نگاهی اجمالی به کاربردهای کربنات کلسیم

نگاهی اجمالی به کاربردهای کربنات کلسیم

نگاهی اجمالی به کاربردهای کربنات کلسیم میندازیم کربنات کلسیم یک ترکیب معدنی مهم است که به طور گسترده در پلاستیک، لاستیک، کاغذسازی، جوهر، رنگ و روکش و مصالح ساختمانی و غیره استفاده می شود. این ماده پرکاربردترین پرکننده در صنایع تولیدی و فرآوری است. کربنات کلسیم در حال حاضر عمدتاً از طریق دو نوع فرآیند تولید می شود: یکی شامل خرد کردن مکانیکی سنگ آهک طبیعی برای تولید کربنات کلسیم که با ظرافت های مختلف است. این نوع کربنات کلسیم به عنوان کربنات کلسیم سنگین شناخته می شود. کیفیت آن با کیفیت و ظرافت سنگ آهک طبیعی تعیین می شود. دومین فرآیند شامل کلسیناسیون سنگ آهک انتخاب شده است. اکسید کلسیم (CaO) حاصل با آب واکنش داده می شود.

نگاهی اجمالی به کاربردهای کربنات کلسیم را ببینیم (H2O) برای تولید هیدروکسید کلسیم (Ca (OH) 2) ، و سپس با دی اکسید کربن واکنش داده، که منجر به رسوب کربنات کلسیم می شود. این نوع کربنات کلسیم به نام کربنات کلسیم سبک شناخته می شود. کیفیت کربنات کلسیم سبک نه تنها به کیفیت سنگ آهک طبیعی مورد استفاده بستگی دارد، بلکه به شرایط کلسیناسیون و سایر واکنشهای شیمیایی و درجه بندی ظرافت بستگی دارد. در حال حاضر از دو روش صنعتی اصلی برای ساخت کربنات کلسیم سنگین استفاده می شود: یکی روش خشک و دیگری روش مرطوب. کربنات کلسیم ساخته شده به روش خشک به طور گسترده ای در صنایع لاستیک، پلاستیک و پوشش استفاده می شود. کربنات کلسیم ساخته شده به روش مرطوب معمولاً در صنعت تولید کاغذ استفاده می شود. بیشتر محصول به صورت دوغاب به کارخانه های کاغذ فروشی می شود.

کاربردهای کربنات کلسیم

نگاهی اجمالی به کاربردهای کربنات کلسیم خواهیم انداخت کربنات کلسیم معمولاً به عنوان یک افزودنی در تولید لاستیک، پلاستیک، کاغذ، رنگ و پوشش و جوهر و غیره استفاده می شود. همچنین از آن به طور گسترده ای در سنتز آلی، متالورژی، شیشه سازی و تولید آزبست و غیره استفاده می شود.

• استفاده از کربنات کلسیم در لاستیک

نگاهی اجمالی به کاربردهای کربنات کلسیم را شروع میکنیم پودر کربنات کلسیم سابقه استفاده طولانی مدت در پلاستیک و لاستیک را دارد. استفاده از آن می تواند هزینه ها را کاهش دهد و می تواند مقاومت در برابر حرارت، ثبات اندازه و سختی مواد پایه را بهبود بخشد. کربنات کلسیم پرکننده ای است که برای اولین بار در صنعت لاستیک استفاده شد و هنوز در بیشترین مقدار مورد استفاده قرار می گیرد. افزودن مقادیر زیادی کربنات کلسیم به لاستیک می تواند حجم محصول را افزایش دهد، این امر استفاده از لاستیک طبیعی گران قیمت را حفظ کرده و در نتیجه هزینه ها را کاهش می دهد. افزودن کربنات کلسیم به لاستیک استحکام کششی، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر پارگی را حتی بیشتر از ولکانیزاسیون افزایش می دهد. کربنات کلسیم همچنین دارای اثر تقویت کننده قابل توجهی در لاستیک طبیعی و مصنوعی است و می تواند قوام را بهبود بخشد. کربنات کلسیم در محصولات کوچک لاستیکی مانند مهر و موم روغن و قطعات خودرو و همچنین در محصولات بزرگ مانند لاستیک، نوار و شیلنگ لاستیکی استفاده می شود. در صورت لزوم، کربنات کلسیم به تنهایی به عنوان یک پرکننده تقویت کننده استفاده نمی شود، بلکه ممکن است همراه با پرکننده های دیگر مانند کربن سیاه، خاک رس و سفید تیتانیوم برای تقویت، پر کردن، رنگ آمیزی و بهبود کارایی استفاده شود. عملکرد محصول و کاهش محتوای لاتکس کربنات کلسیم همچنین ممکن است تا حدی جایگزین پرکننده های سفید گران تری مانند کربن و تیتانیوم شود.

