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从12个角度区分重质碳酸钙与轻质碳酸钙!

   日期:2019-08-12     浏览:215    
       目前,市场上主要的工业碳酸钙产品为轻质碳酸钙(PCC)和重质碳酸钙(GCC),两者不仅在矿物学特征方面有一定的相似之处,其应用领域也有部分重叠,例如5-0.1μm超细重质碳酸钙与轻质碳酸钙约在90%的情况下可相互替代。
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因此,轻质碳酸钙与重质碳酸钙的区分问题一直困扰着多数用户,今天粉体技术网就从生产方式、吸油值、颗粒形状、应用性能等12个方面介绍其不同。

1、生产方式

  • 重质碳酸钙主要是以方解石、大理石、石灰岩、白垩、汉白玉等天然矿物为原料,经机械粉磨加工得到的粉体材料;
  • 轻质碳酸钙主要是以石灰石为原料,经煅烧、消化、碳化、脱水、干燥、分级等工序得到的粉体材料。

2、堆积密度

产品堆积密度的不同是重质碳酸钙与轻质碳酸钙最明显的区别。

  • 重质碳酸钙产品的堆积密度较大,一般为0.8~1.3g/cm3;
  • 轻质碳酸钙产品的堆积密度较小,一般为0.5~0.7g/cm3,一些纳米碳酸钙产品的堆积密度甚至可达到0.28g/cm3左右。

3、沉降体积

沉降体积是单位质量的碳酸钙在100mL水中振荡并静置3h后所具有的体积。沉降体积越大说明产品粒度越小、密度越轻、产品档次越高。

  • 重质碳酸钙的沉降体积为1.1~1.4mL/g;
  • 轻质碳酸钙的沉降体积为2.4~2.8mL/g,纳米轻质碳酸钙的沉降体积为3.0~4.0mL/g。

4、比表面积

碳酸钙的平均粒径与其比表面积有着内在的联系,可通过其比表面积的大小来较准确地判断平均粒径的大小。

  • 普通重质碳酸钙的比表面积一般为1m2/g左右,重质微细碳酸钙比表面积为1.45~2.1m2/g;
  • 普通轻质碳酸钙的比表面积一般为5m2/g左右,轻质微细碳酸钙比表面积为27~87m2/g。

5、吸油值

在实际应用中,大多数填料都用吸油值这项指标来大致预测填料对树脂的需求量,即吸油值对选择填料具有重要的指导意义。

  • 重质碳酸钙由于颗粒大、表面光洁、比表面积小,因此吸油值较低,一般为40-60mL/100g左右;
  • 轻质碳酸钙颗粒微细、表面较粗糙,比表面积大,因此吸油值较高,一般为60-90mL/100g左右。

6、白度

  • 重质碳酸钙由于相对杂质较多,因此产品白度一般为89%~93%,极少数的产品能达到95%;
  • 轻质碳酸钙产品纯净度较高,因此白度一般为92%~95%,部分产品可以达到96%~97%。

7、水分含量

  • 重质碳酸钙产品水分一般为0.2%~0.3%,水分含量比较低,同时也较为稳定,一些高档的产品水分甚至可达到0.1%左右;
  • 普通轻质碳酸钙产品水分0.3%~0.8%,有时会有一定的波动,不太稳定。

8、粒径

  • 重质碳酸钙产品的粒径为0.5~45μm不等,按其原始平均粒径(d)分为:粗磨碳酸钙(>3μm)、细磨碳酸钙(1-3μm)、超细碳酸钙(0.5-1μm)。产品粒径越小价格越高,目前尚无工业化生产的纳米级重质碳酸钙,只是在一些微细钙产品中含有极少量粒径为100nm左右的颗粒。
  • 普通轻质碳酸钙产品的粒径一般为0.5~15μm,纳米碳酸钙粒径一般为20~200nm。轻质碳酸钙按其原始平均粒径(d)可分为:微粒碳酸钙(>5μm)、微粉碳酸钙(1-5μm)、微细碳酸钙(0.1-1μm)、超细碳酸钙(0.02-0.1μm)、超微细碳酸钙(<0.02μm)。

