Na produção de carbonato de cálcio moído (CCM), o equipamento de moagem é, sem dúvida, o núcleo de toda a linha de produção. No entanto, muitos clientes que são novos na indústria de processamento de carbonato de cálcio frequentemente têm uma dúvida ao selecionar o equipamento. Se já existe um moinho, por que é necessário equipá-lo adicionalmente com um classificador a ar? O moinho não pode moer o material diretamente até o tamanho de partícula desejado?
De fato, no campo da modernidade produção ultrafina do GCCOs classificadores de ar tornaram-se praticamente equipamentos padrão, independentemente de o processo de moagem envolver moinhos de bolas, moinhos verticais, moinhos de rolos anulares ou moinhos de impacto mecânico. Isso é particularmente verdadeiro na produção de produtos com valores de D97 de 10 μm, 8 μm, 5 μm ou até mais finos. Nesses casos, a importância do sistema de classificação de ar é comparável à do próprio moinho. Pode-se afirmar que, sem o auxílio de um classificador de ar de alta eficiência, a produção de pó de carbonato de cálcio moderno e de alta qualidade seria quase impossível.
Então, qual é exatamente a função de um classificador de ar? Por que ele se tornou um equipamento indispensável em sistemas de moagem de carbonato de cálcio?
Moer carbonato de cálcio não é um processo que se faz apenas uma vez.
Muitas pessoas pensam que a função de um moinho é triturar diretamente partículas grandes em pó fino que atenda às especificações e, em seguida, descarregá-lo.
Na realidade, durante o processo de moagem, nem todos os materiais atingem simultaneamente o tamanho de partícula desejado.
Tomemos como exemplo a produção de GCC: quando a calcita entra no moinho, devido às diferenças no tamanho, forma, dureza das partículas e às forças que atuam sobre cada partícula, algumas partículas podem já ter atingido um tamanho inferior a 5 μm, enquanto outras permanecem com 20 μm ou até mais grosseiras.
Em outras palavras, o produto do moinho não é uma partícula de tamanho uniforme, mas sim um pó misto com uma ampla distribuição de tamanho de partículas.
Sem classificação adicional, o produto final conterá:
- Partículas ultrafinas que atendem às especificações;
- Partículas próximas ao tamanho alvo;
- Partículas grossas que ainda não foram moídas suficientemente;
- Uma pequena quantidade de partículas ultrafinas resultantes da moagem excessiva.
Um produto desse tipo, caracterizado por uma ampla distribuição granulométrica e tamanhos de partículas irregulares, tem dificuldades para atender aos rigorosos requisitos para pó de carbonato de cálcio em indústrias como a de plásticos, revestimentos, fabricação de papel e borracha de alta qualidade.
Portanto, depender apenas do moinho em si é insuficiente para produzir produtos de alta qualidade; em vez disso, um classificador de ar deve ser usado para separar com precisão as partículas de diferentes tamanhos.
Classificadores de ar Ativar o controle preciso do tamanho das partículas
A indústria moderna está impondo requisitos cada vez mais rigorosos quanto ao tamanho das partículas do pó de carbonato de cálcio pesado. Por exemplo:
- O carbonato de cálcio moído usado em tubos de PVC normalmente requer um D97 de 10–15 μm;
- O carbonato de cálcio moído usado em revestimentos de alta qualidade requer um D97 de cerca de 8 μm;
- O carbonato de cálcio moído usado em masterbatches de plástico de alta qualidade requer um D97 de 5 μm ou ainda mais fino;
- Certos materiais de enchimento funcionais requerem uma distribuição de tamanho de partículas extremamente estreita.
Esses produtos não apenas exigem um tamanho médio de partícula que atenda às especificações, mas também demandam um teor extremamente baixo de partículas grossas. O classificador de ar é o equipamento fundamental para atingir esse objetivo. Seu princípio de funcionamento baseia-se principalmente no equilíbrio entre a força centrífuga gerada pelo fluxo de ar e a força de arrasto que atua sobre as partículas para realizar a classificação.
