O caulim é um mineral não metálico. É uma argila e rocha argilosa. É composto principalmente por minerais de argila caulinita. Devido à sua cor branca e textura fina, também é chamado de dolomita.
O caulim tem muitos usos. Entre eles, estão a fabricação de papel, cerâmica e materiais refratários. Também é usado em revestimentos, cargas de borracha e esmaltes. É matéria-prima para cimento branco. Uma pequena quantidade entra na produção de plásticos, tintas e pigmentos. Também está presente em rebolos, lápis, cosméticos, sabonetes, pesticidas, medicamentos, têxteis e produtos químicos. Por fim, é utilizado em materiais de construção e outras indústrias.
Com o avanço das técnicas de modificação e nanotecnologia, o caulim modificado e o nanocaulim superaram o caulim convencional. Isso expandiu consideravelmente suas aplicações.
Aplicação do caulim na fabricação de papel
O caulim é utilizado na fabricação de papel. Ele confere ao papel alto grau de brancura, brilho, absorção de óleo e suavidade. É um importante material de enchimento na fabricação de papel.
O caulim é usado principalmente na fabricação de papel. É utilizado como carga e pigmento de revestimento. Suas características afetam significativamente a fabricação e a qualidade do papel. O caulim para revestimentos de papel é dividido em dois tipos: caulim lavado e caulim calcinado. Essa classificação se baseia nos métodos de processamento e nas características do produto. O caulim calcinado é um material para fabricação de papel que apresenta alta brancura, porosidade e alguma capacidade de adsorção. Ele pode ser classificado de acordo com a temperatura de calcinação. Existem dois tipos: caulim calcinado incompletamente (600-800 °C) e caulim calcinado completamente (950-1050 °C). O primeiro é usado principalmente como carga na fabricação de papel. O segundo é usado principalmente para revestimentos. Sua função é a calcinação. Esse processo desidrata e remove a matéria orgânica da caulinita, um tipo de solo. A calcinação aumenta a porosidade da estrutura, melhorando o volume, a opacidade e a absorção de tinta do papel.
O caulim é um mineral branco não metálico amplamente utilizado na fabricação de papel. Mais de 751.000 toneladas de caulim refinado no mundo são utilizadas para a fabricação de papel.
Na área de fabricação de papel, quais são os requisitos para o caulim?
Brancura
A brancura é uma medida fundamental dos produtos de caulim. Ela afeta seu preço e gama de aplicações.
O caulim para revestimento deve ter um grau de brancura de pelo menos 80%. Geralmente, deve ser ≥85%. O caulim de alto grau de brancura comumente utilizado é branqueado. As condições são: pH 2-4, 25-50℃, Na₂S₂O₄ = 2,0%, suspensão de 15%-20% e tempo de branqueamento de 60-80 minutos. As principais impurezas que afetam o grau de brancura do caulim são hematita, limonita e goethita.
Tamanho da partícula
O tamanho das partículas é uma medida fundamental da qualidade do caulim. Além disso, o tamanho e a distribuição das partículas de caulim afetam sua viscosidade.
A porcentagem de partículas de 2 μm é frequentemente usada para avaliar o tamanho das partículas de pigmentos em revestimentos de papel. A faixa de caulim ultrafino para revestimento geralmente é ≥80% (<2 μm). O tamanho das partículas varia entre 1 μm e 1,5 μm. Quanto maior o tamanho das partículas, melhor, pois isso pode tornar a superfície do papel mais lisa. Além disso, se o teor de partículas com tamanho <0,5 μm for muito alto, a viscosidade da pasta úmida de caulim também será muito alta.
O caulim pode ser transformado em partículas de tamanho nanométrico após o processamento. No entanto, a escassez de caulim para revestimento de papel na China deve-se à tecnologia deficiente de redução de viscosidade. Uma distribuição granulométrica estreita pode reduzir a viscosidade da pasta. Os nanomateriais minerais de caulim podem reduzir a viscosidade da pasta. Eles também apresentam boas superfícies e efeitos em pequena escala. Portanto, são um foco fundamental para expandir as aplicações do caulim.
Menos resíduos
Mantendo a brancura e o tamanho das partículas, não pode haver muito resíduo na tela. Sua distribuição granulométrica é muito uniforme e não há partículas grandes. Este material é usado para revestimento em máquinas de papel de alta velocidade, que operam a cerca de 1800 rpm e são muito largas. Nessa alta velocidade, o revestimento é aplicado uniformemente ao papel por meio de um raspador. Partículas grandes não são permitidas. A operação é mais suave, portanto, o controle de resíduos na tela é muito rigoroso.
pH
As partículas de caulim possuem estruturas hexagonais pseudo-escamosas. Todas as suspensões de caulim condensam-se facilmente em pH baixo (pH = 4). As arestas ficam voltadas para a superfície durante a condensação. Quando o pH está abaixo de 7,3, as laterais do caulim ficam carregadas positivamente e sua superfície, negativamente. pH Valores acima de 9,0 conferem uma carga negativa à superfície do caulim. Isso causa repulsão e alguma dispersão.
Viscosidade
Um maior teor de sólidos melhora a fluidez da pasta de caulim. Isso, por sua vez, melhora a fluidez do revestimento. A viscosidade do caulim é limitada pelo tamanho das partículas (como mencionado anteriormente) e pela morfologia dos cristais. Em geral, cristais com formato perfeito apresentam baixa viscosidade e alta fluidez. O oposto ocorre com cristais de formato irregular.
Para melhorar a dispersão do caulim, adicionam-se dispersantes para aumentar sua viscosidade. O método mais comum é a adição de dispersantes com carga negativa, como poliacrilatos e polifosfatos, que ajustam a viscosidade da suspensão.
| Categoria | Caulino | Caulim calcinado |
| Brancura/% ≥ | 82.0 | 88.0 |
| Conteúdo de partículas com tamanho inferior a 2 μm (fração de massa)/% ≥ | 75.0 | 70.0 |
| Resíduo de peneira de 45 μm/% ≤ | 0.05 | 0.02 |
| Sedimento disperso/% ≤ | 0.10 | 0.02 |
| pH ≥ | 4.0 | 5.0 |
| Concentração de viscosidade/% ≥ | 65.0 | — |
| Teor de óxido de alumínio (fração mássica)/% ≥ | 35.00 | 42.00 |
| Teor de óxido de ferro (fração mássica)/% ≤ | 0.80 | 1.0 |
| Teor de sílica (fração mássica) /% ≤ | 50.00 | 54.00 |
| Perda na ignição/% ≤ | 1500 | — |
Equipamentos recomendados para processamento de caulim
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