Calciumcarbonat ist eine anorganische Verbindung mit der chemischen Formel CaCO₃ und Hauptbestandteil von Kalkstein, Marmor usw. Calciumpulver besteht üblicherweise aus weißen, geruchlosen Kristallen, ist praktisch wasserunlöslich und reagiert leicht mit Säuren unter Freisetzung von Kohlendioxid. Es ist eine der häufigsten Substanzen der Erde und kommt in Gesteinen wie Aragonit, Calcit, Kreide, Kalkstein, Marmor, Travertin usw. vor. Es ist außerdem ein Hauptbestandteil der Knochen oder Schalen einiger Tiere. Calciumcarbonat ist zudem ein wichtiger Baustoff mit vielfältigen industriellen Anwendungen.
Physikalische Eigenschaften von Calciumcarbonat
Calciumcarbonat ist ein weißes, mikrofeines kristallines Pulver, geschmacks- und geruchslos. Es hat zwei Formen: amorph und kristallin. Kristalline können in rhomboedrische und hexagonale Kristallsysteme unterteilt werden (wasserfreies Calciumpulver sind farblose rhomboedrische Kristalle, Hexahydrat-Calciumpulver sind farblose monokline Kristalle), säulenförmig oder rhombisch, Dichte 2,93 g/cm³. Schmelzpunkt 1339 °C (825-896,6 °C wurden zersetzt), Schmelzpunkt 1289 °C bei 10,7 MPa. Fast unlöslich in Wasser, löslich in Wasser, das Ammoniumsalz oder Eisentrioxid enthält, und unlöslich in Alkohol.
Calciumcarbonat-Struktur
Die Kristallstruktur ist ein orthorhombisches Kristallsystem. Jedes GCC-Molekül besteht aus einem Kohlenstoffatom und drei Sauerstoffatomen, wobei jedes Sauerstoffatom an ein Calciumion gebunden ist. Calciumcarbonat besteht aus Calciumionen, die ionische Bindungen mit Carbonationen bilden, und Carbonat besteht intern aus kovalenten Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindungen. Unter ihnen gehört Carbonat zur sp2-Hybridisierung, das zentrale Kohlenstoffatom hat drei Orbitale und ein p-Orbital, gehört laut VSEPR-Modell zum AY3-Typ-Molekül, und sein VSEPR-Idealmodell ist ein planares Dreieck, und es gibt 3 CO-Bindungen im Molekül in Form planarer Dreiecke; außerdem hat es auch eine 4-Orbital-, 6-Elektronen-pp-Großbindung. In Kristallen sind GCC-Moleküle in Schichten parallel zu den a- und c-Achsen angeordnet. Koplanare Sauerstoffatome verbinden diese Schichten und bilden ein dreidimensionales Netz. Diese Struktur verleiht Calciumpulver eine hohe Stabilität und Härte.
Chemische Eigenschaften von Calciumcarbonat
- Calciumpulver zersetzt sich bei 825–896,6 °C in Calciumoxid und Kohlendioxid. (Industrielle Produktion von CO₂):
- Calciumpulver und verdünnte Säure (wie Essigsäure, Salzsäure, verdünnte Salpetersäure usw.) kochen und lösen sich auf. Bei der Reaktion wird in einer exothermen Reaktion auch Kohlendioxid freigesetzt. Beispielsweise entsteht bei einer Reaktion mit verdünnter Salzsäure Calciumchlorid, Wasser und Kohlendioxid (Laborproduktion von CO₂):
- Mit CaCO3 vermischtes Wasser durchdringt überschüssiges Kohlendioxid und bildet eine Calciumbicarbonatlösung. Calciumpulver reagiert mit Kohlensäure (Regenwasser) und bildet Calciumbicarbonat. Leitet man CO2 in trübes Kalkwasser, verschwindet der Rückstand. Das Prinzip dieser Phänomene ist:
- Wasserfreies Calciumpulver (weiße, geruchlose, ungiftige pulverförmige Substanz, leichtes Calciumcarbonat) wird bei Erhitzung auf 1000 K in Kalzit (dreiteiliges Kristallsystem, schweres Calciumcarbonat) umgewandelt.
