Cách kiểm tra độ mịn, độ trắng, độ ẩm của bột đá CaCo3

Độ mịn, độ trắng và độ ẩm là những chỉ tiêu quan trọng phản ánh chất lượng bột đá CaCO₃ trước khi đưa vào sản xuất. Vậy các thông số này được kiểm tra bằng phương pháp nào và cần lưu ý gì để đánh giá chính xác? Bài viết dưới đây sẽ hướng dẫn cách kiểm tra từng chỉ tiêu, giúp doanh nghiệp lựa chọn nguyên liệu phù hợp và kiểm soát chất lượng đầu vào hiệu quả. 

Cách kiểm tra độ mịn, độ trắng, độ ẩm của bột đá CaCo3

Vì sao cần kiểm tra các chỉ tiêu của bột đá CaCO₃?

Mỗi lô bột đá CaCO₃ khi nhập kho hoặc xuất xưởng có thể có sự chênh lệch nhất định về đặc tính lý hóa, tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu và công nghệ xay nghiền. Vì vậy, doanh nghiệp cần kiểm tra định kỳ các chỉ tiêu như độ trắng, độ mịn và độ ẩm để duy trì chất lượng nguyên liệu ổn định.

• Đảm bảo tính đồng đều: Việc kiểm soát chất lượng giúp hạn chế sự sai lệch trong công thức phối trộn giữa các mẻ sản xuất, từ đó duy trì độ ổn định của thành phẩm.
• Bảo vệ hệ thống máy móc: Bột đá chứa tạp chất thô hoặc có độ ẩm cao có thể gây mài mòn trục vít, tắc hệ thống lọc và ảnh hưởng đến hoạt động của máy đùn.
• Tối ưu chi phí sản xuất: Kiểm soát tốt chất lượng nguyên liệu giúp doanh nghiệp đánh giá chính xác giá trị của từng lô hàng, đồng thời giảm tỷ lệ sản phẩm lỗi và hạn chế lãng phí trong quá trình sản xuất.

Kiểm tra các chỉ tiêu của bột đá CaCO₃ giúp duy trì chất lượng nguyên liệu ổn định 

Cách kiểm tra độ trắng của bột đá CaCO₃

Độ trắng thể hiện khả năng phản xạ ánh sáng của bột đá và là thước đo trực quan cho độ tinh khiết của sản phẩm.

Nguyên lý đo

Phương pháp này dựa trên việc so sánh khả năng phản xạ ánh sáng phổ kế của bề mặt mẫu bột đá nén phẳng với một tấm chuẩn phản xạ oxit magie (MgO) hoặc bari sunfat (BaSO4) có độ trắng quy ước là 100%.

Thiết bị sử dụng

• Máy đo độ trắng chuyên dụng (Whiteness Meter) hoặc Máy đo màu quang phổ (Spectrophotometer).
• Cối nén mẫu bằng tay hoặc bằng lực ép tiêu chuẩn.

Kiểm tra độ trắng của bột đá CaCO₃ bằng máy đo chuyên dụng

Các bước thực hiện

1. Hiệu chuẩn máy: Khởi động thiết bị và tiến hành hiệu chuẩn (Calibrate) bằng tấm chuẩn đen (0%) và tấm chuẩn trắng (thường khoảng 95% - 98% tùy thiết bị).
2. Chuẩn bị mẫu: Xúc bột đá CaCO3 đổ đầy vào cốc đo mẫu. Dùng dụng cụ nén phẳng bề mặt. Bề mặt bột phải tuyệt đối mịn, phẳng, không có vết nứt hay lỗ khí để tránh làm sai lệch đường đi của ánh sáng.
3. Tiến hành đo: Đặt cốc mẫu vào buồng đo của máy. Ấn nút đo, hệ thống sẽ tự động quét và hiển thị kết quả độ trắng (ký hiệu là W hoặc R457) trực tiếp lên màn hình điện tử dưới dạng phần trăm (%).
4. Lưu ý: Độ mịn của bột đá có ảnh hưởng nhỏ đến độ trắng. Bột càng siêu mịn thì độ phản xạ ánh sáng càng tốt, kết quả đo có xu hướng cao hơn bột thô từ 0.5% - 1%.

