碳酸鈣(Calcium Carbonate)是一種重要的、用途廣泛的無機鹽。
根據生產方法的不同，可將碳酸鈣粉體分為輕質碳酸鈣和重質碳酸鈣。
輕質碳酸鈣( Light Calcium Carbonate)又稱沉淀碳酸鈣(Precipitated Calcium Carbonate), 是用化學加工方法制得的；
重質碳酸鈣( Heavy CalciumCarbonate)又稱研磨碳酸鈣(Ground Calcium Carbonate，美國稱Kotamite)，是用機械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白堊、貝殼等而制得。
由于化學加工方法制得的碳酸鈣粉體的沉降體積(>2.5m/g)，比杌械方法制得的碳酸鈣粉體的沉降體積(1.2~ 1.9m/g)大，所以前者稱為輕質碳酸鈣，后者稱為重質碳酸鈣。

1. 碳酸鈣的理化性質

碳酸鈣的化學式為CaCO?，其結晶體主要有復三方偏三面晶類的方解石和斜方晶類的文石，在常溫常壓下，方解石是穩定型，文石是準穩定型。無論是輕質碳酸鈣還是重質碳酸鈣，均以方解石為主。

在常壓下，方解石加熱到898°C、文石加熱到825°C，將分解為氧化鈣和二氧化碳；碳酸鈣與所有的強酸發生反應,生成水和相應的鈣鹽(如氯化鈣CaCl₂)，同時放出二氧化碳；在常溫(25°C)下，碳酸鈣在水中的濃度積為8.7x 10?、溶解度為0. 0014，碳酸鈣水溶液的pH值為9.5~ 10.2，空氣飽和碳酸鈣水溶液的pH值為8.0~8.6。碳酸鈣無毒、無臭、無刺徼性，通常為白色，相對密度為2.7~2.9。莫氏硬度方解石為3，文石為3.5~4。方解石具有三組菱面體完全解理，文石亦具有解理。

由于制備方式不同，輕質碳酸鈣與重質碳酸鈣的理化性質略有不同:
1). 沉降體積。輕質碳酸鈣的沉降體積:2.5ml/g以上;重質碳酸鈣的沉降體積:1.2~ 1.9ml/g。
2). 比表面積。重質碳酸鈣的比表面積為1㎡/g左右;輕質碳酸鈣的比表面積為5㎡/g左右。
3). 吸油值。重質碳酸鈣由于顆粒大、表面光潔、比表面積小，因此吸油值較低，為48ml/100g左右；輕質碳酸鈣顆粒徽細、表面較粗糙，比表面積大，因此吸油值較高，為60~90ml/100g左右。

2. 制備方法

2.1 輕質碳酸鈣的制備方法

1). 碳化法：將石灰石等原料煅燒生成石灰(主要成份為氧化鈣)和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳(主要成份為氫氧化鈣)，然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸鈣沉淀。最后碳酸鈣沉淀經脫水、干燥和粉碎便制得輕質碳酸鈣。
2). 純堿(Na?CO?)-氯化鈣法：在純堿水溶液中加入氯化鈣，即可生成碳酸鈣沉淀。
3). 苛化堿法：在生產燒堿(NaOH)過程中,可得到副產品輕質碳酸鈣。在純堿水溶液中加入消石灰即可生成碳酸鈣沉淀，并同時得到燒堿水溶液，最后碳酸鈣沉淀經脫水、干燥和粉碎便制得輕質碳酸鈣。
4). 聯鈣法:用鹽酸處理消石灰得到氯化鈣溶液,氯化鈣溶液在吸入氨氣后用二氧化碳進行碳化便得到碳酸鈣沉淀。
5). 蘇爾維(Solvay)法:在生產純堿過程中,可得到副產品輕質碳酸鈣。飽和食鹽水在吸入氨氣后用二氧化碳進行碳化，便得到重堿(碳酸氫鈉)沉淀和氯化銨溶液。在氯化銨溶液中加入石灰乳便得到氯化鈣氨水溶液，然后用二氧化碳對其進行碳化便得到碳酸鈣沉淀。
輕質碳酸鈣的生產方法雖然不少，但在國內實現工業生產的幾乎只有碳化法。

2.2 重質碳酸鈣的制備方法

重質碳酸鈣的生產工藝流程有兩種。
干法生產工藝流程：首先手選從采石場運來的方解石、石灰石、白堊、貝殼等，以除去脈石；然后用破碎機對石灰石進行粗破碎，再用雷蒙(擺式)磨粉碎得到細石灰石粉，最后用分級機對磨粉進行分級，符合粒度要求的粉末作為產品包裝入庫,否則返回磨粉機再次磨粉。
濕法生產工藝流程：先將干法細粉制成懸浮液，置于磨機內進一步粉碎，經脫水、干燥后便制得超細重質碳酸鈣。

