超細磨粉機助納米碳酸鈣工業(yè)快速發(fā)展

桂林鴻程 超細磨粉機

　　超細磨粉機助納米碳酸鈣工業(yè)快速發(fā)展。超細磨粉機可以對碳酸鈣進行加工，制出3250目以上有細粉，這有利于形成納米級碳酸鈣。滿足市場需求。

　　目前，納米級碳酸鈣在中國已實現(xiàn)工業(yè)化，產(chǎn)量不斷增加，高檔產(chǎn)品不斷投放市場，滿足了國內(nèi)外兩大市場需求。但是功能性產(chǎn)品遠遠不能滿足市場需求，因此中國納米級碳酸鈣要發(fā)展必須走功能化之路。而走功能化之路必須保證產(chǎn)品晶型完整、粒徑為納米級且分布窄，經(jīng)過表面處理達到納米級碳酸鈣基本要求。

   中國無機鹽工業(yè)協(xié)會專家委員會對中國納米級碳酸鈣部分企業(yè)產(chǎn)品進行的晶型、粒度分布和比表面積測試結果，共6種產(chǎn)品:1—塑料專用納米碳酸鈣；2—油墨專用納米碳酸鈣；3—CC-5納米碳酸鈣；4—CC納米碳酸鈣；5—CCR納米碳酸鈣；6—SCC-3納米碳酸鈣。上述產(chǎn)品應用效果好, 有的品種已達到國際先進水平。

2　選用節(jié)能碳化工藝及設備

　　目前國內(nèi)外采用最多的工藝及設備是低溫低濃間歇鼓泡式碳化法或攪拌式碳化法， 中國還有常溫低濃噴霧連續(xù)碳化法、低溫低濃間歇式超重力碳化法。上述方法存在如下問題：1）在低溫下反應, 能耗較高，3種方法都需要冷凍機將進料石灰乳冷卻到25 ℃以下。2)要求進口石灰乳的濃度低，一般Ca(OH)2質量分數(shù)≤ 6%， 因此設備的生產(chǎn)強度較低。3)間歇攪拌釜法的強力攪拌使得能耗較大；超重力碳化機為高速旋轉設備，3 000 t/a的超重力設備需要電機功率為75 kW。4)不易于大型化，攪拌釜的大型化受到攪拌設備的限制；超重力的單機生產(chǎn)能力目前為3 000 t/a， 如果繼續(xù)增加生產(chǎn)能力, 隨著設備尺寸的增加， 電機容量將很大。5)不能與普通輕質碳酸鈣廠的碳化塔通用，現(xiàn)有碳酸鈣企業(yè)改造的投資過大。

       建議在滿足工業(yè)產(chǎn)品需要的前提下選用非冷凍法碳化工藝及設備。非冷凍法技術有黃木清專利和河北科技大學專利。前者要求石灰乳中Ca(OH)2 質量分數(shù)<10%， 溫度為30 ～ 40 ℃；后者為工業(yè)化技術，屬高溫高濃工藝，石灰乳中Ca(OH)2質量分數(shù)達到10% ～ 12%， 溫度達到30～75 ℃。

　  高溫高濃碳化工藝及設備特點：1）高溫(35 ～75 ℃)碳化反應；2）精漿液氫氧化鈣高濃度碳化(氫氧化鈣質量分數(shù)為10% ～ 12%）， 提高了碳化設備的生產(chǎn)強度；3）制備的針狀(晶須)納米碳酸鈣粒度分布窄, 粒徑小， 比表面積大， 孔容大；4）工藝適應性強，操作彈性大， 碳化設備采用生產(chǎn)輕鈣的碳化塔進行改造即可滿足生產(chǎn)要求；5）設備結構簡單,不設冷凍裝置， 節(jié)省投資，生產(chǎn)成本低，適應性廣， 經(jīng)濟效益顯著。該技術在井陘縣高塔、低塔， 江西某廠高塔， 山西攪拌式、超重力式碳化塔在線試驗結果均達到理想結果。

3　擬建納米級碳酸鈣項目應注意的問題

　　擬建納米級碳酸鈣項目應具備如下條件：具有多年從事碳酸鈣生產(chǎn)和管理經(jīng)驗的工程技術和高級管理人員；具有對納米級碳酸鈣應用領域熟悉，并具有開拓市場能力的人員；具有一定的經(jīng)濟實力；具有原輔材料等優(yōu)勢。

