کربنات کلسیم رسوبی
کربنات کلسیم رسوبی دارای سابقه تجاری طولانی است. اولین بار در سال 1841 در انگلستان توسط John E. Sturge Ltd تولید شد، که “گچ رسوبی” خود را با تصفیه کلرید کلسیم، باقیمانده از تولید کلرات پتاسیم، با خاکستر سودا و دی اکسید کربن (CO2) تولید کرد. فرآیند شیر آهک در سال 1898 توسط همین شرکت معرفی شد.
در ایالات متحده، تولید PCC یا همان کربنات کلسیم رسوبی به سال 1938 برمی گردد و C.K. شرکت ویلیامز ماساچوست هم John E. Sturge Ltd و هم C.K. کارخانه‌های شرکت ویلیامز امروزه تحت مالکیت یکی از بزرگترین تولیدکنندگان کلسیم کربنات رسوبی، Specialty Minerals Inc. (SMI) به تولید PCC ادامه می‌دهند.
ایران نیز یکی از بهترین تولید کنندگان این متریال است که محصولات با کیفیت خود را به نقاط بسیاری صادر می کند. ما در این مقاله قصد داریم شما را با کربنات کلسیم رسوبی آشنا کنیم تا شما عزیزان بتوانید شناخت بهتری از این ماده داشته باشید و در نهایت انتخاب درست تری نیز در هنگام خرید تجربه کنید.
فرآیند تولید کربنات کلسیم رسوبی
در تولید کربنات کلسیم مدرن از فرآیند شیر آهک استفاده می کنند که شامل کربناسیون مستقیم دوغاب آهک هیدراته است. فرآیند تولید کربنات کلسیم رسوبی با آهک زنده (CaO) آغاز می شود. آهک زنده با آب مخلوط می شود تا یک دوغاب هیدروکسید کلسیم در یک واکنش شیمیایی گرمازا به نام slaking تشکیل شود. این دوغاب هیدروکسید کلسیم را کربنات می کند تا کربنات کلسیم تولید شود.
مرحله نهایی در فرآیند تولید این متریال غربال کردن کربنات کلسیم برای حذف هر اندازه ذرات غیرمعمول است. اندازه صفحه نمایش می تواند به اندازه مش 325 (44 میکرومتر) باشد. سپس محصول نهایی غربال شده در یک مخزن نگهدارنده تا زمانی که نیاز باشد ذخیره می شود.
نتیجه نهایی این فرآیند یک محصول کلسیم کربنات رسوبی است که می تواند از نظر اندازه ذرات، مساحت سطح، شکل ذرات و شیمی سطح برای مطابقت با مشخصات مشتری کنترل شود. این متریال همچنین سفیدتر و روشن تر از کربنات کلسیم طبیعی است. قیمت کربنات کلسیم در کشور ما بسیار پایین تر از کشور های دیگر می باشد.
کربنات کلسیم رسوبی برای چه مواردی استفاده می شود؟
بیشترین کاربرد کربنات کلسیم رسوبی در تولید کاغذ و قسمتی از آن کربنات کلسیم خوراک دام است، بنابراین اکثر کارخانه های این محصول در کنار کارخانه های تولید کاغذ قرار دارند. برخی از آن ها حتی از طریق خط لوله به هم متصل می شوند تا امکان عرضه مستقیم و مداوم کربنات کلسیم رسوبی به فرآیند تولید کاغذ را فراهم کنند.
