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碳酸鈣（CaCO?）是一種無機(jī)化合物，俗稱灰石、石灰石、石粉、大理石等。碳酸鈣呈中性，基本上不溶于水，溶于鹽酸。它是地球上常見物質(zhì)之一，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(dòng)物骨骼或外殼的主要成分。碳酸鈣也是重要的建筑材料，工業(yè)上用途甚廣。

基本信息

• 中文名

  碳酸鈣

• 別名
  

  C.I.顏料白18;沉淀碳酸鈣;白堊粉;大白粉;輕質(zhì)碳酸鈣;碳酸鈣;輕鈣;活性碳酸鈣;方解石;重質(zhì)碳酸鈣
  

• 外文名

  Calcium carbonate

• 別稱

  水垢;石灰石;石灰石粉;酪酸鈣

• 化學(xué)式

  CaCO?

• 分子量

  100.09

• CAS登錄號(hào)

  471-34-1

• EINECS登錄號(hào)

  207-439-9

• 熔點(diǎn)

  1339℃

• 沸點(diǎn)

  未知

• 水溶性

  不溶于水

• 密度

  2.93?g/mL?at 25?°C(lit.)

• 外觀

  白色固體

• 應(yīng)用

  用于造紙、冶金、玻璃、制堿、橡膠、醫(yī)藥、顏料、有機(jī)化工等部門

• 吸潮能力

  有輕微的吸潮能力

• 電解質(zhì)

  有強(qiáng)電解質(zhì)

• 遮蓋力

  有較好的遮蓋力

• 酸堿性

  堿性

• 含它的物質(zhì)

  灰石、石灰石、石粉、大理石

檢驗(yàn)方法

碳酸鈣粉方法：取少量碳酸鈣放入試管中，加入稀鹽酸，并將產(chǎn)生的無色氣體通入澄清石灰水中。

現(xiàn)象：產(chǎn)生大量氣泡，澄清石灰水變渾濁。

化學(xué)方程式：CaCO?+2HCl====CaCl?+H?O+CO?↑

物性數(shù)據(jù)

