【Analyse technique】Comment choisir le carbonate de calcium «glutamate monosodique industriel»? Quelle est la différence entre « calcium lourd » et « calcium léger » ?
Le carbonate de calcium est un sel minéral inorganique important et largement utilisé, communément appelé «glutamate monosodique industriel», est l’une des charges couramment utilisées dans tous les domaines de la vie. Le carbonate de calcium peut non seulement réduire le coût des matières premières des produits en caoutchouc et en plastique, mais également améliorer certaines propriétés du caoutchouc et des matières plastiques. Différents types de carbonate de calcium peuvent améliorer considérablement les propriétés du caoutchouc et des matières plastiques lorsqu’ils sont utilisés correctement. Selon les différents processus de production, le carbonate de calcium peut être divisé en carbonate de calcium lourd et carbonate de calcium léger.
1. Quelle est la différence entre le carbonate de calcium lourd et le carbonate de calcium léger ?
Le carbonate de calcium lourd et le carbonate de calcium léger ont leurs rôles respectifs dans l’industrie du caoutchouc et du plastique. D’un point de vue académique, il existe de nombreuses différences entre eux, telles que la source, la densité apparente, la valeur du pH, la teneur en humidité, la forme des cristaux, la valeur d’absorption d’huile, etc. Examinons les différences entre le carbonate de calcium lourd et le calcium léger carbonate.
(1) Source :
Le carbonate de calcium lourd (communément appelé carbonate de calcium broyé) peut être fabriqué en broyant directement de la calcite naturelle, du calcaire, de la craie et des coquillages par une méthode mécanique (broyeur Raymond ou autre broyeur haute pression). Parce que le volume de sédimentation du carbonate de calcium lourd est plus petit que celui du carbonate de calcium léger, il est appelé carbonate de calcium lourd.
Le carbonate de calcium léger, également connu sous le nom de carbonate de calcium précipité, est du calcaire calciné et d’autres matières premières pour produire de la chaux (le composant principal est l’oxyde de calcium) et du dioxyde de carbone, puis de l’eau est ajoutée pour digérer la chaux pour produire du lait de chaux (le composant principal est hydroxyde de calcium), puis du dioxyde de carbone est ajouté pour carboniser le lait de chaux pour former une précipitation de carbonate de calcium, et enfin la déshydratation, le séchage et le broyage sont effectués. Ou il est préparé par la double réaction de décomposition du carbonate de sodium et du chlorure de calcium pour former un précipité de carbonate de calcium, qui est ensuite déshydraté, séché et broyé. Parce que le volume de sédimentation du carbonate de calcium léger (2,4-2,8 ml/g) est plus grand que celui du carbonate de calcium lourd (1,1-1,9 mg/L), il est appelé carbonate de calcium léger.
(2) La densité d’emballage est différente
La différence la plus évidente entre le calcium lourd et le calcium léger réside dans la densité apparente différente des produits. La densité apparente des produits calciques lourds est plus grande, généralement 0,8 ~ 1,3 g / cm³; tandis que la densité apparente des produits à base de calcium léger est faible, principalement 0,5 ~ 0,7 g/cm³; la densité apparente de certains produits de nano carbonate de calcium est encore plus faible, pouvant atteindre environ 0,28 g/cm³. À partir du volume d’emballage des produits, nous pouvons approximativement distinguer les produits de calcium lourd et de calcium léger. Généralement, la plupart des produits à base de calcium lourd pèsent 25 kg/emballage et le volume d’emballage du produit est petit, tandis que les produits à base de calcium léger de même qualité ont un volume d’emballage plus important. Certains produits nano carbonate de calcium sont également conditionnés avec 15kg/paquet ou 20kg/paquet.
(3) La blancheur est différente
Parce qu’il y a beaucoup d’impuretés dans le produit de carbonate de calcium lourd, la blancheur du produit est généralement de 89 % à 93 %, et quelques produits peuvent atteindre 95 %. Les produits calciques légers sont fabriqués par synthèse chimique, de nombreuses impuretés sont éliminées et la pureté des produits est très élevée. Par conséquent, la blancheur de la plupart des produits est de 92 % à 95 %, et certains produits peuvent atteindre 96 % à 97 %. C’est également la principale raison pour laquelle les produits à base de calcium léger sont principalement utilisés pour le remplissage de produits de haute qualité ou de couleur claire.
