Calciumcarbonaat is een anorganische verbinding met de chemische formule CaCO₃ en is het hoofdbestanddeel van kalksteen, marmer, enz. Calciumpoeder bestaat meestal uit witte kristallen, is geurloos, vrijwel onoplosbaar in water en reageert gemakkelijk met zuren, waarbij koolstofdioxide vrijkomt. Het is een van de meest voorkomende stoffen op aarde in gesteenten zoals aragoniet, calciet, krijt, kalksteen, marmer, travertijn, enz. Het is ook een belangrijk bestanddeel van de botten of schelpen van sommige dieren. Calciumcarbonaat is tevens een belangrijk bouwmateriaal met diverse industriële toepassingen.
Fysische eigenschappen van calciumcarbonaat
Calciumcarbonaat is een wit microfijn kristallijn poeder, smaakloos en geurloos. Het heeft twee vormen: amorf en kristallijn. Kristallijn kan worden onderverdeeld in rhombohedrale en hexagonale kristalsystemen (watervrij calciumpoeder is kleurloze rhombohedrale kristallen, hexahydraat calciumpoeder is kleurloze monokliene kristallen), zuilvormig of rhombisch, dichtheid 2,93 g/cm3. smeltpunt 1339 ℃ (825-896,6 ℃ is ontleed), het smeltpunt van 1289 ℃ onder 10,7 MPa. Bijna onoplosbaar in water, oplosbaar in water dat ammoniumzout of ijzertrioxide bevat, en onoplosbaar in alcohol.
Calciumcarbonaatstructuur
De kristalstructuur is een orthorombisch kristalsysteem. Elk GCC-molecuul bestaat uit één koolstofatoom en drie zuurstofatomen, waarbij elk zuurstofatoom aan een calciumion is bevestigd. Calciumcarbonaat bestaat uit calciumionen die ionische bindingen vormen met carbonaationen, en carbonaat bestaat intern uit koolstof-zuurstof covalente bindingen. Onder hen behoort carbonaat tot sp2-hybridisatie, het centrale koolstofatoom heeft drie orbitalen en een p-orbitaal, volgens het VSEPR-model, behoort tot het AY3-type molecuul, en zijn VSEPR-ideale model is een vlakke driehoek, en er zijn 3 CO-bindingen in het molecuul in de vorm van vlakke driehoeken; daarnaast heeft het ook een 4-orbitaal, 6-elektronen pp grote binding. In kristallen zijn GCC-moleculen gerangschikt in lagen parallel aan de a- en c-assen. Coplanaire zuurstofatomen verbinden deze lagen en vormen een driedimensionaal gaas. Deze structuur geeft calciumpoeder een hoge stabiliteit en hardheid.
Chemische eigenschappen van calciumcarbonaat
- Calciumpoeder ontleedt in calciumoxide en koolstofdioxide bij 825-896,6 °C. (Industriële productie van CO₂):
- Calciumpoeder en verdund zuur (zoals azijnzuur, zoutzuur, verdund salpeterzuur, enz.) borrelen koken en oplossen. De reactie laat ook koolstofdioxide vrij in een exotherme reactie. Bijvoorbeeld, en verdund zoutzuur reactie om calciumchloride, water en koolstofdioxide te produceren (laboratoriumproductie van CO₂):
- Water gemengd met CaCO3 passeert overtollige koolstofdioxide om een calciumbicarbonaatoplossing te vormen. Calciumpoeder reageert met koolzuur (regenwater) om calciumbicarbonaat te produceren. Laat CO2 in troebel kalkwater lopen en het residu verdwijnt. Het principe van deze verschijnselen is:
- Watervrij calciumpoeder (witte, geurloze, niet-giftige poederachtige substantie, licht calciumcarbonaat) wordt omgezet in calciet (driedelig kristalsysteem, zwaar calciumcarbonaat) wanneer het wordt verhit tot 1000K
Afhankelijk van de verschillende productiemethoden kan calciumpoeder worden onderverdeeld in zwaar calciumcarbonaat, licht calciumpoeder, colloïdaal GCC en kristallijn calciumcarbonaat. Op basis van de gemiddelde deeltjesgrootte (d) van calciumcarbonaatpoeder kan calciumcarbonaat worden onderverdeeld in deeltjesvormig GCC (d>5 μm), gemicroniseerd calciumpoeder (1-5 μm), microfijn calciumcarbonaat (0,1-1 μm), ultrafijn GCC (0,02-0,1 μm) en ultrafijn calciumpoeder (d ≤ 0,02 μm). Afhankelijk van de regelmatige of onregelmatige rangschikking van atomen en ionen waaruit calciumcarbonaat bestaat, kan calciumpoeder worden onderverdeeld in kristallijn calciumpoeder en amorf calciumpoeder. Daarnaast bestaan er ook nanocalciumpoeders, enzovoort.
