【Phân tích kỹ thuật】 Làm thế nào để chọn “bột ngọt công nghiệp” canxi cacbonat? Sự khác biệt giữa “canxi nặng” và “canxi nhẹ” là gì?

Canxi cacbonat là một khoáng chất muối vô cơ quan trọng và được sử dụng rộng rãi, thường được gọi là “bột ngọt công nghiệp”, là một trong những chất độn được sử dụng phổ biến trong mọi tầng lớp xã hội. Canxi cacbonat không chỉ có thể làm giảm chi phí nguyên liệu của các sản phẩm cao su và nhựa mà còn cải thiện một số tính chất của nguyên liệu cao su và nhựa. Các loại canxi cacbonat khác nhau có thể cải thiện đáng kể các đặc tính của vật liệu cao su và nhựa khi được sử dụng đúng cách. Theo quy trình sản xuất khác nhau, canxi cacbonat có thể được chia thành canxi cacbonat nặng và canxi cacbonat nhẹ.

1. Sự khác biệt giữa canxi cacbonat nặng và canxi cacbonat nhẹ là gì?

Canxi cacbonat nặng và canxi cacbonat nhẹ có vai trò tương ứng trong ngành công nghiệp cao su và nhựa. Từ quan điểm học thuật, có nhiều điểm khác biệt giữa chúng, chẳng hạn như nguồn gốc, mật độ khối, giá trị pH, độ ẩm, hình dạng tinh thể, giá trị hấp thụ dầu, v.v. Hãy cùng xem xét sự khác biệt giữa canxi cacbonat nặng và canxi nhẹ. muối cacbonat.

(1) Nguồn:

Canxi cacbonat nặng (thường được gọi là canxi cacbonat xay) có thể được sản xuất bằng cách nghiền trực tiếp canxit tự nhiên, đá vôi, phấn và vỏ bằng phương pháp cơ học (máy nghiền Raymond hoặc máy nghiền áp suất cao khác). Vì thể tích lắng của canxi cacbonat nặng nhỏ hơn so với canxi cacbonat nhẹ nên nó được gọi là canxi cacbonat nặng.

Canxi cacbonat nhẹ, còn được gọi là canxi cacbonat kết tủa, là đá vôi nung và các nguyên liệu thô khác để sản xuất vôi (thành phần chính là oxit canxi) và cacbon đioxit, sau đó người ta cho nước vào để tiêu hóa vôi để tạo ra sữa vôi (thành phần chính là canxi hydroxit), và sau đó carbon dioxide được thêm vào sữa vôi cacbon hóa để tạo thành kết tủa canxi cacbonat, và cuối cùng khử nước, làm khô và nghiền được thực hiện. Hoặc nó được điều chế bằng phản ứng phân hủy kép của natri cacbonat và canxi clorua để tạo thành kết tủa canxi cacbonat, sau đó được khử nước, làm khô và nghiền nhỏ. Vì thể tích lắng của canxi cacbonat nhẹ (2,4-2,8 ml / g) lớn hơn khối lượng lắng của canxi cacbonat nặng (1,1-1,9 mg / L) nên nó được gọi là canxi cacbonat nhẹ.

(2) Mật độ đóng gói khác nhau

Sự khác biệt rõ ràng nhất giữa canxi nặng và canxi nhẹ nằm ở mật độ khối lượng khác nhau của các sản phẩm. Mật độ khối của các sản phẩm canxi nặng lớn hơn, thường 0,8 ~ 1,3g / cm³; trong khi mật độ khối của các sản phẩm canxi nhẹ là nhỏ, chủ yếu là 0,5 ~ 0,7g / cm³; Mật độ khối của một số sản phẩm canxi cacbonat nano thậm chí còn thấp hơn, có thể đạt khoảng 0,28g / cm³. Từ khối lượng bao bì của sản phẩm, chúng ta có thể phân biệt một cách đại khái sản phẩm canxi nặng và canxi nhẹ. Nhìn chung, hầu hết các sản phẩm canxi nặng là 25kg / gói và thể tích đóng gói sản phẩm nhỏ, trong khi các sản phẩm canxi nhẹ cùng chất lượng có thể tích bao bì lớn hơn. Một số sản phẩm nano canxi cacbonat còn được đóng gói 15kg / gói hoặc 20kg / gói.

