Введение: Три технологических процесса получения порошка, три различных комплекта оборудования.
Все представленные на рынке характеристики карбоната кальция получены одним из трех промышленных способов.
| Маршрут | Продукт | Типичная технологическая цепочка | Основное оборудование |
| ГЦК (молотый карбонат кальция) | Молотый карбонат кальция, преимущественно сухой обработки. | Дробление → измельчение → классификация → обработка поверхности → упаковка | Щековая дробилка, молотковая дробилка, ударная дробилка, мельница Раймонда, кольцевая валковая мельница, вертикальная валковая мельница, шаровая мельница сухого действия, турбоклассификатор, непрерывный модификатор поверхности |
| PCC (осажденный карбонат кальция) | Легкий/осажденный карбонат кальция, образующийся в результате химического осаждения. | Обжиг известняка → гашение → карбонизация → обработка поверхности → сушка → деагломерация | Печь для обжига извести, гаситель извести, карбонизационная башня, фильтр-пресс, сушилка мгновенного действия, распылительная сушилка, ленточная сушилка, дисковая мельница, высокоскоростной смеситель |
| Нано-CaCO₃ | Нанокарбонат кальция, полученный методом карбонизации с последующей влажной обработкой поверхности. | Передняя часть такая же, как у PCC, но требуется доработка для работы в мокром режиме. | Карбонизационная башня, резервуар для влажной модификации, фильтр-пресс, низкотемпературная сушилка, струйная мельница-деагломератор, прецизионный классификатор |
Основная сложность при работе с наночастицами CaCO₃ заключается в сушке и деагломерации. Также она состоит в предотвращении вторичной агломерации. Эти три момента отличают настоящий нанопродукт от обычного мелкодисперсного порошка.
Схема оборудования по этапам процесса
| Шаг | Основное оборудование | Функция | Примечания |
| Раздавливание | Щековая дробилка, молотковая дробилка, ударная дробилка | Измельчите руду до размера частиц менее 30 мм. | Установите магнитный сепаратор для удаления железа. |
| Сухое измельчение | Мельница Раймонда, кольцевая вальцовая мельница, вертикальная вальцовая мельница, шаровая мельница сухого действия | 80–2500 меш | Основной маршрут стран Персидского залива |
| Классификация | Турбоклассификатор, роторный классификатор | Контролируйте уровень D97 и удаляйте крупные частицы. | Работает в замкнутом цикле с мельницей. |
| Мокрое измельчение | Мешалка, пескоструйная мельница | D50 0,5–2 мкм | Для бумаги, зубной пасты и продуктов высокой чистоты. |
| Сушка | Фильтр-пресс с импульсной сушилкой, распылительной сушилкой и ленточной сушилкой. | Удалите воду и начните деагломерацию. | Незаменим для маршрутов в сырую погоду. |
| Обработка поверхности | Модификатор поверхности непрерывного действия, высокоскоростной смеситель, тестомесильная машина | Покрытие стеариновой кислотой, титанатом или силаном. | Ключевой этап для активированных сортов |
| Деагломерация | Струйная мельница, штифтовая мельница | Разбить агломераты | Критически важен для наночастиц CaCO₃ |
| Упаковка | Упаковочная машина, мешки для тонных продуктов, пылесборник рукавного фильтра | Влагостойкий и пыленепроницаемый | Контроль влажности здесь имеет важное значение. |
| Тестирование | Лазерный анализатор размера частиц, измеритель белизны, тестер маслопоглощения, анализатор влажности | Окончательный контроль качества | Рекомендуемый размер частиц в режиме онлайн |
Сфера 1: Пластмассы — крупнейший рынок, объем потребления более 401 тыс. тонн.
Основные функции
- Заменяет значительную долю смолы. Это существенно снижает производственные затраты.
- Улучшает жесткость, термостойкость и стабильность размеров. Также уменьшает усадку и деформацию при литье под давлением и экструзии.
- Сверхтонкие и наночастицы улучшают ударопрочность и блеск поверхности. В полиэтиленовой пленке они способствуют образованию воздухопроницаемых микропор.
