باختصار كربونات الكالسيوم الميكرونية مادة مالئة معدنية دقيقة تُنتج بطحن الحجر الجيري أو الرخام حتى مستوى الميكرومتر ثم تصنيفه. ويتحدد المنتج المناسب بقيم d50 (الحجم الوسيط للحبيبات) وd97 (الطرف الخشن) ودرجة البياض والنقاوة والرطوبة والتغليف السطحي مجتمعةً. ويشرح هذا الدليل كيف تُقرأ هذه القيم وكيف يُختار المنتج حسب التطبيق.
ما هي كربونات الكالسيوم الميكرونية؟
كربونات الكالسيوم الميكرونية (CaCO₃) مسحوق دقيق يُنتج بطحن صخور كربونات الكالسيوم الطبيعية حتى مستوى الميكرومتر. ويُطلق على هذه المنتجات في القطاع عمومًا اسم كربونات الكالسيوم المطحونة (GCC، ground calcium carbonate). وفي الإنتاج، يُكسَّر الحجر الجيري أولًا، ثم يُطحن طحنًا جافًا أو رطبًا، ويُفصل بالمصنِّفات إلى توزيع حجم الحبيبات المطلوب.
وهناك أيضًا كربونات الكالسيوم المترسبة (PCC، precipitated calcium carbonate). وتعرّف الرابطة الأوروبية لكربونات الكالسيوم (CCA-Europe) هذه المادة بأنها كربونات كالسيوم اصطناعية تُنتج صناعيًا بالكربنة. وتؤكد الرابطة أيضًا أن لكل استخدام منتجًا وُزنت نعومته وتوزيع حبيباته وفق المتطلبات الفنية لذلك التطبيق. كما تشير إلى أن كربونات الكالسيوم هي أكثر المعادن استخدامًا كمادة مالئة وصبغة طلاء في صناعات الورق والبلاستيك والدهانات والطلاءات.
يأتي منتج كربونات الكالسيوم الطبيعية لدى Vişne Madencilik من محجر Çukurova / Gündoğan (Ceyhan, Adana). ووفقًا لما تعلنه الشركة، يتجاوز محتوى CaCO₃ في الحجر الجيري بهذا المحجر 97%. وتجدون معلومات المنتج في صفحة منتج كربونات الكالسيوم الطبيعية (GCC).
كيف تُقرأ قيم d50 وd97 والحد العلوي؟
لا يُعبَّر عن حجم الحبيبات برقم واحد، بل بتوزيع. وأكثر قيمتين استخدامًا هما:
- d50 (الحجم الوسيط): نصف الجسيمات أصغر من هذا الحجم ونصفها أكبر. ويدل على النعومة العامة للمنتج.
- d97: 97% من الجسيمات أصغر من هذا الحجم. ويدل على الطرف الخشن للتوزيع، أي «الحد العلوي». ويذكر بعض الموردين للغرض نفسه قيمة d98 أو قيمة «top cut».
قد تتساوى قيمة d50 لمنتجين بينما تختلف قيمتا d97 اختلافًا كبيرًا. ويوضح المثال الافتراضي التالي ذلك:
| منتج افتراضي | d50 | d97 | ماذا يعني ذلك؟ |
|---|---|---|---|
| المنتج X | 3 µm | 12 µm | توزيع ضيق؛ الجسيمات الخشنة قليلة |
| المنتج Y | 3 µm | 25 µm | الحجم الوسيط نفسه، لكن مع طرف خشن أطول |
في المقاطع الرقيقة، مثل الأغشية الرقيقة والألياف والمنتجات ذات الجدران الرقيقة، تزيد الجسيمات الخشنة خطر العيوب. لذا تكون قيمة d97 في هذه التطبيقات بأهمية d50. أما في الاستخدامات ذات المقاطع السميكة أو لأغراض الحشو الحجمي، فيمكن قبول توزيع أوسع. ويوجد تمييز مشابه في الجير المطفأ أيضًا؛ وللاطلاع على معايير النعومة في الجير المطفأ يمكنكم مراجعة مقالنا عن غازات المداخن.
