แคลเซียมคาร์บอเนต | CaCO₃

แคลเซียมคาร์บอเนต เป็นสารประกอบอนินทรีย์ที่มี เคมี สูตร CaCO₃ และเป็นองค์ประกอบหลักของหินปูน หินอ่อน ฯลฯ ผงแคลเซียมมักเป็นผลึกสีขาว ไม่มีกลิ่น ไม่ละลายน้ำ และทำปฏิกิริยากับกรดได้ง่ายเพื่อปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ เป็นหนึ่งในสารทั่วไปที่พบได้ทั่วไปในหินบนโลก เช่น อะราโกไนต์ แคลไซต์ ชอล์ก หินปูน หินอ่อน ทรเวอร์ทีน ฯลฯ นอกจากนี้ยังเป็นองค์ประกอบหลักของกระดูกหรือเปลือกของสัตว์บางชนิด CCC ยังเป็นวัสดุก่อสร้างสำคัญที่มีการใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ

คุณสมบัติทางกายภาพของแคลเซียมคาร์บอเนต

แคลเซียมคาร์บอเนตเป็นผงผลึกละเอียดสีขาว ไม่มีรสและไม่มีกลิ่น มีสองรูปแบบคือ ผลึกอสัณฐานและผลึก ผลึกสามารถแบ่งได้เป็นระบบผลึกแบบรอมโบฮีดรัลและแบบหกเหลี่ยม (ผงแคลเซียมแบบไม่มีน้ำคือผลึกรอมโบฮีดรัลที่ไม่มีสี ผงแคลเซียมแบบเฮกซาไฮเดรตคือผลึกโมโนคลินิกที่ไม่มีสี) มีลักษณะเป็นคอลัมน์หรือแบบรอมบิก ความหนาแน่น 2.93 กรัม/ซม.3 จุดหลอมเหลว 1,339 องศาเซลเซียส (825-896.6 องศาเซลเซียสสลายตัวแล้ว) จุดหลอมเหลว 1,289 องศาเซลเซียส ภายใต้สภาวะ 10.7 เมกะปาสกาล แทบไม่ละลายน้ำ ละลายน้ำได้ในน้ำที่มีเกลือแอมโมเนียมหรือเหล็กไตรออกไซด์ และไม่ละลายในแอลกอฮอล์

โครงสร้างแคลเซียมคาร์บอเนต

โครงสร้างผลึกเป็นระบบผลึกออร์โธรอมบิก โมเลกุล GCC แต่ละโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมคาร์บอนหนึ่งอะตอมและอะตอมออกซิเจนสามอะตอม โดยที่อะตอมออกซิเจนแต่ละอะตอมจะยึดติดกับไอออนแคลเซียม แคลเซียมคาร์บอเนตประกอบด้วยไอออนแคลเซียมที่สร้างพันธะไอออนิกกับไอออนคาร์บอเนต และคาร์บอเนตประกอบด้วยพันธะโควาเลนต์คาร์บอน-ออกซิเจนภายใน คาร์บอเนตอยู่ในกลุ่มของไฮบริดิเซชัน sp2 อะตอมคาร์บอนกลางมีสามวงโคจรและวงโคจร p ตามแบบจำลอง VSEPR อยู่ในโมเลกุลประเภท AY3 และแบบจำลองอุดมคติ VSEPR คือสามเหลี่ยมระนาบ และมีพันธะ CO 3 พันธะในโมเลกุลในรูปแบบของสามเหลี่ยมระนาบ นอกจากนี้ยังมีพันธะ pp ขนาดใหญ่ 6 อิเล็กตรอนที่มีวงโคจร 4 วง ในผลึก โมเลกุล GCC เรียงตัวเป็นชั้นขนานกับแกน a และ c อะตอมออกซิเจนในระนาบเชื่อมต่อชั้นเหล่านี้เข้าด้วยกันและสร้างตาข่ายสามมิติ โครงสร้างนี้ทำให้ผงแคลเซียมมีความเสถียรและความแข็งสูง

