纸业中的石粉
在纸业中使用大理石是循环经济中最迷人的例子之一，将矿物残余转化为日常生活中必不可少的组成部分。
大理石粉在各个行业中是一个“隐形英雄”。
它被称为石纸, 也被称为矿物纸。
大理石主要由碳酸钙（CaCO₃）组成，可以研磨成非常细的粉末。这在行业中可以发挥三种主要功能：
1.作为填料的纤维素替代品
大理石粉可以直接与纸浆混合，并可以替代木纤维（纤维素）。
这有两个方面的好处：
- 降低成本
它比木纤维便宜得多
- 不透明度和白度
大理石赋予纸张自然的颜色和更高的不透明度，防止墨水渗透到纸张的另一面。这对于正反面印刷是理想的。
2.涂层和光泽
在高质量的纸张如杂志或奢华宣传册中，碳酸钙被用作覆盖颜料
这有两个方面的好处：
- 柔软性
它填补了纤维之间的不规则性，创造出更光滑的表面
- 印刷质量
更好的墨水吸收，使图像和颜色更清晰、更生动，并赋予它们更好的光泽
3.创新的“石纸”。
这是一种可以在不使用树木或水的情况下制造纸张的技术
这有两个方面的好处：
- 成分
80%的大理石粉与聚乙烯树脂混合
- 特性
其结果是一个高度耐用、防水（甚至可以在水下使用）、抗撕裂且100%可回收的纸张
4.额外的环境益处
- 中和
大理石具有碱性特性，有助于中和纸张制造过程中的自然酸性，使最终产品更加耐用，并且不易随时间变黄
- 森林保护
通过用矿物质替代纤维素，减少了对林业的压力
在葡萄牙，有没有工厂使用这种石纸（矿物纸）技术？
目前，葡萄牙的石纸工厂正处于学术研究与工业生产之间的过渡阶段。
尽管葡萄牙是全球纸张生产的主要国家之一，但矿物纸的生产公司非常少，甚至没有。
- PPAPECO项目（葡萄牙石纸）是由莱里亚理工学院主导的最相关的研究。
他们的目标是创建一个循环经济，利用来自Pardais和Vila Viçosa等采石场的大理石粉来生产矿物纸。
- EmanaGreen
是葡萄牙该技术的主要商业参考之一。从笔记本、卡片到由80%大理石粉和树脂制成的地图。
- 传统纸张工业
大型葡萄牙公司已经在其生产的纤维素纸中使用磨碎的石灰石（碳酸钙）来增加白度和不透明度，但并不是为了制造100%矿物纸。
在帕尔代斯和维拉维索萨的石纸机会
阿连特茹的石材区域被视为这一技术的“金矿”，因为它产生数百万吨的废料。这可以很好地为当地的矿物纸厂提供原料。这将大幅减少该地区的生态足迹，消除特征性景观中的废料山。
其他需要石粉的行业
在制药和健康行业，其纯度使其成为一种有价值的成分。
1.制药
- 抗酸剂
是治疗胃灼热药物的主要成分。它在胃中起到胃酸中和剂的作用。
- 钙补充剂
用于治疗和预防骨质疏松症，是骨骼的生物可利用钙源。
- 药丸的赋形剂
它作为“填充剂”或中性基质，为许多药物提供体积和形状，使其更易于消化。
2.健康
- 牙膏
石粉像软磨料一样起作用。它有助于去除牙齿上的细菌斑块和表面污渍，而不会损害牙釉质。
3.食品行业
用于人类消费的石粉有严格的标准和认证。
要被认为是“食品级”，它不仅仅是磨碎的粉末；它必须经过多个精炼过程，以消除污染并符合法律规范
- 主要规范和认证
- E170添加剂代码
在欧洲，碳酸钙食品添加剂被认定为E170。要销售，必须遵守欧盟第213/2012号法规，该法规规定了纯度标准并限制重金属的含量
- 食品化学品规范（FCC）
这是国际标准（在美国由FDA使用），定义了食品成分的身份和纯度标准
- 良好的生产规范
生产应在经过认证的设施中进行，以控制交叉污染和确保批次的完全可追溯性
- 食品安全认证
加工这种粉末的公司需要拥有如FSSC 22000、ISO 22000或IFS食品等认证。
- 纯度认证
- 为了安全消费，其纯度应高于97%或98%。
- 对砷（最大3 mg/kg）、铅（最大1 mg/kg）和汞（最大0.3 mg/kg）等重金属限量有严格限制
- 微生物控制测试，以保证没有如沙门氏菌和大肠杆菌等细菌的存在
- 常见用途
当认证合规时，这种粉末可以用作：
- 蛋糕的染料
- 面团和面包中的抗结剂和稳定剂
- 植物饮料和减肥药的钙补充剂
- 口香糖
4.化妆品和个人护理
- 面部粉末和化妆品
由于其吸收多余油脂的能力，并赋予肌肤丝滑的质感
- 防晒霜
在某些配方中， 它有助于形成抵御紫外线的屏障
5.环境保护（不寻常）
- 酸性湖泊的处理
在酸雨频发的国家， 大理石粉从直升机上释放到湖泊和森林中，以中和水的pH值，拯救整个生态系统
6.塑料和橡胶工业
大理石粉不仅仅是降低成本的简单“填料”。它充当一种功能性增强剂，改变PVC管的机械性能，使其成为更坚固的材料。
以下是它使PVC更耐用的主要形式：
- 提高硬度和弯曲模量
纯PVC自然是一种在压力下可以变形的聚合物。添加细小的碳酸钙颗粒会形成更坚硬的复合结构。
- 抗变形能力
在管道和窗框中，粉末防止材料在压力或重量下轻易折叠或变形。
- 尺寸稳定性
它减少了成型后塑料的收缩，确保零件能更长时间保持其精确尺寸。
- 更好的抗冲击性
尽管这似乎矛盾，但添加“石头”使塑料变得不那么脆。颗粒科学解释了这一现象：
- 能量分布
当PVC受到冲击时，粉末颗粒（尤其是微米级或纳米级）有助于在整个表面上分散和分配力量的能量，而不是让裂缝扩散开来
- 韧性
在控制的剂量下（通常约为8 phr - 每百树脂的部分），材料变得更加韧性，以承受跌落或冲击而不发生裂纹。
石粉有助于PVC在挤出机制造过程中表现得更好。
- 聚合物流动
促进其他添加剂的分散，并促进熔融塑料的更均匀流动
- 热导率
碳酸钙的热导率高于纯PVC。这使得塑料加热和冷却更快，并且在生产过程中更加均匀，从而导致内部张力较小和最终强度较高的部件。
- 表面处理和耐用性
- 表面硬度
它增加了对划痕和表面磨损的抵抗力。
- 不透明度和亮度
- 改善视觉外观，使其具有更白和更光滑的表面
有趣的事实：
矿物来源的碳酸钙在硬PVC管的制造中是必不可少的。它保证管道能够承受水压和土壤的重量而不会在几十年内破裂。