分享好友 资讯首页 资讯分类 切换频道

轻质碳酸钙的性质与应用盘点

2023-12-04 09:125310碳酸钙研究院
 
 
一、轻质碳酸钙的生产方法

轻质碳酸钙又称沉淀碳酸钙( Precipitated Calcium Carbonate,简称PCC) 是将石灰石等原料段烧生成石灰(主要成分为氧化钙)和二氧化碳,再加水消化石灰生成石灰乳(主要成分为氢氧化钙),然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀,最后经脱水、干燥和粉碎而制得,或者先用碳酸钠和氯化钙进行复分解反应生成碳酸钙沉淀,然后经脱水、干燥和粉碎而制得。

轻质碳酸钙的生产方法有多种,但在国内的工业生产的主要是碳化法。

1、碳化法:将石灰石等原料煅烧生成石灰(主要成份为氧化钙)和二氧化碳,再加水消化石灰生成石灰乳(主要成份为氢氧化钙),然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀,最后碳酸钙沉淀经脱水、干燥和粉碎便制得轻质碳酸钙。
2、纯碱(Na2CO3)氯化钙法:在纯碱水溶液中加入氯化钙,即可生成碳酸钙沉淀。
3、苛化碱法:在生产烧碱(NaOH)过程中,可得到副产品轻质碳酸钙。在纯碱水溶液中加入消石灰即可生成碳酸钙沉淀,并同时得到烧碱水溶液,最后碳酸钙沉淀经脱水、干燥和粉碎便制得轻质碳酸钙。
4、联钙法:用盐酸处理消石灰得到氯化钙溶液,氯化钙溶液在吸入氨气后用二氧化碳进行碳化便得到碳酸钙沉淀。
5、苏尔维(Solvay)法:在生产纯碱过程中,可得到副产品轻质碳酸钙。饱和食盐水在吸入氨气后用二氧化碳进行碳化,便得到重碱(碳酸氢钠)沉淀和氯化铵溶液。在氯化铵溶液中加入石灰乳便得到氯化钙氨水溶液,然后用二氧化碳对其进行碳化便得到碳酸钙沉淀。

二、轻质碳酸钙的粉体特点

由于轻质碳酸钙的沉降体积(2.4-2.8mL/g)比重质碳酸钙的沉降体积(1.1-1.4mL/g)大,所以称之为轻质碳酸钙。碳酸钙的化学式为CaCO3,碳酸钙与所有的强酸发生反应,生成水和相应的钙盐(如氯化钙CaCl2),同时放出二氧化碳;在常温(25℃)下,碳酸钙在水中的浓度积为8.7×1029、溶解度为0.0014,碳酸钙水溶液的pH值为9.5~10.2,空气饱和碳酸钙水溶液的pH值为8.0~8.6。碳酸钙无毒、无臭、无刺激性,通常为白色,相对密度为2.7~2.9。轻质碳酸钙的沉降体积:2.5ml/g以上,比表面积为5m2/g左右(使用北京金埃谱科技生产的全自动F-Sorb 2400比表面积仪BET方法测试)。轻质碳酸钙颗粒微细、表面较粗糙,比表面积大,因此吸油值较高,为60~90ml/100g左右。
轻质碳酸钙的形状根据碳酸钙晶粒形状的不同,可将轻质碳酸钙分为纺锤形、立方形、针形、链形、球形、片形和四角柱形碳酸钙,这些不同晶形的碳酸钙可由控制反应条件制得。轻质碳酸钙按其原始平均粒径(d)分为:微粒碳酸钙(5μm)、微粉碳酸钙(1~5μm)、微细碳酸钙(0.1~1μm)、超细碳酸钙(0.02~0.1μm)、超微细碳酸钙(0.02μm)。颗粒形状规则,可视为单分散粉体; 粒度分布较窄粒径小。
三、轻质碳酸钙的基本用途

造纸
造纸行业是碳酸钙的最大市场之一,重质碳酸钙填料主要用于除卷烟纸、过滤纸和特种低定量信息用纸外的印刷纸、广告用纸、办公用纸、书写纸等。轻质碳酸钙相较重质碳酸钙的质量更好,具有粒度细、白度高、价格低、起泡性低和印刷适应性好等优点,非常适合用做造纸填料,可以基本满足纸张印刷和光学性能要求。
相关分析表明,纺锤状超微细粒度的碳酸钙不需改性就可以提升高级纸张的质量和防磨损性,而且在纸浆中填充纺锤状碳酸钙,可以模拟微细纤维,会有大量的细小气室,因此获得极好的平滑度及可印刷性。
橡胶
轻质碳酸钙大量用于橡胶制品中,如轮胎,输送带胶管、胶布及医用橡胶制品,可以减少橡胶用量,降低成本还可以起到补强和半补强的作用。轻质碳酸钙填入橡胶能获得比纯橡胶硫化物更高的抗张强度耐磨性,撕裂强度,并在天然橡胶和合成橡胶中有显著的补强作用,同时可以调整稠度。

