一文了解重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)工藝與裝備技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

發(fā)布時間：2021-02-25

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重質(zhì)碳酸鈣是一種以方解石、白堊、大理石等礦石為原料采用機(jī)械粉碎方法生產(chǎn)的碳酸鈣粉體材料，是目前應(yīng)用廣、用量的無機(jī)非金屬礦物粉體，其生產(chǎn)技術(shù)主要涉及選礦、礦石破碎、磨粉和超細(xì)粉碎或超細(xì)磨粉以及表面改性等。

1、選礦

由于方解石資源豐富，CaCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥97%的方解石資源量較為豐富。目前中國重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)中一般只進(jìn)行簡單的洗礦和人工揀選。

2、破碎

礦石破碎一般采用兩段，段主要采用顎石破碎機(jī)，第二段采用錘式或反擊式破碎機(jī)。在原礦塊度較小和磨粉機(jī)給料粒度較粗時，也可以采用一段錘式破碎機(jī)或反擊式破碎機(jī)。

3、細(xì)磨與超細(xì)磨

目前，d97≥5mm的重質(zhì)碳酸鈣主要采用干法生產(chǎn)，設(shè)備包括改進(jìn)型雷蒙磨（懸輥磨或擺式磨粉機(jī)）、輥磨機(jī)（包括壓輥磨/立磨、環(huán)輥磨等）以及球磨機(jī)等。

d97≥5mm的超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣一般采用干法生產(chǎn)工藝，部分采用濕法研磨+干燥工藝。干法生產(chǎn)主要采用筒式球磨+分級機(jī)、輥磨機(jī)（包括帶內(nèi)分級的環(huán)輥磨、立磨/壓輥磨）、干法攪拌磨+分級機(jī)等。

d97≤5mm，尤其是d90≤2mm的造紙涂料級超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣漿料一般采用濕法生產(chǎn)，主要設(shè)備為攪拌磨與砂磨機(jī)。

球磨機(jī)+分級機(jī)生產(chǎn)線主要用于生產(chǎn)d97=5～43mm的重質(zhì)碳酸鈣細(xì)粉和超細(xì)粉，特點(diǎn)是連續(xù)閉路生產(chǎn)、多段分級、循環(huán)負(fù)荷大（300%～500%）、單機(jī)生產(chǎn)能力較大。該生產(chǎn)線自20個世紀(jì)90年代中后期開始采用，是當(dāng)今世界大型超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)線的主要生產(chǎn)技術(shù)之一。

環(huán)輥磨是近十年在中國重質(zhì)碳酸鈣領(lǐng)域應(yīng)用廣的一種細(xì)磨與超細(xì)磨設(shè)備，特點(diǎn)是粉碎比大，單位產(chǎn)品能耗較低。內(nèi)設(shè)或外置精細(xì)分級機(jī)可生產(chǎn)d97≤10mm的超細(xì)產(chǎn)品，產(chǎn)品細(xì)度可以在d97=5～40mm之間調(diào)節(jié)；合適的產(chǎn)品粒度范圍為d97=10～30mm。

輥壓磨（立式輥壓磨/滾輪磨）是重質(zhì)碳酸鈣細(xì)磨和超細(xì)磨的主要大型設(shè)備之一。其特點(diǎn)是粉碎比大，合適的產(chǎn)品粒度范圍為d97=15～45mm，外置精細(xì)分級機(jī)后可生產(chǎn)d97≤10mm的超細(xì)產(chǎn)品；產(chǎn)品粒形較好，吸油值較低，特別適合生產(chǎn)不飽和聚酯基復(fù)合材料（人造石）用重質(zhì)碳酸鈣填料，而且單位產(chǎn)品能耗和磨耗較低。

濕法超細(xì)研磨技術(shù)主要用于生產(chǎn)d90≤2mm及d97≤2mm的造紙涂料（漿料）級產(chǎn)品以及d60≤2mm的超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣（干燥后用做塑料填料）。一般采用一段或二段連續(xù)超細(xì)研磨工藝流程。主要由濕式攪拌研磨機(jī)或砂磨機(jī)及相應(yīng)的儲罐和泵組成。

4、表面改性

表面改性是重質(zhì)碳酸鈣和超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣主要的深加工技術(shù)之一，近十年來，表面改性產(chǎn)品的需求量以每年12%以上的速度增長。

重質(zhì)碳酸鈣的表面改性主要采用有機(jī)包覆和復(fù)合改性方法。有機(jī)包覆改性是以有機(jī)物，如硬脂酸及其鹽、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、水溶性高分子等為表面包覆/改性劑，對重質(zhì)碳酸鈣粉體進(jìn)行包覆使之改性的方法。

目前，干法改性是重質(zhì)碳酸鈣的主流工藝，除非采用濕式超細(xì)研磨工藝，一般很少采用濕法改性。干法改性工藝是粉體在干的狀態(tài)下或干燥后在表面改性設(shè)備中進(jìn)行分散，同時加入配置好的表面改性劑，在一定溫度下進(jìn)行表面改性的工藝，連續(xù)粉體表面改性機(jī)已成為重質(zhì)碳酸鈣干法表面改性的主流設(shè)備。

復(fù)合改性是采用物理或化學(xué)方法在重質(zhì)碳酸鈣或超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣粉體中均勻混合或在顆粒表面包覆另一種無機(jī)粉體的表面改性方法，如在重質(zhì)碳酸鈣中復(fù)合氫氧化鎂或氫氧化鋁，這種改性重質(zhì)碳酸鈣粉體用于電纜填料，除了原有的功能外，還具有阻燃功能。

也有部分重質(zhì)碳酸鈣的表面改性與細(xì)磨或超細(xì)磨同步進(jìn)行，即在細(xì)磨和超細(xì)磨過程中添加表面改性劑，在同一設(shè)備中同時完成重質(zhì)碳酸鈣的細(xì)磨/超細(xì)磨和表面改性。例如，用于不飽和聚酯基復(fù)合材料（人造石）的重質(zhì)碳酸鈣填料的表面改性就是在立式輥磨機(jī)細(xì)磨過程中完成的。