碳酸鈣性質、用途與生產工藝
碳酸鈣又稱石灰石、石粉，是地球上常見的一種化學物質，屬于無機鹽礦物，呈堿性，難溶于水，易溶于酸，天然存在于霰石、方解石、白堊、石灰巖、大理石、石灰石等巖石內，石灰巖層里不溶性碳酸鈣和溶有二氧化碳的水作用能轉化成碳酸氫鈣，溶有碳酸氫鈣的水也可析出碳酸鈣，這就是溶洞的形成原因。
鈣是維持人體神經、肌肉、骨骼系統、細胞膜和毛細血管通透性正常功能所必需，動物骨骼或外殼的主要成份就是碳酸鈣。藥用和食用添加中使用的碳酸鈣是采用方解石而制得，由于經凈化、殺菌、過濾、精制后具有補鈣作用，在制備青霉素、鏈霉素、土霉素的過程中，需要大量使用。在食品中作為添加劑，以保證人體所必須的鈣攝入，如口香糖、巧克力和娃哈哈、巨能鈣、果凍喜之郎等飲料中作強化劑，達到人體對鈣的需求。
根據生產方法的不同，可以將碳酸鈣分為輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣和活性碳酸鈣。
輕質碳酸鈣（簡稱輕鈣）的制備方法是將石灰石等原料煅燒生成石灰（主要成分為氧化鈣）和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳（主要成分為氫氧化鈣），然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸鈣沉淀，最后經脫水、干燥和粉碎而制得?；蛘呦扔锰妓徕c和氯化鈣進行復分解反應生成碳酸鈣沉淀，然后經脫水、干燥和粉碎而制得，主要用于橡膠、塑料、造紙和涂料、油墨等工業中作填充劑，并可用于牙粉、牙膏、化妝品等日用化工制品中，還可以用于有機合成、冶金、玻璃和石棉生產中。
重質碳酸鈣（簡稱重鈣）的制備方法是用機械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白堊、貝殼等而制得，它是優良的填充劑和性能改良劑，廣泛用于塑料、橡膠、造紙、涂料、飼料、醫藥、日用化工、玻璃、陶瓷等領域。
活性碳酸鈣（簡稱活鈣）的制備方法是用表面改性劑對輕鈣或重鈣進行表面改性而制得，經改性處理后的碳酸鈣粉體，表面形成一種特殊的包層結構，能顯著改善在聚烯烴等高聚物基體中的分散性和親和性，并且能與高聚物基體間產生界面作用，從而提高制品的抗沖擊強度，是一種性能優良的增量型填充助劑。
與酸反應產生使石灰水變渾濁的氣體二氧化碳，這是鑒定碳酸根離子的最簡便的方法。
近年來，隨著我國橡膠工業的快速發展，碳酸鈣的用量不斷提高。
1）輪胎：輕質碳酸鈣和納米碳酸鈣常部分替代低結構炭黑和白炭黑用于力車輪胎外胎膠(用量超過70 份)和內胎膠，汽車輪胎胎體簾布膠、氣密層
膠、內襯層膠和內胎膠中以降低生產成本。另外，納米碳酸鈣與超細活性氧化鋅并用替代普通氧化鋅可提高轎車輪胎胎面膠的拉伸強度、拉斷伸長率、耐屈撓性能和耐疲勞性能。
2）膠管和膠帶：輕質碳酸鈣和納米碳酸鈣用于膠管和膠帶，一是起白色補強填充劑的作用，二是改善膠料的分散性。碳酸鈣在膠管中可用于普通膠管、彩色膠管、液壓膠管及短纖維補強膠管等，在膠帶中可用于輸送帶、傳動帶和同步帶等。
3）膠鞋：碳酸鈣能適應不同的色彩要求，可提高膠料的混煉和擠出性能，在膠鞋中應用十分廣泛，常與炭黑、白炭黑、鈦白粉和陶土等并用用于膠鞋的鞋面、鞋底和鞋跟等部。
