Eigenschaften und Anwendungen von gefälltem Calciumcarbonat

Gefälltes Calciumcarbonat (PCC), auch bekannt als Licht Kalziumkarbonat, Calciumcarbonat wird durch Kalzinieren von Kalkstein und anderen Rohstoffen hergestellt. Zunächst wird Kalkstein kalziniert, um Branntkalk (hauptsächlich Calciumoxid) und Kohlendioxid zu gewinnen. Dem Branntkalk wird Wasser zugesetzt, um eine Kalksuspension (hauptsächlich Calciumhydroxid) herzustellen. Anschließend wird Kohlendioxid in die Kalksuspension eingeleitet, um Calciumcarbonat auszufällen. Das Calciumcarbonat wird dann entwässert, getrocknet und zu Pulver vermahlen. Alternativ reagieren Natriumcarbonat und Calciumchlorid zu Calciumcarbonat, das dann auf ähnliche Weise weiterverarbeitet wird.

Herstellungsverfahren für gefälltes Calciumcarbonat

• Karbonisierungsmethode: Kalkstein und andere Rohstoffe werden kalziniert, um Kalk (hauptsächlich Calciumoxid) und Kohlendioxid zu erzeugen. Durch Zugabe von Wasser entsteht Kalkschlamm (hauptsächlich Calciumhydroxid). Anschließend wird Kohlendioxid in den Kalkschlamm eingeleitet, um Calciumcarbonat auszufällen. Abschließend wird der Calciumcarbonatniederschlag entwässert, getrocknet und gemahlen, um helles Calciumcarbonat zu erzeugen.
• Sodaasche (Na2CO3) Calciumchlorid-Methode: Geben Sie der wässrigen Sodalösung Calciumchlorid hinzu, um einen Calciumcarbonatniederschlag zu erzeugen.
• Natronlauge-Methode: Bei der Herstellung von Natronlauge (NaOH) entsteht leichtes Calciumcarbonat als Nebenprodukt. Wird Kalkschlamm zu einer Natriumcarbonatlösung gegeben, fällt Calciumcarbonat aus. Gleichzeitig entsteht eine Natronlauge. Der Calciumcarbonatniederschlag wird anschließend entwässert, getrocknet und gemahlen, um leichtes Calciumcarbonat herzustellen.
• Calciumchlorid-Methode: Kalkschlamm wird mit Salzsäure behandelt, um eine Calciumchloridlösung herzustellen. Die Calciumchloridlösung absorbiert Ammoniakgas und wird anschließend mit Kohlendioxid karbonisiert, wodurch Calciumcarbonat ausfällt.
• Solvay-Methode: Bei der Herstellung von Natriumcarbonat kann leichtes Calciumcarbonat als Nebenprodukt entstehen. Gesättigtes Salzwasser absorbiert Ammoniakgas und wird anschließend mit Kohlendioxid karbonisiert, wodurch Natriumbicarbonat und Ammoniumchloridlösung ausfallen. Der Ammoniumchloridlösung wird Kalkschlamm zugesetzt, wodurch eine Calciumchlorid-Ammoniak-Lösung entsteht. Diese Lösung wird anschließend mit Kohlendioxid karbonisiert, um Calciumcarbonat auszufällen.

Licht Calciumcarbonatpulver Eigenschaften

Die Form von gefälltes Calciumcarbonat Calciumcarbonat kann anhand seiner Kristallmorphologie in spindelförmige, kubische, nadelförmige, kettenförmige, sphärische, plättchenförmige und tetragonale Prismenformen eingeteilt werden. Diese verschiedenen Kristallformen lassen sich durch die Steuerung der Reaktionsbedingungen erzielen. Leichtes Calciumcarbonat wird anhand seiner ursprünglichen mittleren Partikelgröße (d) in folgende Kategorien unterteilt:

• Mikropartikel-Calciumcarbonat (5μm)
• Mikrofeines Calciumcarbonat (1-5μm)
• Ultrafeines Calciumcarbonat (0,1–1 μm)
• Superfeines Calciumcarbonat (0,02–0,1 μm)
• Nanometer-Calciumcarbonat (0,02 μm)

Die Partikelformen sind regelmäßig und es kann als monodisperses Pulver mit einer engen Partikelgrößenverteilung betrachtet werden.

