Informations sur le produit | Procédés de production et applications du carbonate de calcium nanométrique

Le carbonate de calcium nanométrique n'est en aucun cas une simple poudre de chaux, ni un produit obtenu à partir d'une pierre quelconque. Il s'agit d'une poudre nanométrique, caractérisée par une granulométrie uniforme et des performances stables, produite à partir de calcaire de haute qualité contenant plus de 53 % de calcium, grâce à un procédé précis en plusieurs étapes. Chaque étape exige un contrôle rigoureux des paramètres critiques, tels que la température, l'humidité et le temps de réaction, afin de garantir au produit final des propriétés essentielles, notamment une surface spécifique élevée, une forte dispersibilité et une blancheur éclatante.

01. Caractéristiques de conception de l'usine

Les principales installations de production comprennent l'atelier de cuisson, l'atelier de production d'énergie, l'atelier de digestion, l'atelier de maturation, l'atelier de post-traitement et le bassin de recyclage des eaux. Les matières premières principales sont le calcaire, le charbon et l'eau, auxquels s'ajoutent de faibles quantités d'additifs et d'agents d'enrobage. Le principal milieu de production est une solution de carbonate de calcium, substance incombustible. Comparées aux grandes installations chimiques, les matières premières utilisées dans ce projet présentent des risques pour la sécurité moindres.

02. Processus de production du carbonate de calcium nanométrique

Actuellement, la plupart des fabricants nationaux utilisent la méthode de carbonatation pour produire du carbonate de calcium nanométrique. Cette méthode présente l'avantage d'utiliser des matières premières largement disponibles tout en garantissant des coûts de production maîtrisables. Son principe repose sur la réaction de carbonatation entre Ca(OH)₂ et CO₂ pour former du CaCO₃ ; le procédé est à la fois simple et efficace. Le processus de production se divise en plusieurs étapes : préparation des matières premières, calcination, digestion, maturation, carbonatation, enrobage de surface, séchage, désagglomération et conditionnement.

Préparation des matières premières : Le calcaire transporté de la mine à l’aire de stockage des matières premières de l’usine est lavé dans un laveur de pierres afin d’éliminer la terre et les impuretés, puis stocké en vue de son utilisation. L’anthracite lavée, acheminée vers l’usine depuis des sources extérieures, est déversée dans les trémies à charbon situées dans l’aire de stockage des matières premières de l’usine, où elle est conservée en réserve.

Calcination des matières premières : Du calcaire et de l’anthracite de haute pureté sont introduits dans le four dans des proportions spécifiques et calcinés à 1 100 °C. La décomposition qui s’ensuit produit de l’oxyde de calcium et un gaz de four contenant 30 % de CO₂. Après refroidissement et purification, ce gaz est acheminé vers la section de carbonatation. L’ensemble du procédé bénéficie d’un contrôle intelligent de la température et de la pression.

Extinction et maturation : La chaux est introduite dans un extincteur par un alimentateur vibrant, où elle réagit avec de l’eau chaude dosée pour produire du Ca(OH)₂ (à des températures supérieures à 80 °C, l’eau est recyclée). Après un processus en trois étapes d’élimination des scories et des impuretés, la suspension de chaux raffinée est stockée dans une cuve de rétention.

Carbonatation et enrobage : La suspension de chaux raffinée est épaissie et refroidie avant d’être pompée dans un réacteur de carbonatation, où elle réagit avec le gaz de four pendant 60 à 90 minutes à une température de 20 à 35 °C sous un débit de gaz contrôlé. Après épaississement, la suspension subit un enrobage à 80 °C, suivi d’une étape d’élimination des impuretés et d’un nouveau refroidissement, avant d’être acheminée vers la section de filtration sous pression et de séchage.

Filtration sous pression et séchage : Après l’enrobage, la suspension raffinée est filtrée sous pression à l’aide d’un filtre-presse. Le gâteau de filtration obtenu est stocké dans un bac de récupération ; il est ensuite découpé par une trancheuse située dans la partie inférieure du bac et acheminé vers un séchoir. Le fluide caloporteur du séchoir est constitué d’air chaud fourni par un four à air chaud, la température de cet air chaud étant comprise entre 200 °C et 300 °C environ.

