کربنات کلسیم یک ترکیب معدنی است با شیمیایی فرمول CaCO3 و جزء اصلی سنگ آهک، سنگ مرمر، و غیره است. پودر کلسیم معمولا کریستال های سفید رنگ، بی بو، اساسا در آب نامحلول است و به راحتی با اسیدها واکنش می دهد تا دی اکسید کربن آزاد کند. یکی از مواد رایجی است که روی زمین در داخل سنگ هایی مانند آراگونیت، کلسیت، گچ، سنگ آهک، مرمر، تراورتن و غیره یافت می شود و همچنین جزء اصلی استخوان یا پوسته برخی از حیوانات است. CCC همچنین یک مصالح ساختمانی مهم با کاربردهای مختلف صنعتی است.
خواص فیزیکی کربنات کلسیم
کربنات کلسیم یک پودر کریستالی میکرو ریز سفید، بی مزه و بی بو است. به دو صورت بی شکل و کریستالی است. کریستالی را می توان به سیستم های کریستالی لوزی و شش ضلعی تقسیم کرد (پودر کلسیم بی آب بلورهای لوزی بی رنگ است، پودر کلسیم هگزا هیدرات کریستال های مونوکلینیک بی رنگ است)، ستونی یا لوزی، چگالی 2.93 گرم بر سانتی متر مکعب. نقطه ذوب 1339 ℃ (825-896.6 ℃ تجزیه شده است)، نقطه ذوب 1289 ℃ زیر 10.7MPa. تقریباً در آب نامحلول، محلول در آب حاوی نمک آمونیوم یا تری اکسید آهن و نامحلول در الکل.
ساختار کربنات کلسیم
ساختار کریستالی یک سیستم کریستالی متعامد است. هر مولکول GCC از یک اتم کربن و سه اتم اکسیژن تشکیل شده است که هر اتم اکسیژن به یک یون کلسیم متصل است. کربنات کلسیم شامل یون های کلسیم است که با یون های کربنات پیوند یونی ایجاد می کند و کربنات در داخل از پیوندهای کووالانسی کربن-اکسیژن تشکیل شده است. از این میان، کربنات متعلق به هیبریداسیون sp2 است، اتم کربن مرکزی دارای سه اوربیتال و یک اوربیتال p، طبق مدل VSEPR، متعلق به مولکول نوع AY3 است، و مدل ایده آل VSEPR آن یک مثلث مسطح است و 3 اوربیتال وجود دارد. پیوندهای CO در مولکول به شکل مثلث های مسطح. علاوه بر این، دارای یک پیوند بزرگ pp 4 مداری و 6 الکترونی است. در کریستال ها، مولکول های GCC در لایه های موازی با محورهای a و c قرار گرفته اند. اتم های اکسیژن همسطح این لایه ها را به هم متصل کرده و یک شبکه سه بعدی تشکیل می دهند. این ساختار به پودر کلسیم پایداری و سختی بالایی می بخشد.
خواص شیمیایی کربنات کلسیم
- پودر کلسیم در دمای 825-896.6 درجه سانتیگراد به اکسید کلسیم و دی اکسید کربن تجزیه می شود. (تولید صنعتی CO2):
- پودر کلسیم اسید رقیق (مانند اسید استیک، اسید کلریدریک، اسید نیتریک رقیق، و غیره) را حباب می جوشد و حل می کند. این واکنش همچنین در یک واکنش گرمازا دی اکسید کربن آزاد می کند. به عنوان مثال، و واکنش اسید هیدروکلریک رقیق برای تولید کلرید کلسیم، آب و دی اکسید کربن (تولید آزمایشگاهی CO2):
- آب مخلوط شده با CaCO3 از دی اکسید کربن اضافی عبور می کند و محلول بی کربنات کلسیم را تشکیل می دهد. پودر کلسیم با اسید کربنیک (آب باران) واکنش داده و بی کربنات کلسیم تولید می کند. CO2 را به آب آهک کدر منتقل کنید و باقیمانده از بین می رود. اصل این پدیده ها این است:
- پودر کلسیم بدون آب (سفید، بی بو، ماده پودری غیر سمی، کربنات کلسیم سبک) وقتی تا 1000K گرم شود به کلسیت (سیستم کریستالی سه بخشی، کربنات کلسیم سنگین) تبدیل می شود.