(3) Độ trắng khác nhau

Do có nhiều tạp chất trong sản phẩm canxi cacbonat nặng nên độ trắng của sản phẩm nói chung đạt 89% – 93%, một số ít sản phẩm có thể đạt 95%. Các sản phẩm canxi nhẹ được tạo ra bằng phương pháp tổng hợp hóa học, nhiều tạp chất được loại bỏ và độ tinh khiết của sản phẩm rất cao. Do đó, độ trắng của hầu hết các sản phẩm là 92% – 95%, một số sản phẩm có thể đạt 96% – 97%. Đây cũng là lý do chính tại sao các sản phẩm canxi nhẹ hầu hết được sử dụng để trám các sản phẩm cao cấp hoặc màu sáng.

(4) Chức năng sửa đổi là khác nhau

Có sự khác biệt nhỏ giữa các hiệu ứng sửa đổi của canxi cacbonat nặng và canxi cacbonat nhẹ. Canxi cacbonat nặng tốt hơn cho độ bền kéo, trong khi canxi cacbonat nhẹ tốt hơn cho độ bền va đập và độ cứng. Nói chung, bề mặt của nhựa với canxi cacbonat nhẹ mịn hơn và mật độ thấp hơn; Tính lưu động xử lý của nhựa nặng canxi tốt hơn, và các đặc tính của nhựa chứa đầy kích thước hạt nhỏ của canxi nặng cũng tốt hơn.

(5) Kích thước hạt khác nhau

Kích thước hạt của canxi cacbonat nặng là 0,5 ~ 45um, và kích thước hạt của sản phẩm thay đổi tùy theo thiết bị nghiền. Kích thước hạt của các sản phẩm canxi nhẹ thông thường thường là 0,5-15um, rất khó đo chính xác do hình dạng trục chính của nó, thường nằm trong một phạm vi; nano canxi cacbonat ở dạng canxi nhẹ thì mịn hơn và kích thước thường là 20-200nm. Kích thước hạt của canxi cacbonat nhẹ thông thường thường khoảng 2500 mesh, có thể đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất của ống và cấu kiện PVC. Do đó, từ quan điểm của kích thước hạt, canxi cacbonat nhẹ thường được sử dụng cho ống và thanh PVC. Trước đây, do hạn chế của thiết bị nghiền, cacbonat canxi nặng không thể đạt được độ mịn này. Bây giờ, kích thước hạt của canxi cacbonat nặng có thể đáp ứng đầy đủ nhu cầu, thậm chí còn mịn hơn canxi cacbonat nhẹ. Do đó, có thể lựa chọn cả ống PVC và cấu hình.

(6) Chênh lệch giá:

Quá trình chế biến cacbonat canxi nặng chủ yếu được thực hiện bằng phương pháp nghiền và nghiền cơ học; việc sản xuất canxi cacbonat nhẹ được thực hiện bằng phản ứng kết tủa phản ứng hóa học, phức tạp hơn nhiều so với canxi cacbonat nặng, và các yêu cầu tương ứng cũng khắt khe hơn. Do đó, canxi cacbonat nặng có cùng kích thước hạt rẻ hơn canxi cacbonat nhẹ khoảng 30%. Nếu hiệu suất cho phép, có thể chọn canxi cacbonat nặng, tiết kiệm hơn và rẻ hơn.

