碳酸钙

碳酸钙（英文名称：Calcium Carbonate），无机化合物，由钙元素和氧元素组成。化学式为CaCO₃，俗称石灰石，摩尔质量为100.0869g/mol，密度为2.70-2.95g/cm。碳酸钙为白色粉末或晶体，无毒无味，在水中的溶解度较低，属于难溶的碳酸盐，是一种微碱性物质，易与酸反应，放出二氧化碳。碳酸钙分为轻质碳酸钙、重质碳酸钙和活性碳酸钙等，轻质碳酸钙可由碳化法制得；重质碳酸钙可由干法和湿法两种工艺制得；活性碳酸钙可经活化处理和偶联处理制得。碳酸钙广泛应用于橡胶、涂料、油墨、造纸、医药、食品等行业。

自然界中碳酸钙存在于大理石、方解石、白恶、蛋壳、贝壳、珍珠等物质中；锅炉和水壶中的水垢主要成分也是碳酸钙。

在地壳中，方解石是分布最广泛的矿石之一，它大量地存在于土壤中、泥灰岩，还溶解于河水、海水中。每年有大量的碳酸钙以极小的微粒随河水进入海洋，这些极小的微粒碳酸钙会被海洋极小的微生物所吃掉，形成它们的骨骼和介壳。这些动物的骨骼和介壳会沉到海洋的底上，还有一些不定型的颗粒会夹杂着生物的残体和生物腐烂后的生成物，就在海洋底部形成了大量的淤泥状物质。这种淤泥物质会在在海洋底部发生了沉积变质作用这种特殊的化学变化和物理变化，最终逐渐形成了岩石，慢慢地会在海洋底部沉积出来。像珠穆朗玛峰，都是由这些极小的生物所构成。

我国主要石灰石资源分布情况

碳酸钙为白色晶体或粉末，无毒、无臭、无刺激性，熔点为825℃，沸点为800℃，密度为2.70-2.95g/cm相对分子质量为100.0869。常温下，微溶于水，溶解度为0.0014，属于难溶性碳酸盐，温度对溶解度影响很小。

碳酸钙有方解石、文石和球霰石三种不同的结晶形态，分别属于三方、斜方和六方晶系，其中方解石最稳定，文石和球霰石属于非稳晶态，它们的能量依次降低，溶解度也依次降低。方解石和文石是天然的碳酸钙，球霰石则是人工生长的碳酸钙。在自然界中，方解石以石灰石等形式存在；文石的特征形貌一般多为针状，在自然界的存在形式是海洋沉积物和珍珠层；球霸石的特征形貌是球状和片状，在自然界没有天然存在的球霞石。

碳酸钙在900℃的温度下，分解为二氧化碳和氧化钙。

碳酸钙与盐酸、硫酸、硝酸等酸反应，放出二氧化碳，并生成相应的盐。

碳酸钙与二氧化硫、二氧化碳和水反应，放出二氧化碳或变成可溶性的酸式碳酸盐。

碳酸钙与酸式盐、强酸弱碱盐、某些配盐反应，放出二氧化碳或变成可溶性的酸式碳酸盐。

将石灰石粉碎到一定块度，按一定比例放入石灰窑中进行煅烧，该过程反应方程式如下：

经过煅烧生成的生石灰和一定量洁净的热水加入到连续消化机内，使石灰石于水反应生成石灰乳，之后再对石灰乳进行精制。其化学反应为：

通过精制得到的石灰乳用泵输送到碳化塔，从碳化塔的底部向塔内通入窑气，窑气中的二氧化碳的含量约为20%~35%，二氧化碳与石灰乳在塔内进行碳化反应，反应方程式为：

碳化反应生成的碳酸钙经过脱水、烘干、粉碎、过筛和包装后得到轻质碳酸钙。

白云石碳化法工艺流程图

选择铅、锰、硅、铁含量低并且高纯度、高白度的方解石等矿石为原料，将原料经过除渣等预处理后，原料再用额式破碎机粗碎和中碎后，成为35mm以下的碎块，再经雷蒙磨进一步粉碎和研磨，所得的粉体由鼓风机送入分级机进行筛分，符合细度规格要求的产品由气流输送进人收集器，粗的颗粒则返回粉碎机再次加工。根据重质碳酸钙的用途、产量和原料来选择粉碎机，常用的粉碎机有雷蒙磨、球磨机、振动磨、超微细磨等。