คุณสมบัติทางเคมีของแคลเซียมคาร์บอเนต

1. ผงแคลเซียมสลายตัวเป็นแคลเซียมออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ที่อุณหภูมิ 825-896.6 °C (การผลิต CO₂ ในภาคอุตสาหกรรม):
2. ผงแคลเซียมจะเจือจางกรด (เช่น กรดอะซิติก กรดไฮโดรคลอริก กรดไนตริกเจือจาง ฯลฯ) เดือดและละลาย ปฏิกิริยานี้ยังปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ในปฏิกิริยาคายความร้อนด้วย ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยากรดไฮโดรคลอริกเจือจางเพื่อผลิตแคลเซียมคลอไรด์ น้ำ และคาร์บอนไดออกไซด์ (การผลิต CO₂ ในห้องปฏิบัติการ):
3. น้ำที่ผสมกับ CaCO3 จะผ่านคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกินเพื่อสร้างสารละลายแคลเซียมไบคาร์บอเนต ผงแคลเซียมจะทำปฏิกิริยากับกรดคาร์บอนิก (น้ำฝน) เพื่อผลิตแคลเซียมไบคาร์บอเนต จากนั้น CO2 จะผ่านเข้าไปในน้ำปูนขาวขุ่น และสารตกค้างก็จะหายไป หลักการของปรากฏการณ์นี้คือ:
4. ผงแคลเซียมที่ปราศจากน้ำ (สารผงสีขาว ไม่มีกลิ่น ไม่เป็นพิษ แคลเซียมคาร์บอเนตเบา) จะถูกเปลี่ยนเป็นแคลไซต์ (ระบบผลึกสามส่วน แคลเซียมคาร์บอเนตหนัก) เมื่อถูกความร้อนถึง 1,000K

ตามวิธีการผลิตผงแคลเซียมที่แตกต่างกัน ผงแคลเซียมสามารถแบ่งได้เป็นแคลเซียมคาร์บอเนตชนิดหนัก แคลเซียมคาร์บอเนตชนิดเบา GCC แบบคอลลอยด์ และแคลเซียมคาร์บอเนตชนิดผลึก ตามขนาดเฉลี่ย ขนาดอนุภาค (d) ของผงแคลเซียมคาร์บอเนต แคลเซียมคาร์บอเนตสามารถแบ่งออกเป็น GCC ที่เป็นอนุภาค (d>5μm), ผงแคลเซียมไมโครไนซ์ (1-5μm), แคลเซียมคาร์บอเนตไมโครไฟน์ (0.1-1μm), GCC ขนาดเล็กพิเศษ (0.02-0.1μm) ผงแคลเซียมขนาดเล็กพิเศษ (d ≤ 0.02μm) ขึ้นอยู่กับว่าการจัดเรียงของอะตอมและไอออนที่ประกอบเป็นแคลเซียมคาร์บอเนตนั้นสม่ำเสมอหรือไม่ ผงแคลเซียมสามารถแบ่งออกเป็นผงแคลเซียมผลึกและผงแคลเซียมแบบไม่มีรูปร่าง นอกจากนี้ยังมีผงแคลเซียมนาโน ฯลฯ

การจำแนกประเภทแคลเซียมคาร์บอเนต

แคลเซียมคาร์บอเนตหนัก

แคลเซียมคาร์บอเนตปริมาณมาก (ไบคาร์บอเนต) ผลิตขึ้นโดยการบดแคลไซต์ธรรมชาติ หินปูน ชอล์ก เปลือกหอย ฯลฯ โดยตรง โดยใช้วิธีเชิงกล (ด้วยโรงสีเรย์มอนด์หรือโรงสีแรงดันสูงอื่นๆ)

