Как производить бумагу из порошка камня: руководство по технологии и оборудованию

Введение в технологию каменной бумаги

Каменная бумага, также известная как минеральная или скальная бумага, представляет собой революционное достижение в области производства экологичной бумаги. В отличие от традиционной бумаги на основе древесной целлюлозы, каменная бумага в основном состоит из порошка карбоната кальция (CaCO3), получаемого из отходов известняка или мрамора, в сочетании с небольшим количеством нетоксичного смолы, действующего в качестве связующего вещества. Этот инновационный материал обладает многочисленными экологическими преимуществами: снижением потребления воды, отсутствием необходимости вырубки лесов и возможностью биоразложения при определенных условиях.

Процесс производства каменной бумаги требует специализированного оборудования для преобразования сырья из камня в тонкий порошок, подходящий для изготовления бумаги. Качество готового бумажного изделия напрямую зависит от размеров частиц и чистоты каменного порошка, поэтому выбор оборудования для измельчения имеет решающее значение для всей производственной цепочки.

Подготовка сырья и требования к нему

Основа производства качественной каменной бумаги начинается с правильного выбора и подготовки сырья. Основными ингредиентами являются материалы, богатые карбонатом кальция, такие как известняк, мрамор или мел. Сначала необходимо измельчить сырые камни до удобных для обработки размеров, после чего приступают к процессу измельчения.

Основные требования к сырьевым материалам включают:

• Содержание карбоната кальция: не менее 85–90%
• Индекс белизны: более 90% для премиальных приложений
• Контроль примесей: содержание железа <0,1%, содержание кремния <2%
• Содержание влаги: <1% для оптимальной эффективности помола

На этапе первичной дробления каменные блоки превращаются в частицы размером 20–50 мм, которые затем используются в качестве сырья для оборудования для тонкого измельчения. Этот этап дробления крайне важен, поскольку он определяет основные параметры последующих процессов измельчения и напрямую влияет на энергопотребление на протяжении всего процесса.

Критический процесс шлифовки для производства каменной пудры

Этап измельчения является наиболее технологически сложным этапом производства каменной бумаги. Для получения требуемого распределения размеров частиц, необходимого для производства бумаги, необходимы передовые технологии измельчения, позволяющие производить ультратонкие порошки с одинаковым качеством.

Для применения в качестве каменной бумаги размер частиц обычно варьируется от 325 до 2500mesh (45 мкм до 5 мкм), при этом особенно важны показатели D97. Распределение размеров частиц напрямую влияет на:

• Гладкость поверхности бумаги и её подходящие характеристики для печати
• Прочность на растяжение и гибкость
• Характеристики непрозрачности и яркости
• Расход смолы в готовой смеси

Современные системы шлифования должны обеспечивать точный контроль размера частиц при одновременном высоком уровне производственной эффективности и минимальном расходе энергии. Оборудование для шлифования также должно учитывать абразивные свойства карбоната кальция, не ухудшая при этом стабильность работы или требования к техническому обслуживанию.

Основное оборудование для производства каменной пудры

Выбор подходящего оборудования для шлифовки крайне важен для успешного производства каменной бумаги. Оборудование должно сочетать в себе такие характеристики, как производственная мощность, энергоэффективность, контроль размера частиц и надежность в эксплуатации.

Оборудование для первичного измельчения

Перед тонким измельчением сырье необходимо предварительно уменьшить в размерах. Для этой стадии обычно используются щековые дробилки и молотковые мельницы, которые превращают крупные каменные блоки в частицы размером 20–50 мм. Молотковая мельница особенно эффективна для среднего измельчения, производя однородные частицы размером 0–3 мм, идеально подходящие в качестве сырья для систем тонкого измельчения.

Системы тонкой мельничной обработки

Для этапа тонкой мельничной обработки существует несколько технологий, каждая из которых обладает уникальными преимуществами, соответствующими конкретным производственным требованиям:

Мельница серии SCM для получения сверхтонкой массы: оптимальное решение для производства каменной бумаги высокого качества

Для производителей каменной бумаги, ищущих порошок высшего качества с точным контролем размера частиц, рекомендуется использовать…Серия ультратонких мельниц SCMЭта система шлифовки представляет собой стандарт отрасли. Она специально разработана для производства сверхтонких порошков, необходимых для использования в премиальной каменной бумаге.

Мельница SCM Ultrafine предназначена для обработки материалов с размером частиц ≤20 мм и обеспечивает получение продукции с заключительной мелкостью частиц от 325 до 2500 единиц сита (D97 ≤ 5 мкм), что идеально соответствует требованиям к производству высококачественной каменной бумаги. Производственная мощность устройства варьируется от 0,5 до 25 тонн в час (в зависимости от модели), что позволяет использовать ее как в пилотных проектах, так и в крупном промышленном производстве.

Технические преимущества, особенно актуальные для производства каменной бумаги, включают в себя:

• Высокоэффективное шлифование:Уникальная конструкция чехла мельницы с несколькими ступенями и роликами для измельчения обеспечивает тщательное уменьшение размера материала за один пропуск; это позволяет сократить потребление энергии на 30% по сравнению с традиционными системами.
• Точная классификация:Интегрированные вертикальные турбинные сортировочные устройства обеспечивают точный контроль размера частиц, устраняя крупные частицы, которые могут повлиять на качество бумаги.
• Прочность:Специально отполированные измельчающие компоненты устойчивы к абразивному воздействию карбоната кальция, что увеличивает срок их службы и сокращает время простоя из-за технического обслуживания.
• Соблюдение экологических норм:Современные системы сбора пыли с использованием импульсных технологий обеспечивают безопасность на рабочем месте и одновременно соответствуют международным стандартам по выбросам.