Quando o pó entra na zona de classificação:
- Partículas mais grossas, devido à sua maior massa, são submetidas a forças centrífugas mais intensas. Elas são lançadas para fora e retornam ao moinho para serem moídas novamente.
- As partículas mais finas, por sua vez, são transportadas pelo fluxo de ar para o sistema de coleta, tornando-se o produto final.
Ajustando a velocidade da roda de classificação, o volume do fluxo de ar e a pressão negativa do sistema, o tamanho final das partículas pode ser controlado com precisão.
Este método de classificação dinâmica resulta em uma distribuição de tamanho de partículas mais concentrada, atendendo às demandas de mercados de alto padrão.
Como evitar a moagem excessiva e melhorar a eficiência da moagem?
Sem um sistema de classificação, as partículas finas no moinho permanecem na zona de moagem por longos períodos.
Quando essas partículas, que já atingiram o tamanho necessário, continuam sendo impactadas pelo meio de moagem, ocorre uma moagem excessiva severa.
Os principais problemas causados pela moagem excessiva incluem:
- Aumento do consumo de energia;
- Diminuição da produção;
- Distribuição granulométrica mais ampla do produto;
- Aumento da aglomeração do pó;
- Desempenho deteriorado em processos de modificação subsequentes.
Um classificador de ar, no entanto, pode separar rapidamente as partículas finas qualificadas do moinho. As partículas que atendem aos requisitos de tamanho são removidas rapidamente da zona de moagem. As partículas grossas que não atendem às especificações retornam ao moinho para moagem adicional.
Esse modo de operação de "moagem e separação" forma um sistema de circuito fechado.
Como o pó fino não precisa mais ser moído novamente, o moinho pode dedicar mais energia à quebra de partículas grossas, melhorando significativamente a eficiência geral da moagem.
Na produção real, quando um moinho de bolas é equipado com um classificador de ar de alta eficiência, sua produção geralmente aumenta em 20% a 50%. Ao mesmo tempo, o consumo de energia por unidade de produto diminui significativamente.
Melhorar a estabilidade da qualidade do produto
Para indústrias como a de plásticos, borracha e revestimentos, a estabilidade da qualidade do produto é frequentemente mais importante do que a simples finura do grão.
Se o tamanho das partículas de carbonato de cálcio variar, isso afetará diretamente o desempenho do produto final.
Por exemplo:
- Em produtos de PVC, o excesso de partículas grossas pode causar superfícies ásperas;
- Em revestimentos, partículas grossas podem afetar o brilho e a cobertura;
- Em borracha, o tamanho irregular das partículas pode reduzir a dispersão;
- Em papel, isso pode afetar a suavidade e a imprimibilidade.
Os classificadores de ar, com corte estável do tamanho das partículas, garantem que o produto mantenha sempre uma distribuição consistente do tamanho das partículas.
Mesmo que a dureza da matéria-prima varie ou as condições de operação do moinho mudem, o sistema de classificação pode se ajustar dentro de uma determinada faixa para garantir a estabilidade da qualidade do produto.
É por isso que muitas grandes empresas de produção do GCC consideram os classificadores de ar como equipamentos essenciais para o controle de qualidade.
Reduzir o consumo de energia e os custos de produção
O custo da energia tornou-se uma parte importante das despesas operacionais para as empresas do setor de pólvora.
Especialmente na produção de GCC ultrafino, o consumo de eletricidade na moagem geralmente representa a maior parte do consumo total de energia.
Sem classificador de ar:
- Partículas grossas e finas circulam simultaneamente no moinho;
- Grandes quantidades de pó fino já qualificado são moídas repetidamente;
- O equipamento consome energia para realizar muito trabalho ineficiente.
Um sistema de classificação por ar pode separar rapidamente o produto acabado, mantendo o moinho focado na moagem apenas das partículas que precisam de redução adicional.
Esse processo de moagem em circuito fechado melhora significativamente a eficiência energética.