با توجه به روش های مختلف تولید پودر کلسیم، پودر کلسیم را می توان به کربنات کلسیم سنگین، پودر کلسیم سبک، کلوئید GCC و کربنات کلسیم کریستالی تقسیم کرد. با توجه به اندازه میانگین اندازه ذرات (د) پودر کربنات کلسیم، کربنات کلسیم را می توان به ذرات GCC (d> 5μm)، پودر کلسیم میکرونیزه (1-5μm)، کربنات کلسیم ریز (0.1-1μm)، GCC بسیار ریز (0.02-0.1μm) کلسیم بسیار ریز تقسیم کرد. پودر (d ≤ 0.02μm). با توجه به منظم بودن یا نبودن آرایش اتم ها و یون های تشکیل دهنده کربنات کلسیم، پودر کلسیم را می توان به پودر کلسیم کریستالی و پودر کلسیم آمورف تقسیم کرد. علاوه بر این، پودر کلسیم نانو و غیره وجود دارد.
طبقه بندی کربنات کلسیم
کربنات کلسیم سنگین
کربنات کلسیم سنگین (بی کربنات) از خرد کردن مستقیم کلسیت طبیعی، سنگ آهک، گچ، پوسته و غیره با استفاده از روش های مکانیکی (با آسیاب های ریموند یا سایر آسیاب های پرفشار) تولید می شود.
کربنات کلسیم سبک
کربنات کلسیم سبک (که معمولاً به عنوان کلسیم سبک شناخته می شود)، همچنین به عنوان کربنات کلسیم رسوبی شناخته می شود، سنگ آهک کلسینه شده و سایر مواد خام برای تولید آهک (جزء اصلی اکسید کلسیم) و دی اکسید کربن و سپس آب برای هضم آهک برای تولید شیر است. از آهک (جزء اصلی هیدروکسید کلسیم) و سپس کربناته شدن شیر آهک با دی اکسید کربن برای ایجاد رسوب کربنات کلسیم و در نهایت با آبگیری، خشک کردن و خرد کردن و تولید می شود. اول کربنات سدیم و واکنش تجزیه مجتمع کلرید کلسیم برای تولید رسوب پودر کلسیم و سپس با آبگیری، خشک کردن و خرد کردن و تولید می شود.
کربنات کلسیم کلوئیدی
کربنات کلسیم کلوئیدی، همچنین به عنوان پودر کلسیم فعال، کربنات کلسیم اصلاح شده، عملیات سطحی پودر کلسیم، کربنات کلسیم ژلاتینی یا مانهوای سفید که به عنوان کلسیم زنده شناخته می شود، استفاده از اصلاح کننده های سطحی برای پودر کلسیم سبک یا سطح کربنات کلسیم سنگین است. اصلاح و تولید شده است. به دلیل اصلاح‌کننده سطح، پودر کلسیم اصلاح‌شده عموماً یک اثر تقویت‌کننده دارد، یعنی به اصطلاح «فعال» است، بنابراین مرسوم است که کربنات کلسیم را اصلاح کنیم که به آن GCC فعال می‌گویند.
خواص: کربنات کلسیم کلوئیدی یک پودر سفید بسیار ریز، بی بو، بی مزه است، ذرات آن شبیه به کره هستند، با اندازه ذرات 0.1 میکرومتر یا کمتر، به دلیل اینکه لایه ای از صابون چربی روی سطح ذرات جذب شده است، بنابراین دارای یک عملکرد فعال سازی کلوئیدی یک پرکننده سفید تقویت کننده عالی است. در آب حل می شود، توسط اسید تجزیه می شود، می سوزد تا سیاه می شود، دی اکسید کربن آزاد می کند و اکسید کلسیم تولید می کند. وزن مخصوص 1.99-2.01.
کربنات کلسیم کریستالی
واکنش هیدروکسید کلسیم و اسید کلریدریک برای تولید کلرید کلسیم، رنگ‌زدایی کربن فعال و حذف ناخالصی‌ها به‌طوری‌که کلرید کلسیم در حضور آمونیاک کربناته شده با دی‌اکسید کربن که پودر کلسیم است، و سپس پس از تبلور، جداسازی، شستشو، آبگیری، خشک کردن، سیستم غربالگری
خواص: پودر کریستالی شش ضلعی سفید خالص. حجم مخصوص 1.2~1.4ml/g. محلول در اسید، تقریباً نامحلول در آب.
استفاده می کند: مورد استفاده در خمیر دندان، دارو و ... می تواند به عنوان عایق حرارتی و سایر مواد اولیه شیمیایی نیز استفاده شود.
نانو کربنات کلسیم
نانو کربنات کلسیم (کربنات کلسیم فوق ریز) دارای اندازه ذرات 1-100 نانومتر است. این یک ماده پودری جدید است که در دهه 1980 ساخته شد. این یک پرکننده معدنی عالی است.
