碳酸鈣(CaCO3)是一種無機化合物,俗稱灰石、石灰石、石粉、大理石等。碳酸鈣呈中性,基本上不溶于水,溶于鹽酸。它是地球上常見物質之一,存在于霰石、方解石、白堊、石灰巖、大理石、石灰華等巖石內,亦為動物骨骼或外殼的主要成分。碳酸鈣也是重要的建筑材料,工業上用途甚廣。
一、碳酸鈣的分類
根據碳酸鈣生產方法的不同,可以將碳酸鈣分為重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、膠體碳酸鈣和晶體碳酸鈣。根據碳酸鈣粉體平均粒徑(d)的大小,可以將碳酸鈣分為微粒碳酸鈣(d>5μm)、微粉碳酸鈣(1μm)、超細碳酸鈣(0.02μm)。根據組成碳酸鈣的原子和離子的排列是否有規律,可以將碳酸鈣分為晶體碳酸鈣和非晶體碳酸鈣。此外,還有納米碳酸鈣等。
重質碳酸鈣
重質碳酸鈣(俗稱重鈣)是用機械方法(用雷蒙磨或其它高壓磨)直接粉碎天然的方解石、石灰石、白堊、貝殼等制得的。
輕質碳酸鈣
輕質碳酸鈣(俗稱輕鈣),又稱沉淀碳酸鈣,是將石灰石等原料煅燒生成石灰(主要成分為氧化鈣)和二氧化碳,再加水消化石灰生成石灰乳(主要成分為氫氧化鈣),然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸鈣沉淀,最后經脫水、干燥和粉碎而制得。或者先用碳酸鈉和氯化鈣進行復分解反應生成碳酸鈣沉淀,然后經脫水、干燥和粉碎而制得。
膠體碳酸鈣
膠體碳酸鈣,又稱活化碳酸鈣、改性碳酸鈣、表面處理碳酸鈣、膠質碳酸鈣或白艷華,簡稱活鈣,是用表面改性劑對輕質碳酸鈣或重鈣碳酸鈣進行表面改性而制得。由于經表面改性劑改性后的碳酸鈣一般都具有補強作用,即所謂的“活性”,所以習慣上把改性碳酸鈣都稱為活性碳酸鈣。
性質:白色細膩、輕質粉末,粒子表面吸附一層脂肪酸皂,使CaCO3具有膠體活化性能。比重1.99~2.01。
晶體碳酸鈣
性質:純白色,六方結晶型粉末。比容1.2~1.4毫升/克。溶于酸,幾乎不溶于水。
納米碳酸鈣
納米碳酸鈣(超細碳酸鈣)用于塑料中與樹脂親合性好,可有效增加或調節材料剛性、韌性以及彎曲強度等,并可改善塑料加工體系的流變性能,降低塑化溫度,提高制品尺寸穩定,耐熱性及表面光潔性;在NR,BR,SBR等橡膠體系中,容易混練,分散均勻,并可使膠質柔軟,還能提高壓出加工性能和模型流動性.使橡膠制品具有表面光滑,伸長率大,抗張強度高,永久變形小,耐彎曲性能好,耐撕裂強度高等特點。
二、碳酸鈣在各個行業中的應用
碳酸鈣被廣泛應用于橡膠、塑料、涂料、造紙、油墨、膠黏劑、密封膠等行業,還可應用于牙膏、食品、醫藥、詞料、建材、化纖等行業。
碳酸鈣在造紙業的應用
在造紙工業使用碳酸鈣,可使紙張亮度好、結構堅實、利書寫、涂布均勻、摩擦度低、易排濕以及易干燥等。造紙工藝由酸性轉向堿性和中性,碳酸鈣就開始大量應用于造紙行業中,目前造紙業是碳酸鈣的應用領域,每年的用量超過1000多萬噸,代替木槳和其他顏料,改善紙張的光亮度、不透性、空隙度、松密度等。
碳酸鈣在涂料業的應用
碳酸鈣是涂料的填料,具有明度高、吸油量低,密度小以及廉價易得等優點,對乳液需要量低,既降低乳膠漆的成本,又起骨架作用,提高涂膜厚度、硬度、耐磨性等。同時,超細化的重質碳酸鈣具有很強的空間位隔能力,應用于涂料中可以充分發揮鈦白粉的遮蓋力作用,減少鈦白粉的添加量。目前中國每年涂料的年產量在1400萬噸左右,該行業對于重鈣的需求量大概在300萬噸左右。
碳酸鈣在塑料業的應用
我國塑料制品的年產量已超過3000萬噸,用粉體作為填料的占塑料制品總量的10%,而碳酸鈣在各種粉體填料總量的70%計算,目前我國塑料工業每年使用的各種規格碳酸鈣至少在210萬噸以上,擁有廣闊的市場。碳酸鈣因價格低廉、使用方便、副作用少等眾多優點而成為塑料加工行業的填料材料。在塑料中添加碳酸鈣可以提高塑料制品的尺寸穩定性,提高塑料制品的硬度和剛性,碳酸鈣的添加可以改變塑料的流變性能,碳酸鈣粉體有助于與其他組分的混合,改善塑料的加工性能,提高塑料的散光性,由于碳酸鈣具有很高的白度,在塑料制品中有很好的增白作用,對塑料制品的消光性有很大的改進。另外,碳酸鈣的價格遠低于塑料價格,可以增加制品的容積,碳酸鈣的添加會使塑料制品的成本降低。