Серия SCM включает несколько моделей, подходящих для различных масштабов производства:

Для производителей каменной бумаги мельница SCM Ultrafine Mill обеспечивает стабильное получение высококачественного порошка, необходимого для изготовления бумаги с отличными поверхностными характеристиками, прочностью и печатными свойствами.

Мельница серии MTW с трапециевидным барабаном для производства среднего масштаба

Для операций, требующих использования порошков средней точности и высокой производительности,Мельница серии MTW с трапециевидным режущим элементомДанная система обеспечивает отличный баланс между производительностью и экономичностью. Она обрабатывает материалы размером до 50 мм и производит порошки с размером пор от 30 до 325 щелей (до 0,038 мм); производственная мощность составляет 45 тонн в час.

Серия MTW включает в себя несколько инноваций, которые особенно полезны для обработки камня:

• Дизайн лопаты, устойчивой к износу, с соединенными лезвиями позволяет снизить затраты на техническое обслуживание.
• Оптимизация изогнутого воздушного канала позволяет минимизировать потери энергии.
• Интегрированная передача с коническими зубчатыми колесами обеспечивает эффективность до 98%.
• Прочная конструкция волюты повышает эффективность сортировки воздуха.

Это оборудование идеально подходит для производителей, ориентирующихся на рынки упаковочной и промышленной бумаги, где допускается использование более грубоватых порошков, а объем производства является ключевым критерием выбора оборудования.

Процесс производства бумаги из порошка камня

Как только порошок камня соответствует required specifications (требуемым спецификациям), он переходит на стадию производства бумаги. Этот процесс включает в себя несколько важных этапов:

Смешивание и компонование

Каменная пудра смешивается с полиэтиленом высокой плотности (HDPE) или другими нетоксичными смолами обычно в соотношении 80:20 (каменная пудра к смоле). Современные экструдеры с двойными винтами обеспечивают равномерное смешивание, одновременно контролируя температуру для предотвращения преждевременного отверждения связующего вещества.

Формирование пластов

Смешанная смесь подаётся через каландровые валы, которые прессуют её в тонкие листы одинаковой толщины. Температура, давление и скорость вращения этих валов контролируются с высокой точностью, чтобы достичь желаемых характеристик бумаги.

Обработка поверхности

В зависимости от предполагаемого применения каменной бумаги могут применяться дополнительные обработки поверхности с целью улучшения ее печатных свойств, водонепроницаемости или получения конкретных функциональных характеристик. К таким обработкам относятся коронное разрядение, нанесение покрытий или гравировка для создания текстуры.

Контроль качества и тестирование

Поддержание стабильного качества на протяжении всего процесса производства каменно-бумажной продукции требует строгих протоколов тестирования. К ключевым параметрам, которые контролируются, относятся:

• Анализ размера частиц:Регулярные выборки образцов и анализ методом лазерной дифракции гарантируют соответствие свойств порошка установленным стандартам.
• Белизна и яркость:Результаты измерений с помощью спектрофотометра обеспечивают стабильность цвета.
• Химический состав:Анализ методом рентгеновского флюоресценционного спектрометрия (XRF) позволяет проверить чистоту продукта и выявить примеси.
• Физические свойства:Испытания на прочность на растяжение, устойчивость к разрыву и степень непрозрачности

Реализация комплексной системы управления качеством – от приема сырья до отправки готового продукта – является необходимым условием для производства каменной бумаги, соответствующей международным стандартам и ожиданиям клиентов.

Экологические и экономические выгоды

Применение технологии каменной бумаги предоставляет существенные преимущества по сравнению с традиционным производством бумаги:

Сокращение воздействия на окружающую среду

• Экономия воды:Производство бумаги из камня потребляет примерно на 50% меньше воды, чем производство бумаги из древесной целлюлозы.
• Предотвращение вырубки лесов:Каждый тонн стеклопластиковой бумаги позволяет сэкономить примерно 20 деревьев.
• Энергоэффективность:Современные системы помола, такие как SCM Ultrafine Mill, позволяют сократить потребление энергии на 30–40%.
• Использование отходов:Использует побочные продукты добычи камня и руды, которые в противном случае были бы выброшены.

Экономические преимущества

• Стабильность стоимости сырья:Стоимость каменной пудры более предсказуема, чем цены на древесную целлюлозу, которые меняются.
• Эффективность производства:Процессы непрерывного производства позволяют достичь более высокой производительности.
• Показатели эффективности продукта:Высокая износостойкость и функциональные характеристики обуславливают премиальную цену.
• Соблюдение нормативных требований:Соответствует всё более строгим экологическим нормативам

Заключение: Будущее производства бумаги

Технология каменной бумаги представляет собой существенный сдвиг в области устойчивого производства бумаги и предлагает приемлемую альтернативу традиционным продуктам на основе древесины. Успех этого инновационного подхода во многом зависит от передовых технологий измельчения, позволяющих получать однородный, высококачественный каменный порошок.

Выбор оборудования, особенно систем измельчения, таких как ультратонкий мельничный комплекс серии SCM или трапециевидный мельничный комплекс серии MTW, напрямую влияет на качество продукции, эффективность производства и экономическую жизнеспособность. По мере того как экологические проблемы продолжают стимулировать инновации в области материаловедения, изготовленная с использованием передовых технологий измельчения каменная бумага может завоевать значительную долю рынка в таких сферах, как упаковка, печать и специальные бумажные изделия.

Производители, вкладывающие средства в эту технологию, должны отдавать приоритет партнерским отношениям с поставщиками оборудования, которые предлагают не только передовые технологии, но и полный технический обслуживание, доступность запасных частей, а также услуги по оптимизации производственных процессов, чтобы обеспечить долгосрочный успех на этом растущем рынке.