Grundlegende Verwendung von gefälltem Calciumcarbonat

Papierherstellung

Die Papierindustrie ist einer der größten Märkte für Calciumcarbonat. Gemahlenes Calciumcarbonat (GCC) wird hauptsächlich in Druck-, Werbe-, Büro- und Schreibpapieren verwendet, ausgenommen Zigarettenpapier, Filterpapier und Spezialpapiere mit geringer Grammatur. Gefälltes Calciumcarbonat ist im Vergleich zu GCC qualitativ hochwertiger, feiner, weißer, kostengünstiger, schaumarmer und besser bedruckbar. Es eignet sich hervorragend als Papierfüllstoff und erfüllt die Anforderungen an Druck und optische Eigenschaften von Papier.

Studien zeigen, dass spindelförmiges, ultrafeines Calciumcarbonat ohne Modifikation die Qualität und Abriebfestigkeit von hochwertigem Papier verbessern kann. Wird dem Zellstoff spindelförmiges Calciumcarbonat zugesetzt, kann es feine Fasern imitieren und zahlreiche kleine Lufteinschlüsse erzeugen. Dies führt zu einer hervorragenden Glätte und Bedruckbarkeit des Papiers.

Gummi

Gefälltes Calciumcarbonat wird häufig in Gummiprodukten wie Reifen, Förderbändern, Schläuchen, Gummiplatten und medizinischen Gummiprodukten verwendet. Es kann den Gummiverbrauch reduzieren, die Kosten senken und zudem Verstärkung und Teilverstärkung bewirken. Die Zugabe von leichtem Calciumcarbonat zu Gummi führt zu einer höheren Zugfestigkeit, Verschleißfestigkeit und Reißfestigkeit als bei reinen Gummivulkanisaten. Es verstärkt zudem sowohl Natur- als auch Synthesekautschuk deutlich und kann die Konsistenz anpassen. Im Vergleich zu herkömmlichen Füllstoffen bietet nadelförmiges Calciumcarbonat stärkere Verstärkungs- und Zähigkeitseigenschaften. Nach der Zugabe zu Materialien verbessert es Eigenschaften wie Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit.

Plastik

Gefälltes Calciumcarbonat dient als Gerüst in Kunststoffprodukten und trägt maßgeblich zur Dimensionsstabilität bei. Es kann die Härte des Produkts verbessern sowie den Oberflächenglanz und die Glätte steigern. Die Zugabe von Calciumcarbonat zu allgemeinen Kunststoffprodukten erhöht die Hitzebeständigkeit. Dank seines Weißgrades von über 90 % kann helles Calciumcarbonat auch teure Weißpigmente ersetzen und sorgt für einen aufhellenden Effekt.

Malen

Calciumcarbonat ist ein wichtiger Füllstoff in der Farbenherstellung. Feinheit und Partikelverteilung des Calciumcarbonats bestimmen die Transparenz der Farbe. Leichtes Calciumcarbonat wird in der Farbenindustrie häufig verwendet und dient als unverzichtbares Grundmaterial. In dicken Farben beträgt sein Anteil mehr als 30 TP3T, in Phenollacken 4–7 TP3T und in Phenol-Feinstruktur-Faltenfarben über 39 TP3T.

