【Análisis técnico】 ¿Cómo elegir el carbonato de calcio “glutamato monosódico industrial”? ¿Cuál es la diferencia entre «calcio pesado» y «calcio ligero»?
El carbonato de calcio es una sal mineral inorgánica importante y ampliamente utilizada, comúnmente conocida como «glutamato monosódico industrial», es uno de los rellenos comúnmente utilizados en todos los ámbitos de la vida. El carbonato de calcio no solo puede reducir el costo de la materia prima de los productos de caucho y plástico, sino que también mejora algunas propiedades de los materiales de caucho y plástico. Los diferentes tipos de carbonato de calcio pueden mejorar significativamente las propiedades del caucho y los materiales plásticos cuando se usan correctamente. Según los diferentes procesos de producción, el carbonato de calcio se puede dividir en carbonato de calcio pesado y carbonato de calcio ligero.
1. ¿Cuál es la diferencia entre el carbonato de calcio pesado y el carbonato de calcio ligero?
El carbonato de calcio pesado y el carbonato de calcio ligero tienen sus respectivos roles en la industria del caucho y el plástico. Desde un punto de vista académico, existen muchas diferencias entre ellos, como la fuente, la densidad aparente, el valor de pH, el contenido de humedad, la forma del cristal, el valor de absorción de aceite, etc. Echemos un vistazo a las diferencias entre el carbonato de calcio pesado y el calcio ligero. carbonato.
(1) Fuente:
El carbonato de calcio pesado (comúnmente conocido como carbonato de calcio molido) puede obtenerse triturando directamente calcita natural, piedra caliza, creta y cáscara mediante un método mecánico (molino Raymond u otro molino de alta presión). Debido a que el volumen de sedimentación del carbonato cálcico pesado es menor que el del carbonato cálcico ligero, se denomina carbonato cálcico pesado.
El carbonato de calcio ligero, también conocido como carbonato de calcio precipitado, es piedra caliza calcinada y otras materias primas para producir cal (el componente principal es óxido de calcio) y dióxido de carbono, y luego se agrega agua para digerir la cal para producir leche de cal (el componente principal es hidróxido de calcio), y luego se agrega dióxido de carbono para carbonizar la lechada de cal para formar la precipitación del carbonato de calcio, y finalmente se realiza la deshidratación, secado y molienda. O se prepara mediante la reacción de doble descomposición de carbonato de sodio y cloruro de calcio para formar un precipitado de carbonato de calcio, que luego se deshidrata, seca y tritura. Debido a que el volumen de sedimentación del carbonato cálcico ligero (2,4-2,8 ml / g) es mayor que el del carbonato cálcico pesado (1,1-1,9 mg / L), se denomina carbonato cálcico ligero.
(2) La densidad de empaque es diferente
La diferencia más obvia entre calcio pesado y calcio ligero radica en la diferente densidad aparente de los productos. La densidad aparente de los productos pesados de calcio es mayor, generalmente 0,8 ~ 1,3 g / cm³; mientras que la densidad aparente de los productos ligeros de calcio es pequeña, en su mayoría 0,5 ~ 0,7 g / cm³; la densidad aparente de algunos productos de nanocarbonato de calcio es incluso menor, que puede alcanzar aproximadamente 0,28 g / cm³. A partir del volumen de envasado de los productos, podemos distinguir aproximadamente los productos de calcio pesado y calcio ligero. Generalmente, la mayoría de los productos pesados de calcio son de 25 kg / paquete y el volumen de empaque del producto es pequeño, mientras que los productos de calcio livianos de la misma calidad tienen un volumen de empaque mayor. Algunos productos de nanocarbonato de calcio también se empaquetan con 15 kg / paquete o 20 kg / paquete.
(3) La blancura es diferente
Debido a que hay muchas impurezas en el producto de carbonato cálcico pesado, la blancura del producto es generalmente del 89% al 93%, y algunos productos pueden alcanzar el 95%. Los productos ligeros de calcio se obtienen por síntesis química, se eliminan muchas impurezas y la pureza de los productos es muy alta. Por lo tanto, la blancura de la mayoría de los productos es del 92% al 95% y algunos productos pueden alcanzar el 96% al 97%. Esta es también la razón principal por la que los productos de calcio ligero se utilizan principalmente para rellenar productos de color claro o de alta calidad.
