Carbonate de calcium précipité (PCC), également connu sous le nom de lumière carbonate de calcium, is made from calcining limestone and other raw materials. Limestone is first calcined to produce lime (mainly calcium oxide) and carbon dioxide. Water is added to the lime to form lime slurry (mainly calcium hydroxide). Carbon dioxide is then passed into the lime slurry to precipitate calcium carbonate. The calcium carbonate is then dewatered, dried, and ground into powder. Alternatively, sodium carbonate and calcium chloride react to form calcium carbonate, which is then processed similarly.
Méthode de préparation du carbonate de calcium précipité
- Méthode de carbonatation : Calcaire La chaux et d'autres matières premières sont calcinées pour produire de la chaux (principalement de l'oxyde de calcium) et du dioxyde de carbone. De l'eau est ajoutée à la chaux pour former un lait de chaux (principalement de l'hydroxyde de calcium). Le dioxyde de carbone est ensuite introduit dans le lait de chaux pour précipiter le carbonate de calcium. Enfin, le précipité de carbonate de calcium est déshydraté, séché et broyé pour produire du carbonate de calcium léger.
- Méthode au carbonate de sodium (Na2CO3) et au chlorure de calcium : Ajoutez du chlorure de calcium à la solution aqueuse de carbonate de sodium pour générer un précipité de carbonate de calcium.
- Méthode à la soude caustique : Lors de la production de soude caustique (NaOH), du carbonate de calcium léger peut être obtenu comme sous-produit. L'ajout de lait de chaux à une solution de carbonate de sodium provoque la précipitation du carbonate de calcium. Une solution de soude caustique est alors produite. Le précipité de carbonate de calcium est ensuite déshydraté, séché et broyé pour produire du carbonate de calcium léger.
- Méthode au chlorure de calcium : Le lait de chaux est traité à l'acide chlorhydrique pour produire une solution de chlorure de calcium. Cette solution absorbe l'ammoniac gazeux, puis est carbonatée au dioxyde de carbone, ce qui entraîne la précipitation du carbonate de calcium.
- Méthode Solvay : Lors de la production de carbonate de sodium, du carbonate de calcium léger peut être obtenu comme sous-produit. L'eau salée saturée absorbe l'ammoniac gazeux et est ensuite gazéifiée au dioxyde de carbone, ce qui entraîne la précipitation de bicarbonate de sodium et d'une solution de chlorure d'ammonium. Du lait de chaux est ajouté à la solution de chlorure d'ammonium, produisant une solution de chlorure de calcium-ammoniac. Cette solution est ensuite gazéifiée au dioxyde de carbone pour précipiter le carbonate de calcium.
Lumière Poudre de carbonate de calcium Caractéristiques
La forme de carbonate de calcium précipité can be classified into spindle, cubic, needle, chain, spherical, plate, and tetragonal prism shapes based on the crystal morphology of calcium carbonate. These different crystal forms of calcium carbonate can be obtained by controlling the reaction conditions. Light calcium carbonate is divided into the following categories based on its original average particle size (d):
- Microparticules de carbonate de calcium (5 μm)
- Carbonate de calcium microfin (1-5 μm)
- Carbonate de calcium ultrafin (0,1-1 μm)
- Carbonate de calcium superfin (0,02-0,1 μm)
- Carbonate de calcium nanométrique (0,02 μm)
Les formes des particules sont régulières et peuvent être considérées comme une poudre monodispersée avec une distribution granulométrique étroite.
Utilisations de base du carbonate de calcium précipité
Fabrication du papier
L'industrie papetière est l'un des plus grands marchés pour le carbonate de calcium. Les charges à base de carbonate de calcium broyé (GCC) sont principalement utilisées dans les papiers imprimés, les papiers publicitaires, les papiers de bureau et les papiers d'écriture, à l'exception du papier à cigarettes, du papier filtre et des papiers spéciaux à faible grammage. Comparé au GCC, le carbonate de calcium précipité présente une qualité supérieure, une granulométrie plus fine, une blancheur plus élevée, un coût inférieur, un faible pouvoir moussant et une meilleure imprimabilité. Il est particulièrement adapté comme charge pour papier et peut répondre aux exigences d'impression et de performances optiques du papier.