Beschichtung

Im Vergleich zu gemahlenem Calciumcarbonat (GCC) wird leichtes Calciumcarbonat synthetisch hergestellt, wodurch seine Kristallform und Zusammensetzung leichter kontrollierbar sind und verschiedene Funktionen hinzugefügt werden können.
Seine relativ hohe spezifische Oberfläche macht es als Verstärkungsmittel in Beschichtungen effektiver als GCC. Gewöhnliches leichtes Calciumcarbonat wird in Baubeschichtungen, Papierbeschichtungen und Pulverbeschichtungen verwendet, vor allem in Korrosionsschutzbeschichtungen, darunter Schiffsbeschichtungen, Containerbeschichtungen, Fahrzeuggrundierungen und Korrosionsschutz für Brücken und Stahlkonstruktionen. Ultrafeines leichtes Calciumcarbonat dient nicht nur als Füllstoff, sondern bietet auch wasserabweisende und korrosionshemmende Eigenschaften.

Tinte

Wird gefälltes Calciumcarbonat in Druckfarben verwendet, trägt es zu einem klaren und lang anhaltenden Glanz des Farbauftrags bei. Es verbessert den Druckton und sorgt für ein elegantes und gleichmäßiges Ergebnis. Seine hervorragende Transparenz, sein Glanz und seine Fließfähigkeit tragen außerdem zur Senkung der Kosten für Beschichtung und Druckfarbe bei. Sphärisches und kubisches Nano-Calciumcarbonat, das im Vergleich zu anderen Füllstoffen eine bessere Dispersion, Transparenz, einen höheren Glanz und eine höhere Deckkraft aufweist, findet breite Anwendung in hochwertigen Druckfarben für Hochgeschwindigkeitsdruck und Lasersatz.

Pharmazeutische

Leichtes Calciumcarbonat wird in pharmazeutischen Formulierungen als Neutralisationsmittel, Filterhilfsmittel, Puffer, Lösungsmittel, Füllstoff und Calciumpräparat verwendet. Calciumcarbonat mit Hohlstruktur weist eine gute Biokompatibilität auf und kann als pharmazeutisches Verabreichungssystem und diagnostischer Marker eingesetzt werden.

Essen

Gefälltes Calciumcarbonat wird in der modernen Kalziumpräparat- und Nahrungsmittelindustrie häufig verwendet.
Es dient als hochwertiger Nährstoffanreicherer in Milchprodukten, Fleischprodukten, Nudeln, Milchpulver, Milchtabletten und verwandten Industriezweigen. Als Lebensmittelzusatzstoff sorgt leichtes Calciumcarbonat für die notwendige Calciumzufuhr des menschlichen Körpers und wird häufig in Produkten wie Kaugummi, Schokolade, Joghurt, Calciumtabletten, Gelee und Getränken zur Anreicherung des Calciumspiegels eingesetzt. In der Lebensmittelverarbeitung dient es als alkalisches Mittel, Nahrungsergänzungsmittel, Teigverbesserer, Härter, Hefenährstoff, Trennmittel, Backtriebmittel, Kaugummizusatz und Modifikator. Calciumcarbonat in Lebensmittelqualität zeichnet sich durch hohe Reinheit, geringe Verunreinigungen und besonders niedrige Gehalte an Pb, As, Hg, Fe und anderen Indikatoren aus.

Füttern

Leichtes Calciumcarbonat wird als Kalziumzusatz in der Tierfutterverarbeitung verwendet. Leichtes Calciumcarbonat in Futtermittelqualität muss die folgenden Standards erfüllen:

• Calciumcarbonat (CaCO3)-Gehalt ≥ 98%
• Calciumgehalt (Ca) ≥ 39,2%
• Feuchtigkeitsgehalt ≤ 1%
• Salzsäuregehalt ≤ 0,2%
• Schwermetalle (Pb) ≤ 0,003%
• Arsen (As) ≤ 0,0002%
• Bariumsalze (Ba) ≤ 0,030%

