagem do produto é pequeno, enquanto os produtos leves de cálcio da mesma qualidade têm um volume de embalagem maior. Alguns produtos de nano carbonato de cálcio também são embalados com 15 kg / pacote ou 20 kg / pacote.
(3) A brancura é diferente
Como existem muitas impurezas no produto de carbonato de cálcio pesado, a brancura do produto é geralmente de 89% – 93%, e alguns produtos podem chegar a 95%. Os produtos leves de cálcio são feitos por síntese química, muitas impurezas são removidas e a pureza dos produtos é muito alta. Portanto, a brancura da maioria dos produtos é de 92% – 95%, e alguns produtos podem chegar a 96% – 97%. Essa também é a principal razão pela qual os produtos de cálcio leve são usados principalmente para envasar produtos de alta qualidade ou de cores claras.
(4) A função de modificação é diferente
Existem pequenas diferenças entre os efeitos de modificação do carbonato de cálcio pesado e do carbonato de cálcio leve. Carbonato de cálcio pesado é melhor para resistência à tração, enquanto carbonato de cálcio leve é melhor para resistência ao impacto e rigidez. Geralmente, a superfície do plástico com carbonato de cálcio leve é mais lisa e a densidade é mais baixa; a fluidez de processamento do plástico pesado de cálcio é melhor, e as propriedades do plástico preenchido com partículas pequenas de cálcio pesado também são melhores.
(5) O tamanho da partícula é diferente
O tamanho da partícula do carbonato de cálcio pesado é de 0,5 ~ 45um, e o tamanho da partícula do produto varia com o equipamento de moagem. O tamanho de partícula dos produtos leves de cálcio comuns é geralmente 0,5-15um, o que é difícil de ser medido com precisão devido ao seu formato de fuso, que geralmente está dentro de uma faixa; o nano carbonato de cálcio no cálcio leve é mais fino e o tamanho geralmente é de 20-200 nm. O tamanho de partícula do carbonato de cálcio leve comum é geralmente de cerca de 2500 mesh, que pode atender aos requisitos de desempenho de tubos e perfis de PVC. Portanto, do ponto de vista do tamanho das partículas, o carbonato de cálcio leve é tradicionalmente usado para tubos e perfis de PVC. No passado, devido à limitação do equipamento de trituração, o carbonato de cálcio pesado não conseguia atingir essa finura. Agora, o tamanho de partícula do carbonato de cálcio pesado pode atender totalmente às necessidades, ainda mais finas do que o carbonato de cálcio leve. Portanto, tanto os tubos quanto os perfis de PVC podem ser selecionados.
(6) Diferença de preço:
O processamento de carbonato de cálcio pesado é realizado principalmente por britagem e moagem mecânicas; a produção de carbonato de cálcio leve é feita por precipitação por reação química, que é muito mais complexa do que o carbonato de cálcio pesado, e os requisitos são correspondentemente mais rígidos. Portanto, o carbonato de cálcio pesado com o mesmo tamanho de partícula é cerca de 30% mais barato do que o carbonato de cálcio leve. Se o desempenho permitir, o carbonato de cálcio pesado pode ser selecionado, que é mais econômico e mais barato.
2. Como escolher o carbonato de cálcio na indústria de borracha e plástico?
Algumas pessoas pensam que o uso de produtos plásticos estranhos no enchimento de cálcio é a posição principal, o ditado clássico é 14-18: 1, então a indústria de plástico deve tentar usar cálcio, em vez de cálcio leve.
O uso de cálcio pesado e cálcio leve em produtos plásticos é semelhante ao uso de produtos de borracha. Alguns fabricantes relataram que, nas mesmas condições, o uso de – 400 mesh de cálcio pesado em vez de cálcio leve tem vantagens óbvias para produtos vendidos por peso, mas se os produtos forem vendidos de acordo com o comprimento, área ou número, o cálcio pesado sim não tem vantagem sobre o cálcio leve.
Por exemplo, se o mesmo peso de material for preenchido com a mesma quantidade de material, o comprimento do produto obtido será diferente. Se o tubo estiver cheio de cálcio pesado, será alguns milésimos mais curto do que aquele cheio de cálcio leve. Para couro artificial ou couro sintético medido por área, a diferença de área também pode ser sentida. Portanto, as fábricas de processamento de produtos plásticos não devem desistir facilmente do uso de cálcio leve.
