Carbonato di calcio precipitato (PCC), noto anche come luce carbonato di calcio, 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.
Metodo di preparazione del carbonato di calcio precipitato
- Metodo di carbonatazione: Calcare e altre materie prime vengono calcinate per produrre calce (principalmente ossido di calcio) e anidride carbonica. Alla calce viene aggiunta acqua per formare una poltiglia di calce (principalmente idrossido di calcio). L'anidride carbonica viene quindi aggiunta alla poltiglia di calce per precipitare il carbonato di calcio. Infine, il precipitato di carbonato di calcio viene disidratato, essiccato e macinato per produrre carbonato di calcio leggero.
- Metodo del cloruro di calcio con carbonato di sodio (Na2CO3): Aggiungere cloruro di calcio alla soluzione acquosa di carbonato di sodio per generare un precipitato di carbonato di calcio.
- Metodo della soda caustica: Durante la produzione di soda caustica (NaOH), si può ottenere carbonato di calcio leggero come sottoprodotto. Aggiungendo una poltiglia di calce a una soluzione di carbonato di sodio, si forma un precipitato di carbonato di calcio. Contemporaneamente, si produce una soluzione di soda caustica. Il precipitato di carbonato di calcio viene quindi disidratato, essiccato e macinato per produrre carbonato di calcio leggero.
- Metodo del cloruro di calcio: La poltiglia di calce viene trattata con acido cloridrico per produrre una soluzione di cloruro di calcio. La soluzione di cloruro di calcio assorbe l'ammoniaca gassosa e viene quindi carbonatata con anidride carbonica, con conseguente precipitazione di carbonato di calcio.
- Metodo Solvay: Durante la produzione di carbonato di sodio, si può ottenere come sottoprodotto del carbonato di calcio leggero. L'acqua salata satura assorbe l'ammoniaca gassosa e viene quindi carbonatata con anidride carbonica, con conseguente precipitazione di una soluzione di bicarbonato di sodio e cloruro di ammonio. Alla soluzione di cloruro di ammonio viene aggiunta una sospensione di calce, producendo una soluzione di cloruro di calcio e ammoniaca. Questa soluzione viene quindi carbonatata con anidride carbonica per precipitare il carbonato di calcio.
Leggero Carbonato di calcio in polvere Caratteristiche
La forma di carbonato di calcio precipitato 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):
- Carbonato di calcio microparticellare (5μm)
- Carbonato di calcio microfine (1-5μm)
- Carbonato di calcio ultrafine (0,1-1 μm)
- Carbonato di calcio superfine (0,02-0,1μm)
- Carbonato di calcio nanometrico (0,02 μm)
Le forme delle particelle sono regolari e possono essere considerate una polvere monodispersa con una distribuzione granulometrica ristretta.
Usi di base del carbonato di calcio precipitato
Fabbricazione della carta
L'industria cartaria rappresenta uno dei maggiori mercati per il carbonato di calcio. I riempitivi a base di carbonato di calcio macinato (GCC) sono utilizzati principalmente in carta stampata, carta pubblicitaria, carta per ufficio e carta da lettere, ad eccezione della carta per sigarette, della carta da filtro e delle carte speciali a bassa grammatura. Il carbonato di calcio precipitato, rispetto al GCC, offre una qualità superiore, con granulometria più fine, un punto di bianco più elevato, un costo inferiore, una ridotta formazione di schiuma e una migliore stampabilità. È particolarmente indicato come riempitivo per carta e può soddisfare i requisiti di stampa e le prestazioni ottiche della carta.
Studi dimostrano che il carbonato di calcio ultrafine fusiforme, senza alcuna modifica, può migliorare la qualità e la resistenza all'abrasione della carta di alta qualità. Quando il carbonato di calcio fusiforme viene aggiunto alla pasta, può imitare le fibre sottili e creare numerose piccole sacche d'aria. Ciò si traduce in un'eccellente levigatezza e stampabilità della carta.