Des études montrent que le carbonate de calcium ultrafin fusiforme, sans modification, peut améliorer la qualité et la résistance à l'abrasion du papier haut de gamme. L'ajout de carbonate de calcium fusiforme à la pâte permet d'imiter les fibres fines et de créer de nombreuses petites poches d'air. Il en résulte un excellent lissé et une excellente imprimabilité du papier.
Caoutchouc
Le carbonate de calcium précipité est largement utilisé dans les produits en caoutchouc, tels que les pneus, les bandes transporteuses, les tuyaux, les feuilles de caoutchouc et les produits médicaux en caoutchouc. Il permet de réduire la quantité de caoutchouc utilisée, de diminuer les coûts et d'assurer un renforcement et un semi-renforcement. L'ajout de carbonate de calcium léger au caoutchouc lui confère une résistance à la traction, à l'usure et à la déchirure supérieures à celles des vulcanisats de caoutchouc pur. Il renforce également significativement les caoutchoucs naturels et synthétiques et permet d'en ajuster la consistance. Comparé aux charges classiques, le carbonate de calcium en forme d'aiguilles offre des propriétés de renforcement et de ténacité supérieures. Une fois ajouté aux matériaux, il améliore leurs propriétés telles que la résistance, la dureté et la résistance à l'usure.
Plastique
Le carbonate de calcium précipité joue un rôle essentiel dans la structure des produits plastiques et contribue significativement à leur stabilité dimensionnelle. Il peut améliorer la dureté du produit, ainsi que la brillance et le lissé de sa surface. L'ajout de carbonate de calcium aux produits plastiques courants augmente la résistance à la chaleur. Grâce à sa blancheur supérieure à 90%, le carbonate de calcium léger peut également remplacer les pigments blancs coûteux, offrant ainsi un effet blanchissant.
Peinture
Le carbonate de calcium est une charge importante dans la production de peinture. Sa finesse et sa distribution granulométrique déterminent la transparence de la peinture. Le carbonate de calcium léger est largement utilisé dans l'industrie de la peinture et constitue un matériau de base indispensable. Dans les peintures épaisses, sa concentration dépasse 30%, dans les vernis phénoliques, elle est de 4 à 7%, et dans les peintures phénoliques à texture fine et ridée, elle dépasse 39%.
Revêtement
Comparé au carbonate de calcium moulu (GCC), le carbonate de calcium léger est produit synthétiquement, ce qui rend sa forme cristalline et sa composition plus faciles à contrôler, permettant l'ajout de diverses fonctions.
Sa surface spécifique relativement élevée le rend plus efficace que le GCC comme agent de renforcement dans les revêtements. Le carbonate de calcium léger est couramment utilisé dans les revêtements de construction, les revêtements pour papier et les revêtements en poudre, principalement dans les revêtements anticorrosion, notamment pour les revêtements marins, les revêtements pour conteneurs, les sous-couches pour véhicules et la protection contre la corrosion des ponts et des structures en acier. Outre son utilisation comme charge, le carbonate de calcium léger ultrafin offre également des propriétés de résistance à l'eau et d'inhibition de la corrosion.
Encre
When Precipitated calcium carbonate is used in inks, it helps achieve a clear and long-lasting gloss on the paint film. It enhances the ink’s printing tone, making it elegant and uniform. Its excellent translucency, gloss, and fluidity also help reduce coating and ink costs. Spherical and cubic nano-calcium carbonate, with better dispersion, transparency, gloss, and opacity than other fillers, are widely used in high-quality inks for high-speed printing and laser typesetting.
Pharmaceutique
Le carbonate de calcium léger est utilisé dans les formulations pharmaceutiques comme agent neutralisant, adjuvant de filtration, tampon, agent dissolvant, agent de remplissage et complément calcique. Le carbonate de calcium, doté d'une structure creuse, présente une excellente biocompatibilité et peut être utilisé comme système d'administration pharmaceutique et marqueur diagnostique.
Nourriture
Le carbonate de calcium précipité est largement utilisé dans l’industrie moderne de la supplémentation en calcium et de la nutrition alimentaire.