ما تأثير درجة البياض والنقاوة والرطوبة؟
هذه القيم الثلاث حاسمة بقدر حجم الحبيبات:
- درجة البياض: تؤثر في اللون النهائي في الدهانات والورق والبلاستيك الفاتح اللون. واسألوا دائمًا عن الطريقة وظروف القياس التي أُعطيت بها القيمة؛ فلا يمكن المقارنة المباشرة بين قيم بياض مقيسة بطرق مختلفة.
- نقاوة CaCO₃: كلما انخفضت النقاوة زادت المعادن الغريبة مثل الطين أو السيليكا أو مركبات الحديد. وقد تغيّر هذه المعادن اللون والكاشطية والسلوك الكيميائي.
- الرطوبة: قد تؤدي الرطوبة العالية إلى التكتل ومشكلات الانسياب وفقاعات الغاز في معالجة البلاستيك. وتكتسب الرطوبة المنخفضة أهمية خاصة في تطبيقات البلاستيك والماستر باتش (masterbatch).
متى يُختار المنتج المغلَّف ومتى غير المغلَّف؟
تُفضَّل المنتجات المغلَّفة عادةً في الأوساط الكارهة للماء مثل البوليمرات، أما المنتجات غير المغلَّفة ففي الأنظمة المائية. فلجسيمات كربونات الكالسيوم في حالتها الطبيعية سطح محب للماء (هيدروفيلي). وعند تغليفها بحمض دهني مثل حمض الستياريك يصبح السطح طاردًا للماء (هيدروفوبيًا)، وتنتشر الجسيمات داخل البوليمر بسهولة أكبر.
| نوع المنتج | الاستخدام النموذجي | ما ينبغي الانتباه إليه |
|---|---|---|
| مغلَّف (بحمض الستياريك) | البلاستيك مثل PVC وPP وPE، والماستر باتش | نسبة التغليف وانتظامه |
| غير مغلَّف | الدهانات المائية، والورق، والكيماويات الإنشائية | قابلية الانتشار، ودرجة البياض، وتوزيع الحبيبات |
تشير Vişne Madencilik في صفحة المنتج إلى أن الإنتاج المغلَّف بحمض الستياريك متاح عند الطلب. وتحققوا بتجارب صغيرة النطاق من نوع المنتج الذي يلائم تركيبتكم.
ما الخصائص التي تبرز حسب التطبيق؟
يُبرز كل تطبيق خاصيةً مختلفة. ويمكن استخدام الجدول التالي نقطةَ انطلاق؛ أما القيم الدقيقة فتُحدَّد حسب التركيبة والعملية.
| التطبيق | الخصائص البارزة |
|---|---|
| البلاستيك والماستر باتش | d97 (الحد العلوي)، رطوبة منخفضة، تغليف سطحي |
| الدهانات المائية | درجة البياض، توزيع الحبيبات، سلوك امتصاص الزيت |
| الورق | درجة البياض، العتامة، توزيع الحبيبات |
| الكيماويات الإنشائية والملاط | توزيع الحبيبات، النقاوة |
| إزالة الكبريت الرطبة من غازات المداخن | نقاوة CaCO₃، الطحن الناعم، التفاعلية |
للاستخدام في إعادة تدوير البلاستيك يمكنكم مراجعة صفحة تطبيقات صناعة إعادة تدوير البلاستيك، وللورق صفحة صناعة الورق والسليلوز.
تُستخدم كربونات الكالسيوم المطحونة ناعمًا في معالجة غازات المداخن أيضًا. إذ تنص وثيقة BREF الأوروبية لمنشآت الاحتراق الكبيرة على أن محتوى CaCO₃ في الحجر الجيري المطحون ناعمًا المستخدم في أجهزة الغسل الرطب يجب أن يتجاوز 95%. وقد شرحنا هذا الاستخدام تحت عنوان الحجر الجيري في إزالة الكبريت الرطبة من غازات المداخن.
