Mielenie węglanu wapnia w młynach elektromagnetycznych

Węglan wapnia w postaci minerałów jest wydobywany w wielu krajach na świecie i przetwarzany w milionach ton rocznie. Jego naturalna dostępność łączy się z wyjątkowymi właściwościami, takimi jak wysoka biel (do 98%), obojętność wobec większości reagentów chemicznych, zdolność do poprawy właściwości mechanicznych kompozytów polimerowych, a nawet właściwości antybakteryjne w formie nano. Dlatego węglan wapnia jest szeroko stosowany w przemyśle celulozowym, chemicznym, farmaceutycznym, spożywczym i budowlanym. Może być używany jako wypełniacz w produkcji papieru, tworzyw sztucznych, gumy, farb, tuszy czy uszczelniaczy. Jednak przed wykorzystaniem do tych celów węglan wapnia zazwyczaj wymaga zmielenia do określonej dyspersji. Stopień dyspersji cząstek bezpośrednio wpływa na zgodność węglanu wapnia z matrycą polimerową lub inną bazą, właściwości mechaniczne kompozytu, jego cechy optyczne, adhezję, odporność na zużycie, a nawet ognioodporność.

Tradycyjne metody mielenia wapnia

W przemyśle najczęściej stosuje się dwa podejścia: mielenie grube i strąceniowe. Węglan wapnia strącany jest poprzez chemiczne wytrącanie z roztworów wodnych i charakteryzuje się znacznie mniejszymi rozmiarami cząstek oraz wyższą czystością, ale jego produkcja jest znacznie droższa. Dlatego w wielu przypadkach producenci starają się uzyskać drobnoziarnisty węglan wapnia metodą mechaniczną. Jednak osiągnięcie pożądanego rozmiaru cząstek i stabilnej formy bez aglomeracji jest trudnym zadaniem dla klasycznych metod mielenia. Młyny kulowe, wibracyjne, strumieniowe czy planetarne nie zawsze zapewniają odpowiedni poziom dyspersji przy rozsądnych kosztach energii i zasobów. Większość tych technologii jest energochłonna, nieporęczna i głośna, a otrzymany produkt często wymaga dodatkowych etapów separacji, suszenia lub obróbki.

Młyny elektromagnetyczne AVS

W odpowiedzi na te wyzwania specjaliści firmy GlobeCore opracowali technologię drobnoziarnistego mielenia węglanu wapnia przy użyciu młynów elektromagnetycznych typu AVS. Młyny te działają w oparciu o pole indukcyjne. Wewnątrz niemagnetycznej komory roboczej obracają się cząstki ferromagnetyczne, które pod wpływem zmiennego pola elektromagnetycznego tworzą dynamiczną warstwę wirującą. W tej aktywnej strefie materiał jest intensywnie dyspersyjny, mielony i aktywowany dzięki licznym zderzeniom cząstek ferromagnetycznych między sobą, ze ściankami komory i z samym materiałem poddawanym obróbce.

Regulacja dyspersji i aktywacja powierzchni

Charakterystyczną cechą młynów AVS jest możliwość precyzyjnego regulowania czasu obróbki, a tym samym dyspersji cząstek. Im dłużej węglan wapnia przebywa w komorze roboczej młyna, tym mniejsze stają się jego cząstki. Możliwe jest uzyskanie frakcji o różnych rozmiarach – od kilkudziesięciu mikrometrów do jednego mikrona i mniej, co pozwala dopasować końcowy produkt do konkretnych potrzeb technologicznych. Kolejną zaletą młynów AVS jest to, że pozwalają one nie tylko na mielenie, ale również na aktywację powierzchni cząstek. W trakcie niszczenia struktury minerału otwierają się nowe centra aktywne, co zwiększa reaktywność węglanu wapnia i poprawia jego zdolność do interakcji z matrycami polimerowymi, spoiwami czy systemami dyspersyjnymi.

Efektywność, eksploatacja i uniwersalność

Oprócz wysokiej skuteczności mielenia, młyny elektromagnetyczne GlobeCore wyróżniają się prostotą obsługi, kompaktowymi wymiarami i energooszczędnością – w zależności od modelu pojedynczy młyn zużywa nie więcej niż 9,5 kW mocy czynnej. Młyny AVS łatwo integrują się z istniejącymi liniami technologicznymi mielenia minerałów, zastępując duże i hałaśliwe młyny. Dodatkową zaletą AVS jest uniwersalność – urządzenia efektywnie działają zarówno w suchym, jak i wilgotnym środowisku mielenia. W wilgotnym środowisku aktywowane są dodatkowe mechanizmy oddziaływania na materiał: dyspersja, elektroliza, siły hydrodynamiczne oraz drgania akustyczne, co pozwala uzyskać jeszcze wyższą jakość mielenia i zwiększyć reaktywność przetwarzanego materiału. Z kolei mielenie w suchym środowisku upraszcza proces technologiczny, eliminując potrzebę odwodnienia i suszenia materiału po obróbce.

Młyny elektromagnetyczne wytrzymują długą eksploatację (do czterdziestu lat i więcej), nie wymagają częstego serwisowania i pozwalają przetwarzać nie tylko węglan wapnia, ale również inne minerały, pigmenty, proszki, katalizatory i sorbenty. W ten sposób wykorzystanie młynów AVS do mielenia węglanu wapnia zapewnia nie tylko ekonomiczność i elastyczność procesu, ale również znacząco poprawia jakość gotowego produktu, zwiększając jego wartość rynkową.