TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Viện Kỹ thuật Hóa học

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

------------o0o-----------

-------------------------------

NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Đặng Văn Quý
Số hiệu sinh viên:

20113562

Lớp:

KTHH4

Khóa: 56

Chuyên ngành: Kĩ sư hóa dầu
Chuyên sâu:
Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS Nguyễn Hữu Trịnh
1

Tên đề tài tốt nghiệp:
Nghiên cứu thành phần và cấu tạo của phấn không bụi

2

Các số liệu ban đầu:

3

Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
-

Chương (Phần) 1: Tổng quan

-

Chương (Phần) 2: Thực nghiệm

-

Chương (Phần) 3: Báo cáo kết quả và thảo luận

4

Các bản vẽ, sơ đồ, sản phẩm cần đạt:

5

Ngày giao nhiệm vụ: 20/1/2016

6


Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 6/6/2016
Ngày 6 tháng 6
năm 2016
TRƯỞNG BỘ MÔN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Trang 1


TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Viện Kỹ thuật Hóa học

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

------------o0o-----------

---------------o0o--------------

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Họ và tên sinh viên: Đặng Văn Quý
Lớp

SHSV: 20113562

: KTHH4


Khóa : K56

Đề tài: Nghiên cứu thành phần và cấu tạo của phấn không bụi
NỘI DUNG NHẬN XÉT:
1

Tiến trình thực hiện đồ án:

2

Về nội dung của đồ án:

3

Về hình thức trình bày:

4

Những nhận xét khác:

ĐÁNH GIÁ VÀ CHO ĐIỂM:

Ngày

tháng

năm 20

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN


Trang 2


TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Viện Kỹ thuật Hóa học

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

------------o0o-----------

---------------o0o--------------

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ DUYỆT
Họ và tên SV: Đặng Văn Quý

SHSV: 20113562

Lớp:

Khóa: K56

KTHH4

Đề tài: Nghiên cứu thành phần và cấu tạo của phấn không bụi

NỘI DUNG NHẬN XÉT:
1


Về nội dung của đồ án:

.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................

Trang 3


.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
............................... .................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
..................................................... ...........................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
........................................................................... .....................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
................................................................................................. ...............................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................... .........................................................................
...............................................................................................................................

2

Về hình thức của đồ án :

.................................................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
................................................................................ Những nhận

xét khác:

.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................
...............................................................................................................................................................................

Trang 4


ĐÁNH GIÁ VÀ CHO ĐIỂM:


Ngày

tháng

năm 20

CÁN BỘ DUYỆT

Trang 5


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS. TS. Nguyễn Hữu
Trịnh người đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ và tận tình ân cần chỉ
bảo của thầy đã giúp em hiểu được những vấn đề cần thiết và
hoàn thành bản đồ án này đúng thời gian quy định.
Tuy nhiên với khối lượng công việc lớn, hoàn thành trong thời
gian có hạn nên em không thể tránh khỏi những sai sót vì vậy kính
mong các thầy giáo, cô giáo chỉ bảo cho em.
Một lần nữa em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo
PGS. TS. Nguyễn Hữu Trịnh và các thầy giáo, cô giáo trong bộ môn
công nghệ Hữu Cơ - Hoá dầu dã tạo điều kiện giúp đỡ em trong
thời gian vừa qua.
Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên: Đặng Văn Quý

Trang 6



PHẦN 1. TỔNG QUAN
Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa hiện nay của thế giới nói chung và
Việt Nam nói riêng, ngành công nghiệp tổng hợp hữu cơ chiếm một vị trí hết sức
quan trọng, đặc biệt ngành công nghiệp tổng hợp Hữu cơ – Hóa dầu đã góp phần
phục vụ cho đời sống con người, phục vụ cho sự phát triển không ngừng của nhân
loại. Trước đây khi chưa có phấn người ta thường lấy các vật liệu tự nhiên có đặc
tính dễ mài mòn và để lại dấu vết trên về mặt cần vẽ để làm “phấn”.Những vật liệu
“phấn” nguyên thủy nhất là đất sét, than củi v.v..Những hình vẽ trong một số hang
động cổ cho thấy tổ tiên loài người đã biết dung “phấn” từ cách đây rất lâu. Cách
đây không lâu người ta vẫn khai thác các loại đá phấn( Thạch cao để làm phần dùng
trong các trường học ).Loại vât liệu này được xẻ thành những viên hình hộp chữ
nhật nặng đến vài chục gram. Phấn lần đầu tiên được tạo thành que cho sự tiện lợi
của các nghệ sĩ. Phương pháp này là xay phấn tự nhiên thành bột mịn, sau đó thêm
nước, chất kết dính là đất sét, và chất tạo màu . Bột nghiền sau đó được cho vào
khuôn thành hình trụ và sấy khô. Để tạo thành các viên phấn có màu sắc, họ thường
được thêm vào các chất màu để vẽ lại những hình ảnh sống động hơn. Ví dụ,
Carbon đã được sử dụng để tăng cường màu đen, và ôxit sắt (Fe2O3) được sử dụng
để tạo ra màu đỏ.[2]
Phấn đã không trở thành tiêu chuẩn trong trường học cho đến đầu thế kỷ XIX, khi
quy mô lớp học bắt đầu tăng và giáo viên cần một cách thuận tiện để truyền đạt
thông tin cho nhiều học viên cùng một lúc. Không chỉ hướng dẫn sử dụng bảng đen
lớn, những học sinh cũng đã làm việc với bảng phấn cá nhân, hoàn chỉnh với các

Trang 7


viên phấn và một miếng bọt biển hoặc vải để xóa. Những bảng đen nhỏ được sử
dụng để thực hành, đặc biệt là giữa các học sinh với nhau.

