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重质碳酸钙原矿石及钙粉 实体企业自有0.5823平方公里的大理岩矿山,1.4亿吨碳酸钙可开采储量
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碳酸钙粉体行业标准

industry standard

产品概述Product overview

重质碳酸钙以方解石、大理石、白垩、贝壳、石灰石等为原料,经机械粉碎及超细研磨等制取的产品为重质碳酸钙,通常以GCC 表示,具有原料来源广、白度高、吸油值低、适用性好、价格低廉等特点,是目前应用广、用量大的无机非金 属矿物粉体之一。

重质碳酸钙是一种用途广泛的无机填料,适用于造纸、塑料、涂料、橡胶等工业领域。

产品性能Product performance

根据生产方法的不同,可将碳酸钙粉体分为轻质碳酸钙和重质碳酸钙,两者的理化性质略有不同,因此应用性能也各有特点。如造纸中推广中性施胶之后,由于轻质碳酸钙的吸油值高、耗胶量就大、有损施胶效果,而重质碳酸钙则反之;轻质碳酸钙保水性强,在机纸中添加,纸张强度就不及添加重质超细碳酸钙的。换言之,理化指标对重质碳酸钙的应用性能具有重大影响。

  • 沉降体积或堆积密度 沉降体积或堆积密度

    重质碳酸钙的沉降体积为1.2~1.9mL/g。沉降体积或堆积密度主要影响填充材料的密度。

  • 化学-填充-(1) 化学成分

    重质碳酸钙的CaO以及盐酸不溶物、铁、锰、重金属含量等化学成分影响产品白度、磨耗值、填充材料色泽、化学稳定性以及在牙膏和食品中应用性。

  • 沉降体积或堆积密度 水分含量

    重质碳酸钙的水分含量主要影响填充材料或制品的表观性质,过高的水分含量不仅影响表面改性的效果,还可能使填充材料或制品的表观质量发生改变。

  • 吸油值 吸油值

    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,为-48mL/100g。吸油值影响重质碳酸钙在填充材料或制品中的分散性和填充树脂体系加工性能(混合的难易程度),对涂料和油墨则影响其分散稳定性或沉降性能。

  • 粒度大小及其分布 粒度大小及其分布

    重质碳酸钙按粒径分为粗磨碳酸钙(>3μm)、细磨碳酸钙(1~3μm)、超细碳酸钙(0.5~1μm)。粒度大小及其分布影响产品的白度、亮度或光泽、磨耗值、堆积密度、填充材料力学性能(强度、断裂伸长率、模量等)及其成本。

  • 其他指标 其他指标

    白度主要影响制品的色泽和亮度;重质碳酸钙的比表面积为 1m2 /g,小于轻质碳酸钙,主要影响吸油值;pH主要表征重质碳酸钙产品的酸碱性,是影响填充材料或制品化学稳定性的主要因素之一。

产品应用product application

重质碳酸钙由最初的“双飞粉”、“三飞粉”等少数几种发展到包括细粉、超细粉、表面改性(活性)粉以及造纸用超细浆料产品等几大类十余种不同细度和表面改性用重质碳酸钙产品,广泛应用于造纸、塑料、橡胶、涂料、油墨、日用化工、食品等工业领域中。

目前国外对重质碳酸钙有相应的技术指标要求。而我国重质碳酸钙工业起步较晚,尚未制定标准规范该行业,工业用重质碳酸钙主要参照 HG/T3249-2013标准执行。

重质碳酸钙

造纸行业用重质碳酸钙

自推广中性施胶技术以来,碳酸钙就开始大量应用于造纸行业中,代替木浆和其他颜料,改善纸张的光亮度、不透性、空隙度、松密度等。重质碳酸钙在造纸中主要用于铜版纸、涂布白纸板等的涂料和填料以及新闻纸、印刷书写纸、字典纸、传票纸、卷烟纸等的填料。通常铜版纸造纸用重质碳酸钙原料为325目,白度要求92以上,碳酸钙含量大于98%。白板纸等造纸纸浆用重质碳酸钙细度1250目以上,白度要求92以上,碳酸钙含量98%。

2020年4月1日,QB/T2811-2019造纸用碳酸钙代替 QB/T2811-2006造纸研磨碳酸钙正式实施。依据标准,造纸用碳酸钙按产品用途分为填料级碳酸钙、涂布级碳酸钙。其中填料级碳酸钙包括重质碳酸钙(研磨碳酸钙)和轻质碳酸钙(沉淀碳酸钙),涂布级碳酸钙包括底涂碳酸钙和面涂碳酸钙。此外,造纸用碳酸钙按产品形式可分为:粉状碳酸钙、膏状碳酸钙和浆状碳酸钙。