• استفاده از کربنات کلسیم در پلاستیک

پودر کربنات کلسیم نوعی ساختار اسکلتی در داخل محصولات پلاستیکی ایجاد می کند و ثبات اندازه محصولات پلاستیکی را تا حد زیادی بهبود می بخشد. این ماده می تواند سختی محصول، عملکرد الکتریکی، عملکرد مقاوم در برابر شعله، مقاومت در برابر حرارت و عملکرد پردازش را بهبود بخشد. همچنین می تواند جلوه و منظم بودن سطح محصولات را بهبود بخشد. افزودن کربنات کلسیم می تواند مقاومت حرارتی محصولات پلاستیکی معمولی را افزایش دهد. و از آنجا که دارای سفیدی بیش از 90 است، کربنات کلسیم می تواند به عنوان سفید کننده به جای رنگدانه های سفید گران قیمت عمل کند. با درنظر گرفتن ساخت محصولات PVC ، استفاده منطقی از کربنات کلسیم سنگین می تواند مقاومت در برابر حرارت، سفتی، ثبات اندازه و کارایی را افزایش دهد. علاوه بر این، استفاده از مقادیر کم کربنات کلسیم سبک می تواند مقاومت کششی محصولات PVC را افزایش دهد. افزودن مقدار زیاد کربنات کلسیم به محصولات PVC می تواند به کیفیت محصول آسیب برساند و استفاده از کربنات کلسیم بی کیفیت می تواند کیفیت محصول را تا حد زیادی کاهش دهد. افزودن مقادیر مشابه کربنات کلسیم معمولی، کربنات کلسیم برتر و کربنات کلسیم پایین، محصولات PVC با عملکرد کاملاً متفاوت را به همراه خواهد داشت.

• وضعیت صنایع لاستیک و پلاستیک

با توجه به پیشرفت های تکنولوژیکی در سال های اخیر، کربنات کلسیم فوق العاده با قطر ذرات متوسط ​​1 میکرومتر در حال حاضر برای عملکرد خوب محصولات و افزایش درخشندگی و ثبات رنگ مورد استفاده قرار می گیرد. برای کاهش هزینه ها، بسیاری از شرکت های پلاستیکی و لاستیکی در حال حاضر از کربنات کلسیم فوق العاده به جای کربنات کلسیم سبک استفاده می کنند. کربنات کلسیم بسیار سنگین نسبت به کربنات کلسیم سبک در جذب روغن بهتر عمل می کند و استفاده از کربنات کلسیم سنگین نیز می تواند نیاز به نرم کننده را کاهش دهد. و از آنجا که کربنات کلسیم فوق العاده بسیار خوب است، و پراکندگی و پایداری حرارتی خوبی دارد، از آن به طور گسترده ای در پلاستیک و لاستیک استفاده می شود. استفاده از کربنات کلسیم با کیفیت عالی نتایج خوبی در فولاد پلاستیکی با اشکال غیر استاندارد، PVC ، مواد فشرده و لاستیک سیلیکون به همراه داشته است. این می تواند مقاومت ضربه، پایداری اندازه و مقاومت در برابر حرارت پلاستیک و لاستیک را به میزان قابل توجهی افزایش دهد، عملکرد پردازش را بهبود بخشد و هزینه ها را با افزایش قابل ملاحظه میزان پرکنندگی کاهش دهد (برای مقایسه، کربنات کلسیم سبک می تواند مقدار پرکننده را 100 تا 300 درصد افزایش دهد). علاوه بر این، از آنجا که کربنات کلسیم فوق العاده با استفاده از روش مرطوب ساخته می شود، ذرات نسبتاً عاری از لبه های تیز هستند و سیلندرها و پیچ های ماشین های اکستروژن از ساییدگی کمتری نسبت به زمانی که پلاستیک حاوی کربنات کلسیم سنگین ساخته شده با روش خشک است، آسیب می بینند. تحقیقات در مورد افزایش چقرمگی با افزودن ذرات سفت و سخت نشان داد که وقتی یک ماتریس رزینی حاوی ذرات معدنی پراکنده شده به طور مساوی تحت تأثیر یک نیروی خارجی قرار می گیرد، نوعی درهم ریختگی بین ذرات و ماتریس رخ می دهد و انرژی ضربه را جذب می کند. افزودن ذرات در نتیجه باعث افزایش چقرمگی می شود. هنگامی که از پردازش فعال سازی سطحی استفاده می شود، ذرات کربنات کلسیم فوق ریز می توانند پراکندگی بهتری را در رزین ماتریس به دست آورند و می توانند با رزین بهتر پیوند خورده و چقرمگی را حتی بهتر افزایش دهند. هرچه قطر ذرات کوچکتر باشد، سطح نسبی آنها بیشتر و افزایش چقرمگی بیشتر می شود. کربنات کلسیم فوق العاده عملکرد پردازشی بسیار خوبی در لاستیک دارد و بر ولکانیزاسیون تأثیر نمی گذارد. محصولات دارای سطح صاف هستند. کربنات کلسیم فوق العاده را می توان همراه با سایر عوامل تقویت کننده مانند کربن سیاه، کربن سفید، رس، کربنات کلسیم فعال و غیره برای مقاومت در برابر روغن استفاده کرد. مقدار کربنات کلسیم فوق العاده استفاده شده به محصول بستگی دارد. در صنعت پلاستیک، کربنات کلسیم فوق العاده عملکرد قالب سازی پلاستیک را بهبود می بخشد و می تواند ویسکوزیته را تغییر داده و کارایی را بهبود بخشد. کربنات کلسیم فوق العاده در درجه اول به عنوان پرکننده در صنایع لاستیک و پلاستیک استفاده می شود.

