纳米碳酸钙生产干燥方式及技术经济性比较

碳酸钙是一种重要的无机化工产品，是目前用途广的无机填料之一，纳米碳酸钙由于其粒径不同适用于不同的领域，在橡胶、塑料、造纸、涂料、纺织、油墨等行业有着广泛的应用。纳米碳酸钙表面具有许多羟基，属亲水疏油性。由于其粒径小、比表面积大，易于团聚，分散性差，直接应用效果不太好。因此，有必要加入改性剂对纳米碳酸钙的表面进行处理，以提高粉体的亲油性，防止粉体的团聚，提高分散性。
在纳米碳酸钙的生产过程中，由于纳米碳酸钙滤饼中所含的改性剂易被氧化，考虑到干燥温度对改性剂的影响，干燥方案的选择是影响产品终质量的关键因素之一。
传统的干燥方式较多，如盘式干燥、旋转闪蒸干燥、气流干燥、带式干燥等。在对纳米碳酸钙生产装置的设计中，对干燥方案进行了一系列的探索，采用了二级组合干燥法干燥纳米碳酸钙湿料。此干燥法在纳米碳酸钙装置的实际应用中取得了明显的效果，具有良好的经济效益。
1工艺特点本工艺一级干燥采用双轴桨式干燥器，湿料浆在干燥器内通过夹套和轴套内蒸汽的间接加热使水分汽化，物料的含湿量可通过设备出口闸板调节，把水分降至设定的数值。二级干燥采用微粉干燥机，微粉干燥机是集干燥、破碎、分级为一体的多功能干燥机，物料在微粉干燥机底部通过设备附带的回转搅拌器进行分散，分散的物料与从设备底部吹入的热空气充分接触，使物料表面的水分迅速蒸发形成小颗粒，小颗粒物料被热风吹起带入设备的上部。物料在吹起的过程中，颗粒物料进一步被干燥，大的颗粒被干燥、分解成细小的颗粒，这些颗粒通过设备上部附设的分级机，符合粒度要求的纳米级碳酸钙随热风一起从设备顶部排出，经后续设备收集成为纳米碳酸钙成品。
不符合粒度要求的产品重新回到搅拌装置内进行打散和干燥，直至成为合格的产品，同时热风装置产生的热空气为干净的热风，以保证产品的纯度。
与传统的干燥方式相比，本工艺采用的二级组合干燥法干燥纳米碳酸钙湿料具有以下优点：⑴干燥的温度较低，可保证超细活性碳酸钙中所含的改性剂不被氧化，从而保证超细活性碳酸钙产品的品质。
⑵双轴桨式干燥器的两根螺旋轴不停地转动，对含湿量为50的超细活性碳酸钙滤饼进行均匀搅拌，使物料得到充分的混合，干燥效果好。
⑶双轴桨式干燥器的双轴相互啮合，具有自清理功能，可防止物料粘壁。
⑷双轴桨式干燥器热效率高达90，能耗低，运行费用小。
（5微粉干燥机是集干燥、破碎、分级为一体的多功能、先进的干燥机。所以，产品的粒度无级可调，产品的湿含量和产品的粒度均匀一致。
⑹由于微粉干燥机内部的破碎机和分级机高速旋转，使物料的换热表面积大，换热强度强，故总传热系数大，干燥效果好。
（7由于干燥、破碎、分级在一个系统里完成，故设备结构紧凑，占地面积小，总投资少。
⑻由于一级和二级干燥机的干燥温度和物料的停留时间均可调，故产品的湿含量和产量可调，设备操作弹性大，运行平稳可靠。
采用二级干燥设备物料需倒运一次，干燥流程长，故易产生粉尘。
2技术经济比较采用本工艺装置与其它干燥技术的经济性比较详见表1.（⑴十算加热空气所需热量中，空气的初始温度按10*C计算；（2预干燥的热效率计算中按冷凝液不回收计算；⑶考虑预干燥后湿含量的调节，微粉干燥和旋转闪蒸干燥的规格选型较大；（4）设备投资均按采用戈耳滤布价格考虑；⑸蒸汽按80元/t计算电费按0.5元/kWh计算人工按10元/h计算；⑹设备折旧等因素未进行比较。
表1几种干燥方式的技术经济比较桨叶干燥一微粉干燥（两级）旋转闪蒸干燥（一级）带式一旋转闪蒸干燥（两级）处理物料纳米碳酸钙干燥前湿含量/干燥后湿含量/预干燥除去水量/（kgDh预干燥介质蒸汽热空气预干燥介质入口温度/°c预干燥介质出口温度/°c干燥必需热量/W蒸汽用量/（kg.h热效率/二级干燥介质热空气干燥前湿含量/干燥后湿含量/二级干燥介质入口温度/°c二级干燥介质出口温度/°c 120（冷凝液）二级干燥必需热量/W蒸汽用量/（kg.h总蒸汽用量/总电力消耗/kW操作人员/（名。班。
干燥装置总投资/万元续表1桨叶干燥一微粉干燥（两级）旋转闪蒸干燥（一级）带式一旋转闪蒸干燥（两级）处理物料纳米碳酸钙注：操作成本（元/t产品）蒸汽：电力：年操作成本/综合成本/排放废气组成水蒸气自然夹带空气粉尘大量空气携带水蒸气、粉尘大量废气携带水蒸气粉尘操作难易简单复杂占地面积小中大3结束语本装置在蒙西高新材料股份公司、巢东纳米材料科技有限公司等纳米碳酸钙生产过程中的应用表明：采用二级组合干燥法干燥纳米碳酸钙湿料，产品质量稳定可靠，技术经济性优势明显，同时，本装置在其它纳米材料的生产过程中，也取得了良好的效果，是一种较为理想的干燥方式。
霞石粉生产超白陶瓷技术近，广东英德中信高纯玻陶材料公司推出一种高纯霞石粉原料，可以起到使瓷砖增白的作用，而且没有放射性超标的问题，为超白陶瓷的生产带来了福音。
霞石是一种比较稀少的钠和钾双重的铝硅酸盐矿物，具有熔融温度低、烧成范围宽的特点，有利于大规格光砖的低温快烧。在制造超白光砖时，加入一定量的霞石粉，可降低硅酸锆的加入量，从而控制可能产生的放射性元素限量。霞石不仅可以减少对放射性的忧虑，还可以降低烧成温度，改善瓷砖的釉面质感。另外，霞石粉的Al23含量达到26以上，在光砖内加入适量霞石粉，可提高光砖的强度，降低易碎性，从而降低其在烧成、光、运输过程中因机械力造成的破损。由于霞石粉的价格仅及硅酸锆的1/6可大大降低生产成本