中国粉体网讯 碳酸钙是一种无机化合物，俗称：灰石、石灰石、石粉、大理石等。主要成分：方解石，化学式是CaCO₃，呈中性，基本上不溶于水，溶于盐酸。它是地球上常见物质，存在于霰石、方解石、白垩、石灰岩、大理石、石灰华等岩石内，亦为动物骨骼或外壳的主要成分。
轻质碳酸钙市场不容忽视
截至2022年底，碳酸钙行业生产规模7000万t/a，其中重质碳酸钙5700万t/a，轻质碳酸钙1150万t/a，纳米碳酸钙150万t/a。2016～2022年，重质碳酸钙产量由2016年的2000万t增加到2022年5700万t，年复合增长率约19%。
2022年我国轻质碳酸钙生产能力1000万吨，实际产量约580万吨；纳米碳酸钙生产能力200万吨，实际产量约175万吨；重质碳酸钙产量在3000多万吨，我国已发展成为世界碳酸钙第一大生产与消费国。
我国作为全球最大的轻质碳酸钙生产消费国，行业发展十分迅速。近年来，在活跃的市场需求引领和技术进步推动下，碳酸钙产品新品种不断涌现，应用领域不断拓展，产品的功能化、精细化水平快速提升，相应的附加值也得以提高，我国轻质碳酸钙均价也随之不断走高，由2015年的613.6元/吨增长至2022年的921.2元/吨左右。而在价格及市场需求增长的因素推动下，我国轻质碳酸钙行业市场规模也随之稳步增长。据资料显示，2022年我国轻质碳酸钙行业市场规模约为132.28亿元，同比增长2.9%。
轻质碳酸钙的生产方法
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。
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，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。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。
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。
来源：粉体网、钙帮等
(中国粉体网编辑整理/昧光)
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