9、颗粒形状

  • 重质碳酸钙的粉体特点是:颗粒形状不规则,而且颗粒有一定的棱角,表面粗糙;颗粒大小差异较大,粒径分布较宽,粒径较大。破碎和细化不会改变重质碳酸钙的晶型,一般方解石重质碳酸钙为六方晶型、大理石重质碳酸钙为立方晶型,主要与产地有关。
  • 轻质碳酸钙的粉体特点是:颗粒形状规则,可视为单分散粉体;粒度分布较窄。根据晶粒形状的不同,轻质碳酸钙可分为纺锤形、立方形、针状、链状、球形、片状和菱形等。
  • 纺锤形碳酸钙是轻质碳酸钙中最常见的一种晶形,平均长轴粒径为5-12μm,平均短轴粒径为1-3μm;
  • 针状碳酸钙平均粒径为0.01-0.1μm,平均长径比为5-100;
  • 链状碳酸钙平均粒径为0.01-0.1μm,平均长径比为10-50;
  • 球形碳酸钙平均粒径为0.03-0.05μm;
  • 立方形碳酸钙平均粒径为0.02-0.1μm;
  • 片状碳酸钙平均粒径为1-3μm。

10、味道

对于食品级碳酸钙来说,产品味道也是重要的指标之一。轻质碳酸钙由于氧化钙反应不完全,残留有石灰味道,如填充饼干则会有呛人的味道,而重质碳酸钙没有。

11、矿物经济学对比

粉体制备成本:常规成本相当,处于同一竞争水平,但若附加环境管制成本和资源浪费率,轻质碳酸钙扩展成本则高于重质碳酸钙;

环境平衡度:重质碳酸钙生产除噪声外,无“三废”排放,环境易协调和管制;轻质碳酸钙生产排放“三废”,特别有燃烧废气,环境总平衡度低。

资源利用率:重质碳酸钙易于矿产资源综合利用,轻质碳酸钙凭借化学加工能力不易控制矿产资源合理利用率。

12、应用性能

在应用过程中,重质碳酸钙产品主要用于造纸、橡胶和塑料等行业,填充量一般较大,主要作为体积填料,降低应用产品的制造成本。

轻质碳酸钙产品相对应用领域较广泛,主要的应用领域为塑料、橡胶、涂料、胶黏剂、卷烟纸、油墨等,以体积填充为主,而纳米碳酸钙产品在应用过程中往往作为改性或补强等功能性填料使用,填充量一般较少。轻质碳酸钙产品

(1)造纸:造纸中推广中性施胶之后,碳酸钙需求量剧增,但轻质碳酸钙由于吸油值高、耗胶量大,有损施胶效果;另外,轻质碳酸钙保水性强,在机纸中添加,纸张强度相对于重质碳酸钙来说较差。

但对于在生产卷烟纸来说,轻质碳酸钙则优于重质碳酸钙。国内外卷烟纸用碳酸钙以轻质碳酸钙为主,特别是纺锤形轻质碳酸钙,由于其结晶形状决定了粒子的堆积、交叉在一起,会产生搭桥作用,较疏松,对成纸的透气度、不透明度、白度均较有利,是高档卷烟纸用碳酸钙的最佳选择。

(2)塑料:普通轻质碳酸钙由于吸油值高,在某些塑料中添加显得太轻,混炼有一定困难,增加添加量较困难,只能作一般性的增量剂。因此,在塑编制品、管材、注塑或中空制品中,普遍使用重质碳酸钙。

(3)橡胶:轻质碳酸钙由于粒径小、沉降体积大,可以增加橡胶体积,改善橡胶硫化性能、起半补强或补强作用。

(4)其他:在建筑涂料、腻子、毡层包装、饲料等方面,由于较粗的粒径就满足需要,因此,主要采用重质碳酸钙。

 
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