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| 輕質(zhì)碳酸鈣的應(yīng)用及其發(fā)展前景 |
| 來(lái)源：中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-03-24 10:43:27 瀏覽次數(shù)： |
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1 輕質(zhì)碳酸鈣的理化性質(zhì)
（中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）輕質(zhì)碳酸鈣又稱沉淀碳酸鈣(簡(jiǎn)稱PCC)。它的化學(xué)式為CaCO3，它與所有的強(qiáng)酸發(fā)生反應(yīng)，生成水和相應(yīng)的鈣鹽(如氯化鈣CaCl2)，同時(shí)放出二氧化碳。在常溫(25℃) 下，輕質(zhì)碳酸鈣在水中的濃度積為8.7/1029 、溶解度為0.014；輕質(zhì)碳酸鈣水溶液的pH 值為9.5-10.2；空氣飽和輕質(zhì)碳酸鈣水溶液的pH值為8.0-8.6；輕質(zhì)碳酸鈣無(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)刺激性，通常為白色，相對(duì)密度為2.7-2.9，沉降體積2.5ml/g以上，比表面積為5m2/g左右。
輕質(zhì)碳酸鈣的特點(diǎn)：1 、顆粒形狀規(guī)則，可視為單分散粉體；2、粒度分布較窄；3、粒徑小。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(xì)碳酸鈣(0.1-lμm)、超細(xì)碳酸鈣(0.02-0.1μm )、超微細(xì)碳酸鈣(0. 02μm) 。輕質(zhì)碳酸鈣顆粒微細(xì)、表面較粗糙，比表面積大, 因此吸油值較高，為6 0-90 ml/100g左右。在純堿水溶液中加人消石灰即可生成碳酸鈣沉淀，并同時(shí)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。
2 輕質(zhì)碳酸鈣與重質(zhì)碳酸鈣的區(qū)別
碳酸鈣產(chǎn)品分為重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣。重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)是采用白度和純度均較高的優(yōu)質(zhì)天然石灰石礦經(jīng)機(jī)械研磨的物理方法加工而成。輕質(zhì)碳酸鈣是通過(guò)石灰石的鍛燒、消化、碳化等一系列化學(xué)工藝過(guò)程生產(chǎn)的。輕質(zhì)碳酸鈣又稱沉淀碳酸鈣是用化學(xué)加工方法制得的。由于它的沉降體積(2.4-2.8ml/g)比用機(jī)械方法生產(chǎn)的重質(zhì)碳酸鈣沉降體積(1.1-1.9ml/g)大，因此被稱為輕質(zhì)碳酸鈣。輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣的組成都是碳酸鈣, 都是涂料、塑料等工業(yè)的常用填料。一級(jí)品的含量為98 % ，二級(jí)品的含量為97 % 。
重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣的區(qū)別如下:
(1）最主要區(qū)別是用途不同。輕鈣用于填料，電焊條，有機(jī)合成等；重鈣用于生產(chǎn)無(wú)水氯化鈣、重鉻酸鈉、水泥等；
(2) 重質(zhì)碳酸鈣就是天然碳酸鈣，由方解石經(jīng)粉碎制得，價(jià)格便宜，在乳膠漆中使用和輕質(zhì)碳酸鈣相比，容易沉降。輕質(zhì)碳酸鈣，粒度比重質(zhì)碳酸鈣小，吸油量比重質(zhì)碳酸鈣大，價(jià)格比重質(zhì)碳酸鈣高。他們都是乳膠漆中常用的填料，最好搭配使用；
(3) 重鈣是礦石天然粉碎制的，輕鈣是通過(guò)人工合成制的。在涂料中都有大的應(yīng)用量；
(4) 重鈣穩(wěn)定，但相對(duì)輕鈣易沉；
(5) 輕鈣在沉降方面好些，但吸油量大于重鈣，價(jià)格一般也較重鈣貴，盡管穩(wěn)定性方面不如重鈣，但還是具備穩(wěn)定性的，即使是外墻漆，其應(yīng)用量也是很大的。
3 輕質(zhì)碳酸鈣的應(yīng)用
輕質(zhì)碳酸鈣是化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中的一種基礎(chǔ)原料。輕質(zhì)碳酸鈣廣泛應(yīng)用于造紙油橡 、塑膠、塑膠薄膜、化纖、、膠粘劑、密封劑舊用化工、化妝品、建材、涂料、油墨、油灰、封蠟、膩?zhàn)印謱影b、醫(yī)藥、食品(如口香糖、巧克力)、飼料中，其作用有增加產(chǎn)品體積、降低成本、改善加工性能(如調(diào)節(jié)粘度、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、光澤度)等。用輕質(zhì)碳酸鈣做填充劑制成的成品具有防水、絕緣、美觀輕便、堅(jiān)固耐用、光滑凈高等獨(dú)特能和優(yōu)質(zhì)。并能夠陽(yáng)氏生產(chǎn)成本，提高質(zhì)量，增加效益。
3.1 輕質(zhì)碳酸鈣在橡膠中的應(yīng)用
輕質(zhì)碳酸鈣是橡膠工業(yè)中使用最早量最大填充劑之一，輕質(zhì)碳酸鈣大量填充在橡膠之中，可以增加制品的容積，從而節(jié)約昂貴的天然橡膠達(dá)到降低成本的目的，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(qiáng)度耐磨性、撕裂強(qiáng)度，并在天然橡膠和合成橡膠中有顯著的補(bǔ)強(qiáng)作用， 同時(shí)可以調(diào)整稠度。