این می تواند استحکام، چقرمگی و استحکام خمشی پلاستیک ها و رزین ها را بهبود یا تغییر دهد. این می تواند جریان سیستم پردازش پلاستیک را بهبود بخشد. دمای پلاستیک سازی را کاهش می دهد. همچنین ثبات اندازه محصول، مقاومت در برابر حرارت و پرداخت سطح را افزایش می دهد.
در سیستم های لاستیکی NR، BR و SBR به راحتی مخلوط شده و به طور یکنواخت پراکنده می شود. این می تواند لاستیک را نرم کند و عملکرد اکستروژن و سیالیت را بهبود بخشد.
محصولات لاستیکی سطح صافی دارند. آنها ازدیاد کشیدگی، استحکام کششی و مقاومت پارگی بالایی دارند. آنها همچنین دارای یک تغییر شکل دائمی کوچک و مقاومت خمشی خوبی هستند. نانو کربنات کلسیم دارای ساختار کریستالی و سطحی منحصر به فردی است. با پودر کلسیم معمولی متفاوت است. اندازه کوانتومی و اثرات سطحی بسیار خوبی در صنایع شیمیایی، کاتالیزور، اپتیک، مغناطیس و الکتریسیته دارد. اما، نانوذرات کربنات کلسیم تمایل به جمع شدن با هم دارند. سطح آنها آبدوست و اولئوفوبیک است. این امر استفاده از آنها را در موجودات محدود می کند.
کربنات کلسیم مصارف صنعتی
کربنات کلسیم نام تجاری سنگ آهک است که یک منبع ارزشمند و همه کاره است. سنگ آهک در طول تاریخ به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. فراوان است و دسترسی به آن آسان است. سنگ آهک یک مصالح ساختمانی مهم با سابقه طولانی معدن است. در صنعت مدرن، ماده اولیه اصلی برای ساخت سیمان، آهک و کاربید کلسیم است. همچنین یک محصول کلیدی در صنعت متالورژی است. سنگ آهک با کیفیت بالا، زمانی که بسیار ریز آسیاب شود، به طور گسترده در ساخت محصولاتی مانند کاغذ، لاستیک، رنگ، پوشش‌ها، مواد دارویی، لوازم آرایشی و خوراک استفاده می‌شود. همچنین در آب بندی، چسباندن و پرداخت استفاده می شود. آمار ناقص نسبت 1:3 را برای استفاده از سنگ آهک در سیمان، آهک و GCC بسیار ریز نشان می دهد. سنگ آهک یک منبع تجدید ناپذیر است. با پیشرفت علم و فناوری نانو، استفاده از آن رشد خواهد کرد.
برای تولید پلاستیک
کربنات کلسیم به طور گسترده در پر کردن پلی وینیل کلرید (PVC)، پلی اتیلن (PE)، پلی پروپیلن (PP)، کوپلیمر بوتادین-استایرن اکریلیک (ABS) و سایر رزین ها استفاده می شود. افزودن کربنات کلسیم در بهبود خواص خاص محصولات پلاستیکی برای گسترش کاربرد آنها نقش دارد. در پردازش پلاستیک، آنها می توانند انقباض رزین را کاهش دهند، الگوهای جریان را بهبود بخشند و ویسکوزیته را کنترل کنند. همچنین می تواند نقش های زیر را ایفا کند:
(1) بهبود ثبات اندازه محصولات پلاستیکی؛
(2) بهبود سختی و استحکام محصولات پلاستیکی؛
(3) بهبود عملکرد پردازش پلاستیک؛
(4) بهبود مقاومت حرارتی محصولات پلاستیکی؛
(5) انتشار نور پلاستیک را بهبود بخشید.
(6) می تواند محصولات را دارای برخی از خواص ویژه باشد.
(7) کاهش هزینه محصولات پلاستیکی.
در صنایع غذایی استفاده می شود
می توان از آن به عنوان افزودنی در صنایع غذایی استفاده کرد. به عنوان مثال، می توان از آن در افزودنی های مختلف خوراک، با محتوای کلسیم بیش از 55.6 درصد و بدون اجزای مضر استفاده کرد. می توان از آن به عنوان مکمل کلسیم استفاده کرد و میزان جذب آن می تواند به 39% برسد، پس از کلسیم فروکتات، محلول در اسید معده، و تبدیل به بیشترین شکل دوز و پرمصرف ترین مکمل کلسیم شده است.