4）電線電纜：碳酸鈣一般與炭黑、白炭黑、陶土和滑石粉等并用作礦用電線電纜、船用電線電纜、高壓電線電纜等護套及電器電線電纜膠料的補強填充劑。在含氯橡膠，如CR 、氯化聚乙烯橡膠(CM)和氯化順丁橡膠等作主體材料的電線電纜膠料中，碳酸鈣除起補強填充劑的作用外，還起降低膠料酸性和吸收膠料加工過程中產生的氯化氫，從而避免膠料出現硫化延遲和返原現象的作用，同時改善膠料的擠出性能。
活性碳酸鈣主要用作橡膠、塑料等的補強劑，可提高制品的抗張強度、耐磨性能，使發泡橡膠發泡均勻，也可用作油墨和涂料的填充劑。
碳酸鈣粉末是一種重要的無機化工產品，廣泛應用于橡膠、塑料、油漆、造紙、食品、化妝品、醫藥及日用化工等行業。由于碳酸鈣表面具有許多水羥基，表面是親水疏油性的，易形成聚集體，分散性能差，直接影響應用。如碳酸鈣應用于聚合物或橡膠產品中時，它不能與高聚物產生化學結合，難以起補強作用，而僅能起增容作用。因此，由于填充碳酸鈣后會引起聚合物某些性能下降，特別是過量填充，更會使高聚物性能急劇下降，以致制品無法使用。
為了使碳酸鈣粉末具有需要的性能，可以通過物理或化學方法將表面處理劑吸附或反應在碳酸鈣粉末的表面，形成表面改性層，使其表面活性化，從而改善與高聚物或其他材料的結合力。此外，經活化改性的碳酸鈣用作填充劑時，提高了分散性及流動性，避免團聚結塊現象，顯著改善制品表面的外觀質量。
碳酸鈣的活性改性主要可分為濕法表面處理及干法表面處理兩類。濕法表面處理用于碳化法生產輕質碳酸鈣時或超細碳酸鈣時，在碳化前或碳化后加入熔融的表面處理劑。干法表面處理是將碳酸鈣成品放入捏和機內，加入偶聯劑后進行表面包覆操作。本品是以輕質碳酸鈣為原料，采用干法處理制取活性碳酸鈣，具有處理方法簡便可行的特點，所得產品在塑料、橡膠、造紙、食品及醫藥等行業均具有廣闊的市場。
每100毫升水中的溶解克數:
6.170×10-4/20℃
鈣試劑制備 稱取預經105～110℃烘過2h的分析純氯化鈉10g，于研缽中研細，再稱取鈣試劑(鉻藍墨R)0.1g，在同一研缽中與氯化鈉混勻。貯于棕色瓶中。
測定稱取0.5g經110～120℃烘至恒重的試樣(稱準至0.0002g)，置于100ml高型燒杯中，用少量除去二氧化碳的水濕潤，蓋上表面皿，逐漸滴加1：1鹽酸溶液至全部溶解，加水稀釋，并轉移至250ml容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。吸取25ml于250ml錐形瓶中，加5mI。30%三乙醇胺溶液、25ml水及5mI。10%氫氧化鈉溶液，使溶液的pH≥12，加少量固體鈣試劑，用0.02mol/L乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)標準溶液滴定，溶液由紅變紫到純藍色。
碳酸鈣(%)=V?c×0.1001/G×25/250×100
式中V一滴定所耗EDTA標準溶液的體積，ml；
c——EDTA標準溶液的濃度，mol/L；
G——試樣量，g；
0.1001——碳酸鈣的毫摩爾量，g。
ADI不作限制性規定(FAO/WHO，2001)。
