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、磨粉和超細粉碎或超細磨粉以及表面改性等。

1、選礦

由于方解石資源豐富，CaCO3質(zhì)量分數(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，第二段采用錘式或反擊式破碎機。在原礦塊度較小和磨粉機給料粒度較粗時，也可以采用一段錘式破碎機或反擊式破碎機。

3、細磨與超細磨

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

d97≥5mm的超細重質(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、輥磨機（包括帶內(nèi)分級的環(huán)輥磨、立磨/壓輥磨）、干法攪拌磨+分級機等。

d97≤5mm，尤其是d90≤2mm的造紙涂料級超細重質(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。

球磨機+分級機生產(chǎn)線主要用于生產(chǎn)d97=5～43mm的重質(zhì)碳酸鈣細粉和超細粉，特點是連續(xù)閉路生產(chǎn)、多段分級、循環(huán)負荷大（300%～500%）、單機生產(chǎn)能力較大。該生產(chǎn)線自20個世紀90年代中后期開始采用，是當今世界大型超細重質(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)用廣的一種細磨與超細磨設(shè)備，特點是粉碎比大，單位產(chǎn)品能耗較低。內(nèi)設(shè)或外置精細分級機可生產(chǎn)d97≤10mm的超細產(chǎn)品，產(chǎn)品細度可以在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)碳酸鈣細磨和超細磨的主要大型設(shè)備之一。其特點是粉碎比大，合適的產(chǎn)品粒度范圍為d97=15～45mm，外置精細分級機后可生產(chǎn)d97≤10mm的超細產(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)超細研磨工藝流程。主要由濕式攪拌研磨機或砂磨機及相應(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包覆和復(fù)合改性方法。有機包覆改性是以有機物，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)備中進行分散，同時加入配置好的表面改性劑，在一定溫度下進行表面改性的工藝，連續(xù)粉體表面改性機已成為重質(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磨或超細磨同步進行，即在細磨和超細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)碳酸鈣的細磨/超細磨和表面改性。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細磨過程中完成的。