干法生产重质碳酸钙

由于干法粉碎存在一个颗粒“粉碎极限的”问题，此时通过普通的机械粉碎很难将颗粒进一步粉碎，因此对一些相对较细的产品需要通过湿法研磨工艺进行生产。湿法工艺技术是在干法粗碎后，加水及有关助剂在研磨器中混合研磨，根据不同要求逐级研磨、浮选等除去矿石中杂质，磨细粒度、提高纯度和白度，制成浆状或膏状产品，也可经分离、干燥制取粉状产品。

轻质或重质碳酸钙加以表面处理即可制得活性轻质碳酸钙或活性重质碳酸钙。表面处理方法主要有活化处理和偶联处理等方法。

活化剂硬脂酸、树脂酸、松香酸等的亲水性基团与轻质碳酸钙分子或重质碳酸钙分子之间进行化学结合，形成单分子活性层，由于在活性层上存在活化剂的亲油性基团，从而改善了碳酸钙在油性基质中的分散性能。

偶联剂用无水有机溶剂稀释成一定浓度，在高速搅拌和高温下与干粉状的碳酸钙混合均匀，使碳酸钙表面形成一单分子层，借助于这一偶联剂的单分子层的“架桥”作用，使无机碳酸钙与有机高分子材料更好地结合起来。

碳酸钙主要是橡胶、塑料的填充改性剂，与其表面处理剂相近，对产品质量性能要求也较为相近。重质碳酸钙一般在橡胶行业中的用量较大。

一些低档的涂料一般填充重质碳酸钙和普通轻质碳酸钙，包括用量较大的建筑材料；一些高档涂料多采用纳米碳酸钙进行填充，如汽车底漆、建筑内墙涂料等。水性涂料的快速发展使涂料钙产品市场用量加大，尤其使得一些彩色水性涂料制品对纳米碳酸钙的需求逐渐增加。

油墨用的碳酸钙多为颗粒形状，为立方形的轻质碳酸钙，表面活化剂常采用树脂酸，主要用于树脂型胶印油墨中，调节油墨流动性能、降低产品成本。

造纸专用的碳酸钙包括重钙和轻钙，在各类纸中填充量达到5%~30%。碳酸钙的填入不但降低了成本，同时也提高了纸张的白度和强度。主要以重质碳酸钙为主，因为它白度高、吸油值低、粒度均匀，更适合造纸填料的需要。

碳酸钙是制药工业培养基中的重要组成成分，可以提供钙元素，还能作为微生物发酵的缓冲剂。在药片中，碳酸钙作为填料，在止酸药和胃药中起一定的药理作用。

碳酸钙可以作为食品添加剂，在食品中添加适量的碳酸钙可提供人体所需的钙质。某些食品中添加碳酸钙既可降低成本，又可作为基质材料。

GHS分类

ADI（Acceptable Daily Intake）不作限制性规定。按中国食品营养强化剂使用卫生标准（GB14880-1994）,碳酸钙可用于谷类及其制品，用量为4~8g/kg；饮料、乳饮料，用量为1~2g/kg；婴幼儿食品，用量为7.5g/kg。

本产品不燃，没有爆炸性。

长期吸入石灰石粉尘，常出现上呼吸道的萎缩性卡他、支气管炎，同时伴有肺气肿，粉碎工人可以看到弥漫-硬化型尘肺。工作时应注意保护呼吸器官及皮肤，穿戴口罩、手套、工作服、以防吸入粉尘。

吸入：立即将人移动到新鲜空气中。

眼睛接触：立即用大量水冲洗眼睛，偶尔抬起下眼睑和上眼睑，就医。

皮肤接触：立即用肥皂和水清洗受污染的皮肤。

贮存于阴凉、干燥的库房，避免与酸性物质共同储存，要注意防潮；运输时要防止雨淋，搬运时要小心轻放，防止散包。

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每日允许摄入量

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