Hầu như tất cả phấn sản xuất ngày nay là không bụi. Trước đó, phấn mềm có xu
hướng tạo ra một đám mây bụi mà nhiều người lo ngại có thể gây ảnh hưởng đến
vấn để hô hấp. Phấn không bụi vẫn tạo ra bụi, nó chỉ là bụi lắng xuống nhanh hơn.
Các nhà sản xuất thực hiện điều này bằng cách tạo ra phấn có độ bền vững chắc
hơn. Có một số nguyên liệu dùng để sản xuất phấn viết bảng và những nguyên liệu
có thể được sử dụng riêng rẽ hoặc kết hợp. Các nguyên liệu khác nhau bao gồm:
thạch cao (CaSO4.2H2O), Canxi cacbonat (CaCO3), xi măng, xương, cao lanh
(Al2O3.SO2H2O). Những nguyên liệu có sẵn với số lượng lớn ở một số đất nước.
Tuy nhiên người ta ít dùng thạch cao dạng nguyên khai làm phấn mà tiến hành xử lí
chế biến để có các loại phấn viên tiện dụng hơn. Đầu tiên thạch cao tự nhiên được
khai thác từ mỏ dưới dạng các tảng đá tựa như đá vôi. Đá thạch cao được đem nung
trong lò giống như nung vôi nhưng ở đây cấu trúc của canxisunfat không bị phân
hủy mà chỉ có các phản ứn loại bớt nước kết tinh:
CaSO4. 2H2O  CaSO4. 1/2H2O +3/2H2O
Sản phẩm ra lò là thạch cao nửa nước sẽ được nghiền nhỏ để dùng vào nhiều
việc: phụ gia xi măng, vật liệu bó bột trong y tế, làm các khuôn gốm v.v… và một
phần dùng để làm phấn viết bảng. Trước đây để làm phấn người ta pha thạch cao
bột thành dung dịch dạng sữa và đổ khuôn. Phản ứng đóng rắn của thạch cao chính
là quá trình hydrat hóa, tạo liên kết tinh thể dyhydrat. Phản ứng có tỏa nhiệt nhiều
và chính là quá trình ngược với quá trình nung thạch cao ở trên. Phấn đổ khuôn theo
các hinh dạng khác nhau và có thể được trộn thêm bột màu để làm phấn màu. Các
loại phấn viết thạch cao và các loại phấn thợ may trước đây được chế tạo theo kiểu
như vây. Ưu điểm của các loại phấn này là dễ gia công, giá thành thấp nhưng nhược
điểm của chúng là viên phấn cứng, nếu viết lâu sẽ bị mỏi tay và có rất nhiều bụi.
Việc phát sinh bụi làm ảnh hưởng đến sức khỏe người dùng. Yêu cầu giảm bụi phấn
viết đã kích thích ý tưởng chế tạo các loại “phấn không bụi”.. Vậy các sản phẩm
được gọi là “phấn không bụi” có thực sự là không phát sinh bụi? Viên phấn có các
tính năng sử dụng tốt phải đáp ứng được các yêu cầu sau:
Trang 8



1. Mềm vừa phải ( dễ bị mài mòn để lại vết trên bảng ) khi sử dụng không

cần ấn mạnh gây mỏi tay
2. Không hoặc ít tạo bụi
3. Đỡ hao khi sử dụng ( tốc độ mài mòn rất ít )
4. Không độc hại
5. Giá thành chấp nhận được.

Một số yêu cầu này xem ra khá mâu thuẫn nhau nhất là 1 và 2, 1 và 3.
Để giải quyết các mâu thuẫn như trên, các nhà chế tạo phấn đã phải cải tiến
các kỹ thuật công nghệ và thay đổi nguyên liệu. Đó cũng là đề tài em chọn để thực
hiên nghiên cứu
PHẦN 2. THỰC NGHIỆM
1. Nguyên liệu
1.1 Bột nhẹ CaCO3
- Người ta thay nguyên liệu thạch cao truyền thống bằng một loại bột nhẹ
( CaCO3) phù hợp có độ phủ, độ mịn và độ trắng cao, đảm bảo chỉ cần một lớp rất
mỏng đã có thể cho các nét viết rõ rệt. Như vật về mặt nguyên liệu người ta lại
quay về với họ hàng của đá phấn ngày xưa. Dĩ nhiên ngoài CaCO 3 một số thành
phần khác vẫn được trộn thêm như thạch cao, bột đá phấn và không loại trừ một
lượng nhỏ TiO2 v.v… để đáp ứng các yêu cầu cụ thể. Canxi cacbonat kết tủa
(Precipitated Calcium Carbonate - viết tắt là PCC), có tên thương phẩm là bột
nhẹ, là hoá chất phổ biến, được sử dụng làm chất độn trong công nghiệp sản xuất
giấy, cao su, chất dẻo, kem đánh răng, dược phẩm, mỹ phẩm,... Chất lượng sản
phẩm PCC được đánh giá qua thành phần hoá học (hàm lượng các tạp chất, độ
kiềm dư) và các tính chất vật lý (kích thước hạt, độ xốp, độ trắng), trong đó bề
mặt riêng, kích thước hạt và độ kiềm dư là những chỉ tiêu kĩ thuật quan trọng
nhất. Đặc biệt với các sản phẩm sử dụng trong các lĩnh vực dược phẩm và mỹ
Trang 9



