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(tài)。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 [3]），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℃。幾乎不溶于水，在含有銨鹽或三氧化二鐵的水中溶解，不溶于醇 [4]。

大理石

物質結構

其晶體結構為正交晶系。每個碳酸鈣分子由一個碳原子和三個氧原子組成，其中每個氧原子都與一個鈣離子相連。碳酸鈣由鈣離子與碳酸根離子形成離子鍵組成，碳酸根內部由碳氧共價鍵構成。其中碳酸根屬于sp2雜化，中心碳原子有3個軌道和一個p軌道，根據(jù)VSEPR模型屬于AY3型分子，它的VSEPR理想模型是平面三角形，分子中有3個C-O鍵呈平面三角形；另外，它還有一個4軌道6電子p-p大鍵 [5]。在晶體中，碳酸鈣分子排列成平行于a軸和c軸的層狀結構。這些層之間通過共面的氧原子相互連接，并形成三維網狀結構。這種結構使得碳酸鈣具有較高的穩(wěn)定性和硬度。

霰石

方解石

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(yè)制取CO?）：

2.碳酸鈣會和與稀酸（如稀醋酸、稀鹽酸、稀硝酸等）發(fā)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(xiàn)象的原理是：

4.無水碳酸鈣（白色、無味、無毒的粉末狀物質，輕質碳酸鈣）加熱至1000K轉變?yōu)榉浇馐ㄈ骄?，重質碳酸鈣） [3]

根據(jù)碳酸鈣生產方法的不同，可以將碳酸鈣分為重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、膠體碳酸鈣和晶體碳酸鈣。根據(jù)碳酸鈣粉體平均粒徑（d）的大小，可以將碳酸鈣分為微粒碳酸鈣（d>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（d≤0.02μm）。根據(jù)組成碳酸鈣的原子和離子的排列是否有規(guī)律，可以將碳酸鈣分為晶體碳酸鈣和非晶體碳酸鈣。此外，還有納米碳酸鈣等。

重質碳酸鈣

重質碳酸鈣（俗稱重鈣）是用機械方法（用雷蒙磨或其它高壓磨）直接粉碎天然的方解石、石灰石、白堊、貝殼等制得的。 [6]

輕質碳酸鈣

輕質碳酸鈣（俗稱輕鈣），又稱沉淀碳酸鈣，是將石灰石等原料煅燒生成石灰（主要成分為氧化鈣）和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳（主要成分為氫氧化鈣），然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸鈣沉淀，最后經脫水、干燥和粉碎而制得?；蛘呦扔锰妓徕c和氯化鈣進行復分解反應生成碳酸鈣沉淀，然后經脫水、干燥和粉碎而制得。 [6]

膠體碳酸鈣

膠體碳酸鈣，又稱活化碳酸鈣、改性碳酸鈣、表面處理碳酸鈣、膠質碳酸鈣或白艷華，簡稱活鈣，是用表面改性劑對輕質碳酸鈣或重鈣碳酸鈣進行表面改性而制得。由于經表面改性劑改性后的碳酸鈣一般都具有補強作用，即所謂的“活性”，所以習慣上把改性碳酸鈣都稱為活性碳酸鈣。

性質：膠體碳酸鈣是極細微的白色粉末，無臭、無味,粒子近似球體，粒徑0.1um以下，因粒子表面吸附了一層脂肪皂，故具有膠體活化性能是優(yōu)良的白色補強性填料。溶于水，遇酸分解，灼燒時變成焦黑色，放出二氧化碳并生成氧化鈣。比重1.99～2.01。 [6]

晶體碳酸鈣

將氫氧化鈣與鹽酸反應生成氯化鈣，經活性炭脫色，除雜，使氯化鈣在氨水存在下用二氧化碳碳酸化即得碳酸鈣，再經結晶，分離，洗滌，脫水，烘干，篩選制得。

性質：純白色，六方結晶型粉末。比容1.2～1.4毫升/克。溶于酸，幾乎不溶于水。 [6]

用途：用于牙膏、醫(yī)藥等方面，亦可用作保溫材料和制取其他化工原料。

納米碳酸鈣

納米碳酸鈣（超細碳酸鈣）粒度介于1-100nm，是20世紀80年代新發(fā)展起來的一種粉體材料。它是一種優(yōu)良的無機填料。用于塑料中與樹脂親合性好，可有效增加或調節(jié)材料剛性、韌性以及彎曲強度等，并可改善塑料加工體系的流變性能，降低塑化溫度，提高制品尺寸穩(wěn)定，耐熱性及表面光潔性;在NR，BR，SBR等橡膠體系中，容易混練，分散均勻，并可使膠質柔軟，還能提高壓出加工性能和模型流動性.使橡膠制品具有表面光滑，伸長率大，抗張強度高，永久變形小，耐彎曲性能好，耐撕裂強度高等特點。 [9]與普通碳酸鈣相比，納米碳酸鈣有著特殊的晶體結構、表面電子結構，且具有優(yōu)異的量子尺寸效應及表面效應，在化工、催化、光學、磁性、電學等領域應用廣泛 [10]。但納米碳酸鈣易團聚，表面親水疏油，限制了其在有機體中的應用。