แคลเซียมคาร์บอเนตเบา

แคลเซียมคาร์บอเนตเบา (เรียกอีกอย่างว่าแคลเซียมเบา) หรือที่เรียกอีกอย่างว่าแคลเซียมคาร์บอเนตตกตะกอน เป็นหินปูนเผาและวัตถุดิบอื่นๆ เพื่อสร้างปูนขาว (องค์ประกอบหลักของแคลเซียมออกไซด์) และคาร์บอนไดออกไซด์ จากนั้นจึงย่อยน้ำเพื่อผลิตน้ำนมปูนขาว (องค์ประกอบหลักของแคลเซียมไฮดรอกไซด์) จากนั้นจึงเติมคาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำนมปูนขาวเพื่อสร้างตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนต และสุดท้ายโดยการกำจัดน้ำ การทำให้แห้ง การบด และการผลิต โซเดียมคาร์บอเนต และปฏิกิริยาการสลายตัวของแคลเซียมคลอไรด์ที่ซับซ้อนเพื่อสร้างตะกอนผงแคลเซียม จากนั้นจึงทำการกำจัดน้ำ ทำให้แห้ง บด และผลิต 

คอลลอยด์แคลเซียมคาร์บอเนต

แคลเซียมคาร์บอเนตคอลลอยด์ หรือที่เรียกอีกอย่างว่าผงแคลเซียมที่เปิดใช้งาน แคลเซียมคาร์บอเนตที่ปรับเปลี่ยน การปรับพื้นผิวของผงแคลเซียม แคลเซียมคาร์บอเนตแบบเจลาติน หรือที่เรียกว่า มานฮัวสีขาว เรียกว่า แคลเซียมสด คือการใช้สารปรับเปลี่ยนพื้นผิวเพื่อปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงแคลเซียมเบาหรือแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก และผลิตขึ้น เนื่องจากสารปรับเปลี่ยนพื้นผิว ผงแคลเซียมที่ปรับเปลี่ยนโดยทั่วไปจะมีผลเสริมแรง นั่นคือ สิ่งที่เรียกว่า "แอคทีฟ" ดังนั้นจึงมักจะปรับเปลี่ยนแคลเซียมคาร์บอเนต ซึ่งเรียกว่า GCC แอคทีฟ

คุณสมบัติ: คอลลอยด์แคลเซียมคาร์บอเนตเป็นผงสีขาวละเอียดมาก ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส อนุภาคมีลักษณะคล้ายทรงกลมโดยมีขนาดอนุภาค 0.1um หรือน้อยกว่า เนื่องจากมีชั้นสบู่ไขมันดูดซับบนพื้นผิวของอนุภาคจึงมี ประสิทธิภาพการกระตุ้นคอลลอยด์เป็นสารตัวเติมเสริมแรงสีขาวที่ดีเยี่ยม ละลายในน้ำ สลายตัวด้วยกรด เผาจนไหม้ดำ ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และสร้างแคลเซียมออกไซด์ ความถ่วงจำเพาะ 1.99~2.01

ผลึกแคลเซียมคาร์บอเนต

ปฏิกิริยาของแคลเซียมไฮดรอกไซด์และกรดไฮโดรคลอริกเพื่อสร้างแคลเซียมคลอไรด์ การกำจัดสีด้วยคาร์บอนกัมมันต์ และการกำจัดสิ่งเจือปน เพื่อให้แคลเซียมคลอไรด์ที่มีแอมโมเนียคาร์บอเนตด้วยคาร์บอนไดออกไซด์เป็นผงแคลเซียม จากนั้นหลังจากการตกผลึก การแยก การซัก การทำให้แห้ง การอบแห้ง ระบบการคัดกรอง

คุณสมบัติ: สีขาวบริสุทธิ์ ผงผลึกหกเหลี่ยม ปริมาณเฉพาะ 1.2~1.4ml/g. ละลายได้ในกรด แทบไม่ละลายในน้ำ

การใช้งาน: ใช้ในยาสีฟัน ยา ฯลฯ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นฉนวนกันความร้อนและวัตถุดิบเคมีอื่นๆ

