Мел химически осажденный: сферы применения
Мел химически осажденный используется как наполнитель в разных отраслях промышленности, от производства бумаги до детского питания. Ниже приведены топ-5 сфер применения химически осажденного мела, хотя в действительности их намного больше.
1. Производство бумаги. Осажденный мел выполняет в бумажной промышленности функции наполнителя и пигмента, придает поверхности бумаги премиум-класса яркость и чистоту.
2. Производство полимерных материалов, в том числе на базе поливинилхлорида (ПВХ). Синтетический мел в составе пластмасс:
корректирует белизну;
повышает ударную прочность;
выполняет армирующие функции.
3. Резинотехническая промышленность. В изделиях из каучука очищенный мел повышает износостойкость, эластичность и устойчивость при разных температурах.
4. Лакокрасочная промышленность. В состав масляных и водоэмульсионных красок входит осажденный мел. Он регулирует вязкость, корректирует степень блеска и глубину оттенков, снижает себестоимость и регулирует укрывистость состава.
5. Пищевая и химическая промышленность. Очищенный мел служит источником кальция в некоторых продуктах питания. В фармацевтике карбонат кальция является базой для таблеток, наполнителем для суспензий, кремов и мазей. В зубной пасте мел регулирует вязкость и действует, как абразив.
5 перечисленных сфер не охватывают всего спектра отраслей, где используется синтетический мел. Но этот перечень дает наглядное представление о том, насколько широки его возможности, и как востребован этот продукт.
Мел осажденный купить по выгодным для вас ценам можно сделав заказ на сайте нашей компании. ООО «РУСТОКС» индивидуально подходит к каждому клиенту. Мы имеем богатый опыт в поставках мела, поэтому можем вам гарантировать, что при сотрудничестве с нами вы сэкономите деньги вашего предприятия и нервы вашего руководителя.
Источник
Химически осажденный мел как заменитель диоксида титана
C ужесточением конкуренции на рынке лакокрасочных материалов, с приходом глобальных игроков на рынок краски производителям приходится искать новые возможности улучшения качества и снижения себестоимости краски. В этой статье мы расскажем, каким образом это возможно сделать с помощью заменителя диоксида титана, а именно химически осажденного мела.
Из российских заводов мало кто пользуется химически осажденным мелом, а между тем многие западные глобальные компании, которые размещают свои производства на территории России, активно применяют химически осажденный мел в качестве заменителя TiO2, так как это заложено в рецептуры, и самое главное – это работает.
Сегодня экономически неэффективно и нецелесообразно использовать TiO2 без химически осажденного мела. Чтобы понимать, почему так происходит, вкратце расскажем об этапах производства химически осажденного мела.
Как производят химически осажденный мел?
Вначале добывают из карьера известняк, дробят и отправляют в печь, где его нагревают в течение 24 часов при температуре более 1000 градусов. В результате этого процесса выходит углекислый газ, но не в атмосферу, а в специальные резервуары, созданные для его хранения на заводе, потом удаляется вода из известняка. Получатся оксид кальция, на следующем этапе его перемалывают и добавляют в него воду: затем известковое молочко, в которое вводят диоксид углерода, который был на хранении. Все это опять перемешивается, и на этом этапе выкристаллизовываются частицы, которым задают необходимую форму и размер в зависимости от сферы применения.
Рисунок 1. Этапы производства химически осажденного мела
Почему химически осажденный мел в несколько раз дороже обычного?
Потому что затраты на его производство совершенно другие. Вода, время, электроэнергия. Все это дает такую стоимость на мел. Он не может стоить дешево, но экономический эффект, который он дает при внесении в производство краски, позволяет ему быть востребованным во всем мире.
Распределение частиц
Рисунок 2. График гранулометрического распределения CaCo3
Важно понимать, что указано на данном графике. Обратите внимание на красную и синюю линии на этой картинке.
Если смотреть на показатель среднего размера частиц, то у природного мела и осажденного он будет равен 1,5 микрона, но есть разница, которую вы можете увидеть на графике.
