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孰轻孰重?浅谈研磨碳酸钙与沉淀碳酸钙的差异
2019年11月21日 发布 分类:粉体入门 点击量:135
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碳酸钙是常见的一种无机化合物,无论是重质碳酸钙还是轻质碳酸钙,都是塑料、橡胶、造纸等工业中使用数量最大、应用面最广的粉体填料。但两者的制备方法不同,由此也导致了粉体特性和应用领域的差异化。小编尽可能从多个角度归纳总结二者的差异,由于水平有限,恳请各位行业专家指正。

生产工艺

沉淀碳酸钙,包括轻质碳酸钙和纳米钙,一般以石灰石为原料,经煅烧、消化、碳化、分离、干燥、分级、包装等工序制备。

研磨碳酸钙,简称重钙(下文统称重钙),是用机械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白垩、贝壳等制得。主要工序包括粉碎、超细粉碎、分级和表面改性。

化学成分和外观并无差异,但特性和应用存在相当差异

矿物经济学比较

粉体制备成本:常规成本相当,处于同一竞争水平,但若附加环境管制成本和资源浪费率,轻钙扩展成本则高于重质碳酸钙。所以,如果条件允许,选择重钙更加经济便宜。

环境平衡度:重钙生产除噪声外,无“三废”排放,环境易协调和管制;轻钙生产排放“三废”,特别有燃烧废气,环境总平衡度低。

资源利用率:重钙易于矿产资源综合利用,轻钙凭借化学加工能力,不易控制矿产资源合理利用率。

工业应用影响因子

味道

轻钙多因氧化钙反应不完全,残留有石灰味道。

食品行业做添加剂(如填充饼干),则会有呛人的味道,而重钙没有。

酸碱度

重钙的pH值为8-9;

轻钙的pH值为9-10。

粒度

重钙粉体颗粒形状不规则,有棱角,表面粗糙,粒径较大,分布较宽。一般方解石粉体为六方晶型、大理石粉体为立方晶型,主要与产地有关。

轻钙粉体颗粒形状规则,可视为单分散粉体,粒度分布较窄。根据晶粒形状的不同,轻钙可分为纺锤形、方形、菱形、球形等。

密度

工业上常通过沉降体积的不同来初步判断轻钙、重钙和纳米碳酸钙。沉降体积越大说明产品粒度越小、密度越轻、档次越高。重钙的沉降体积为1.1~1.4ml/g,轻钙的沉降体积为2.4~2.8ml/g,纳米碳酸钙的沉降体积为3.0~4.0ml/g。

白度

重钙产品一般通过物理粉碎研磨制得,杂质相对较多,白度一般为89%~93%;轻钙由化学合成,纯度很高,白度多为92%~95%。

含水量

重钙水分一般为0.2%~0.3%,水分含量比较低同时也较为稳定;

轻钙水分一般为0.3%~0.8%,有时会有一定的波动不太稳定。

吸油值

重钙由于颗粒大、表面光洁、比表面积小,因此吸油值较低,一般为40-60mL/100g左右;

轻钙颗粒微细、表面较粗糙,比表面积大,因此吸油值较高,一般为60-90mL/100g左右。

流动性

轻钙的微观结构为纺锤形状,加上自身吸油值较大,可以将配方中促进流动的组分如润滑剂、增塑剂、偶联剂、分散剂等吸收,所以流动性不如重钙好。

小结和应用分析

重钙主要用于造纸、橡胶和塑料等行业,填充量一般较大,主要作为体积填料,降低产品的制造成本;

轻钙相对应用领域较广泛,如塑料、橡胶、涂料、胶黏剂、卷烟纸、油墨等,以体积填充为主。

从经济、环保等角度出发,研磨碳酸钙替代沉淀碳酸钙一直都是行业发展大趋势,但在实际应用中,往往两者为互补关系,特定领域沉淀碳酸钙更是存在不可替代性。因此,更深入的了解两者之间的差异,才能更针对性的在应用端实现研磨碳酸钙更大范围更大比例替代沉淀碳酸钙。

粉体圈 作者:超超


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