phẩm đòi hỏi chất lượng sản phẩm cao, độ sạch hoá học cao và độ mịn lớn. Bột
nhẹ (CaCO3 kết tủa) là một chất phụ liệu quan trọng của nhiều ngành công
nghiệp khác nhau được sử dụng ở dạng tinh khiết và dạng kém tinh khiết tùy theo
nhu cầu và mục đích sử dụng cụ thể. Bột nhẹ là một tên gọi thông thường trên thị
trường của hợp chất carbonat caxi (CaCO3).
Trên thị trường nó được bán dưới dạng bột ở nhiều kích cỡ khác nhau. Được
sử dụng rộng rãi trong các ngành như: sơn, nhựa, bột trét tường, dược phẩm, mỹ
phẩm, thực phẩm, sản xuất thức ăn chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản, cao su,
giấy....
Ngoài ra trên thị trường còn có sản phẩm cùng loại giống như bột nhẹ cũng là bột
cacbonat caxi (CaCO3) nhưng người ta gọi là bột nặng (bột đá nghiền CaCO3),
nguyên nhân dẫn đến sự khác nhau là do chúng được sản xuất theo phương án
khác nhau, từ đó tính chất của chúng cũng khác xa nhau cũng như lĩnh vực ứng
dụng cũng khác nhau.

1.1.1 Tính chất vật lý
Bảng 1: Tính chất vật lí của CaCO3[1]
CTPT
Tên gọi theo IUPAC
Phân tử gam
Tỷ trọng pha
Độ hòa tan trong nước
Điểm nóng chảy
Biểu hiện

CaCO3
carbonat canxi
100 g/mol

2.83 g/cm3, rắn
không tan
825oC (phân hủy)
bột màu trắng

1.1.2 Tính chất hóa học
• Chất rắn màu trắng không tan trong nước
• Phương trình phân hủy đá vôi ở 825oC
CaCO3 → CaO + CO2 (∆H=- 42.50 kcal/mol)
• Tác dụng với axít mạnh, giải phóng điôxít cacbon:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
• Khi bị nung nóng, giải phóng điôxít cacbon (trên 825 °C trong trường hợp
Trang 10


của CaCO3), để tạo canxi oxit, thường được gọi là vôi sống:
CaCO3 → CaO + CO2
• Cacbonat canxi sẽ phản ứng với nước có hòa tan điôxít cacbon để tạo
thành bicacbonat canxi tan trong nước.
CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2
• Phản ứng này quan trọng trong sự ăn mòn núi đá vôi và tạo ra các hang
động, gây ra nước cứng.
1.1.3Tiêu chuẩn quy định chất lượng bột nhẹ
Tiêu chuẩn này áp dụng cho canxi cacbonat nhẹ được sản xuất từ đá vôi và có
dạng bột mịn, xốp, màu trắng, không có mùi. Tuỳ theo chất lượng canxi cacbonat
nhẹ được phân thành hai loại: loại 1, loại 2.
Các chỉ tiêu hoá lý của canxi cabonat nhẹ phải đạt yêu cầu quy định trong
bảng sau:
Bảng 2: Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng sản phẩm bột nhẹ[15]
Mức

TÊN CHỈ TIÊU

Loại 1

Loại 2

l.Tổng hàm lượng cacbonat tính theo canxi cacbonat, không

99,00

98,00

nhỏ hơn
2.Độ
kiềm tính theo CaO, không lớn hơn

0.1

0,15

3.Đô ẩm, không lớn hơn

0,10
0,50

0,50

4.Hàm lượng chất không tan trong axit clohidric ( HC1) không

0,15


0,25

lớn hơn
5. Độ mịn qua sàng( sàng có kích thước lỗ 0,125 mm 6 5%

99,00

98,00

theo TCVN 2230-77) không nhỏ hơn
1.1.4. Tình hình sản xuất bột nhẹ
Đá vôi trầm tích có khoáng vật chủ yếu là canxi cacbonat. Thành phần hóa học
chủ yếu của đá vôi là CaC03, ngoài ra còn có một số tạp chất khác như MgC03,
S1O2, Fe203, AI2O3...
Tại nước ta, 125 tụ khoáng đá vôi đã được tìm kiếm và thăm dò, trữ lượng ước
đạt 13 tỷ tấn, tài nguyên dự báo khoảng 120 tỷ tấn. Đá vôi Việt nam phân bố tập
Trang 11


trung ở các tỉnh phía Bắc và cực Nam. Đá vôi ở Bắc Sơn và Đồng Giao phân bố
rộng và có tiềm năng lớn hơn cả.
Tại Hải Dương, đá vôi được phân bố chủ yếu trong phạm vi giữa sông Bạch
Đằng và sông Kinh Thầy. Những núi có quy mô lớn như núi Han, núi áng Dâu, núi
Nham Dương đã được thăm dò tỉ mỉ.
Tại Hải Phòng, đá vôi tập trung chủ yếu ở Trại sơn và Tràng kênh thuộc huyện
Thuỷ Nguyên. Ngoài ra còn có những mỏ đá vôi phân bố rải rác ở Dương Xuân Pháp Cổ, Phi Liệt, Thiếm Khê, Mai Động và Nam Quan. Đá vôi đôlômit tập trung
ở dãy núi Han, núi dãy Hoàng Thạch - Hải Dương với trữ lượng lên tới 150 triệu
tấn. Trữ lượng địa chất đá vôi của khu vực Hải Phòng là 782.240 nghìn tấn cấp
111,cấp 112,cấp 121 (theo Quy định về phân cấp trữ lượng và tài nguyên khoáng

sản rắn của Bộ Tài nguyên - Môi trường ban hành ngày 7/6/2006).