- Улучшает текучесть расплава. Сокращает цикл впрыска и снижает энергопотребление оборудования.
Выбор и применение
- Трубы, ящики и обвязочная лента: использовать активированный GCC с размером частиц 800–1500 меш. Уровень нагрузки: 30%–50%.
- Воздухопроницаемая полиэтиленовая пленка и глянцевые корпуса протезов: используйте ультратонкий PCC с размером частиц более 1250 меш или наночастицы CaCO₃. Уровень нагрузки: 10%–25%.
- Биоразлагаемые пластики PLA и PBAT: использование модифицированного нано-CaCO₃ при 20%–35%. Это также помогает регулировать скорость разложения.
🔧 Соответствующее оборудование для обработки порошков
Рекомендуемая цепочка: щековая дробилка + ударная дробилка → сверхтонкая дробилка кольцевой роликовый прокатный стан или вертикальная вальцовая мельница, 800–1500 меш → турбовоздушный классификатор → непрерывный модификатор поверхности, стеариновая кислота или алюминатный связующий агент → упаковщик в мешки или цистерна для насыпных грузов.
- Выбор степени помола. Диапазон зерен 800–1500 меш соответствует среднетонкому помолу. Правильным выбором будет кольцевая валковая мельница или сверхтонкая вертикальная валковая мельница. Принудительное измельчение стандартной мельницы Raymond до 1250 меш – плохая идея. Производительность падает вдвое. Потребление электроэнергии на тонну примерно удваивается. Чрезмерное измельчение становится крайне опасным.
- Классификация имеет решающее значение. Пленка из пластика наиболее чувствительна к воздействию одной крупной частицы. классификатор Необходимо удерживать верхний срез, D98 или D100. Добавьте сетку в качестве меры предосторожности. Количество крупных частиц размером более 45 мкм должно быть близко к нулю. Они являются основной причиной разрыва пленки и образования микропор.
- Обработка поверхности. При содержании 30%–50% ударная прочность определяется границей раздела наполнитель-смола. Непрерывный модификатор подходит для высокообъемных и экономичных GCC. Целевая степень активации должна составлять не менее 95%. Температура обработки обычно составляет 110–130 °C. Добавляйте модификатор исходя из удельной площади поверхности, обычно 1,2%–2,0%.
- Контроль поглощения масла. Низкое значение маслопоглощения, обычно 18–25 г/100 г для активированного GCC, означает меньшую потребность в смоле при той же загрузке. Это также означает более низкую вязкость расплава. Оба фактора напрямую приводят к сокращению циклов и снижению энергопотребления.
- Оборудование для производства мастербатчей на последующих этапах. Мастербатч — это стандартный способ обработки больших объемов материала. Используйте высокоскоростной смеситель в сочетании с двухшнековым экструдером или непрерывным смесителем. Добавьте дозаторы для контроля потери массы и вакуумный клапан для удаления влаги и низкомолекулярных летучих веществ.
- Наночастицы CaCO₃ в воздухопроницаемой пленке. Используйте двухшнековый экструдер с высокопрочным шнеком. Это позволит избежать образования агломератов, которые выглядят как «рыбий глаз».
Область 2: Резина — распространенный полуармирующий наполнитель
Основные функции
- Частично заменяет сажу и диоксид кремния. Снижает стоимость сырья и подходит для светлых резиновых изделий.
- Улучшает прочность на растяжение, прочность на разрыв, износостойкость и устойчивость к растрескиванию при изгибе.
- Улучшает смешивание и текучесть при экструзии. Сокращает время отверждения и снижает вязкость по Муни.
Выбор и применение
- Низкокачественные коврики и обычные подошвы для обуви: GCC с размером частиц 400–800 меш. Нагрузка: 30–50 частей на 1000 грамм.
- Уплотнительные ленты и шланги: активированный поликарбонат (PCC) с размером частиц 800–1500 меш. Нагрузка: 25–40 частей на 1000 мкг/м³.
- Боковины шин и прецизионные силиконовые уплотнители: наночастицы CaCO₃. Они могут заменить около 301 тонны диоксида кремния.
