Carbonato de Cálcio | CaCO₃

O carbonato de cálcio é um composto inorgânico com a fórmula química CaCO₃ e é o principal componente do calcário, mármore, etc. O carbonato de cálcio é geralmente um cristal branco, inodoro, essencialmente insolúvel em água e reage facilmente com ácidos para liberar dióxido de carbono. É uma das substâncias comuns encontradas na terra dentro de rochas como aragonita, calcita, giz, calcário, mármore, travertino, etc. É também um componente importante dos ossos ou conchas de alguns animais. O carbonato de cálcio também é um importante material de construção com diversos usos industriais.

Propriedades Físicas do Carbonato de Cálcio

O carbonato de cálcio é um pó cristalino branco microfino, insípido e inodoro. Possui duas formas: amorfa e cristalina. Cristalino pode ser dividido em sistemas cristalinos romboédricos e hexagonais (carbonato de cálcio anidro são cristais romboédricos incolores, carbonato de cálcio hexahidratado são cristais monoclínicos incolores), colunar ou rômbico, densidade 2,93g/cm3. ponto de fusão 1339 ℃ (825-896,6 ℃ foi decomposto), o ponto de fusão de 1289 ℃ abaixo de 10,7MPa. Quase insolúvel em água, solúvel em água contendo sal de amônio ou trióxido de ferro e insolúvel em álcool.

Estrutura do Carbonato de Cálcio

A estrutura cristalina é um sistema cristalino ortorrômbico. Cada molécula de carbonato de cálcio consiste em um átomo de carbono e três átomos de oxigênio, onde cada átomo de oxigênio está ligado a um íon cálcio. O carbonato de cálcio consiste em íons de cálcio formando ligações iônicas com íons carbonato, e o carbonato consiste internamente em ligações covalentes carbono-oxigênio. Dentre eles, o carbonato pertence à hibridização sp2, o átomo de carbono central possui três orbitais e um orbital p, segundo o modelo VSEPR, pertence à molécula do tipo AY3, e seu modelo ideal VSEPR é um triângulo planar, e há 3 Ligações de CO na molécula na forma de triângulos planares; além disso, também possui uma ligação grande pp de 4 orbitais e 6 elétrons. Nos cristais, as moléculas de carbonato de cálcio estão dispostas em camadas paralelas aos eixos a e c. Átomos de oxigênio coplanares interligam essas camadas e formam uma malha tridimensional. Esta estrutura confere ao carbonato de cálcio alta estabilidade e dureza.

Propriedades químicas do carbonato de cálcio

1. O carbonato de cálcio se decompõe em óxido de cálcio e dióxido de carbono a 825-896,6 °C. (Produção industrial de CO₂):
2. O carbonato de cálcio e o ácido diluído (como ácido acético, ácido clorídrico, ácido nítrico diluído, etc.) borbulham fervendo e se dissolvem. A reação também libera dióxido de carbono em uma reação exotérmica. Por exemplo, e reação de ácido clorídrico diluído para produzir cloreto de cálcio, água e dióxido de carbono (produção laboratorial de CO₂):
3. A água misturada com CaCO3 passa pelo excesso de dióxido de carbono para formar uma solução de bicarbonato de cálcio. O carbonato de cálcio reage com o ácido carbônico (água da chuva) para produzir bicarbonato de cálcio. Passe o CO2 em água turva com cal e o resíduo desaparece. O princípio desses fenômenos é:
4. O carbonato de cálcio anidro (substância pulverulenta branca, inodora e não tóxica, carbonato de cálcio leve) é transformado em calcita (sistema cristalino tripartido, carbonato de cálcio pesado) quando aquecido a 1000K

De acordo com os diferentes métodos de produção de carbonato de cálcio, o carbonato de cálcio pode ser dividido em carbonato de cálcio pesado, carbonato de cálcio leve, carbonato de cálcio coloidal e carbonato de cálcio cristalino. De acordo com o tamanho médio das partículas (d) do pó de carbonato de cálcio, o carbonato de cálcio pode ser dividido em carbonato de cálcio particulado (d>5μm), carbonato de cálcio micronizado (1-5μm), carbonato de cálcio microfino (0,1-1μm), carbonato de cálcio ultrafino (0,02-0,1μm) carbonato de cálcio ultrafino (d ≤ 0,02μm). Dependendo de o arranjo dos átomos e íons que compõem o carbonato de cálcio ser regular ou não, o carbonato de cálcio pode ser dividido em carbonato de cálcio cristalino e carbonato de cálcio amorfo. Além disso, existem nano carbonato de cálcio, etc.