Je nach Herstellungsverfahren lässt sich Calciumcarbonatpulver in schweres Calciumcarbonat, leichtes Calciumcarbonatpulver, kolloidales Calciumcarbonat (GCC) und kristallines Calciumcarbonat unterteilen. Anhand der mittleren Partikelgröße (d) kann Calciumcarbonatpulver in partikuläres GCC (d > 5 μm), mikronisiertes Calciumcarbonatpulver (1–5 μm), mikrofeines Calciumcarbonat (0,1–1 μm), ultrafeines GCC (0,02–0,1 μm) und ultrafeines Calciumcarbonatpulver (d ≤ 0,02 μm) unterteilt werden. Je nachdem, ob die Atome und Ionen im Calciumcarbonat regelmäßig angeordnet sind oder nicht, kann es in kristallines und amorphes Calciumcarbonatpulver unterteilt werden. Darüber hinaus gibt es auch Nano-Calciumcarbonatpulver usw.
Calciumcarbonat-Klassifizierung
Schweres Calciumcarbonat
Schweres Calciumcarbonat (Bicarbonat) wird durch direktes Zerkleinern von natürlichem Kalzit, Kalkstein, Kreide, Muscheln usw. mittels mechanischer Methoden (mit Raymond-Mühlen oder anderen Hochdruckmühlen) hergestellt.
Leichtes Calciumcarbonat
Leichtes Calciumcarbonat (allgemein als leichtes Calcium bekannt), auch als gefälltes Calciumcarbonat bezeichnet, entsteht durch Kalzinierung von Kalkstein und anderen Rohstoffen. Dabei werden Kalk (Hauptbestandteil Calciumoxid) und Kohlendioxid erzeugt. Anschließend wird der Kalk mit Wasser zu Kalkmilch (Hauptbestandteil Calciumhydroxid) umgesetzt. Durch weitere Reaktion der Kalkmilch mit Kohlendioxid fällt Calciumcarbonat aus. Dieses wird schließlich durch Dehydratisierung, Trocknung und Zerkleinerung gewonnen. Alternativ kann auch eine Zersetzungsreaktion von Natriumcarbonat und Calciumchlorid zu Calciumpulver stattfinden, die ebenfalls durch Dehydratisierung, Trocknung und Zerkleinerung erfolgt.
Kolloidales Calciumcarbonat
Kolloidales Calciumcarbonat, auch bekannt als aktiviertes Calciumpulver, modifiziertes Calciumcarbonat, Oberflächenbehandlung von Calciumpulver, gelatinöses Calciumcarbonat oder weißes Manhua, auch als lebendes Calcium bezeichnet, ist die Verwendung von Oberflächenmodifikatoren zur Oberflächenmodifizierung von leichtem Calciumpulver oder schwerem Calciumcarbonat. Aufgrund des Oberflächenmodifikators hat modifiziertes Calciumpulver im Allgemeinen eine verstärkende Wirkung, das heißt, es wird als „aktiv“ bezeichnet. Daher wird es üblicherweise als modifiziertes Calciumcarbonat bezeichnet, das als aktives GCC bezeichnet wird.
Eigenschaften: Kolloidales Calciumcarbonat ist ein sehr feines weißes Pulver, geruchlos und geschmacklos. Die Partikel ähneln Kugeln und haben eine Partikelgröße von 0,1 µm oder weniger. Aufgrund einer Schicht Fettseife, die auf der Oberfläche der Partikel adsorbiert ist, hat es eine kolloidale Aktivierungsleistung und ist ein ausgezeichneter weißer Verstärkungsfüllstoff. In Wasser gelöst, durch Säure zersetzt, zu verbranntem Schwarz verbrannt, Kohlendioxid freigesetzt und Calciumoxid erzeugt. Spezifisches Gewicht 1,99–2,01.
Kristallines Calciumcarbonat
Durch die Reaktion von Calciumhydroxid und Salzsäure entsteht Calciumchlorid, Aktivkohle wird entfärbt und Verunreinigungen werden entfernt, sodass das Calciumchlorid in Gegenwart von Ammoniak mit Kohlendioxid zu Calciumpulver karbonisiert wird. Anschließend erfolgt die Kristallisation, Trennung, Wäsche, Entwässerung, Trocknung und Siebung.
Eigenschaften: reines weißes, hexagonales kristallines Pulver. Spezifisches Volumen 1,2–1,4 ml/g. Säurelöslich, fast unlöslich in Wasser.
Anwendung: Wird in Zahnpasta, Medikamenten usw. verwendet. Kann auch als Wärmedämmung und für andere chemische Rohstoffe verwendet werden.
Nano-Calciumcarbonat
Nano-Calciumcarbonat (ultrafeines Calciumcarbonat) hat eine Partikelgröße von 1–100 nm. Es ist ein neues Pulvermaterial, das in den 1980er Jahren entwickelt wurde. Es ist ein ausgezeichneter anorganischer Füllstoff.
