碳酸鈣（英文名稱：鈣 Carbonate），無機化合物，由鈣元素和氧元素組成。化學式為CaCO3，俗稱石灰石，摩爾質(zhì)量為100.0869g/摩爾，密度為2.70-2.95g/cm3。碳酸鈣為白色粉末或晶體，無毒無味，在水中的溶解度較低，屬于難溶的碳酸鹽，是一種微堿性物質(zhì)，易與酸反應(yīng)，放出二氧化碳。碳酸鈣分為輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣和活性碳酸鈣等，輕質(zhì)碳酸鈣可由碳化法制得；重質(zhì)碳酸鈣可由干法和濕法兩種工藝制得；活性碳酸鈣可經(jīng)活化處理和偶聯(lián)處理制得。碳酸鈣廣泛應(yīng)用于橡膠、涂料、油墨、造紙、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。
分布情況
自然界中碳酸鈣存在于大理石、方解石、白惡、蛋殼、貝殼、珍珠等物質(zhì)中；鍋爐和水壺中的水垢主要成分也是碳酸鈣。
在地殼中，方解石是分布最廣泛的礦石之一，它大量地存在于土壤中、泥灰?guī)r，還溶解于河水、海水中。每年有大量的碳酸鈣以極小的微粒隨河水進入海洋，這些極小的微粒碳酸鈣會被海洋極小的微生物所吃掉，形成它們的骨骼和介殼。這些動物的骨骼和介殼會沉到海洋的底上，還有一些不定型的顆粒會夾雜著生物的殘體和生物腐爛后的生成物，就在海洋底部形成了大量的淤泥狀物質(zhì)。這種淤泥物質(zhì)會在在海洋底部發(fā)生了沉積變質(zhì)作用這種特殊的化學變化和物理變化，最終逐漸形成了巖石，慢慢地會在海洋底部沉積出來。像珠穆朗瑪峰，都是由這些極小的生物所構(gòu)成。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
碳酸鈣為白色晶體或粉末，無毒、無臭、無刺激性，熔點為825℃，沸點為800℃，密度為2.70-2.95g/cm3，相對分子質(zhì)量為100.0869。常溫下，微溶于水，溶解度為0.0014，屬于難溶性碳酸鹽，溫度對溶解度影響很小。20℃時，碳酸鈣在100g水里，達到飽和時能溶解0.0013g。所以，20℃時碳酸鈣的溶解度是0.0013g。
碳酸鈣有方解石、文石和球石三種不同的結(jié)晶形態(tài)，分別屬于三方、斜方和六方晶系，其中方解石最穩(wěn)定，文石和球霰石屬于非穩(wěn)晶態(tài)，它們的能量依次降低，溶解度也依次降低。方解石和文石是天然的碳酸鈣，球霰石則是人工生長的碳酸鈣。在自然界中，方解石以石灰石等形式存在；文石的特征形貌一般多為針狀，在自然界的存在形式是海洋沉積物和珍珠層；球霰石的特征形貌是球狀和片狀，在自然界沒有天然存在的球霰石。
化學性質(zhì)
高溫分解
與酸反應(yīng)
碳酸鈣與鹽酸、硫酸、硝酸等酸反應(yīng)，放出二氧化碳，并生成相應(yīng)的鹽。
與酸性氧化物反應(yīng)
碳酸鈣與二氧化硫、二氧化碳和水反應(yīng)，放出二氧化碳或變成可溶性的酸式碳酸鹽。
與鹽反應(yīng)
碳酸鈣與酸式鹽、強酸弱堿鹽、某些配鹽反應(yīng)，放出二氧化碳或變成可溶性的酸式碳酸根。
分類及制備
輕質(zhì)碳酸鈣
碳化法
將石灰石粉碎到一定塊度，按一定比例放入石灰窯中進行煅燒，該過程反應(yīng)方程式如下：
經(jīng)過煅燒生成的生石灰和一定量潔凈的熱水加入到連續(xù)消化機內(nèi)，使石灰石于水反應(yīng)生成石灰乳，之后再對石灰乳進行精制。其化學反應(yīng)為：
通過精制得到的石灰乳用泵輸送到碳化塔，從碳化塔的底部向塔內(nèi)通入窯氣，窯氣中的二氧化碳的含量約為20%~35%，二氧化碳與石灰乳在塔內(nèi)進行碳化反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：
碳化反應(yīng)生成的碳酸鈣經(jīng)過脫水、烘干、粉碎、過篩和包裝后得到輕質(zhì)碳酸鈣。
重質(zhì)碳酸鈣
干法生產(chǎn)工藝
選擇鉛、錳、硅、鐵含量低并且高純度、高白度的方解石等礦石為原料，將原料經(jīng)過除渣等預(yù)處理后，原料再用額式破碎機粗碎和中碎后，成為35mm以下的碎塊，再經(jīng)雷蒙磨進一步粉碎和研磨，所得的粉體由鼓風機送入分級機進行篩分，符合細度規(guī)格要求的產(chǎn)品由氣流輸送進人收集器，粗的顆粒則返回粉碎機再次加工。根據(jù)重質(zhì)碳酸鈣的用途、產(chǎn)量和原料來選擇粉碎機，常用的粉碎機有雷蒙磨、球磨機、振動磨、超微細磨等。
濕法生產(chǎn)工藝
