濕法制備超細(xì)重鈣粉體最佳工藝實(shí)踐
重質(zhì)碳酸鈣是一種重要的無機(jī)填料，如果其粒度達(dá)到2500目或是5000目，則其在塑料中的應(yīng)用有著突破性的進(jìn)展。碳酸鈣的粒度越細(xì)，并且表面經(jīng)過活化處理，則能極大的提高塑料的抗沖擊性和塑化性。
近幾年隨著研磨工藝和改性技術(shù)的發(fā)展，解決了超細(xì)碳酸鈣的團(tuán)聚等問題，使改性超細(xì)碳酸鈣在聚氯乙烯波紋管中用量得到了極大的提高，不但使企業(yè)大幅度的降低成本，而且性能不變，極大的獲得了性價(jià)比。本文作者從事超細(xì)碳酸鈣生產(chǎn)實(shí)踐多年，在生產(chǎn)一線經(jīng)過多年的摸索和研究，掌握并總結(jié)出了成熟的活化超細(xì)碳酸鈣生產(chǎn)工藝及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
1 工藝簡介
本工藝需要將碳酸鈣粉體的粒度磨細(xì)到2μm的含量在60%以上，并且同時(shí)進(jìn)行活化改性，活化率達(dá)到95%以上。所采用的技術(shù)為濕法研磨，旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥同時(shí)改性，布袋收塵技術(shù)，最后達(dá)到最終產(chǎn)品。普通的重鈣粉，通過雷蒙磨來進(jìn)行生產(chǎn)加工，雷蒙磨用于碳酸鈣的粉碎加工，產(chǎn)品細(xì)度一般在325～600目之間。如果生產(chǎn)更細(xì)的粉料，則設(shè)備的承受能力和經(jīng)濟(jì)兩方面都不允許。
因此濕法研磨技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。立式攪拌研磨機(jī)作為濕法粉磨設(shè)備，采用漿體進(jìn)料，珠狀介質(zhì)研磨，不僅解決了干法粉塵大、粒度不穩(wěn)定等問題，而且解決了粒度達(dá)到一定細(xì)度產(chǎn)生的聚集、粘糊介質(zhì)，不易出料等問題。采用的耐磨介質(zhì)材料，解決了研磨體級配的穩(wěn)定性與磨耗的矛盾，從而滿足了超細(xì)粉磨的要求。
2 工藝流程
2.1 原料
原礦為325目普通鈣粉，要求如表1所示。
原料礦粉的驗(yàn)收指標(biāo)必須合格，否則不但成品漿料的細(xì)度、粘度達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如果二氧化硅含量過高還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備過快的磨損，縮短設(shè)備的使用壽命，而且會(huì)對產(chǎn)品的白度和在塑料工業(yè)里的應(yīng)用產(chǎn)生極大的影響。
2.2 工藝流程和主要生產(chǎn)設(shè)備
2.2.1 工藝流程
工藝流程如下圖1所示。
2.2.2 自動(dòng)配漿系統(tǒng)
原料礦粉與水按一定比例配成漿液在攪拌桶內(nèi)攪拌，為防止礦粉沉淀，攪拌桶需配置攪拌槳葉，不停地?cái)嚢?。配置漿液過程中，按比例添加分散劑，以便礦粉能充分與水混合。配成的漿料濃度有嚴(yán)格規(guī)定，濃度低，磨漿無法達(dá)到合格粒度；濃度過高，流動(dòng)性差，粘度大，磨機(jī)進(jìn)漿困難，負(fù)荷過重。正常數(shù)據(jù)如下：漿料濃度184～189g/100cm3、分散劑用量6.0～7.0kg/t(干粉)。
2.2.3磨漿系統(tǒng)
濕法研磨選用的是3600L的立式攪拌研磨機(jī)。通過砂漿泵將配置好的漿料輸送給攪拌磨機(jī)，攪拌磨機(jī)通過所需產(chǎn)品的粒度參數(shù)設(shè)定生產(chǎn)參數(shù)。本工藝產(chǎn)品的參數(shù)如表2，所需研磨介質(zhì)如表3所示。
按照正常G-03產(chǎn)品的參數(shù)生產(chǎn)，攪拌研磨機(jī)的電流、進(jìn)漿量、冷卻水的溫度按照相應(yīng)的數(shù)據(jù)設(shè)置。經(jīng)過磨漿工序后成品漿的指標(biāo)如表4所示。
