Inventaire des propriétés et des applications du carbonate de calcium précipité

Production Mméthode de Pprécipité Calcium Carbonate

Le carbonate de calcium précipité (CCP), également appelé carbonate de calcium léger, est produit par la calcination de matières premières telles que le calcaire, qui génère de la chaux (principalement composée d'oxyde de calcium) et du dioxyde de carbone. L'ajout d'eau permet de digérer la chaux et d'obtenir du lait de chaux (principalement composé d'hydroxyde de calcium). Ce lait de chaux est ensuite carbonisé avec du dioxyde de carbone pour produire un précipité de carbonate de calcium. Enfin, ce précipité est déshydraté, séché et broyé. Une autre méthode consiste à décomposer d'abord du carbonate de sodium et du chlorure de calcium pour produire un précipité de carbonate de calcium, qui est ensuite déshydraté, séché et broyé. Il existe différentes méthodes de production de carbonate de calcium léger, mais la principale méthode de production industrielle en Chine est la carbonisation.

1. Procédé de carbonisation : Le calcaire et d’autres matières premières sont calcinés pour produire de la chaux (principalement composée d’oxyde de calcium) et du dioxyde de carbone. De l’eau est ensuite ajoutée pour digérer la chaux et obtenir du lait de chaux (principalement composé d’hydroxyde de calcium). Du dioxyde de carbone est alors introduit pour carboniser le lait de chaux et produire un précipité de carbonate de calcium. Enfin, ce précipité est déshydraté, séché et broyé pour obtenir du carbonate de calcium léger.
2. Méthode du carbonate de sodium (Na2CO3) et du chlorure de calcium : L'ajout de chlorure de calcium à une solution aqueuse de carbonate de sodium peut générer un précipité de carbonate de calcium.
3. Procédé à la soude caustique : Lors de la production de soude caustique (NaOH), un sous-produit, le carbonate de calcium léger, peut être obtenu. L’ajout de chaux hydratée à une solution aqueuse de soude caustique pure provoque la précipitation du carbonate de calcium et permet d’obtenir simultanément une solution aqueuse de soude caustique. Enfin, le précipité de carbonate de calcium est déshydraté, séché et broyé pour produire du carbonate de calcium léger.
4. Méthode au chlorure de calcium : Traiter la chaux hydratée avec de l’acide chlorhydrique pour obtenir une solution de chlorure de calcium. Après avoir inhalé de l’ammoniac gazeux, carboniser la solution de chlorure de calcium avec du dioxyde de carbone pour obtenir un précipité de carbonate de calcium.
5. Procédé Solvay : Lors de la production de carbonate de sodium, un sous-produit, le carbonate de calcium léger, peut être obtenu. Une solution saline saturée est carbonisée avec du dioxyde de carbone après insufflation d'ammoniac gazeux, ce qui entraîne la précipitation d'un alcali lourd (bicarbonate de sodium) et d'une solution de chlorure d'ammonium. L'ajout de lait de chaux à la solution de chlorure d'ammonium donne une solution ammoniacale de chlorure de calcium, qui est ensuite carbonisée avec du dioxyde de carbone pour obtenir un précipité de carbonate de calcium.

Caractéristiques de Ppoudre de carbonate de calcium précipité

En raison de son volume de sédimentation plus important (2,4 à 2,8 mL/g) que celui du carbonate de calcium lourd (1,1 à 1,4 mL/g), le carbonate de calcium léger est appelé carbonate de calcium léger. Sa formule chimique est CaCO₃. Le carbonate de calcium réagit avec tous les acides forts pour produire de l'eau et les sels de calcium correspondants (comme le chlorure de calcium CaCl₂), tout en libérant du dioxyde de carbone. À température ambiante (25 °C), le produit de concentration du carbonate de calcium dans l'eau est de 8,7 × 10²⁹, sa solubilité est de 0,0014, le pH d'une solution aqueuse de carbonate de calcium est de 9,5 à 10,2 et celui d'une solution aqueuse de carbonate de calcium saturée en air est de 8,0 à 8,6. Le carbonate de calcium est non toxique, inodore et non irritant, généralement de couleur blanche, avec une densité relative de 2,7 à 2,9. Le volume de sédimentation du carbonate de calcium léger est supérieur à 2,5 ml/g et sa surface spécifique est d'environ 5 m²/g (mesurée par la méthode BET à l'aide de l'appareil de mesure de surface spécifique entièrement automatisé F-Sorb 2400 de Beijing Jin'epu Technology). Les particules de carbonate de calcium léger sont fines et présentent une surface rugueuse, ce qui leur confère une grande surface spécifique et donc une capacité d'absorption d'huile élevée, de l'ordre de 60 à 90 ml/100 g.