Classificatie van calciumcarbonaat
Zwaar calciumcarbonaat
Zwaar calciumcarbonaat (bicarbonaat) wordt geproduceerd door natuurlijk calciet, kalksteen, krijt, schelpen enz. rechtstreeks te vermalen met behulp van mechanische methoden (met Raymond-molens of andere hogedrukmolens).
Licht calciumcarbonaat
Licht calciumcarbonaat (ook wel bekend als licht calcium), ook wel geprecipiteerd calciumcarbonaat genoemd, wordt verkregen door het calcineren van kalksteen en andere grondstoffen. Hierbij ontstaat kalk (het hoofdbestanddeel is calciumoxide) en koolstofdioxide. Vervolgens wordt de kalk met water opgelost om kalkmelk (het hoofdbestanddeel is calciumhydroxide) te produceren. Door de carbonisatie van de kalkmelk met koolstofdioxide ontstaat calciumcarbonaatprecipitaat, dat ten slotte door dehydratatie, droging en vermaling wordt verwerkt tot calciumcarbonaat.
Colloïdaal calciumcarbonaat
Colloïdaal calciumcarbonaat, ook bekend als geactiveerd calciumpoeder, gemodificeerd calciumcarbonaat, oppervlaktebehandeling van calciumpoeder, gelatineus calciumcarbonaat of witte manhua, aangeduid als levend calcium, is het gebruik van oppervlaktemodificatoren om licht calciumpoeder of zwaar calciumcarbonaat oppervlaktemodificatie en geproduceerd. Vanwege de oppervlaktemodificator heeft gemodificeerd calciumpoeder over het algemeen een versterkend effect, dat wil zeggen de zogenaamde "actieve", dus is het gebruikelijk om het calciumcarbonaat te modificeren, wat actieve GCC wordt genoemd.
Eigenschappen: Colloïdaal calciumcarbonaat is een zeer fijn wit poeder, geurloos, smaakloos, de deeltjes lijken op bollen, met een deeltjesgrootte van 0,1um of minder, vanwege een laag vetzeep geadsorbeerd op het oppervlak van de deeltjes, dus het heeft een colloïdale activeringsprestaties zijn een uitstekend wit versterkend vulmiddel. Opgelost in water, ontleed door zuur, verbrand tot zwart verbrand, laat kooldioxide vrij en genereert calciumoxide. Soortelijk gewicht 1,99~2,01.
Kristallijn calciumcarbonaat
Reactie van calciumhydroxide en zoutzuur om calciumchloride te genereren, ontkleuring van actieve kool en verwijdering van onzuiverheden, zodat het calciumchloride in aanwezigheid van ammoniak wordt omgezet in kooldioxide, wat calciumpoeder is, en vervolgens na kristallisatie, scheiding, wassen, dehydratie, drogen, zeefsysteem.
Eigenschappen: zuiver wit, hexagonaal kristallijn poeder. Specifiek volume 1,2 ~ 1,4 ml/g. Oplosbaar in zuur, vrijwel onoplosbaar in water.
Toepassingen: Gebruikt in tandpasta, medicijnen, enz. Het kan ook worden gebruikt als thermische isolatie en andere chemische grondstoffen.
Nano-calciumcarbonaat
Nano calciumcarbonaat (ultrafijn calciumcarbonaat) heeft een deeltjesgrootte van 1-100 nm. Het is een nieuw poedermateriaal dat in de jaren 80 is ontwikkeld. Het is een uitstekende anorganische vulstof.