🔧 Соответствующее оборудование для обработки порошков
Рекомендуемые сети:
- Класс GCC, 400–800 меш: Мельница Реймонда или кольцевая вальцовая мельница с классификатором. Обработка поверхности Это необязательно. Здесь в первую очередь важна стоимость.
- Активированный PCC, размер частиц 800–1500 меш: Карбонизационная башня → обезвоживание → сушка → высокоскоростной нагревательный смеситель или непрерывный модификатор с жирной кислотой или связующим агентом.
- Нано-класс: Карбонизация → влажная обработка поверхности → фильтр-пресс → сушка → деагломерация.
Область 3: Бумага — наполнитель и пигмент для покрытия
Основные функции
- В качестве наполнителя на мокрой части целлюлозы он снижает расход целлюлозы. Он улучшает яркость, непрозрачность и пористость. Он экономит волокно.
- В качестве пигмента для покрытия он улучшает гладкость, впитываемость чернил и блеск отпечатка. Он снижает необходимое количество каолина.
Выбор и применение
- Наполнитель для обычной писчей бумаги и белого картона: молотый GCC с размером частиц 400–1250 меш. Нагрузка: 15%–25%.
- Для верхнего покрытия художественной бумаги, бумаги для струйной печати и сигаретной бумаги: используйте сверхтонкий PCC. Цель – достижение большей гладкости и блеска.
🔧 Соответствующее оборудование для обработки порошков
Две рекомендуемые сети:
- Линия сухого розлива: Кольцевая вальцовая мельница или ультратонкая вертикальная вальцовая мельница → классификация → доставка цистерной на бумажную фабрику → распыление на месте с помощью высокоскоростного диспергатора и диспергирующего вещества.
- Линия мокрого нанесения покрытий — основной маршрут: сухой или крупнозернистый порошок → мельница с перемешиванием, дисковая или штыревая → декантерная центрифуга для контроля верхней фракции → концентрирование до содержания твердых веществ 68%–72% → резервуар для суспензии.
- Класс покрытия GCC определяется содержанием частиц размером −2 мкм, а не размером ячейки сетки. Наиболее распространенные марки: −2 мкм ≥ 60%, ≥ 75% и ≥ 90%. Каждая соответствует различному уровню покрытия. Значение регулируется гранулометрическим составом мелющих тел, скоростью вращения наконечника и временем пребывания в мокрой мельнице. Производительность определяется количеством мельниц и их последовательным/параллельным расположением.
Раздел 4: Покрытия и чернила
Основные функции
- Выступает в качестве наполнителя. Частично заменяет диоксид титана и значительно снижает стоимость сырья.
- Регулирует твердость пленки, устойчивость к истиранию, трещиностойкость и атмосферостойкость.
- Обеспечивает выравнивание, матирование и предотвращает оседание. Высокоабсорбирующий порошок позволяет матирующим покрытиям обходиться без матирующего агента.
Выбор и применение
- Латексная краска и шпатлевка для внутренних и наружных работ: GCC с размером частиц 1250–2000 меш. Нагрузка: 15%–35%.
- Для финишных покрытий древесины и автомобильных покрытий используйте сверхтонкий PCC. Наночастицы CaCO₃, предназначенные для герметиков MS и силиконовых герметиков, обеспечивают превосходную тиксотропию.
- Краска для офсетной печати: используйте GCC с низким содержанием масла. Для УФ-краски необходимы прозрачные наночастицы CaCO₃ для сохранения четкости и блеска изображения.
🔧 Соответствующее оборудование для обработки порошков
Рекомендуемая цепочка: Кольцевая валковая мельница, сверхтонкая вертикальная валковая мельница или шаровая мельница → прецизионная классификация → дополнительная обработка поверхности → упаковка. Сверхтонкий PCC и прозрачный нано-CaCO₃ получают методом влажной обработки PCC с влажной обработкой поверхности, сушкой и деагломерацией.
