ГЛАВА 1. СВОЙСТВА И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ 1.1. Свойства и технические характеристики осажденного карбоната кальция Карбонат кальция встречается в природе в виде белых минералов арагонита и кальцита в известняке ракушечнике меле и мраморе. Горные породы на основе СаCO3 с незначительными примесями покрывают примерно 40 млн кв км поверхности Земли. Переработка карбоната кальция основанана добыче известняков и мела с целью производства клинкера для нужд цементной промышленности а также гашеной негашеной и хлорной извести строительного мела белильных растворов карбида кальция цианамида кальция известковой воды и других веществ. Карбонат кальция находит также специальное применение в виде карбонатных наполнителей в резиновой и бумажной промышленности. В этом случае СаCO3 должен обладать строго определенными физико-химическими свойствами требования к которым очень высоки. Поэтому природный карбонат кальция заменяется синтетическим продуктом получаемым за счет реакции осаждения. Химически осажденный карбонат кальция отличается от природного наполнителя степенью дисперсности более развитыми поверхностными свойствами повышенным содержанием основного вещества высокой степенью чистоты и белизны. Отличия природного и химически осажденного карбоната кальция: 1. Высокая степень белизны химически осажденного мела по сравнению с природным. По ГОСТу белизна химически осажденного мела составляет не менее 93%. Высокая степень белизны характерна и для материалов, имеющих в своем составе очищенный мел. 2. Мел химически осажденный чище природного аналога. В нем практически отсутствуют также тяжелые металлы. Осажденный мел нетоксичен, применяется в фармацевтической, пищевой и парфюмерной промышленности. 3. Синтетический мел имеет частицы более однородной формы и размера. При большом увеличении видно, что частицы природного мела неоднородны по форме и размеру. Частицы очищенного мела намного мельче, чем у природного карбоната кальция, отличаются стабильностью гранулометрического состава, имеют низкую абразивность. Производство. На первом этапе известняк обжигают при температуре не менее 825оС (температура разложения карбоната кальция). В результате температурного воздействия на карбонат кальция происходит реакция декарбонизации с образованием оксида кальция (негашеная известь) и диоксида углерода (углекислый газ). Оба полученных компонента используются на последующих стадиях получения осажденного карбоната кальция. Негашеная известь проходит процесс гидратации (взаимодействия с водой) с получением гашеной извести в избыточном количестве воды (известковое молоко). После этого известковое молоко проходит процесс карбонизации, обработки ранее полученным углекислым газом. В результате реакции углекислого газа с гашеной известью получается суспензия, содержащая чистые кристаллы химически полученного карбоната кальция. Далее полученный карбонат кальция осаждается и сушится. Таким образом, производство осажденного карбоната кальция в какой-то степени можно признать производством замкнутого цикла, где используются практически все основные компоненты исходного сырья. Использование углекислого газа, полученного на первой стадии производства, является экономически выгодным фактором и процессом, способствующим сохранению стабильной экологической обстановки.
Таблица 1.1. Физико-химические показатели осажденного карбоната кальция | Наименование показателей | | | 1. Массовая доля углекислого кальция и углекислого магния в пересчете на углекислый кальций, %, не менее | 98,5 | | 2. Массовая доля веществ, нерастворимых в соляной кислоте, %, не более | 0,1 | | 3. Массовая доля полуторных оксидов железа и алюминия, %, не более | 0,4 | | в т.ч. массовая доля железа в пересчете на Fe2 O3, %, не более | 0,1 | | 4. Массовая доля свободной щелочи в пересчете на оксид кальция, %, не более | 0,03 | | 5. Массовая доля песка, %, не более | 0,014 | | 6. Остаток на сите с сеткой, %, не более: | | | №0045 | 0,4 | | 7. Плотность, г./см.кв., не более | 0,25 | | 8. Белизна (TAPPI R = 457 нм), %, не менее | 93,0 | | 9. Массовая доля влаги, %, не менее | 0,5 | | 10. Массовая доля меди, %, не более | 0,0005 | | 11. Соответствие стандартам (ТУ) | ГОСТ 8253-79 | Источник: по данным открытых источников информации