由于干法粉碎存在一個顆?！胺鬯闃O限的”問題，此時通過普通的機械粉碎很難將顆粒進一步粉碎，因此對一些相對較細的產(chǎn)品需要通過濕法研磨工藝進行生產(chǎn)。濕法工藝技術(shù)是在干法粗碎后，加水及有關(guān)助劑在研磨器中混合研磨，根據(jù)不同要求逐級研磨、浮選等除去礦石中雜質(zhì)，磨細粒度、提高純度和白度，制成漿狀或膏狀產(chǎn)品，也可經(jīng)分離、干燥制取粉狀產(chǎn)品。
活性碳酸鈣
輕質(zhì)或重質(zhì)碳酸鈣加以表面處理即可制得活性輕質(zhì)碳酸鈣或活性重質(zhì)碳酸鈣。表面處理方法主要有活化處理和偶聯(lián)處理等方法。
活化處理
活化劑硬脂酸、樹脂酸、松香酸等的親水性基團與輕質(zhì)碳酸鈣分子或重質(zhì)碳酸鈣分子之間進行化學結(jié)合，形成單分子活性層，由于在活性層上存在活化劑的親油性基團，從而改善了碳酸鈣在油性基質(zhì)中的分散性能。
偶聯(lián)處理
偶聯(lián)劑用無水有機溶劑稀釋成一定濃度，在高速攪拌和高溫下與干粉狀的碳酸鈣混合均勻，使碳酸鈣表面形成一單分子層，借助于這一偶聯(lián)劑的單分子層的“架橋”作用，使無機化合物碳酸鈣與有機高分子材料更好地結(jié)合起來。
用途
橡膠行業(yè)
碳酸鈣主要是橡膠、塑料的填充改性劑，與其表面處理劑相近，對產(chǎn)品質(zhì)量性能要求也較為相近。重質(zhì)碳酸鈣一般在橡膠行業(yè)中的用量較大。同時，重質(zhì)碳酸鈣在塑料改性技術(shù)中作為填充劑和改性劑，不僅可以顯著降低塑料制品的原材料成本，而且可以有效地改善塑料材料的性能。據(jù)統(tǒng)計，塑料制品工業(yè)約70%的無機填料是碳酸鈣，包括輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣。
涂料行業(yè)
一些低檔的涂料一般填充重質(zhì)碳酸鈣和普通輕質(zhì)碳酸鈣，包括用量較大的建筑材料；一些高檔涂料多采用納米碳酸鈣進行填充，如汽車底漆、建筑內(nèi)墻涂料等。水性涂料的快速發(fā)展使涂料鈣產(chǎn)品市場用量加大，尤其使得一些彩色水性涂料制品對納米碳酸鈣的需求逐漸增加。
油墨行業(yè)
油墨用的碳酸鈣多為顆粒形狀，為立方形的輕質(zhì)碳酸鈣，表面活化劑常采用沒藥樹酸，主要用于樹脂型膠印油墨中，調(diào)節(jié)油墨流動性能、降低產(chǎn)品成本。
造紙行業(yè)
造紙專用的碳酸鈣包括重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣，在各類紙中填充量達到5%~30%。碳酸鈣的填入不但降低了成本，同時也提高了紙張的白度和強度。主要以重質(zhì)碳酸鈣為主，因為它白度高、吸油值低、粒度均勻，更適合造紙?zhí)盍系男枰?/p>
醫(yī)藥行業(yè)
碳酸鈣是制藥工業(yè)培養(yǎng)基中的重要組成成分，可以提供鈣元素，還能作為微生物發(fā)酵的中和劑。在藥片中，碳酸鈣作為填料，在止酸藥和胃藥中起一定的藥理學作用。
食品行業(yè)
碳酸鈣可以作為食品添加劑，在食品中添加適量的碳酸鈣可提供人體所需的鈣質(zhì)。某些食品中添加碳酸鈣既可降低成本，又可作為基質(zhì)材料。
安全信息
安全標志
GHS分類
毒理學資料
ADI（Acceptable Daily Intake）不作限制性規(guī)定。按中國食品營養(yǎng)強化劑使用衛(wèi)生標準（GB14880-1994）,碳酸鈣可用于谷類及其制品，用量為4~8g/kg；飲料、乳飲料，用量為1~2g/kg；嬰幼兒食品，用量為7.5g/kg。
燃爆危險
本產(chǎn)品不燃，沒有爆炸性。
健康危害
長期吸入石灰石粉塵，常出現(xiàn)上呼吸道的萎縮性卡他、支氣管炎，同時伴有肺氣腫，粉碎工人可以看到彌漫-硬化型肺塵病。工作時應(yīng)注意保護呼吸器官及皮膚，穿戴口罩、手套、工作服、以防吸入粉塵。
急救措施
吸入：立即將人移動到新鮮空氣中。
眼睛接觸：立即用大量水沖洗眼睛，偶爾抬起下眼瞼和上眼瞼，就醫(yī)。
皮膚接觸：立即用肥皂和水清洗受污染的皮膚。
貯存運輸
貯存于陰涼、干燥的庫房，避免與酸性物質(zhì)共同儲存，要注意防潮；運輸時要防止雨淋，搬運時要小心輕放，防止散包。
參考資料 >
Calcium Carbonate.PubChem.2022-11-01
CALCIUM CARBONATE.Hazardous Substances Data Bank (HSDB).2022-11-01
CALCIUM CARBONATE. CAMEO Chemicals.2022-12-10