2. Làm thế nào để chọn canxi cacbonat trong công nghiệp cao su và nhựa?

Một số người nghĩ rằng việc sử dụng các sản phẩm nhựa nước ngoài để độn canxi là chính, câu nói cổ điển là 14-18: 1, vì vậy ngành nhựa nên cố gắng sử dụng canxi, thay vì canxi nhẹ.
Việc sử dụng canxi nặng và canxi nhẹ trong các sản phẩm nhựa cũng tương tự như các sản phẩm cao su. Một số nhà sản xuất đã báo cáo rằng trong cùng một điều kiện, việc sử dụng – 400 mesh canxi nặng thay vì canxi nhẹ có lợi thế rõ ràng đối với các sản phẩm được bán theo trọng lượng, nhưng nếu sản phẩm được bán theo chiều dài, diện tích hoặc số lượng thì canxi nặng không không có lợi thế hơn canxi nhẹ.

Ví dụ, nếu cùng một khối lượng nguyên liệu được đổ đầy cùng một lượng nguyên liệu thì chiều dài của sản phẩm thu được sẽ khác nhau. Nếu ống chứa đầy canxi nặng, nó sẽ ngắn hơn vài phần nghìn so với ống chứa đầy canxi nhẹ. Đối với da nhân tạo hoặc da tổng hợp được đo theo diện tích, cũng có thể cảm nhận được sự khác biệt về diện tích. Vì vậy, các nhà máy chế biến sản phẩm nhựa không nên từ bỏ việc sử dụng canxi nhẹ.

Từ quan điểm học thuật, có nhiều điểm khác biệt giữa hai loại, chẳng hạn như các dạng tinh thể khác nhau, diện tích bề mặt cụ thể khác nhau, giá trị hấp thụ dầu khác nhau, v.v. Trong ma trận nhựa, dạng các hạt canxi nặng hoặc canxi nhẹ được phân bố trong các đại phân tử ma trận từng cái một, hoặc theo nhóm, ở dạng tập hợp lỏng lẻo trong nhựa nền, và trạng thái phân cách giữa các hạt này và nhựa. đại phân tử liên quan trực tiếp đến cơ tính của vật liệu.

Việc sử dụng canxi nặng hay canxi nhẹ trong các sản phẩm nhựa không giống nhau. Chúng ta nên phát huy hết lợi thế của họ và kết hợp các yếu tố kinh tế kỹ thuật để xem xét một cách toàn diện.

Ví dụ, trong sản xuất da nhân tạo PVC, có thể chia thành phương pháp cạo, phương pháp gia công và phương pháp đùn theo quy trình sản xuất, trong khi phương pháp cạo sử dụng nhựa dán PVC, cần thêm nhiều chất hóa dẻo. Giá trị hấp thụ dầu của canxi nhẹ cao gấp 4 – 5 lần canxi nặng. Do đó, việc sử dụng canxi nhẹ cần nhiều chất hóa dẻo hơn để đạt được độ mềm dẻo tương tự so với việc sử dụng canxi nặng. Nếu có thể giảm lượng chất hóa dẻo, thì việc sử dụng canxi nặng có thể tiết kiệm hơn.

Ví dụ, túi dệt bằng polypropylene, vải dệt thoi, dây đai đóng gói và các sản phẩm chịu kéo một chiều khác, sử dụng canxi cacbonat nặng và canxi cacbonat nhẹ làm chất độn không tìm thấy bất kỳ sự khác biệt nào về chiều dài. Người ta nhận thấy rằng hầu hết các hạt chất độn đều nằm trong khoảng trống giữa các đại phân tử được tạo thành do kéo căng. Sau nhiều lần kéo dãn và làm nguội nhanh, hình thái của các đại phân tử bị đông lại nhanh chóng, trong khi tỷ trọng thực của canxi nhẹ và canxi nặng gần như giống nhau nên không thấy rõ ảnh hưởng đến độ dài cuối cùng của sản phẩm. Mặt khác, so với canxi nhẹ, khả năng xử lý linh hoạt của canxi nặng tốt hơn và giá thành thấp hơn nhiều. Vì vậy, ở loại sản phẩm chịu kéo một chiều này, nó chiếm ưu thế tuyệt đối.

