中國粉體網(wǎng)訊 碳酸鈣是一種無機化合物，俗稱：灰石、石灰石、石粉、大理石等。主要成分：方解石，化學(xué)式是CaCO₃，呈中性，基本上不溶于水，溶于鹽酸。它是地球上常見物質(zhì)，存在于霰石、方解石、白堊、石灰?guī)r、大理石、石灰華等巖石內(nèi)，亦為動物骨骼或外殼的主要成分。
輕質(zhì)碳酸鈣市場不容忽視
截至2022年底，碳酸鈣行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模7000萬t/a，其中重質(zhì)碳酸鈣5700萬t/a，輕質(zhì)碳酸鈣1150萬t/a，納米碳酸鈣150萬t/a。2016～2022年，重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)量由2016年的2000萬t增加到2022年5700萬t，年復(fù)合增長率約19%。
2022年我國輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)能力1000萬噸，實際產(chǎn)量約580萬噸；納米碳酸鈣生產(chǎn)能力200萬噸，實際產(chǎn)量約175萬噸；重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)量在3000多萬噸，我國已發(fā)展成為世界碳酸鈣第一大生產(chǎn)與消費國。
我國作為全球最大的輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)消費國，行業(yè)發(fā)展十分迅速。近年來，在活躍的市場需求引領(lǐng)和技術(shù)進步推動下，碳酸鈣產(chǎn)品新品種不斷涌現(xiàn)，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，產(chǎn)品的功能化、精細化水平快速提升，相應(yīng)的附加值也得以提高，我國輕質(zhì)碳酸鈣均價也隨之不斷走高，由2015年的613.6元/噸增長至2022年的921.2元/噸左右。而在價格及市場需求增長的因素推動下，我國輕質(zhì)碳酸鈣行業(yè)市場規(guī)模也隨之穩(wěn)步增長。據(jù)資料顯示，2022年我國輕質(zhì)碳酸鈣行業(yè)市場規(guī)模約為132.28億元，同比增長2.9%。
輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)方法
輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)方法有多種，但在國內(nèi)的工業(yè)生產(chǎn)的主要是碳化法。
1、碳化法：將石灰石等原料煅燒生成石灰（主要成份為氧化鈣）和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳（主要成份為氫氧化鈣），然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸鈣沉淀，最后碳酸鈣沉淀經(jīng)脫水、干燥和粉碎便制得輕質(zhì)碳酸鈣。
2、純堿（Na2CO3）氯化鈣法：在純堿水溶液中加入氯化鈣，即可生成碳酸鈣沉淀。
3、苛化堿法：在生產(chǎn)燒堿（NaOH）過程中，可得到副產(chǎn)品輕質(zhì)碳酸鈣。在純堿水溶液中加入消石灰即可生成碳酸鈣沉淀，并同時得到燒堿水溶液，最后碳酸鈣沉淀經(jīng)脫水、干燥和粉碎便制得輕質(zhì)碳酸鈣。
4、聯(lián)鈣法：用鹽酸處理消石灰得到氯化鈣溶液，氯化鈣溶液在吸入氨氣后用二氧化碳進行碳化便得到碳酸鈣沉淀。