Gomma
Il carbonato di calcio precipitato è ampiamente utilizzato nei prodotti in gomma, come pneumatici, nastri trasportatori, tubi flessibili, fogli di gomma e prodotti in gomma medicale. Può ridurre la quantità di gomma utilizzata, abbassare i costi e fornire anche rinforzo e semi-rinforzo. Quando si aggiunge carbonato di calcio leggero alla gomma, si ottiene una maggiore resistenza alla trazione, all'usura e allo strappo rispetto ai vulcanizzati di gomma pura. Fornisce inoltre un rinforzo significativo sia alle gomme naturali che a quelle sintetiche e può regolarne la consistenza. Rispetto ai riempitivi tradizionali, il carbonato di calcio aghiforme offre maggiori proprietà di rinforzo e tenacità. Dopo essere stato aggiunto ai materiali, ne migliora proprietà come resistenza, durezza e resistenza all'usura.
Plastica
Il carbonato di calcio precipitato svolge un ruolo fondamentale nei prodotti in plastica, contribuendo in modo significativo alla stabilità dimensionale. Può migliorare la durezza del prodotto, nonché la lucentezza e la levigatezza della superficie. L'aggiunta di carbonato di calcio ai prodotti in plastica generici ne aumenta la resistenza al calore. Grazie al suo grado di bianco superiore a 90%, il carbonato di calcio chiaro può anche sostituire i costosi pigmenti bianchi, conferendo un effetto sbiancante.
Colore
Il carbonato di calcio è un riempitivo importante nella produzione di vernici. La finezza e la distribuzione delle particelle di carbonato di calcio determinano la trasparenza della vernice. Il carbonato di calcio leggero è ampiamente utilizzato nell'industria delle vernici e funge da materiale di base indispensabile. Nelle vernici dense, il suo utilizzo supera i 30%, nelle vernici fenoliche viene utilizzato a 4-7% e nelle vernici fenoliche raggrinzanti a grana fine, ne costituisce oltre 39%.
Rivestimento
Rispetto al carbonato di calcio macinato (GCC), il carbonato di calcio leggero viene prodotto sinteticamente, il che rende più facile controllare la sua forma cristallina e la sua composizione, consentendo l'aggiunta di varie funzioni.
La sua area superficiale specifica relativamente elevata lo rende più efficace come agente rinforzante nei rivestimenti rispetto al GCC. Il carbonato di calcio leggero comune viene utilizzato nei rivestimenti per l'edilizia, nei rivestimenti per carta e nei rivestimenti in polvere, con un'applicazione principale nei rivestimenti anticorrosivi, inclusi rivestimenti marini, rivestimenti per container, sottofondi per veicoli e protezione anticorrosiva per ponti e strutture in acciaio. Il carbonato di calcio leggero ultrafine, oltre a essere utilizzato come riempitivo, offre anche proprietà di resistenza all'acqua e di inibizione della corrosione.
Inchiostro
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.
Farmaceutico
Il carbonato di calcio leggero viene utilizzato nelle formulazioni farmaceutiche come agente neutralizzante, coadiuvante di filtrazione, tampone, agente di dissoluzione, riempitivo e integratore di calcio. Il carbonato di calcio a struttura cava offre buone prestazioni in termini di biocompatibilità e può essere utilizzato come sistema di somministrazione farmaceutica e marcatore diagnostico.
Cibo
Il carbonato di calcio precipitato è ampiamente utilizzato nell'industria moderna degli integratori di calcio e degli alimenti nutrizionali.