Classificação de carbonato de cálcio

Carbonato de cálcio pesado

O carbonato de cálcio pesado (bicarbonato) é produzido pela trituração direta de calcita natural, calcário, giz, conchas, etc., usando métodos mecânicos (com moinhos Raymond ou outros moinhos de alta pressão).

Carbonato de Cálcio Leve

Carbonato de cálcio leve (comumente conhecido como cálcio leve), também conhecido como carbonato de cálcio precipitado, é calcário calcinado e outras matérias-primas para gerar cal (o principal componente do óxido de cálcio) e dióxido de carbono, e depois água para digerir a cal para gerar leite de cal (o principal componente do hidróxido de cálcio) e, em seguida, carbonatação com dióxido de carbono do leite de cal para gerar precipitação de carbonato de cálcio e, finalmente, por desidratação, secagem e trituração e produção. Primeira reação de decomposição do complexo de carbonato de sódio e cloreto de cálcio para gerar sedimentos de carbonato de cálcio e, em seguida, por desidratação, secagem e trituração e produção. 

Carbonato de Cálcio Coloidal

Carbonato de cálcio coloidal, também conhecido como carbonato de cálcio ativado, carbonato de cálcio modificado, tratamento de superfície de carbonato de cálcio, carbonato de cálcio gelatinoso ou manhua branco, conhecido como cálcio vivo, é o uso de modificadores de superfície para carbonato de cálcio leve ou superfície de carbonato de cálcio pesado modificação e produzido. Por causa do modificador de superfície, o carbonato de cálcio modificado geralmente tem um efeito reforçador, ou seja, o chamado “ativo”, por isso é habitual modificar o carbonato de cálcio, que é chamado de carbonato de cálcio ativo.

Propriedades: O carbonato de cálcio coloidal é um pó branco muito fino, inodoro, insípido, as partículas são semelhantes a esferas, com tamanho de partícula de 0,1um ou menos, por causa de uma camada de sabão gorduroso adsorvido na superfície das partículas, por isso tem um o desempenho de ativação coloidal é um excelente enchimento de reforço branco. Dissolvido em água, decomposto por ácido, queimado até ficar preto, libera dióxido de carbono e gera óxido de cálcio. Gravidade específica 1,99~2,01.

Carbonato de Cálcio Cristalino

Reação de hidróxido de cálcio e ácido clorídrico para gerar cloreto de cálcio, descoloração de carvão ativado e remoção de impurezas, de modo que o cloreto de cálcio na presença de amônia carbonatado com dióxido de carbono que é carbonato de cálcio, e depois após cristalização, separação, lavagem, desidratação, secagem, sistema de triagem.

Propriedades: pó cristalino hexagonal branco puro. Volume específico 1,2~1,4ml/g. Solúvel em ácido, quase insolúvel em água.

Usos: Usado em pasta de dente, remédios, etc. Também pode ser usado como isolamento térmico e outras matérias-primas químicas.

Carbonato de nanocálcio

Nano carbonato de cálcio (carbonato de cálcio ultrafino) com tamanho de partícula entre 1-100 nm, é um material em pó recentemente desenvolvido na década de 1980. É um excelente enchimento inorgânico. Usado em plásticos e afinidade de resina, pode efetivamente aumentar ou ajustar a rigidez, tenacidade e resistência à flexão do material e pode melhorar as propriedades reológicas do sistema de processamento de plástico, reduzir a temperatura de plastificação, melhorar a estabilidade do tamanho do produto, resistência ao calor e acabamento superficial; nos sistemas NR, BR, SBR e outros sistemas de borracha, fáceis de misturar, dispersos uniformemente e podem tornar a borracha macia, mas também melhorar o desempenho do processo de extrusão e o modelo de fluidez. Os produtos de borracha têm superfície lisa, grande alongamento, alta resistência à tração, pequena deformação permanente, boa resistência à flexão, resistência ao rasgo e outras características. O carbonato de nanocálcio possui uma estrutura eletrônica especial de cristal e superfície em comparação com o carbonato de cálcio comum. Possui excelente efeito de tamanho quântico e efeito de superfície na indústria química, catálise, óptica, magnetismo, eletricidade e outros campos de aplicação. No entanto, as nanopartículas de carbonato de cálcio são propensas à agregação e possuem uma superfície hidrofílica e oleofóbica, o que limita a sua aplicação em organismos.