1. 性狀：白色微細(xì)結(jié)晶粉末，無臭無味，能吸收臭氣。

2.?相對密度（g/cm3,25/4℃）：2.6-2.7 （2.710-2.930，重質(zhì)碳酸鈣）

3. 相對蒸汽密度（g/cm3,空氣=1）：2.5~2.7

4. 熔點(diǎn)（oC）：1339℃ 825-896.6（分解，輕質(zhì)碳酸鈣）

5. 沸點(diǎn)（oC,常壓）：未確定

6. 沸點(diǎn)（oC,5.2kPa）：未確定

7.?折射率：1.49

8. 閃點(diǎn)（oF）：138

9. 比旋光度（o）：未確定

10. 自燃點(diǎn)或引燃溫度（oC）：未確定

11. 蒸氣壓（kPa,25oC）：未確定

12. 飽和蒸氣壓（kPa,60oC）：未確定

13. 燃燒熱（KJ/mol）：未確定

14. 臨界溫度（oC）：未確定

15. 臨界壓力（KPa）：未確定

16. 油水（辛醇/水）分配系數(shù)的對數(shù)值：未確定

17. 爆炸上限（%,V/V）：未確定

18. 爆炸下限（%,V/V）：未確定

19. 溶解性：可溶于乙酸、鹽酸等稀酸，難溶于稀硫酸，幾乎不溶于水和乙醇。

20.?比熱容（J/（kg·℃））：0.836～0.8951（0～100℃）

21. 線性熱膨脹系數(shù)（℃）：11.7×10-6（15～100℃）

合成方法

1.輕質(zhì)碳酸鈣：

由石灰石生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣包括煅燒、消化、碳化、分理、干燥、粉碎等工序。原料石灰石中的碳酸鈣含量應(yīng)在96%以上，含鎂鹽1%左右，含鐵、鋁氧化物在0.5%以下。因此石灰石在使用前要挑選，并破碎至50～150mm。煤要求白煤，首先應(yīng)破碎至38～50mm的粒度。石灰窯為立窯，連續(xù)操作。將煤與石灰石之比為1∶8～1∶11的比例混合好，從頂上加入窯中，于900～1100℃下煅燒。原料從窯頂連續(xù)加入，生成的氧化鈣從窯底不斷取出。分解反應(yīng)生成的二氧化碳經(jīng)除塵、洗滌、干燥、壓縮1.送到碳化工序。氧化鈣加到化灰池中，用3～5倍的水進(jìn)行消化，消化溫度為90℃左右，時(shí)間1.5～2h。消化后的石灰乳濃度為10～18°Bé。經(jīng)過濾除去雜質(zhì)后放于生漿儲(chǔ)池，攪拌下送至碳化塔中，碳化塔為立式氣體鼓泡反應(yīng)器。將經(jīng)過精制的二氧化碳?xì)怏w壓縮后，從碳化塔底部引入，通過氣體分布器進(jìn)入塔內(nèi)，與石灰乳接觸發(fā)生碳化反應(yīng)。碳化溫度為60～70℃，碳化壓力為0.08MPa左右，碳化反應(yīng)時(shí)間與二氧化碳的濃度，流量及料液容積而不同。碳化終點(diǎn)可用pH值的測定決定，當(dāng)pH值為7左右時(shí)，即為終點(diǎn)。碳化后的碳酸鈣漿料為熟漿，放于熟漿池中，然后用離心機(jī)脫水，脫水后的碳化鈣含水在32%至42%之間，稱為濕粉。將濕粉連續(xù)地輸入回轉(zhuǎn)干燥爐進(jìn)行干燥，干燥爐出料的物料含水低于0.3%。再經(jīng)冷卻、粉碎、過篩，即得成品。2.活性碳酸鈣：生產(chǎn)原理與輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)原理基本相同。不同之處是碳化條件控制嚴(yán)格，以生成細(xì)微顆粒的碳酸鈣并加入1%～5%的硬脂酸、樹脂酸、木質(zhì)素或陽離子表面活性劑等進(jìn)行表面處理，以調(diào)整粒子的凝聚狀態(tài)并阻止結(jié)晶粒子長大。以硬脂酸法為例介紹如下。（1）膠的配制取4.5kg36°Bé的氫氧化鈉，加入70℃熱水40kg，攪拌為溶液。將15kg硬脂酸和40kg水加熱溶解后，在攪拌下緩緩加入上述配制的堿液中，生成硬脂酸鈉。然后，再加入6kg太古油。將溶液調(diào)至中性，再加水至總重量為162kg。此膠量可供3t成品表面處理。（2）施膠操作在生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣的過程中，從石灰石煅燒到碳化的所有設(shè)備及操作均適用于活性碳酸鈣的生產(chǎn)。將碳化后所生成的碳酸鈣漿狀物放入熱漿池中，在攪拌下，緩緩加入上述配制好的硬脂酸鈉太古油膠液。每噸產(chǎn)品加膠量54kg，要求成品中含酯量為0.5%。加完膠后繼續(xù)攪拌一段時(shí)間，使物料充分混合。（3）后處理施膠后的碳酸鈣經(jīng)離心脫水后，置于干燥器內(nèi)，先經(jīng)自然或常溫通風(fēng)風(fēng)干，使含水量降至10%～15%，再于80℃下烘干，使含水量在0.5%以下。然后先過24目篩、再過100目篩，即得成品。重質(zhì)碳酸鈣：首先將含有CaCO3在90%以上的白石在旋轉(zhuǎn)式破碎機(jī)中進(jìn)行粗粉碎，使大塊巖石被破碎至能通過76mm的篩網(wǎng)。然后在錘式粉碎機(jī)，旋轉(zhuǎn)錘式磨、鼠籠式粉碎機(jī)或搗碎機(jī)、旋輥磨、硬磨機(jī)或輪碾機(jī)中進(jìn)行細(xì)粉碎，使CaCO3破碎到能通過100目的篩網(wǎng)。最后再經(jīng)附有粉碎收集器和真空管的雷蒙德真空磨或礫磨機(jī)進(jìn)行粉化。再經(jīng)空氣分離，即利用反作用旋轉(zhuǎn)或多葉導(dǎo)向板依靠離心分離作用除去過大尺寸的粒料。所得物料經(jīng)篩選分級(jí)即得成品。反應(yīng)方程式：

3.碳酸鈣晶須制法：預(yù)先在Ca(OH)2漿料加入1～2μm的針狀碳酸鈣晶須和磷酸類化合物，再通入CO2氣體得到碳酸鈣晶須。或?qū)⒐I(yè)生石灰進(jìn)行消化后，在一定濃度的氯化鎂溶液中，再通入二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行氣液反應(yīng)，經(jīng)脫水、干燥得到碳酸鈣晶須。