นาโนแคลเซียมคาร์บอเนต

แคลเซียมคาร์บอเนตนาโน (แคลเซียมคาร์บอเนตละเอียดพิเศษ) มีขนาดอนุภาค 1-100 นาโนเมตร เป็นวัสดุผงชนิดใหม่ที่พัฒนาขึ้นในช่วงทศวรรษ 1980 ถือเป็นสารตัวเติมอนินทรีย์ที่ยอดเยี่ยม

สามารถปรับปรุงหรือเปลี่ยนแปลงความแข็ง ความเหนียว และความแข็งแรงในการดัดงอของพลาสติกและเรซินได้ ช่วยปรับปรุงการไหลของระบบการแปรรูปพลาสติก ลดอุณหภูมิในการทำพลาสติก นอกจากนี้ยังเพิ่มความเสถียรของขนาด ความทนทานต่อความร้อน และการตกแต่งพื้นผิวของผลิตภัณฑ์อีกด้วย

ในระบบยาง NR, BR และ SBR ส่วนผสมจะผสมกันได้ง่ายและกระจายตัวสม่ำเสมอ สามารถทำให้ยางนุ่มขึ้นและปรับปรุงประสิทธิภาพการอัดรีดและความลื่นไหล

ผลิตภัณฑ์ยางมีพื้นผิวเรียบ มีการยืดตัวสูง แรงดึงสูง และแรงฉีกขาดสูง นอกจากนี้ยังมีการเสียรูปถาวรเล็กน้อยและทนต่อการดัดงอได้ดี แคลเซียมคาร์บอเนตนาโนมีโครงสร้างผลึกและพื้นผิวที่ไม่เหมือนใคร แตกต่างจากผงแคลเซียมทั่วไป มีขนาดควอนตัมที่ยอดเยี่ยมและมีผลกับพื้นผิวในอุตสาหกรรมเคมี การเร่งปฏิกิริยา แสง แม่เหล็ก และไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม อนุภาคนาโนแคลเซียมคาร์บอเนตมีแนวโน้มที่จะเกาะตัวกัน พื้นผิวมีคุณสมบัติชอบน้ำและไม่ชอบน้ำมัน ทำให้ไม่สามารถใช้ในสิ่งมีชีวิตได้

แคลเซียมคาร์บอเนตใช้ในอุตสาหกรรม

แคลเซียมคาร์บอเนตเป็นชื่อทางการค้าของหินปูน ซึ่งเป็นทรัพยากรที่มีค่าและมีประโยชน์หลากหลาย หินปูนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายตลอดประวัติศาสตร์ มีมากมายและหาได้ง่าย หินปูนเป็นวัสดุก่อสร้างที่สำคัญซึ่งมีประวัติศาสตร์ยาวนานในการทำเหมือง ในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ หินปูนเป็นวัตถุดิบหลักสำหรับการผลิตซีเมนต์ ปูนขาว และแคลเซียมคาร์ไบด์ นอกจากนี้ยังเป็นฟริตที่สำคัญในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา หินปูนคุณภาพสูงเมื่อบดละเอียดเป็นพิเศษ มักใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น กระดาษ ยาง สี เคลือบ ยา เครื่องสำอาง และอาหารสัตว์ นอกจากนี้ยังใช้ในการปิดผนึก ยึดติด และขัดเงา สถิติที่ไม่สมบูรณ์แสดงให้เห็นว่าอัตราส่วน 1:3 ของการใช้หินปูนในซีเมนต์ ปูนขาว และ GCC ละเอียดพิเศษ หินปูนเป็นทรัพยากรที่ไม่สามารถทดแทนได้ ด้วยความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และนาโนเทคโนโลยี การใช้งานหินปูนจะเพิ่มมากขึ้น