شاركونا توقعاتكم لحجم الحبيبات الذي يتطلبه تطبيقكم وتركيبتكم. استشيروا فريقنا بشأن كربونات الكالسيوم.
ما الطرق التي يجب البحث عنها في صحيفة البيانات الفنية؟
يتوقف معنى أي قيمة على طريقة قياسها. ابحثوا في صحيفة البيانات الفنية عمّا يلي:
- حجم الحبيبات: طريقة القياس والجهاز. والدليل الدولي لطرق حيود الليزر (laser diffraction) هو ISO 13320. ولأن حيود الليزر يفترض أن الجسيمات كروية، فقد تعطي طرق الترسيب أو التحليل المنخلي نتائج مختلفة للمنتج نفسه.
- درجة البياض: الطريقة وظروف القياس.
- الاستخدام مادةً مالئة في الدهانات: يحدد المعيار ISO 3262-5:2023 متطلبات المواد المالئة من كربونات الكالسيوم البلورية الطبيعية وطرق اختبارها.
- التغليف: مادة التغليف ونسبتها.
- شهادة لكل دفعة: تعطي صحيفة البيانات قيمًا نموذجية؛ أما شهادة كل شحنة فتبيّن القيم الفعلية لتلك الدفعة.
قائمة التحقق قبل الطلب
- حددوا تطبيقكم وعمليتكم (مثل بروفيلات PVC، أو دهانات الجدران الداخلية المائية).
- اكتبوا نطاق d50 وd97 المطلوب وطريقة القياس.
- حددوا درجة البياض ونقاوة CaCO₃ والحد الأقصى للرطوبة.
- حددوا ما إذا كنتم تريدون منتجًا مغلَّفًا أم غير مغلَّف.
- أضيفوا التعبئة والكمية الشهرية ونقطة التسليم.
- اطلبوا شهادة تحليل لكل دفعة.
قارنوا العروض الواردة على أساس المنتج الذي يحقق المواصفات المطلوبة، وبالتكلفة المسلَّمة. فالطريقة التي نستخدمها عند مقارنة العروض تنطبق على كربونات الكالسيوم أيضًا.
الأسئلة الشائعة
هل كربونات الكالسيوم الميكرونية هي نفسها كربونات الكالسيوم المطحونة؟
تشير كربونات الكالسيوم الميكرونية إلى الدرجات الدقيقة على مستوى الميكرومتر من كربونات الكالسيوم المطحونة (GCC). وكلتاهما تُنتج بالطحن الميكانيكي للصخور الطبيعية. والفرق في مستوى النعومة؛ لذا ينبغي اتخاذ القرار بالنظر إلى قيمتي d50 وd97 لا إلى اسم المنتج.
GCC أم PCC: أيهما تختارون؟
تُنتج GCC بطحن الصخور الطبيعية، بينما تُنتج PCC بتفاعل الجير المطفأ مع ثاني أكسيد الكربون. وفي PCC يكون شكل الجسيمات وحجمها أكثر انضباطًا. أما GCC فخيار اقتصادي في كثير من تطبيقات المواد المالئة. ويحدد ملاءمةَ أيٍّ منهما متطلباتُ المنتج النهائي وتجاربُ التركيبة.
لماذا تكون d97 بأهمية d50؟
تدل d50 على النعومة العامة للمنتج، بينما تدل d97 على الحجم الذي قد تبلغه الجسيمات الخشنة. وفي الأغشية الرقيقة والألياف والمنتجات ذات الجدران الرقيقة، قد تؤدي بضع جسيمات خشنة إلى عيوب سطحية أو إلى التمزق. لذا يكون الاكتفاء بـ d50 مضللًا في هذه التطبيقات؛ فاطلبوا القيمتين معًا.