Uso industrial de carbonato de cálcio

Carbonato de cálcio é o nome comercial do calcário extremamente versátil e valioso como matéria-prima mineral. O calcário tem sido amplamente utilizado na história da civilização humana pela sua ampla distribuição na natureza e fácil acessibilidade. Importante material de construção com longa história de mineração, na indústria moderna, o calcário é a principal matéria-prima para a fabricação de cimento, cal e carboneto de cálcio; é uma frita indispensável na indústria metalúrgica, calcário de alta qualidade por moagem ultrafina, é amplamente utilizado em papel, borracha, tintas, revestimentos, produtos farmacêuticos, cosméticos, rações, vedação, colagem, polimento e outros produtos na fabricação . De acordo com estatísticas incompletas, produção de cimento de calcário e pedra de construção, produção de cal, fluxo metalúrgico e consumo de carbonato de cálcio ultrafino de calcário na proporção de 1:3. O calcário é um recurso não renovável, com o progresso contínuo da ciência e da tecnologia e o desenvolvimento da nanotecnologia, as aplicações do calcário serão ainda mais ampliadas.

Para produção de plásticos

O carbonato de cálcio é amplamente utilizado no enchimento de cloreto de polivinila (PVC), polietileno (PE), polipropileno (PP), copolímero acrílico de butadieno-estireno (ABS) e outras resinas. A adição de carbonato de cálcio tem um papel na melhoria de certas propriedades de produtos plásticos para expandir suas aplicações. No processamento de plásticos, eles podem reduzir o encolhimento da resina, melhorar os padrões de fluxo e controlar a viscosidade. Também pode desempenhar as seguintes funções:
(1) Melhorar a estabilidade do tamanho dos produtos plásticos;
(2) Melhorar a dureza e rigidez dos produtos plásticos;
(3) Melhorar o desempenho do processamento de plástico;
(4) Melhorar a resistência ao calor dos produtos plásticos;
(5) Melhorar a difusão da luz do plástico;
(6) Pode fazer com que os produtos tenham algumas propriedades especiais;
(7) Reduzir o custo dos produtos plásticos.

Usado na indústria alimentícia

Pode ser utilizado como aditivo na indústria alimentícia. Por exemplo, pode ser usado em vários aditivos para rações, com um teor de cálcio superior a 55,6% e sem componentes prejudiciais. Pode ser usado como suplemento de cálcio, e a taxa de absorção pode chegar a 39%, perdendo apenas para o frutado de cálcio, solúvel em ácido gástrico, e se tornou a forma farmacêutica mais utilizada e o suplemento de cálcio mais utilizado.

Usado na indústria da construção

Pode ser utilizado como matéria-prima para fábricas de plásticos, fábricas de borracha, fábricas de tintas, fábricas de materiais impermeáveis e pinturas murais internas e externas. Possui características de alta pureza, alta brancura, não tóxico, inodoro, baixa qualidade de óleo fino e baixa dureza. O mármore também é um importante material de construção para a construção de casas.

Usado na fabricação de produtos químicos

Malha 350 a 400 podem fabricar fixadores, tubos de queda e indústrias químicas. A brancura está acima de 93 graus. Malha 400 a 600 pode ser usada para pasta de dente e sabonete. A brancura está acima de 94 graus. A malha 800 pode ser usada para borracha, cabo e PVC; a brancura está acima de 94 graus.

Também pode fabricar matérias-primas para vidro óptico de neodímio, etc.

Para materiais cerâmicos finos

O carbonato de cálcio prepara materiais cerâmicos estáveis em alta temperatura, dielétricos, de baixa condutividade térmica, microporosos e altamente puros. Os exemplos incluem condutores brancos, amplamente utilizados na preparação de velas de ignição, e importantes materiais cerâmicos finos, como semicondutores, alumina e pigmentos de esmalte.

Usa cargas minerais e abrasivos

O carbonato de cálcio para uso industrial também é usado como carga mineral e abrasivo. Na produção de materiais químicos e de construção, o carbonato de cálcio pode substituir alguns materiais caros, como minério de chumbo branco, talco e pó de talco. Em abrasivos, a superfície da partícula de carbonato de cálcio pode interagir com a matriz abrasiva para aumentar a resistência à abrasão e a eficiência de retificação do abrasivo para melhorar a eficiência e durabilidade do abrasivo.

Para suplementos nutricionais

O principal ingrediente da maioria dos comprimidos de cálcio no mercado é o carbonato de cálcio. O carbonato de cálcio deve ser tomado durante as refeições. Devido ao seu conteúdo de ácido carbônico, o carbonato de cálcio tende a produzir dióxido de carbono em ambiente ácido. Não é adequado para pessoas com secreção deficiente de ácido gástrico ou que usam inibidores de ácido gástrico.

Equipamento de produção de carbonato de cálcio pesado