Trang 12


Bảng 3: Thành phần đá vôi ở một số khu vực[3]
Mỏ

Hàm lượng (%)
CaO

SiO2

Fe2O3

MgO

Tràng kênh (Hải

55,44

0,2

0,48

0,4

Phòng)
Chùa Trầm (Hà


55,33

0,23

0,1

0,41

Tây)
Núi Voi (Bắc

50,57

0,87

0,63

0,65

Thái)
Núi Nhồi (Thanh

53,4

0,8

0,65

1,21


Hóa)
Diễn Châu (Nghệ

50,51

1,24

0,24

3,12

An)
Tình hình sản xuất bột nhẹ tại Việt Nam
Từ hơn 40 năm nay, bột nhẹ được sản xuất tại Việt Nam với công nghệ do
chúng ta tự thiết kế, chế tạo và lắp đặt. Tuy nhiên do mức độ cơ khí hóa thấp, các
thiết bị như sấy, nghiền còn thô sơ nên chất lượng sản phẩm chưa cao, chưa đáp
ứng được nhu cầu trong nước.
Hiện nay nhu cầu trong nước vẫn rất cao, sản xuất trong nước chưa đáp ứng đủ
nên hàng năm nước ta vẫn phải nhập khẩu bột nhẹ.
Việt nam có trên 10 cơ sở sản xuất bột nhẹ.
Hà nội có: 2 cơ sở
TP. Hồ chí Minh có: 2 cơ sở
Hải Phòng có: 2 cơ sở
Phủ Lý, Vĩnh Phúc, Bắc Giang có: 1 cơ sở
Công nghệ sản xuất bột nhẹ chủ yếu theo công nghệ hấp thụ CO2. Sản phẩm
bột nhẹ của ta thường có độ kiềm cao và không ổn định về chất lượng do qui trình
thiết bị lạc hậu, thủ công, không đầu tư sâu vào việc nghiên cứu chế độ công nghệ.
Tuy một số cơ sở có cải tiến thiết bị ở một số khâu nhưng việc thay đổi cục bộ, đơn
lẻ cũng ít đem lại hiệu quả. Kể cả một dây chuyền nhập công nghệ cũng như thiết bị
toàn bộ của nước ngoài cũng không hoạt động hiệu quả vì giá thành sản phẩm cao

hơn nhiều so với giá của sản phẩm được sản xuất trên dây chuyền thủ công và sản
Trang 13


phẩm cũng không hoàn toàn đạt tiêu chuẩn "bột nhẹ cao cấp".
Tình hình sản xuất bôt nhẹ trên thế giới
Trên thế giới có Mỹ, Canada, Châu Âu, Châu Á là những nơi sản xuất và tiêu
thụ bột nhẹ lớn nhất.
Chất độn khoáng trong sản phẩm giấy gồm canxi cacbonat nghiền mịn, bột
nhẹ, cao lanh và titan dioxyt. Canxi cacbonat tự nhiên chất lượng cao không dễ
kiếm ở Bắc Mỹ. Do đó sản lượng sản xuất bột nhẹ tăng lên rất mạnh trên thị trường
chất độn của ngành giấy ở Bắc Mỹ. Một lý do khác cũng làm tăng nhu cầu bột nhẹ
trong công nghiệp sản xuất bột giấy là việc sử dụng giấy tái sinh. Sợi giấy tái sinh
ngắn hơn và mềm hơn nên độ trắng kém hơn sợi ban đầu, vì vậy đòi hỏi một lượng
lớn hơn các chất độn có độ trắng cao để nâng độ trắng của giấy lên.
Mức độ độn của các khoáng trong bột giấy có thể lên đến 50%. Công thức độn
của Bắc Mỹ là 80% cao lanh, 20% CaC0 3. Hiện nay đang chuyển dần sang công
thức là 40% cao lanh và 60% bột nhẹ.
Ngoài nhu cầu bột nhẹ trong sản xuất giấy còn có nhu cầu bột nhẹ trong sản
xuất cao su, chất dẻo, sơn, dược phẩm v.v...
Tổng sản lượng bột nhẹ ở Bắc Mỹ là 600.000 tấn/năm. Các công ty sản xuất
bột nhẹ hàng đầu ở Bắc Mỹ là Plizer Inc và ECC international Inc. Plizer có 25 cơ
sở sản xuất bột nhẹ ừên toàn nước Mỹ. Các cơ sở sản xuất bột nhẹ này nằm ừong
khu vực sản xuất giấy. Bột nhẹ dạng huyền phù được vận chuyển theo đường ống
sang cơ sở nghiền bột giấy. Đến cuối năm 1992 Plizer có tổng số cơ sở sản xuất bột
nhẹ lên đến 32 cơ sở.
Anh quốc có 3 công ty sản xuất bột nhẹ là ICI, PLC, Rhon-Poulenc và một
công ty nhỏ hơn là WR.Luscombe Ltd.
ICI sản xuất bột nhẹ chủ yếu dùng làm chất độn cho công nghiệp cao su, keo
gắn. Sản phẩm của hãng 60% cưng cấp cho Châu âu. Nhà máy bột nhẹ đầu tiên

được Rhon-Poulenc khánh thành vào năm 1991. Nhà máy được thiết kế hoàn toàn
tự động và có công suất 30.000 tấn/năm.
Công ty WR.Lurcombe Ltd. có trụ sở ở London, công ty này chỉ sản xuất bột
nhẹ với công suất 1.000 tấn/năm do khai thác các sản phẩm phụ trong công nghiệp
làm mềm nước.
Trang 14