相对而言,针状碳酸钙的增强补韧性能比普通填料的增韧性功能强,在材料中填充后,可以改善材料的强度、硬度及耐磨性等方面的性能。
塑料
轻质碳酸钙在塑料制品中能起到一种骨架作用,对塑料制品尺寸的稳定性有很大作用,能提高制品的硬度,还可以提高制品的表面光泽和表面平整性。在一般塑料制品中添加碳酸钙耐热性可以提高,由于轻质碳酸钙白度在90%以上,还可以取代昂贵的白色颜料起到一定的增白作用。

油漆
碳酸钙是油漆生产中重要的填充剂,细度和颗粒分配决定了油漆的透明度。轻质碳酸钙在油漆行业中的用量较大,是不可缺少的骨架,在稠漆中用量为30%以上,酚醛磁漆用量4-7%,酚醛细花纹皱纹漆39%以上。

涂料
相对于重钙而言,由于轻钙是人工合成的,晶型与组成易于控制,因而可赋予轻钙多种功能,相对较高的比表面积使粉体在涂层中的补强效果明显优于重钙。普通的轻钙除部分用于建筑涂料、纸张涂料、粉末涂料外,主要用于防腐蚀涂料(包括船舶涂料、集装箱涂料、车辆底漆、桥梁及钢结构防腐等),超微细轻钙除作为填料外,还具备一定的耐水性、缓蚀性。
油墨
轻质碳酸钙应用于油墨,能使漆膜光泽清晰、持久;使油墨的印刷色调优雅、均匀,其良好的半透明性、光泽度和流动性还能降低涂料和油墨成本。球形和立方形的纳米碳酸钙,其疏散性、透明性、光泽度、遮盖力等性能均优于其他填料,广泛用于快速印刷和激光排版领域的优质油墨中。
医药
轻质碳酸钙在药品配方中用作中和剂、助滤剂、缓冲剂和溶解剂以及填料和钙源补充剂。且中空结构的碳酸钙在生物相容性方面功能比较好,可作为药物传递和诊断标志物。

食品
轻质碳酸钙广泛应用于现代生活补钙营养食品行业,是奶制品、肉制品和面制品、乳制奶粉、奶片等行业的优质营养强化添加剂。在制备青霉素、链霉素、土霉素的过程中,需要大量碳酸钙。

     在食品中作为添加剂,以保证人体所必须的钙摄入,如口香糖、巧克力和酸奶、钙片、果冻等饮料中作强化剂,达到人体对钙的需求。轻质碳酸钙在食品加工中作碱性剂、营养增补剂、面团调节剂、固化剂、酵母养料、抗结块剂、疏松剂、胶姆糖助剂和改性剂。食用级碳酸钙含量高、杂质低,Pb、As、Hg、Fe等指标特别低。
饲料
轻质碳酸钙在饲料中作为在饲料加工中钙的补充剂。饲料级轻质碳酸钙须符合以下标准:碳酸钙(CaCO3)含量≥98%;碳酸钙(Ca)含量≥39.2%;水份含量≤1%;盐酸含量≤0.2%;重金属含量(Pb)≤0.003%;砷(As)≤0.0002%;钡盐(Ba)≤0.030%。
牙膏
轻质碳酸钙可以用于牙粉、牙膏、化妆品等日用化工制品中。轻质碳酸钙在牙膏中用作摩擦剂,不仅可清除牙菌斑、物质残渣、使牙齿磨光且不伤及牙釉和对香气透发性、膏体扩散性好;加之呈微碱性,能中和牙斑细菌的酸性代谢产物如柠檬酸而降低口腔pH值具有清除酸性牙斑、中和口腔内酸性代谢产物等多重作用。

密封胶粘合剂
碳酸钙作为半补强填料用于胶粘剂中,可以改变胶层性能,降低胶粘剂成本,基本上与基料不起反应。在胶粘剂中加入一定量的碳酸钙能增加其粘接强度、硬度、耐热性、尺寸稳定性、降低固化收缩率和线膨胀系数。如常用的玻璃胶,不使用补强填料粘结力变很差,加入工业碳酸钙,可以提高粘接接头的强度,增加表面硬度,增加粘度和热导率,增加抗冲击韧性和耐磨性,改善胶粘剂的耐介质性能,降低成本。轻钙尤其是纳米级轻钙,粒子尺寸稳定性好、分散均匀,可提供密封剂良好的弹性、防水性、气密性、流变性,是理想的密封材料。

陶瓷
开发颗粒分布均匀的立方体碳酸钙,可用于在600℃低温下制造的致密化陶瓷。

电缆
在电缆制品中轻质碳酸钙能提高电绝缘性能,酸碱度适中,与树脂相容性好,能增加填充量,降低成本,尤其适合填充于PVC电线电缆料。

其他
轻质碳酸钙还广泛用于有机合成、冶金、玻璃和石棉等生产中。还可用作工业废水的中种剂、含SO2废气中的SO2消除剂等。

声明:贵在分享,如有侵权请告知删除!