3. 顆粒形狀

3.1輕質 碳酸鈣的形狀

根據碳酸鈣晶粒形狀的不同，可將輕質碳酸鈣分為紡錘形、立方形、針形、鏈形、球形、片形和四角柱形碳酸鈣，這些不同晶形的碳酸鈣可由控制反應條件制得。
1). 紡錘形碳酸鈣是輕質碳酸鈣中最常見的一種晶形。其形狀像紡錘，平均長軸粒徑為5~12μm，平均短軸粒徑為1~3μm，控制一定的反應條件，也可以得到平均短軸粒徑為0.1~1.0μm的小紡錘形碳酸鈣。
2). 針形碳酸鈣晶形呈針狀，平均粒徑為0.01~0.1μm，平均長徑比為5~ 100。
3). 鏈形碳酸鈣晶形呈鏈鎖狀，平均粒徑為0.01一0.1μm，平均長徑比為10~ 50。
4). 球形碳酸鈣晶形呈球狀，平均粒徑為0.03~0.05μm。
5). 立方形碳酸鈣晶形呈小立方狀，平均粒徑為0.02 ~0.1μm。
6). 片形碳酸鈣晶形呈片狀，平均粒徑為1~3μm。

輕質碳酸鈣按其原始平均粒徑(d)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(0.02~ 0.1μm)、超微細碳酸鈣( <0.02pm)。

輕質碳酸鈣的粉體特點:a.顆粒形狀規則,可視為單分散粉體;b.粒度分布較窄;c.粒徑小。

3.2 重質碳酸鈣的形狀

重質碳酸鈣的形狀都是不規則的，其顆粒大小差異較大，而且顆粒有一定的棱角，表面粗糙，粒徑分布較寬，粒徑較大，平均粒徑一般為1~ 10xm。
重質碳酸鈣按其原始平均粒徑(d)分為:粗磨碳酸鈣( >3μm)、細磨碳酸鈣(1~ 3pm)、超細碳酸鈣(0.5~ 1μm)
重質碳酸鈣的粉體特點:a.顆粒形狀不規則;b.粒徑分布較寬;c.粒徑較大。

4. 改性

活性碳酸鈣，又稱改性碳酸鈣、表面處理碳酸鈣或白艷華，簡稱括鈣，是用表面改性劑對輕質碳酸鈣或重質碳酸鈣進行表面改性而制得。

表面改性劑一般是具有兩親基團的有機物(如高級脂肪酸、表面活性劑、偶聯劑等)。經表面改性劑改性后的碳酸鈣一般具有吸油值低、分散性好、能補強等優點，但主要的優點是具有補強性，即所謂的“活性"，所以習慣上將改性碳酸鈣均稱為活性碳酸鈣，將改性過程稱為活化過程。根據活性碳酸鈣所用原料的不同，可將活性碳酸鈣分為活性輕質(沉淀)碳酸鈣和活性重質碳酸鈣。

在改性工藝中，改性劑的用量有所不同，活性輕質碳酸鈣的改性劑用量約1 %左右，而活性重質碳酸鈣的改性劑用量一般為2. 5% ~3%左右。

5. 應用

目前，碳酸鈣已廣泛應用于造紙、塑料、塑料博膜、化纖、橡膠、涂料、膠粘劑、密封劑、日用化工、化妝品、建材、油漆、油墨、油灰、封蠟、膩子、氈層包裝、醫藥、食品(如口香糖、巧克力)、飼料中，其作用有：

增加產品體積、降低成本，改善加工性能(如調節粘度、流變性能、硫化性能)，提高尺寸穩定性，補強或半補強，提高印刷性能，提高物理性能(如耐熱性、消光性、耐磨性阻燃性、白度、光澤度)等。
由于輕質碳酸鈣與重質碳酸鈣的粒度和表面特征有差異，因而在使用效果上也有一定的差異。
造紙中推廣中性施膠之后，碳酸鈣需求量劇增，但輕質碳酸鈣由于吸油值高、耗膠量就大、有損施膠效果，而重質碳酸鈣則反之；另外,輕質碳酸鈣保水性強,在機紙中添加，紙張強度就不及添加重質超細碳酸鈣的。

在塑料中，普通輕質碳酸鈣由于吸油值高，在某些塑料中添加顯得太輕，混煉有一定困難，增加添加量較困難，只能作一般性的增量劑。而且隨著塑料工業的發展，塑料向高功能化和高附加值化目標發展。對于補強或賦予功能性為目的的功能性填充劑的期望與年俱增。碳酸鈣必然會發展有補強或賦予一定功能的新品種。一般的輕質碳酸鈣使用不可能大幅度增加，可能會減少。

在橡膠中，輕質碳酸鈣由于粒徑小、沉降體積大，可以增加橡膠體積，改善橡膠硫化性能、起半補強或補強作用，應用較廣。

在建筑涂料、膩子、氈層包裝、飼料等方面，由于較粗的粒徑就滿足需要，因此，主要應用重質碳酸鈣。

重質碳酸鈣，由于具有能耗低、加工簡單、便于大量生產的特點及某些性能優點，在很多用途上它可以取代甚至超越輕質碳酸鈣。發達國家生產使用重質碳酸鈣與輕質碳酸鈣(在填料中)的比例是14一18:1，重質碳酸鈣的需求量遠遠大于輕質碳酸鈣。隨著重質碳酸鈣的不斷微細化，活性重質碳酸鈣的品種也日益增多。

應用研究的不斷深入，重質碳酸鈣的應用范圍將不斷擴大，應用量也將不斷增加。

【來源百度文庫】