碳酸鈣（CaCO3）

是(shi)一種重要的(de)、用(yong)途的(de)無機鹽(yan)，根據加工方式的(de)不同通常分(fen)為重質(zhi)(zhi)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)和輕質(zhi)(zhi)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)。碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)無論是(shi)重質(zhi)(zhi)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)還是(shi)輕質(zhi)(zhi)碳(tan)酸(suan)(suan)鈣(gai)(gai)，是(shi)塑料、橡(xiang)膠(jiao)、造紙等工業中使用(yong)數量、應用(yong)面廣的(de)粉體填料。

★重(zhong)質碳(tan)酸(suan)鈣(gai)：又稱研(yan)磨碳(tan)酸(suan)鈣(gai)，簡稱重(zhong)鈣(gai)，是(shi)以天然方解(jie)石、石灰(hui)石、白云石、白堊、貝(bei)殼等為原(yuan)料通過物理方法加工(gong)制得。

★輕質(zhi)碳酸鈣：又稱沉淀碳酸鈣，簡稱輕鈣，是(shi)用化學方(fang)法加工(gong)制得。

碳酸鈣不(bu)(bu)僅可以降(jiang)低塑料制品(pin)的(de)(de)原材料成本，還具有(you)改善塑料材料某些性能的(de)(de)作用。研究成果表明，不(bu)(bu)同(tong)種類的(de)(de)碳酸鈣在使用得當時，可提高基(ji)體(ti)塑料的(de)(de)性能，但輕鈣和重鈣的(de)(de)具體(ti)區分一(yi)直困擾(rao)著(zhu)多數用戶，下面筆者(zhe)將從(cong)17個不(bu)(bu)同(tong)角(jiao)度(du)介(jie)紹此(ci)二者(zhe)的(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)。

No.1

生產方式

重質碳酸鈣主要是以方解石、大理(li)石、石灰巖、白堊、漢白玉等天然礦物為原料，經機(ji)械粉(fen)(fen)磨(mo)加工(gong)得(de)到的粉(fen)(fen)體(ti)材料；

輕質碳酸鈣主要是(shi)以石灰石為原料，經煅燒、消化(hua)、碳化(hua)、脫水(shui)、干燥(zao)、分級等工序得到的粉體材料。

No.2

堆積密度

產品(pin)堆積(ji)密度的不(bu)同(tong)是重鈣與輕鈣明顯的區別。

重質碳酸鈣產品的堆積密度較大，一般為(wei)0.8～1.3g/cm3；

輕質碳酸鈣產品的(de)堆積(ji)密度較小，一(yi)般為0.5～0.7g/cm3，一(yi)些納米碳(tan)酸鈣產品的(de)堆積(ji)密度甚(shen)至(zhi)可達(da)到0.28g/cm3左右。

No.3

吸油值

重質碳酸鈣由于顆粒(li)大(da)、表面(mian)光潔、比表面(mian)積小，因(yin)此(ci)吸(xi)油值較(jiao)低，一(yi)般為40～60mL/100g；

輕質碳酸鈣顆粒微細、表面較粗糙(cao)，比表面積大，因此吸油值較高，一(yi)般為60～90mL/100g。

No.4

白度

重質碳酸鈣由于相(xiang)對(dui)雜(za)質較多，因此產品白度一般為89%～93%，極(ji)少數的產品能達到95%；

輕質碳酸鈣產品(pin)純凈度較高，因此白度一般為(wei)92%～95%，部分(fen)產品(pin)可(ke)以達(da)到96%～97%。

No.5

水分含量

重質碳酸鈣產(chan)品水(shui)分(fen)一(yi)般(ban)為0.2%～0.3%，水(shui)分(fen)含量比(bi)較低，同時也較為穩(wen)定，一(yi)些的產(chan)品水(shui)分(fen)甚至可達到0.1%左右(you)；

普通輕質碳酸鈣產品(pin)水分0.3%～0.8%，有(you)時會有(you)一定(ding)的(de)波動(dong)，不太穩定(ding)。

No.6

顆粒形狀

重鈣的粉體特點(dian)是：顆(ke)粒(li)形狀不規則，而且(qie)顆(ke)粒(li)有一定的棱角，表面粗糙；顆(ke)粒(li)大(da)小差異較(jiao)大(da)，粒(li)徑分布較(jiao)寬，粒(li)徑較(jiao)大(da)。破碎和細化不會改變重鈣的晶型(xing)(xing)，一般方解石(shi)重鈣為六方晶型(xing)(xing)、大(da)理(li)石(shi)重鈣為立方晶型(xing)(xing)，主要與(yu)產地有關。