举报
收藏 0
打赏 0
评论 0
哪些因素可以影响碳酸钙的白度?如何解决?
碳酸钙作为一种广泛应用于塑料、橡胶、涂料、造纸等行业的无机填料,其白度是衡量产品质量的重要指标之一。白度的高低不仅影响产品的外观,还直接关系到产品的市场价值和应用性能。本文将探讨影响碳酸钙白度的主要因素,并提出相应的解决方案。

0评论2024-10-2436

轻重钙粉体与其基本颗粒二者物理性能的一阶线性关系
轻重钙粉体与其基本颗粒二者物理性能的一阶线性关系

0评论2024-10-1750

碳酸钙生产厂家教你如何选择合适的产品粒径
如何选择合适目数的碳酸钙,通过以下几个方法希望能够帮助大家在使用的时候能够有所参考

0评论2024-09-29106

氢氧化钙产品中氧化钙含量分析的改进方法
对采用干法消化工艺生产的氢氧化钙产品中的氧化钙含量进行了分析,采用加热分解的方法,可以计算出氢氧化钙产品中的氧化钙含量,该分析方法可以更好的对氢氧化钙产品生产质量进行监控。

0评论2024-08-22204

纳米碳酸钙生产用强力碳化器均匀化效果实验研究
纳米碳酸钙作为一种功能性无机纳米材料,在橡胶、塑料、涂料、造纸等众 多领域具有广泛的应用价值。其粒径分布和均匀性是影响产品质量和应用性能的 关键因素之一。强力碳化器作为一种新型高效的碳化设备,其在纳米碳酸钙生产 过程中的均匀化效果受到了广泛关注。然而目前关于强力碳化器均匀化效果的研 究尚不充分,特别是碳化条件对纳米碳酸钙性质的影响机制尚不明确。本研究旨 在通过实验方法系统地研究强力碳化器的均匀化效果及其影响因素,为纳米碳酸 钙的工业化生产和强力碳化器的进一步优化提供理论支持和实践指导。

0评论2024-08-15147

日本地崎立窑在高端钙镁行业的推广应用
日本地崎株式会社研制了一种新型立窑,该立窑系统以区别于传统意义的煅烧方式而闻名海外,并因其煅烧制度可控快调、活性度可控快调、产能可控快调等优越性能得到海外众多高端钙镁生产企业的青睐。

0评论2024-08-07182

电石渣生产绿色纳米碳酸钙的新工艺研究
以电石渣、碱渣、磷尾矿、皀化废渣、磷肥渣等钙镁型废渣为原料生产绿色轻质(纳米)碳酸钙的碳化工艺路线有三种:一是单纯CO2碳化法,只能生产出粒径粗大的普通绿色轻钙产品;二是CO2碳化+湿法研磨可生产D50在1-2μm的微细绿色轻钙;三是可溶性碳酸盐预碳化+CO2碳化所组成的复合碳化法可生产纳米级绿色轻钙。这三种碳化工艺路线为绿色轻质(纳米)碳酸钙形成高、中、低系列化产品提供了方案。双碳战略下,以电石渣为原料来生产绿色微细轻质(纳米)碳酸钙新工艺可实现电石渣的高值化利用、CO2减排、减碳86.7%的绿色微细轻

0评论2024-08-01245

环状硼酸苯酚酯表面改性剂的合成与性能研究
为增强硼酸酯的应用性能,改善重质碳酸钙(GCC)与树脂基材的融合性,使用硼酸、二乙醇胺和苯酚通过两步反应合成得到新型环状硼酸苯酚酯表面改性剂。分别添加1%、1.5%和2%的表面改性剂对GCC进行处理,测试改性前后GCC粉体的吸油值和微观形貌。改性前后的GCC粉体以30%的比例填充聚丙烯(PP),制成GCC/PP复合材料,进行力学性能、流变、熔融指数(MRF)和差示扫描量热测试。结果表明:表面改性剂添加量为2%时,粉体分散性最好,与未改性碳酸钙相比,吸油值降低了14.0 g/100 g;改性粉体在PP基体中

0评论2024-07-25162

纳米碳酸钙干燥设计及设备选型的研究
在纳米碳酸钙干燥工艺设计过程中,对国内常见的干燥设备和不同组合方式进行热量衡算,并结合典型企业的实际工况数据进行对比,确定了以单级网带干燥作为最优化的工艺及设备选型方案,比闪蒸干燥以及闪蒸干燥和网带干燥组合的干燥系统,能降低综合能耗30%以上。

0评论2024-07-18310

轻质碳酸钙生产烘干设备的选型
滤饼干燥是轻质碳酸钙生产较为关键的工序,其装备费用约占生产线总投资的10~20%,发生的生产成本可以占总成本在10~25%,如此大的变动范围,和生产线工艺设计时干燥机主体的选型有着密切的关系。

0评论2024-07-12314