• استفاده در رنگ و روکش

کربنات کلسیم عملکردی فوق العاده برای استفاده در رنگها و روکشها دارد. این ماده مفید می تواند تا حدی جایگزین رنگ سفید تیتانیوم شود (اکسید تیتانیوم و رنگدانه سفیدی که به طور گسترده استفاده می شود دارای سفیدی بالا و ضریب شکست بالا، به علاوه استفاده از آن، خواص فیزیکی و شیمیایی پایدار است) و لیتوپون (رنگدانه ترکیبی حاوی سولفید روی و سولفات باریم) به منظور کاهش هزینه ها را باعث می شود. افزودن کربنات کلسیم به رنگ می تواند باعث شود لیتوپون نسبتاً متراکم در حالت تعلیق باقی بماند و در کف فرو نرود. این می تواند سفیدی و درخشندگی لایه رنگ را بدون کاهش قابلیت پوشش افزایش دهد. این ویژگی های افزایش عملکرد، پذیرش وسیع کربنات کلسیم توسط صنعت رنگ را تضمین کرده است. این ماده می تواند از رسوب در رنگ های لاتکس جلوگیری کند و می تواند میزان پخش کننده مورد نیاز را کاهش دهد. استفاده از کربنات کلسیم فوق العاده ریز که با پراکندگی رنگ و عامل جفت کننده فعال شده است می تواند شدت رنگ و انعکاس رنگ را به میزان قابل توجهی افزایش دهد و در نتیجه براقیت آن را افزایش داده و همچنین قابلیت پوشش دهی، مقاومت در برابر سایش، چسبندگی، مقاومت در برابر ضربه را بهبود بخشد. و انعطاف پذیری کربنات کلسیم فوق العاده بسیار بیشتر در صنعت رنگ های ترکیبی با آب استفاده می شود. پودر کربنات کلسیم می تواند از رسوب رنگدانه جلوگیری کند، پراکندگی مفید را افزایش داده و درخشندگی را بهبود بخشد. معمولاً 20 تا 60 درصد کربنات کلسیم فوق ریز در رنگهای آبی استفاده می شود.

• در رنگ و جوهر بر پایه روغن استفاده کنید

مقادیر نسبتاً زیادی کربنات کلسیم در صنعت رنگ های روغنی استفاده می شود که باعث شده آن را عامل تقویت کننده ضروری می دانند. معمولاً بیش از 30 در رنگهای چسبناک ، 4 تا 7 درصد در رنگهای فنولیک و بیش از 39  درصد در رنگهای چروک فنولی استفاده می شود. کربنات کلسیم سنگین فعال با یک عامل اتصال ترکیبی در جوهر استفاده می شود و می تواند هزینه ها را به طور موثر کاهش دهد، حجم را افزایش دهد و از ته نشینی جلوگیری کرده و درخشندگی، شفافیت، چسبندگی و روشنایی رنگ جوهر را بهبود بخشد.