Het kan de stijfheid, taaiheid en buigsterkte van kunststoffen en harsen verbeteren of veranderen. Het kan de doorstroming van het kunststofverwerkingssysteem verbeteren. Het verlaagt de plastificeringstemperatuur. Het verhoogt ook de maatvastheid, hittebestendigheid en oppervlakteafwerking van het product.
In NR-, BR- en SBR-rubbersystemen mengt het zich gemakkelijk en verspreidt het zich gelijkmatig. Het kan het rubber verzachten en de extrusieprestaties en vloeibaarheid verbeteren.
Rubberproducten hebben een glad oppervlak. Ze hebben een hoge rek, treksterkte en scheursterkte. Ze hebben ook een kleine permanente vervorming en een goede buigweerstand. Nano-calciumcarbonaat heeft een unieke kristal- en oppervlaktestructuur. Het verschilt van gewoon calciumpoeder. Het heeft grote kwantumgrootte en oppervlakte-effecten in de chemische industrie, katalyse, optica, magnetisme en elektriciteit. Maar calciumcarbonaatnanodeeltjes hebben de neiging om samen te klonteren. Hun oppervlak is hydrofiel en oleofoob. Dit beperkt hun gebruik in organismen.
Industrieel gebruik van calciumcarbonaat
Calciumcarbonaat is de merknaam voor kalksteen, een waardevolle, veelzijdige hulpbron. Kalksteen is door de geschiedenis heen veel gebruikt. Het is overvloedig en gemakkelijk te verkrijgen. Kalksteen is een belangrijk bouwmateriaal met een lange geschiedenis van mijnbouw. In de moderne industrie is het de belangrijkste grondstof voor het maken van cement, kalk en calciumcarbide. Het is ook een belangrijke frit in de metallurgische industrie. Hoogwaardige kalksteen, wanneer ultrafijn gemalen, wordt veel gebruikt bij het maken van producten zoals papier, rubber, verf, coatings, farmaceutica, cosmetica en veevoer. Het wordt ook gebruikt bij het afdichten, lijmen en polijsten. Onvolledige statistieken tonen een verhouding van 1:3 voor kalksteengebruik in cement, kalk en ultrafijne GCC. Kalksteen is een niet-hernieuwbare hulpbron. Met vooruitgang in wetenschap en nanotechnologie zal het gebruik ervan toenemen.
Voor de productie van kunststoffen
Calciumcarbonaat wordt veel gebruikt bij het vullen van polyvinylchloride (PVC), polyethyleen (PE), polypropyleen (PP), acrylbutadieen-styreencopolymeer (ABS) en andere harsen. De toevoeging van calciumcarbonaat speelt een rol bij het verbeteren van bepaalde kunststofproducteigenschappen om hun toepassingen uit te breiden. Bij de verwerking van kunststoffen kunnen ze de harskrimp verminderen, de stromingspatronen verbeteren en de viscositeit controleren. Het kan ook de volgende rollen spelen:
(1) Verbeter de stabiliteit van de maat van plastic producten;
(2) Verbeter de hardheid en stijfheid van plastic producten;
(3) Verbeter de prestaties van de kunststofverwerking;
(4) Verbeter de hittebestendigheid van plastic producten;
(5) Verbeter de lichtverspreiding van plastic;
(6) Kan ervoor zorgen dat de producten een aantal speciale eigenschappen hebben;
(7) Verlaag de kosten van plastic producten.
Gebruikt in de voedingsindustrie
Het kan worden gebruikt als additief in de voedingsindustrie. Het kan bijvoorbeeld worden gebruikt in verschillende voeradditieven, met een calciumgehalte van ruim 55,6 procent en zonder schadelijke componenten. Het kan worden gebruikt als een calciumsupplement en de absorptiesnelheid kan 39% bereiken, de tweede na calciumfructaat, oplosbaar in maagzuur, en is de meest doseringsvorm en het meest gebruikte calciumsupplement geworden.