Es kann die Steifigkeit, Zähigkeit und Biegefestigkeit von Kunststoffen und Harzen verbessern oder verändern. Es kann den Fluss des Kunststoffverarbeitungssystems verbessern. Es senkt die Plastifizierungstemperatur. Es verbessert außerdem die Größenstabilität, Hitzebeständigkeit und Oberflächenbeschaffenheit des Produkts.
In NR-, BR- und SBR-Kautschuksystemen lässt es sich leicht mischen und gleichmäßig verteilen. Es kann den Kautschuk weicher machen und die Extrusionsleistung und Fließfähigkeit verbessern.
Gummiprodukte haben eine glatte Oberfläche. Sie weisen eine hohe Dehnung, Zugfestigkeit und Reißfestigkeit auf. Sie weisen außerdem eine geringe bleibende Verformung und eine gute Biegefestigkeit auf. Nano-Calciumcarbonat hat eine einzigartige Kristall- und Oberflächenstruktur. Es unterscheidet sich von gewöhnlichem Calciumpulver. Es hat eine große Quantengröße und Oberflächeneffekte in der chemischen Industrie, Katalyse, Optik, Magnetismus und Elektrizität. Allerdings neigen Calciumcarbonat-Nanopartikel dazu, zu verklumpen. Ihre Oberfläche ist hydrophil und oleophob. Dies begrenzt ihre Verwendung in Organismen.
Industrielle Verwendung von Calciumcarbonat
Calciumcarbonat ist der Handelsname für Kalkstein, eine wertvolle, vielseitige Ressource. Kalkstein wurde im Laufe der Geschichte häufig verwendet. Er ist reichlich vorhanden und leicht zugänglich. Kalkstein ist ein wichtiges Baumaterial mit einer langen Bergbautradition. In der modernen Industrie ist er der wichtigste Rohstoff für die Herstellung von Zement, Kalk und Calciumcarbid. Er ist auch eine wichtige Fritte in der metallurgischen Industrie. Hochwertiger Kalkstein wird, wenn er ultrafein gemahlen ist, häufig zur Herstellung von Produkten wie Papier, Gummi, Farbe, Beschichtungen, Arzneimitteln, Kosmetika und Futtermitteln verwendet. Er wird auch zum Abdichten, Kleben und Polieren verwendet. Unvollständige Statistiken zeigen ein Verhältnis von 1:3 für die Verwendung von Kalkstein in Zement, Kalk und ultrafeinem GCC. Kalkstein ist eine nicht erneuerbare Ressource. Mit Fortschritten in Wissenschaft und Nanotechnologie werden seine Verwendungsmöglichkeiten zunehmen.
Für die Kunststoffproduktion
Calciumcarbonat wird häufig zum Füllen von Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Acryl-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) und anderen Harzen verwendet. Die Zugabe von Calciumcarbonat trägt dazu bei, die Eigenschaften bestimmter Kunststoffprodukte zu verbessern und so deren Anwendungsmöglichkeiten zu erweitern. Bei der Kunststoffverarbeitung können sie die Harzschrumpfung verringern, Fließmuster verbessern und die Viskosität steuern. Außerdem können sie folgende Funktionen erfüllen:
(1) Verbesserung der Größenstabilität von Kunststoffprodukten;
(2) Verbesserung der Härte und Steifigkeit von Kunststoffprodukten;
(3) Verbesserung der Kunststoffverarbeitungsleistung;
(4) Verbesserung der Hitzebeständigkeit von Kunststoffprodukten;
(5) Verbessern Sie die Lichtstreuung des Kunststoffs;
(6) Kann den Produkten einige besondere Eigenschaften verleihen;
(7) Reduzieren Sie die Kosten für Kunststoffprodukte.
Wird in der Lebensmittelindustrie verwendet
Es kann als Zusatzstoff in der Lebensmittelindustrie verwendet werden. Beispielsweise kann es in verschiedenen Futterzusätzen verwendet werden, mit einem Kalziumgehalt von mehr als 55,6 Prozent und ohne schädliche Bestandteile. Es kann als Kalziumpräparat verwendet werden, und die Absorptionsrate kann 39% erreichen, an zweiter Stelle nach Kalziumfruktat, das in Magensäure löslich ist, und ist die am häufigsten dosierte Form und das am häufigsten verwendete Kalziumpräparat geworden.
