Карбонат кальцію у вигляді мінералів видобувається в багатьох країнах світу та обробляється у мільйонах тонн щороку. Його природна доступність поєднується з винятковими властивостями, серед яких — висока білизна (до 98%), інертність до більшості хімічних реагентів, здатність до поліпшення механічних властивостей полімерних композицій, і навіть антибактеріальні властивості у наноформі. Саме тому карбонат кальцію широко використовується в целюлозній, хімічній, фармацевтичній, харчовій та будівельній промисловості. Його можна використовувати як наповнювач у виробництві паперу, пластмас, гуми, фарб, чорнил або герметиків. Але перед використанням за цими призначеннями карбонат кальцію, зазвичай, необхідно подрібнити до певної дисперсності. Ступінь дисперсності частинок напряму впливає на показники сумісності карбонату кальцію з полімерною або іншою основою, на механічні характеристики композиту, його оптичні властивості, адгезію, стійкість до зношування і навіть вогнестійкість.

Традиційні методи подрібнення карбонату кальцію

Для цього у промисловості найчастіше використовуються два підходи: грубе подрібнення та осадження. Осаджений карбонат кальцію виробляється шляхом хімічного осадження з водних розчинів та має значно менші розміри частинок і вищу чистоту, але його виробництво є значно дорожчим. Тому в багатьох випадках виробники намагаються отримати тонкодисперсний карбонат кальцію саме механічним способом. Проте досягнення бажаного розміру частинок і стабільної форми без агломерації — це складне завдання для класичних методів подрібнення.

Шарові, вібраційні, струминні чи планетарні млини не завжди забезпечують належний рівень дисперсності при розумних витратах енергії та ресурсів. Більшість із цих технологій є енерговитратними, громіздкими та пов’язані з високим рівнем шуму, а отриманий продукт нерідко потребує додаткових стадій сепарації, сушки чи обробки.

Технологія подрібнення карбонату кальцію в апаратах АВС

Виходячи з цього, спеціалістами компанії GlobeCore була розроблена технологія тонкодисперсного подрібнення карбонату кальцію з використанням апаратів вихрового шару типу АВС. Апарати вихрового шару — це електромагнітні вихрові млини, що працюють на основі індукційного поля. Усередині немагнітної робочої камери обертаються феромагнітні частинки, які, під дією змінного електромагнітного поля, утворюють динамічний вихровий шар. В цій активній зоні матеріал інтенсивно диспергується, подрібнюється та активується в результаті численних зіткнень феромагнітних частинок між собою, зі стінками камери та із самим матеріалом, що обробляється.

Особливістю апаратів вихрового шару є можливість точного регулювання тривалості обробки, а отже — і дисперсності частинок. Чим довше карбонат кальцію перебуває в робочій камері апарату, тим меншими стають його частинки. Таким чином, можна отримати фракції різної крупності — від декількох десятків мікронів до одного мікрона і навіть менше, що дозволяє адаптувати кінцевий продукт до конкретних технологічних потреб.

Переваги використання АВС для подрібнення

Ще однією перевагою апаратів АВС є те, що вони дозволяють не тільки подрібнювати, а й активувати поверхні частинок. В процесі руйнування структури мінералу відкриваються нові активні центри, що підвищує реакційну здатність карбонату кальцію та покращує його здатність до взаємодії з полімерними матрицями, в’яжучими чи дисперсійними системами.

Окрім ефективності подрібнення, апарати вихрового шару GlobeCore відзначаються простою експлуатацією, компактністю розмірів та енергоощадністю за рахунок того, що один апарат в залежності від моделі споживає не більше 9,5 кіловат активної потужності. Апарати вихрового шару легко вбудовуються в існуючі технологічні лінії подрібнення мінералів замість габаритних і шумних млинів.

Додатковою перевагою АВС є універсальність — обладнання ефективно працює як у сухому, так і у вологому середовищі подрібнення. У вологому середовищі активуються додаткові механізми впливу на матеріал: диспергування, електроліз, гідродинамічні зусилля, акустичні коливання. Це дозволяє досягти ще вищої якості подрібнення і підвищення реакційної здатності оброблюваного матеріалу. Разом із тим, сухе подрібнення у вихровому шарі має свої переваги — спрощення технологічного процесу за відсутності необхідності у зневодненні та сушінні матеріалу після обробки.

Апарати вихрового шару витримують тривалу експлуатацію (до сорока років і навіть більше), не вимагають частого техобслуговування і дозволяють обробляти не лише карбонат кальцію, але й інші мінерали, пігменти, порошки, каталізатори, сорбенти.

Таким чином, використання апаратів вихрового шару АВС від компанії GlobeCore для подрібнення карбонату кальцію забезпечує не тільки економічність і гнучкість процесу, але й значно покращує якість готової продукції, підвищуючи її ринкову вартість.