Công ty Fax Kalk của Đan mạch hiện được xem là công ty cung cấp bột nhẹ
lớn nhất Châu Âu. Nhà máy sản xuất bột nhẹ đầu tiên của Fax Falk là nhà máy
Lesebo đặt tại Thuỵ Điển với công suất 6.000 tấn/năm. Nhà máy sản xuất bột nhẹ
thứ hai được đặt tại Nymola (Thuỵ Điển). Sản phấm bột nhẹ của nhà máy này được
ký hiệu PCC95. Sản phẩm của nó cung cấp cho tập đoàn làm giấy Stora, đây là tập
đoàn sản xuất giấy và bột giấy lớn nhất Châu Âu.
Phần Lan cũng là một nước cung cấp bột nhẹ quan trọng ở Châu Âu. Tổng
công suất của tập đoàn Partek là 60.000 tấn/năm.
Ở khu vực châu á thì chỉ hai nước Trung Quốc và Nhật Bản đã vượt xa các khu
vực khác về tổng sản lượng bột nhẹ. Năm 1992 sản lượng bột nhẹ của Trung Quốc
đạt tới 550.000 tấn. Trong đó nhu cầu thị trường trong nước là 512.000 tấn.
Ở Nhật Bản người ta sản xuất 2 loại bột nhẹ chính. Một loại là light PCC và
loại cloidal PCC. Cũng như các khu vực khác nhu cầu bột nhẹ cho ngành giấy là
cao nhất, sau đó là các ngành sơn, chất dẻo, cao su v.v...
*) Tình hình thi trường:
Nhu cầu sử dụng bột nhẹ của các lĩnh vực trong nước như sau
Bảng 4: Nhu cầu sử dụng bột nhẹ của các lĩnh vực[10]
Ngành sơn
Sản xuất nhựa
Giấy
Chất tẩy rửa
Kem đánh răng và mỹ phẩm

Cao su
Sản xuất vỏ bình acqui

12%
14%
4%
10%
24%
31%
5%

Sản phẩm bột nhẹ của ta chưa cung cấp đủ cho các nhu cầu sử dụng ở trong
nước, hơn nữa đối với những nhu cầu đòi hỏi chất lượng sản phẩm cao thì của ta
chưa đạt yêu cầu, vì vậy hàng năm ta phải nhập khoảng 150.000 tấn bột nhẹ cho
các nhu cầu sử dụng ở trong nước như ngành sơn, nhựa, mỹ phẩm, giấy v.v.
Nhu cầu về bôt nhẹ hiên tại và tương lai
Thống kê mỗi năm, nhu cầu sử dụng vôi bột nhẹ tăng trưởng liên tục với bình
Trang 15


quân 15 - 20%. Hiện tại, sản phẩm vôi nung đang được sử dụng làm nguyên liệu
cho các lĩnh vực sản xuất khác nhau như: Trong lĩnh vực sản xuất giấy (dùng để in,
viết, bao bì cao cấp và giấy tráng phấn), làm phụ gia một số lĩnh vực khác (sơn,
màu, cao su, phân bón, hóa chất, xử lý môi trường, luyện thép); các sản phẩm gốm
sứ (gia dụng, mỹ nghệ, kỹ thuật); hàng nhựa (gia dụng, bao bì, kỹ thuật và VLXD,
trang trí, hoàn thiện); nuôi trồng thủy sản (làm chất độn, làm thức ăn nuôi tôm và
xử lý môi trường nước).Trên thực tế, các cơ sở sản xuất vôi đều có tác động xấu tới
môi trường và sinh thái, đặc biệt là các cơ sở sản xuất vôi thủ công. Bên cạnh đó,
những cơ sở sản xuất vôi theo quy mô công nghiệp ở các địa phương tuy đã đầu tư
nhưng chưa được quy hoạch. Việc đầu tư các cơ sở sản xuất vôi đã theo xu hướng

thị trường, nhưng chưa có sự kiểm soát việc nhập khẩu công nghệ, thiết bị sản xuất
vôi công nghiệp từ nước ngoài, quy hoạch vị trí xây dựng nhà máy, mỏ nguyên liệu
để đảm bảo an toàn trong khai thác mỏ và bảo vệ môi trường...Vì vậy, để sản xuất
vôi phát triển bền vững, thì nhất thiết phải có sự quản lý theo quy hoạch để tránh
việc đầu tư các cơ sở sản xuất vôi theo phong trào mà không được tính toán dựa
trên nhu cầu và phát triển ổn định bền vững. Việc nhập khẩu thiết bị công nghệ
cũng cần có những tiêu chí để đảm bảo về chất lượng sản phẩm và các tiêu chí về
bảo vệ môi trường chung, đảm bảo sức khoẻ cho người lao động trực tiếp tại cơ sở
sản xuất. Chính vì thế, sắp tới Bộ Xây dựng sẽ nghiên cứu đưa ra quy hoạch phát
triển sản xuất vôi công nghiệp giai đoạn đến 2020 và có xét đến năm 2030.
Từ mục tiêu đó, các tiêu chí về đầu tư, về công nghệ, về quy mô công suất và bố trí
quy hoạch phát triển vật liệu này cũng phải tuân thủ theo một nguyên tắc. Đó là, khi
đầu tư, phải ưu tiên cho các cơ sở xi măng lò đứng mà không có điều kiện chuyển
đổi sang công nghệ lò quay, để sử dụng lao động và cơ sở vật chất hiện có. Trong
khi đó, phải sử dụng công nghệ tiên tiến, tự động hoá ở mức cao, tiết kiệm tối đa tài
nguyên, khoáng sản và năng lượng trong sản xuất vôi. Đối với các dự án phát triển
nhà máy, cũng phải có sự nghiên cứu về quy mô công suất phù hợp đối với những
vùng không thuận lợi với việc tiêu thụ. Các nhà máy sản xuất vôi phải được lựa
chọn xây dựng ở những nơi có điều kiện thuận lợi về nguồn nguyên liệu, hạ tầng và
trên cơ sở nhu cầu thị trường địa phương và khu vực, có tính đến điều tiết cung cầu
ừong phạm vi toàn quốc và nhu cầu xuất khẩu.
Trang 16


Bảng 5: Nhu cầu sử dụng bột CaCO3 và CaO cho lĩnh vực công nghiệp (tấn)[3]
TT
1.
1.1
.
1.2

1.3
1.4
1.5
1.6
2.
3.

