Canxi cacbonat (CaCO₃) là một vật liệu vô cơ phi kim loại được sử dụng rộng rãi, đặc biệt trong nhựa, giấy, sơn phủ, cao su và nhiều ngành công nghiệp khác. Hiệu suất của nó - đặc biệt là về kích thước hạt và hình thái - gần như hoàn toàn phụ thuộc vào một giai đoạn quan trọng: nghiền. Phần Hỏi & Đáp này nhằm mục đích tìm hiểu về sự cần thiết, thiết bị chính và công nghệ liên quan đến quá trình nghiền canxi cacbonat.
Câu hỏi 1: Tại sao phải nghiền canxi cacbonat trước khi sử dụng?
MỘT: Nguyên liệu thô canxi cacbonat thường tồn tại dưới dạng khoáng chất như canxit, đá cẩm thạch hoặc đá vôi. Những nguyên liệu khai thác này thô và có độ tinh khiết không đồng đều, không phù hợp để sử dụng trực tiếp trong công nghiệp. Nghiền phục vụ một số mục đích chính:
- Độ trắng được cải thiện: Việc nghiền và phân loại giúp loại bỏ tạp chất, tăng độ tinh khiết và độ trắng.
- Giảm kích thước hạt: Để đạt đến cấp độ micromet hoặc thậm chí nanomet, đáp ứng các yêu cầu về độ mịn cụ thể của ngành.
- Tăng diện tích bề mặt riêng: Các hạt mịn hơn cung cấp diện tích bề mặt lớn hơn, tăng cường liên kết với vật liệu cơ bản (như polyme hoặc chất lỏng phủ) và cải thiện các đặc tính làm đầy, gia cố và làm đặc.
- Khả năng phân tán được cải thiện: Bột mịn đồng nhất phân tán dễ dàng hơn trong công thức, ngăn ngừa hiện tượng vón cục và cải thiện chất lượng sản phẩm.
Câu hỏi 2: Có những loại nghiền canxi cacbonat chính nào và chúng phù hợp với những sản phẩm nào?
MỘT: Nghiền canxi cacbonat có thể được chia thành nghiền khô Và mài ướt, trong đó nghiền khô là quy trình chính.
| Loại mài | Kích thước hạt áp dụng | Sản phẩm tiêu biểu | Thiết bị cốt lõi |
|---|---|---|---|
| mài khô | Từ bột thô (>10 μm) đến bột siêu mịn (<5 μm) | Canxi cacbonat xay (GCC) | Máy nghiền Raymond, máy nghiền trục đứng, máy nghiền va đập cơ học, máy nghiền bi |
| Nghiền ướt | Từ siêu mịn (<3 μm) đến nano (<100 nm) | Lớp phủ cao cấp, chất độn giấy, bùn nano canxi cacbonat | Máy nghiền khuấy (máy nghiền cát), máy nghiền bi |
Nghiền ướt đạt được độ mịn cao hơn và phân bố kích thước hạt hẹp hơn, giúp sản xuất các sản phẩm canxi cacbonat cao cấp và chức năng.
Câu hỏi 3: Sự khác biệt cơ bản giữa “cổ điển” là gì?máy nghiền bi” và “Raymond Mill” trong sản xuất canxi cacbonat?
MỘT:
| Tính năng | Nhà máy Raymond | máy nghiền bi |
|---|---|---|
| Nguyên lý hoạt động | Nghiền chủ yếu bằng lực tác động. Các con lăn nghiền ép chặt vào vòng dưới lực ly tâm; vật liệu được nghiền và được luồng khí đưa đi. | Chủ yếu là tác động va đập và nghiền. Xi lanh quay khiến vật liệu nghiền (bi thép) va đập và nghiền vật liệu. |
| Độ mịn | Phù hợp với bột có kích thước trung bình đến mịn (D90 ≈ 10 μm – 325 mesh). | Phạm vi rộng — từ thô đến siêu mịn (dưới 5 μm khi kết hợp với bộ phân loại). |
| Dung tích | Trung bình, lý tưởng cho sản xuất quy mô vừa và nhỏ. | Công suất cao, phù hợp với hoạt động liên tục ở quy mô lớn. |
| Tính năng quy trình | Bộ phân loại tích hợp cho phép nghiền và phân loại tích hợp với quy trình đơn giản. | Cần có bộ phân loại bên ngoài để vận hành mạch kín; hệ thống phức tạp hơn nhưng có độ ổn định cao. |
| Tiêu thụ năng lượng | Sản lượng trên một đơn vị tương đối cao. | Cao trong quá trình nghiền siêu mịn, nhưng hoạt động theo chu trình kín sẽ cải thiện hiệu quả. |
Tóm lại:
Máy nghiền Raymond nhỏ gọn, đơn giản và lý tưởng để sản xuất bột mịn vừa cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ, trong khi máy nghiền bi - đặc biệt khi kết hợp với máy phân loại bằng khí - rất cần thiết để sản xuất canxi cacbonat siêu mịn, công suất cao.
Câu hỏi 4: Thiết bị nghiền có thể sản xuất Canxi cacbonat ở quy mô nano như thế nào?
MỘT: Có hai cách chính để sản xuất nano canxi cacbonat:
- Canxi cacbonat kết tủa (PCC): Được tổng hợp về mặt hóa học thông qua các phản ứng như tôi vôi và cacbonat hóa, sau đó phân tán siêu mịn ướt.
- Nghiền siêu mịn (GCC): Tinh chế cơ học canxi cacbonat tự nhiên đến giới hạn kích thước hạt.
Trong quá trình nghiền siêu mịn, máy nghiền khuấy (hoặc máy nghiền cát) là thiết bị cốt lõi. Máy sử dụng máy khuấy tốc độ cao để dẫn động vật liệu nghiền có độ cứng cao (ví dụ: hạt zirconia) nhằm tạo ra lực va đập và lực cắt mạnh mẽ lên các hạt canxi cacbonat, giảm kích thước hạt xuống dưới 1 μm hoặc thậm chí khoảng 100 nm.
Sản phẩm nghiền ướt cuối cùng thường được bán dưới dạng bùn nhão, tránh được các vấn đề về khô và phân tán.
Q5: Bên cạnh đó Thiết bịNhững yếu tố kỹ thuật nào khác quan trọng trong quá trình nghiền?
MỘT: Mài là một quá trình có hệ thốngvà ngoài việc lựa chọn thiết bị, các khía cạnh sau đây cũng quan trọng không kém:
- Sử dụng chất trợ nghiền: Trong quá trình nghiền siêu mịn khô, các chất phụ gia giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng và ngăn ngừa sự kết tụ của các hạt.
- Công nghệ phân loại: Máy phân loại hiệu suất cao rất quan trọng để tách sản phẩm đạt tiêu chuẩn và đưa vật liệu thô trở lại để nghiền lại, đảm bảo phân bố kích thước hạt (PSD) đồng đều.
- Sửa đổi bề mặt (lớp phủ): Các hạt canxi cacbonat mới nghiền có năng lượng bề mặt cao, dẫn đến khả năng phân tán kém. Việc phủ bề mặt (sử dụng axit béo hoặc tác nhân liên kết) ngay sau khi nghiền hoặc phân loại sẽ tăng cường khả năng tương thích và phân tán trong nền hữu cơ.
- Kiểm soát hiệu quả năng lượng: Nghiền là một quá trình tiêu tốn nhiều năng lượng. Việc lựa chọn thiết bị hiệu suất cao (ví dụ: máy nghiền trục đứng) và tối ưu hóa các thông số là chìa khóa để giảm chi phí sản xuất.