引言
      碳酸鈣是一種無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)刺激性的白色粉末，是用途最廣的無(wú)機(jī)填料之一。它干燥不含結(jié)晶水，暴露于空氣中無(wú)變化；幾乎不溶于水，不溶于醇，遇稀醋酸、稀鹽酸、稀硝酸發(fā)生暴沸并溶解；加熱分解為氧化鈣和二氧化碳。碳酸鈣既具有價(jià)格便宜、資源豐富、品位高等特點(diǎn)，又具有顏填料的一些性質(zhì)，廣泛用于涂料、塑料、油墨、膩?zhàn)印⑺芰媳∧ぁ⒒w、膠黏劑、密封劑、日用化工、醫(yī)藥、橡膠、造紙、牙膏、化妝品、食品、紡織、建材、飼料等領(lǐng)域。根據(jù)碳酸鈣的生產(chǎn)工藝不同，可將其分為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、膠體碳酸鈣和晶體碳酸鈣四類。
     

      1 重質(zhì)碳酸鈣
      重質(zhì)碳酸鈣（Heavy Calcium Carbonate），又稱研磨碳酸鈣（Ground Calcium Carbonate），簡(jiǎn)稱GCC ；美國(guó)亦稱Kotamite，俗名：重鈣、單飛粉、雙飛粉、三飛粉、四飛粉。
      1.1 理化性質(zhì)
      化學(xué)式為CaCO3，其結(jié)晶體主要有復(fù)三方偏三面晶類的分解石和斜方晶類的文石，在常溫常壓下，方解石是穩(wěn)定型，文石是準(zhǔn)穩(wěn)定型，目前以方解石為主。在常溫常壓下，方解石加熱到898℃，文石加熱到825℃，將分解為氧化鈣和二氧化碳；碳酸鈣與所有的強(qiáng)酸發(fā)生反應(yīng)，生成水和相應(yīng)的鈣鹽，同時(shí)放出二氧化碳；其在常溫（25℃）下，碳酸鈣在水中溶解度為0.001 4，其水溶液的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，熔點(diǎn)1 339℃，相對(duì)密度為2.7~2.9，方解石的莫氏硬度為3，文石為3.5~4，重質(zhì)碳酸鈣的沉降體積為1.2~1.9 mL/g，比表面積為1 m2/g左右。重質(zhì)碳酸鈣的顆粒大，表面光潔，比表面積小，因此吸油值較低，約為48 mL/100g（14~22 g/100g）。
     

      1.2 生產(chǎn)工藝
      重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)工藝有以下2 種：
      （1） 干法：首先手選從采石場(chǎng)運(yùn)來(lái)的方解石、石灰石、白堊、貝殼等，除去脈石，然后用破碎機(jī)對(duì)石灰石進(jìn)行粗破碎，再用雷蒙（擺式）磨粉機(jī)粉碎成細(xì)石灰石粉，最后用分散機(jī)對(duì)磨粉進(jìn)行分級(jí)，將符合細(xì)度要求的粉末作為產(chǎn)品包裝入庫(kù)，否則返回再次磨粉。
      （2） 濕法：先將干法細(xì)粉制成懸浮液置于磨機(jī)內(nèi)進(jìn)一步粉碎，經(jīng)脫水，干燥后便制得超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣。
     

      1.3 重質(zhì)碳酸鈣粉體特點(diǎn)
顆粒形狀不規(guī)則，而且顆粒有一定的棱角，表面粗糙，粒徑分布較寬，平均粒徑一般為1~10 μm。重質(zhì)碳酸鈣按其原始平均粒徑（d）分為：粗磨碳酸鈣>3 μm ；細(xì)磨碳酸鈣1~3 μm ；超細(xì)碳酸鈣0.5~1 μm。
     

      1.4 重質(zhì)碳酸鈣的用途
      按重質(zhì)碳酸鈣粉碎細(xì)度的不同，工業(yè)上分為4 種不同規(guī)格：?jiǎn)物w粉、雙飛粉、三飛粉、四飛粉，分別用于不同的工業(yè)部門(mén)，不僅可降低產(chǎn)品成本，還可提高相關(guān)產(chǎn)品的作用和性能，起到增加產(chǎn)品體積的作用。
單飛粉（200 目）：用于生產(chǎn)無(wú)水氯化鈣，是生產(chǎn)重鉻酸鈉的輔助原料，以及生產(chǎn)玻璃及水泥的主要原料，此外，也用于建筑材料和家禽飼料等。
     雙飛粉（320 目）：是生產(chǎn)無(wú)水氯化鈣和玻璃的原料，橡膠和涂料的白色填料以及建筑材料等。
      三飛粉：用于塑料、涂料膩?zhàn)印⑼苛霞澳z合板的填料。
      四飛粉：用于電線絕緣層之填料、橡膠模壓制品及瀝青油。
     