هل تمتص كربونات الكالسيوم الرطوبة؟
لا. كربونات الكالسيوم مستقرة كيميائيًا ولا تتفاعل مع الماء؛ ولا تُستخدم ممتصًّا للرطوبة. والمادة التي تربط الرطوبة ربطًا دائمًا في ممتصات الرطوبة الصناعية هي أكسيد الكالسيوم (الجير الحي). المادة الفعّالة في ممتصات الرطوبة للحاويات هي CaO؛ وقد شرحنا طريقة عملها في مقال مستقل.
هل يمكن استخدام المنتج المغلَّف في الدهانات المائية؟
لا يُنصح بذلك عادةً. فلأن التغليف يجعل السطح طاردًا للماء، قد يصعب انتشار المنتج المغلَّف في الأنظمة المائية. لذا يُستخدم المنتج غير المغلَّف غالبًا في الدهانات المائية والورق والكيماويات الإنشائية. وإذا كانت لديكم تركيبة خاصة، فاتخذوا القرار بتجربة صغيرة النطاق.
ما المعلومات التي ينبغي مشاركتها للحصول على عرض سعر؟
حددوا تطبيقكم، ونطاق d50 وd97 المطلوب، وتوقعاتكم لدرجة البياض والنقاوة، وتفضيلكم للمنتج المغلَّف أو غير المغلَّف، والكمية الشهرية، والتعبئة، ونقطة التسليم. وبهذه المعلومات يمكننا تحديد المنتج المناسب وشروط التسليم بوضوح. أرسلوا طلب عرض سعر لكربونات الكالسيوم.
الخلاصة
- كربونات الكالسيوم الميكرونية مادة مالئة دقيقة تُنتج بطحن الحجر الجيري أو الرخام حتى مستوى الميكرومتر.
- تدل d50 على النعومة العامة وd97 على الطرف الخشن؛ وفي التطبيقات ذات المقاطع الرقيقة يجب طلبهما معًا.
- درجة البياض والنقاوة والرطوبة والتغليف حاسمة بقدر حجم الحبيبات.
- يجب قراءة القيم مع طرق قياسها، وأن يستند القرار إلى شهادة الدفعة.
أرسلوا إلينا معلومات حجم الحبيبات ودرجة البياض والتعبئة التي يتطلبها تطبيقكم، ولنحدد معًا المنتج المناسب. نردّ على طلبكم خلال 24 ساعة.
الهاتف: +90 232 463 00 03 · البريد الإلكتروني: sales@visnemadencilik.com
المصادر
- Life Cycle Analysis for Calcium Carbonate — Product: PCC-Dry — Calcium Carbonate Association Europe (CCA-Europe)، 2021.
- ISO 13320:2020 — Particle size analysis — Laser diffraction methods — ISO، 2020.
- ISO 3262-5:2023 — Extenders — Specifications and methods of test — Part 5: Natural crystalline calcium carbonate — ISO، 2023.
- Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Large Combustion Plants — مركز البحوث المشترك التابع للمفوضية الأوروبية (JRC)، 2017، EUR 28836 EN (القسم 3.2.2.2.1).
- Vişne Madencilik؛ صفحة منتج كربونات الكالسيوم الطبيعية (المحجر، والنقاوة المعلنة، وخيار التغليف).
الكاتب
مقالات ذات صلة
- الجير لإزالة الكبريت من غازات المداخن — الحجر الجيري والكواشف الكلسية الأخرى في أجهزة الغسل الرطب.
- كيف تختارون الجير المطفأ لمعالجة غازات المداخن؟ — النعومة والمساحة السطحية والنقاوة.
- جير مطفأ للبيع: كيف تقارنون العروض؟ — تكلفة التسليم لكل وحدة من المادة الفعّالة.
- كيف تختارون ممتص الرطوبة للحاويات؟ — مقارنة بين CaO وهلام السيليكا وكلوريد الكالسيوم.