La morphologie du carbonate de calcium léger peut être classée en différentes formes, fusiformes, cubiques, aciculaires, en chaînes, sphériques, lamellaires et colonnaires, selon la forme de ses grains. Ces différentes formes cristallines peuvent être obtenues en contrôlant les conditions de réaction. Le carbonate de calcium léger est classé en trois types selon sa taille moyenne initiale de particules (d) : carbonate de calcium fin (5 µm), microcarbonate de calcium (1-5 µm), microcarbonate de calcium (0,1-1 µm), carbonate de calcium ultrafin (0,02-0,1 µm) et carbonate de calcium ultrafin (0,02 µm). Les particules de ce type présentent une forme régulière et peuvent être considérées comme une poudre monodisperse ; la distribution granulométrique est étroite et la taille des particules est petite.

Basique DANSses de Pcarbonate de calcium précipité

Papermaking

L'industrie papetière représente l'un des plus importants marchés du carbonate de calcium. Les charges de carbonate de calcium lourd sont principalement utilisées dans la fabrication de papiers d'impression, de papiers publicitaires, de papiers de bureau, de papiers à écrire, etc., ainsi que de papiers à cigarettes, de papiers filtres et de papiers d'information spéciaux à faible grammage. Le carbonate de calcium léger, de meilleure qualité que le carbonate de calcium lourd, présente des avantages tels qu'une granulométrie fine, une blancheur élevée, un prix abordable, un faible pouvoir moussant et une bonne adaptabilité à l'impression. Il est parfaitement adapté comme charge papetière et répond généralement aux exigences d'impression et de qualité optique du papier.

Une analyse pertinente montre que le carbonate de calcium à grains ultrafins en forme de fuseau améliore la qualité et la résistance à l'usure du papier haut de gamme sans modification. De plus, son incorporation dans la pâte à papier permet de simuler des fibres fines et de créer de nombreuses microcavités, ce qui confère au papier une excellente régularité et une bonne imprimabilité.

RUber

Le carbonate de calcium léger est largement utilisé dans les produits en caoutchouc, tels que les pneumatiques, les bandes transporteuses, les tuyaux, les rubans adhésifs et les dispositifs médicaux. Il permet de réduire la quantité de caoutchouc nécessaire, de diminuer les coûts et joue également un rôle de renforcement et de semi-renforcement. L'incorporation de carbonate de calcium léger dans le caoutchouc permet d'obtenir une résistance à la traction, à l'usure et à la déchirure supérieures à celles des sulfures de caoutchouc purs. Il exerce un effet de renforcement significatif sur le caoutchouc naturel et synthétique, tout en modulant la viscosité.

Les propriétés de renforcement et de durcissement du carbonate de calcium aciculaire sont comparativement supérieures à celles des charges ordinaires. Après incorporation, il améliore la résistance, la dureté et la résistance à l'usure du matériau.

Pélastique

Le carbonate de calcium léger peut servir de structure aux produits plastiques, améliorant considérablement leur stabilité dimensionnelle, leur dureté et leur brillance et leur douceur de surface. L'ajout de carbonate de calcium aux produits plastiques courants améliore leur résistance à la chaleur. Grâce à son pouvoir blanchissant supérieur à 90 %, le carbonate de calcium léger peut également remplacer les pigments blancs coûteux et avoir un certain effet blanchissant.

Peindre et Cflocons d'avoine

Le carbonate de calcium est une charge importante dans la fabrication des peintures ; sa finesse et la granulométrie de ces dernières déterminent leur transparence. Le carbonate de calcium léger est largement utilisé dans l’industrie des peintures et constitue un élément essentiel de leur structure. Il entre dans la composition de plus de 30 % des peintures épaisses, de 4 à 7 % des peintures phénoliques émaillées et de plus de 39 % des peintures phénoliques à motifs fins et texturées.

Comparé au calcium lourd, le calcium léger est synthétisé artificiellement et sa structure cristalline ainsi que sa composition sont faciles à contrôler, ce qui lui confère de multiples fonctions. Sa surface spécifique relativement élevée améliore considérablement l'effet de renforcement des revêtements par rapport au calcium lourd. Le calcium léger ordinaire est principalement utilisé dans les revêtements anticorrosion (notamment pour les navires, les conteneurs, les véhicules, les ponts et les structures métalliques, etc.), et plus rarement dans les revêtements architecturaux, les couchages pour papier et les revêtements en poudre. Le calcium léger ultrafin sert non seulement de charge, mais présente également une certaine résistance à l'eau et une action anticorrosion.

jecomme

L'ajout de carbonate de calcium léger à l'encre confère au film de peinture brillance et durabilité. Il assure une tonalité d'impression élégante et uniforme, et sa bonne translucidité, sa brillance et sa fluidité permettent de réduire les coûts de revêtement et d'encre. Le carbonate de calcium nano, sphérique et cubique, présente une meilleure dispersibilité, transparence, brillance et pouvoir couvrant que les autres charges, et est largement utilisé dans les encres de haute qualité pour l'impression rapide et la composition laser.

