O carbonato de cálcio pesado (GCC) é um material em pó de carbonato de cálcio produzido pela moagem mecânica de minerais brutos como calcita, giz e mármore. Caracteriza-se pela ampla disponibilidade de matérias-primas, alto grau de brancura, baixa absorção de óleo, boa aplicabilidade e baixo custo. Atualmente, é o produto em pó mineral inorgânico não metálico mais utilizado e com maior volume de produção.
A produção de GCC baseia-se principalmente em tecnologias de moagem e modificação de superfície para fabricar produtos que atendam aos requisitos de finura de diversas aplicações. Esses produtos incluem pó fino, pó ultrafino, pó com superfície modificada (ativado) e pasta ultrafina para fabricação de papel, entre outros. Existem mais de dez produtos de GCC especializados com diferentes níveis de finura e tratamentos de modificação de superfície.
Processo e equipamentos de produção do GCC
Tomando como exemplo a indústria de revestimentos do Conselho de Cooperação do Golfo (CCG), o processo de produção inclui principalmente: lavagem e remoção de impurezas, britagem primária, britagem secundária, peneiramento, moagem e classificação, coleta do produto, tratamento de superfície e embalagem.
Tecnologia e equipamentos de moagem do GCC
Atualmente, o GCC com tamanho de partícula d97 ≥ 5 μm é produzido principalmente por métodos a seco. Os equipamentos utilizados incluem melhorias. Raymond Mills (Moinhos de rolos suspensos ou moinhos pendulares), moinhos de rolos (incluindo moinhos de rolos de pressão/moinhos verticais, moinhos de rolos anulares) e moinhos de bolas.
O GCC ultrafino com tamanho de partícula d97 < 5 μm geralmente emprega um processo de produção a seco, embora algumas produções utilizem um método de moagem úmida + secagem. A produção a seco utiliza principalmente cilindros. Moinhos de bolas + classificadores, moinhos de rolos (incluindo moinhos de rolos anulares com classificação interna, moinhos verticais/moinhos de rolos de pressão) e moinhos de agitação a seco + classificadores.
O linha de produção de moinho de bolas + classificador É utilizada principalmente para produzir pós finos e ultrafinos de GCC com d97 = 5–43 μm. Suas características incluem operação contínua em circuito fechado, classificação em múltiplos estágios, alta carga de circulação (300%–500%) e grande capacidade de produção por unidade.
O moinho de rolos de anel O equipamento de moagem fina e ultrafina mais utilizado é o de moagem fina e ultrafina. Caracteriza-se por uma alta taxa de redução de tamanho e baixo consumo de energia por unidade de produto. Quando equipado com classificadores finos internos ou externos, pode produzir partículas ultrafinas com d97 ≤ 10 μm. A finura do produto é ajustável entre d97 = 5–40 μm, sendo a faixa de tamanho ideal d97 = 10–30 μm.
O moinho de rolos é um dos principais equipamentos de grande escala para a moagem fina e ultrafina de GCC. Apresenta uma alta taxa de moagem e é mais adequado para a produção de partículas com d97 = 15–45 μm. Quando combinado com um classificador fino externo, pode produzir partículas ultrafinas com d97 ≤ 10 μm. O produto resultante possui boa granulometria e baixo valor de absorção de óleo. Isso o torna particularmente adequado para a produção de cargas de GCC utilizadas em compósitos à base de poliéster insaturado (por exemplo, pedra artificial). Além disso, apresenta baixo consumo de energia e desgaste por unidade de produto.
Tecnologia e equipamentos para modificação de superfície do GCC
A modificação da superfície do GCC emprega principalmente métodos de revestimento orgânico e modificação de compósitos.
A modificação por revestimento orgânico envolve o revestimento e a modificação do pó de GCC utilizando agentes/modificadores de superfície orgânicos. Esses agentes incluem ácido esteárico e seus sais, agentes de acoplamento de aluminato, agentes de acoplamento de titanato e polímeros solúveis em água.
A modificação composta é um método de modificação de superfície no qual outro pó inorgânico é misturado uniformemente ou revestido na superfície de partículas de GCC ou partículas ultrafinas de GCC usando métodos físicos ou químicos.
Atualmente, a modificação a seco é o processo mais comum para o GCC. A modificação úmida raramente é utilizada, a menos que seja integrada à moagem ultrafina úmida.
Os equipamentos comuns para modificação de superfície em GCC incluem modificadores de superfície de pó contínuo, modificadores de mistura de alta eficiência, misturadores de aquecimento de alta velocidade e moinhos de vórtice. Algumas modificações de superfície em GCC também são realizadas simultaneamente com a moagem fina ou ultrafina. Nesses processos integrados, os modificadores de superfície são adicionados durante as etapas de moagem, permitindo que tanto a redução de tamanho quanto a modificação da superfície sejam concluídas no mesmo equipamento.
Pó épico
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— Jason Wang, Engenheiro Sênior