Cách kiểm tra độ mịn của bột đá CaCO₃

Độ mịn của bột đá được xác định bằng kích thước hạt, thường được biểu diễn qua hai chỉ số quan trọng là D₅₀ và D₉₇. Trong đó, D₅₀ là kích thước mà 50% thể tích hạt trong mẫu có kích thước nhỏ hơn giá trị này; D₉₇ là kích thước mà 97% thể tích hạt trong mẫu có kích thước nhỏ hơn giá trị này. Đơn vị đo thường được sử dụng là micromet (μm) hoặc Mesh.

Phương pháp 1: Sàng rung cơ học (dành cho hạt thô > 45 μm/cỡ Mesh nhỏ)

Thiết bị: Máy lắc sàng và bộ rây tiêu chuẩn, ví dụ rây 200 Mesh hoặc 325 Mesh.

Cách làm: Cân chính xác một lượng mẫu bột đá khô, ví dụ 100 g. Đổ mẫu vào rây trên cùng, đóng nắp và bật máy lắc trong khoảng 10–15 phút. Sau đó, cân lượng bột đá còn sót lại trên lưới rây để tính tỷ lệ phần trăm hạt thô không lọt qua rây.

Phương pháp 2: Phân tích nhiễu xạ laser (dành cho bột siêu mịn < 45 μm)

Thiết bị: Máy phân tích kích thước hạt bằng tia Laser (Laser Diffraction Particle Size Analyzer - ví dụ dòng máy Malvern Mastersizer). Đây là phương pháp có độ chính xác cao và được sử dụng phổ biến hiện nay.

Cách làm:

1. Hòa tan một lượng nhỏ bột đá CaCO3 vào môi trường phân tán (thường là nước cất kết hợp chất phân tán như Natri Polyphosphate) hoặc sử dụng hệ thống phân tán khô bằng khí nén.
2. Hút mẫu đưa vào buồng đo của máy.
3. Các chùm tia laser quét qua dòng hạt đang chuyển động. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng xảy ra, các cảm biến sẽ ghi lại góc khuếch tán để máy tính tính toán và xuất ra biểu đồ phân bố kích thước hạt cùng thông số  D₅₀, D₉₇ chi tiết.

Cách kiểm tra độ ẩm của bột đá CaCO₃

Độ ẩm của bột đá CaCO₃ là lượng nước tự do bám trên bề mặt các hạt bột. Đối với bột đá chất lượng cao dùng trong công nghiệp, độ ẩm thường được kiểm soát ở mức dưới 0,2%.

Phương pháp 1: Sấy khô truyền thống (phương pháp trọng lượng)

Thiết bị: Tủ sấy phòng thí nghiệm cài đặt ở nhiệt độ 105 °C và cân phân tích có độ chính xác đến 0,0001 g.

Cách làm:

1. Cân khối lượng đĩa sấy sạch, ký hiệu là m₀.
2. Cho khoảng 10g bột đá vào đĩa, sau đó cân tổng khối lượng đĩa và mẫu trước khi sấy, ký hiệu là m₁.
3. Đặt đĩa vào tủ sấy ở nhiệt độ 105–110 °C trong khoảng 1–2 giờ.
4. Lấy mẫu ra, để nguội trong bình hút ẩm rồi cân lại, ký hiệu là m₂. Tiếp tục sấy và cân cho đến khi khối lượng không đổi.

Công thức tính: Độ ẩm (%) = [(m₁ − m₂)/(m₁ − m₀)] × 100

Kiểm tra độ ẩm của bột đá CaCO₃ trong phòng thí nghiệm 

Phương pháp 2: Sử dụng cân sấy ẩm hồng ngoại hoặc halogen

Thiết bị: Cân sấy ẩm tự động (Moisture Analyzer).

