В бумажной промышленности карбонат кальция, включая молотый карбонат кальция (GCC) и осажденный карбонат кальция (PCC), является важнейшим сырьевым материалом для повышения качества бумаги и снижения производственных затрат. Он улучшает белизну, непрозрачность и гладкость. Он также повышает впитываемость чернил и качество печати. Однако сырой известняк или крупнозернистый карбонат кальция не могут быть непосредственно использованы в высокотехнологичных процессах производства бумаги. Наилучшие характеристики карбоната кальция во многом зависят от используемого оборудования. Оборудование для сверхтонкого измельчения карбоната кальция Необходимо обеспечить точный контроль над размером и распределением частиц. Оборудование для модификации поверхности должно надлежащим образом адаптироваться к межфазному сродству и покрытию.
I. Оборудование для сверхтонкого шлифования: основа для операций «наполнения» и «покрытия».
Карбонат кальция классифицируется на молотый карбонат кальция (МКК) и осажденный карбонат кальция (ОКК) в зависимости от методов обработки. Измельчающее оборудование играет центральную роль в производстве обоих типов, особенно МКК.
Руда карбоната кальция ──> Крупное дробление ──> Сухое/влажное сверхтонкое измельчение ──> Классификация частиц ──> Высококачественный наполнитель/пигмент для покрытия бумаги
1. Две основные роли карбоната кальция в производстве бумаги.
- В качестве наполнителей для бумаги:
- GCC: ГЦК в основном используется в производстве бумаги для печати, писчей бумаги, офисной бумаги и рекламной бумаги. Стандартный наполнительный ГЦК (например, 325 меш, белизна ≥ 92%, содержание CaCO3 ≥ 98%) в основном обрабатывается с помощью мельниц Раймонда или вертикальных валковых мельниц. Для получения ультратонкого ГЦК более высокого качества (выше 1250 меш) для картона требуется эффективная обработка с помощью сухие кольцевые валковые мельницы или линии по классификации шаровых мельниц.
- PCC: В принципе, PCC может использоваться во всех типах бумаги. В основном он применяется в качестве наполнителя для высококачественной бумаги, такой как сигаретная бумага, бумага для струйной печати и легкая мелованная бумага. Он производится методом химического осаждения в сочетании с последующим деагломерированием и классификацией с помощью специального оборудования.
- В качестве пигментов для покрытий:
- GCC можно использовать как для предварительного, так и для финишного нанесения покрытия. Для предварительного нанесения покрытия требуются частицы размером менее 2 мкм, составляющие более 751 TP3T от общей массы. Для финишного нанесения покрытия требуются частицы размером менее 2 мкм, составляющие 901 TP3T–1001 TP3T. Эти ультратонкие частицы значительно улучшают блеск и ровность поверхности бумаги.
2. Оборудование для шлифовки кернов Выбор карбоната кальция для производства бумаги
Для удовлетворения строгих требований к размеру и распределению частиц на различных этапах производства бумаги были разработаны специальные промышленные линии измельчения:
| Приложение | Требования к размеру частиц / качеству | Рекомендуемое оборудование для сверхтонкого помола | Особенности и преимущества процесса |
| Наполнительный сорт GCC | 325–1250 меш (d_90≤ 10 мкм) | Вертикальная валковая мельница / Кольцевая валковая мельница / Крупнозернистая мельница + Воздушный классификатор | Высокая производительность, низкое энергопотребление, хорошая морфология частиц. Идеально подходит для крупномасштабной обработки наполнителей. |
| Предварительное покрытие класса GCC | Частицы размером 2 мкм ≥75% | Линия шаровых мельниц-классификаторов для сухих помолов / Мельница с мокрым перемешиванием | Равномерное распределение частиц по размерам и хорошая текучесть. Подходит для составления покрытий с высоким содержанием твердых веществ. |
| Верхнее покрытие класса GCC | <2 мкм частицы 90% -100\% | Влажная ультратонкая мешалка / Горизонтальная шаровая мельница | Используется абразивная обработка для удаления микро- и субмикронных частиц. Высокое соотношение микрочастиц обеспечивает высокий блеск поверхности. |
II. Оборудование для модификации поверхностиКлюч к совместимости и удержанию клиентов:
Сверхтонкое измельчение придает карбонату кальция большую удельную площадь поверхности и тонкую текстуру. Однако немодифицированный карбонат кальция остается неорганическим, гидрофильным материалом. Он обладает плохой совместимостью и прочностью сцепления с органическими растительными волокнами, которые также являются гидрофильными, но несут отрицательный поверхностный заряд. Эта несовместимость приводит к низкой степени удержания наполнителя, снижению механической прочности и образованию ворса или пыли на бумаге.