- GCC при 1250–2000 меш. Вертикальная валковая мельница сверхтонкого помола обладает наибольшими преимуществами с точки зрения масштаба и энергопотребления. Для более узкого распределения и более высокой тонкости помола используйте... шаровая мельница с многоступенчатым турбоклассификатором в замкнутом контуре.
- Впитывание масла должно производиться по заказу. Для матовых покрытий необходима высокая маслопоглощающая способность, что позволяет экономить матирующий агент. Для офсетных красок требуется низкая маслопоглощающая способность, обеспечивающая низкую вязкость и высокий блеск. Маслопоглощение зависит от распределения частиц по размерам, формы частиц и используемого обрабатывающего агента. Один завод может производить несколько марок покрытий с разной маслопоглощающей способностью, просто изменяя пороговое значение классификатора. Именно здесь заводы, производящие покрытия, получают свою прибыль.
- Прозрачный наночастицы CaCO₃ для УФ-чернил. Важны три фактора: достаточно малый размер частиц, полное удаление агломератов и очень низкое содержание железа. После сушки используйте струйную мельницу или дисковую мельницу для измельчения мягких агломератов. Поддерживайте значение D50 в узком нанодиапазоне. Железо ухудшает яркость и цветопередачу, поэтому используйте керамическое покрытие и магнитное удаление.
- Оборудование для рассеивания на выходе. На предприятиях по нанесению покрытий используются высокоскоростные диспергаторы, песочные или корзиночные мельницы и трехвалковые мельницы. Конечная тонкость помола проверяется с помощью измерителя степени помола.
- Предотвращение оседания. Крупнозернистый порошок с узким распределением частиц быстро оседает. В этом случае при составлении рецептуры необходим противоосаждающий агент. Что касается порошка, то сохранение доли мелких частиц улучшает суспензию.
Раздел 5: Строительные материалы — Шпаклевка, цемент, искусственный камень, керамическая плитка
Основные функции
- В шпатлевке и сухих строительных смесях он заполняет пустоты и выравнивает поверхность. Он улучшает шлифуемость и адгезию. Кроме того, он снижает стоимость строительного порошка.
- В бетоне и искусственном камне он повышает плотность и прочность на сжатие. Он снижает расход цемента.
- В керамической плитке это вещество регулирует усадку при обжиге. Оно улучшает ровность поверхности и снижает процент дефектов.
Выбор и применение
Для наружных атмосферостойких растворов достаточно обычного гранулированного цементного раствора с размером частиц 800–1500 меш. Строгая активация не требуется. В наружные атмосферостойкие растворы можно добавить небольшое количество ультратонкого портландцемента для повышения трещиностойкости.
🔧 Соответствующее оборудование для обработки порошков
Рекомендуемая цепочка: Щековая дробилка + ударная или молотковая дробилка → мельница Раймонда или кольцевая вальцовая мельница, 800–1500 меш → классификация → удаление железа → насыпная или упаковка в мешки.
- Это наиболее ценовая сфера. Первым критерием выбора является потребление электроэнергии (кВт·ч) на тонну и срок службы изнашиваемых деталей. Мельница Raymond обеспечивает наилучшее соотношение цены и качества в диапазоне средней тонкости помола. Для крупных производственных линий можно выбрать вертикальную валковую мельницу сверхтонкого помола. Она отличается высокой производительностью на одной машине, высоким уровнем автоматизации и низкими трудозатратами.
- Обычно активация не требуется. Для строительных материалов обычно не используют модификатор и добавку. Однако, если в растворе для наружных работ используется небольшое количество сверхтонкого цементобетона, то этот цементобетон все равно нуждается в модификаторе.
- Белизна и железо. Шпаклевка чувствительна к визуальной белизне. Контролируйте износ чугуна при дроблении и измельчении. Используйте магнитные сепараторы и разумное сочетание керамических и высокомарганцевых стальных деталей. При необходимости добавьте магнитный сепаратор. Промывайте руду в местах с высоким содержанием глины.
- Линия по производству сухих строительных смесей, расположенная ниже по потоку. Используйте безгрузовой смеситель или смеситель с лемехом. Добавьте упаковочную машину для мешков с клапаном и линию для паллетирования. Перемещайте порошок с помощью шнековых конвейеров или пневматической транспортировки, используя бункерный насос и воздуходувку Рутса.
