Trong ngành công nghiệp giấy, canxi cacbonat—bao gồm canxi cacbonat nghiền (GCC) và canxi cacbonat kết tủa (PCC)—đóng vai trò là nguyên liệu thô quan trọng để nâng cao chất lượng giấy và giảm chi phí sản xuất. Nó cải thiện độ trắng, độ mờ và độ mịn. Nó cũng tăng cường khả năng hấp thụ mực và khả năng in ấn. Tuy nhiên, đá vôi thô hoặc canxi cacbonat thô không thể được sử dụng trực tiếp trong các quy trình sản xuất giấy tiêu chuẩn cao. Hiệu quả tối ưu của canxi cacbonat phụ thuộc phần lớn vào thiết bị đầu vào. Thiết bị nghiền siêu mịn canxi cacbonat Phải đảm bảo kiểm soát chính xác kích thước và sự phân bố hạt. Thiết bị biến đổi bề mặt phải thích ứng đúng cách với ái lực giao diện và lớp phủ.
I. Thiết bị nghiền siêu mịn: Nền tảng cho các vai trò “lấp đầy” và “phủ”
Canxi cacbonat được phân loại thành Canxi cacbonat nghiền mịn (GCC) và Canxi cacbonat kết tủa (PCC) dựa trên phương pháp chế biến. Thiết bị nghiền đóng vai trò trung tâm trong sản xuất cả hai loại, đặc biệt là đối với GCC.
Quặng Canxi Cacbonat ──> Nghiền thô ──> Nghiền siêu mịn khô/ướt ──> Phân loại hạt ──> Chất độn/chất tạo màu phủ chất lượng cao cho sản xuất giấy
1. Hai vai trò chính của canxi cacbonat trong sản xuất giấy
- Dùng làm giấy lót:
- GCC: GCC chủ yếu được sử dụng trong giấy in, giấy viết, giấy văn phòng và giấy quảng cáo. GCC loại tiêu chuẩn có hàm lượng chất độn cao (như 325 mesh, độ trắng ≥ 92%, CaCO3 ≥ 98%) chủ yếu được xử lý bằng máy cán Raymond hoặc máy cán trục đứng. GCC siêu mịn cao cấp hơn (trên 1250 mesh) dùng cho giấy bìa cứng đòi hỏi quy trình xử lý hiệu quả thông qua các phương pháp khác. máy nghiền trục lăn khô hoặc dây chuyền sản xuất phân loại máy nghiền bi.
- PCC: Về nguyên tắc, PCC có thể được sử dụng trong tất cả các loại giấy. Nó chủ yếu được sử dụng làm chất độn cho các loại giấy cao cấp, chẳng hạn như giấy thuốc lá, giấy in phun và giấy tráng phủ nhẹ. Nó được sản xuất thông qua quá trình kết tủa hóa học kết hợp với thiết bị phân tách và phân loại ở giai đoạn sau.
- Dùng làm chất tạo màu phủ:
- GCC có thể được sử dụng cho cả lớp phủ trước và lớp phủ trên cùng. Lớp phủ trước yêu cầu các hạt nhỏ hơn 2 μm chiếm hơn 75% tổng khối lượng. Lớp phủ trên cùng yêu cầu các hạt nhỏ hơn 2 μm đạt 90%–100%. Những hạt siêu mịn này giúp tăng cường đáng kể độ bóng và độ phẳng của bề mặt giấy.