       2 輕質(zhì)碳酸鈣
      輕質(zhì)碳酸鈣（Light Calcium Carbonate），又稱沉淀碳酸鈣（Precipitated Calcium Carbonate），簡(jiǎn)稱PCC。
     

      2.1 理化性質(zhì)
      化學(xué)式：CaCO3 ；
      相對(duì)分子質(zhì)量：100.09 ；
      結(jié)晶型：六方晶系；
      密度：2.7 g/cm3 ；
      折射率：1.46~1.65 ；
      沉降體積：2.4 ~2.8 mL/g ；
      比表面積：5 m2/g ；
      吸油值：60~90 mL/100 g（25~35 g/100g）。
      

       2.2 生產(chǎn)工藝
      生產(chǎn)工藝有多種，我國(guó)主要采用碳化法。
      （1） 碳化法
      將石灰石原料燃燒成生灰石和二氧化碳，再加水消化生石灰，生成石灰乳［主要成分Ca（OH）2］，然后再通入二氧化碳，石灰乳生成碳酸鈣沉淀，碳酸鈣沉淀經(jīng)脫水，干燥，冷卻，粉碎，過(guò)篩，即制得輕質(zhì)碳酸鈣。
高溫
      CaCO3=CaO+CO2 ↑，CaO+H2O=Ca（OH）2
      Ca（OH）2+CO2=CaCO3 ↓ +H2O
     （2） 純堿氯鈣法
      Na2CO3+CaCl2=CaCO3 ↓ +2NaCl
     （3） 苛化堿法
      在生產(chǎn)燒堿過(guò)程中，可得到副產(chǎn)品輕鈣。
      Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3 ↓ +2NaOH
     （4） 聯(lián)鈣法
      2HCl+ Ca（OH）2 = CaCl2 +2H2O
      CaCl2+2NH3·H2O+CO2=CaCO3 ↓ +2NH4Cl+H2O
      （5） 蘇爾維法
      生產(chǎn)純堿過(guò)程中得到副產(chǎn)品輕鈣。
      

      2.3 輕質(zhì)碳酸鈣的特點(diǎn)
      顆粒形狀規(guī)則，可視為單分散粉體；粒徑分布較窄；粒徑小，一般為1~3 μm。根據(jù)碳酸鈣晶粒形狀的不同，可將輕鈣分為立方錘形、立方針形、鏈形、球形、片形和四角柱形，這些不同形狀晶粒可由控制反應(yīng)條件制得。輕鈣的原始平均粒徑（d）分為：微粒碳酸鈣>5 μm ；微粉碳酸鈣1~5 μm ；微細(xì)碳酸鈣0.1~1 μm ；超細(xì)碳酸鈣0.02~0.1 μm ；超微細(xì)碳酸鈣＜ 0.02 μm。
     

       2.4 輕質(zhì)碳酸鈣的用途
      廣泛用于造紙、塑膠、塑膠薄膜、化纖、橡膠、膠黏劑、密封劑、日用化工、化妝品、建材、涂料、油墨、油灰、封蠟、膩?zhàn)印⑨t(yī)藥、食品（口香糖、巧克力）、飼料等。作用有：增加產(chǎn)品體積、降低成本；改善加工性能（如調(diào)節(jié)黏度、流變性能、硫化性能）；提高尺寸穩(wěn)定性，補(bǔ)強(qiáng)或半補(bǔ)強(qiáng)；提高印刷性能；提高物理性能（如耐熱性、消光性、耐磨性、阻燃性、白度、光澤）等。
     

      3 膠體碳酸鈣
      膠體碳酸鈣（Activated Calcium Carbonate），俗名：改性碳酸鈣，表面處理碳酸鈣，膠質(zhì)碳酸鈣，白艷華，活鈣，是用表面活性劑對(duì)輕鈣或重鈣進(jìn)行表面改性而制得，經(jīng)改性后一般有補(bǔ)強(qiáng)作用，即所謂的“活性”，故稱活性碳酸鈣。
       

      3.1 理化性質(zhì)
白色、細(xì)膩、輕質(zhì)粉末，粒子表面吸附一層脂肪酸皂，使CaCO3 具有膠體活化性能，密度1.99~2.01 g/cm3。膠體碳酸鈣不溶于水，遇酸分解，灼燒變成焦黑色，放出二氧化碳并生成氧化鈣，其活性比普鈣大，具補(bǔ)強(qiáng)性，易分解于膠料之中。
     