Ngoài ra, trong công nghệ gia công đúc thanh profile cửa nhựa và cửa sổ, chất độn là canxi nhẹ, liều lượng 8-10phr. Cần phải chỉ ra rằng công thức do nước ngoài cung cấp là có cơ sở khoa học. Điểm khởi đầu của việc bổ sung canxi cacbonat là để cải thiện hiệu suất tổng thể của hồ sơ, không sử dụng nguyên liệu thô giá rẻ để giảm giá thành.

3. Ứng dụng của canxi cacbonat trong nhựa phân hủy

PLA là một trong những loại nhựa phân hủy phát triển nhanh nhất trên thị trường. Canxi cacbonat được sử dụng làm chất độn bột trong quá trình chế biến nguyên liệu để cung cấp hiệu suất và thành phần giá cả của PLA. Phương pháp này cũng được sử dụng rộng rãi trong nhựa truyền thống, không chỉ có thể cải thiện một số tính chất mà còn giảm chi phí nguyên liệu nhựa. So với các loại bột khoáng phi kim loại khác, canxi cacbonat có ưu điểm lớn: giá thành rẻ, dễ tạo màu, độ cứng thấp, ít hao mòn trục vít và khuôn, ổn định nhiệt và hóa học tốt, dễ làm khô, không độc và không vị.

Từ quan điểm kỹ thuật, vật liệu bảo vệ môi trường thay thế nhựa không phân hủy là một quá trình lâu dài, và không gian cải tiến của nhựa khó phân hủy về khả năng chống rơi, chịu nhiệt và chống ăn mòn là một vấn đề khác. Điều này cũng có nghĩa là nhựa có thể phân hủy của Trung Quốc sẽ mở ra cơ hội phát triển. Đến năm 2030, nhu cầu về nhựa có thể phân hủy ở Trung Quốc dự kiến ​​đạt 4,28 triệu tấn và quy mô thị trường có thể đạt 85,5 tỷ nhân dân tệ. Do giá thành tương đối thấp, canxi cacbonat xay siêu mịn, canxi cacbonat nhẹ và canxi cacbonat nano có thể thúc đẩy quá trình phân hủy nhựa và tương đối thân thiện với môi trường. Trong tương lai, tỷ trọng phụ gia trong nhựa phân hủy sẽ ngày càng lớn và triển vọng thị trường ngày càng rộng lớn hơn.

4. Tình hình gần đây của ngành công nghiệp cacbonat canxi ở Trung Quốc

Không còn nghi ngờ gì nữa, Trung Quốc rất giàu tài nguyên khoáng sản canxi cacbonat. Vào tháng 8, các mỏ canxi cacbonat mới đã được phát hiện ở Quảng Tây và Hồ Nam, với tổng trữ lượng là 607,5 triệu tấn, cung cấp đủ nguồn lực cho sự phát triển của ngành công nghiệp cacbonat canxi ở địa phương.
Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp canxi cacbonat của Trung Quốc đang có xu hướng tăng trưởng ổn định. Năm 2019, sản lượng của ngành công nghiệp canxi cacbonat của Trung Quốc là 35,95 triệu tấn, bao gồm 13,5 triệu tấn canxi cacbonat nhẹ và 22,45 triệu tấn canxi cacbonat nặng; lượng nhập khẩu 49000 tấn, lượng xuất khẩu 122000 tấn, tiêu thụ 35,877 triệu tấn.

Giá cả của sản phẩm cũng cho thấy xu hướng ngày càng tăng. Sản phẩm canxi cacbonat nặng tăng từ 535 nhân dân tệ / tấn năm 2014 lên 572 nhân dân tệ / tấn vào năm 2019, và sản phẩm canxi cacbonat nhẹ tăng từ 640 nhân dân tệ / tấn năm 2014 lên 822 nhân dân tệ / tấn năm 2019. Giá trị sản lượng cũng duy trì tốc độ tăng trưởng nhanh chóng, từ 16,696 tỷ nhân dân tệ năm 2014 lên 24,178 tỷ nhân dân tệ vào năm 2019, với tốc độ tăng trưởng kép là 7,69%. Năm 2019, giá trị sản lượng canxi cacbonat của Trung Quốc là 24,178 tỷ nhân dân tệ, bao gồm 11,208 tỷ nhân dân tệ của canxi cacbonat nhẹ và 12,97 tỷ nhân dân tệ của canxi cacbonat nặng.

