碳酸鈣是一種無機化合物，化學式為CaCO?，是石灰石、大理石等的主要成分。碳酸鈣基本上不溶于水，溶于鹽酸。它是地球上常見物質之一，存在于霰石、方解石、白堊、石灰巖、大理石、石灰華等巖石內，亦為某些動物骨骼或外殼的主要成分。碳酸鈣也是重要的建筑材料，工業上用途甚廣。

物理性質

碳酸鈣是白色微細結晶粉末，無味、無臭。有無定形和結晶兩種形態。結晶型中又可分為斜方晶系和六方晶系（無水碳酸鈣為無色斜方晶體，六水碳酸鈣為無色單斜晶體 [10] ），呈柱狀或菱形，密度為2.93g/cm3。熔點1339℃ （825-896.6℃ 時已分解 ），10.7MPa下熔點為1289℃。難溶于醇，溶于氯化銨溶液，幾乎不溶于水。

化學性質

1. 碳酸鈣在825-896.6℃時分解為氧化鈣和二氧化碳。（工業制取CO?）：

2.碳酸鈣會和與稀酸（如稀醋酸、稀鹽酸、稀硝酸等）發生泡沸，并溶解。反應同時放出二氧化碳，呈放熱反應。例如：和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳（實驗室制取CO?）：

3.混有CaCO3的水通入過量二氧化碳，會生成碳酸氫鈣溶液。碳酸鈣和碳酸溶液（雨水）反應，生成碳酸氫鈣。往變渾濁的石灰水中通入CO2，沉淀消失。這些現象的原理是：

4.無水碳酸鈣加熱至1000K轉變為方解石

重質碳酸鈣GCC：是天然礦石經機械粉磨加工得到的粉體產品，堆密度一般為0.8-1.3g/cm3，白度為89%-93%。按平均粒徑可分為：

• 粗磨碳酸鈣 >3μm
• 細磨碳酸鈣 1-3μm
• 超細碳酸鈣 0.5-1μm

輕質碳酸鈣LCC：是化學反應得到的沉淀碳酸鈣粉體產品，堆密度一般為0.5-0.7g/cm3，白度為92%-95%，按平均粒徑可分為：

• 微粒碳酸鈣 >5μm
• 微粉碳酸鈣 1-5μm
• 微細碳酸鈣 0.1-1μm
• 超細碳酸鈣 20-100nm
• 超微細碳酸鈣 <20nm

納米碳酸鈣：超細輕質碳酸鈣和超微細輕質碳酸鈣合稱為納米碳酸鈣（1-100nm）。

活性碳酸鈣：碳酸鈣經表面改性得到活性碳酸鈣，與非活性鈣最顯著的區別是具有疏水性。

工業制法

1.輕質碳酸鈣制法：

由石灰石生產輕質碳酸鈣包括煅燒、消化、碳化、分理、干燥、粉碎等工序。原料石灰石中的碳酸鈣含量應在96%以上，含鎂鹽1%左右，含鐵、鋁氧化物在0.5%以下。因此石灰石在使用前要挑選，并破碎至50～150mm。煤要求白煤，首先應破碎至38～50mm的粒度。

石灰窯為立窯，連續操作。將煤與石灰石之比為1∶8～1∶11的比例混合好，從頂上加入窯中，于900～1100℃下煅燒。原料從窯頂連續加入，生成的氧化鈣從窯底不斷取出。分解反應生成的二氧化碳經除塵、洗滌、干燥、壓縮后送到碳化工序。氧化鈣加到化灰池中，用3～5倍的水進行消化，消化溫度為90℃左右，時間1.5～2h。消化后的石灰乳濃度為10～18°Bé。經過濾除去雜質后放于生漿儲池，攪拌下送至碳化塔中，碳化塔為立式氣體鼓泡反應器。將經過精制的二氧化碳氣體壓縮后，從碳化塔底部引入，通過氣體分布器進入塔內，與石灰乳接觸發生碳化反應。碳化溫度為60～70℃，碳化壓力為0.08MPa左右，碳化反應時間與二氧化碳的濃度，流量及料液容積而不同。碳化終點可用pH值的測定決定，當pH值為7左右時，即為終點。

碳化后的碳酸鈣漿料為熟漿，放于熟漿池中，然后用離心機脫水，脫水后的碳酸鈣含水在32%至42%之間，稱為濕粉。將濕粉連續地輸入回轉干燥爐進行干燥，干燥爐出料的物料含水低于0.3%。再經冷卻、粉碎、過篩，即得成品。

2.活性碳酸鈣制法：生產原理與輕質碳酸鈣的生產原理基本相同。不同之處是碳化條件控制嚴格，以生成細微顆粒的碳酸鈣并加入1%～5%的硬脂酸、樹脂酸、木質素或陽離子表面活性劑等進行表面處理，以調整粒子的凝聚狀態并阻止結晶粒子長大。