2. Thiết bị mài lõi Lựa chọn Canxi Cacbonat dùng trong sản xuất giấy
Để đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về kích thước và phân bố hạt ở các giai đoạn sản xuất giấy khác nhau, các dây chuyền xử lý nghiền công nghiệp chuyên dụng đã được phát triển:
| Ứng dụng | Kích thước hạt / Yêu cầu chất lượng | Thiết bị nghiền siêu mịn được đề xuất | Đặc điểm và ưu điểm của quy trình |
| GCC cấp độ chất độn | 325–1250 mắt lưới (d_90≤ 10μm) | Máy nghiền trục đứng / Máy nghiền trục vòng / Máy nghiền thô + Máy phân loại khí | Công suất cao, tiêu thụ năng lượng thấp, hình thái hạt tốt. Lý tưởng cho việc xử lý chất độn quy mô lớn. |
| GCC cấp độ sơn phủ trước | Các hạt 2μm ≥75% | Dây chuyền phân loại máy nghiền bi khô / Máy nghiền khuấy ướt | Phân bố kích thước hạt đồng đều và độ lưu động tốt. Thích hợp để pha chế các loại sơn phủ có hàm lượng chất rắn cao. |
| Lớp phủ trên cùng cấp GCC | Các hạt <2μm 90% -100\% | Máy nghiền ướt siêu mịn khuấy/Máy nghiền bi nằm ngang | Sử dụng phương pháp mài bằng vật liệu mài để tách lớp vi mô và dưới vi mô. Tỷ lệ hạt vi mô cao tạo ra độ bóng bề mặt cao. |
II. Thiết bị sửa đổi bề mặtChìa khóa cho sự tương thích và khả năng giữ chân khách hàng
Nghiền siêu mịn giúp canxi cacbonat có diện tích bề mặt riêng lớn và kết cấu mịn. Tuy nhiên, canxi cacbonat chưa qua xử lý vẫn là vật liệu vô cơ, ưa nước. Nó có khả năng tương thích và độ bền liên kết kém với các sợi thực vật hữu cơ, vốn cũng ưa nước nhưng mang điện tích âm trên bề mặt. Sự không tương thích này dẫn đến khả năng giữ chất độn thấp, giảm độ bền cơ học và hiện tượng giấy bị xù lông hoặc tạo bụi.
Để giải quyết những vấn đề này, máy sửa đổi liên tục hiệu quả cao Chúng rất cần thiết cho quá trình phủ hóa chất hoặc biến đổi bề mặt.
1. Thiết bị cải tiến chính và nguyên lý hoạt động
- Máy chỉnh sửa tổ ong ba vòng/nhiều ngăn: Lực cắt và lực ly tâm mạnh được tạo ra bởi rôto tốc độ cao. Bột canxi cacbonat được làm cho hóa lỏng và trộn nhanh với các chất điều chỉnh dạng phun sương (như natri stearat hoặc chất liên kết) để đạt được lớp phủ đơn lớp ở cấp độ phân tử.
- Máy cải tiến liên tục tuabin: Thiết bị này thích hợp cho quá trình biến tính khô tốc độ cao của canxi cacbonat siêu mịn. Vật liệu và chất biến tính va chạm ở tần số cao bên trong buồng tuabin. Thiết kế này mang lại tốc độ phủ cao và ngăn ngừa hiệu quả hiện tượng vón cục lại của bột siêu mịn.
- Lò phản ứng/Bình khuấy ướt để biến đổi cấu trúc: Các chất điều chỉnh (như chitosan cation hóa, CMC, hoặc chất liên kết KH570) được thêm trực tiếp vào hỗn hợp sệt trong hoặc sau quá trình nghiền siêu mịn ướt. Quá trình này cho phép ghép hoặc phủ bề mặt ở pha lỏng.
2. Quy trình sửa đổi và lợi ích của thiết bị
(1) Quá trình phủ hóa chất
Lớp phủ hóa học làm biến đổi bề mặt của GCC hoặc PCC trong hệ thống phản ứng. Ví dụ, sự tạo phức chất điện phân có thể được sử dụng bên trong thiết bị biến đổi để lắng đọng chitosan cation hóa và carboxymethyl cellulose (CMC) lên bề mặt PCC:
- Vai trò của thiết bị: Quá trình trộn cưỡng bức và kết tủa được kiểm soát nhiệt độ giúp phân bố hạt tập trung và đồng đều hơn, làm tăng gấp đôi diện tích bề mặt riêng.