- Искусственный камень и плитка. Для этого необходимо равномерное распределение частиц по размерам. Смешивание крупнозернистых и мелкозернистых частиц повышает плотность упаковки и снижает потребность в смоле или цементе. Поэтому для порошкового завода требуется несколько силосов и возможность смешивания, а не только одна степень тонкости помола.
Область 6: Продукты питания и фармацевтические препараты — Высокочистые специальные сорта
Основные функции
- Применение в пищевой промышленности, соответствует стандарту GB 1886.214: обогащает кальцием. Также улучшает текстуру хлебобулочных, молочных и кондитерских изделий и предотвращает слипание.
- Медицинское применение: является активным ингредиентом в таблетках кальция, а также наполнителем/дезинтегрантом в таблетках. Также нейтрализует желудочную кислоту и облегчает изжогу.
- Применение в качестве носителя: высокочистый пористый ватерит карбонат кальция может служить носителем лекарственных средств с замедленным высвобождением и адресной доставкой.
Жесткий стандарт
Содержание свинца и мышьяка должно быть ниже допустимых пределов. Использование модификаторов промышленного класса запрещено. Допускается использование только очищенного порошка пищевого или фармацевтического качества.
🔧 Соответствующее оборудование для обработки порошков
Рекомендуемая цепочка: Обогащение руды: ручная сортировка, оптическая сортировка или флотация → промывка руды → измельчение без содержания железа с использованием шаровых мельниц с футеровкой из нержавеющей стали или керамики, струйных мельниц или вертикальных валковых мельниц с футеровкой из керамики → закрытая воздушная классификация или воздушно-струйное просеивание → высокоградиентная магнитная сепарация → чистая упаковка.
- Контроль за содержанием тяжелых металлов начинается на этапе обогащения. Свинец и мышьяк в основном содержатся в сырой руде и сопутствующих минералах. Решить эту проблему можно на начальном этапе с помощью флотации и кислотной промывки или очистки. Чистое оборудование на последующих этапах переработки не сможет исправить недостатки сырья.
- Устраните загрязнение железом. Используйте нержавеющую сталь, керамику или пищевой полиуретан на всех контактных поверхностях. Используйте керамические или высокочистые мелющие элементы. Обеспечьте полную герметичность зон сортировки, транспортировки и упаковки. Избегайте контакта с углеродистой сталью.
- Пористая структура ватерита. Это функциональный продукт. Его производство основано на процессе карбонизации с использованием направляющего устройства для роста кристаллов, а также на контроле температуры, pH, скорости потока CO₂ и добавок. Что касается оборудования, то необходима карбонизационная башня с точным контролем температуры и мониторингом pH в режиме реального времени, а также высокоскоростная дисперсия. Сушка должна быть щадящей, например, распылительной или вакуумной, чтобы избежать трансформации кристаллов и разрушения пор.
- Чистота и соответствие стандартам. Спроектируйте цех в соответствии с требованиями пищевой промышленности или надлежащей производственной практики (GMP): закрытый, моющийся, с системой улавливания пыли и защитой от перекрестного загрязнения. Установите системы обнаружения металла и магнитного удаления. Проверяйте каждую партию с помощью ICP-MS или AAS на содержание тяжелых металлов и микробиологические показатели в пределах нормы.
- Полный запрет. Никогда не производите пищевой или фармацевтический карбонат кальция на линиях, используемых совместно с промышленным оборудованием и промышленными модификаторами. Остатки модификаторов представляют собой наибольший риск нарушения нормативных требований.
Раздел 7: Бытовая химия — Зубная паста, косметика, средства по уходу за кожей
Основные функции
- Основной абразив в зубной пасте. Он мягко удаляет зубной налет, не повреждая эмаль. В бюджетных зубных пастах используется крупнозернистый GCC. В средствах для чувствительных зубов и отбеливающих средствах используется ультратонкий PCC.
- В декоративной косметике и кремах он заполняет пустоты, делает кожу более густой и матовой. Он регулирует ощущения на коже и улучшает стабильность пасты.
