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一．石灰石生产沉淀碳酸钙

沉淀碳酸钙是将石灰石等原料煅烧生成石灰和二氧化碳，再加水消化生成石灰乳，然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀，根据用途可进行碳酸钙粒子表面改性处理，最后经脱水、干燥粉碎而制得。

沉淀碳酸钙是重要的无机粉体填料之一，用途十分广泛。据了解目前中国已经发展成为世界沉淀碳酸钙第一大生产与消费国，但是就生产而言，与国外同行业相比差距仍然较大。如企业规模普遍较小，设备陈旧、水平低、产品品种单一、质量差等问题都急需解决。

意大利西姆作为领先的沉淀碳酸钙生产工艺设计制造工程公司，其提供的技术、工艺和设备具有一定的先进性，对国内企业的生产具有一定的借鉴作用。

二．意大利西姆介绍

1967年，意大利西姆诞生于欧洲第二个工业大省——意大利贝加莫，贝加莫是一个具有悠久历史和生产石灰、水泥和磨细碳酸盐的地区。

西姆最初供应单轴石灰窑，三阶段水合物和包装机等，随后通过扩大其技术范围，继续引进回转窑等设备。目前已成为世界著名的提供石灰工业有关技术、设备与工程的工程公司。

三．西姆在世界

西姆主要业务包括双筒蓄能活性石灰窑，干式消石灰生产装置，PCC工厂建造等。截止2017年10月，西姆足迹遍及5大洲60个国家，共229个石灰窑、169个水化设备……

全球西姆业务分布图

各地区西姆设备分布图

229个石灰窑：

北美国+欧洲94个

南美国+中欧/东欧23个

AFTRIC+中东27个

亚洲+大洋洲85个

169个水化设备：

北美国+欧洲103个

南美国+中欧/东欧30个

AFTRIC+中东16个

亚洲+大洋洲20个

四．西姆沉淀碳酸钙工艺

西姆沉淀碳酸钙生产线

1. 石灰煅烧

西姆石灰的煅烧采用全自动双筒蓄能气烧石灰窑，燃烧介质为天然气或煤气，体积分数在25％左右，入窑石灰石块度小，可降低石灰石的损耗，并可以生产高活性的轻烧石灰石，（相比国内机制窑活性300 ml(4NHCl)）蓄能窑的活性可达370ml(4NHCl）。高活性石灰对消化工序与碳化工序设计运行有直接影响，机理上对 PCC 粒子晶型确定，成核，晶体成长，以及粒径分布有积极作用。

2.石灰消化

PCC生产中，西姆采用的三级消化技术，厢式连续搅拌消化机，消化能力大，出渣量小，设备占地面积小，Ca(OH)2浓度是浓度 8－16%。消化后过旋液分离器和振动筛，采用二级制冷，一级采用工艺水制冷入口温度74°C ，出口温度34°C；二级冷冻水制冷入口温度34°C，出口温度调到25°C以下。

3.碳化工艺

西姆的碳化示意图

西姆的碳化采用两级碳化工艺。一级碳化为大气液比连续碳化塔，碳化过程连续进料，以便快速形成晶核。也称为晶核预成器。Ca(OH)2和CO2进行连续碳化反应。

二级碳化采用了大容积、搅拌式鼓泡碳化方式，调整pH在7以下。能够提供20、27、40、57m3等4个规格的碳化器。碳化器采用双叶轮搅拌器，碳化反应时间为60-90分钟一塔。

造纸微米钙和橡塑纳米钙的碳化

4.包覆工艺

• 皂化

皂化采用30立方的皂化釜，硬脂酸与氢氧化钠高温皂化形成硬脂酸钠，皂化温度控制在80-85℃。

• 活化

活化采用体积50m3，直径3.5m的活化釜，高温、高转速、高剪切搅拌活化，温度控制在80-85℃。加入皂化液后，搅拌2小时进行包覆，与碳酸钙表面结合。

5.干燥粉碎

一般的沉淀碳酸钙产品不需要粉碎可以直接包装，如果认为细粉含量低，仍有团聚，可以另外加解聚装置，采用日本细川公司生产的针形磨，进一步粉碎降低团聚体和吸油值。

对于纳米碳酸钙来说，其干燥被国内专家称为国内 PCC 技术的“瓶颈”。西姆的技术采用英国阿碎得（ATRITOR）干燥粉磨机，同时完成轻质碳酸钙PCC生产中的干燥和解聚工序，是生产高等级超细钙和纳米轻质碳酸钙的重要设备。

五．西姆产品特点与指标

平均粒径尺寸（20-70nm）；比表面积(70－18 m2/g)；形状规则，粒径分布小；表面包覆硬脂酸，用量1.9-4%，纯度高。

西姆的SC纳米碳酸钙指标

西姆的造纸钙指标

参考资料：国外PCC行业进展，作者刘亚雄（福建鸿丰纳米科技有限公司）