Красной линией обозначен Хо мел, а синий-природный. Мы видим, что широкая часть у двух линий приходится на 1,5 микрона. Но в случае с синей линией, много частиц будет от 0,5 до 1 микрона и большой диапазон частиц между 1,5 и 10 микронами. У красной же линии большее количество приходится на размер 1,5 микрона.
Это говорит о том, что химически осажденный мел более стабилен, у него однородный гранулометрический состав, и он более эффективен.
В производстве краски наполнители используются в большой массе, поэтому нестабильность их показателей от партии к партии очень влияет на качество. Введение в рецептуру осажденного мела дает возможность уравновесить стабильность других компонентов и как результат получить более качественный конечный продукт.
Свойства химически осажденного карбоната кальция, влияющие на его функционирование в производстве краски. Форма и размер частиц
Специально для производства краски из частиц формируют кристалы. Ведь именно такая форма дает светоотражение и белизну. Этот эффект можно сравнить с тем, как если бы вы добавили битое стекло в краску. Именно такая форма дает прекрасный оптический эффект. На стадии кристализации можно сформировать частицы в форме сферы, но это уже для производства герметиков.
Рисунок 3. Фотографии под микроскопом частиц химически осажденного и природного мела
На фотографии вы можете увидеть изображение под микроскопом частиц микрокальцита и химически осажденного мела. Частицы природного мела похожи на осколки разбитой чашки – все частицы разного размера – больше, меньше – полный хаос, потому что процесс его производства простой – добыли, перемололи и все.
У химически осажденного мела все по-другому. Частицы имеют игольчатую структуру и одинаковый, четкий размер. Поэтому и эффект будет разный. Один является обычным наполнителем, другой же работает как функциональная добавка.
Основные преимущества, которые дает химически осажденный мел при введении в рецептуру краски
Экономия
Химически осажденный мел расширяет частицы диоксида титана. Без химически осажденного мела диоксид титана образует агломераты и не может отражать свет достаточно эффективно. Осажденный мел «разбивает» и расширяет агломераты титана, помогая каждой частице отдавать свет всей своей поверхностью. И уже 2–3 частями диоксида титана вы покрываете гораздо большую площадь с химически осажденным мелом, нежели без него, при этом улучшая блеск, белизну и яркость краски.
Рисунок 4. Схема светоотражения частиц с хо мелом и без него
Рисунок 5. Схема замещения TiO2 хо мелом
Частицы TiO2 вместе Хо мелом работают на все 100 %, благодаря этому можно заменить до 30 % диоксида титана в рецептурах водной краски и органики, увеличив при этом белизну, яркость, укрывистость и повысить механические свойства краски.
Укрывистость в краске
Укрывистость краски достигается за счет формы частицы в виде кристалла и узкого гранулометрического состава. На картинке ниже вы можете увидеть разницу в применении с химически осажденным мелом и без него.
Рисунок 5. Образцы краски с хо мелом и без него
Краска укрывает в один слой, без дополнительных затрат на дорогостоящие компоненты.
Рисунок 6. Добавление в рецептуру хо мела дает долговечное покрытие в один слой
Дополнительные преимущества при применении химически осажденного мела в производстве краски:
- Улучшаются механические свойства краски;
- Появляется стойкость к мокрому истиранию;
- Отсутствует меление у краски. В отличии от применения другого заменителя Tio2, например, силикат алюминия;
- Увеличение срока хранения краски. Это происходит за счет того, что в химически осажденном меле нет растворимых солей и других примесей, которые вызывают порчу краски. Соответственно, меньше потерь на утилизацию и переработку;
- Химически осажденный мел можно использовать как реологическую добавку (против осадка), вместо бентонитов или аэросила. Более подробную информацию об этом вы можете прочесть в изании «Лакокрасочные материалы и покрытия. Теория и практика» Ламбурн Р. Изд. 1991 года;
- Простота использования. Удобная упаковка: бумажные мешки по 25 кг, что позволяет легко адаптироваться к различным производственным процессам.
Рисунок 7. Отсуствие меления
Резюмируя все описанное выше, можно сказать следующее. Химическая чистота продукта, отсутствие примесей, морфология частицы в виде кристалла дают блеск и яркость краске, узкое распределение частиц – укрывистость и стабильность.