Для решения этих проблем, высокоэффективные машины непрерывной модификации Они необходимы для нанесения химических покрытий или модификации поверхности.
1. Основное оборудование для модификации и принципы работы.
- Машина для модификации трехкольцевых/многоячеечных ульев: Сильные сдвиговые и центробежные силы создаются высокоскоростным ротором. Порошок карбоната кальция псевдоожижается и быстро смешивается с распыленными модифицирующими агентами (такими как стеарат натрия или связующие агенты) для получения однослойного покрытия на молекулярном уровне.
- Турбинная установка непрерывного действия для модификации: Данное оборудование подходит для высокоскоростной сухой модификации ультрадисперсного карбоната кальция. Материалы и модифицирующие агенты сталкиваются с высокой частотой внутри турбинной камеры. Такая конструкция обеспечивает высокую скорость нанесения покрытия и эффективно предотвращает повторную агломерацию ультрадисперсного порошка.
- Реакторы влажной модификации / Реакторы с мешалкой: Модифицирующие агенты (такие как катионизированный хитозан, КМЦ или связующий агент KH570) добавляются непосредственно в суспензию во время или после влажного сверхтонкого измельчения. Этот процесс позволяет осуществлять прививку или нанесение покрытия на поверхность в жидкой фазе.
2. Процессы модификации и преимущества оборудования
(1) Процесс химического покрытия
Химическое покрытие модифицирует поверхности GCC или PCC в реакционной системе. Например, комплексообразование с полиэлектролитами может использоваться внутри модифицирующего оборудования для нанесения катионизированного хитозана и карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) на поверхности PCC:
- Роль оборудования: Принудительное перемешивание и осаждение с контролем температуры обеспечивают более концентрированное и равномерное распределение частиц, удваивая удельную площадь поверхности.
- Производительность в бумажном производстве: Покрытый карбонат кальция стабильно удерживается в порах волокна за счет механического захвата и коллоидной адсорбции. Этот процесс усиливает показатели удержания и значительно улучшает показатели прочности на растяжение, прочность на разрыв и износостойкость при складывании.
(2) Процесс поверхностного химического соединения
Для модификации порошка карбоната кальция используются связующие агенты (например, KH570) или органические поверхностно-активные вещества (например, стеарат натрия):
- Роль оборудования: Высокоскоростные модифицирующие машины используют термическое сдвиговое воздействие для равномерного нанесения стеарата натрия или гидролизованных силанолов (Si-OH) на поверхности наночастиц карбоната кальция, образуя стабильные химические связи (например, связи Ca-O-Si).
- Производительность в бумажном производстве: Модифицированный карбонат кальция обладает пониженной полярностью, более низкой поверхностной энергией и значительно лучшей диспергируемостью. При применении в покрытиях он повышает прочность поверхности, гидрофобные свойства и фрикционные характеристики (обычно используется для противоскользящих покрытий и упаковочных лотков).
III. Синергия между сверхточной обработкой и модификацией.
- Достижение исключительной белизны (шлифовка и удаление примесей):Природные кристаллические структуры карбоната кальция обладают высокой белизной. Точное измельчение с помощью мокрые ультратонкие мельницы с перемешиванием или шаровые мельницы-классификаторы Предотвращает загрязнение железом, одновременно уменьшая размер частиц до оптимальных размеров для рассеивания света (около 0,2–0,5 мкм). Это максимизирует отражение видимого света, значительно повышая общую белизну и непрозрачность бумаги.
- Достижение высокой гладкости и блеска (ультрадисперсные частицы + защита от агломерации):
- Микрочастицы, обработанные оборудование для сверхтонкого шлифования (<2 мкм > 90%) заполняют зазоры между волокнами, образуя сверхтонкий и плоский слой покрытия на поверхности бумаги.
- После снижения поверхностной энергии и обработки покрытием в модифицирующем оборудовании ультрадисперсный карбонат кальция предотвращает вторичную агломерацию в системах покрытия. Он сохраняет хорошую текучесть и высокое содержание твердых веществ. В результате бумага после каландрирования обладает превосходной гладкостью и высоким блеском, а также снижается пылеобразование и образование ворса во время печати.
Оборудование для сверхтонкого измельчения обеспечивает точный контроль размера частиц, а модифицирующее оборудование изменяет характеристики поверхности. Вместе они позволяют карбонату кальция в полной мере раскрыть свои физические и химические преимущества, превращая его в высококачественное и экономически выгодное основное минеральное сырье для бумажной промышленности.
Спасибо за прочтение. Надеюсь, моя статья вам поможет. Пожалуйста, оставьте комментарий ниже. Вы также можете связаться с представителем Zelda Online по любым вопросам.
— Автор: Эмили Чен