สำหรับการผลิตพลาสติก

แคลเซียมคาร์บอเนตถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการเติมโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC), โพลีเอทิลีน (PE), โพรพิลีน (PP), โคโพลีเมอร์อะคริลิกบิวทาไดอีน-สไตรีน (ABS) และเรซินอื่น ๆ การเติมแคลเซียมคาร์บอเนตมีบทบาทในการปรับปรุงคุณสมบัติบางอย่างของผลิตภัณฑ์พลาสติกเพื่อขยายการใช้งาน ในการแปรรูปพลาสติก พวกเขาสามารถลดการหดตัวของเรซิน ปรับปรุงรูปแบบการไหล และควบคุมความหนืด นอกจากนี้ยังสามารถมีบทบาทดังต่อไปนี้:
(1) ปรับปรุงความเสถียรของขนาดของผลิตภัณฑ์พลาสติก
(2) ปรับปรุงความแข็งและความแข็งแกร่งของผลิตภัณฑ์พลาสติก
(3) ปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผลพลาสติก
(4) ปรับปรุงความต้านทานความร้อนของผลิตภัณฑ์พลาสติก
(5) ปรับปรุงการกระจายแสงของพลาสติก
(6) สามารถทำให้ผลิตภัณฑ์มีคุณสมบัติพิเศษบางประการได้
(7) ลดต้นทุนของผลิตภัณฑ์พลาสติก

ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร

สามารถใช้เป็นสารเติมแต่งในอุตสาหกรรมอาหารได้ เช่น สามารถนำไปใช้ในวัตถุเจือปนอาหารได้หลากหลาย โดยมีปริมาณแคลเซียมมากกว่าร้อยละ 55.6 และไม่มีส่วนประกอบที่เป็นอันตราย สามารถใช้เป็นอาหารเสริมแคลเซียมได้ และอัตราการดูดซึมสามารถเข้าถึง 39% รองจากแคลเซียมฟรุกเตตเท่านั้น ละลายได้ในกรดในกระเพาะอาหาร และกลายเป็นรูปแบบการให้ยามากที่สุดและเป็นอาหารเสริมแคลเซียมที่ใช้มากที่สุด

ใช้ในอุตสาหกรรมก่อสร้าง

สามารถใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับโรงงานพลาสติก โรงงานยาง โรงงานสี โรงงานวัสดุกันน้ำ และงานทาสีผนังภายในและภายนอก มีลักษณะมีความบริสุทธิ์สูง มีความขาวสูง ปลอดสารพิษ ไม่มีกลิ่น คุณภาพน้ำมันละเอียดต่ำ และความแข็งต่ำ หินอ่อนยังเป็นวัสดุก่อสร้างที่สำคัญสำหรับการก่อสร้างบ้านอีกด้วย

ใช้ในการผลิตสารเคมี

350 เมชถึง 400 ตาข่าย สามารถผลิตอุปกรณ์ยึด ท่อระบายน้ำ และอุตสาหกรรมเคมี ความขาวจะอยู่ที่มากกว่า 93 องศา 400 ถึง 600 เมชสามารถใช้สำหรับยาสีฟันและสบู่ ความขาวจะอยู่ที่มากกว่า 94 องศา 800 เมชสามารถใช้สำหรับยาง สายเคเบิล และพีวีซี ความขาวจะอยู่ที่มากกว่า 94 องศา

นอกจากนี้ยังสามารถผลิตวัตถุดิบสำหรับแก้วออพติคัลนีโอไดเมียม ฯลฯ

สำหรับวัสดุเซรามิกชั้นดี

ผงแคลเซียมช่วยเตรียมวัสดุเซรามิกที่เสถียรต่ออุณหภูมิสูง มีค่าการนำความร้อนต่ำ มีรูพรุนขนาดเล็ก และมีความบริสุทธิ์สูง ตัวอย่างได้แก่ ตัวนำสีขาว ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการเตรียมหัวเทียน และวัสดุเซรามิกละเอียดที่สำคัญ เช่น เซมิคอนดักเตอร์ อะลูมินา และเม็ดสีเคลือบฟัน