(4) La fonction de modification est différente
Il existe de légères différences entre les effets de modification du carbonate de calcium lourd et du carbonate de calcium léger. Le carbonate de calcium lourd est meilleur pour la résistance à la traction, tandis que le carbonate de calcium léger est meilleur pour la résistance aux chocs et la rigidité. Généralement, la surface du plastique avec du carbonate de calcium léger est plus lisse et la densité est plus faible ; la fluidité de traitement du plastique de calcium lourd est meilleure, et les propriétés du plastique rempli de petites particules de calcium lourd sont également meilleures.
(5) La taille des particules est différente
La granulométrie du carbonate de calcium lourd est de 0,5 à 45 µm, et la granulométrie du produit varie en fonction de l’équipement de broyage. La taille des particules des produits de calcium légers ordinaires est généralement de 0,5 à 15 um, ce qui est difficile à mesurer avec précision en raison de sa forme de fuseau, qui se situe généralement dans une plage ; le nano carbonate de calcium dans le calcium léger est plus fin et sa taille est généralement de 20 à 200 nm. La taille des particules du carbonate de calcium léger ordinaire est généralement d’environ 2500 mesh, ce qui peut répondre aux exigences de performance des tuyaux et profilés en PVC. Par conséquent, du point de vue de la taille des particules, le carbonate de calcium léger est traditionnellement utilisé pour les tuyaux et profilés en PVC. Dans le passé, en raison de la limitation des équipements de concassage, le carbonate de calcium lourd ne pouvait pas atteindre cette finesse. Désormais, la granulométrie du carbonate de calcium lourd peut parfaitement répondre aux besoins, encore plus fine que celle du carbonate de calcium léger. Par conséquent, des tuyaux et des profilés en PVC peuvent être sélectionnés.
(6) Différence de prix :
Le traitement du carbonate de calcium lourd est principalement réalisé par concassage et broyage mécaniques; la production de carbonate de calcium léger se fait par précipitation par réaction chimique, qui est beaucoup plus complexe que le carbonate de calcium lourd, et les exigences sont en conséquence plus strictes. Par conséquent, le carbonate de calcium lourd avec la même taille de particule est environ 30 % moins cher que le carbonate de calcium léger. Si les performances le permettent, le carbonate de calcium lourd peut être sélectionné, ce qui est plus économique et moins cher.
2. Comment choisir le carbonate de calcium dans l’industrie du caoutchouc et du plastique ?
Certaines personnes pensent que l’utilisation de produits en plastique étrangers dans la charge de calcium est la position principale, le dicton classique est 14-18:1, donc l’industrie du plastique devrait essayer d’utiliser du calcium, au lieu du calcium léger.
L’utilisation de calcium lourd et de calcium léger dans les produits en plastique est similaire à celle des produits en caoutchouc. Certains fabricants ont signalé que dans les mêmes conditions, l’utilisation de – 400 mesh de calcium lourd au lieu de calcium léger présente des avantages évidents pour les produits vendus au poids, mais si les produits sont vendus en fonction de la longueur, de la surface ou du nombre, le calcium lourd ne pas d’avantage sur le calcium léger.
Par exemple, si le même poids de matière est rempli de la même quantité de matière, la longueur du produit obtenu sera différente. Si le tube est rempli de calcium lourd, il sera de quelques millièmes plus court que celui rempli de calcium léger. Pour le cuir artificiel ou le cuir synthétique mesuré par surface, la différence de surface peut également être ressentie. Par conséquent, les usines de transformation de produits en plastique ne devraient pas abandonner facilement l’utilisation de calcium léger.
D’un point de vue académique, il existe de nombreuses différences entre les deux, telles que différentes formes de cristaux, différentes surfaces spécifiques, différentes valeurs d’absorption d’huile, etc. Dans la matrice plastique, la forme des particules de calcium lourd ou de calcium léger est répartie dans les macromolécules matricielles une à une, ou en groupes, sous forme d’agrégats lâches dans la résine matricielle, et l’état d’interface entre ces particules et la résine macromolécules est directement liée aux propriétés mécaniques des matériaux.