Введя в рецептуру краски химически осажденный мел, вы получаете экономию и великолепное качество продукта.
Источник
Мел химически осажденный
Изобретение относится к мелу химически осажденному, предназначенному для пищевой, парфюмерно-косметической, медицинской, химической и других отраслей промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что мел химически осажденный, содержащий карбонат кальция, карбонат магния, оксиды железа и алюминия, диоксид кремния и водорастворимые соединения, согласно изобретению содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: сумма оксидов железа и алюминия 0,4-0,7, диоксид кремния не более 0,014, марганец не более 0,01, медь не более 0,0005, водорастворимые соединения 0,50-1,5, сумма карбоната кальция и карбоната магния остальное, при этом насыпная плотность мела составляет 0,25-0,4 г/см 3 , кроме того, сумма оксидов железа и алюминия содержит железо в расчете на оксид железа в количестве, равном 0,1-0,3%, а также в качестве водорастворимых соединений он содержит хлориды, нитраты кальция, магния, алюминия, железа, меди, марганца. Техническим результатом изобретения является повышение качества готового продукта и, в частности, его белизны. 2 з.п. ф-лы.
Мел химически осажденный предназначен для пищевой, парфюмерно-косметической, медицинской, химической и других отраслей промышленности.
Химически осажденный мел представляет собой высокодисперсный порошок белого цвета. Формула CaCO3. Молекулярная масса — 100,09.
Химически осажденный мел пожаро- и взрывобезопасен, нетоксичен.
Высокая дисперсность частиц химически осажденного мела способствует длительному нахождению ее в виде пыли в воздухе.
Известен мел химически осажденный, содержащий карбонат кальция, карбонат магния, оксиды железа и алюминия, диоксид кремния и гидроксид кальция (К.Ф. Паус, И.С.Евтушенко, Химия и технология мела, М., 1977, 48-50).
Недостатком данного продукта является наличие в нем свободного гидроксида кальция, что обусловливает сравнительно невысокий выход готового продукта.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является мел химически осажденный, содержащий карбонат кальция, карбонат магния, оксиды железа и алюминия, диоксид кремния, марганец, медь, водорастворимые соединения, и имеющий насыпную плотность 0,25-0,4 г/см 3 (К. Ф.Паус, И.С. Евтушенко, Химия и технология мела, М., 1977, С.22-25).
Недостатком известного состава мела является его относительно невысокое качество, в частности степень белизны.
Техническим результатом изобретения является повышение качества готового продукта и, в частности, его белизны.
Указанный технический результат достигается тем, что мел химически осажденный, содержащий карбонат кальция, карбонат магния, оксиды железа и алюминия, диоксид кремния, марганец, медь и водорастворимые соединения, согласно изобретению содержит компоненты в следующем соотношении, в мас.%: Сумма оксидов железа и алюминия — 0,4-0,7 Диоксид кремния — Не более 0,014 Марганец — Не более 0,01 Медь — Не более 0,0005 Водорастворимые соединения — 0,50-1,50 Сумма карбоната кальция и карбоната магния — Остальное, при этом насыпная плотность мела составляет 0,25-0,4 г/см 3 , кроме того сумма оксидов железа и алюминия содержит железо в расчете на оксид железа в количестве, равном 0,1-0,3%, а также в качестве водорастворимых соединений он содержит хлориды, нитраты кальция, магния, алюминия, железа, меди, марганца.
Заявленное техническое решение соответствует условиям патентоспособности «Новизна», «Изобретательский уровень» и «Промышленная применимость», поскольку совокупность признаков: наличие карбоната кальция, карбоната магния, оксидов железа и алюминия, диоксида кремния и водорастворимых соединений, согласно изобретению находится в следующем соотношении, в мас.%: Сумма оксидов железа и алюминия — 0,4-0,7 Диоксид кремния — Не более 0,014
Марганец — Не более 0,01
Медь — Не более 0,0005
Водорастворимые соединения — 0,50-1,50
Сумма карбоната кальция и карбоната магния — Остальное,
при этом насыпная плотность мела составляет 0,25-0,4 г/см 3 , кроме того сумма оксидов железа и алюминия содержит железо в расчете на оксид железа в количестве, равном 0,1-0,3%, а также в качестве водорастворимых соединений он содержит хлориды, нитраты кальция, магния, алюминия, железа, меди, марганца, обеспечивает неочевидный результат — повышение качества готового продукта и, в частности, его белизны.
