湿法研磨碳酸钙生产工艺特点及生产实践的要点浅析
2020-12-18 17:42:03
重质碳酸钙的生产方法通常分为干法和湿法两种。干法生产投资较低，可以针对不同的使用要求，灵活地控制生产条件，用较低的成本生产不同要求的产品；还可以较为便利的对产品进行表面改性处理，提高产品的使用性能。另外，干法适用于生产平均粒径大于3um的微细重钙，对于3um以下的粉体，在技术上可行，但除非有新技术的开发，否则成本过高。
湿法研磨是将天然碳酸钙经一次、二次粉碎和洗涤，精选后进入湿法研磨设备研磨，再与助磨剂混合后二次研磨，经筛选沉淀后取得产品，其生产的优点是生产成本低，可大规模生产，成本低；产品粒径可以达到极细的粒度。但是湿法研磨的碳酸钙产品运输困难，故湿法产品，宜就地生产就地使用。而湿法研磨主要用于生产平均粒径小于2um、最大粒径小于10um的填料和涂布级重钙，多应用于造纸和高档涂料。因此，可以根据不同的需求采用不同的生产方法。
一、常用湿法研磨工艺简介：
研磨系统常见的有两种类型，一是一段式开路研磨系统，一是多段串联研磨系统。
1、一段式开路湿法磨矿是一种很好的细磨工艺，产量大，产品粒度分布窄，散热效果好，湿磨产品浓度可达60~75%，产量大运行成本低，适用于填料级产品大规模的工业生产。
一段式开路研磨系统
2、多段式磨矿是几台搅拌磨机串联, 根据磨矿细度，可以在每一段搅拌磨机内加入不同直径的介质球，这样提高了磨矿效率，散热条件好，适应于大规模高档产品的工业生产,比如D95级别以上的产品。同时该工艺具有灵活的变换生产工艺方式而无需增加任何设备就可以轻松的同时生产D60和D90级别的产品，甚至是D95;D98级别的高端产品。该工艺降低一次投资同时也增强了企业市场竞争优势。
多段串联研磨系统
配料系统和原料搅拌工艺
通常原矿粉按照固含量72％；水28％；分散剂3‰比例进行配比。配比后的原矿进入搅拌桶，搅拌混合为间歇的工作方式。
二、湿法研磨工艺要点：
1、原材料的选择：
目前国内重钙粉的原料都是大理岩型方解石矿床和少数为热液脉状方解石矿床，可利用矿物为方解石。方解石以粒状和片状的晶型居多，光学性能也较优异，适用于高档场合，如造纸，尤其是片状方解石，俗称大方解石。实践证明，由于其片状、3个菱面体解理结构，使其具有高的白度和遮盖力，非常适用于高级白卡纸的填充和涂布，其矿源也相对较少，因此价格相对较高。相对而言，粒状方解石，俗称小方解，遮盖力则次之，而且更重要的是大方解的沉降速度较小方解慢，有利于纸浆的分散。
2、研磨设备的选择。上面已经提到，湿法研磨重钙的研磨设备主要有剥片机、搅拌磨机和砂磨机等，但无论选择哪种设备都必须保证重钙的纯度和白度不受污染，比如筒体内衬和磨盘或搅拌器采用聚氨酯、陶瓷或其他高分子耐磨材料制造，而且在高固含量、高黏度、小研磨介质的条件下磨机能够稳定运行。
3、研磨助剂的选择。
对于助磨剂的作用机理，根据现有的研究结果表明有两种具有代表性的学说：一种是“吸附降低硬度”学说，即助磨剂分子在颗粒上的吸附降低了颗粒的表面自由能，或者引起表面晶格的位错迁移，产生点缺陷或线缺陷，从而降价颗粒的强度和硬度；一种是“矿浆流变学调节”学说，认为助磨剂能够通过调节浆料的流动性，阻止颗粒之间、颗粒与研磨介质及衬板之间的团聚和粘附。
针对湿法研磨超细重钙，研磨助剂一般采用分散剂，而且应尽量选用纯度高、稳定性好的聚羧酸或聚丙烯酸及其钠盐。
4、研磨介质的选择：
湿法研磨重钙原材料的硬度是莫氏硬度为2.6-3.0之间，因此，研磨介质必须有恰当的硬度和韧性。硬度太大，则对磨机筒体和搅拌器或磨盘磨损过大；而韧性不好，则研磨介质容易破碎。根据经验，研磨介质有的最佳硬度为物料的3倍。针对重钙，常用的研磨介质有刚玉球、锆球和玻璃珠等。对于研磨介质的尺寸，一般来说，尺寸小，接触点多，研磨效率就高，但过小的研磨介质会使浆料的小颗粒部分增多，而对于大的颗粒，小尺寸研磨介质又不能提供足够的动能破碎，赞成产品颗粒分布变宽，而且易于阻塞研磨介质和浆料的分离系统，因此，对于一定细度范围的产品，存在一个最佳的研磨介质直径，这在实践生产中已经得到了验证。对于多台磨机串联的情况，就随着各级进料颗粒的逐渐变小而选择相应小的研磨介质。
小结：
湿法研磨机生产超细重钙工艺处理能力大，工作效率高，可将物料超细研磨至2μm或更细；适用规模化生产；出磨物料可严格控制粒级范围，产品粒度可调节，可以间歇、循环、连续生产、满足不同厂家的产品需求；无需投资任何硬件设施可以非常灵活改变多台设备串、并联工作方式生产不同级别的产品；系统运行稳定、可靠、运转效率高达95％以上、噪声低、无振动、湿法生产无扬尘、无三废排放、极具环保效果。
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（ ：可贞）