Ce n’est pas la même chose d’utiliser le calcium lourd ou le calcium léger dans les produits en plastique. Nous devons tirer pleinement parti de leurs avantages respectifs et combiner les facteurs techniques et économiques pour faire une réflexion globale.
Par exemple, dans la production de cuir artificiel PVC, il peut être divisé en méthode de grattage, méthode de calandrage et méthode d’extrusion selon le processus de fabrication, tandis que la méthode de grattage utilise de la résine de pâte PVC, qui doit ajouter beaucoup de plastifiant. La valeur d’absorption d’huile du calcium léger est 4 à 5 fois supérieure à celle du calcium lourd. Par conséquent, l’utilisation de calcium léger nécessite plus de plastifiant pour obtenir la même flexibilité que l’utilisation de calcium lourd. Si la quantité de plastifiant peut être réduite, l’utilisation de calcium lourd peut être plus économique.
Par exemple, les sacs tissés en polypropylène, les tissus tissés, les courroies d’emballage et d’autres produits de traction unidirectionnelle, utilisant du carbonate de calcium lourd et du carbonate de calcium léger comme charges n’ont trouvé aucune différence de longueur. On constate que la plupart des particules de charge sont localisées dans l’espace entre les macromolécules formées par étirage. Après plusieurs étirements et refroidissement rapide, la morphologie des macromolécules est rapidement congelée, tandis que la vraie densité du calcium léger et du calcium lourd est presque la même, donc l’effet sur la longueur finale du produit n’est pas évident. D’autre part, par rapport au calcium léger, la fluidité de traitement du calcium lourd est meilleure et le prix est beaucoup plus bas. Par conséquent, dans ce type de produits de traction unidirectionnelle, il est absolument dominant.
De plus, dans la technologie de traitement de moulage des profilés de portes et fenêtres en plastique, la charge est du calcium léger et le dosage est de 8 à 10 phr. Il faut souligner que la formule fournie par les pays étrangers est scientifique. Le point de départ de l’ajout de carbonate de calcium est d’améliorer les performances globales du profil, de ne pas utiliser de matières premières bon marché pour réduire les coûts.
3. Application de carbonate de calcium dans les plastiques dégradables
Le PLA est l’un des plastiques dégradables qui se développe le plus rapidement sur le marché. Le carbonate de calcium est utilisé comme charge de poudre dans le traitement des matières premières pour fournir les performances et la composition du prix du PLA. Cette méthode est également largement utilisée dans les plastiques traditionnels, qui peuvent non seulement améliorer certaines propriétés, mais également réduire le coût des matières premières plastiques. Comparé à d’autres poudres minérales non métalliques, le carbonate de calcium présente de grands avantages : prix bas, coloration facile, faible dureté, moins d’usure pour la vis et la matrice, bonne stabilité thermique et chimique, séchage facile, non toxique et insipide.
D’un point de vue technique, il s’agit d’un processus à long terme pour que les matériaux de protection de l’environnement remplacent les plastiques non dégradables, et l’espace d’amélioration des plastiques dégradables en termes de résistance aux chutes, de résistance à la chaleur et de résistance à la corrosion est un autre problème. Cela signifie également que les plastiques dégradables de la Chine ouvriront la voie à des opportunités de développement. D’ici 2030, la demande de plastiques dégradables en Chine devrait atteindre 4,28 millions de tonnes, et l’échelle du marché peut atteindre 85,5 milliards de yuans. En raison du prix relativement bas, le carbonate de calcium broyé superfin, le carbonate de calcium léger et le nanocarbonate de calcium peuvent favoriser la dégradation des plastiques et sont relativement respectueux de l’environnement. À l’avenir, la proportion d’additifs dans les plastiques dégradables sera de plus en plus importante et les perspectives de marché seront de plus en plus larges.
4. Situation récente de l’industrie du carbonate de calcium en Chine
Il ne fait aucun doute que la Chine est riche en ressources minérales de carbonate de calcium. En août, de nouveaux gisements de carbonate de calcium ont été découverts dans le Guangxi et le Hunan, avec une réserve totale de 607,5 millions de tonnes, fournissant des ressources suffisantes pour le développement de l’industrie locale du carbonate de calcium.