Выбор
В зубной пасте обычно используется гранулометрический состав с размером частиц от 400 до 2000 меш, разделенный на фракции по размеру. В средствах по уходу за кожей следует использовать ультратонкий PCC, не содержащий примесей тяжелых металлов.
🔧 Оборудование и технология подбора порошка
Рекомендуемая цепочка: Для марок GCC используется кольцевая или вертикальная валковая мельница с последующей высокоточной классификацией. Для высококачественных ультратонких марок — шаровое или перемешивающее измельчение с последующей сушкой и деагломерацией, или струйная мельница. Весь процесс должен быть герметичным, с использованием наполнителя для чистых сортов.
- RDA — это основной показатель для оценки качества зубной пасты. Относительная абразивность дентина зависит от размера частиц, распределения по размерам и формы частиц. При одинаковом размере ячейки сита узкое распределение с округлыми частицами обеспечивает меньшую абразивность. Поэтому точность классификации важнее, чем степень помола.
- Стратегия многоуровневого ценообразования продукции. Бюджетные зубные пасты, содержащие гранулированный карбонат кальция (GCC) размером 400–800 меш, изготавливаются с помощью мельницы Раймонда или кольцевой роликовой мельницы. Стоимость является первостепенной задачей. Для чувствительной кожи и отбеливающих средств используются ультратонкие гранулированные карбонаты кальция (PCC) или наночастицы CaCO₃ размером более 1250 меш, а для их изготовления применяется метод обработки поверхности влажным способом с последующей бережной сушкой.
- Микробиология и чистота. Зубные пасты и косметические средства должны соответствовать микробиологическим нормам. Оборудование должно легко чиститься, не иметь застойных зон и быть герметичным. Упаковка должна производиться в чистом помещении. Избегайте контакта с деревянными или обычными углеродистыми стальными поверхностями.
- Классификация косметики и средств по уходу за кожей. Эти средства предъявляют строгие требования к содержанию тяжелых металлов, включая свинец, мышьяк и ртуть, а также к оттенку. Кроме того, необходима шлифовка без использования железа и удаление с помощью магнита. Ощущения на коже зависят от равномерного распределения и обработки поверхности. Можно использовать небольшие количества силана или аминокислот, в зависимости от состава косметического средства.
Область 8: Очистка окружающей среды — десульфуризация дымовых газов, очистка сточных вод, рекультивация почвы.
Основные функции
- Десульфуризация дымовых газов на электростанциях и металлургических заводах: нейтрализует SO₂. Образующийся в качестве побочного продукта гипс может быть повторно использован в качестве ресурса.
- Промышленные кислые сточные воды: они регулируют pH и адсорбируют ионы тяжелых металлов и взвешенные твердые частицы.
- Улучшение кислых почв: нейтрализует кислотность почвы и насыщает ее кальцием. Также используется для рекультивации земель, загрязненных тяжелыми металлами.
Выбор
Для крупных работ по десульфуризации и очистке воды можно использовать дешевый обычный стеклоуглеродный катализатор (GCC). Для глубокой адсорбции тяжелых металлов можно добавить небольшое количество наночастиц CaCO₃.
🔧 Соответствующее оборудование для обработки порошков
Рекомендуемые сети:
- Порошок для обессеривания: Дробление → мельница Раймонда или вертикальная валковая мельница, изготавливающая известняковый порошок с размером частиц 250–325 меш, обычно с остатком 325 меш ≤ 10% → пневматическая транспортировка в силос → прямая подача в печь или суспензирование.
- Мокрая десульфуризация: Подготовка пульпы на месте с помощью шаровой мельницы с мокрым перемешиванием или мельницы с мешалкой → классификация в гидроциклоне → подача пульпы в абсорбер из резервуара с пульпой.
- Очистка сточных вод и рекультивация почвы: Измельчённый и просеянный крупнозернистый порошок или мелкая фракция мельницы Раймонда. Цель здесь — минимизация себестоимости тонны.