以硬脂酸法為例介紹如下。

（1）膠的配制：取4.5kg36°Bé的氫氧化鈉，加入70℃熱水40kg，攪拌為溶液。將15kg硬脂酸和40kg水加熱溶解后，在攪拌下緩緩加入上述配制的堿液中，生成硬脂酸鈉。然后，再加入6kg太古油。將溶液調至中性，再加水至總重量為162kg。此膠量可供3t成品表面處理。

（2）施膠操作：在生產輕質碳酸鈣的過程中，從石灰石煅燒到碳化的所有設備及操作均適用于活性碳酸鈣的生產。將碳化后所生成的碳酸鈣漿狀物放入熱漿池中，在攪拌下，緩緩加入上述配制好的硬脂酸鈉太古油膠液。每噸產品加膠量54kg，要求成品中含酯量為0.5%。加完膠后繼續攪拌一段時間，使物料充分混合。

（3）后處理：施膠后的碳酸鈣經離心脫水后，置于干燥器內，先經自然或常溫通風風干，使含水量降至10%～15%，再于80℃下烘干，使含水量在0.5%以下。然后先過24目篩、再過100目篩，即得成品。

3.碳酸鈣晶須制法：預先在Ca(OH)2漿料加入1～2μm的針狀碳酸鈣晶須和磷酸類化合物，再通入CO2氣體得到碳酸鈣晶須。或將工業生石灰進行消化后，在一定濃度的氯化鎂溶液中，再通入二氧化碳氣體進行氣液反應，經脫水、干燥得到碳酸鈣晶須。

4.超細輕質碳酸鈣制法：通常采用石灰乳碳酸化法生產超細輕質碳酸鈣。石灰石經過煅燒分解為生石灰和二氧化碳。生石灰消化生成石灰乳。再向石灰乳中通入二氧化碳，進行碳酸化反應產生碳酸鈣，向碳酸鈣漿液中加入表面處理劑，進行粒子表面處理。然后，依次進行過濾、干燥、粉碎和篩分等工藝過程得到產品。

5.重質碳酸鈣制法：

（1）粉碎法：首先將含有CaCO3在90%以上的白石在旋轉式破碎機中進行粗粉碎，使大塊巖石被破碎至能通過76mm的篩網。然后在錘式粉碎機，旋轉錘式磨、鼠籠式粉碎機或搗碎機、旋輥磨、硬磨機或輪碾機中進行細粉碎，使CaCO3破碎到能通過100目的篩網。最后再經附有粉碎收集器和真空管的雷蒙德真空磨或礫磨機進行粉化。再經空氣分離，即利用反作用旋轉或多葉導向板依靠離心分離作用除去過大尺寸的粒料。所得物料經篩選分級即得成品。

（2）置換法：將一定濃度的氯化鈣溶液加入至一定濃度的碳酸鈉溶液中，進行置換反應，再經沉淀、分離、干燥、粉碎、過篩而得。

6.超細碳酸鈣制法：

（1）研磨法：濕磨鈣的原料是重質碳酸鈣或白度＞93°、含鈣量＞98%的方解石，經配料、濕磨、壓濾、燒干、包裝得。

（2）沉淀法：石灰石經高溫煅燒生成氧化鈣和二氧化碳，將石灰水消化得氫氧化鈣，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。

7.稱取100g優質大理石粉末，慢慢溶解于600mL 12%的稀鹽酸中，得到CaCl2溶液，繼續往此溶液中加入5g大理石粉末，攪拌后靜置數小時后，再加入Ca(OH)2約30g至溶液呈堿性，放在水浴上加熱30min，有沉淀生成時，將沉淀過濾除掉，再次加熱濾液，一邊攪拌一邊加入176g碳酸銨，析出沉淀，繼續加熱至沉淀完全析出，自然冷卻，抽濾，用少量水洗滌數次后放置于200℃的干燥器中干燥。

8.將工業品碳酸鈉用蒸餾水溶解成密度為1.2g/cm3的溶液，靜置，過濾，以除去鈣、鎂雜質，經檢驗合格后，備用。將化學純氯化鈣用蒸餾水溶解成密度為1.15～1.18的溶液，邊攪拌邊緩慢加到上述碳酸鈉溶液中，保持碳酸鈉稍過量，進行反應，靜置、過濾、離心甩干。用蒸餾水洗滌至 Cl- 、SO42- 離子含量符合要求，離心甩干，于110℃烘至半干，敲碎，再烘至無水分。

