碳酸鈣是常見的一種無機(jī)化合物，無論是重質(zhì)碳酸鈣還是輕質(zhì)碳酸鈣，都是塑料、橡膠、造紙等工業(yè)中使用數(shù)量最大、應(yīng)用面最廣的粉體填料。但兩者的制備方法不同，由此也導(dǎo)致了粉體特性和應(yīng)用領(lǐng)域的差異化。

 

1、生產(chǎn)工藝

 

沉淀碳酸鈣，包括輕質(zhì)碳酸鈣和納米鈣，一般以石灰石為原料，經(jīng)煅燒、消化、碳化、分離、干燥、分級、包裝等工序制備。

 

研磨碳酸鈣，簡稱重鈣（下文統(tǒng)稱重鈣），是用機(jī)械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白堊、貝殼等制得。主要工序包括粉碎、超細(xì)粉碎、分級和表面改性。

 

2、礦物經(jīng)濟(jì)學(xué)比較

 

粉體制備成本：常規(guī)成本相當(dāng)，處于同一競爭水平，但若附加環(huán)境管制成本和資源浪費(fèi)率，輕鈣擴(kuò)展成本則高于重質(zhì)碳酸鈣。所以，如果條件允許，選擇重鈣更加經(jīng)濟(jì)便宜。

 

環(huán)境平衡度：重鈣生產(chǎn)除噪聲外，無“三廢”排放，環(huán)境易協(xié)調(diào)和管制；輕鈣生產(chǎn)排放“三廢”，特別有燃燒廢氣，環(huán)境總平衡度低。

 

資源利用率：重鈣易于礦產(chǎn)資源綜合利用，輕鈣憑借化學(xué)加工能力，不易控制礦產(chǎn)資源合理利用率。

 

3、工業(yè)應(yīng)用影響因子

 

味道

 

輕鈣多因氧化鈣反應(yīng)不完全，殘留有石灰味道。

 

食品行業(yè)做添加劑（如填充餅干），則會有嗆人的味道，而重鈣沒有。

 

酸堿度

 

重鈣的pH值為8-9；

 

輕鈣的pH值為9-10；

 

粒度

 

重鈣粉體顆粒形狀不規(guī)則，有棱角，表面粗糙，粒徑較大，分布較寬。一般方解石粉體為六方晶型、大理石粉體為立方晶型，主要與產(chǎn)地有關(guān)。

 

輕鈣粉體顆粒形狀規(guī)則，可視為單分散粉體，粒度分布較窄。根據(jù)晶粒形狀的不同，輕鈣可分為紡錘形、方形、菱形、球形等。

 

密度

 

工業(yè)上常通過沉降體積的不同來初步判斷輕鈣、重鈣和納米碳酸鈣。沉降體積越大說明產(chǎn)品粒度越小、密度越輕、檔次越高。重鈣的沉降體積為1.1～1.4ml/g，輕鈣的沉降體積為2.4～2.8ml/g，納米碳酸鈣的沉降體積為3.0～4.0ml/g。

 

白度

 

重鈣產(chǎn)品一般通過物理粉碎研磨制得，雜質(zhì)相對較多，白度一般為89%～93%；輕鈣由化學(xué)合成，純度很高，百度多為92%～95%。

 

含水量

 

重鈣水分一般為0.2%～0.3%，水分含量比較低同時也較為穩(wěn)定；

 

輕鈣水分一般為0.3%～0.8%，有時會有一定的波動不太穩(wěn)定。

 

吸油值

 

重鈣由于顆粒大、表面光潔、比表面積小，因此吸油值較低，一般為40-60mL/100g左右；

 

輕鈣顆粒微細(xì)、表面較粗糙，比表面積大，因此吸油值較高，一般為60-90mL/100g左右。

 

流動性

 

輕鈣的微觀結(jié)構(gòu)為紡錘形狀，加上自身吸油值較大，可以將配方中促進(jìn)流動的組分如潤滑劑、增塑劑、偶聯(lián)劑、分散劑等吸收，所以流動性不如重鈣好。

 

4、小結(jié)和應(yīng)用分析

 

重鈣主要用于造紙、橡膠和塑料等行業(yè)，填充量一般較大，主要作為體積填料，降低產(chǎn)品的制造成本；

 

輕鈣相對應(yīng)用領(lǐng)域較廣泛，如塑料、橡膠、涂料、膠黏劑、卷煙紙、油墨等，以體積填充為主。

 

從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等角度出發(fā)，研磨碳酸鈣替代沉淀碳酸鈣一直都是行業(yè)發(fā)展大趨勢，但在實(shí)際應(yīng)用中，往往兩者為互補(bǔ)關(guān)系，特定領(lǐng)域沉淀碳酸鈣更是存在不可替代性。因此，更深入地了解兩者之間的差異，才能更針對性的在應(yīng)用端實(shí)現(xiàn)研磨碳酸鈣更大范圍更大比例替代沉淀碳酸鈣。