مقارنة بين عمليات تعديل طلاء سطح كربونات الكالسيوم: فهم واضح لتعديل كربونات الكالسيوم

1. ما هي الفوائد التي يمكن أن تجلبها عمليات التعديل لمصنعي كربونات الكالسيوم المطحونة (GCC)؟

أولاً وقبل كل شيء، يُحسّن تعديل طلاء سطح كربونات الكالسيوم أداء مسحوق GCC. عند تعديله بحمض الستياريك، تقل احتمالية تكتل جزيئات GCC، مما يضمن تشتتًا أفضل في المصفوفة. بالإضافة إلى ذلك، تُقلل عملية التعديل الفجوات بين الجزيئات، مما يُقلل بشكل كبير من قيمة امتصاص الزيت. وهذا بدوره يُقلل الكمية المطلوبة من البوليمرات أو الراتنجات العضوية ويُقلل التكلفة.

الأهم من ذلك، أن عملية التعديل تزيد القيمة المضافة لمنتجات GCC بشكل كبير. يتراوح سعر مسحوق GCC العادي في السوق بين 200 و600 يوان صيني للطن، ولكن بسبب فائض الطاقة الإنتاجية الشديد، تشتد المنافسة. في المقابل، يُباع مسحوق GCC المغلف والمُعدّل عادةً بسعر يتراوح بين 800 و1200 يوان صيني للطن، ويصل سعر بعض المساحيق المُعدّلة عالية الجودة إلى ما بين 1800 و2200 يوان صيني للطن.

ومن ثم، فإن عملية التعديل تشكل أداة قوية تساعد المصنعين في دول مجلس التعاون الخليجي على التحرر من سوق "المحيط الأحمر" شديد التنافسية والاستفادة من فرص "المحيط الأزرق" الأكثر ربحية.

2. ما هي عمليات التعديل الرئيسية لكربونات الكالسيوم المطحونة (GCC)؟

1) تعديل الخلاط عالي السرعة

بعد عقود من التطوير والتكرار، أصبح تعديل الخلاط عالي السرعة أحد أكثر عمليات التعديل نضجًا واستقرارًا.

تتضمن العملية تجفيف مسحوق GCC أولاً لتقليل نسبة الرطوبة فيه إلى أقل من 1%. في الوقت نفسه، حمض الستياريك يُسخّن حتى يُصبح سائلاً. تُولّد شفرات الخلاط عالي السرعة، سريعة الدوران، تدفقًا مضطربًا، مما يُشتّت مسحوق GCC بفعالية، ويضمن خلطًا كاملاً مع حمض الستياريك، مُكمّلاً بذلك طلاء السطح. هذه الطريقة سهلة التشغيل، وتتطلب معدات منخفضة التكلفة، وتُنتج مسحوق GCC مُعدّلًا عالي الجودة باستمرار.

يمكن لعمليات الخلط عالية السرعة الأكثر تطورًا تحقيق معدل تعديل يتجاوز 95%، بجرعة حمض دهني أقل من 2%. ونظرًا لأن تكلفة حمض دهني تبلغ حوالي 11,000 يوان صيني للطن، فإن تقليل جرعته بمقدار 1% فقط في الإنتاج واسع النطاق يمكن أن يوفر آلاف اليوانات من التكاليف اليومية. ومع ذلك، فإن قدرة تعديل الخلاط عالي السرعة محدودة، مما يجعله مناسبًا للتعديلات على دفعات صغيرة في المختبرات أو الإنتاج التجريبي.

2) تعديل مطحنة الدبوس

يعد تعديل مطحنة الدبوس حاليًا العملية الأكثر فعالية، حيث يحقق معدل تعديل يصل إلى 99%.

على غرار طريقة الخلاط عالي السرعة، يُجفف مسحوق GCC، ويُسخّن حمض الستياريك حتى يُصبح سائلاً. في هذه العملية، يدور قرصان دبوسيان بسرعات عالية في اتجاهين متعاكسين، مما يُشتّت مسحوق GCC مع ضمان تغطية الحجرة بحمض الستياريك.

هذه الطريقة معقدة للغاية، وغالبًا ما تتطلب أسابيع من ضبط المعايير. وهي الأنسب لتعديل طبقات الكربون الجرافيتي على نطاق واسع وبشكل مستمر. تكون جرعة حمض الستياريك أقل من 1%، مما يقلل تكلفة التعديل لكل وحدة. مع ذلك، فإن مطاحن الدبابيس باهظة الثمن، وتتطلب كوادر فنية متخصصة للتشغيل والصيانة، وهي مناسبة فقط للمؤسسات الكبيرة ذات القدرات التقنية العالية.

3) آلة تعديل ثلاثية الدوارات

تُستخدم عملية التعديل ثلاثية الدوارات على نطاق واسع في الصين. تتكون الآلة من ثلاثة دوارات مرتبة في هيكل على شكل "品"، لتشكل غرفة التنشيط. تعمل الآلة بشكل مستمر، ويمكن استخدامها بشكل مستقل أو متصل بمعدات الطحن.

تعتمد العملية على دوران ثلاثة دوارات بسرعات عالية، مما يُولّد درجات حرارة تتراوح بين ١٢٠ و١٤٠ درجة مئوية في الحجرة. يُحدث هذا اضطرابًا داخل الحجرة، مما يضمن تشتتًا فعالًا وطلاءً لمسحوق GCC بحمض الستياريك. تتم عملية التعديل بأكملها داخل الحجرة.

يتجاوز معدل التعديل لهذه العملية 95%، مع جرعة حمض دهني تبلغ حوالي 4%. تكلفة آلة التعديل ثلاثية الدوارات أقل من مطحنة الأسطوانات، لكنها أعلى من الخلاط عالي السرعة. ورغم أنها تتطلب صيانة احترافية، إلا أن تعقيدها أقل من تعقيد مطاحن الأسطوانات، مما يجعلها خيارًا شائعًا للشركات المصنعة متوسطة الحجم.

3. كيفية تقييم نتائج التعديل؟

الطريقة العامة والبديهية لتقييم تعديل مسحوق GCC هي كما يلي:

1) المبدأ

تقوم هذه الطريقة بتقييم درجة طلاء السطح على أساس الخصائص الكارهة للماء لكربونات الكالسيوم المعدلة.

2) معدات الاختبار

أسطوانة مدرجة سعة 100 مل مع سدادة

3) خطوات التحليل

1. صب 20 مل من الماء المقطر في الأسطوانة المدرجة سعة 100 مل.
2. قم بوزن 5 جرام (±0.01 جرام) من العينة بدقة وضعها داخل الأسطوانة.
3. أضف الماء حتى يصل إلى علامة 80 مل، ثم أغلق الأسطوانة ورجها لأعلى ولأسفل لمدة 30 ثانية (240 رجة في الدقيقة).
4. اترك الخليط لمدة 30 دقيقة ثم سجل البيانات.

4) صور عملية الاختبار

بعد الاستقرار، يمكن تقييم درجة التنشيط بصريًا من خلال صور العينة.