در زیر به جزئیات بیشتری در مورد استفاده از کربنات کلسیم رسوبی در کاغذ سازی می پردازیم. با این حال، کاغذ تنها مورد استفاده PCC نیست. همچنین در موارد زیر استفاده می شود:
1. چسب ها و درزگیرها به عنوان یک افزودنی کنترل جریان
2. مواد غذایی و دارویی به عنوان کلسیم رژیمی، ماده پایه و عامل حجیم کننده در داروها و لوازم آرایشی، و
به عنوان یک ساینده ملایم و کمک کننده ویسکوزیته در خمیر دندان
3. رنگ و جوهر به عنوان گسترش دهنده برای افزایش پوشش و کاهش مصرف اکسید تیتانیوم
4. پلاستیک ها به عنوان پرکننده / گسترش دهنده و برای کنترل جریان و قالب گیری اجزای ریز
5. PVC برای افزایش استحکام ضربه
مزایای این محصول در تولید کاغذ
تولید کاغذ
این محصول عمدتاً به‌عنوان پرکننده برای افزایش حجم، بهبود شفافیت و ثبات ابعادی و بهبود چاپ‌پذیری کاغذ استفاده می‌شود. استفاده از پرکننده ها همچنین میزان الیاف چوب مصرفی در فرآیند تولید کاغذ را کاهش می دهد.ماده پرکننده ایده آل نباید خواص شیمیایی خمیر کاغذ را تغییر دهد و باید موارد زیر را داشته باشد
- سفیدی بالا
- ضریب شکست و توزیع ذرات مناسب
- ماندگاری بالا در کاغذ
- چگالی کم و سایندگی
- کم هزینه
تعدادی از محصولات معدنی را می توان به عنوان پرکننده استفاده کرد، از جمله خاک رس کائولن، کربنات کلسیم آسیاب شده (GCC)، اکسید تیتانیوم و تالک. دو مورد آخر گران هستند و فقط در برنامه های تخصصی استفاده می شوند. GCC و خاک رس هر دو محصولات طبیعی هستند، بنابراین قوام این متریال مشابهی ندارند، که می تواند به خواص شیمیایی و فیزیکی دقیق مورد نظر کاغذساز تبدیل شود. کربنات کلسیم رسوبی همچنین به طور کلی ارزان تر از پرکننده های خاک رس است و امنیت عرضه بالاتری را ارائه می دهد، زیرا بیشتر تولیدات در بند فرآیند تولید کاغذ است.
کربنات کلسیم از مزیت پایداری نیز برخوردار است زیرا بخشی از CO2 منتشر شده در طول تولید کاغذ را می توان جذب کرد و برای کربناته کردن دوغاب آهک استفاده کرد.
تفاوت کربنات کلسیم معدنی با کربنات کلسیم رسوبی چیست؟
کربنات کلسیم معدنی و رسوبی دارای ویژگی ها و مصارف یکسانی بوده و تفاوت بنیادین با هم ندارند. با این حال می توان گفت که اولا کربنات کلسیم استخراج شده از معادن دارای ناخالصی های مختلف با منشاء ژئولوژی است. بهترین کربنات کلسیم کشور کربنات کلسیم قم می باشد.در حالی که در تولید این متریال ، این ناخالصی ها حذف می شود. بنابراین این ماده از نظر شیمیایی خالص تر بوده و تمایل بیشتری برای مصرف آن در صنایع دارویی و غذایی و در کل خوراکی وجود دارد.
ثانیا نوع ساختار کریستالی کربنات کلسیم معدنی و این محصول متفاوت می باشد. منبع طبیعی خاک کلسیم کربنات به صورت گچ ، سنگ مرمر و سنگ آهک است که هر یک ، ساختار متفاوتی دارد. کلسیت و آراگونیت به عنوان دو فرم طبیعی کربنات کلسیم ، از ساختار کریستالی متفاوتی برخوردارند. ساختار غالب مولکولی کربنات کلسیم طبیعی ، ممکن است دارای فرم هر کدام از این دو به صورت جداگانه و یا ترکیبی از هر دو بوده و یا حتی ذرات آمورف غیر کریستالی داشته باشد.
این ساختار ها ممکن است دارای سایز های متفاوت ، بسته به شرایط زمین شناسی منطقه باشند. این ساختار های مولکولی بر سختی و نوع کاربرد کربنات کلسیم معدنی تاثیر گذار است. اما کربنات کلسیم رسوبی معمولا سفید تر می باشد و ساختار کریستالی آن ، شامل شکل و اندازه ، در طی فرایند تولید قابل کنترل است. همچنین کربنات کلسیم رسوبی از نوع طبیعی و معدنی آن گران تر می باشد.
بدون دیدگاه