Do ponto de vista acadêmico, existem muitas diferenças entre os dois, como diferentes formas de cristal, diferentes áreas de superfície específicas, diferentes valores de absorção de óleo e assim por diante. Na matriz de plástico, a forma das partículas de cálcio pesado ou cálcio leve é distribuída nas macromoléculas da matriz uma a uma, ou em grupos, na forma de agregados soltos na resina da matriz, e o estado de interface entre essas partículas e a resina macromoléculas estão diretamente relacionadas às propriedades mecânicas dos materiais.
Não é a mesma coisa usar o cálcio pesado ou o cálcio leve nos produtos plásticos. Devemos dar o máximo às suas respectivas vantagens e combinar os fatores técnicos e econômicos para fazer uma consideração abrangente.
Por exemplo, na produção de couro artificial de PVC, ele pode ser dividido em método de raspagem, método de calandragem e método de extrusão de acordo com o processo de fabricação, enquanto o método de raspagem usa resina de pasta de PVC, que precisa adicionar muito plastificante. O valor de absorção de óleo do cálcio leve é 4-5 vezes maior do que o do cálcio pesado. Portanto, o uso de cálcio leve requer mais plastificante para atingir a mesma flexibilidade do que o uso de cálcio pesado. Se a quantidade de plastificante puder ser reduzida, o uso de cálcio pesado pode ser mais econômico.
Por exemplo, sacos tecidos de polipropileno, tecido, cinto de embalagem e outros produtos de tração unidirecional, usando carbonato de cálcio pesado e carbonato de cálcio leve como enchimentos, não encontraram nenhuma diferença no comprimento. Verificou-se que a maioria das partículas de enchimento estão localizadas no espaço entre as macromoléculas formadas por estiramento. Após várias vezes de alongamento e resfriamento rápido, a morfologia das macromoléculas é rapidamente congelada, enquanto a densidade real do cálcio leve e do cálcio pesado é quase a mesma, de modo que o efeito no comprimento final do produto não é óbvio. Por outro lado, em comparação com o cálcio leve, a fluidez de processamento do cálcio pesado é melhor e o preço é muito mais baixo. Portanto, neste tipo de produtos de tração unidirecional, é absolutamente dominante.
Além disso, na tecnologia de processamento de moldagem de perfis de portas e janelas de plástico, o enchimento é de cálcio leve e a dosagem é de 8-10phr. É importante ressaltar que a fórmula fornecida por países estrangeiros é científica. O ponto de partida da adição de carbonato de cálcio é melhorar o desempenho geral do perfil, não usar matérias-primas baratas para reduzir custos.
3. Aplicação de carbonato de cálcio em plásticos degradáveis
O PLA é um dos plásticos degradáveis de desenvolvimento mais rápido do mercado. O carbonato de cálcio é usado como enchimento em pó no processamento de matéria-prima para fornecer o desempenho e a composição de preço do PLA. Este método também é amplamente utilizado em plásticos tradicionais, o que pode não apenas melhorar algumas propriedades, mas também reduzir o custo das matérias-primas plásticas. Comparado com outros pós minerais não metálicos, o carbonato de cálcio tem grandes vantagens: baixo preço, fácil coloração, baixa dureza, menos desgaste para rosca e matriz, boa estabilidade térmica e química, secagem fácil, não tóxico e insípido.
Do ponto de vista técnico, é um processo de longo prazo para materiais de proteção ambiental substituir plásticos não degradáveis, e a melhoria do espaço de plásticos degradáveis em termos de resistência a queda, resistência ao calor e resistência à corrosão é outro problema. Isso também significa que os plásticos degradáveis da China darão início a oportunidades de desenvolvimento. Em 2030, a demanda por plásticos degradáveis na China deve chegar a 4,28 milhões de toneladas, e a escala de mercado pode chegar a 85,5 bilhões de yuans. Devido ao preço relativamente baixo, o carbonato de cálcio superfino moído, o carbonato de cálcio leve e o nano carbonato de cálcio podem promover a degradação dos plásticos e são relativamente amigáveis ao meio ambiente. No futuro, a proporção dos aditivos nos plásticos degradáveis será cada vez maior e as perspectivas de mercado serão cada vez mais amplas.
4. Situação recente da indústria de carbonato de cálcio na China
Não há dúvida de que a China é rica em recursos minerais de carbonato de cálcio. Em agosto, novos depósitos de carbonato de cálcio foram descobertos em Guangxi e Hunan, com uma reserva total de 607,5 milhões de toneladas, fornecendo recursos suficientes para o desenvolvimento da indústria local de carbonato de cálcio.