GRAS(FDA，§．184．1191，§182．5191，2000)。
LD
50 6450mg/kg(大鼠，經口)。
GRAS(FDA§184．1191；§182．5191：2000)。
參見活化碳酸鈣。
參見重質碳酸鈣。
長時間吸人石灰石粉塵，常出現上呼吸道的萎縮性卡他、支氣管炎，同時伴有肺氣腫，粉碎工人可看到彌漫-硬化型塵肺。
石灰石粉塵的最高容許濃度為6 mg/m
3，美國大理石粉塵容許濃度為10 mg/m
3。
工作時應注意保護呼吸器官及皮膚，穿戴口罩、手套、工作服，以防吸人粉塵。
GB 14880—94：谷類及其制品、飲料4～8g/kg；強化乳飲料0.52g/kg(以元素鈣計強化量：谷類及其制品、飲料1.6～3.2g/kg；嬰幼兒食品3.0～6.0g/kg)。
GB 2760—2001：輕質碳酸鈣可用于需添加膨松劑的各類食品及膠姆糖膠基，按GMP。亦可用于面粉改良劑，0.03%(面粉中)；乳粉7.5～18g/kg。豆奶粉、豆粉，4～20g/kg；軟飲料0.4～3.4g/kg；藕粉6～8g／k；即食早餐谷物制品，2～7g/kg
GB 14880—94(以Ca計；g/kg)；飲料，1.6～3.2；谷類及其制品，1.6～3.2；嬰幼兒食品，3.0～6.0(碳酸鈣含鈣40%)。
FDA§184．1191(2000)：不作限制性規定，GMP。
BATF，27CFR，§240．1051(2000)：葡萄酒，13.62kg／3785L。
FAO/WHO(1984)：可可粉及含糖可可粉、可可豆粉、可可液塊和可可油餅，5g/kg(以無脂可可部分為基準，按K2CO3計)；加工干酪40g/kg(以無水物計)；僅以物理方法防腐的濃縮果汁、嬰兒、兒童谷物食品(按GMP)；低倍濃縮奶、甜煉乳、稀奶油(單用2g/kg，與其他穩定劑合用量3g/kg；以無水物計)；奶粉、稀奶油粉5g/kg(以無水物計)；果醬和果凍200mg/kg(以Ca計)。
亦可用于面包(0.25%)、糖食制品、嬰兒食品(代乳粉等)、面條、乳制品、餐桌用食鹽、魚糕、香腸、香辛料等的鈣強化劑。釀造用水的硬化劑，酒的脫酸劑，飴糖的中和劑。與食鹽混用于腌菜。用于冰淇淋制造和酸法制造葡萄糖。肉糜制品使用聚磷酸鹽作為品質改良劑時，最好添加鈣劑以使鈣、磷平衡(添加量0.5%～1.5%，以鈣計)。膠姆糖的醋酸乙烯膠基中添加5%～10%。
制造葡萄酒時對酸度過高的果汁(1.5%以上)，可用碳酸鈣(或碳酸鉀)除去部分酸。每100L葡萄汁除去0.1%的酸，需加66g碳酸鈣?？稍诎l酵完畢后除酸。
復合膨松劑中也可添加適量碳酸鈣。防止硬糖固結。促進牛奶巧克力結晶，用量2.4%。
日本最高使用量(以鈣計)：一般食品l%，膠姆糖2%。
易與酸、明礬、銨鹽起作用，需加注意。
添加劑中文名稱
允許使用該種添加劑的食品中文名稱
添加劑功能
最大允許使用量（g/kg）
最大允許殘留量（g/kg）
碳酸鈣
孕產婦配方粉
營養強化劑
3-7.2g/kg（以鈣元素計）
碳酸鈣
西式糕點
營養強化劑
267-533mg/100g（以鈣計）
碳酸鈣
兒童配方粉
營養強化劑
300~600mg/100g
碳酸鈣
餅干
營養強化劑