(4) La función de modificación es diferente
Existen ligeras diferencias entre los efectos de modificación del carbonato cálcico pesado y el carbonato cálcico ligero. El carbonato de calcio pesado es mejor para la resistencia a la tracción, mientras que el carbonato de calcio ligero es mejor para la resistencia al impacto y la rigidez. Generalmente, la superficie del plástico con carbonato cálcico ligero es más lisa y la densidad es menor; la fluidez de procesamiento del plástico de calcio pesado es mejor, y las propiedades del plástico relleno con partículas pequeñas de calcio pesado también son mejores.
(5) El tamaño de partícula es diferente
El tamaño de partícula del carbonato de calcio pesado es 0.5 ~ 45um, y el tamaño de partícula del producto varía con el equipo de trituración. El tamaño de partícula de los productos de calcio ligeros ordinarios es generalmente de 0,5 a 15 um, lo que es difícil de medir con precisión debido a su forma de huso, que generalmente se encuentra dentro de un rango; el nanocarbonato de calcio en calcio ligero es más fino y el tamaño es generalmente de 20-200 nm. El tamaño de partícula del carbonato de calcio ligero ordinario es generalmente de aproximadamente 2500 mallas, lo que puede cumplir con los requisitos de rendimiento de las tuberías y perfiles de PVC. Por lo tanto, desde la perspectiva del tamaño de las partículas, el carbonato de calcio ligero se usa tradicionalmente para tuberías y perfiles de PVC. En el pasado, debido a la limitación del equipo de trituración, el carbonato de calcio pesado no podía alcanzar esta finura. Ahora, el tamaño de partícula del carbonato de calcio pesado puede satisfacer completamente las necesidades, incluso más fino que el carbonato de calcio ligero. Por lo tanto, se pueden seleccionar tanto tubos como perfiles de PVC.
(6) Diferencia de precio:
El procesamiento de carbonato de calcio pesado se realiza principalmente mediante trituración y trituración mecánicas; la producción de carbonato cálcico ligero se realiza mediante precipitación por reacción química, que es mucho más compleja que el carbonato cálcico pesado y, en consecuencia, los requisitos son más estrictos. Por tanto, el carbonato cálcico pesado con el mismo tamaño de partícula es aproximadamente un 30% más barato que el carbonato cálcico ligero. Si el rendimiento lo permite, se puede seleccionar el carbonato cálcico pesado, que es más económico y económico.
2. ¿Cómo elegir el carbonato de calcio en la industria del caucho y el plástico?
Algunas personas piensan que el uso de productos plásticos extraños en el relleno de calcio es la posición principal, el dicho clásico es 14-18: 1, por lo que la industria del plástico debería intentar usar calcio, en lugar de calcio ligero.
El uso de calcio pesado y calcio ligero en productos plásticos es similar al de los productos de caucho. Algunos fabricantes han informado que en las mismas condiciones, el uso de malla 400 de calcio pesado en lugar de calcio ligero tiene ventajas obvias para los productos vendidos por peso, pero si los productos se venden por longitud, área o número, el calcio pesado sí lo hace. No tiene ventaja sobre el calcio ligero.
Por ejemplo, si se llena el mismo peso de material con la misma cantidad de material, la longitud del producto obtenido será diferente. Si el tubo está lleno de calcio pesado, será unas milésimas más corto que el lleno de calcio ligero. Para el cuero artificial o el cuero sintético medido por área, también se puede sentir la diferencia en el área. Por lo tanto, las plantas de procesamiento de productos plásticos no deben abandonar fácilmente el uso de calcio ligero.
Desde un punto de vista académico, existen muchas diferencias entre los dos, como diferentes formas de cristales, diferentes áreas de superficie específicas, diferentes valores de absorción de aceite, etc. En la matriz plástica, la forma de las partículas de calcio pesado o calcio ligero se distribuye en las macromoléculas de la matriz una a una, o en grupos, en forma de agregados sueltos en la resina de la matriz, y el estado de interfase entre estas partículas y la resina. macromoléculas está directamente relacionado con las propiedades mecánicas de los materiales.