Il est utilisé comme fortifiant nutritionnel de haute qualité dans les produits laitiers, les produits carnés, les pâtes, le lait en poudre, les comprimés de lait et autres industries connexes. En tant qu'additif alimentaire, le carbonate de calcium léger assure l'apport en calcium nécessaire à l'organisme. Il est couramment utilisé dans des produits comme les chewing-gums, le chocolat, les yaourts, les comprimés de calcium, les gelées et les boissons pour renforcer les niveaux de calcium. Dans la transformation des aliments, il agit comme agent alcalin, complément nutritionnel, conditionneur de pâte, agent de saumurage, nutriment pour levure, antiagglomérant, agent levant, adjuvant pour bonbons gélifiés et modificateur. Le carbonate de calcium de qualité alimentaire présente une grande pureté, une faible teneur en impuretés et des teneurs particulièrement faibles en plomb, arsenic, mercure, fer et autres indicateurs.
Alimentation
Le carbonate de calcium léger est utilisé comme complément calcique dans la transformation des aliments pour animaux. Il doit répondre aux normes suivantes :
- Teneur en carbonate de calcium (CaCO3) ≥ 98%
- Teneur en calcium (Ca) ≥ 39,2%
- Teneur en humidité ≤ 1%
- Teneur en acide chlorhydrique ≤ 0,2%
- Métaux lourds (Pb) ≤ 0,003%
- Arsenic (As) ≤ 0,0002%
- Sels de baryum (Ba) ≤ 0,030%
Dentifrice
Precipitated calcium carbonate can be used in daily chemical products such as tooth powder, toothpaste, and cosmetics. In toothpaste, light calcium carbonate acts as an abrasive, effectively removing dental plaque and food residues, polishing the teeth without damaging the enamel. It also enhances fragrance transmission and paste spreading. Additionally, with its mild alkalinity, it neutralizes acidic metabolic products, such as citric acid, from dental plaque bacteria, lowering the oral pH. This provides multiple benefits, including the removal of acidic plaque and neutralizing acidic metabolic products in the mouth.
Adhésif d'étanchéité
Le carbonate de calcium, en tant que charge semi-renforcée, est utilisé dans les adhésifs pour améliorer les propriétés de la couche adhésive, réduire les coûts et, de manière générale, rester inerte avec le matériau de base. L'ajout d'une certaine quantité de carbonate de calcium aux adhésifs peut améliorer la force d'adhérence, la dureté, la résistance à la chaleur, la stabilité dimensionnelle et réduire le retrait de durcissement et les coefficients de dilatation linéaire. Par exemple, les adhésifs pour verre courants, sans charges de renforcement, ont une faible force d'adhérence. L'ajout de carbonate de calcium industriel améliore la résistance du joint adhésif, augmente la dureté de surface, la viscosité et la conductivité thermique, améliore la résistance aux chocs et à l'usure, et améliore la résistance de l'adhésif à divers milieux, tout en réduisant les coûts. Le carbonate de calcium léger, en particulier de qualité nanométrique, présente une bonne stabilité granulométrique et une dispersion uniforme, ce qui lui confère d'excellentes propriétés d'élasticité, d'imperméabilité, d'étanchéité à l'air et de rhéologie pour les mastics, ce qui en fait un matériau d'étanchéité idéal.
Céramique
Développer du carbonate de calcium cubique avec une distribution uniforme des particules, qui peut être utilisé pour la densification des céramiques fabriquées à basse température de 600℃.
Câble
Dans les câbles, le carbonate de calcium léger améliore les propriétés d'isolation électrique, maintient un pH adéquat et offre une bonne compatibilité avec les résines. Il augmente la teneur en charge, réduit les coûts et est particulièrement adapté aux fils et câbles en PVC.
Autre
Le carbonate de calcium léger est également largement utilisé en synthèse organique, en métallurgie, dans la production de verre et dans la fabrication d'amiante. Il peut être utilisé comme agent de traitement des eaux usées industrielles et comme éliminateur de SO₂ dans les gaz contenant du SO₂.
Conclusion
En conclusion, le carbonate de calcium précipité (PCC) offre un large éventail de propriétés intéressantes, notamment une grande pureté, une granulométrie fine et une excellente dispersibilité. Ces caractéristiques en font un matériau polyvalent pour diverses industries telles que le papier, les plastiques, les revêtements, les produits pharmaceutiques et l'agroalimentaire. Sa capacité à améliorer les performances, à réduire les coûts et à optimiser la qualité des produits fait du PCC un composant essentiel de nombreux procédés de fabrication. Grâce à l'innovation continue des industries, les applications du PCC vont sans aucun doute se développer, favorisant ainsi de nouvelles avancées en matière de développement et d'efficacité des produits.
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