Em projetos reais, os sistemas de classificação de alta eficiência geralmente reduzem o consumo de energia por unidade em 10% a 30%.
Para empresas que produzem dezenas de milhares ou mesmo centenas de milhares de toneladas de GCC por ano, a economia anual de eletricidade é considerável.
Portanto, embora a adição de um classificador de ar aumente o investimento inicial, geralmente traz maiores benefícios econômicos a longo prazo.
Atenda aos requisitos para produtos ultrafinos e de alta qualidade.
Com a intensificação da concorrência no mercado, os lucros dos produtos comuns do Conselho de Cooperação do Golfo (CCG) continuam a diminuir.
Cada vez mais empresas estão desenvolvendo produtos de carbonato de cálcio ultrafinos, de alto valor agregado e funcionais, tais como:
- D97=5μm GCC;
- D97=3μm GCC;
- GCC modificado ultrafino;
- Produtos precursores de carbonato de cálcio em nanoescala.
Para esses produtos, depender exclusivamente de um moinho já não é suficiente para atingir o tamanho de partícula desejado.
Especialmente na produção de pós com granulometria micrométrica ou submicrométrica, a precisão do classificador de ar determina diretamente a qualidade final do produto.
Os modernos classificadores de ar por vórtice de alta eficiência conseguem uma separação extremamente precisa do tamanho das partículas, mantendo o teor de partículas grossas em produtos ultrafinos em um nível extremamente baixo, atendendo assim aos requisitos de aplicações de alta qualidade.
Nesse sentido, o desenvolvimento da tecnologia de classificação por ar impulsionou toda a indústria de carbonato de cálcio em direção a uma produção de alta qualidade.
Por que ter Sistemas de circuito fechado Tornar-se a configuração predominante no setor?
Atualmente, seja uma linha de classificação de moinhos de bolas em grande escala, uma linha de moinhos de rolos ou uma linha de moinhos mecânicos, a maioria dos projetos avançados do Conselho de Cooperação do Golfo (CCG) adota processos de moagem em circuito fechado.
Um fluxo de processo típico é:
Trituração da matéria-prima → Moagem → Classificação por ar → Coleta do produto → Retorno do pó grosso ao moinho.
Nesse sistema, o classificador de ar atua como o “centro de controle de qualidade” da linha de produção.
Determina:
- Tamanho das partículas do produto;
- Distribuição do tamanho das partículas;
- Eficiência de moagem;
- Consumo de energia do sistema;
- Valor final do produto.
Portanto, a competição nas modernas linhas de produção do GCC não se resume apenas à competição entre moinhos, mas também à eficiência geral do sistema "moinho + classificador de ar".
Conclusão
Para a produção de carbonato de cálcio por moagem, um classificador de ar é muito mais do que um dispositivo auxiliar. É um equipamento fundamental que determina a qualidade do produto, a produtividade e o consumo de energia. Como o moinho sozinho não consegue controlar com precisão o tamanho das partículas nem evitar a moagem excessiva, um classificador de ar é necessário para separar o pó fino qualificado em tempo hábil e retornar as partículas grossas para moagem adicional, formando um sistema eficiente de circuito fechado.
Com as crescentes exigências de qualidade em setores como o de plásticos, borracha, revestimentos, papel e novas energias, a tecnologia de classificação a ar de alta eficiência se tornará ainda mais importante. As empresas estão sob crescente pressão para produzir carbonato de cálcio mais fino, consistente e de maior valor agregado, mantendo a eficiência de custos. Para atingir esses objetivos, os processadores de carbonato de cálcio devem adotar equipamentos de moagem de alto desempenho combinados com classificadores a ar avançados, possibilitando maior qualidade do produto, custos de produção mais baixos e maior competitividade no mercado.
Obrigado pela leitura. Espero que meu artigo tenha ajudado. Deixe um comentário abaixo. Você também pode entrar em contato com o suporte online da Zelda para quaisquer outras dúvidas.
— Publicado por Emily Chen