輕(qing)鈣的粉(fen)體特點是：顆粒(li)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)規(gui)則，可(ke)視為(wei)單分(fen)散(san)粉(fen)體；粒(li)度分(fen)布較窄(zhai)。根據(ju)晶(jing)粒(li)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)的不同(tong)，輕(qing)鈣可(ke)分(fen)為(wei)紡錘形(xing)、立方形(xing)、針(zhen)狀(zhuang)(zhuang)、鏈(lian)狀(zhuang)(zhuang)、球形(xing)、片狀(zhuang)(zhuang)和(he)菱(ling)形(xing)等。

紡錘(chui)形碳酸(suan)(suan)鈣是輕鈣中常見(jian)的一種(zhong)晶形，平(ping)(ping)(ping)(ping)均(jun)長(chang)軸粒徑(jing)為5～12μm，平(ping)(ping)(ping)(ping)均(jun)短軸粒徑(jing)為1～3μm； 立方(fang)形碳酸(suan)(suan)鈣平(ping)(ping)(ping)(ping)均(jun)粒徑(jing)為0.02～0.1μm； 針狀(zhuang)碳酸(suan)(suan)鈣平(ping)(ping)(ping)(ping)均(jun)粒徑(jing)為0.01～0.1μm，平(ping)(ping)(ping)(ping)均(jun)長(chang)徑(jing)比為5～100； 鏈狀(zhuang)碳酸(suan)(suan)鈣平(ping)(ping)(ping)(ping)均(jun)粒徑(jing)為0.01～0.1μm，平(ping)(ping)(ping)(ping)均(jun)長(chang)徑(jing)比為10～50；球形碳酸(suan)(suan)鈣平(ping)(ping)(ping)(ping)均(jun)粒徑(jing)為0.03～0.05μm； 片狀(zhuang)碳酸(suan)(suan)鈣平(ping)(ping)(ping)(ping)均(jun)粒徑(jing)為1～3μm。

No.7

味道

輕鈣(gai)(gai)由于氧化鈣(gai)(gai)反應不完全，殘留有(you)石灰味道，如填充(chong)餅干則會有(you)嗆人的味道；而重(zhong)鈣(gai)(gai)沒有(you)。

No.8

粒徑大小

 重鈣(gai)產品的粒徑(jing)為0.5～45μm不等，按其原始平均(jun)粒徑(jing)（d）分為：粗磨碳酸鈣(gai)（d >3μm）、細(xi)磨碳酸鈣(gai)（d =1～3μm）、超(chao)細(xi)碳酸鈣(gai)（d =0.5～1μm）；

輕(qing)鈣(gai)(gai)按其原始平均粒(li)徑（d）可分為(wei)：微(wei)粒(li)碳酸(suan)鈣(gai)(gai)（d >5μm）、微(wei)粉碳酸(suan)鈣(gai)(gai)（d =1～5μm）、微(wei)細碳酸(suan)鈣(gai)(gai)（d =0.1～1μm）、超細碳酸(suan)鈣(gai)(gai)（d =0.02～0.1μm）、超微(wei)細碳酸(suan)鈣(gai)(gai)（d <0.02μm）。

No.9

沉降體積

沉降體積是單(dan)位(wei)質量的碳酸鈣在100mL水中振蕩(dang)并靜(jing)置(zhi)3h后所具有的體積。

沉(chen)降體積越大說(shuo)明產品粒(li)度越小、密度越輕(qing)、產品檔(dang)次(ci)越高。

重鈣的沉降(jiang)體積為1.1～1.4mL/g；

輕鈣(gai)的沉(chen)降體(ti)積(ji)(ji)為(wei)2.4～2.8mL/g，納米輕鈣(gai)的沉(chen)降體(ti)積(ji)(ji)為(wei)3.0～4.0mL/g。

No.10

比表面積

普通重鈣(gai)的比表(biao)面(mian)積(ji)一般(ban)為1m2/g左右，重質微細碳酸鈣(gai)比表(biao)面(mian)積(ji)為1.45～2.1m2/g；

普通輕(qing)鈣的(de)比表(biao)面積(ji)一般為(wei)5m2/g左右，輕(qing)質微細(xi)碳酸鈣比表(biao)面積(ji)為(wei)27～87m2/g。

No.11

流動性

從(cong)流(liu)動(dong)性上(shang)考慮，輕鈣的微觀結構(gou)為(wei)紡錘形狀，加上(shang)其(qi)自身(shen)吸(xi)(xi)油值(zhi)比較大，可以(yi)(yi)將配方中促進流(liu)動(dong)的組分(fen)如(ru)潤滑劑、增塑劑、偶聯劑、分(fen)散劑等吸(xi)(xi)收，所以(yi)(yi)它的流(liu)動(dong)性不如(ru)重(zhong)鈣好，一般加入量超過(guo)25份就嚴重(zhong)影響流(liu)動(dong)性；

重鈣為顆粒狀(zhuang)可(ke)以促進(jin)流動(dong)性，加入量不受限，在(zai)PVC管(guan)材配方中(zhong)如(ru)果(guo)碳酸鈣添(tian)加超(chao)過25份，從流動(dong)性上考慮選(xuan)用(yong)重鈣。