267~533mg/100g（以鈣計）
化學性質
白色粉末，無臭、無味。 幾乎不溶于水。不溶于醇。
用途
用于提高聚氯乙烯軟質制品的抗撓曲性，也廣泛用于橡膠、膠粘劑和密封膠作填料和補強劑
用途
用作分析試劑、基準試劑、硅單晶切片膠和厚膜電容材料
用途
主要用作橡膠、塑料、涂料行業的填充、補強材料
用途
用于生產水泥、陶瓷、石灰、二氧化碳、粉筆、人造石、油灰，并用作顏料、中和劑、擦光劑、塑料與橡膠填充劑
用途
用于橡膠、電線、人造革、涂料、油墨、紙張等的填充料
用途
用于制水泥、陶瓷、石灰、鈣鹽、牙膏、染料、顏料、礦泉水、人造石、油灰、中和劑、催化劑、填料、醫藥品等。
用途
用作塑料、橡膠、涂料的填料
用途
用于生產無水氯化鈣、重鉻酸鈉、玻璃、水泥、建筑材料等
用途
用于橡膠、塑料、油墨、油漆、涂料、造紙和日用化工等行業作填充料、增量劑、補強劑
用途
可代替部分半補強炭黑作橡膠補強劑，還用于造紙、塑料、油漆等方面
用途
主要用于橡膠、塑料、造紙和涂料、油墨等工業中作填充劑，并可用于牙粉、牙膏、化妝品等日化用品中
用途
用于造紙、水溶性乳膠漆、塑料填充改性等
用途
是橡膠的填充料，可使橡膠色澤光艷、伸長率大，拉伸強度高，耐磨性能良好。還用作制人造革、電線、聚氯乙烯、涂料、油墨和造紙等工業的填料。用于生產微孑L橡膠時，可使其發泡均勻。
用途
醫藥行業中用于藥品的填充、補鈣保健品等
用途
在食品加工中作疏松劑、發酵劑和營養鈣質補充劑
用途
用于橡膠、塑料、造紙、建筑材料以及醫藥和食品等領域
用途
廣泛用于塑料、橡膠、涂料、造紙等行業，用作填料及補強劑
用途
用作制碳酸鈣等化工原料及橡膠、油漆等的填充劑
用途
用于造紙及塑料填充劑
用途
作化學膨松劑，我國規定可用于各類需添加膨松劑的食品，按生產需要適量使用；作面粉改良劑，用于面粉中，最大使用量為0.03g/kg。
用途
用于橡膠中，可有效提高橡膠制品的抗壓強力、耐磨性和抗擠壓強度；用于塑料制品中，使制品表面光潔、平滑，代替部分PVC樹脂用量；用于造紙，可提高涂布紙的光澤度、白度和不透明度，改善紙張的印刷適性，廣泛用于消光紙、無炭復寫紙、紙定量涂布紙、白卡紙等。
用途
作為飼料營養強化劑。
用途
按粉碎細度的不同，工業上分為四種不同規格：單飛、雙飛、三飛、四飛，分別用于各工業部門。單飛粉用于生產無水氯化鈣，是重鉻酸鈉生產的輔助原料，也是玻璃及水泥生產的主要原料，此外，還用于建筑材料和家禽飼料等；雙飛粉是生產無水氯化鈣和玻璃等的原料，也是橡膠和油漆的白色填料，還用于建筑材料等；三飛粉可用作塑料、涂料及油漆的填料；四飛粉可用作電線絕緣層之填料、橡膠模壓制品以及瀝青制油氈的填料。
用途
作鈣質營養強化劑，較碳酸鈣吸收效果好。我國規定可用于嬰幼兒食品，使用量為7.5~15g/kg；在谷類及其制品中為4～8g/kg；在飲液和乳飲料中為1～2g/kg。
用途
可用作橡膠、塑料、造紙、膩子、底漆、涂料和油墨等行業的填料。廣泛用于有機合成、冶金、玻璃和石棉等生產中。也可用作工業廢水的中和劑、胃與十二指腸潰瘍病的制酸劑、酸中毒的解毒劑、含二氧化硫廢氣中二氧化硫消除劑、乳牛飼料添加劑和油毛氈的防粘劑等。還可用作牙粉、牙膏及其它化妝品的原料。
用途