Désagglomération et conditionnement : La poudre de nano-carbonate de calcium séchée est introduite dans un désagglomérateur pour traitement ; la poudre désagglomérée est ensuite acheminée vers le silo de stockage du produit fini. De là, elle est conditionnée à l’aide d’une machine d’emballage et transportée par un convoyeur à bande jusqu’à l’entrepôt pour stockage.

03. Applications multiples du carbonate de calcium nanométrique

La valeur du carbonate de calcium nanométrique dépasse largement le simple remplissage et la réduction de poids ; plus important encore, grâce à la modification des performances, il améliore et optimise les produits finis. Ses applications couvrent tous les aspects de la production industrielle et de la vie quotidienne.

Secteur industriel de la fabrication du papierhttps://www.useencalcium.com/industries/pulp-and-paper/

L'industrie papetière est un secteur fondamental de l'économie nationale, indissociable du développement socio-économique et du quotidien des citoyens. Matière première essentielle pour les papiers d'impression haut de gamme, les papiers couchés et les papiers hygiéniques, le carbonate de calcium nanocristallin améliore la blancheur, la rigidité et la résistance au frottement du papier ; il réduit la consommation de pâte à papier de qualité supérieure et les coûts de production, tout en optimisant l'imprimabilité.

Secteur du caoutchouc et des plastiqueshttps://www.useencalcium.com/industries/rubber/

Les secteurs des plastiques et du caoutchouc sont ceux où l'application du nano-calcium est la plus aboutie. Le carbonate de nano-calcium traité en surface améliore les propriétés rhéologiques des matières plastiques fondues et leur aptitude au moulage. Utilisé comme charge, il confère au plastique des propriétés de renforcement et de durcissement, augmentant ainsi sa résistance et son module de flexion. Dans le caoutchouc, il permet d'accroître le volume, de réduire les coûts et d'améliorer les caractéristiques de transformation et la vulcanisation. Il améliore également l'allongement, la résistance à la traction, la résistance au déchirement et la résistance à la flexion des produits en caoutchouc. Parmi les produits plastiques concernés, on trouve notamment les tuyaux en polyoléfine légers (PVC, PE et PP), le cuir artificiel, les gaines de câbles et fils électriques, les films PVC (y compris les films calandrés), les composants automobiles, les semelles de chaussures, les tuyaux en caoutchouc, les rubans adhésifs et les pneumatiques.

Industrie des peintures et des encreshttps://www.useencalcium.com/industries/ink/

Dans les revêtements haut de gamme, le carbonate de calcium nanométrique sert de pigment d'extension, offrant des avantages tels qu'une granulométrie fine, une distribution uniforme, une blancheur élevée et d'excellentes propriétés optiques. Il améliore significativement la thixotropie du système de revêtement et renforce considérablement l'adhérence, la résistance au frottement et aux taches, tout en augmentant la résistance mécanique et la brillance de surface. De plus, il agit comme un agent anti-décantation efficace et peut partiellement remplacer le dioxyde de titane pour réduire les coûts. Dans les formulations d'encre, où le carbonate de calcium nanométrique est principalement utilisé, son exceptionnelle dispersibilité favorise le développement optimal des autres pigments. Il répond aux exigences de transparence et de brillance supérieure, améliorant ainsi l'imprimabilité de l'encre. Grâce à sa granulométrie infime, il permet d'obtenir des produits imprimés aux surfaces lisses et aux points de trame nets ; ceci améliore la finition globale de l'encre et la rend particulièrement adaptée aux applications d'impression offset à grande vitesse.

Produits adhésifshttps://www.useencalcium.com/industries/adhesives-and-sealants/

Le carbonate de calcium nanométrique est un composant essentiel des mastics, car il régule leur thixotropie. On le retrouve notamment dans les mastics structuraux tels que le silicone, le polysulfure, le polyuréthane et l'époxy. Outre le carbonate de calcium nanométrique, la silice pyrogénée joue également un rôle clé en tant que charge fonctionnelle dans les mastics. Caractéristiques d'application : Incorporée aux mastics et adhésifs, elle présente une excellente affinité avec la matrice polymère ; elle accélère la réticulation, améliore significativement la thixotropie du système, sa stabilité dimensionnelle et ses propriétés mécaniques. De plus, elle permet des taux de charge élevés, assurant ainsi une double fonction de charge et de renforcement.