Sản phẩm/Lĩnh vực sử dụng
Vôi bột, cục, sữa(trong nước)
Chất kết dính trong lĩnh vực
xây dựng (sơn, phụ gia bê
tông..)
Sản xuất các sản phẩm nhựa
Sản xuất các sản phẩm giấy
Các lĩnh vực khác( phân bón,
cao su, hóa chất…)
Gang (sản xuất trong nước)
Thép (sản xuất trong nước)
Thi trường xuất khẩu
Tổng cộng

2010
1020
200

2015
3068
500

2020

5280
1000

2025
7410
1500

100
200
200

200
500
500

600
800
800

900
1000
1000

160
260
300
1320

250
640

1000
4068

720
800
2000
7280

960
1200
2500
9910

Chất lượng của canxi cacbonat nhẹ phải đạt các chỉ tiêu sau:
+ Hàm lượng CaCO3 ≥ 98%.
+ Độ kiềm (tính theo CaO) ≤ 0,15%
+ Độ ẩm ≤ 0,50.
+ Hàm lượng chất không tan trong axit clohydric (HCl) ≤ 0.25.
+ Độ mịn qua sàng 0,125 φ mm ≥ 98

Trang 17


1.1.6.Ứng dụng của bột nhẹ
Bột nhẹ được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như công nghiệp giây,
cao su, nhựa, xốp, thuốc đánh răng, mỹ phẩm, sơn, dược phẩm v.v... Bột nhẹ là một
chất độn có nhiều tính ưu việt, nó làm giảm độ co ngót và tạo độ bóng cho bề mặt
sản phẩm.
Trong công nghiệp cao su và giấy, bột nhẹ vượt trội hơn cao lanh về độ bền và độ
trắng. Trong công nghiệp sản xuất keo gắn bột nhẹ được sử dụng làm chất độn do

có độ bám dính tốt.
Trong những năm tới, do các ngành công nghiệp cao su, giấy, chất dẻo, sơn..., phát
triển mạnh cho nên việc sản xuất bột nhẹ cũng đòi hỏi phải có những bước nhảy
vọt cả về lượng và chất để đáp ứng được vị trí tương xứng của nó.
1.1.6.1 Trong kỹ thuật:
Ngành nhựa:

a Tấm trần/Khung/Cửa Nhựa:
Canxi cacbonat được sử dụng rộng rãi trong nhựa PVC cứng và được ứng dụng
nhiều nhất trong sản xuất ống nhựa và tấm trần. Sử dụng sản phẩm canxi cacbonat
nhằm gia tăng độ bền sản phẩm, độ phân tán trong hóa chất nhựa tốt hơn, độ bóng
sản phẩm đạt được tối ưu, cải tiến quá trình sản xuất. Vì vậy Canxi cacbonat là một
loại nguyên liệu không thể thiếu trong quá trình sản xuất những loại sản phẩm
này.Canxi cacbonat có ảnh hưởng lớn đến những đặc tính của sản phẩm như là độ
bền trong môi trường tự nhiên, thời gian sử dụng sản phẩm, vì vậy sự lựa chọn
đúng loại canxi cacbonat để sử dụng làm nguyên liệu là rất quan trọng,

b Ống nhựa PVC và phụ kiện nhựa:
- Ống polyolefin không chịu áp lực và phụ kiện
Sử dụng sản phẩm canxi cacbonat trong nhựa polyolefin sẽ tạo độ cứng cao hơn,
cải thiện quá trình sản xuất, rút ngắn thời gian và giảm chi phí. Trong phụ kiện chủ
yếu làm tăng lợi nhuận.

- Ống PVC chịu áp lực
Loại này thường sử dụng canxi cacbonat độn với hàm lượng ít vì để tạo cho sản
phẩm ống chịu được áp lực mức cao nhất, bề mặt sản phẩm láng nhất và chịu được
tác động bề mặt.
Trang 18



c) Dây cáp điện

Trong cáp nhựa polyolefin, canxi cacbonat đươc sử dụng ngày càng tăng với mục
đích để giảm giá thành, bên cạnh đó canxi cacbonat có thể xem như chất chống
cháy (nếu kết hợp đúng với loại nhựa và phụ gia khác).
Để đạt được chi phí hiệu quả nhất, nhà sản xuất dây cáp điện có thể chọn nhiều loại
canxi cacbonat cho nhiều loại dây cáp, từ loại dây cáp có lớp cách điện mỏng cho
đến loại dây cáp có lớp cách điện dày.
d) Màng
Canxi cabonat được ứng dụng rộng rãi trong sản suất những màng mỏng cho đến
sản xuất những tấm dày, làm tăng các tính chất hóa học và cải thiện năng suất sản
xuất. Canxi cacbonat làm giảm chi phí sản xuất, tăng độ cứng, độ bền trong việc
làm chất độn cho các sản phẩm. Công nghệ sản xuất màng được ứng dụng trong sản
xuất những sản phẩm nhựa rộng rãi, sản xuất từ những màng nhựa thoát hơi cho
đến màng bọc đúc ép cũng như là những tấm chịu nhiệt.
Trang 19