- Это классический рынок с большим объемом продаж и низкими ценами. При выборе оборудования основное внимание уделяется большой производительности, низкому энергопотреблению и высокой бесперебойной работе. Вертикальные валковые мельницы и крупные мельницы Раймонда занимают лидирующие позиции. Производительность одной машины зачастую важнее, чем тонкость помола.
- Не следует небрежно резать до нужной тонкости. Скорость реакции десульфуризации напрямую связана с тонкостью помола порошка и удельной поверхностью. Слишком крупный помол снижает эффективность десульфуризации. Он также увеличивает расход известняка и ухудшает качество гипса.
- Стройте в непосредственной близости от клиента. Порошок для десульфуризации чувствителен к расстоянию транспортировки. Основной моделью являются станции измельчения, расположенные вблизи электростанций и металлургических заводов. К ним относятся силосы и пневматические конвейеры.
- Очистка почвы. В качестве продукта используется крупнозернистый порошок или измельченный известняк. Достаточно дробления, просеивания и удаления железа. Нет необходимости измельчать до нескольких сотен меш. Для нанесения используется разбрасывающее оборудование.
- Наночастицы CaCO₃ для глубокой адсорбции. Объём невелик, а цена высока. Его добавляют только для углубленной обработки тяжёлыми металлами. Для этого требуется линия влажной модификации наночастиц, а сушка и упаковка должны осуществляться как с использованием мелкодисперсных химикатов.
Область 9: Новые энергетические передовые материалы — литиевые батареи и фотоэлектрические элементы
Основные функции, только наночастицы CaCO₃
- Добавка к электролиту литиевых батарей: адсорбирует примеси HF и стабилизирует слой SEI. Это продлевает срок службы батарей.
- Покрытие сепаратора: пластинчатый ультратонкий карбонат кальция повышает термостойкость и обеспечивает безопасность при тепловом отключении.
- Пленка для инкапсуляции фотоэлектрических элементов: наночастицы CaCO₃ регулируют тиксотропию и устойчивость к старению. Она улучшает атмосферостойкость модулей.
Требования к отбору
Порошок должен обладать высокой чистотой и низким содержанием примесей. Используйте наночастицы CaCO₃, полученные методом влажной обработки поверхности. Поддерживайте влажность на уровне 0,1% или ниже.
🔧 Соответствующее оборудование для обработки порошков
Рекомендуемая цепочка: Высокочистый известняк → обжиг, гашение и рафинирование → чистая карбонизационная башня с точным контролем кристаллической формы и размера частиц → резервуар для влажной модификации с высокоскоростным эмульгированием → обезвоживание в фильтр-прессе или центрифуге → низкотемпературная сушка, распылительная сушка или комбинация лопастной мельницы и мгновенного нагрева → деагломерация в струйной мельнице → прецизионная классификация → магнитная очистка и чистая упаковка.
- В этой области существует самый высокий барьер по уровню оснащения оборудованием. Инвестиции в производственную линию и техническая сложность значительно превосходят обычные линии для стран Персидского залива. По сути, это сочетание тонкой химии и порошковой технологии.
- Норма влажности ≤ 0,1% является более строгой, чем 0,2%, используемая в резине. Температура сушки и время выдержки должны одновременно удовлетворять трем требованиям: достижение целевого уровня влажности, предотвращение образования твердых агломератов и предотвращение разложения обрабатывающего агента. Обычно используется двухступенчатая система с низкой температурой и длительным временем выдержки. Дополнительно можно добавить контроль точки росы и онлайн-анализатор влажности.
- Контроль за попаданием посторонних предметов с помощью магнитов. Материалы литиевых батарей чрезвычайно чувствительны к металлическим примесям, таким как Fe, Cu и Zn. Используйте магнитоэлектрическую сепарацию с высоким градиентом или электромагнитное удаление железа. Обеспечьте отсутствие контакта металла со всей линией, используя керамику, полиуретан и нержавеющую сталь. Проверяйте магнитные вещества на соответствие стандартам, предъявляемым к батареям.