No es lo mismo utilizar calcio pesado o calcio ligero en los productos plásticos. Debemos aprovechar al máximo sus respectivas ventajas y combinar los factores técnicos y económicos para hacer una consideración integral.
Por ejemplo, en la producción de cuero artificial de PVC, se puede dividir en método de raspado, método de calandrado y método de extrusión de acuerdo con el proceso de fabricación, mientras que el método de raspado utiliza resina de pasta de PVC, que necesita agregar mucho plastificante. El valor de absorción de aceite del calcio ligero es 4-5 veces mayor que el del calcio pesado. Por lo tanto, el uso de calcio ligero requiere más plastificante para lograr la misma flexibilidad que el uso de calcio pesado. Si se puede reducir la cantidad de plastificante, el uso de calcio pesado puede resultar más económico.
Por ejemplo, las bolsas tejidas de polipropileno, la tela tejida, la cinta de embalaje y otros productos de tracción unidireccionales, que utilizan carbonato cálcico pesado y carbonato cálcico ligero como cargas, no encontraron ninguna diferencia en la longitud. Se encuentra que la mayoría de las partículas de relleno están ubicadas en el espacio entre las macromoléculas formadas por estiramiento. Después de varios estiramientos y enfriamiento rápido, la morfología de las macromoléculas se congela rápidamente, mientras que la densidad real del calcio ligero y del calcio pesado es casi la misma, por lo que el efecto sobre la longitud final del producto no es obvio. Por otro lado, en comparación con el calcio ligero, la fluidez de procesamiento del calcio pesado es mejor y el precio es mucho más bajo. Por lo tanto, en este tipo de productos de tracción unidireccionales, es absolutamente dominante.
Además, en la tecnología de procesamiento de moldeo de perfiles de puertas y ventanas de plástico, el relleno es calcio ligero y la dosis es de 8-10 phr. Cabe señalar que la fórmula proporcionada por países extranjeros es científica. El punto de partida de la adición de carbonato de calcio es mejorar el rendimiento general del perfil, no utilizar materias primas baratas para reducir los costos.
3. Aplicación de carbonato de calcio en plásticos degradables
El PLA es uno de los plásticos degradables de más rápido desarrollo en el mercado. El carbonato de calcio se utiliza como relleno en polvo en el procesamiento de materias primas para proporcionar el rendimiento y la composición de precios del PLA. Este método también se usa ampliamente en plásticos tradicionales, que no solo pueden mejorar algunas propiedades, sino que también reducen el costo de las materias primas plásticas. Comparado con otros polvos minerales no metálicos, el carbonato de calcio tiene grandes ventajas: bajo precio, fácil coloración, baja dureza, menor desgaste para el tornillo y la matriz, buena estabilidad térmica y química, fácil secado, no tóxico e insípido.
Desde un punto de vista técnico, es un proceso a largo plazo para que los materiales de protección ambiental reemplacen a los plásticos no degradables, y el espacio de mejora de los plásticos degradables en términos de resistencia a caídas, resistencia al calor y resistencia a la corrosión es otro problema. Esto también significa que los plásticos degradables de China marcarán el comienzo de oportunidades de desarrollo. Para 2030, se espera que la demanda de plásticos degradables en China alcance los 4,28 millones de toneladas, y la escala del mercado puede alcanzar los 85,5 mil millones de yuanes. Debido al precio relativamente bajo, el carbonato de calcio molido superfino, el carbonato de calcio ligero y el nanocarbonato de calcio pueden promover la degradación de los plásticos y son relativamente amigables con el medio ambiente. En el futuro, la proporción de aditivos en los plásticos degradables será cada vez mayor y las perspectivas de mercado serán cada vez más amplias.
4. Situación reciente de la industria del carbonato de calcio en China
No hay duda de que China es rica en recursos minerales de carbonato de calcio. En agosto, se descubrieron nuevos depósitos de carbonato de calcio en Guangxi y Hunan, con una reserva total de 607,5 millones de toneladas, que proporcionan recursos suficientes para el desarrollo de la industria local de carbonato de calcio.