Химически осажденный мел получают карбонизацией известкового молока углекислым газом известеобжигательных печей. Технологический процесс состоит из следующих стадий:
гашение извести и очистка известкового молока;
карбонизация известкового молока;
очистка и фильтрация мелового молока;
сушка меловой пасты;
размол, затаривание и складирование готового продукта.
Процесс гашения извести протекает по реакции
CaO + H2O = Ca(OH)2 +65,3 кДж/моль
На гашение подают воду с температурой 80-90 o C. В гасильном барабане получают 10-14% суспензию известкового молока, которую после очистки направляют на карбонизацию.
Процесс карбонизации известкового молока газом известеобжигательных печей протекает по уравнению
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O + 112,7 кДж/моль
Процесс осуществляют следующим образом.
Комовая известь из бункера лотковым питателем подается на ленточный конвейер. Ленточный конвейер транспортирует известь в течку, откуда она поступает в гасильный барабан непрерывного действия. Одновременно в гасильный барабан из емкости насосом подают фильтрат с температурой 80 — 90 o C. Известковое молоко из гасильного барабана поступает в промежуточную емкость с мешалкой. Насосом известковое молоко подают в песколовушку со шнеком, где происходит очистка известкового молока от шлама, затем оно самотеком поступает на вибросито с сеткой N 32-38.
После очистки на вибросите известковое молоко поступает в отмучивающее корыто, затем в сборную емкость, снабженную мешалкой. Из сборной емкости известковое молоко плотностью 1,06-1,11 г/см 3 (при 20 o C) насосом через гидроциклоны подают в карбонизаторы. Плотность известкового молока в емкости контролируют радиоизотопным плотномером и периодически осуществляют замеры ареометром.
Отходы из гасильного барабана поступают в бункер отходов. Шлам и неразгасившиеся частицы извести после очистки известкового молока на вибросите поступают в шнек, сюда же одновременно подают холодную воду для догашивания неразгасившихся частиц извести.
Известковое молоко, полученное от догашивания извести, поступает в промежуточную емкость. Песок шнеком выгружают в бункер отходов и в дальнейшем вывозят в отвал. Шлам после гидроциклонов и из песколовушки выгружают в бункер отходов. Отходы и смывы поступают в отстойник-накопитель через систему канализации.
Карбонизацию известкового молока проводят печным газом известеобжигательных печей с объемной долей CO2 не менее 20%.
Печной газ содержит механические примеси (сажу, огарок, пыль). Для очистки от механических примесей газ подают в пылеосадительную камеру, затем он проходит очистку в циклоне и поступает в дымосос. Далее печной газ очищают в водяных противоточных газоочистителях (скрубберах).
Очищенный печной газ продувкой подают в карбонизаторы и барботируют через слой известкового молока. Для проведения непрерывного процесса карбонизации используют 18 карбонизаторов. Для определения необходимого уровня заполнения карбонизаторов имеется световая сигнализация и блокировка отключения насоса. Конец карбонизации определяют по действию ацетонового индикатора для щелочи на пробу молока. Для наглядной информации о работе одновременно всех карбонизаторов служит световое табло.
Загрязненная вода с газоочистителей через земляной отстойник самотеком поступает в емкость отходов, а оттуда — в отстойник-накопитель.
Условно чистая вода с подшипников газодувок и с вакуум-насоса поступает в емкость, откуда насосом перекачивается в емкость для сбора фильтрата. Насос включается и отключается автоматически при достижении верхнего и нижнего уровня в емкости.
Готовое меловое молоко насосом через гидроциклоны подают в напорные баки. Из напорных баков меловое молоко поступает на вибросито, где происходит очистка его от механических примесей. В качестве сит применяют капроновую сетку N 32-38 или сетки полутомпаковые N 0071 и N 008.