Таблица 1.2. Физико-химические показатели осажденного карбоната кальция по ГОСТ 8253-79 | Наименование показателя | Норма | | Первый сорт | Второй сорт | | ОКП 21 6925 0330 | ОКП 21 6925 034.....* | | 1. Белизна, %, не менее | 93 | Не нормируется | | 2. Массовая доля углекислого кальция и углекислого магния в пересчете на углекислый кальций, %, не менее | 98,5 | 97,0 | | 3. Массовая доля свободной щелочи в пересчете на окись кальция, %, не более | 0,03 | 0,05 | | 4. Массовая доля веществ, не растворимых в соляной кислоте, %, не более | 0,1 | 0,3 | | в том числе | | | | массовая доля песка, %, не более | 0,014 | Не нормируется | | 5. Массовая доля полуторных окислов железа и алюминия, %, не более | 0,4 | 0,7 | | в том числе | | | | массовая доля железа в пересчете на  , %, не более | 0,1 | 0,3 | | 6. Массовая доля марганца, %, не более | 0,01 | Не нормируется | | 7. Массовая доля меди, %, не более | 0,0005 | То же | | 8. Массовая доля влаги, %, не более | 0,5 | 1,5 | | 9. Остаток после просева на сите с сеткой N 0045К по ГОСТ 6613-86, %, не более | 0,4 | 1,0 | | 10. Насыпная плотность, г/см , не более | 0,25 | 0,4 | Источник: по данным открытых источников информации
Таблица 1.3. Сравнительные характеристики природного и осажденного карбоната кальция | | Природный карбонат кальция | Осажденный карбонат кальция | | Кристаллическая форма | Неконтролируемая | Контролируемая | | Производство в форме нанопорошка | Экономически нецелесообразно | Возможно | | Расположение частиц | Неплотное, неравномерное | Плотное, равномерное | | Физические и химические свойства | Стабильные | Изменяемые | | Уровень чистоты продукта | С примесями, содержание CaCO3 на уровне 95-98% | Особо чистый продукт, содержание СаСО3 –99,9% | | Качество продукта | Изменяемое | Стабильное | | Вариативность продукта | Однотипный продукт | Возможно производство продукта с учетом нужд Заказчика | Источник: по данным открытых источников информации
1.2. Области применения осажденного карбоната кальция Осажденный карбонат кальция может быть использован в следующих отраслях: · в кабельной промышленности для изготовления резиновых оболочек, изолирующих токоведущие части; · в лакокрасочной промышленности для изготовления масляных и водоэмульсионных красок высокого качества; · в парфюмерии (при изготовлении зубных паст, зубного порошка и пр.); · для изготовления различных типов бумаги; · в производстве керамики для приготовления массы из глины, мела и красителей, для производства санитарно-гигиенических изделий; · в производстве цветной полиэтиленовой пленки толщиной более 100 мкр., которая используется для изготовления детских игрушек, надувных шаров и мячей, спасательных кругов, надувных лодок, товаров народного потребления (хозяйственные сумки, фартуки, проч.); · в производстве резинотехнических изделий. Используется для изготовления рукавов и шлангов, транспортерных лент, текстропных ремней, масок для противогазов, медицинских принадлежностей (перчатки и т.д.); · при приготовления детских питательных смесей (для пополнения кальция в организме); · в электронной промышленности - для изготовления частей микросхем; · в фармацевтике при изготовлении лекарственных препаратов; · для получения марочных вин (нейтрализации винной кислоты, присутствующей в виноградном соке); · в фармацевтике для выращивания грибков пенициллинового ряда; · клапанные пятислойные ламинированные бумажные мешки; · одноразовые контейнера БИГ-БЕГ; Карбонат кальция является наиболее важным неорганическим наполнителем, используемым в настоящее время при производстве большинства сортов бумаги и картона. В меньшей степени используются также другие неорганические наполнители, такие как каолин, тальк, диоксид кремния и другие. Эти наполнители удерживаются в структуре бумаги с помощью натуральных или синтетических систем удержания. Повышение содержания минеральных компонентов в бумажной продукции позволяет экономить волокно. В результате ускоряется удаление воды из бумажного полотна в формующей и прессовой частях бумагоделательной машины, что позволяет ускорить процесс сушки. За счёт этого возможно снижение производственной себестоимости или повышение производительности. ГЛАВА 