Médition

Le carbonate de calcium léger est utilisé dans les formulations pharmaceutiques comme agent neutralisant, adjuvant de filtration, agent tampon et de dissolution, ainsi que comme excipient et source de calcium. Sa structure creuse lui confère une bonne biocompatibilité et permet son utilisation comme vecteur de médicaments et biomarqueur diagnostique.

Fbon

Le carbonate de calcium léger est largement utilisé dans l'industrie moderne des compléments alimentaires et des aliments nutritionnels. C'est un additif nutritionnel de haute qualité pour les produits laitiers, la viande, les produits à base de farine, le lait en poudre, les comprimés laitiers et d'autres industries. La fabrication de la pénicilline, de la streptomycine et de l'oxytétracycline nécessite une grande quantité de carbonate de calcium.

Utilisé comme additif alimentaire pour garantir l'apport en calcium nécessaire à l'organisme, le carbonate de calcium entre dans la composition de nombreux produits, tels que les chewing-gums, le chocolat, les yaourts, les comprimés de calcium, les gelées et autres boissons. Le carbonate de calcium léger est employé comme agent alcalin, complément nutritionnel, agent de conditionnement de la pâte, agent de maturation, nutriment pour levures, antiagglomérant, agent de démoulage, additif pour sucres gélifiés et modificateur dans l'industrie agroalimentaire. Le carbonate de calcium de qualité alimentaire présente une teneur élevée en calcium et une faible pureté, notamment en plomb, arsenic, mercure et fer.

Fgraines

Le carbonate de calcium léger est utilisé comme supplément de calcium dans l'alimentation animale. Le carbonate de calcium léger destiné à l'alimentation animale doit répondre aux normes suivantes : teneur en carbonate de calcium (CaCO3) ≥ 98 % ; teneur en carbonate de calcium (Ca) ≥ 39,2 % ; teneur en humidité ≤ 1 % ; teneur en acide chlorhydrique ≤ 0,2 % ; teneur en métaux lourds (Pb) ≤ 0,003 % ; arsenic (As) ≤ 0,0002 % ; sel de baryum (Ba) ≤ 0,030 %.

Tpâte à dents

Le carbonate de calcium léger peut être utilisé dans des produits d'hygiène bucco-dentaire tels que les poudres dentaires, les dentifrices, les cosmétiques, etc. Dans les dentifrices, il sert d'agent de friction, permettant d'éliminer la plaque dentaire et les résidus, de polir les dents sans abîmer l'émail, et de diffuser efficacement les arômes. De plus, son caractère légèrement alcalin neutralise les métabolites acides, comme l'acide citrique, produits par les bactéries de la plaque, réduisant ainsi le pH buccal et exerçant une action combinée : élimination de la plaque acide et neutralisation des métabolites acides dans la cavité buccale.

Scellage UNadhésif

Le carbonate de calcium, utilisé comme charge semi-renforçante dans les adhésifs, modifie les propriétés de la couche adhésive, réduit les coûts et ne réagit pratiquement pas avec le matériau de base. L'ajout d'une certaine quantité de carbonate de calcium à l'adhésif permet d'accroître sa résistance, sa dureté, sa résistance à la chaleur et sa stabilité dimensionnelle, tout en réduisant le retrait au durcissement et le coefficient de dilatation linéaire. En l'absence de charges de renforcement, la résistance des adhésifs pour verre courants est très faible. L'ajout de carbonate de calcium industriel améliore la résistance du joint collé, augmente la dureté superficielle, la viscosité et la conductivité thermique, la ténacité et la résistance à l'usure, améliore la résistance aux milieux de l'adhésif et permet de réduire les coûts. Le carbonate de calcium léger, notamment à l'échelle nanométrique, présente une bonne stabilité granulométrique et une dispersion uniforme, conférant aux mastics d'excellentes propriétés d'élasticité, d'imperméabilité, d'étanchéité à l'air et de rhéologie, ce qui en fait un matériau d'étanchéité idéal.

Céramique

Développement de carbonate de calcium cubique avec une distribution de particules uniforme, qui peut être utilisé pour la production de céramiques densifiées à basse température de 600 ℃.

Ccapable

Le carbonate de calcium léger, utilisé dans les câbles, améliore l'isolation électrique. Son acidité et son alcalinité modérées, sa bonne compatibilité avec les résines, son pouvoir de remplissage accru et ses coûts réduits en font un matériau particulièrement adapté au remplissage des fils et câbles en PVC.

LEl'autre

Le carbonate de calcium léger est également largement utilisé en synthèse organique, en métallurgie, dans la production de verre et d'amiante. Il peut aussi servir d'agent d'ensemencement pour les eaux usées industrielles et d'agent d'élimination du SO₂ dans les gaz résiduaires contenant du SO₂.