Carbonate de Calcium | CaCO₃

Le carbonate de calcium est un composé inorganique de formule chimique CaCO₃ et est le composant principal du calcaire, du marbre, etc. Le carbonate de calcium est généralement des cristaux blancs, inodores, essentiellement insolubles dans l'eau et réagit facilement avec les acides pour libérer du dioxyde de carbone. C'est l'une des substances courantes trouvées sur terre dans les roches telles que l'aragonite, la calcite, la craie, le calcaire, le marbre, le travertin, etc. C'est également un composant majeur des os ou des coquilles de certains animaux. Le carbonate de calcium est également un matériau de construction important ayant diverses utilisations industrielles.

Propriétés physiques du carbonate de calcium

Le carbonate de calcium est une poudre cristalline microfine blanche, insipide et inodore. Il se présente sous deux formes : amorphe et cristalline. Le cristallin peut être divisé en systèmes cristallins rhomboédriques et hexagonaux (le carbonate de calcium anhydre est constitué de cristaux rhomboédriques incolores, le carbonate de calcium hexahydraté est constitué de cristaux monocliniques incolores), en colonne ou en rhombique, densité 2,93 g/cm3. point de fusion 1339 ℃ (825-896,6 ℃ a été décomposé), le point de fusion de 1289 ℃ sous 10,7 MPa. Presque insoluble dans l'eau, soluble dans l'eau contenant du sel d'ammonium ou du trioxyde de fer et insoluble dans l'alcool.

Structure du carbonate de calcium

La structure cristalline est un système cristallin orthorhombique. Chaque molécule de carbonate de calcium est constituée d'un atome de carbone et de trois atomes d'oxygène, chaque atome d'oxygène étant attaché à un ion calcium. Le carbonate de calcium est constitué d'ions calcium formant des liaisons ioniques avec des ions carbonate, et le carbonate est constitué en interne de liaisons covalentes carbone-oxygène. Parmi eux, le carbonate appartient à l'hybridation sp2, l'atome de carbone central a trois orbitales et une orbitale p, selon le modèle VSEPR, appartient à la molécule de type AY3, et son modèle idéal VSEPR est un triangle plan, et il y en a 3 Liaisons CO dans la molécule sous forme de triangles plans ; en outre, il possède également une grande liaison pp à 4 orbitales et 6 électrons. Dans les cristaux, les molécules de carbonate de calcium sont disposées en couches parallèles aux axes a et c. Les atomes d'oxygène coplanaires interconnectent ces couches et forment un maillage tridimensionnel. Cette structure confère au carbonate de calcium une stabilité et une dureté élevées.

Propriétés chimiques du carbonate de calcium

1. Le carbonate de calcium se décompose en oxyde de calcium et en dioxyde de carbone entre 825 et 896,6 °C. (Production industrielle de CO₂) :
2. Le carbonate de calcium et l'acide dilué (tel que l'acide acétique, l'acide chlorhydrique, l'acide nitrique dilué, etc.) bouillonnent et se dissolvent. La réaction libère également du dioxyde de carbone lors d’une réaction exothermique. Par exemple, et diluer la réaction de l'acide chlorhydrique pour produire du chlorure de calcium, de l'eau et du dioxyde de carbone (production de CO₂ en laboratoire) :
3. L'eau mélangée au CaCO3 traverse l'excès de dioxyde de carbone pour former une solution de bicarbonate de calcium. Le carbonate de calcium réagit avec l'acide carbonique (eau de pluie) pour produire du bicarbonate de calcium. Passez le CO2 dans l'eau de chaux trouble et les résidus disparaissent. Le principe de ces phénomènes est :
4. Le carbonate de calcium anhydre (substance pulvérulente blanche, inodore et non toxique, carbonate de calcium léger) se transforme en calcite (système cristallin tripartite, carbonate de calcium lourd) lorsqu'il est chauffé à 1 000 K.

Selon les différentes méthodes de production de carbonate de calcium, le carbonate de calcium peut être divisé en carbonate de calcium lourd, carbonate de calcium léger, carbonate de calcium colloïdal et carbonate de calcium cristallin. Selon la taille moyenne des particules (d) de la poudre de carbonate de calcium, le carbonate de calcium peut être divisé en carbonate de calcium particulaire (d>5 μm), carbonate de calcium micronisé (1-5 μm), carbonate de calcium microfin (0,1-1 μm), carbonate de calcium ultrafin (0,02-0,1 μm) carbonate de calcium ultrafin (d ≤ 0,02 μm). Selon que la disposition des atomes et des ions composant le carbonate de calcium est régulière ou non, le carbonate de calcium peut être divisé en carbonate de calcium cristallin et carbonate de calcium amorphe. De plus, il existe des nanocarbonates de calcium, etc.