1. СВОЙСТВА И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ 1.1. Свойства и технические характеристики осажденного карбоната кальция Карбонат кальция встречается в природе в виде белых минералов арагонита и кальцита в известняке ракушечнике меле и мраморе. Горные породы на основе СаCO3 с незначительными примесями покрывают примерно 40 млн кв км поверхности Земли. Переработка карбоната кальция основанана добыче известняков и мела с целью производства клинкера для нужд цементной промышленности а также гашеной негашеной и хлорной извести строительного мела белильных растворов карбида кальция цианамида кальция известковой воды и других веществ. Карбонат кальция находит также специальное применение в виде карбонатных наполнителей в резиновой и бумажной промышленности. В этом случае СаCO3 должен обладать строго определенными физико-химическими свойствами требования к которым очень высоки. Поэтому природный карбонат кальция заменяется синтетическим продуктом получаемым за счет реакции осаждения. Химически осажденный карбонат кальция отличается от природного наполнителя степенью дисперсности более развитыми поверхностными свойствами повышенным содержанием основного вещества высокой степенью чистоты и белизны. Отличия природного и химически осажденного карбоната кальция: 1. Высокая степень белизны химически осажденного мела по сравнению с природным. По ГОСТу белизна химически осажденного мела составляет не менее 93%. Высокая степень белизны характерна и для материалов, имеющих в своем составе очищенный мел. 2. Мел химически осажденный чище природного аналога. В нем практически отсутствуют также тяжелые металлы. Осажденный мел нетоксичен, применяется в фармацевтической, пищевой и парфюмерной промышленности. 3. Синтетический мел имеет частицы более однородной формы и размера. При большом увеличении видно, что частицы природного мела неоднородны по форме и размеру. Частицы очищенного мела намного мельче, чем у природного карбоната кальция, отличаются стабильностью гранулометрического состава, имеют низкую абразивность. Производство. На первом этапе известняк обжигают при температуре не менее 825оС (температура разложения карбоната кальция). В результате температурного воздействия на карбонат кальция происходит реакция декарбонизации с образованием оксида кальция (негашеная известь) и диоксида углерода (углекислый газ). Оба полученных компонента используются на последующих стадиях получения осажденного карбоната кальция. Негашеная известь проходит процесс гидратации (взаимодействия с водой) с получением гашеной извести в избыточном количестве воды (известковое молоко). После этого известковое молоко проходит процесс карбонизации, обработки ранее полученным углекислым газом. В результате реакции углекислого газа с гашеной известью получается суспензия, содержащая чистые кристаллы химически полученного карбоната кальция. Далее полученный карбонат кальция осаждается и сушится. Таким образом, производство осажденного карбоната кальция в какой-то степени можно признать производством замкнутого цикла, где используются практически все основные компоненты исходного сырья. Использование углекислого газа, полученного на первой стадии производства, является экономически выгодным фактором и процессом, способствующим сохранению стабильной экологической обстановки.
Таблица 1.1. Физико-химические показатели осажденного карбоната кальция | Наименование показателей | | | 1. Массовая доля углекислого кальция и углекислого магния в пересчете на углекислый кальций, %, не менее | 98,5 | | 2. Массовая доля веществ, нерастворимых в соляной кислоте, %, не более | 0,1 | | 3. Массовая доля полуторных оксидов железа и алюминия, %, не более | 0,4 | | в т.ч. массовая доля железа в пересчете на Fe2 O3, %, не более | 0,1 | | 4. Массовая доля свободной щелочи в пересчете на оксид кальция, %, не более | 0,03 | | 5. Массовая доля песка, %, не более | 0,014 | | 6. Остаток на сите с сеткой, %, не более: | | | №0045 | 0,4 | | 7. Плотность, г./см.кв., не более | 0,25 | | 8. Белизна (TAPPI R = 457 нм), %, не менее | 93,0 | | 9. Массовая доля влаги, %, не менее | 0,5 | | 10. Массовая доля меди, %, не более | 0,0005 | | 11. Соответствие стандартам (ТУ) | ГОСТ 8253-79 | Источник: по данным открытых источников информации