- Trình diễn làm giấy: Canxi cacbonat được phủ lớp giữ ổn định trong các lỗ rỗng của sợi nhờ cơ chế giữ cơ học và hấp phụ keo. Quá trình này làm tăng tỷ lệ giữ chân và cải thiện đáng kể chỉ số độ bền kéo, độ bền nổ và độ bền gấp.
(2) Quá trình ghép nối hóa học bề mặt
Các chất liên kết (như KH570) hoặc chất hoạt động bề mặt hữu cơ (như natri stearat) được sử dụng để cải tiến bột canxi cacbonat:
- Vai trò của thiết bị: Các máy gia công tốc độ cao sử dụng phương pháp cắt nhiệt để phủ đều natri stearat hoặc silanol thủy phân (Si-OH) lên bề mặt nano canxi cacbonat, tạo thành các liên kết hóa học bền vững (như liên kết Ca-O-Si).
- Trình diễn làm giấy: Canxi cacbonat biến tính thể hiện độ phân cực giảm, năng lượng bề mặt thấp hơn và khả năng phân tán tốt hơn đáng kể. Khi được ứng dụng trong lớp phủ, nó tăng cường độ bền bề mặt, tính chất kỵ nước và hiệu suất ma sát (thường được sử dụng cho lớp lót chống trượt và khay đóng gói).
III. Sự phối hợp giữa xử lý siêu mịn và biến đổi cấu trúc
- Tạo độ trắng vượt trội (Nghiền vỡ vụn + Loại bỏ tạp chất):Cấu trúc tinh thể canxi cacbonat tự nhiên vốn có độ trắng cao. Nghiền chính xác với máy nghiền siêu mịn ướt khuấy hoặc máy phân loại nghiền bi Công nghệ này giúp tránh nhiễm bẩn sắt đồng thời giảm kích thước hạt xuống mức tối ưu cho việc tán xạ ánh sáng (khoảng 0,2 – 0,5μm). Điều này tối đa hóa sự phản xạ ánh sáng nhìn thấy, giúp tăng đáng kể độ trắng và độ mờ tổng thể của giấy.
- Đạt được độ mịn và bóng cao (Hạt siêu mịn + Chống vón cục):
- Các vi hạt được xử lý bởi thiết bị nghiền siêu mịn (<2μm > 90%) lấp đầy các khoảng trống giữa các sợi, tạo thành một lớp phủ siêu mỏng và phẳng trên bề mặt giấy.
- Sau quá trình giảm năng lượng bề mặt và xử lý phủ trong thiết bị cải tiến, canxi cacbonat siêu mịn giúp tránh hiện tượng kết tụ thứ cấp trong hệ thống phủ. Nó duy trì độ lưu động tốt và hàm lượng chất rắn cao. Do đó, giấy thể hiện độ mịn tuyệt vời và độ bóng cao sau khi cán, đồng thời giảm hiện tượng bụi và xơ vải trong quá trình in.
Thiết bị nghiền siêu mịn cho phép kiểm soát chính xác kích thước hạt, trong khi thiết bị biến đổi bề mặt giúp thay đổi đặc tính bề mặt. Cả hai cùng nhau giúp canxi cacbonat phát huy tối đa các ưu điểm vật lý và hóa học, khẳng định vị thế là nguyên liệu khoáng cốt lõi chất lượng cao, tiết kiệm chi phí trong ngành công nghiệp giấy.
Cảm ơn bạn đã đọc. Tôi hy vọng bài viết của tôi hữu ích. Vui lòng để lại bình luận bên dưới. Bạn cũng có thể liên hệ với bộ phận chăm sóc khách hàng trực tuyến của Zelda nếu có bất kỳ thắc mắc nào khác.
— Bài đăng bởi Emily Chen