È un fortificante nutrizionale di alta qualità nei latticini, nei prodotti a base di carne, nella pasta, nel latte in polvere, nelle compresse di latte e in altri settori correlati. Come additivo alimentare, il carbonato di calcio leggero garantisce l'assunzione di calcio necessaria per l'organismo umano, ed è comunemente utilizzato in prodotti come gomme da masticare, cioccolato, yogurt, compresse di calcio, gelatina e bevande per rafforzare i livelli di calcio. Nella lavorazione alimentare, agisce come agente alcalino, integratore alimentare, ammorbidente per impasti, agente stagionante, nutriente per lieviti, agente antiagglomerante, agente lievitante, coadiuvante per caramelle gommose e modificatore. Il carbonato di calcio di qualità alimentare presenta un'elevata purezza, basse impurità e livelli particolarmente bassi di Pb, As, Hg, Fe e altri indicatori.
Foraggio
Il carbonato di calcio leggero viene utilizzato come integratore di calcio nella lavorazione dei mangimi. Il carbonato di calcio leggero per mangimi deve soddisfare i seguenti standard:
- Contenuto di carbonato di calcio (CaCO3) ≥ 98%
- Contenuto di calcio (Ca) ≥ 39,2%
- Contenuto di umidità ≤ 1%
- Contenuto di acido cloridrico ≤ 0,2%
- Metalli pesanti (Pb) ≤ 0,003%
- Arsenico (As) ≤ 0,0002%
- Sali di bario (Ba) ≤ 0,030%
Dentifricio
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.
Adesivo sigillante
Il carbonato di calcio, come riempitivo semi-rinforzato, viene utilizzato negli adesivi per migliorare le proprietà dello strato adesivo, ridurre i costi e generalmente rimanere inerte con il materiale di base. L'aggiunta di una certa quantità di carbonato di calcio agli adesivi può migliorare la resistenza dell'adesione, la durezza, la resistenza al calore, la stabilità dimensionale e ridurre i coefficienti di ritiro da polimerizzazione e di dilatazione lineare. Ad esempio, nei comuni adesivi per vetro, senza riempitivi di rinforzo, la resistenza dell'adesione è scarsa. L'aggiunta di carbonato di calcio industriale migliora la resistenza del giunto adesivo, aumenta la durezza superficiale, la viscosità e la conduttività termica, aumenta la tenacità all'impatto e la resistenza all'usura e migliora la resistenza dell'adesivo a vari mezzi, riducendo al contempo i costi. Il carbonato di calcio leggero, in particolare quello nano-grade, ha una buona stabilità granulometrica e una dispersione uniforme, offrendo eccellenti proprietà di elasticità, impermeabilità, tenuta all'aria e reologiche per i sigillanti, rendendolo un materiale sigillante ideale.
Ceramica
Sviluppare carbonato di calcio cubico con distribuzione uniforme delle particelle, che può essere utilizzato per la densificazione della ceramica prodotta a bassa temperatura di 600°C.
Cavo
Nei prodotti per cavi, il carbonato di calcio leggero migliora le proprietà di isolamento elettrico, mantiene un pH appropriato e ha una buona compatibilità con le resine. Aumenta il contenuto di riempitivo, riduce i costi ed è particolarmente adatto per l'uso in fili e cavi in PVC.
Altro
Il carbonato di calcio leggero è ampiamente utilizzato anche nella sintesi organica, nella metallurgia, nella produzione del vetro e nella lavorazione dell'amianto. Può essere utilizzato come agente intermedio per il trattamento delle acque reflue industriali e come eliminatore di SO2 nei gas contenenti SO2.
Conclusione
In conclusione, il carbonato di calcio precipitato (PCC) offre un'ampia gamma di proprietà preziose, tra cui elevata purezza, granulometria fine ed eccellente disperdibilità. Queste caratteristiche lo rendono un materiale versatile in diversi settori industriali, come carta, plastica, rivestimenti, prodotti farmaceutici e alimentari. La sua capacità di migliorare le prestazioni, ridurre i costi e migliorare la qualità del prodotto garantisce che il PCC rimanga un componente essenziale in molti processi produttivi. Con la continua innovazione dei settori, le applicazioni del PCC si espanderanno senza dubbio, favorendo ulteriori progressi nello sviluppo e nell'efficienza dei prodotti.
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