Ces dernières années, l’industrie chinoise du carbonate de calcium a connu une tendance à la croissance constante. En 2019, la production de l’industrie chinoise du carbonate de calcium est de 35,95 millions de tonnes, dont 13,5 millions de tonnes de carbonate de calcium léger et 22,45 millions de tonnes de carbonate de calcium lourd ; le volume des importations est de 49 000 tonnes, le volume des exportations est de 122 000 tonnes et la consommation apparente est de 35,877 millions de tonnes.
Le prix des produits montre également une tendance à la hausse. Les produits lourds à base de carbonate de calcium passent de 535 yuans/tonne en 2014 à 572 yuans/tonne en 2019, et les produits légers à base de carbonate de calcium passent de 640 yuans/tonne en 2014 à 822 yuans/tonne en 2019. La valeur de la production a également maintenu une croissance rapide, de 16,696 milliards de yuans en 2014 à 24,178 milliards de yuans en 2019, avec un taux de croissance composé de 7,69%. En 2019, la valeur de la production chinoise de carbonate de calcium est de 24,178 milliards de yuans, dont 11,208 milliards de yuans de carbonate de calcium léger et 12,97 milliards de yuans de carbonate de calcium lourd.
5. ALPA x Technologie exceptionnelle dans l’industrie du carbonate de calcium (minéraux non métalliques)
Dans le domaine du traitement des minéraux non métalliques, ALPA peut fournir les technologies de base suivantes :
（1）Une production à grande échelle et à faible coût peut être réalisée en utilisant le processus de classification par broyage à billes. En prenant comme exemple le carbonate de calcium, une seule ligne de production D97 : 10 m peuvent produire 100 000 tonnes de produits par an et la consommation d’énergie par tonne de produits peut atteindre 150 degrés. Les minéraux appropriés comprennent la calcite, le marbre, le calcaire, le quartz, le sable de zircon, feldspath, gangue de charbon, dolomie, magnésite, etc.
（2）La production ultra-fine et à faible coût peut être réalisée en utilisant la technologie du moulin à vapeur. En prenant le talc comme exemple, la granulométrie du talc peut atteindre 1 µm et l’épaisseur du talc est de 300 nm. Les minéraux appropriés comprennent le talc, le graphite, le mica, la wollastonite, la brucite fibreuse, l’attapulgite, le kaolin, etc.
（3）La production ultra-fine et ultra-pure peut être réalisée en utilisant la technologie du broyeur à jet, qui convient au traitement des minéraux à haute valeur ajoutée. En prenant le quartz comme exemple, la granulométrie du produit peut atteindre 2 µm et l’incrément d’impuretés métalliques dans le produit est inférieur à 10 ppm. Les minéraux appropriés comprennent le talc, le quartz, la barytine, le graphite, la tourmaline, la maifanite, etc.
（4） La technologie de modification de surface peut répondre à l’application de minéraux dans l’industrie du caoutchouc et du plastique, tels que le processus de modification du broyeur à trois rouleaux, le processus de modification du broyeur turbo, le processus de modification du broyeur à broches, le processus de modification intermittent du mélangeur à grande vitesse, etc. différents processus de modification et les modificateurs peuvent être utilisés selon différents matériaux, et le taux de revêtement le plus élevé peut être obtenu avec le moins de modificateur. La quantité de modificateur est d’environ 0,8 à 1,2 % et le taux de revêtement est d’environ 98 %.
Concept de traitement vert à haute valeur ajoutée de poudre non minérale :
（1）Le sens de vert ：Procédé à sec, pas d’émissions de trois déchets ; pression négative hermétique, pas de fuite de poussière et de pollution sonore; automatisation, intelligence et mise en réseau; il peut réaliser une utilisation à haute valeur ajoutée des déchets solides et des résidus, en recommandant avec l’équipement adapté selon les exigences. Répondre aux évolutions de la protection de l’environnement et du travail.
（2）Le sens de la valeur élevée：Suivez les besoins des utilisateurs en matière de transformation et de mise à niveau, en fournissant des produits à haute valeur ajoutée basés sur la science des matériaux. La direction de recherche se concentre sur la taille des particules et leur distribution, forme, pureté, dispersion et modification de surface, détermine la technologie de traitement en fonction de sa composition minéralogique et de ses caractéristiques structurelles, et fournit des solutions personnalisées combinées aux exigences de protection de l’environnement.