Màng nhựa thoát hơi
Sử dụng canxi cacbonat trong sản xuất sản phẩm màng nhựa thoát hơi với những lổ
nhỏ li ti có những ưu điểm vượt trội đặc biệt liên quan đến vấn đề vệ sinh, canxi
cacbonat là chất hoạt động trong trường hợp này, cung cấp cho lớp màng với những
tính chất đặc biệt cho phép thoát hơi thông qua hệ thống lỗ nhỏ li ti.
Màng bọc đúc ép
Canxi cacbonat giúp giảm chi phí giá thành trong sản xuất và cải tiến chất lượng
bọc, canxi cacbonat được sử dụng trong nhựa LDPE, LLDPE, HDPE và pp, sử
dụng sản phẩm canxi cacbonat của Công ty CP Hóa Chất TP.HCM giúp sản xuất
những sản phẩm này.

e) Sợi

Canxi cacbonat thường được sử dụng trong nhựa PE hoặc túi pp, dệt túi pp chống
ảnh hưởng của việc phân đoạn hoặc chống ảnh hưởng của việc kết sợi.
Canxi cacbonat thích hợp trong sản xuất hạt polyoleíin như:
+ Giảm phân đoạn định hình nhựa pp,
+ Tăng độ cứng,
+ Giảm lượng titan oxit và giảm lượng nguyên vật liệu.

f) Sản phẩm đúc
Khi sử dụng sản phẩm canxi cacbonate ừong sản xuất sản phẩm đúc, độ cứng vàđộ
bền sẽ được cải tiến dẫn đến tiết kiệm chi phí.
Thổi khuôn\CdiWá cacbonat được ứng dụng ừong thổi khuôn để sản xuất chai lọ
hoặc những sản phẩm dùng làm vật chứa sẽ có những ưu điểm, bằng cách lựa chọn
những loại nguyên liệu nhựa phù hợp với canxi cacbonat thì nhà sản xuất sẽ tạo ra
sản phẩm hoặc vật chứa có ừọng lượng cân bằng và giảm chi phí.
Phun khuôn:Sử dụng sản phẩm canxi cacbonat trong phun khuôn là một giải pháp
đã được chứng minh cải tiến tính chất sản phẩm và quá trình sản xuất. Nó thường
được sử dụng rộng rãi trong sản xuất phụ tùng, thiết bị, sản phẩm gia đình và ừong
ngành công nghiệp tự động.

Trang 20


Ngành giấy

Trong ngành giấy, Canxi cacbonat được dùng làm chất độn và chất tráng phủ
bề mặt.
Ảnh hưởng lên tính chất giấy:
- Ảnh hưởng lên cấu trúc và độ bền: Tăng tỷ lệ sử dụng chất độn làm giảm liên kết
xơ sợi. Làm giảm độ bền cơ lý của giấy, giảm độ cứng. Làm tăng độ xốp cho giấy,
độ ổn định kích thước tốt, giấy ít bị biến dạng khi gặp ẩm.

- Ảnh hưởng đến hiệu quả gia keo chổng thấm: Sự có mặt của chất độn làm tăng
lượng dùng keo chống thấm và làm giảm hiệu quả gia keo vì chất độn hấp thụ keo
chống thấm.
- Ảnh hưởng chất độn đến tỉnh chất quang học: Chất độn làm tăng độ trắng, độ
nhẵn, độ đục cho giấy. Chất độn làm giảm hiện tượng hồi màu do chất độn
ngăn cản tác dụng của ánh sáng mặt trời.
- Ảnh hưởng sự phân bổ trên tờ giấy: Chất độn làm tăng tính hai mặt của tờ giấy.
- Ảnh hưởng lên quả trình sản xuất: Chất độn làm tăng khả năng thoát nước của
dòng bột.
Trang 21


Ngành sơn

Trong ngành sơn, canxi cacbonat được xem như chất độn. Độ mịn và sự phân
bố hạt canxi cacbonat ảnh hưởng đến độ chắn sáng của quá trình sơn phủ. Ngoài ra
canxi cacbonat có độ sáng cao, độ hấp thụ dầu thấp, độ phân tán tốt, bền trong môi
trường, khả năng mài mòn thấp, độ pH ổn định, nâng cao tính năng chống ăn mòn
và cải thiện độ nhớt sản phẩm.
Bột nhẹ được dùng rất nhiều trong ngành sơn nước, nó giúp tăng khả năng
quang học của sơn và trọng lượng của sơn. Bột nhẹ có thể chiếm đến 60% hàm
lượng trong sơn. Ngoài ra trong sơn bột nhẹ còn có tác dụng làm chất kéo duỗi.
Sản xuất phấn viết bảng

Trong ngành sản xuất phấn người ta sử dụng nguyên liệu chính là bột nhẹ vì
Trang 22


nó có độ phủ, độ mịn, độ trắng cao đảm bảo chỉ cần một lớp rất mỏng đã có thể cho
các nét viết rõ rệt. Nó là thành phần chính để tạo nên phấn và chiếm khoảng 80 –

90% thành phần của phấn và them một số phụ gia như chất kết dính và dầu mỡ để
tạo nên một viên phấn hoàn chỉnh.
Ngành dược:

Canxi cacbonat có nhiều chức năng trong dược phẩm. Nó là một chất làm loãng
trong các viên vi nang và viên thuốc; nó có tác dụng như một chất đệm và hỗ trợ
hòa tan trong các viên thuốc và được dùng như chất nền để điều chế các thuốc chữa
răng.
Khoáng chất này là thành phần của hỗn hợp tá dược trong các chất làm loãng.
Canxi cacbonat dược phẩm được dùng ở dạng không xử lý và thường có đường
kính hạt trung bình là 2mm và 2,5mm. Hàm lượng sắt thấp là cần thiết để ngăn
ngừa sự biến màu của thành phẩm.
Ngoài các ứng dụng trên, canxi cacbonat còn được dùng như một chất kháng axit
và nguồn bổ sung canxi.
Canxi cacbonat dùng trong các chất kháng axit cần có độ tinh khiết cao (> 99%).
Cả canxi cacbonat nghiền (GCC) và canxi cacbonat kết tủa (PCC) đều có thể được
sử dụng mặc dù người ta phải cân nhắc giữa chi phí thấp khi sử dụng GCC và độ
tinh khiết cao của sản phẩm PCC.
Độ mịn cũng là một yếu tố quan trọng đối với canxi cacbonat được dùng trong các
Trang 23


sản phẩm dược phẩm vì nó làm giảm sự hao mòn của thiết bị chế biến, do đó chi
phí sản xuất sẽ thấp hơn và cho phép sản xuất với công suất lớn hơn.
Ngoài ra nó còn có tác dụng chống axit, hút các hơi thối được sử dụng để chữa thừa
axit ở dịch vị, bồi dưỡng canxi cho trẻ em, phụ nữ có thai và cho con bú, phụ trị các
bệnh loãng xương, giảm canxi huyết và tăng photpho huyết của những người suy
thận. Làm tá dược trong sản xuất phấn rôm, thuốc đánh răng.
Ngoài ra, CaCO3 dược dụng sản xuất từ vỏ hàu, Bổ sung can xi nhằm ngăn ngừa
chống loãng xương. Đặc biệt người già, người đang mang thai, trẻ em ở tuổi đang

lớn. Canxi carbonat được dùng chủ yếu trong tình trạng thiếu canxi do hấp thụ can
xi kém của đường một, tăng tích tụ trong xương hoặc thiếu hụt can xi trong quá
trình mang thai hoặc nuôi con bú. Canxi cacbonat được dùng phòng và điều trị
bệnh loãng xương ở người trưởng thành. Kháng acid, bổ sung chất điện giải, dùng
làm hồ nước, dùng làm tá dược độn.
Cao su

Bột nhẹ được sản xuất từ đá vôi rất tốt cho việc độn cao su. Kết tủa canxi
cacbonat thông thường nhất là các hạt hình cầu, dạng keo hoặc tập hợp của một vài
hạt hĩnh cầu. Hình dạng này có thể cung cấp gia cố độ bền của caosu. Bột nhẹ được
sử dụng như một chất phụ gia bán tăng cường trong các sản phẩm giày và các hang
hóa caosu công nghiệp, đặc biệt là khi các hợp chất đòi hỏi phải có độ ẩm thấp hoặc
phải sử dụng sản phẩm trong môi trường kiềm. Ngoài ra bột nhẹ còn được ứng
dụng trong nhiều ngành như mực in, dược…
Trang 24


2. Thạch cao (CaSO4)
Canxi sunphat được biết đến với công thức hoá học CaSO 4, tuy nhiên nó tồn tại
ở 3 pha cơ bản: Canxi sunphat khan CaSO4, canxi sunphat hemihyđrat
CaSO4.0,5H2O và canxi sunphat đihyđrat CaSO4.2H2O (thạch cao). Riêng canxi
sunphat hemihyđrat có hai pha α - canxi sunphat hemihyđrat (α-CaSO 4.0,5H2O gọi
tắt là α hemihyđrat) và β - canxi sunphat hemihyđrat (β-CaSO 4.2H2O gọi tắt là β
hemihyđrat). Trong các pha hệ canxi sunphat tồn tại sự chuyển hoá qua lại:[10]
CaSO4.2H2O ↔ CaSO4.0,5H2O ↔ CaSO4
Tùy trong mỗi điều kiện môi trường như nhiệt độ hay độ ẩm mà canxi sunphat có
thể tồn tại ở các pha khác nhau. Sự tồn tại của các pha hệ canxi sunphat được chỉ ra
trên giản đồ pha CaSO4.H2O.
Theo giản đồ pha hệ CaSO4-H2O thấy rằng, trong khoảng 0 đến 40oC độ hòa tan của
canxi sunphat hêmihyđrat tăng. Trong khoảng nhiệt độ lớn hơn 40 oC khi nhiệt độ

tăng độ hòa tan của tất cả các pha canxi sunphat đều giảm.
Canxi sunphat có nhiều ứng dụng quan trọng, từ xa xưa con người đã biết và sử
dụng làm vữa trát hoặc tạo hình trong những công trình kiến trúc cổ ở Ý, Ai Cập…
cho đến nay người ta vẫn sử dụng rất nhiều làm vật liệu xây dựng, vữa trát tường,
kỹ thuật nặn tượng… Những ứng dụng đặc biệt hơn như làm khuôn đúc chịu nhiệt,
hay khuôn mẫu trong nha khoa, làm chất hút ẩm. Trong y tế còn dùng làm khung
xương, bó bột. Phấn sử dụng viết bảng cũng có thành phần chính là canxi sunphat.
Tuy nhiên không nhiều người hiểu cụ thể về cơ chế quá trình chuyển pha trong hệ,
chỉ biết rằng mua bột thạch cao trên thị trường về trộn với nước và nó rất nhanh
đông cứng. Có thể giải thích quá trình cơ bản như sau:
Bột thạch cao trên thị trường thường là canxi sunphat hemihyđrat hoặc canxi
sunphat khan. Khi hỗn hợp với nước nó sẽ chuyển sang dạng pha canxi sunfat ngậm
hai nước và đóng rắn lại theo phương trinh:

CaSO4.0,5H2O + 1,5H2O = CaSO4.2H2O
hoặc CaSO4 + 2 H2O

= CaSO4.2H2O

Trang 25