碳酸鈣在橡膠業的應用
碳酸鈣填充在橡膠之中,可以增加制品的容積,具有填充作用,從而節約昂貴的橡膠用量來達到降低成本的目的。碳酸鈣填入橡膠能獲得比純橡膠硫化物更高的抗拉伸強度、耐磨性、撕裂強度。碳酸鈣填量的增加也大大的減少橡膠的硫化時間,并在天然橡膠和合成橡膠中有顯著的補強作用,同時可以調整稠度,是一種優等的無毒性環保材料。
碳酸鈣在油墨中的應用
碳酸鈣經表面改性后添加到油墨中,所配制的油墨,身骨及粘性較好,并有良好的印刷性能,且穩定性很高,細微的顆粒與其它原料混合易相容,故印品光滑,網點完整,遮蓋力強,光澤度與鋁鋇白相當。作為填料,可以提高油墨的光澤度和亮度,降低成本。
碳酸鈣在膠粘劑中的應用
碳酸鈣作為半補強填料用于膠粘劑中,可以改變膠層性能,降低膠粘劑成本,基本上與基料不起反應。在膠粘劑中加入一定量的碳酸鈣能增加其粘接強度、硬度、耐熱性、尺寸穩定性、降低固化收縮率和線膨脹系數。如常用的玻璃膠,不使用補強填料粘結力變很差,加入碳酸鈣,可以提高粘接接頭的強度,增加表面硬度,增加粘度和熱導率,增加抗沖擊韌性和耐磨性,改善膠粘劑的耐介質性能,降低成本。
三、碳酸鈣應用中的水分指標要求
普通工業沉淀碳酸鈣水分要求
橡膠和塑料應用:優等品≤0.4%,一等品≤0.5%
涂料用:優等品≤0.4%,一等品≤0.6%
造紙用:等品≤1%,一等品≤1%
工業微細沉淀碳酸鈣和工業微細活性沉淀碳酸鈣水分指標要求
工業微細沉淀碳酸鈣:優等品≤0.4%,一等品≤0.6%
工業微細活性沉淀碳酸鈣:優等品≤0.3%,一等品≤0.5%
工業活性沉淀碳酸鈣水分指標要求:
一等品≤0.4%,合格品≤0.6%
納米碳酸鈣水分指標:≤1.0%
橡膠塑料用:I≤0.4%,II≤0.4%,III≤0.5%
密封膠、膠粘劑:I≤0.5%,II≤0.5%
膠印油墨用:I≤0.6%,II≤1.0%
涂料用:≤0.5%
工業重質碳酸鈣水分指標
重質碳酸鈣:
優等品≤0.4%,一等品≤0.5%,合格品≤1.0%
活性重質碳酸鈣:
一等品≤0.5%,合格品≤0.7%
造紙粉狀超細、細、粗粒度填料級研磨碳酸鈣水分指標:≤0.5%
牙膏工業用輕質碳酸鈣水分指標:≤0.5%
牙膏用重質碳酸鈣水分指標:≤0.2%
低砷碳酸鈣水分技術:≤2%
漿狀和膏狀碳酸鈣固含量指標要求
漿狀固含量15-30%
膏狀固含量≥40%
鉆井液用超細碳酸鈣固含量指標要求
固含量:I:15-30%,II≥40%
四、碳酸鈣水分控制的意義
碳酸鈣水分控制不好,如果水分含量過高勢必會影響他的白度,白度減低價格也會偏低,與空氣中的水分和二氧化碳反應成碳酸氫鈣,影響其屬性。碳酸鈣受潮或天氣變化原因,導致產生氣泡,容易結塊。
五、碳酸鈣水分檢測方法
對于碳酸鈣生產企業和使用企業,檢測碳酸鈣水分的方法是GB /T 19281-2003 《碳酸鈣分析方法》。該法的操作過程是稱取約2g試樣,置于( 105士5) 恒溫干燥箱內干燥至恒重后取出,稱量,計算其水分含里。檢測過程耗時長、效率較低。
近紅外水份儀:利用光譜吸收原理,把被測物體含水量的高低通過紅外水分光譜吸收峰的大小表現出來,再把這種大小變化的光信號轉化為電信號,然后經過一系列算法得出被測物體含水量。
產品優勢
綠色無損:無需取樣,非接觸檢測物料。
快速穩定:每秒鐘輸出結果60次,重復率高達0.02%
高精度:測量精度可達0.1%。
支持多種數據傳輸:4-20mA,RS485信號傳輸,無線傳輸。
經濟效益
提升產品質量,提高企業經濟效益。
實現水分自控,降低勞動強度。
提高檢測效率,實現節能降耗。
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