4.超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣制法：通常采用石灰乳碳酸化法生產(chǎn)超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣。石灰石經(jīng)過煅燒分解為生石灰和二氧化碳。生石灰消化生成石灰乳。再向石灰乳中通入二氧化碳，進(jìn)行碳酸化反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣，向碳酸鈣漿液中加入表面處理劑，進(jìn)行粒子表面處理。然后，依次進(jìn)行過濾、干燥、粉碎和篩分等工藝過程得到產(chǎn)品。重質(zhì)碳酸鈣：(1).粉碎法：將白石（天然石灰石）先在顎式破碎機(jī)中粗碎，使其塊度達(dá)40-60mm，再用提升機(jī)提升至雷蒙粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎。用鼓風(fēng)機(jī)將已粉碎之半成品吹至旋風(fēng)分級(jí)器，進(jìn)行分級(jí)。粗品返回粉碎機(jī)進(jìn)行再加工。合格產(chǎn)品經(jīng)旋風(fēng)分離器分離即得產(chǎn)品。超細(xì)碳酸鈣：(2)研磨法：濕磨鈣的原料是重質(zhì)碳酸鈣或白度＞93°過、含鈣量＞98%的方解石，經(jīng)配料、濕磨、壓濾、燒干、包裝得。(3).沉淀法：石灰石經(jīng)高溫煅燒生成氧化鈣和二氧化碳，將石灰水消化得氫氧化鈣，石灰乳經(jīng)分級(jí)后與凈化的二氧化碳反應(yīng)，碳化結(jié)晶時(shí)加入結(jié)晶控制劑，以控制結(jié)晶型，或加入乳化劑和表面處理劑，使活性劑與剛生成的微細(xì)碳酸鈣顆粒表面均勻覆蓋，碳化結(jié)晶后再經(jīng)離心脫水、干燥、分級(jí)、包裝制得。反應(yīng)方程式：

5.稱取100g優(yōu)質(zhì)大理石粉末，慢慢溶解于600mL 12%的稀鹽酸中，得到CaCl2溶液，繼續(xù)往此溶液中加入5g大理石粉末，攪拌后靜置數(shù)小時(shí)后，再加入Ca（OH）2約30g至溶液呈堿性，放在水浴上加熱30min，有沉淀生成時(shí)，將沉淀過濾除掉，再次加熱濾液，一邊攪拌一邊加入176g碳酸銨，析出沉淀，繼續(xù)加熱至沉淀完全析出，自然冷卻，抽濾，用少量水洗滌數(shù)次后放置于200℃的干燥器中干燥。

6.將工業(yè)品碳酸鈉用蒸餾水溶解成密度為1.2的溶液，靜置，過濾，以除去鈣、鎂雜質(zhì)，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，備用。將化學(xué)純氯化鈣用蒸餾水溶解成密度為1.15～1.18的溶液，邊攪拌邊緩慢加到上述碳酸鈉溶液中，保持碳酸鈉稍過量，進(jìn)行反應(yīng)：

靜置、過濾、離心甩干。用蒸餾水洗滌至Cl- 、SO42- 離子含量符合要求，離心甩干，于110℃烘至半干，敲碎，再烘至無水分。

7.將1份硝酸鈣 （ 分析純）用2份蒸餾水溶解，過濾，濾液備用，用4份蒸餾水溶解1份碳酸銨 （ 化學(xué)純） ，過濾，在攪拌下，慢慢加到已加熱到60℃的硝酸鈣水溶液中：

當(dāng)反應(yīng)完成后，靜置，使沉淀完全，傾出溶液，抽濾，用蒸餾水慢慢地洗至NO3-離子含量經(jīng)檢驗(yàn)格，于110℃下干燥，得試劑碳酸鈣。若采用高純級(jí)的硝酸鈣和碳酸銨，采用電導(dǎo)水，可按此法，在電爐上或烘箱內(nèi)除去水分后，于220℃恒溫3～4h，即得光譜純碳酸鈣。

8.重質(zhì)碳酸鈣主要采用置換法。將一定濃度的氯化鈣溶液加入至一定濃度的碳酸鈉溶液中,進(jìn)行置換反應(yīng),再經(jīng)沉淀、分離、干燥、粉碎、過篩而得。