3.2 輕質(zhì)碳酸鈣在油漆行業(yè)中的用途
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，在調(diào)和漆中用量為30 % 以上，酚醛磁漆用量為4% 一7% ，酚醛細(xì)花紋皺紋漆用量為39 % 以上。
3.3 輕質(zhì)碳酸鈣在造紙工業(yè)中的應(yīng)用
輕質(zhì)碳酸鈣在造紙工業(yè)起重要作用能保證紙的強(qiáng)度、白度、成本較低。造紙工業(yè)是國(guó)內(nèi)輕質(zhì)碳酸鈣最具開(kāi)發(fā)潛力的市場(chǎng)。造紙工業(yè)是以纖維為原料的化學(xué)加工工業(yè)，填料是僅次于纖維的重要原料。用輕質(zhì)碳酸鈣作造紙?zhí)盍希商岣呒堉破返陌锥群捅喂庑?；其具有的高膨脹性，可使造紙廠減少紙漿的用量，大幅降低生產(chǎn)成本；粒度細(xì)小、均勻，對(duì)造紙機(jī)的磨損小，并使生產(chǎn)的紙制品更加均勻、平整、吸油值高，能提高彩色紙的顏料牢固性。如果將輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)裝置建在造紙廠內(nèi)或附近，輕質(zhì)碳酸鈣較其他礦物填料更具價(jià)格優(yōu)勢(shì)。
3.4 輕質(zhì)碳酸鈣在水性涂料行業(yè)的應(yīng)用
輕質(zhì)碳酸鈣在水性涂料行業(yè)的用途更為廣泛，能使涂料不沉降、易分散、光澤好等特性，在水性涂料用量為20% 一60% 。
3.5 輕質(zhì)碳酸鈣在塑料行業(yè)中的應(yīng)用
輕質(zhì)碳酸鈣在塑料制品中能起到一種骨架作用，對(duì)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輕質(zhì)碳酸鈣可以提高耐熱性，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。 塑料工業(yè)的填充劑也是輕質(zhì)碳酸鈣應(yīng)用較早、用量較大的領(lǐng)域。輕質(zhì)碳酸鈣應(yīng)用在塑料中，可增加塑料體積、降低產(chǎn)品成本、提高塑料的尺寸穩(wěn)定性、硬度和剛性，改善塑料的加工性能；還可提高耐熱性和改進(jìn)塑料的散光性。
3.6 輕質(zhì)碳酸鈣在醫(yī)藥及及食品行業(yè)中的應(yīng)用
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(bǔ)充劑。在食品加工中作疏松劑、發(fā)酵劑和營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑。
4 我國(guó)輕質(zhì)碳酸鈣的發(fā)展前景
我國(guó)輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)工藝已發(fā)展成熟，各生產(chǎn)企業(yè)在工藝指標(biāo)控制等方面各有其特點(diǎn)，今后我國(guó)輕質(zhì)碳酸鈣行業(yè)將朝著超細(xì)化、高純化的方向發(fā)展，產(chǎn)品的規(guī)格品種將呈多元化、專用化。輕質(zhì)碳酸鈣是一種用途極為廣泛的無(wú)機(jī)填料，目前全國(guó)輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到500萬(wàn)噸/年，其中活性碳酸鈣約60萬(wàn)噸，超細(xì)納米碳酸鈣約20萬(wàn)噸。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，其需求量仍處上升趨勢(shì)，尤其是近幾年建筑業(yè)按國(guó)家要求將門窗塑鋼化，供排水管道的以塑代鋼，同時(shí)造紙行業(yè)堿性施膠技術(shù)的推廣及普及和外貿(mào)出口量的增加等，更擴(kuò)大了輕質(zhì)碳酸鈣的應(yīng)用市場(chǎng)。從全國(guó)市場(chǎng)看, 輕質(zhì)碳酸鈣仍處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，尤其是一些特殊優(yōu)質(zhì)材料所需要的專用型活性碳酸鈣、納米碳酸鈣的需求量更是日益增長(zhǎng)。
分析表明，作為中國(guó)經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)地區(qū)，以上海為中心的江浙沿海區(qū)域工業(yè)發(fā)達(dá)，特別是橡膠、塑料、油墨、造紙加工制造業(yè)水平較高，對(duì)輕質(zhì)碳酸鈣的需求較大且質(zhì)量要求高。上海及周邊市場(chǎng)主要需求超細(xì)碳酸鈣、超微細(xì)碳酸鈣、造紙專用輕質(zhì)碳酸鈣等高附加值輕質(zhì)碳酸鈣；浙江杭州、寧波, 江蘇蘇州、鎮(zhèn)江等地造紙工業(yè)發(fā)達(dá)；廣東沿海, 如深圳、東莞、塑料加工、玩具生產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，對(duì)輕質(zhì)碳酸鈣需求較大，主要是普通碳酸鈣和活性碳酸鈣，對(duì)橡膠用超細(xì)碳酸鈣、油墨用超細(xì)碳酸鈣也有一定量的需求。
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