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湿法和干法工艺对重钙产品性能的影响

添加时间:2018年08月07日   【字体大小: 】 关注:333

  重质碳酸钙的生产方法主要有干法和湿法两种,干法一般生产2500目以下的重钙,若生产2500目以上的重钙在技术上是可行的,但是能耗和成本较高,在经济上不可行。2500目以上的超细重质碳酸钙的生产主要采用湿法研磨,而干法研磨则作为湿法研磨的前段工序。

  干法研磨工艺

  干法生产重钙是目前国内较普遍的方式,技术也较成熟,一般采用研磨设备与分级设备组成的加工工艺系统就能得到各粒度的产品。主要采用的设备有雷蒙磨、环辊磨、球磨机、高压辊磨机、搅拌磨、振动磨、冲击磨等,分级设备主要采用叶轮式超细分级机。其中:

  雷蒙磨大量用于生产38-74μm(200-400目)的产品,经改造和配置精细分级机后也用来生产成d97=30-15μm(500-800目)的细粉;

  球磨机是大型重质碳酸钙生产线的主要设备,配置各类分级机后用来生产d97=5μm、10μm、16μm、45μm等粒级的重质碳酸钙产品;

  振动磨配置精细分级设备主要用于生产d97=5μm、10μm、16μm的产品,但其单机生产能力不如球磨机;

  机械冲击式磨机工艺简单,但产量较低,主要用于中小型重质碳酸钙生产厂;

  干式搅拌磨在欧洲的大型重质碳酸钙生产厂有应用,但中国目前应用很少。

  干法生产工艺具有设备投资少,技术成熟,工艺简单,能耗低,单机产量较高等特点,一般常规干法生产重钙工艺如图所示。

  

 

  湿法研磨工艺

   随着重质碳酸钙越来越朝着微细化发展,传统的干法生产工艺不论从设备本身还是经济效益方面都无法满足要求,从而湿法研磨工艺应运而生。湿法研磨与干法研磨的最大区别在于分散介质的不同,干法以空气作为分散介质,而湿法研磨则以水作为分散介质,在配以研磨助剂,使得颗粒的分散性更好,研磨效率更高,粒度更细。一般湿法研磨工艺如图所示。

  

 

  原矿经洗选后两段破碎至400目左右,配制成一定浓度的浆液,加入研磨助剂,给入立式研磨机,以氧化锆珠作为研磨介质,通过调整磨机各项参数控制出料细度,物料经磨细后以浆料形式排出,经干燥除尘后收集装袋。

  湿法与干法研磨重钙性能比较 

  由于湿法研磨重钙的生产工艺和研磨环境与干法研磨重钙存在明显的不同,其产品在物理性能上也存在着明显差异。 

  1、粒度。湿法研磨的超细重钙粒度细,主要生产3000目以上产品,-2μm含量一般能达到90%,而干法产品粒度相对较粗,主要生产2500目以下产品。  

  2、粒径分布。湿法生产重钙粒径分布窄,呈单峰或双峰形态分布;而干法生产重钙粒度分布较宽,成双峰或多峰形态分布。    

  3、颗粒形状。由于颗粒在研磨时研磨环境和受力方式的不同,湿法研磨重钙产品颗粒一般呈现为球形或者类球形,而干法产品多为不定性,且有明显棱角。 

  4、粉体的水份。湿法超细重钙在生产过程中经过了干燥程序,水份一般控制在0.3%以下,但是干法生产的重钙水份无法控制,一般都在1%以上,因此改性过程中湿法超细重钙的分散性和流动性明显优于干法生产的。

  超细重钙的改性工艺

  重质碳酸钙的改性一般分为干法改性和湿法改性两种,干法改性一般需要先将碳酸钙进行干燥,除去水分(如果碳酸钙的水分含量小于1%可以不进行干燥),然后改性剂在表面改性机中完成碳酸钙粉体的表面改性。干法改性一般适用于1250目以下的粉体,若粉体过细,会导致改性产品活化度低,并极易形成大量的二次团聚体,影响产品的使用性能。

  湿法改性是在碳酸钙浆料中进行表面改性处理,然后进行过滤和干燥。由于碳酸钙在液相中的分散比在气相中的分散较为容易,因此这种生产工艺具有以下优势:

  1、湿法改性工艺有利于碳酸钙颗粒的均匀包覆,表面包覆率可达到98%以上,并可实现连续化生产。

  2、湿法改性工艺有利于生产的分散及粒径还原,经粉碎干燥后,其细度仍接近超细研磨浆料的细度。

  3、由于湿法改性具有包覆均匀,颗粒分散的优点,复合改性时不会产生颗粒团聚现象,为产品在塑料、橡胶加工中广泛应用创造条件。

  4、改性设备一般较为简单,多为带搅拌器的容器及静态混合器,强烈搅拌可提高改性活化效率,缩短反应时间,但对设备的性能要求较高。

  超细研磨和改性相结合生产活性超细重钙粉一直是该领域的研究热点。目前,干法改性仍是重质碳酸钙改性的主流工艺。湿法改性工艺性常用于轻钙及湿法研磨的超细重质碳酸钙的表面改性。而随着技术的进步和设备的改进以及塑料、橡胶等行业对高端活性超细重钙粉需求的不断增长,湿法研磨+湿法改性工艺生产的活性超细重钙占比将越来越大。

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