Cách làm: Trải đều một lượng bột đá vừa đủ lên đĩa cân của máy, đóng nắp và lựa chọn chế độ sấy tự động, thường cài đặt ở 105 °C. Thiết bị sẽ vừa gia nhiệt bằng đèn halogen hoặc tia hồng ngoại, vừa liên tục theo dõi sự thay đổi khối lượng của mẫu. Khi khối lượng không còn giảm, máy sẽ tự động dừng và hiển thị tỷ lệ độ ẩm trên màn hình. Thời gian đo thường kéo dài khoảng 3–5 phút, tùy thuộc vào lượng mẫu và độ ẩm ban đầu.

Các chỉ tiêu này ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng sản phẩm nhựa?

Trong ngành công nghiệp nhựa, chẳng hạn sản xuất hạt nhựa phụ gia filler masterbatch, ống nhựa PVC, màng PE và đồ nhựa gia dụng, ba chỉ tiêu trên ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng thành phẩm:

• Tác động của độ trắng: Nếu độ trắng của bột đá CaCO₃ thấp hoặc bột bị xỉn màu do lẫn oxit sắt (Fe₂O₃), sản phẩm nhựa đầu ra có thể bị tối màu hoặc ngả đục. Để khắc phục, nhà máy phải tăng hàm lượng chất tạo màu trắng như titan dioxide (TiO₂), từ đó làm tăng chi phí sản xuất.
• Tác động của độ mịn: Bột đá có kích thước hạt nhỏ và phân bố đồng đều sẽ tăng khả năng phân tán trong nền nhựa, góp phần cải thiện độ cứng, độ ổn định kích thước và độ mịn của bề mặt sản phẩm. Ngược lại, bột đá quá thô hoặc kích thước hạt không đồng đều có thể làm giảm khả năng phân tán, khiến bề mặt sản phẩm sần, xuất hiện khuyết tật và suy giảm cơ tính. Tuy nhiên, hạt quá mịn cũng có thể kết tụ nếu không được xử lý bề mặt hoặc phối trộn đúng kỹ thuật.
• Tác động của độ ẩm: Độ ẩm cao có thể gây ra nhiều khuyết tật trong quá trình gia công nhựa. Khi hỗn hợp nhựa và bột đá được đưa vào máy đùn ở nhiệt độ cao, lượng nước trong bột đá sẽ bay hơi và tạo thành bọt khí. Hệ quả là sản phẩm có thể bị rỗ bề mặt, nổi bong bóng hoặc đứt màng, đứt sợi trong quá trình sản xuất.

Tiêu chí lựa chọn bột đá CaCO₃ phù hợp với từng ứng dụng

Không phải ứng dụng nào cũng cần sử dụng loại bột đá có thông số cao nhất. Việc lựa chọn nguyên liệu dựa trên yêu cầu kỹ thuật của từng sản phẩm sẽ giúp doanh nghiệp cân bằng giữa chất lượng và chi phí:

Các thông số trên mang tính tham khảo. Yêu cầu thực tế có thể thay đổi tùy loại nhựa nền, tỷ lệ phối trộn, công nghệ gia công và tiêu chuẩn của từng sản phẩm. Các nhà sản xuất khoáng công nghiệp cũng sử dụng nhiều cấp CaCO₃ khác nhau về kích thước hạt, độ trắng, độ ẩm và xử lý bề mặt cho từng ứng dụng nhựa.

VNAPEX cung cấp bột đá CaCO₃ có nguồn nguyên liệu ổn định, thông số kỹ thuật rõ ràng và được kiểm soát chất lượng theo từng lô hàng. Liên hệ VNAPEX để được tư vấn lựa chọn loại bột đá phù hợp với ngành nhựa, sơn, cao su, giấy và các ứng dụng công nghiệp khác.