Zahnpasta

Ausgefälltes Calciumcarbonat findet Verwendung in täglichen Pflegeprodukten wie Zahnpulver, Zahnpasta und Kosmetika. In Zahnpasta wirkt leichtes Calciumcarbonat als Schleifmittel, entfernt effektiv Zahnbelag und Speisereste und poliert die Zähne, ohne den Zahnschmelz zu schädigen. Es verbessert zudem die Duftabgabe und das Verteilen der Zahnpasta. Dank seiner milden Alkalität neutralisiert es saure Stoffwechselprodukte wie Zitronensäure, die von Bakterien im Zahnbelag produziert werden, und senkt so den pH-Wert im Mund. Dies bietet mehrere Vorteile, darunter die Entfernung von saurem Zahnbelag und die Neutralisierung saurer Stoffwechselprodukte im Mund.

Dichtmittel

Calciumcarbonat wird als teilverstärkter Füllstoff in Klebstoffen eingesetzt, um die Eigenschaften der Klebeschicht zu verbessern, Kosten zu senken und im Allgemeinen inert mit dem Grundmaterial zu bleiben. Die Zugabe einer bestimmten Menge Calciumcarbonat zu Klebstoffen kann die Klebkraft, Härte, Hitzebeständigkeit und Dimensionsstabilität verbessern sowie Aushärtungsschrumpfung und linearen Ausdehnungskoeffizienten reduzieren. Beispielsweise ist die Klebkraft herkömmlicher Glasklebstoffe ohne verstärkende Füllstoffe gering. Die Zugabe von industriellem Calciumcarbonat verbessert die Festigkeit der Klebeverbindung, erhöht die Oberflächenhärte, Viskosität und Wärmeleitfähigkeit, verbessert die Schlagzähigkeit und Verschleißfestigkeit und verbessert die Beständigkeit des Klebstoffs gegenüber verschiedenen Medien bei gleichzeitiger Kostensenkung. Leichtes Calciumcarbonat, insbesondere in Nanoqualität, weist eine gute Partikelgrößenstabilität und gleichmäßige Dispersion auf und verleiht Dichtstoffen hervorragende Elastizität, Wasserfestigkeit, Luftdichtheit und rheologische Eigenschaften, was es zu einem idealen Dichtungsmaterial macht.

Keramik

Entwickeln Sie kubisches Calciumcarbonat mit gleichmäßiger Partikelverteilung, das für die Herstellung von Verdichtungskeramiken bei niedrigen Temperaturen von 600 °C verwendet werden kann.

Kabel

In Kabelprodukten verbessert leichtes Calciumcarbonat die elektrischen Isolationseigenschaften, sorgt für einen angemessenen pH-Wert und ist gut mit Harzen kompatibel. Es erhöht den Füllstoffgehalt, senkt die Kosten und eignet sich besonders für den Einsatz in PVC-Draht- und Kabelmaterialien.

Andere

Leichtes Calciumcarbonat wird auch häufig in der organischen Synthese, Metallurgie, Glasproduktion und Asbestherstellung verwendet. Es kann als Medium zur industriellen Abwasserbehandlung und als SO2-Eliminator in SO2-haltigen Gasen eingesetzt werden.

Abschluss

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass gefälltes Calciumcarbonat (PCC) eine Vielzahl wertvoller Eigenschaften bietet, darunter hohe Reinheit, feine Partikelgröße und hervorragende Dispergierbarkeit. Diese Eigenschaften machen es zu einem vielseitig einsetzbaren Material in verschiedenen Branchen wie der Papier-, Kunststoff-, Beschichtungs-, Pharma- und Lebensmittelindustrie. Seine Fähigkeit, die Leistung zu verbessern, Kosten zu senken und die Produktqualität zu steigern, macht PCC zu einem unverzichtbaren Bestandteil vieler Herstellungsprozesse. Mit fortschreitender Innovation in der Industrie werden die Einsatzmöglichkeiten von PCC zweifellos zunehmen und weitere Fortschritte in der Produktentwicklung und -effizienz ermöglichen.

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