9.將1份硝酸鈣 （分析純）用2份蒸餾水溶解，過濾，濾液備用，用4份蒸餾水溶解1份碳酸銨 （化學純） ，過濾，在攪拌下，慢慢加到已加熱到60℃的硝酸鈣水溶液中，當反應完成后，靜置，使沉淀完全，傾出溶液，抽濾，用蒸餾水慢慢地洗至NO3-離子含量經檢驗格，于110℃下干燥，得試劑碳酸鈣。若采用高純級的硝酸鈣和碳酸銨，采用電導水，可按此法，在電爐上或烘箱內除去水分后，于220℃恒溫3～4h，即得光譜純碳酸鈣。

10.天然碳酸鈣主要采用粉碎法。將含碳酸鈣在90%以上的天然白石礦，經粗碎、細碎、過篩而得。 [8]

實驗室制取方法

可利用Ca(OH)?+Na2CO?=CaCO?+2NaOH制備。

應用

碳酸鈣是重要的工業原料，廣泛應用于塑料、造紙、橡膠、建筑、食品、醫藥等領域，那么，不同行業都需要什么類型的碳酸鈣呢？

1、PVC 墻紙：1250目活性重鈣

2、硅酮膠：超細重鈣（2800目左右）

3、煉鋼：很粗的石頭（5-10mm）

4、ABS料：填充母粒（600目以上，低端一點400目也可以，要看原料是廢料還是其他），也可以加輕鈣、重鈣、納米鈣

5、PP：填充母粒

6、壓延膜：（粉類）2500目重鈣/1250目輕鈣，生產線上用比較粗的325-800目（顆粒）400-800目的填充母粒

7、PVC邊條：1250目重鈣

8、PVC皮革：重鈣

9、PU皮：輕鈣

10、塑料桶：PE填充母粒

11、膩子粉：325目輕鈣（最次那種）/800目重鈣

12、洗衣粉：1250目輕鈣

13、地毯：活性輕鈣+活性重鈣（800目或者1250目）

14、橡膠廢水處理：熟石灰

15、文具行業：1500目輕鈣/2500重鈣

16、手術手套：2500目輕鈣

17、涂布紙：1500目輕鈣

18、牙膏級：325-600目重鈣

19、電纜線：2500目重鈣/納米鈣

20、輪胎：輕鈣（自行回去做表面處理）、滑石粉（1000-1250目）、白炭黑（主原料）

21、人造大理石：80-90目

22、涂料、白漆：1000目以上的輕鈣/重鈣，2500目以上輕鈣吸水性更好更快干，涂料納米鈣

23、復合肥：輕鈣/重鈣（可以一起加）

24、土壤調解酸堿度：碳酸鈣（提高堿性），生石灰（提高酸性）

25、樹脂：2500目輕鈣，1250目活性輕鈣，膠粘劑納米鈣

26、PVC管：1250目輕鈣/重鈣

27、PVC板：1250目活性輕鈣、更好的2200目，活化度80左右

28、灌封膠：1500目/2500目重鈣

29、橡膠鞋材、EVA鞋：800/1250/2500目重鈣

30、環氧樹脂：600-1250目重鈣（要求不高）、1250目活性輕鈣

31、造紙：400-1500目輕鈣/重鈣

32、玻璃、光伏玻璃：200目重鈣

33、乳膠漆：重鈣/輕鈣、少人用納米鈣，但也有用6602濕法處理納米鈣

34、PVC膠粒：1250/2500目重鈣，或者6603納米鈣

35、改性塑料（PP/PS）：1250/2500重鈣

36、超細纖維革（合成革）：1800目輕鈣，2500目重鈣

37、建筑材料：400目/1500目重鈣（白度不高）

38、發電廠脫硫用：氫氧化鈣

39、云石膠：活性重鈣

40、薄膜涂層：水磨碳酸鈣

41、橡膠粉：純輕鈣

42、噴涂（粉末涂料）：800目輕鈣

43、水性涂料：1500目/2500目重鈣，活性重鈣，水性納米鈣

44、色料：800目重鈣

45、生產堿性水（濾芯）：20/30目

46、粉筆：325目輕鈣，滑石粉

47、隔熱材料（建筑）：40-60目白晶砂，重鈣（耐高溫）

48、發泡：納米鈣

49、汽車底盤涂料：6601涂料納米鈣，6607玻璃膠專用納米鈣

50、爽滑劑（保持不粘）：325、400、600目重鈣

51、清洗機器：400目重鈣

52、彩膜：水磨鈣（分散性）

53、硅膠：納米鈣、輕鈣、白炭黑

54、牛津底鞋：白炭黑

55、汽車膜：活性碳酸鈣、納米鈣

56、橡膠制品：輕質碳酸鈣

57、CPE：種植碳酸、輕質碳酸鈣

58、鞋底：輕質碳酸鈣

59、體育跑道顆粒：輕質碳酸鈣 60、發泡保溫管NBR/PVC：輕質碳酸鈣