• استفاده در صنعت کاغذسازی

کربنات کلسیم معمولاً همراه با کائولن در ساخت کاغذ استفاده می شود. این ماده می تواند درخشندگی، سفیدی، کدورت و جذب جوهر کاغذ را افزایش دهد. تغییر روشهای اندازه گیری اسیدی به روش خنثی در صنعت کاغذسازی، تقاضا برای کربنات کلسیم را تا حد زیادی افزایش داده است. کربنات کلسیم عمدتاً به عنوان یک پوشش سطحی در فرآیند خنثی سازی کاغذ استفاده می شود و همچنین به عنوان یک پرکننده برای کاهش هزینه ها استفاده می شود. از آن بعنوان یک عامل بافر و برای افزودن ساختار استفاده می شود. به دلیل پراکندگی خوب و ویسکوزیته پایین، کربنات کلسیم را می توان به عنوان جایگزینی نسبی برای خاک رس استفاده کرد. این ماده می تواند به طور موثر سفیدی و کدورت کاغذ را بهبود بخشد، صافی و نرمی را افزایش دهد و جذب جوهر را بهبود بخشد و ماندگاری جوهر را افزایش دهد. کربنات کلسیم بسیار سنگین وقتی در پوشش ها استفاده می شود، سفیدی، جذب جوهر و نفوذپذیری هوا را بهتر از کائولن ارائه می دهد. برای استفاده در پوشش های پایه و روی سطح و روی مقوای سفید و کاغذ چاپ مسی استفاده می شود مناسب است و مقاومت در برابر خوردگی، دوام و استحکام را افزایش می دهد. پودر کربنات کلسیم می تواند سفیدی و صافی کاغذ را افزایش دهد، با کاهش نیاز به چسب و سفید کننده، هزینه های تولید را کاهش داده و عملکرد چاپ کاغذ را بهبود بخشد.

• کاربرد در سیم و کابل

استفاده از کربنات کلسیم به عنوان پرکننده می تواند اثرات عایق بودن را افزایش دهد.

• کاربرد در خوراک دام و به عنوان افزودنی غذایی

کربنات کلسیم در صورت افزودن به خوراک دام می تواند به عنوان منبع مکمل کلسیم عمل کند. کربنات کلسیم وقتی به غذای ماهی و خوراک دام اضافه می شود منبع کلسیم را تأمین می کند. همچنین در صنایع غذایی به عنوان تصفیه کننده غذا استفاده می شود و می تواند به عنوان افزودنی در نوشیدنی ها مورد استفاده قرار گیرد. کربنات کلسیم مورد استفاده در غذاها باید تصفیه شود. یک فرآیند ساده استخراج می تواند خلوص را افزایش دهد.

• استفاده در کشاورزی

کلسیم یک ماده مغذی ضروری برای گیاهان است. همراه با منیزیم، نیتروژن، فسفر و پتاسیم، کلسیم یکی از پنج عنصر مورد نیاز برای تغذیه است. به طور مثال خاک تایوان به طور کلی اسیدی است و سنگ کربنات کلسیم خرد شده از نظر اقتصادی کارآمدترین و مناسب ترین عامل خنثی کننده محسوب می شود. استفاده همزمان از کود آلی می تواند جذب کلسیم را در گیاهان افزایش داده و از دست دادن کلسیم از خاک را کاهش دهد. علاوه بر این، کربنات کلسیم به طور معمول به محیط کشت قارچ نیز اضافه می شود.

• استفاده در صنایع دیگر

از کربنات کلسیم می توان برای حذف گوگرد از دود استفاده کرد. بیشتر نیروگاه های حرارتی از زغال سنگ استفاده می کنند و احتراق ذغال سنگ مقدار زیادی سولفید را در اتمسفر آزاد می کند و باعث باران اسیدی می شود. سنگ آهک یا پودر سنگ آهک که به عنوان جاذب استفاده می شود می تواند دی اکسید گوگرد را از دود حذف کرده، گچ یا سایر مواد زائد را تولید کرده و به گوگردزدایی کمک کند.