Gebruikt in de bouwsector
Het kan worden gebruikt als grondstof voor plasticfabrieken, rubberfabrieken, verffabrieken, waterdichte materiaalfabrieken en binnen- en buitenmuurschilderingen. Het heeft de kenmerken van hoge zuiverheid, hoge witheid, niet-giftig, geen geur, lage fijne oliekwaliteit en lage hardheid. Marmer is ook een belangrijk bouwmateriaal voor de woningbouw.
Gebruikt in de chemische productie
350 mesh tot 400 gaas kan bevestigingsmiddelen, afvoerbuizen en chemische industrieën produceren. De witheid is boven de 93 graden. 400 mesh tot 600 mesh kan worden gebruikt voor tandpasta en zeep. De witheid is boven de 94 graden. 800 mesh kan worden gebruikt voor rubber, kabel en PVC; de witheid is boven de 94 graden.
Het kan ook grondstoffen produceren voor optisch neodymiumglas, enz.
Voor fijne keramische materialen
Calciumpoeder bereidt hoge-temperatuurstabiele, diëlektrische, lage thermische geleidbaarheid, microporeuze en zeer zuivere keramische materialen. Voorbeelden hiervan zijn witte geleiders, die veel worden gebruikt bij het bereiden van bougies, en belangrijke fijne keramische materialen zoals halfgeleiders, alumina en emailpigmenten.
Maakt gebruik van minerale vulstoffen en schuurmiddelen
Calciumcarbonaatpoeder wordt voor industrieel gebruik ook toegepast als mineraal vulmiddel en schuurmiddel. Bij de productie van chemische en bouwmaterialen kan calciumcarbonaat een aantal dure materialen vervangen, zoals loodwiterts, talk en talkpoeder. In schuurmiddelen kan het oppervlak van de calciumcarbonaatdeeltjes reageren met de schuurmatrix, waardoor de slijtvastheid en slijpefficiëntie van het schuurmiddel worden verbeterd en de effectiviteit en duurzaamheid ervan toenemen.
Voor voedingssupplementen
Het hoofdbestanddeel in de meeste calciumtabletten op de markt is GCC. Calciumpoeder moet bij de maaltijd worden ingenomen. Vanwege het koolzuurgehalte produceert calciumpoeder in een zure omgeving vaak koolstofdioxide. Het is niet geschikt voor mensen met een slechte maagzuursecretie of mensen die maagzuurremmers gebruiken.
Zware calciumcarbonaatproductieapparatuur
Productielijn voor het malen en classificeren van calciumcarbonaatkogels
A calciumcarbonaat kogelmolen en classificatie productielijn produceert GCC-poeder. Het gebruikt zowel kogelmolen- als luchtclassificatieprocessen. Deze opstelling wordt veel gebruikt in industrieën die fijn calciumpoeder nodig hebben. Deze omvatten kunststoffen, verf, rubber, voedsel en farmaceutica.
Kogelmolens worden vaak gecombineerd met classificatoren om een productielijn te vormen. Het produceert voornamelijk D97, 5 tot 45 μm, gemalen calciumcarbonaat fijn en ultrafijn poeder. Verschillende modellen van kogelmolenhost, de output is ook verschillend. Over het algemeen ligt de jaarlijkse output van de kogelmolen tussen de 10.000 ton en 200.000 ton.
De geavanceerde technologie en kwaliteitsproducten hebben klanten uit het midden- en hogere segment overtuigd.
Productielijn voor calciumcarbonaatwalsmolen
Een productielijn voor een calciumcarbonaatwalsmolen is een systeem dat is ontworpen voor het malen en verwerken van calciumpoeder, een veelgebruikt industrieel mineraal. Deze productielijn bestaat uit essentiële componenten en processen die een efficiënte productie van hoge kwaliteit garanderen.
Zoals de naam al doet vermoeden, verpulvert de micropoederwalsmolen het materiaal door te rollen en te malen met zijn meerlaagse ringwalsen. Het wordt voornamelijk gebruikt om ultrafijn poeder van 8-45μm te produceren.
Onze gangbare micropoederwalsmolenmodellen hebben 21 rollen, 28 rollen en 34 rollen. Hoe groter het aantal maalrollen, hoe groter de output.