5. ALPA x Công nghệ vượt trội trong ngành cacbonat canxi (Khoáng chất phi kim loại)

Trong lĩnh vực chế biến khoáng phi kim loại, ALPA có thể cung cấp các công nghệ cốt lõi sau:

（1） Có thể thực hiện sản xuất quy mô lớn và chi phí thấp bằng cách sử dụng quy trình phân loại phay bi. Lấy canxi cacbonat làm ví dụ, một dây chuyền sản xuất đơn D97: 10 μm có thể sản xuất 100000 tấn sản phẩm hàng năm và mức tiêu thụ điện năng trên một tấn sản phẩm có thể đạt 150 độ. Các khoáng chất phù hợp bao gồm canxit, đá cẩm thạch, đá vôi, thạch anh, cát zircon, fenspat, gangue than, dolomit, magnesit, v.v.

（2） Có thể thực hiện sản xuất siêu mịn và chi phí thấp bằng cách sử dụng công nghệ máy nghiền hơi nước. Lấy ví dụ về bột talc, kích thước hạt của bột talc có thể đạt 1 μm và độ dày của bột talc là 300nm. Các khoáng chất thích hợp bao gồm talc, graphite, mica, wollastonite, brucite dạng sợi, attapulgite, kaolin, v.v.

（3） Sản xuất siêu mịn và siêu tinh khiết có thể được thực hiện bằng cách sử dụng công nghệ máy nghiền Jet, thích hợp để chế biến các khoáng chất có giá trị gia tăng cao. Lấy thạch anh làm ví dụ, kích thước hạt của sản phẩm có thể đạt tới 2 μm và sự gia tăng tạp chất kim loại trong sản phẩm nhỏ hơn 10ppm. Các khoáng chất thích hợp bao gồm talc, thạch anh, barit, graphit, tourmaline, maifanite, v.v.

（4） Công nghệ sửa đổi bề mặt có thể đáp ứng ứng dụng khoáng chất trong ngành cao su và nhựa, chẳng hạn như quy trình sửa đổi Ba trục cán, quy trình sửa đổi Turbo Mill, quy trình sửa đổi Pin Mill, quy trình sửa đổi gián đoạn Máy trộn tốc độ cao, v.v. các quy trình sửa đổi khác nhau và các chất điều chỉnh có thể được sử dụng theo các vật liệu khác nhau, và tỷ lệ phủ cao nhất có thể đạt được với ít chất điều chỉnh nhất. Lượng chất điều chỉnh khoảng 0,8-1,2%, và tỷ lệ phủ khoảng 98%.

Khái niệm chế biến giá trị cao xanh của bột không khoáng:

（1） Ý nghĩa của quy trình xanh ： Khô, không thải ba chất thải; kín khí áp suất âm, không rò rỉ bụi và ô nhiễm tiếng ồn; tự động hóa, trí tuệ và mạng; nó có thể nhận ra việc sử dụng chất thải rắn và chất thải rắn có giá trị cao, đề xuất các thiết bị phù hợp theo yêu cầu. Ứng phó với những thay đổi về bảo vệ môi trường và lao động.

（2） Ý nghĩa của giá trị cao ： Bắt kịp nhu cầu chuyển đổi và nâng cấp của người dùng, cung cấp những sản phẩm có giá trị gia tăng cao dựa trên nền tảng khoa học vật liệu. Hướng nghiên cứu tập trung vào kích thước hạt và sự phân bố, hình dạng, độ tinh khiết, độ phân tán và biến đổi bề mặt của nó, xác định công nghệ xử lý dựa trên thành phần khoáng vật và đặc điểm cấu trúc của nó, đồng thời cung cấp các giải pháp tùy chỉnh kết hợp với các yêu cầu bảo vệ môi trường.