碳酸钙

1 . 概述

1.1轻质碳酸钙的简介

轻质碳酸钙(Light Calcium Carbonate)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。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。

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)。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。

轻质碳酸钙的粉体特点: a.颗粒形状规则,可视为单分散粉体; b. 粒度分布较窄; c. 粒径小。 1.2轻质碳酸钙的原料来源

石灰石的主要成分是碳酸钙。在自然界中，纯碳酸钙罕见，但含有各种杂质的碳酸钙却普遍存在，石灰石、方解石、大理石、白云石等，几乎遍布于地表。在外层地壳中约占0.25%，在沉积岩中仅次于泥质沿和沙岩，占第三位。 1.3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。

3

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。

CaCO3?CaO?CO2?Q CaO?H2O?Ca(OH)2?66.15kJ/mol

Ca(OH)2?CO2?H2O?CaCO3?2H2O+Q

活性轻质碳酸钙碳化法生产工艺流程图

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。

4

1.4轻质碳酸钙的市场现状及应用 1.4.1市场现状

我国是世界上碳酸钙资源和生产大国。目前，我国碳酸钙工业总生产能力达400万t/a。但是，统计结果显示，在我国碳酸钙行业中，具有一定技术附加值的沉淀碳酸钙在产品结构中仅占7.7%，其中具有高附加值的品种不足总产能的0.5% ,而国外纳米级超细碳酸钙已形成大规模工业化生产。

轻质碳酸钙国内有生产企业300余家。据统计，2002年1一9月，全国生产轻质碳酸钙127.14万t， 表观消费量129.83万t。前国内超细钙产企业尚未形成规模 ，仅广东恩平化有限公司、北京化工建材厂、湖南大乘资氮集团公司、上海华明高科集团公司等几家企业生产超细钙年总产量在3万t左右。 目前我国市场普通轻质碳酸钙的价格为500一650元/t，活性轻质碳酸钙价格为800一1200元/t ，油墨用超细轻质碳酸钙价格为1800一2000元/t， 轻质碳酸钙的价格比同一细度的重质碳酸钙高一倍以上 。

产品质量指标

级数和指

标

指标名称 水分 筛余物 沉降体积 盐酸不溶物 游离碱 铁 锰 白度

98.0 0.30 0.005 2.8 0.1 0.10 0.10 0.0045 ——

97.0 0.40 0.005 2.5 0.2. 0.10 0.10 0.003 ——

98.0 0.40 0.005 2.8 0.20 0.10 0.10 —— 90.0

97.0 0.40 0.005 2.5 0.30 0.15 0.10 —— ——

I型 一级

二级

II型 一级

二级

5

1.4.2应用领域

近年我国对纳米级超细活性碳酸钙的需求量预计每年以15% 的增长率增长。我国橡胶 、塑料 、油墨、特殊纸制品、轿车漆及橡胶等主要行业对纳米碳酸钙有较大的需求量，到2005年预计将增加到8万t以上。

橡胶行业是我国轻质碳酸钙的最大用户，其用量占轻质碳酸钙总产量的40%左右。预计轻质碳酸钙在橡胶行业用量的增长率约为10%。

涂料、建筑等行业轻质碳酸钙的用量占其总产量的30%左右。由于国家一直在大力实施安居工程，建筑业明年奖有较大幅度增长，预计该行业消费轻质碳酸钙将增长14%左右。

国内塑料市场中，轻质碳酸钙用量占轻质碳酸钙总产量的15%左右。碳酸钙添加在塑料中可增加塑料体积，降低产品成本，提高塑料制品的尺寸稳定性硬度和刚性，改善塑料的加工性能。目前在PVC制品的生产加工中少量使用轻质碳酸钙可提高PVC制品的拉伸强度。轻质碳酸钙的品质除由天然碳酸钙的品位决定外，其缎烧等化学反应条件及分级细度也是十分重要的因素。 油墨、牙膏等行业轻质碳酸钙的用量占其总量的10%左右。

造纸工业是国内碳酸钙最具开发潜力的应用领域。用轻质碳酸钙作造纸填料，可提高纸制品白度和蔽光性，可使造纸厂减少纸浆用量 ，大幅降低生产成本目前我国造纸用轻质碳酸钙用量占轻质碳酸钙总产量的5%。 在沿海开发放地区，许多新建、扩建的大中型中外造纸企业己采用中性工艺，随着这些行业的发展，轻质碳酸钙用量将稳定增长，市场前景乐观。 1.5轻质碳酸钙的前景与展望

综观国内轻质碳酸钙市场，以上海为中心的江苏、浙江沿海经济发达地区，橡胶、塑料 、油墨、造纸加工制品制造业水平较高，对轻质碳酸钙的需求较大且质量要求高，主要需求超细碳酸钙、超微细碳酸钙、造纸专用碳酸钙等高附加值碳酸钙。另外，浙江杭州、宁波、江苏苏州、镇江等地，广东深圳、东莞等地，塑料加工、玩具生产业发达，对轻质碳酸钙需求较大，主要是普通碳酸钙和活性

6