Classement du carbonate de calcium

Carbonate de Calcium Lourd

Le carbonate de calcium lourd (bicarbonate) est produit par broyage direct de calcite naturelle, de calcaire, de craie, de coquillages, etc., à l'aide de méthodes mécaniques (avec des broyeurs Raymond ou d'autres broyeurs à haute pression).

Carbonate de Calcium Léger

Le carbonate de calcium léger (communément appelé calcium léger), également connu sous le nom de carbonate de calcium précipité, est du calcaire calciné et d'autres matières premières pour générer de la chaux (le composant principal de l'oxyde de calcium) et du dioxyde de carbone, puis de l'eau pour digérer la chaux afin de générer du lait. de chaux (le composant principal de l'hydroxyde de calcium), puis carbonatation au dioxyde de carbone du lait de chaux pour générer une précipitation de carbonate de calcium, et enfin par déshydratation, séchage et broyage et produit. Première réaction de décomposition complexe du carbonate de sodium et du chlorure de calcium pour générer des sédiments de carbonate de calcium, puis par déshydratation, séchage et broyage et production. 

Carbonate de Calcium Colloïdal

Le carbonate de calcium colloïdal, également connu sous le nom de carbonate de calcium activé, carbonate de calcium modifié, traitement de surface du carbonate de calcium, carbonate de calcium gélatineux ou manhua blanc, appelé calcium vivant, est l'utilisation de modificateurs de surface pour éclairer la surface du carbonate de calcium ou du carbonate de calcium lourd. modification et produit. En raison du modificateur de surface, le carbonate de calcium modifié a généralement un effet de renforcement, c'est-à-dire ce qu'on appelle « actif », il est donc habituel de modifier le carbonate de calcium, appelé carbonate de calcium actif.

Propriétés: Le carbonate de calcium colloïdal est une poudre blanche très fine, inodore, insipide, les particules sont semblables à des sphères, avec une taille de particule de 0,1 um ou moins, en raison d'une couche de savon gras adsorbée à la surface des particules, il a donc un La performance d'activation colloïdale est une excellente charge renforçante blanche. Dissous dans l'eau, décomposé par l'acide, brûlé en noir brûlé, libère du dioxyde de carbone et génère de l'oxyde de calcium. Densité spécifique 1,99 ~ 2,01.

Carbonate de calcium cristallin

Réaction d'hydroxyde de calcium et d'acide chlorhydrique pour générer du chlorure de calcium, décoloration du charbon actif et élimination des impuretés, de sorte que le chlorure de calcium en présence d'ammoniac carbonaté avec du dioxyde de carbone qui est du carbonate de calcium, puis après cristallisation, séparation, lavage, déshydratation, séchage, système de criblage.

Propriétés: poudre cristalline hexagonale blanche pure. Volume spécifique 1,2 ~ 1,4 ml/g. Soluble dans l'acide, presque insoluble dans l'eau.

Les usages: Utilisé dans le dentifrice, les médicaments, etc. Il peut également être utilisé comme isolant thermique et autres matières premières chimiques.

Nanocarbonate de calcium

Le nanocarbonate de calcium (carbonate de calcium ultrafin), dont la taille des particules est comprise entre 1 et 100 nm, est un matériau en poudre nouvellement développé dans les années 1980. C'est une excellente charge inorganique. Utilisé dans les plastiques et l'affinité avec la résine, il peut augmenter ou ajuster efficacement la rigidité, la ténacité et la résistance à la flexion du matériau, et peut améliorer les propriétés rhéologiques du système de traitement du plastique, réduire la température de plastification, améliorer la stabilité de la taille du produit, la résistance à la chaleur. et finition de surface ; dans les systèmes de caoutchouc NR, BR, SBR et autres, faciles à mélanger, dispersés uniformément et peuvent rendre le caoutchouc mou, mais également améliorer les performances du processus d'extrusion et le modèle de fluidité. Les produits en caoutchouc ont une surface lisse, un allongement important, une résistance à la traction élevée, une faible déformation permanente, une bonne résistance à la flexion, une résistance à la déchirure et d'autres caractéristiques. Le nanocarbonate de calcium possède une structure cristalline et électronique de surface spéciale par rapport au carbonate de calcium ordinaire. Il présente un excellent effet de taille quantique et un excellent effet de surface dans l'industrie chimique, la catalyse, l'optique, le magnétisme, l'électricité et d'autres domaines d'application. Cependant, les nanoparticules de carbonate de calcium sont sujettes à l'agrégation et possèdent une surface hydrophile et oléophobe, ce qui limite leur application dans les organismes.