用于牙膏、醫藥等方面。亦可用作保溫材料和其他化工原料。
用途
鈣質強化劑。
用途
可用作橡膠、塑料、造紙、涂料和油墨等行業的填料。廣泛用于有機合成、冶金、玻璃和石棉等生產中。也可用作工業廢水的中和劑、胃與十二指腸潰瘍病的制酸劑、酸中毒的解毒劑、含二氧化硫廢氣中的二氧化硫消除劑，乳牛飼料添加劑和油毛氈的防粘劑等。還可用作牙粉、牙膏及其他化妝品的原料。
用途
用作填料，用于電焊條，有機合成，冶金，玻璃，石棉，醫藥，日用化工等部門。
生產方法
碳化法將選過的石灰石破碎至50～150mm，無煙(白)煤的粒度為38～50mm。煤與石灰石以1：8～1：11比例放入爐內，在900～1100℃下煅燒，使石灰石在高溫下分解成生石灰及二氧化碳。用3～5倍水，在90℃下經消化溶解1.5～2.0h，得石灰乳濃度為10～18°Bé，經過濾除雜進行碳化。二氧化碳經洗滌凈化后送入碳化塔，濃度為30%～40%，碳化溫度60～70℃，碳化壓力為0.078 Mpa，碳化終點控制pH值為7。碳酸鈣漿料經離心脫水(含水率32%～42%)。干燥(含水率達0.3%以下)，再經冷卻、粉碎、過篩，制得輕質碳酸鈣成品。其
CaCO3→CO2+CaO
CaO+H2O→Ca(OH)2
Ca(OH)2+C02→CaCO3+H2O
生產方法
由蛋殼、珊瑚、貝殼、魚獸骨、珍珠層等未經燒結的生物原料經清洗、粉碎、過篩而成。
生產方法
氯化鈣碳化法氫氧化鈣與鹽酸反應生成氯化鈣，經活性炭脫色、過濾除雜，使氯化鈣在氨水存在下用二氧化碳碳化即得碳酸鈣，再經結晶、分離、洗滌、脫水、烘干、篩選，制得晶體碳酸鈣成品。其
Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+2H2O
CaCl2+2NH3·H2O+CO2→CaCO3+2NH4Cl+H2O
生產方法
碳化法。其
CaCO3→CO2+CaO
CaO+H2O→Ca(OH)2
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
操作方法：將精選過的石灰石破碎至50～150mm，無煙（白）煤的粒度為38～50mm。煤與石灰石以1:8～1:11比例放入爐內，在900～1100℃煅燒，使石灰石在高溫下分解為生石灰及二氧化碳。用3～5倍水，在90℃將生石灰消化溶解1.5～2h，得石灰乳密度為1.075～1.143g/cm
3 ，經過濾除雜質進行碳化。二氧化碳經洗滌凈化后送入碳化塔，濃度為30%～40￥，碳化溫度60～70℃，碳化壓力為0.078MPa，碳化終點控制pH值為7。碳酸鈣料漿經離心脫水（含水率32%～42%）。干燥（含水率在0.3%以下），再經冷卻、粉碎過篩，制得輕質碳酸鈣產品。
生產方法
由蛋殼等生物原料，經清洗、粉碎、過篩等精制即得產品。
生產方法
粉碎法將白石(天然石灰石)先在顎式破碎機中粗碎，使其塊度達40--60mm，再用提升機提升至雷蒙粉碎機進行粉碎。用鼓風機將已粉碎之半成品吹至旋風分級器，進行分級。粗品返回粉碎機進行再加工。合格產品經旋風分離器分離后即得產品。
生產方法
以石灰石（含碳酸鈣98%以上）為原料，經煅燒、消化、CO2碳酸化制得：