表 2 填料级碳酸钙的技术指标要求(QB/T2811-2019 造纸用碳酸钙)

表 3 涂布级碳酸钙的技术指标要求(QB/T2811-2019 造纸用碳酸钙)

橡胶行业用重质碳酸钙

在橡胶中主要用于胶带、胶鞋、橡胶杂品、耐磨胶管、绝缘胶布等,可以增加制品的容积,从而节约昂贵的橡胶用量以降低成本。另外,重质碳酸钙填入橡胶中能获得比纯橡胶更高的撕裂强度、抗拉强度、耐磨性,大大减少橡胶的硫化时间,调节稠度,是一种很好的材料。橡胶用重质碳酸钙粉:要求细度800~5000 目,白度90以上,碳酸钙含量大于96%。

表 4 橡胶工业用重质碳酸钙技术要求(HG/T3249.4-2013)[

塑料行业用重质碳酸钙

塑料-塑料母料用重质碳酸钙粉要求矿石结构为大结晶方解石,碳酸钙含量98%,白度92以上,要求细度1250~7000目,高加热后白度不变。碳酸钙在塑料制品中能起到一种骨架作用,对塑料制品尺寸的稳定性有很大作用,还能提高制品的硬度,并提高制品的表面光泽和表面平整性。由于碳酸钙白度在92以上,还可以取代昂贵的白色颜料。

HG/T3249.3-2013标准中将塑料工业用重质碳酸钙分为两类:Ⅰ类为普通塑料工业用重质碳酸钙;Ⅱ类为经表面处理制得的塑料工业用重质碳酸钙。

表 5 普通塑料工业用重质碳酸钙技术要求(HG/T3249.3-2013)[

表 6 经表面处理制得的塑料工业用重质碳酸钙技术要求(HG/T3249.3-2013)

油漆涂料用重质碳酸钙

碳酸钙白度较高,吸油值低,可减少乳液需要量,既降低乳胶漆的成本,又起到骨架作用,提高涂膜厚度、硬度、耐磨性,同时,超细化的重质碳酸钙还具有很强的空间位隔能力,应用于涂料中可以充分发挥钛白粉的遮盖力作用,减少钛白粉的添加量。

HG/T3249.2-2013将涂料工业用重质碳酸钙分为两类:Ⅰ类为普通涂料工业用重质碳酸钙;Ⅱ类为经表面处理制得的涂料工业用活性重质碳酸钙。

油漆-乳胶漆用重质碳酸钙细度600~1250目,高档油漆甚至使用重钙细度3000~6000目,白度大于95,碳酸钙含量96%;水性涂料用重质碳酸钙细度600~5000目,白度95,碳酸钙含量96%。

表 7 普通涂料工业用重质碳酸钙技术要求(HG/T3249.2-2013)

表 8 经表面处理制得的涂料工业用活性重质碳酸钙技术要求(HG/T3249.2-2013)

其他行业用重质碳酸钙

碳酸钙在建筑行业中的混凝土中有重要作用,不仅可以降低生产成本,还可以增加产品的韧性和强度。干粉砂浆用重质碳酸钙要求325目,白度要求92%,碳酸钙含量96%。碳酸钙在建筑行业中的混凝土中有重要作用,不仅可以降低生产成本,还可以增加产品的韧性和强度。干粉砂浆用重质碳酸钙要求325目,白度要求92%,碳酸钙含量96%。

人造大理石用重质碳酸钙要求325目,白度要求95%,碳酸钙含量98%。

纯净无杂色碳酸钙可以用在地板砖行业,用来增加产品的白度和拉力,改善产品的韧性,降低生产成本。地板砖重质碳酸钙要求400目,白度要求95%,碳酸钙含量98%。纯净无杂质碳酸钙可以增加饲料中钙含量,提升饲料品质。饲料行业用重质碳酸钙要求 325 目,白度要求95%。碳酸钙含量99%。碳酸钙在牙膏中主要用作磨擦剂和酸中和剂。牙膏用重质碳酸钙要求白度94%,碳酸钙含量98%。

结语conclusion

随着科研的不断深入,重质碳酸钙应用范围不断扩大,耗用量大大增加,根据我国各工业发展比例关系,预计在2020~2025年间,我国重质碳酸钙系列产品年需量将达到800~1000万t。而重质碳酸钙应用的真正价值是它的深加工产品。重质碳酸钙产品正朝着超细化、超纯化、表面改性及复合化方向高速发展。与此同时,为解决碳酸钙行业标准与行业快速发展不太匹配的 问题,相关碳酸钙标准正在起草商定, 如《塑料和涂料工业用重质碳酸钙》。我国碳酸钙行业也正朝着标准化高质量发展。