中國粉體網訊 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，存在于霰石、方解石、白堊、石灰巖、大理石、石灰華等巖石內，亦為動物骨骼或外殼的主要成分。
輕質碳酸鈣市場不容忽視
截至2022年底，碳酸鈣行業生產規模7000萬t/a，其中重質碳酸鈣5700萬t/a，輕質碳酸鈣1150萬t/a，納米碳酸鈣150萬t/a。2016～2022年，重質碳酸鈣產量由2016年的2000萬t增加到2022年5700萬t，年復合增長率約19%。
2022年我國輕質碳酸鈣生產能力1000萬噸，實際產量約580萬噸；納米碳酸鈣生產能力200萬噸，實際產量約175萬噸；重質碳酸鈣產量在3000多萬噸，我國已發展成為世界碳酸鈣第一大生產與消費國。
我國作為全球最大的輕質碳酸鈣生產消費國，行業發展十分迅速。近年來，在活躍的市場需求引領和技術進步推動下，碳酸鈣產品新品種不斷涌現，應用領域不斷拓展，產品的功能化、精細化水平快速提升，相應的附加值也得以提高，我國輕質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，我國輕質碳酸鈣行業市場規模也隨之穩步增長。據資料顯示，2022年我國輕質碳酸鈣行業市場規模約為132.28億元，同比增長2.9%。
輕質碳酸鈣的生產方法
輕質碳酸鈣的生產方法有多種，但在國內的工業生產的主要是碳化法。
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，最后碳酸鈣沉淀經脫水、干燥和粉碎便制得輕質碳酸鈣。
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：在生產燒堿（NaOH）過程中，可得到副產品輕質碳酸鈣。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，最后碳酸鈣沉淀經脫水、干燥和粉碎便制得輕質碳酸鈣。
4、聯鈣法：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：在生產純堿過程中，可得到副產品輕質碳酸鈣。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。
輕質碳酸鈣的粉體特點
由于輕質碳酸鈣的沉降體積（2.4-2.8mL/g）比重質碳酸鈣的沉降體積（1.1-1.4mL/g）大，所以稱之為輕質碳酸鈣。碳酸鈣的化學式為CaCO3，碳酸鈣與所有的強酸發生反應，生成水和相應的鈣鹽（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。輕質碳酸鈣的沉降體積：2.5ml/g以上，比表面積為5m2/g左右。輕質碳酸鈣顆粒微細、表面較粗糙，比表面積大，因此吸油值較高，為60～90ml/100g左右。
輕質碳酸鈣的形狀根據碳酸鈣晶粒形狀的不同，可將輕質碳酸鈣分為紡錘形、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條件制得。輕質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）。顆粒形狀規則，可視為單分散粉體；粒度分布較窄粒徑小。
輕質碳酸鈣的基本用途
造紙
造紙行業是碳酸鈣的最大市場之一，重質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。輕質碳酸鈣相較重質碳酸鈣的質量更好，具有粒度細、白度高、價格低、起泡性低和印刷適應性好等優點，非常適合用做造紙填料，可以基本滿足紙張印刷和光學性能要求。相關分析表明，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
輕質碳酸鈣大量用于橡膠制品中，如輪胎，輸送帶膠管、膠布及醫用橡膠制品，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。輕質碳酸鈣在油漆行業中的用量較大，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、橋梁及鋼結構防腐等），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
輕質碳酸鈣應用于油墨，能使漆膜光澤清晰、持久；使油墨的印刷色調優雅、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、遮蓋力等性能均優于其他填料，廣泛用于快速印刷和激光排版領域的優質油墨中。
醫藥
輕質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。且中空結構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
輕質碳酸鈣廣泛應用于現代生活補鈣營養食品行業，是奶制品、肉制品和面制品、乳制奶粉、奶片等行業的優質營養強化添加劑。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。輕質碳酸鈣在食品加工中作堿性劑、營養增補劑、面團調節劑、固化劑、酵母養料、抗結塊劑、疏松劑、膠姆糖助劑和改性劑。食用級碳酸鈣含量高、雜質低，Pb、As、Hg、Fe等指標特別低。
飼料
輕質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
輕質碳酸鈣可以用于牙粉、牙膏、化妝品等日用化工制品中。輕質碳酸鈣在牙膏中用作摩擦劑，不僅可清除牙菌斑、物質殘渣、使牙齒磨光且不傷及牙釉和對香氣透發性、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、中和口腔內酸性代謝產物等多重作用。
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。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、尺寸穩定性、降低固化收縮率和線膨脹系數。如常用的玻璃膠，不使用補強填料粘結力變很差，加入工業碳酸鈣，可以提高粘接接頭的強度，增加表面硬度，增加粘度和熱導率，增加抗沖擊韌性和耐磨性，改善膠粘劑的耐介質性能，降低成本。輕鈣尤其是納米級輕鈣，粒子尺寸穩定性好、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
輕質碳酸鈣還廣泛用于有機合成、冶金、玻璃和石棉等生產中。還可用作工業廢水的中種劑、含SO2廢氣中的SO2消除劑等。
來源：粉體網、鈣幫等
(中國粉體網編輯整理/昧光)
注：圖片非商業用途，存在侵權告知刪除!