    納米級碳酸鈣擬建規(guī)模必須根據(jù)市場需求而定。另外，某種碳化新方法、新技術、新設備開發(fā)成功, 不等于馬上就可建立10萬t/a， 40萬t/a等規(guī)模的納米級碳酸鈣裝置。新設備、新工藝應經(jīng)中試、工業(yè)化生產(chǎn)裝置逐步放大及較長期連續(xù)運轉后，才可擴大到1萬t/a乃至10萬t/a以上的規(guī)模。工業(yè)放大受許多條件制約，首先是設備制造，新設備上市要經(jīng)過多次改進、完善才能逐步達到成熟。

    有輕質碳酸鈣生產(chǎn)基礎者可建設適當規(guī)模的納米級碳酸鈣項目。輕質碳酸鈣生產(chǎn)基礎較好的企業(yè)，可適當建設0.5萬t/a或1萬t/a納米級碳酸鈣生產(chǎn)線，以輕質碳酸鈣養(yǎng)納米級碳酸鈣。建設1萬t/a以上規(guī)模納米級碳酸鈣生產(chǎn)線應有足夠的資金和專業(yè)人才，因為納米級碳酸鈣建成前1～3 a是只有投入而無產(chǎn)出的市場開發(fā)過程。

    另外，擬建納米級碳酸鈣項目要做好經(jīng)濟核算，不要求太求詳。例如:某生產(chǎn)方法建設了0.3萬t/a納米級碳酸鈣生產(chǎn)線投資了3 000 萬元，引進0.5萬t/a納米級碳酸鈣生產(chǎn)線投資了2.2億元，因銷售達不到滿負荷，造成成本高而虧本。

    納米級碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)應建立較完善的分析檢測裝置。納米級碳酸鈣產(chǎn)品不僅要求顆粒在三維空間上必須有一維空間達到納米級(≤100 nm)，而且在晶型、比表面積、黏度、宏觀粒度分布等物理性能上的指標也相當重要。一個生產(chǎn)企業(yè)如果沒有檢測上述指標的儀器設備，生產(chǎn)中不知產(chǎn)品優(yōu)劣，就不能生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，生產(chǎn)調節(jié)也無法進行。近期筆者考察和選測了廣東廣平燕華、山西芮城新泰、廣東嘉維等專業(yè)生產(chǎn)納米級碳酸鈣的企業(yè)，以及常州市碳酸鈣廠、四川芙蓉輕質碳酸鈣和納米級碳酸鈣兼營企業(yè)，這些企業(yè)分析檢測儀器設備較全。例如常州市碳酸鈣廠有透射電鏡、BET比表面積分析儀、哈克流變儀、激光粒度測定儀、水分自動測定儀等，可以在生產(chǎn)過程中隨時對產(chǎn)品進行檢測，使其2 萬t/a納米級碳酸鈣生產(chǎn)線生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質量穩(wěn)定，暢銷全國各地。

4　結束語

    納米級碳酸鈣在中國已實現(xiàn)工業(yè)化，不同碳化方法應運而生，規(guī)模不斷增大，產(chǎn)量不斷增加，應用領域不斷擴大， 由橡膠、油墨等行業(yè)向塑料、涂料、膠黏劑、造紙等行業(yè)迅速擴展，需求量以每年20%的速度遞增, 高檔產(chǎn)品不斷投放市場，滿足了國內(nèi)外兩大市場日益增長的需求。

       但是，功能性納米級碳酸鈣遠遠不能滿足市場需求，不同用戶對產(chǎn)品要求不同， 不僅看粒子大小，更要看產(chǎn)品性能、品質， 目前不僅有各種粒子大小的碳酸鈣，更有各種功能的碳酸鈣，品種達50 ～ 60種。例如油墨專用OT鈣, 至今還占據(jù)中國高端油墨市場， 這一點值得深思。從事納米級材料的研究者和生產(chǎn)企業(yè)均應在納米級無機粉體材料的應用性能上下功夫，開發(fā)出功能性、專用納米級無機功能材料。

　　桂林鴻程超細磨粉機助納米碳酸鈣工業(yè)快速發(fā)展。超細磨粉機可以對碳酸鈣進行加工，制出3250目以上有細粉，這有利于形成納米級碳酸鈣。滿足市場需求。