濕法碳酸鈣生產工藝及其應用

重質碳酸鈣是常用的工業填料，但究竟濕法工藝與傳統的干法工藝有何區別呢？小編將通過下文向您介紹重質碳酸鈣的干法、濕法生產工藝。

一、概述碳酸鈣（CaCO3）是一種重要的、用途廣泛的無機鹽，根據加工方式的不同通常分為重質碳酸鈣和輕質碳酸鈣。重質碳酸鈣又稱研磨碳酸鈣，簡稱重鈣，是以天然方解石、石灰石、白云石、白堊、貝殼等為原料通過物理方法加工制得；輕質碳酸鈣又稱沉淀碳酸鈣，簡稱輕鈣，是用化學方法加工制得。目前粉末涂料用的填料主要是硫酸鋇，包括沉淀硫酸鋇和重晶石粉（超細硫酸鋇），隨著歐盟和美國將硫酸鋇中的鋇列為重金屬之后，硫酸鋇在一些出口產品中的使用受到了限制，且硫酸鋇價格較碳酸鈣高，而碳酸鈣是一種既便宜又不含重金屬元素的白色填料，隨著生產工藝的進步，碳酸鈣呈現出向功能化和超細化發展的趨勢，其性能已經能夠達到粉末涂料的要求，應用于粉末涂料中可降低成本。

濕法研磨超細重質碳酸鈣深加工產品，相比于傳統工藝生產的普通重質碳酸鈣和化學沉淀法生產的輕質碳酸鈣來說，其具有細度更細、比表面積更大、化學穩定性更高等一系列優點。本實驗選擇干濕法研磨超細重質碳酸鈣、輕質納米碳酸鈣應用于粉末涂料中，并對比了其性能。

二、工藝介紹

重質碳酸鈣的生產方法主要有干法和濕法兩種，干法一般生產2 500 目以下的重鈣，若生產2 500 目以上的超細重鈣在技術上是可行的，但是能耗高和成本較高，在經濟上不可行。2 500 目以上的超細重質碳酸鈣的生產主要采用濕法研磨，而干法研磨則作為濕法研磨的前段工序。

1、干法工藝

干法生產重鈣是目前國內較普遍的方式，技術也較成熟，采用一般研磨與分級設備組成的加工裝置系統就能得到各粒度的產品。主要采用的設備有雷蒙磨、環輥磨、球磨機、高壓輥磨機、立式攪拌研磨機、氣流磨等；分級設備主要采用葉輪式超細分級機。干法生產工藝具有設備投資少、技術成熟、工藝簡單、能耗低、單機產量較高等特點，常規干法生產重鈣工藝如圖1 所示。

圖1 重鈣干法生產工藝流程示意圖

2、濕法工藝

隨著重鈣加工越來越朝著微細化方向發展，傳統的干法生產工藝不論從設備本身還是經濟效益方面都無法滿足要求，從而濕法研磨工藝應運而生。濕法研磨與干法研磨的最大區別在于分散介質的不同，干法以空氣作為分散介質，而濕法研磨則以水作為分散介質，再配以研磨助劑，使顆粒的分散性更好，研磨效率更高，粒度更細。一般濕法研磨工藝如圖2 所示，原礦經洗選后兩段破碎至400 目左右，干法研磨、分級后配制成一定濃度的漿液，加入研磨助劑，給入立式研磨機，以氧化鋯珠作為研磨介質，通過調整研磨機各項參數控制出料細

度，物料經磨細后以漿料形式排出，經干燥除塵后收集裝袋。

圖2 重鈣濕法研磨工藝流程示意圖

三、濕法工藝特性1、濕法超細重鈣的特性

由于濕法研磨重鈣的生產工藝和研磨環境與干法研磨重鈣以及輕鈣完全不同，其產品的物理性能也存在著明顯的差異。

2、濕法與干法重鈣特性比較

（1）粒度。濕法研磨的超細重鈣粒度細，主要生產3 000 目以上的產品，粒徑＜2μm 的粒子含量一般能達到90%，而干法產品粒度相對較粗，主要生產2 500 目以下的產品。

（2）粒徑分布。濕法生產的重鈣粒徑分布窄，呈單峰或雙峰形態分布；而干法生產的重鈣粒度分布較寬，成雙峰或多峰形態分布。

（3）顆粒形狀。由于顆粒在研磨時研磨環境和受力方式的不同，濕法研磨重鈣產品顆粒一般呈現為球形或者類球形，而干法產品多為不定形，且有明顯棱角。表1 和圖3 是分別為濕法研磨超細重鈣的粒徑范圍和粒徑分布圖。從圖3 可以看出，濕法研磨超細重鈣的粒徑呈雙峰分布，分別在0.75～0.82 μm 和1.58～1.74 μm 出現了峰值，而且重鈣粒徑大部分都處于2μm之下，屬于微米級材料。

圖3 濕法研磨超細重鈣的粒徑分布圖

表1 粒徑范圍

四、涂料中的應用

在粉末涂料的生產中，出于成本的考慮，通常會在配方設計中添加一些填料以降低成本。粉末涂料中常用的填料為硫酸鋇，但天然硫酸鋇礦床（重晶石）普遍含有一定量的重金屬元素，在生產過程中很難將其分離出來，且鋇元素本身已經被歐盟和美國定義為重金屬元素，這些因素都影響了硫酸鋇在粉末涂料中的應用。而重質碳酸鈣是由天然方解石、白云石等礦石直接加工制得，不含重金屬元素，且碳酸鈣原礦資源豐富，價格低廉。因此，已被廣泛應用于粉末涂料中。

（摘自江西廣源化工有限責任公司，李海濱，鄒檢生，彭鶴松，徐永華，鄒勇）