No.12

價格

重鈣的(de)加工主(zhu)要是通過機械破碎、研(yan)磨的(de)方法實現；

輕鈣(gai)(gai)(gai)(gai)的生產(chan)是(shi)通過化學反應沉淀后制取的，后者(zhe)比前者(zhe)的工(gong)藝(yi)復雜得多，要求也(ye)相(xiang)應嚴(yan)格(ge)得多，因(yin)此同等(deng)粒徑的重鈣(gai)(gai)(gai)(gai)要比輕鈣(gai)(gai)(gai)(gai)便宜30%左右，如果性能允(yun)許選(xuan)擇重鈣(gai)(gai)(gai)(gai)更(geng)經濟便宜。

No.13

改性功能

重鈣(gai)對拉伸強度較好(hao)，使用(yong)重鈣(gai)塑料加(jia)工流動性(xing)(xing)要好(hao)一些(xie)，而(er)且(qie)粒(li)徑較小的重鈣(gai)填充塑料性(xing)(xing)能也較好(hao)；

輕鈣對沖擊強度和剛性較(jiao)好，一般用輕鈣的塑料表面更光滑(hua)一些(xie)，而且密度會低一些(xie)。

No.14

色光可控度

色(se)(se)相(xiang)(xiang)為(wei)顏色(se)(se)的主色(se)(se)調，而色(se)(se)光為(wei)顏色(se)(se)的余(yu)光。不(bu)同晶(jing)(jing)型的粉體具(ju)有不(bu)同的色(se)(se)相(xiang)(xiang)，碳(tan)酸(suan)鈣具(ju)有三種不(bu)同的晶(jing)(jing)型，因(yin)此也就具(ju)有不(bu)同的色(se)(se)相(xiang)(xiang)。

對于重鈣(gai)而言不同產地碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)所發出的底色不同，破碎和細化也不會改變，如四川碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)底色發藍色、廣西碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)底色發紅(hong)色、江西碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)底色發青色等等；

而(er)對(dui)于輕鈣，在(zai)合成的(de)過程中可以(yi)控制其產生晶(jing)型的(de)種類(lei)(lei)，進(jin)而(er)控制其色(se)光(guang)的(de)類(lei)(lei)型。在(zai)具體配色(se)時，碳酸(suan)鈣的(de)色(se)光(guang)要(yao)與主著色(se)劑色(se)相一致。

No.15

pH值

重鈣的pH值(zhi)為(wei)8-9；

輕(qing)鈣的(de)pH值為9-10。

No.16

礦物經(jing)濟學對比(bi)

粉體制備成本(ben)：常規成本(ben)相當，處于同一競爭(zheng)水(shui)平，但若附(fu)加環境管制成本(ben)和(he)資源浪費率，輕鈣(gai)擴展成本(ben)則(ze)高于重鈣(gai)；

環(huan)(huan)境(jing)平衡度：重鈣生產除噪聲外(wai)，無(wu)“三廢(fei)(fei)(fei)”排(pai)放，環(huan)(huan)境(jing)易(yi)協(xie)調和管制；輕鈣生產排(pai)放“三廢(fei)(fei)(fei)”，特(te)別有燃燒廢(fei)(fei)(fei)氣(qi)，環(huan)(huan)境(jing)總平衡度低；

資源(yuan)利(li)用率：重鈣(gai)易(yi)(yi)于礦(kuang)產資源(yuan)綜合(he)(he)利(li)用，輕(qing)鈣(gai)不易(yi)(yi)控制礦(kuang)產資源(yuan)合(he)(he)理利(li)用率。

No.17

應用性能

重質碳酸鈣：主(zhu)要用于造(zao)紙(zhi)、橡膠和(he)塑料(liao)等行業，填充量(liang)一般較大，主(zhu)要作為體積(ji)填料(liao)，降低應用產(chan)品的制造(zao)成(cheng)本；

輕質碳酸鈣：相(xiang)對應用領域(yu)較，主要的應用領域(yu)為塑料、橡膠(jiao)、涂料、膠(jiao)粘劑、卷煙紙、油墨等(deng)，以體積填充(chong)為主，而納米碳(tan)酸鈣產品在應用過程中往(wang)往(wang)作為改性(xing)或補(bu)強等(deng)功能性(xing)填料使用，填充(chong)量一(yi)般較少。

結(jie)論：正確區(qu)分(fen)好輕(qing)鈣和重鈣，在具(ju)體配方(fang)設(she)計時選取(qu)適合自己的碳(tan)酸(suan)鈣具(ju)有重要的意義(yi)，這樣就可(ke)以(yi)按需要選取(qu)材料，既可(ke)以(yi)滿足(zu)性能又可(ke)以(yi)降低成本(ben)。