9.天然碳酸鈣主要采用粉碎法。將含碳酸鈣在9 0%以上的天然白石礦,經(jīng)粗碎、細(xì)碎、過篩而得。

主要用途

1.輕質(zhì)碳酸鈣可作為膨松劑、面粉處理劑、抗結(jié)劑、酸度調(diào)節(jié)劑、營養(yǎng)強(qiáng)化劑、固化劑等。我國規(guī)定可用于需添加膨化劑的各類食品及膠姆糖膠基，按GMP。也可用于面粉改良劑，最大使用量為0.03%；乳粉7.5～18g/kg；豆奶粉、豆粉4～20g/kg；軟飲料0.4～3.4g/kg；藕粉6～8g/kg；即食早餐谷物制品2～7g/kg。FDA（184.1192,2000）不做限制性規(guī)定，按GMP。本品作膨松劑使用時(shí)多與其他品種配合使用，與碳酸氫鈉、明礬等復(fù)配得到的膨松劑，遇熱則緩慢地釋出二氧化碳，使食品產(chǎn)生均勻、細(xì)膩的膨松體，可提高糕點(diǎn)、面包、餅干的品質(zhì)。此外還有強(qiáng)化鈣的作用，碳酸鈣顆粒越小越易吸收。在日本，輕質(zhì)碳酸鈣用作膨松劑，一般食品中用量為1%。

2.用作飼料營養(yǎng)強(qiáng)化劑。

3.碳酸鈣晶須是橡膠工業(yè)和塑料工業(yè)中使用最早，用量最大的填充劑之一。在橡膠工業(yè)中，廣泛用于膠管、膠板、膠布、膠鞋及醫(yī)療制品中，是降低制品成本的良好填料。在塑料工業(yè)中，主要用于軟聚氯乙烯復(fù)合物，塑料溶膠及玻璃纖維增強(qiáng)聚酯復(fù)合物等方面，如電線外皮、人造革及其他壓出壓延制品，一般用量為20份左右。在鈣塑材料中也有大量應(yīng)用，如硬聚氯乙烯管材，板材等。另外，本品還廣泛用于造紙、涂料、油墨工業(yè)及日用化工產(chǎn)品中。

4.與一般粒狀碳酸鈣相比，碳酸鈣晶須表現(xiàn)出顯著的增強(qiáng)、增韌作用。 碳酸鈣晶須可用于增強(qiáng)塑料、橡膠。如用作聚酰胺、聚碳酸酯、熱塑性聚酯、ABS、PP等樹脂的增強(qiáng)改性劑，在降低成本的同時(shí)，還可以改善產(chǎn)品的彎曲強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性能。在造紙工業(yè)用作高檔紙張?zhí)盍?，這種紙張可作為難燃紙用于室內(nèi)裝飾等方面。碳酸鈣晶須無毒，是石棉的理想替代品，可代替石棉用作摩擦材料，制造汽車剎車片等摩擦材料。

5.是橡膠的填充料，可使橡膠色澤光艷、伸長率大、拉伸強(qiáng)度高、耐磨性能良好。還用作人造革、電線、聚氯乙烯、涂料、油墨和造紙等工業(yè)的填料。用于生產(chǎn)微孔橡膠時(shí)，可使其發(fā)泡均勻。

6.用作分析試劑，如作基準(zhǔn)試劑。發(fā)射光譜分析中樣品助熔劑、揮發(fā)性助劑。還用作硅單晶切片膠、厚膜電容材料、光學(xué)玻璃及醫(yī)藥工業(yè)原料。

7.用作塑料、紙張、橡膠、涂料、油墨等的白色填充劑，為應(yīng)用最廣的填充劑之一。其價(jià)格低廉，來源廣泛，相對密度小，除具有增量作用外，還可改善加工性能及制品的性能。在膠黏劑制造中，可用作環(huán)氧膠、尼龍密封膠、氯丁密封膠等的填充劑。在某些軟質(zhì)聚氯乙烯中，有熱穩(wěn)定作用，可減少熱穩(wěn)定劑用量。用于聚氯乙烯糊可作為黏度調(diào)節(jié)劑。用于電線包皮、人造革等可提高制品的色調(diào)穩(wěn)定性。日化行業(yè)中用作制造牙膏、牙粉等的原料。醫(yī)藥上用作胃和十二指腸潰瘍病的制酸劑及酸中毒時(shí)的解毒劑。農(nóng)業(yè)上用作乳牛飼料添加劑及抗菌劑。工業(yè)廢氣處理中用于去除含硫廢氣中的SO2。水處理中用作工業(yè)廢水的中和劑及絮凝劑。油毛氈生產(chǎn)中用作防黏劑。葡萄酒釀造中用于消除酸味，還用作制造火柴、鉛筆、蠟筆、保溫材料、電焊條等的填料。

8. 用于制造香粉、粉餅、水粉、胭脂等原料,制造粉類化妝品時(shí)用作香精混合劑,還主要用于牙膏作摩擦劑,屬牙膏用的硬性磨料。

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