將粉碎至50-150mm的石灰石與焦碳（30-50mm)按1：10的比例混合后，在石灰窯中經高溫（1000-1100℃）煅燒得生石灰。生石灰用3-5倍的熱水在60-80℃下消化1h，所得石灰乳經除渣、過濾精制得相對密度為1.07-1.11（10-14Bé）的石灰乳。來自石灰窯并經洗滌凈化過的CO2氣體（含CO220%-35%）通入石灰乳，于40-45℃下碳酸化析出碳酸鈣沉淀。自然沉降一段時間后，析去上層清液，下層碳酸鈣經離心脫水得含水30%到37%的濾餅。經干燥、粉碎即得成品。
生產方法
研磨法濕磨鈣的原料是重質碳酸鈣或白度>93度、含鈣量＞98%的方解石，經配料、濕磨、壓濾、燒干、包裝，制得超細碳酸鈣。
沉淀法 石灰石經高溫煅燒生成氧化鈣和二氧化碳，將石灰加水消化得氫氧化鈣，石灰乳經分級后與凈化的二氧化碳反應，碳化結晶時加入結晶控制劑，以控制結晶晶型，或加入乳化劑和表面處理劑，使活性劑與剛生成的微細碳酸鈣顆粒表面均勻覆蓋，碳化結晶后再經離心脫水、干燥、分級、包裝制得超細碳酸鈣。其反應如下：
CaCO3→CaO+CO2↑
CaO+H2O→Ca(OH)2
Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O
CaCO3+表面處理劑→超細碳酸鈣
其中表面處理劑為可溶性脂肪酸甘油酯、鈦酸鹽、鋁酸鹽偶聯劑等。
生產方法
將粉碎至50～150mm的石灰石與焦炭(30～50mm)按1：10的比例混合后，在石灰窯中經高溫(1000~1100℃)煅燒制得生石灰。生石灰用3～5倍的熱水，在60~80~C下消化1h，所得灰生乳經除渣、過濾精制得相對密度1.07～1.11(10～14°Bè)的石灰乳；將來自石灰窯并經洗滌凈化過的CO2氣體(含CO220%～35%)通入石灰乳，在40～45℃下碳化析出碳酸鈣沉淀。自然沉降一段時間后，析去上層清液，下層碳酸鈣經離心脫水得含水率30%～37%的濾餅，經干燥、粉碎即得成品。
CaCO3→CaO+CO2
CaO+H2O→Ca(OH)2[CO2] →CaCO3+H2O
生產方法
碳化法石灰石在高溫下煅燒之后，先用水消化，再經篩濾、碳化使生成碳酸鈣，漿液放入熟漿池中，在攪拌下緩慢施膠。每噸施膠量為54 kg。
膠的配制：取4.5 kg36°é雎的氫氧化鈉，加入70℃水40 kg、調和配成溶液I；另取硬脂酸15 kg，加水40 kg，加熱溶解，在攪拌下緩緩加入溶液I中，使生成硬脂酸鈉。然后，再加6kg太古油，將溶液調至中性，再加水至總量為162kg，可供3 t成品之用。
成品中含脂量達0.5%時，借自然或通風風干，使水分含量降至10%～15%，在80℃下烘干，使含水分達0.5%以下，然后過篩，制得活化碳酸鈣成品。其
CaCO3→CaO+CO2↑
CaO+H2O→Ca(OH)2
Ca(OH)2 +CO2→CaCO3+H2O
類別
有毒物質
毒性分級
低毒
急性毒性
口服-大鼠 LD50: 6450 毫克/公斤
刺激數據
皮膚-兔 500 毫克/24小時 中度; 眼睛-兔 0.75 毫克/24小時 重度
可燃性危險特性
熱分解排出辛辣刺激煙霧
儲運特性
庫房低溫通風干燥
滅火劑
水
碳酸鈣
上下游產品信息
上游原料
下游產品