En los últimos años, la industria de carbonato de calcio de China ha tenido una tendencia de crecimiento constante. En 2019, la producción de la industria de carbonato de calcio de China es de 35,95 millones de toneladas, incluidos 13,5 millones de toneladas de carbonato de calcio ligero y 22,45 millones de toneladas de carbonato de calcio pesado; el volumen de importación es de 49.000 toneladas, el volumen de exportación es de 122.000 toneladas y el consumo aparente es de 35.877 millones de toneladas.
El precio de los productos también muestra una tendencia creciente. Los productos pesados de carbonato de calcio aumentan de 535 yuanes / tonelada en 2014 a 572 yuanes / tonelada en 2019, y los productos ligeros de carbonato de calcio aumentan de 640 yuanes / tonelada en 2014 a 822 yuanes / tonelada en 2019. El valor de producción también mantuvo un rápido crecimiento, de 16.696 millones de yuanes en 2014 a 24.178 millones de yuanes en 2019, con una tasa de crecimiento compuesta del 7,69%. En 2019, el valor de producción de carbonato de calcio de China es de 24,178 mil millones de yuanes, incluidos 11,208 mil millones de yuanes de carbonato de calcio ligero y 12,97 mil millones de yuanes de carbonato de calcio pesado.
5. ALPA x Tecnología sobresaliente en la industria del carbonato de calcio (minerales no metálicos)
En el campo del procesamiento de minerales no metálicos, ALPA puede proporcionar las siguientes tecnologías centrales:
（1） Se puede realizar una producción a gran escala y de bajo costo mediante el uso del proceso de clasificación de molienda de bolas. Tomando el carbonato de calcio como ejemplo, una sola línea de producción D97: 10 μm puede producir 100000 toneladas de productos al año, y el consumo de energía por tonelada de productos puede alcanzar los 150 grados.Los minerales adecuados incluyen calcita, mármol, piedra caliza, cuarzo, arena de circón, feldespato, ganga de carbón, dolomita, magnesita, etc.
（2） La producción ultrafina y de bajo costo se puede realizar utilizando tecnología de molino de vapor. Tomando el talco como ejemplo, el tamaño de partícula del talco puede alcanzar 1 μm y el grosor del talco es de 300 nm. Los minerales adecuados incluyen talco, grafito, mica, wollastonita, brucita fibrosa, atapulgita, caolín, etc.
（3） La producción ultrafina y ultrapura se puede realizar utilizando la tecnología Jet Mill, que es adecuada para procesar minerales de alto valor agregado. Tomando el cuarzo como ejemplo, el tamaño de partícula del producto puede alcanzar 2 μm y el incremento de impurezas metálicas en el producto es menor a 10 ppm. Los minerales adecuados incluyen talco, cuarzo, barita, grafito, turmalina, maifanita, etc.
（4） La tecnología de modificación de superficies puede cumplir con la aplicación de minerales en la industria del caucho y el plástico, como el proceso de modificación del molino de tres rodillos, el proceso de modificación del molino Turbo, el proceso de modificación del molino de clavijas, el proceso de modificación intermitente del mezclador de alta velocidad, etc.procesos de modificación diferentes y se pueden usar modificadores de acuerdo con diferentes materiales, y se puede lograr la tasa de recubrimiento más alta con el menor modificador. La cantidad de modificador es de aproximadamente 0,8 a 1,2% y la tasa de recubrimiento es de aproximadamente 98%.
Concepto de procesamiento verde de alto valor de polvo no mineral:
（1） El significado de verde: proceso seco, sin emisiones de tres desechos; presión negativa hermética, sin fugas de polvo y contaminación acústica; automatización, inteligencia y redes; puede realizar una utilización de alto valor de residuos sólidos y relaves, recomendando con el equipo correspondiente según los requisitos. Responder a los cambios en la protección ambiental y laboral.
（2） El significado de alto valor: mantenerse al día con las necesidades de los usuarios de transformación y actualización, proporcionando productos de alto valor agregado basados en la ciencia de los materiales. La dirección de la investigación se centra en el tamaño de partícula y su distribución, forma, pureza, dispersión y modificación de la superficie, determina la tecnología de procesamiento en función de su composición mineralógica y características estructurales, y proporciona soluciones personalizadas combinadas con requisitos de protección ambiental.