- Сверхтонкие пластинчатые частицы для нанесения покрытий на сепараторы. Это не обычные сферические наночастицы CaCO₃. Для получения такой формы в процессе карбонизации необходим направляющий фактор роста кристаллов. Влажное измельчение, или расслоение, плюс классификация контролируют соотношение сторон. Это предъявляет более высокие требования как к мельнице с мешалкой, так и к классификатору.
- Марки пленочных материалов для инкапсуляции фотоэлектрических элементов. Ключевыми свойствами являются тиксотропия и устойчивость к старению. Обрабатывающее вещество должно быть атмосферостойким и иметь низкое содержание летучих веществ. На этапе сушки необходимо избегать термического разложения органического агента.
Раздел 10: Герметики и клеи — MS полимерные, силиконовые и эпоксидные
Основные функции
- Обеспечивает системе хорошую тиксотропию. Герметик не растекается во время нанесения и не стекает на вертикальных поверхностях.
- Улучшает удлинение, трещиностойкость и прочность сцепления.
- Заменяет собой осажденный диоксид кремния. Это снижает себестоимость производства высококачественных герметиков.
Выбор
В качестве основного наполнителя используйте активированный нано-CaCO₃. Добавьте ультрадисперсный GCC в количестве 5%–10% для снижения вязкости и контроля общей стоимости. Диапазон общей загрузки: 40%–60%.
🔧 Соответствующее оборудование для обработки порошков
Рекомендуемые сети:
- Основной наполнитель: наночастицы CaCO₃. Карбонизационная башня с контролируемым размером частиц в диапазоне 60–100 нм → влажная обработка поверхности жирными кислотами → пластинчато-рамный фильтр-пресс → сушка с использованием лопастной, импульсной или ленточной сушилки → деагломерация → классификация → упаковка.
- Смешанный ультратонкий GCC: Кольцевая вальцовая мельница или вертикальная вальцовая мельница → классификация → непрерывный модификатор. Используется в 5%–10%.
- Тиксотропия возникает в результате обработки и деагломерации. Обработка без удаления агломератов приводит к образованию агломератов, которые делают герметик шероховатым и затрудняют его экструзию. Удаление агломератов без обработки позволяет сохранить низкий тиксотропный индекс. Поэтому стандартным решением является влажная обработка поверхности в сочетании с сильным удалением агломератов. Целевая степень активации должна составлять не менее 98%.
- Способ сушки напрямую влияет на эксплуатационные характеристики герметика. Ленточные и лопастные сушилки бережно воздействуют на структуру частиц и сохраняют ее. Они подходят для высококачественных герметиков. Быстрая сушка эффективна и производительна, но температуру горячего воздуха необходимо контролировать, чтобы предотвратить обугливание обрабатывающего вещества.
- Смешанный ультратонкий GCC. Его роль заключается в снижении вязкости и стоимости. Тонкость его помола обычно на ступень ниже, чем у основного нанонаполнителя, например, 1250–2500 меш. Эффект градиента улучшает уплотнение и реологические свойства.
Заключение
Промышленная логика, лежащая в основе производства карбоната кальция, проста. Руда устанавливает нижний предел. Оборудование устанавливает верхний предел. Применение определяет цену.
Возьмите тот же известняк. Пропустите его через мельницу Raymond и получите строительный порошок с размером частиц 400 меш. Или проведите влажную карбонизацию, обработку поверхности и деагломерацию, и получите активированный нано-CaCO₃. Разница в цене может быть в несколько раз, а иногда и более чем в десять раз.
Итак, планируйте проект по производству карбоната кальция в следующем порядке. Сначала определитесь, на каком рынке вы будете продавать свою продукцию. Затем продумайте цепочку поставок оборудования. Какого размера должна быть мельница? Необходима ли классификация? Должна ли обработка поверхности быть сухой или влажной? Какой тип сушилки подходит именно вам? Как только целевая область станет ясна, ответы придут сами собой.
«Спасибо за прочтение. Надеюсь, моя статья вам поможет. Пожалуйста, оставьте комментарий ниже. Вы также можете связаться с представителем службы поддержки Molly по любым дополнительным вопросам».
— Автор: Эмили Чен