Обзор технологического оборудования и материалов

Гидрофобный мел, что это такое.

Обычный мел имеет высокое сродство к воде, при его попадании в воду он размокает, хотя и не растворяется, и в итоге получается меловая паста или водная суспензия. Вода проникает между частиц мела, образуется мутная водная суспензия мела. Поэтому мел относится к так называемым гидрофильным веществам. При этом гидрофильные вещества, как правило, являются олеофобными, т.е. не имеют сродства к средам масляным, а также к расплавам природных и синтетических смол и других полимеров, поэтому по поверхности таких веществ мел будет «плавать», и для его перемешивания с маслом или полимерами потребуются значительные усилия и время.

Гидрофобный мел, это обычный мел, природа которого изменена нанесением на поверхность его частиц гидрофобизирующего вещества, чаще всего это стеариновая кислота. Для полимерной промышленности стеариновая кислота удобна еще и тем, что она и так используется ими в качестве пластификатора в составе их композиций. Такой мел не смачивается водой, и даже не тонет в ней. Зато он прекрасно перемешивается с маслами, а также с пластиками. Кроме того, гидрофобизация мела придает ему высокую сыпучесть («текучесть»), что предотвращает его зависание в бункерах при перегрузках. Вообще порошок гидрофобного мела по текучести в чем-то напоминает скорее жидкость, а не твердое тело, настолько он подвижен. Также за счет создания пленки кислоты на поверхности частиц мела снижается износ шнековых пар при экструдировании пластических масс.

Для чего нужен гидрофобный мел.

При производстве изделий из пластика самый дорогостоящий компонент – это сам пластик. Снизить расход пластика можно заменяя часть пластика наполнителем. Процесс напоминает приготовление бетона – никто не готовит бетон из чистого цемента, всегда добавляют песок и щебень, для удешевления продукта, заодно увеличивая его прочность созданием армирующей структуры.

Для удешевления пластика можно добавлять микромрамор, микрокальцит, тальк, диоксид кремния, диоксид титана, но зачастую лучший по соотношению «цена-качество» наполнитель – это все-таки мел, причем мел гидрофобный. Потому что мел – это материал с низкой прочностью и абразивностью. Гидрофобная пленка из стеарина максимально снижает и без того низкую абразивность мела, и служит пластификатором в смеси пластик- наполнитель. Все это максимально увеличивает срок службы экструдера на производстве пластиков – а это одна из основных технических проблем при производстве пластиков.

Ну а кроме того, что наполнитель удешевляет пластик и удлиняет срок службы оборудования, пластмассы с добавкой гидрофобного мела более прочные и долговечные.

Гидрофобный мел используется в производстве труб, полипропиленовых мешков, полиэтиленовых пленок, нетканых материалов (геотекстиль), сайдинга и различных строительных профилей, одноразовой посуды, пластиковой мебели, электрокабельной продукции, бочек, канистр, медицинских изделий, и вообще при выпуске практически любых изделий из пластмасс, где важна повышенная прочность и долговечность изделия – при их минимальной стоимости.

Способы получения гидрофобного мела. Дезинтегратор.

Имеет немалое значение способ нанесения стеариновой кислоты (в некоторых случаях это могут быть её соли или другие гидрофобизирующие вещества и добавки) на поверхность частиц мела.

Сразу скажем, что простое перемешивание мела со стеариновой кислотой мало что даст, так как добавленная кислота не распределится по поверхности частиц мела. Таким образом, смешивание кислоты с мелом в обычных смесителях или простое добавление ее в компаундер экструдера не сравнимы по эффекту с применением настоящего гидрофобного мела. Нанесение кислоты на мел для достижения требуемого эффекта должно сопровождаться интенсивным механическим воздействием и нагреванием мела в процессе обработки.