5、蘇爾維（Solvay）法：在生產(chǎn)純堿過程中，可得到副產(chǎn)品輕質(zhì)碳酸鈣。飽和食鹽水在吸入氨氣后用二氧化碳進行碳化，便得到重堿（碳酸氫鈉）沉淀和氯化銨溶液。在氯化銨溶液中加入石灰乳便得到氯化鈣氨水溶液，然后用二氧化碳對其進行碳化便得到碳酸鈣沉淀。
輕質(zhì)碳酸鈣的粉體特點
由于輕質(zhì)碳酸鈣的沉降體積（2.4-2.8mL/g）比重質(zhì)碳酸鈣的沉降體積（1.1-1.4mL/g）大，所以稱之為輕質(zhì)碳酸鈣。碳酸鈣的化學(xué)式為CaCO3，碳酸鈣與所有的強酸發(fā)生反應(yīng)，生成水和相應(yīng)的鈣鹽（如氯化鈣CaCl2），同時放出二氧化碳；在常溫（25℃）下，溶解度為0.0014，碳酸鈣水溶液的pH值為9.5～10.2，空氣飽和碳酸鈣水溶液的pH值為8.0～8.6。碳酸鈣無毒、無臭、無刺激性，通常為白色，相對密度為2.7～2.9。輕質(zhì)碳酸鈣的沉降體積：2.5ml/g以上，比表面積為5m2/g左右。輕質(zhì)碳酸鈣顆粒微細、表面較粗糙，比表面積大，因此吸油值較高，為60～90ml/100g左右。
輕質(zhì)碳酸鈣的形狀根據(jù)碳酸鈣晶粒形狀的不同，可將輕質(zhì)碳酸鈣分為紡錘形、立方形、針形、鏈形、球形、片形和四角柱形碳酸鈣，這些不同晶形的碳酸鈣可由控制反應(yīng)條件制得。輕質(zhì)碳酸鈣按其原始平均粒徑（d）分為：微粒碳酸鈣（5μm）、微粉碳酸鈣（1～5μm）、微細碳酸鈣（0.1～1μm）、超細碳酸鈣（0.02～0.1μm）、超微細碳酸鈣（0.02μm）。顆粒形狀規(guī)則，可視為單分散粉體；粒度分布較窄粒徑小。
輕質(zhì)碳酸鈣的基本用途
造紙
造紙行業(yè)是碳酸鈣的最大市場之一，重質(zhì)碳酸鈣填料主要用于除卷煙紙、過濾紙和特種低定量信息用紙外的印刷紙、廣告用紙、辦公用紙、書寫紙等。輕質(zhì)碳酸鈣相較重質(zhì)碳酸鈣的質(zhì)量更好，具有粒度細、白度高、價格低、起泡性低和印刷適應(yīng)性好等優(yōu)點，非常適合用做造紙?zhí)盍希梢曰緷M足紙張印刷和光學(xué)性能要求。相關(guān)分析表明，紡錘狀超微細粒度的碳酸鈣不需改性就可以提升高級紙張的質(zhì)量和防磨損性，而且在紙漿中填充紡錘狀碳酸鈣，可以模擬微細纖維，會有大量的細小氣室，因此獲得極好的平滑度及可印刷性。
橡膠
輕質(zhì)碳酸鈣大量用于橡膠制品中，如輪胎，輸送帶膠管、膠布及醫(yī)用橡膠制品，可以減少橡膠用量，降低成本還可以起到補強和半補強的作用。輕質(zhì)碳酸鈣填入橡膠能獲得比純橡膠硫化物更高的抗張強度耐磨性，撕裂強度，并在天然橡膠和合成橡膠中有顯著的補強作用，同時可以調(diào)整稠度。相對而言，針狀碳酸鈣的增強補韌性能比普通填料的增韌性功能強，在材料中填充后，可以改善材料的強度、硬度及耐磨性等方面的性能。
塑料
輕質(zhì)碳酸鈣在塑料制品中能起到一種骨架作用，對塑料制品尺寸的穩(wěn)定性有很大作用，能提高制品的硬度，還可以提高制品的表面光澤和表面平整性。在一般塑料制品中添加碳酸鈣耐熱性可以提高，由于輕質(zhì)碳酸鈣白度在90%以上，還可以取代昂貴的白色顏料起到一定的增白作用。
油漆
碳酸鈣是油漆生產(chǎn)中重要的填充劑，細度和顆粒分配決定了油漆的透明度。輕質(zhì)碳酸鈣在油漆行業(yè)中的用量較大，是不可缺少的骨架，在稠漆中用量為30%以上，酚醛磁漆用量4-7%，酚醛細花紋皺紋漆39%以上。
涂料
相對于重鈣而言，由于輕鈣是人工合成的，晶型與組成易于控制，因而可賦予輕鈣多種功能，相對較高的比表面積使粉體在涂層中的補強效果明顯優(yōu)于重鈣。普通的輕鈣除部分用于建筑涂料、紙張涂料、粉末涂料外，主要用于防腐蝕涂料（包括船舶涂料、集裝箱涂料、車輛底漆、橋梁及鋼結(jié)構(gòu)防腐等），超微細輕鈣除作為填料外，還具備一定的耐水性、緩蝕性。