در صنعت ساختمان استفاده می شود
می توان از آن به عنوان ماده اولیه برای کارخانه های پلاستیک، کارخانه های لاستیک، کارخانه های رنگ، کارخانه های مواد ضد آب و نقاشی های دیواری داخلی و خارجی استفاده کرد. دارای ویژگی های خلوص بالا، سفیدی بالا، غیر سمی، بدون بو، کیفیت روغن ریز کم و سختی کم است. سنگ مرمر همچنین یک مصالح ساختمانی مهم برای ساخت خانه است.
در تولید مواد شیمیایی استفاده می شود
مش 350 تا 400 مش می تواند اتصال دهنده ها، لوله های پایین و صنایع شیمیایی را تولید کند. سفیدی بالای 93 درجه است. مش 400 تا مش 600 برای خمیر دندان و صابون قابل استفاده است. سفیدی بالای 94 درجه است. مش 800 را می توان برای لاستیک، کابل و پی وی سی استفاده کرد. سفیدی بالای 94 درجه است.
همچنین می تواند مواد خام برای شیشه نئودیمیوم نوری و غیره تولید کند.
برای مواد سرامیکی خوب
پودر کلسیم مواد سرامیکی پایدار، دی الکتریک، هدایت حرارتی کم، میکرو متخلخل و بسیار خالص را در دمای بالا آماده می کند. به عنوان مثال می توان به هادی های سفید رنگ که به طور گسترده در تهیه شمع ها استفاده می شود و مواد سرامیکی خوب مانند نیمه هادی ها، آلومینا و رنگدانه های لعاب اشاره کرد.
از پرکننده ها و ساینده های معدنی استفاده می کند
پودر کلسیم برای مصارف صنعتی نیز به عنوان یک معدنی پرکننده و ساینده در تولید مواد شیمیایی و ساختمانی، کربنات کلسیم می تواند جایگزین برخی از مواد گران قیمت مانند سنگ سرب سفید، تالک و پودر تالک شود. در ساینده ها، سطح ذرات کربنات کلسیم می تواند با ماتریس ساینده تعامل داشته باشد تا مقاومت سایشی و راندمان سنگ زنی ساینده را افزایش دهد تا کارایی و دوام ساینده را بهبود بخشد.
برای مکمل های غذایی
ماده اصلی اکثر قرص های کلسیم موجود در بازار GCC است. پودر کلسیم باید همراه با غذا مصرف شود. پودر کلسیم به دلیل محتوای اسید کربنیک، تمایل به تولید دی اکسید کربن در محیط اسیدی دارد. برای افرادی که ترشح اسید معده ضعیفی دارند یا کسانی که از مهارکننده های اسید معده استفاده می کنند نامناسب است.
تجهیزات تولید کربنات کلسیم سنگین
خط تولید فرز و طبقه بندی توپ کربنات کلسیم
الف خط تولید آسیاب گلوله ای کربنات کلسیم و طبقه بندی پودر GCC تولید می کند. از هر دو فرآیند آسیاب توپ و طبقه بندی هوا استفاده می کند. این مجموعه به طور گسترده در صنایعی که به پودر کلسیم ریز نیاز دارند استفاده می شود. اینها شامل پلاستیک، رنگ، لاستیک، مواد غذایی و دارویی است.
آسیاب های گلوله ای اغلب با طبقه بندی کننده ها ترکیب می شوند و خط تولید را تشکیل می دهند. این عمدتا D97، 5 تا 45 میکرومتر، پودرهای ریز کربنات کلسیم و پودرهای فوق ریز تولید می کند. مدل های مختلف میزبان آسیاب گلوله ای، خروجی آن نیز متفاوت است. به طور کلی، تولید سالانه آسیاب گلوله ای بین 10000 تن تا 200000 تن است.
فناوری پیشرفته و محصولات با کیفیت آن مشتریان متوسط و بالا را به خود جلب کرده است.
خط تولید آسیاب غلتکی کربنات کلسیم
یک کربنات کلسیم آسیاب غلتکی خط تولید سیستمی است که برای آسیاب و فرآوری پودر کلسیم، یک ماده معدنی صنعتی پرکاربرد طراحی شده است. این خط تولید دارای اجزا و فرآیندهای کلیدی است. آنها تولید کارآمد و با کیفیت را تضمین می کنند.
همانطور که از نام آن پیداست، آسیاب غلتکی پودر میکرو، مواد را با نورد و آسیاب کردن با غلتک های حلقه چند لایه خود خرد می کند. این عمدتا برای تولید پودر بسیار ریز 8-45μm استفاده می شود.
مدل های رایج آسیاب غلتکی پودر میکرو ما دارای 21 غلتک، 28 غلتک و 34 غلتک هستند. هر چه تعداد غلتک های سنگ زنی بیشتر باشد، خروجی آن بیشتر می شود.