Наиболее распространен метод гидрофобизации мела при помощи высокоскоростных вихревых мельниц, чаще всего это дезинтеграторы. Практиковалось введение стеарина на слой горячего мела перед дезинтегратором как в сухом виде, так и струйной подачей расплава, но в результате не обеспечивалась достаточная гидрофобность мела, а расход стеарина составлял от 7 до 10 кг/т мела. Для обеспечения эффективности процесса требуется предварительная подготовка стеариновой кислоты: из порошка или гранул кислоты вначале получают расплав, и далее этот расплав подается одновременно с мелом внутрь рабочего корпуса дезинтегратора методом распыления под высоким давлением. Этот способ отличает повышенный расход стеариновой кислоты (4-5 кг на тонну мела), иногда требуется предварительный подогрев мела перед подачей в дезинтегратор, при процессе практически нет уменьшения размера частиц мела (не идет домол), но зато такие линии обеспечивают высокую производительность при минимальном наборе оборудования.

Способы получения гидрофобного мела. Роторно-шаровая мельница.

Второй метод получения гидрофобного мела осуществляется с использованием запатентованной разработки ООО «Стройтехнология» - роторно-шаровых мельниц. При этом не требуется предварительный подогрев мела, не требуется получение предварительное получение расплава стеариновой кислоты, и, соответственно, не требуется подача и распыление этого расплава под давлением. Процесс нанесения гидрофобного покрытия из стеариновой кислоты на частицы мела в этом случае идет одновременно с интенсивным измельчением, кроме физического нанесения молекулы кислоты буквально наклепываются на поверхность мела. Происходит не только физическая адсорбция, но и химическая. Измельчение мела идет от рядовых марок размером 40-100 мкм до тонкости 2,5-5 мкм. Все эти эффекты возможны за счет использования сверхинтенсивных роторно-шаровых мельниц.

Этот способ гидрофобизации отличает низкий расход стеариновой кислоты (3-4 кг на тонну мела), интенсивное измельчение частиц мела, отсутствие необходимости в предварительном нагреве мела и кислоты.

Наше предприятие готово поставить и запустить в работу линию гидрофобизации мела по обоим способам.

Кто покупатели нашего оборудования?

Это могут быть как предприятия, уже добывающие и производящие мел различных марок, так и потребители гидрофобного мела. Последние могут организовать выпуск продукции для собственных нужд, производя гидрофобный мел самостоятельно, из мела обычного. Также наше оборудование может быть интересно и предпринимателям, не имеющим своего производства, но желающим стать в своем регионе надежным поставщиком уникальной добавки для пластиков – гидрофобного мела

ЛИНИЯ ГИДРОФОБИЗАЦИИ МЕЛА №1 (НА БАЗЕ ДЕЗИНТЕГРАТОРА)

Табл.1. Спецификация оборудования линии №1 (на базе дезинтегратора)

ЛИНИЯ ГИДРОФОБИЗАЦИИ МЕЛА №2 (НА БАЗЕ РОТОРНО-ШАРОВЫХ МЕЛЬНИЦ)

Характеристики:

Сырье: мел грубодисперсный (типа МТД-2, ММС-40)
Продукция: мел тонкодисперсный гидрофобный (типа МС-5)
Производительность: 1,5-2  т/час (может быть изменена)
Установленная мощность:  250 кВт
Персонал:  2 человека в смену
Расход гидрофобизатора (стеариновая кислота): 3-4 кг/т мела

Линия предназначена для переработки низкокачественного низкосортного грубодисперсного мела в тонкомолотый гидрофобизированный мел.

Ориентировочная себестоимость производства гидрофобного мела на линии №2.

Стоимость гидрофобного мела марка МС-5, получаемого на линии, составляет около 10 000 руб./тонну.  Производительность линии 2 тонны в час (20 000 руб/час). Выработка в месяц (2 смены, 22 рабочих дня) составит 700 тонн мела, или 7 000 000 рублей. Ориентировочная прибыль – 40-60 %  от стоимости мела. Таким образом, окупаемость линии составит менее полугода.

Приложение 1 (видео). Линия из 5 параллельно работающих мельниц РШМ-300 в процессе монтажа.

Табл. 2. Спецификация оборудования линии №2