Таблица 1.2. Физико-химические показатели осажденного карбоната кальция по ГОСТ 8253-79 | Наименование показателя | Норма | | Первый сорт | Второй сорт | | ОКП 21 6925 0330 | ОКП 21 6925 034.....* | | 1. Белизна, %, не менее | 93 | Не нормируется | | 2. Массовая доля углекислого кальция и углекислого магния в пересчете на углекислый кальций, %, не менее | 98,5 | 97,0 | | 3. Массовая доля свободной щелочи в пересчете на окись кальция, %, не более | 0,03 | 0,05 | | 4. Массовая доля веществ, не растворимых в соляной кислоте, %, не более | 0,1 | 0,3 | | в том числе | | | | массовая доля песка, %, не более | 0,014 | Не нормируется | | 5. Массовая доля полуторных окислов железа и алюминия, %, не более | 0,4 | 0,7 | | в том числе | | | | массовая доля железа в пересчете на , %, не более | 0,1 | 0,3 | | 6. Массовая доля марганца, %, не более | 0,01 | Не нормируется | | 7. Массовая доля меди, %, не более | 0,0005 | То же | | 8. Массовая доля влаги, %, не более | 0,5 | 1,5 | | 9. Остаток после просева на сите с сеткой N 0045К по ГОСТ 6613-86, %, не более | 0,4 | 1,0 | | 10. Насыпная плотность, г/см, не более | 0,25 | 0,4 | Источник: по данным открытых источников информации
Таблица 1.3. Сравнительные характеристики природного и осажденного карбоната кальция | | Природный карбонат кальция | Осажденный карбонат кальция | | Кристаллическая форма | Неконтролируемая | Контролируемая | | Производство в форме нанопорошка | Экономически нецелесообразно | Возможно | | Расположение частиц | Неплотное, неравномерное | Плотное, равномерное | | Физические и химические свойства | Стабильные | Изменяемые | | Уровень чистоты продукта | С примесями, содержание CaCO3 на уровне 95-98% | Особо чистый продукт, содержание СаСО3 –99,9% | | Качество продукта | Изменяемое | Стабильное | | Вариативность продукта | Однотипный продукт | Возможно производство продукта с учетом нужд Заказчика | Источник: по данным открытых источников информации
1.2. Области применения осажденного карбоната кальция Осажденный карбонат кальция может быть использован в следующих отраслях: · в кабельной промышленности для изготовления резиновых оболочек, изолирующих токоведущие части; · в лакокрасочной промышленности для изготовления масляных и водоэмульсионных красок высокого качества; · в парфюмерии (при изготовлении зубных паст, зубного порошка и пр.); · для изготовления различных типов бумаги; · в производстве керамики для приготовления массы из глины, мела и красителей, для производства санитарно-гигиенических изделий; · в производстве цветной полиэтиленовой пленки толщиной более 100 мкр., которая используется для изготовления детских игрушек, надувных шаров и мячей, спасательных кругов, надувных лодок, товаров народного потребления (хозяйственные сумки, фартуки, проч.); · в производстве резинотехнических изделий. Используется для изготовления рукавов и шлангов, транспортерных лент, текстропных ремней, масок для противогазов, медицинских принадлежностей (перчатки и т.д.); · при приготовления детских питательных смесей (для пополнения кальция в организме); · в электронной промышленности - для изготовления частей микросхем; · в фармацевтике при изготовлении лекарственных препаратов; · для получения марочных вин (нейтрализации винной кислоты, присутствующей в виноградном соке); · в фармацевтике для выращивания грибков пенициллинового ряда; · клапанные пятислойные ламинированные бумажные мешки; · одноразовые контейнера БИГ-БЕГ; Карбонат кальция является наиболее важным неорганическим наполнителем, используемым в настоящее время при производстве большинства сортов бумаги и картона. В меньшей степени используются также другие неорганические наполнители, такие как каолин, тальк, диоксид кремния и другие. Эти наполнители удерживаются в структуре бумаги с помощью натуральных или синтетических систем удержания. Повышение содержания минеральных компонентов в бумажной продукции позволяет экономить волокно. В результате ускоряется удаление воды из бумажного полотна в формующей и прессовой частях бумагоделательной машины, что позволяет ускорить процесс сушки. За счёт этого возможно снижение производственной себестоимости или повышение производительности. |