ใช้สารตัวเติมแร่และสารกัดกร่อน

ผงแคลเซียมสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมยังใช้เป็น แร่ สารตัวเติมและสารกัดกร่อน ในการผลิตสารเคมีและวัสดุก่อสร้าง แคลเซียมคาร์บอเนตสามารถทดแทนวัสดุที่มีราคาแพง เช่น แร่ตะกั่วขาว ทัลค์ และผงทัลคัม ในสารกัดกร่อน พื้นผิวอนุภาคของแคลเซียมคาร์บอเนตสามารถโต้ตอบกับเมทริกซ์สารกัดกร่อนเพื่อเพิ่มความต้านทานการสึกกร่อนและประสิทธิภาพในการบดของสารกัดกร่อน เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความทนทานของสารกัดกร่อน

สำหรับผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร

ส่วนประกอบหลักในเม็ดแคลเซียมส่วนใหญ่ในท้องตลาดคือ GCC แคลเซียมผงต้องรับประทานพร้อมอาหาร เนื่องจากมีกรดคาร์บอนิก แคลเซียมผงจึงมีแนวโน้มที่จะผลิตคาร์บอนไดออกไซด์ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด ไม่เหมาะสำหรับผู้ที่มีการหลั่งกรดในกระเพาะอาหารไม่ดีหรือผู้ที่ใช้ยาที่ยับยั้งกรดในกระเพาะอาหาร

อุปกรณ์การผลิตแคลเซียมคาร์บอเนตหนัก

สายการผลิตการบดและจำแนกลูกแคลเซียมคาร์บอเนต

ก สายการผลิตการบดและจำแนกลูกแคลเซียมคาร์บอเนต ผลิตผง GCC โดยใช้ทั้งกระบวนการบดด้วยลูกบอลและการแยกด้วยอากาศ ระบบนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมที่ต้องการผงแคลเซียมละเอียด เช่น พลาสติก สี ยาง อาหาร และยา

เครื่องบดลูกเหล็กมักจะรวมกับเครื่องจำแนกประเภทเพื่อสร้างสายการผลิต โดยส่วนใหญ่จะผลิตผงแคลเซียมคาร์บอเนตละเอียดและละเอียดมาก D97 ขนาด 5 ถึง 45μm ที่บดละเอียดแล้ว รุ่นต่างๆ ของเครื่องโม่ลูกเหล็กก็ให้ผลผลิตที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปแล้ว ผลผลิตประจำปีของเครื่องโม่ลูกเหล็กอยู่ระหว่าง 10,000 ตันถึง 200,000 ตัน

เทคโนโลยีขั้นสูงและผลิตภัณฑ์คุณภาพได้รับความนิยมในหมู่ลูกค้าระดับกลางและระดับไฮเอนด์

สายการผลิตลูกกลิ้งแคลเซียมคาร์บอเนต

แคลเซียมคาร์บอเนต โรงสีลูกกลิ้ง สายการผลิตเป็นระบบที่ออกแบบมาสำหรับการบดและแปรรูปผงแคลเซียม ซึ่งเป็นแร่ธาตุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม สายการผลิตนี้มีส่วนประกอบและกระบวนการสำคัญต่างๆ ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าการผลิตจะมีประสิทธิภาพและมีคุณภาพสูง

ตามชื่อที่บ่งบอก เครื่องบดผงขนาดเล็กจะบดวัสดุด้วยการกลิ้งและบดด้วยลูกกลิ้งวงแหวนหลายชั้น ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตผงละเอียดขนาด 8-45μm
เครื่องบดผงไมโครโรลเลอร์แบบทั่วไปของเรามีลูกกลิ้ง 21 ลูก ลูกกลิ้ง 28 ลูก และลูกกลิ้ง 34 ลูก ยิ่งจำนวนลูกกลิ้งบดมากเท่าไร ผลผลิตที่ได้ก็จะมากขึ้นเท่านั้น