Utilisation industrielle du carbonate de calcium

Le carbonate de calcium est le nom commercial du calcaire, une ressource extrêmement polyvalente et précieuse en tant que matière première minérale. Le calcaire a été largement utilisé dans l’histoire de la civilisation humaine pour sa large répartition dans la nature et sa facilité d’accès. En tant que matériau de construction important ayant une longue histoire minière, dans l'industrie moderne, le calcaire est la principale matière première pour la fabrication du ciment, de la chaux et du carbure de calcium ; c'est une fritte indispensable dans l'industrie métallurgique, le calcaire de haute qualité par broyage ultra-fin, est largement utilisé dans le papier, le caoutchouc, la peinture, les revêtements, les produits pharmaceutiques, les cosmétiques, l'alimentation animale, l'étanchéité, le collage, le polissage et d'autres produits de la fabrication . Selon des statistiques incomplètes, la production de ciment de calcaire et de pierre de construction, la production de chaux, le flux métallurgique et la consommation de carbonate de calcium ultrafin de calcaire sont de 1:3. Le calcaire est une ressource non renouvelable, avec les progrès continus de la science et de la technologie et le développement de la nanotechnologie, les applications du calcaire seront encore élargies.

Pour la production de matières plastiques

Le carbonate de calcium est largement utilisé dans le remplissage de polychlorure de vinyle (PVC), de polyéthylène (PE), de polypropylène (PP), de copolymère acrylique butadiène-styrène (ABS) et d'autres résines. L'ajout de carbonate de calcium joue un rôle dans l'amélioration de certaines propriétés de produits plastiques afin d'élargir leurs applications. Dans le traitement des matières plastiques, ils peuvent réduire le retrait de la résine, améliorer les schémas d’écoulement et contrôler la viscosité. Il peut également jouer les rôles suivants :
(1) Améliorer la stabilité de la taille des produits en plastique ;
(2) Améliorer la dureté et la rigidité des produits en plastique ;
(3) Améliorer les performances de traitement du plastique ;
(4) Améliorer la résistance thermique des produits en plastique ;
(5) Améliorer la diffusion de la lumière du plastique ;
(6) Peut donner aux produits des propriétés spéciales ;
(7) Réduire le coût des produits en plastique.

Utilisé dans l'industrie alimentaire

Il peut être utilisé comme additif dans l’industrie alimentaire. Par exemple, il peut être utilisé dans divers additifs alimentaires, avec une teneur en calcium de plus de 55,6 pour cent et sans composants nocifs. Il peut être utilisé comme supplément de calcium et le taux d'absorption peut atteindre 39%, juste derrière le fructate de calcium, soluble dans l'acide gastrique, et est devenu la forme posologique la plus utilisée et le supplément de calcium le plus utilisé.

Utilisé dans le secteur de la construction

Il peut être utilisé comme matière première pour les usines de plastique, les usines de caoutchouc, les usines de peinture, les usines de matériaux imperméables et les peintures murales internes et externes. Il présente les caractéristiques d'une grande pureté, d'une blancheur élevée, d'une non-toxique, d'une inodore, d'une faible qualité d'huile fine et d'une faible dureté. Le marbre est également un matériau de construction important pour la construction de maisons.

Utilisé dans la fabrication de produits chimiques

350 mailles à 400 mailles peuvent fabriquer des attaches, des tuyaux de descente et des industries chimiques. La blancheur est supérieure à 93 degrés. 400 mesh à 600 mesh peuvent être utilisés pour la pâte dentifrice et le savon. La blancheur est supérieure à 94 degrés. Le maillage 800 peut être utilisé pour le caoutchouc, le câble et le PVC ; la blancheur est supérieure à 94 degrés.

Elle peut également fabriquer des matières premières pour le verre optique en néodyme, etc.

Pour les matériaux céramiques fins

Le carbonate de calcium prépare des matériaux céramiques microporeux, diélectriques, à faible conductivité thermique, stables à haute température et de haute pureté. Les exemples incluent les conducteurs blancs, largement utilisés dans la préparation des bougies d’allumage, et d’importants matériaux céramiques fins tels que les semi-conducteurs, l’alumine et les pigments d’émail.

Utilise des charges minérales et des abrasifs

Le carbonate de calcium à usage industriel est également utilisé comme charge minérale et abrasif. Dans la production de matériaux chimiques et de matériaux de construction, le carbonate de calcium peut remplacer certains matériaux coûteux tels que le minerai de céruse, le talc et la poudre de talc. Dans les abrasifs, la surface des particules de carbonate de calcium peut interagir avec la matrice abrasive pour améliorer la résistance à l'abrasion et l'efficacité de meulage de l'abrasif afin d'améliorer l'efficacité et la durabilité de l'abrasif.

Pour les compléments nutritionnels

Le principal ingrédient de la plupart des comprimés de calcium sur le marché est le carbonate de calcium. Le carbonate de calcium doit être pris avec les repas. En raison de sa teneur en acide carbonique, le carbonate de calcium a tendance à produire du dioxyde de carbone dans un environnement acide. Il ne convient pas aux personnes ayant une faible sécrétion d’acide gastrique ou à celles utilisant des inhibiteurs d’acide gastrique.

Équipement de production de carbonate de calcium lourd