      3.2 生產(chǎn)工藝
     同碳化法，后面多一道表面處理工序。
     

      3.3 用途
     作為橡膠填充料，可使橡膠色澤光艷，伸長(zhǎng)率大，抗張強(qiáng)度高，耐磨性能良好，還用作人造革、電線、聚苯乙烯、涂料、油墨和造紙等工業(yè)的填料，可使成品具一定的抗張強(qiáng)度及光滑的外觀；生產(chǎn)微孔橡膠時(shí)，可使其發(fā)泡均勻。
      

       4 晶體碳酸鈣（Crystal Calcium Carbonate）
      4.1 理化性質(zhì)
       純白色，六方結(jié)晶型粉末，比容1.2~1.4 mL/g，溶于酸，幾乎不溶于水。
      

       4.2 生產(chǎn)工藝
       氯化鈣碳化法：先制得碳酸鈣，再結(jié)晶，分離，洗滌，脫水，烘干，篩選后，制得結(jié)晶碳酸鈣成品。
       Ca（OH）2 +2HCl=CaCl2+2H2O
      CaCl2+2NH3·H2O+CO2=CaCO3↓+2NH4Cl +H2O
      

        4.3 用途
       用于牙膏、醫(yī)藥等方面，亦可用作保溫材料和其它化工原料。
     

       5 碳酸鈣在涂料中的應(yīng)用
       5.1 在乳膠漆中的應(yīng)用
       5.1.1 重鈣的作用
       （1） 作為體質(zhì)顏料，具有填充作用，使之細(xì)膩、均勻、白度高。
       （2） 具有一定的干遮蓋力，一般使用超細(xì)產(chǎn)品，當(dāng)其粒徑與鈦白粉粒徑接近時(shí)，可提高鈦白粉的遮蓋效果。
       （3） 可提高漆膜的強(qiáng)度、耐水性、干性、耐擦洗性。
      （4） 改善保色性。
      （5） 降低成本，使用量為10%~50%。
缺點(diǎn)：密度大、易沉淀，使用量不宜過(guò)大。
       5.1.2 輕鈣的作用
      （1） 作為體質(zhì)顏料，具有填充作用，細(xì)膩，增加白度。
      （2） 具有一定干遮蓋力。
      （3） 密度小，比表面積大，具一定的懸浮性，起到防沉作用。
      （4） 降低成本。
      （5） 增加手感。
       缺點(diǎn)：易起白霜、發(fā)脹、增稠，使用量不宜過(guò)大，不能用于外墻涂料中。
     

      5.2 在粉末涂料中的應(yīng)用
      （1） 可用作高光涂料產(chǎn)品的填料。
      （2） 半光涂料產(chǎn)品，一般可直接加入碳酸鈣配制，無(wú)須加消光劑，節(jié)約成本。
      （3） 本身為白色的無(wú)機(jī)顏料，可與鈦白粉配合使用，降低成本。
      （4） 相對(duì)其它填料，碳酸鈣最適合于一些要求重金屬含量低的環(huán)保產(chǎn)品，如兒童玩具、嬰兒車等。
      （5） 可提高涂料上粉率和噴涂面積，尤其用在混合粉中較明顯。
      （6） 如果戶外耐候性有要求，不能用它作填料。
      （7） 因其吸油量高，易引起漆膜表面橘皮，這時(shí)可在基料中加入少許氫化蓖麻油。
      （8） 起骨架作用，可增加漆膜厚度，提高涂層耐磨性和耐久性。
     

       5.3 在木器涂料中的應(yīng)用
      （1） 作有色底漆的填充料，降低成本。
      （2） 增加漆膜強(qiáng)度，耐磨。
      （3） 輕鈣有少許增稠作用，易觸變，防沉淀性好。
     （4） 重鈣在漆膜中降低打磨性，在罐中易沉淀，要注意加強(qiáng)防沉性。
     （5） 提高漆膜的光澤度、干性、增白。
     （6） 不宜與耐堿性的顏填料一起使用。
      

       5.4 在汽車漆中的應(yīng)用
       粒徑小于80 nm 的超細(xì)碳酸鈣，因具有良好的觸變性而用于汽車底盤(pán)防石擊涂料及面漆，市場(chǎng)容量達(dá)7 000~8 000 t/a，在國(guó)際市場(chǎng)售價(jià)高達(dá)1100~1 200美元/t。
     

      5.5 在油墨中的應(yīng)用
超細(xì)碳酸鈣用于油墨中，呈現(xiàn)出優(yōu)異的分散性，透明性，極好的光澤和遮蓋力，以及優(yōu)異的油墨吸附性和干燥性，其必須經(jīng)過(guò)活化處理，晶形為球形或立方形。

（作者：?jiǎn)挝唬海?/span>