Nos últimos anos, a indústria de carbonato de cálcio da China tem apresentado uma tendência de crescimento constante. Em 2019, a produção da indústria chinesa de carbonato de cálcio é de 35,95 milhões de toneladas, incluindo 13,5 milhões de toneladas de carbonato de cálcio leve e 22,45 milhões de toneladas de carbonato de cálcio pesado; o volume de importação é de 49 mil toneladas, o volume de exportação é de 12,2 mil toneladas e o consumo aparente é de 35,877 milhões de toneladas.
O preço dos produtos também apresenta tendência de aumento. Produtos de carbonato de cálcio pesado aumentam de 535 yuan / ton em 2014 para 572 yuan / ton em 2019, e produtos leves de carbonato de cálcio aumentam de 640 yuan / ton em 2014 para 822 yuan / ton em 2019. O valor da produção também manteve um rápido crescimento, de 16,696 bilhões de yuans em 2014 para 24,178 bilhões de yuans em 2019, com uma taxa composta de crescimento de 7,69%. Em 2019, o valor da produção chinesa de carbonato de cálcio é de 24,178 bilhões de yuans, incluindo 11,208 bilhões de yuans de carbonato de cálcio leve e 12,97 bilhões de yuans de carbonato de cálcio pesado.
5. ALPA x Excelente tecnologia na indústria de carbonato de cálcio (minerais não metálicos)
No campo do processamento de minerais não metálicos, a ALPA pode fornecer as seguintes tecnologias principais:
（1） A produção em larga escala e de baixo custo pode ser realizada usando o processo de classificação do moinho de bolas. Tomando carbonato de cálcio como exemplo, uma única linha de produção D97: 10 μm pode produzir 100.000 toneladas de produtos anualmente, e o consumo de energia por tonelada de produtos pode chegar a 150 graus. Minerais adequados incluem calcita, mármore, calcário, quartzo, areia de zircão, feldspato, ganga de carvão, dolomita, magnesita, etc.
(2) A produção ultrafina e de baixo custo pode ser realizada usando a tecnologia de moinho a vapor. Tomando o talco como exemplo, o tamanho de partícula do talco pode chegar a 1 μm e a espessura do talco é de 300 nm. Minerais adequados incluem talco, grafite, mica, volastonita, brucita fibrosa, atapulgita, caulim, etc.
（3） A produção ultrafina e ultra pura pode ser realizada usando a tecnologia Jet mill, que é adequada para o processamento de minerais de alto valor agregado. Tomando o quartzo como exemplo, o tamanho de partícula do produto pode chegar a 2 μm, e o incremento de impurezas metálicas no produto é inferior a 10 ppm. Minerais adequados incluem talco, quartzo, barita, grafite, turmalina, maifanita, etc.
（4） A tecnologia de modificação de superfície pode atender à aplicação de minerais na indústria de borracha e plástico, como processo de modificação de moinho de três rolos, processo de modificação do moinho turbo, processo de modificação do moinho de pinos, processo de modificação intermitente do misturador de alta velocidade, etc. diferentes processos de modificação e os modificadores podem ser usados de acordo com diferentes materiais, e a maior taxa de revestimento pode ser alcançada com o mínimo de modificador. A quantidade de modificador é de cerca de 0,8-1,2% e a taxa de revestimento é de cerca de 98%.
Conceito de processamento verde de alto valor de pó não mineral:
（1） O significado de verde ： Processo a seco, sem emissão de três resíduos; pressão negativa hermética, sem vazamento de poeira e poluição sonora; automação, inteligência e rede; pode realizar aproveitamento de alto valor de resíduos sólidos e rejeitos, recomendando com o equipamento adequado de acordo com os requisitos. Respondendo às mudanças na proteção ambiental e trabalhista.
（2） O significado de alto valor ： Acompanhar as necessidades dos usuários para transformação e atualização, fornecendo produtos de alto valor agregado com base na ciência dos materiais. A direção da pesquisa foca no tamanho da partícula e sua distribuição, forma, pureza, dispersão e modificação de superfície, determina a tecnologia de processamento com base em sua composição mineralógica e características estruturais, e fornece soluções customizadas combinadas com requisitos de proteção ambiental.