2.2.4 烘干系統(tǒng)
烘干設(shè)備采用的是旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)，由直燃式燃燒爐提供熱量。整個(gè)干燥、出料系統(tǒng)是個(gè)負(fù)壓系統(tǒng)，成品漿料由砂漿泵輸送給干燥機(jī)，通過干燥機(jī)內(nèi)的高溫烘干與機(jī)械粉碎，同時(shí)表面改性也在烘干機(jī)內(nèi)同時(shí)完成，改性藥劑由一個(gè)自動(dòng)加藥裝置(螺桿擠出機(jī))與漿料同步加入烘干機(jī)內(nèi)。在高溫的情況下，藥劑迅速霧化，并與迅速干燥并粉碎的粉體結(jié)合，包覆在粉體表面，形成改性粉體。同時(shí)，由羅茨風(fēng)機(jī)提供的巨大抽吸風(fēng)量迅速將粉體帶走，通過分級設(shè)備進(jìn)入螺旋出料處。在螺旋出料處，粉塵則由布袋收塵器收走，正常產(chǎn)品則經(jīng)由輸送設(shè)備運(yùn)往成品料庫。
干燥系統(tǒng)是整個(gè)超細(xì)粉體工藝的關(guān)鍵部分，并且是最復(fù)雜的工藝。因?yàn)樵诟稍锕に囂?，?shí)際包含了干燥、粉碎、改性、分級等多個(gè)流程的綜合。首先干燥的熱量有直燃式燃燒爐供給，整個(gè)熱量的供應(yīng)由爐溫控制。過高，爐子承受不了，使用壽命縮短；過低，不能提供足夠的熱量，同時(shí)有煤灰產(chǎn)生。經(jīng)過試驗(yàn)，爐溫控制在1000±100℃時(shí)，既能保證熱量的供應(yīng)也不會(huì)產(chǎn)生煤灰雜質(zhì)。其次，改性工藝的改性藥劑的添加量由技術(shù)部門事先計(jì)算好，并且開機(jī)前要在螺旋擠出機(jī)上試驗(yàn)，保證加入量的準(zhǔn)確性。因?yàn)楦稍锏漠a(chǎn)量是由溫度控制，所以每時(shí)每刻的產(chǎn)量并不是恒定的，所以要求藥劑的加入量要隨著產(chǎn)量的改變進(jìn)行調(diào)整，這樣才能保證產(chǎn)品活化的穩(wěn)定性。此處工藝要求，工廠化驗(yàn)室定時(shí)進(jìn)行抽檢樣品。
分級過程是在干燥機(jī)的內(nèi)部完成的，分級設(shè)備在干燥設(shè)備出料處，由于粉體由風(fēng)送系統(tǒng)帶動(dòng)，出料時(shí)必經(jīng)過分級設(shè)備。所以粒徑大或團(tuán)聚的物料不能通過分級設(shè)備，并由此返回干燥機(jī)內(nèi)繼續(xù)粉碎。整個(gè)干燥系統(tǒng)的各個(gè)工藝參數(shù)要配合好，尤其是藥劑的添加量(影響產(chǎn)品的活化度)、干燥機(jī)的出口溫度(影響產(chǎn)品的水分)、爐子的溫度(是否有雜質(zhì))，并且要結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況。
3 產(chǎn)品指標(biāo)
經(jīng)過上面工序后，出來的產(chǎn)品就是最終的產(chǎn)品。生產(chǎn)G-03型超細(xì)粉體是個(gè)復(fù)雜的過程，但如果控制的好，質(zhì)量非常完美。表5是產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)。
4 結(jié)語
通過多年的生產(chǎn)實(shí)踐，并經(jīng)廣大的客戶使用證明，該濕法超細(xì)重鈣的生產(chǎn)工藝是成熟并穩(wěn)定的。現(xiàn)在已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)多年，其生產(chǎn)技術(shù)也在逐漸完善并有更多的技術(shù)創(chuàng)新。超細(xì)粉體是非金屬礦深加工的一個(gè)重要課題，希望通過本文的介紹能給大家一些啟發(fā)，使非金屬礦深加工有更廣的思路，向更高附加值的方向發(fā)展。
作者：王唯一，長興歐米亞鈣業(yè)有限公司
來源：中國粉體技術(shù)網(wǎng)