Очищенное меловое молоко самотеком поступает в корыта вакуум-фильтров, а отходы — в емкость. Из емкости отходы насосом перекачивают на вибросито в гасильное отделение. Разрежение в системе до 650 мм рт. ст. (86 Па) создают насосом ВВН-12. Фильтрат с вакуум-фильтра поступает в водоотделитель, затем насосом подают в емкость.
Меловая паста с вакуум-фильтра срезается ножом и поступает в питатель. Из питателя меловая паста поступает на движущуюся ленту, проходящую на горизонтальном участке между двумя обогреваемыми паром валками, которые запрессовывают пасту в ячейки сетки.
Сушку пасты производят в петлевых сушилках, основным рабочим органом является сетчатая лента шириной 1224 мм и общей длиной 342000 мм из нержавеющей стали. Лента имеет непрерывное движение по замкнутому контуру, образуя в сушильной камере петли, перемещаемые цепным конвейером. После сушильной камеры ленту с высушенным мелом по направляющему барабану подают в разгрузочную камеру, где ударами механического молотка по ленте мел выбивают в разгрузочный бункер шнека. Освобожденная лента продолжает движение на полу сушилки и возвращается к месту загрузки ее меловой пастой.
Теплоносителем для сушки являются продукты горения природного газа. Для сжигания газа установлены горелки типа ГБП-5а, по 10 горелок на каждой сушилке. Горелки расположены в нижней части сушилки и примыкают к продольным распределительным камерам. Продукты горения поступают по каналам в сушилку.
Парогазовую смесь удаляют вытяжным вентилятором ДН-11,5 через отверстие, расположенное в перекрытии сушилки. Для предотвращения аварий на газовом оборудовании установлены блокировки газ-электроэнергия и газ-газ.
Мел из сушилок поступает в шнек, которым подается в микромельницу-дезинтегратор, откуда шнеком подается на цепной элеватор.
Тонко измельченный мел шнеком подают на сито «Бурат» или в бункер. На сите происходит просев мела — разделение мела на I и II сорта по показателю «остаток после просева на сите». Прошедший через сито мел поступает в бункер мела I сорта. Не прошедший через сито мел поступает в бункер мела II сорта.
По физико-химическим показателям мел химически осажденный I сорта имеет белизну не менее 93%, массовую долю углекислого кальция и углекислого магния в расчете на углекислый кальций не менее 98,5%, содержит 0,007% диоксида кремния, массовая доля свободной щелочи в расчете на оксид кальция составляет не более 0,03%, а массовая доля веществ, нерастворимых в соляной кислоте, — не более 0,1%. Мел содержит также марганец 0,008%, медь — 0,0003%, водорастворимые соединения — 1,0%, насыпная плотность — 0,3 г/см 3 .
Мел химически осажденный, изготовляемый для электронной, кабельной и резинотехнической промышленности, не должен содержать железа, извлекаемого магнитом; остаток на сите с сеткой N 014К по ГОСТ 6613-86 — не более 0,005%. Мел химически осажденный, изготовляемый для кабельной промышленности, должен изготовляться с массовой долей водорастворимых веществ не более 0,1%, в том числе сульфатов в пересчете на сульфат-ион — не более 0,03%.
1. Мел химически осажденный, содержащий карбонат кальция, карбонат магния, оксиды железа и алюминия, диоксид кремния, марганец, медь и водорастворимые соединения, и имеющий насыпную плотность 0,25 — 0,4 г/см 3 , отличающийся тем, что он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Сумма оксидов железа и алюминия — 0,4 — 0,7
Диоксид кремния — Не более 0,014
Марганец — Не более 0,01
Медь — Не более 0,0005
Водорастворимые соединения — 0,50 — 1,50
Сумма карбоната кальция и карбоната магния — Остальное
2. Мел по п.1, отличающийся тем, что сумма оксидов железа и алюминия содержит железо в расчете на оксид железа в количестве, равном 0,1 — 0,3%.
3. Мел по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве водорастворимых соединений он содержит хлориды, нитраты кальция, магния, алюминия, железа, меди, марганца.
Источник