Wird in der Bauindustrie verwendet
Es kann als Rohstoff für Kunststofffabriken, Gummifabriken, Farbfabriken, Fabriken für wasserdichte Materialien sowie für Innen- und Außenwandmalereien verwendet werden. Es zeichnet sich durch hohe Reinheit, hohe Weiße, Ungiftigkeit, Geruchslosigkeit, geringe Feinölqualität und geringe Härte aus. Marmor ist auch ein wichtiger Baustoff für den Hausbau.
Wird in der chemischen Herstellung verwendet
350 Maschen bis 400 Maschenware kann Befestigungselemente, Fallrohre und chemische Industrien herstellen. Der Weißgrad liegt über 93 Grad. 400 Mesh bis 600 Mesh können für Zahnpasta und Seife verwendet werden. Der Weißgrad liegt über 94 Grad. 800 Mesh können für Gummi, Kabel und PVC verwendet werden; der Weißgrad liegt über 94 Grad.
Es können auch Rohstoffe für optisches Neodymglas usw. hergestellt werden.
Für feinkeramische Massen
Aus Kalziumpulver lassen sich hochtemperaturbeständige, dielektrische, mikroporöse und hochreine Keramikmaterialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit herstellen. Beispiele hierfür sind weiße Leiter, die häufig bei der Herstellung von Zündkerzen verwendet werden, und wichtige Feinkeramikmaterialien wie Halbleiter, Aluminiumoxid und Emaillepigmente.
Verwendet mineralische Füllstoffe und Schleifmittel
Calciumcarbonatpulver wird industriell als mineralischer Füllstoff und Schleifmittel eingesetzt. Bei der Herstellung von Chemikalien und Baustoffen kann es teure Materialien wie Bleiweiß, Talkum und Talkumpuder ersetzen. In Schleifmitteln interagiert die Oberfläche der Calciumcarbonatpartikel mit der Schleifmittelmatrix und erhöht so die Abriebfestigkeit und Schleifleistung, was wiederum die Effizienz und Lebensdauer des Schleifmittels verbessert.
Für Nahrungsergänzungsmittel
Der Hauptbestandteil der meisten Calciumtabletten auf dem Markt ist GCC. Calciumpulver muss zu den Mahlzeiten eingenommen werden. Aufgrund seines Kohlensäuregehalts neigt Calciumpulver in saurer Umgebung zur Kohlendioxidproduktion. Es ist nicht geeignet für Menschen mit schlechter Magensäuresekretion oder solche, die Magensäurehemmer einnehmen.
Schwere Calciumcarbonat-Produktionsanlagen
Produktionslinie für die Kugelmahlung und Klassifizierung von Kalziumkarbonat
A Produktionslinie für die Kugelmühle und Klassifizierung von Kalziumkarbonat stellt GCC-Pulver her. Dabei kommen sowohl Kugelmahl- als auch Luftklassifizierungsverfahren zum Einsatz. Diese Einrichtung wird häufig in Branchen eingesetzt, die feines Calciumpulver benötigen. Dazu zählen Kunststoffe, Farben, Gummi, Lebensmittel und Pharmazeutika.
Kugelmühlen werden oft mit Klassifizierern kombiniert, um eine Produktionslinie zu bilden. Sie produzieren hauptsächlich D97, 5 bis 45 μm, gemahlenes Calciumcarbonat, feine und ultrafeine Pulver. Verschiedene Modelle von Kugelmühlen haben unterschiedliche Leistungen. Im Allgemeinen liegt die Jahresleistung einer Kugelmühle zwischen 10.000 und 200.000 Tonnen.
Mit seiner fortschrittlichen Technologie und den hochwertigen Produkten hat er Kunden im mittleren und gehobenen Segment überzeugt.
Produktionslinie für Kalziumkarbonat-Walzenmühlen
Eine Produktionslinie für eine Walzenmühle für Calciumcarbonat ist ein System zur Vermahlung und Aufbereitung von Calciumpulver, einem weit verbreiteten Industriemineral. Diese Produktionslinie verfügt über wichtige Komponenten und Prozesse, die eine effiziente und qualitativ hochwertige Produktion gewährleisten.
Wie der Name schon sagt, zerkleinert die Mikropulver-Walzenmühle das Material durch Rollen und Mahlen mit ihren mehrschichtigen Ringwalzen. Sie wird hauptsächlich zur Herstellung von ultrafeinem Pulver von 8–45 μm verwendet.
Unsere gängigen Mikropulver-Walzenmühlenmodelle haben 21 Walzen, 28 Walzen und 34 Walzen. Je mehr Mahlwalzen vorhanden sind, desto höher ist die Leistung.