油墨
輕質(zhì)碳酸鈣應(yīng)用于油墨，能使漆膜光澤清晰、持久；使油墨的印刷色調(diào)優(yōu)雅、均勻，其良好的半透明性、光澤度和流動性還能降低涂料和油墨成本。球形和立方形的納米碳酸鈣，其疏散性、透明性、光澤度、遮蓋力等性能均優(yōu)于其他填料，廣泛用于快速印刷和激光排版領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)油墨中。
醫(yī)藥
輕質(zhì)碳酸鈣在藥品配方中用作中和劑、助濾劑、緩沖劑和溶解劑以及填料和鈣源補充劑。且中空結(jié)構(gòu)的碳酸鈣在生物相容性方面功能比較好，可作為藥物傳遞和診斷標志物。
食品
輕質(zhì)碳酸鈣廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生活補鈣營養(yǎng)食品行業(yè)，是奶制品、肉制品和面制品、乳制奶粉、奶片等行業(yè)的優(yōu)質(zhì)營養(yǎng)強化添加劑。在制備青霉素、鏈霉素、土霉素的過程中，需要大量碳酸鈣。在食品中作為添加劑，以保證人體所必須的鈣攝入，如口香糖、巧克力和酸奶、鈣片、果凍等飲料中作強化劑，達到人體對鈣的需求。輕質(zhì)碳酸鈣在食品加工中作堿性劑、營養(yǎng)增補劑、面團調(diào)節(jié)劑、固化劑、酵母養(yǎng)料、抗結(jié)塊劑、疏松劑、膠姆糖助劑和改性劑。食用級碳酸鈣含量高、雜質(zhì)低，Pb、As、Hg、Fe等指標特別低。
飼料
輕質(zhì)碳酸鈣在飼料中作為在飼料加工中鈣的補充劑。飼料級輕質(zhì)碳酸鈣須符合以下標準：碳酸鈣（CaCO3）含量≥98%；碳酸鈣（Ca）含量≥39.2%；水份含量≤1%；鹽酸含量≤0.2%；重金屬含量（Pb）≤0.003%；砷（As）≤0.0002%；鋇鹽（Ba）≤0.030%。
牙膏
輕質(zhì)碳酸鈣可以用于牙粉、牙膏、化妝品等日用化工制品中。輕質(zhì)碳酸鈣在牙膏中用作摩擦劑，不僅可清除牙菌斑、物質(zhì)殘渣、使牙齒磨光且不傷及牙釉和對香氣透發(fā)性、膏體擴散性好；加之呈微堿性，能中和牙斑細菌的酸性代謝產(chǎn)物如檸檬酸而降低口腔pH值具有清除酸性牙斑、中和口腔內(nèi)酸性代謝產(chǎn)物等多重作用。
密封膠粘合劑
碳酸鈣作為半補強填料用于膠粘劑中，可以改變膠層性能，降低膠粘劑成本，基本上與基料不起反應(yīng)。在膠粘劑中加入一定量的碳酸鈣能增加其粘接強度、硬度、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、降低固化收縮率和線膨脹系數(shù)。如常用的玻璃膠，不使用補強填料粘結(jié)力變很差，加入工業(yè)碳酸鈣，可以提高粘接接頭的強度，增加表面硬度，增加粘度和熱導(dǎo)率，增加抗沖擊韌性和耐磨性，改善膠粘劑的耐介質(zhì)性能，降低成本。輕鈣尤其是納米級輕鈣，粒子尺寸穩(wěn)定性好、分散均勻，可提供密封劑良好的彈性、防水性、氣密性、流變性，是理想的密封材料。
陶瓷
開發(fā)顆粒分布均勻的立方體碳酸鈣，可用于在600℃低溫下制造的致密化陶瓷。
電纜
在電纜制品中輕質(zhì)碳酸鈣能提高電絕緣性能，酸堿度適中，與樹脂相容性好，能增加填充量，降低成本，尤其適合填充于PVC電線電纜料。
其他
輕質(zhì)碳酸鈣還廣泛用于有機合成、冶金、玻璃和石棉等生產(chǎn)中。還可用作工業(yè)廢水的中種劑、含SO2廢氣中的SO2消除劑等。
來源：粉體網(wǎng)、鈣幫等
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)
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