工業(yè)制法

輕質碳酸鈣制法

磷石膏制備輕質碳酸鈣 [11]

步驟Ⅰ：將磷石膏用42℃熱水洗滌后用去離子水磨漿并加入到反應器中，設置電動攪拌器攪拌轉速為350r/min，然后緩慢滴加碳銨，反應溫度為125℃，恒溫反應1h，反應結束后，過濾得濾液和沉淀物，濾液冷卻結晶，再過濾，將結晶于干燥，得硫酸銨；

步驟Ⅱ：取步驟Ⅰ中的沉淀物，加入去離子水磨漿，置于反應器中，設置電動攪拌器攪拌轉速為150r/min，通入二氧化碳，二氧化碳流量為250mL/min，反應2h，過濾，回收濾液加熱至溫度為95℃，反應2h，產生的二氧化碳重復利用，反應完全后，過濾，濾液回收返回反應器中進行二次反應，沉淀物離心脫水后于205℃脫水干燥30min，即得輕質碳酸鈣。

電石渣制備輕質碳酸鈣 [12]

將一定量灰褐色的電石渣放入大燒杯中，加入自來水，調整固含量在20%左右待用；將一定量的生石灰倒入40℃水中，充分攪拌，制備出石灰消化液，調整固含量在20%左右待用。將預處理后的電石渣和消化液按所需比例混合，60目篩后，再通入12%濃度的CO2，打開機械攪拌，反應過程中用恒溫水浴鍋控制反應溫度，保持反應溫度恒定，當電導率下降并保持恒定時達到反應終點，反應結束后用抽濾瓶真空抽濾，得到的濾餅在烘箱中烘干，烘箱溫度在110～120℃左右，得到碳酸鈣產品。

碳化法制備輕質碳酸鈣 [13]

(1)白云石煅燒。白云石礦經粉碎后過50目篩,在950℃下煅燒120min制得白云石煅燒粉，密封保存?zhèn)溆谩?/p>

(2)相轉移反應。按一定的摩爾比稱取煅燒粉(氧化鈣)和相轉移劑(檸檬酸銨),在350r/min轉速攪拌下在盛有100mL去離子水的燒杯中進行相轉移反應,過濾得到可溶性檸檬酸鈣溶液;在95℃下陳化1.5h,得到不溶性檸檬酸鈣沉淀,再經過濾、洗滌得到濾餅備用。

(3)碳化沉淀。將上述不溶性檸檬酸鈣濾餅加水制漿,配制成一定鈣離子濃度的懸濁液,加入計量氨水和去離子水,再以一定流速向其中通入CO2,一定溫度下攪拌至體系pH達到一定值,過濾、洗滌得到CaCO3,濾餅,在60℃下干燥5h即得輕質CaCO3樣品

活性碳酸鈣制法

方法一 [14]：

(1)將石灰石破碎，將破碎后的石灰石送入煅燒窯進行煅燒得到石灰產物，同時將反應后的窯氣收集起來;(2)將得到石灰產物采用純堿法鹽水精制技術制成精制石灰，向其中加入水制成氫氧化鈣溶液；(3)將收集的窯氣送入除塵器進行處理，再通入到氫氧化鈣溶液中，經洗滌干燥處理，制備輕質碳酸鈣；將輕質碳酸鈣溶于水，并向溶液中添加2-4％的復合偶聯(lián)劑，攪拌后洗滌干燥;(4)將洗滌干燥后的粉體送入煅燒箱中烘烤，冷卻后粉碎即可

方法二 [15]：

步驟1：將氧化鈣粉末粉碎至10～50μm，加入熱水中消化，然后加水稀釋，高速攪拌均勻后配制成質量百分比濃度為1～5％的氫氧化鈣懸濁液；

步驟2：在15～25℃下通入含有CO2的氣體進行碳化，氣體中CO2的含量保持在20～35％之間，碳化至PH為6?7，得到碳酸鈣漿液；

步驟3：將芳香族聚酯多元醇加熱溶解后，與鋁酸酯通過超聲波混合攪拌均勻，配置成表面處理劑溶液；

步驟4：向碳酸鈣漿液中加入碳酸鈣漿液重量的0.7～2.0％的表面處理劑溶液，攪拌均勻，進行包覆處理0.5～2h，得表面改性碳酸鈣漿液；

步驟5：將表面改性碳酸鈣漿液與CO2和氮氣混合的壓縮氣體分別通過兩流體霧化噴嘴,表面改性碳酸鈣漿液被高壓CO2和氮氣混合氣體分散成微米級液滴的同時，發(fā)生碳化反應，并迅速被熱氣流干燥，直接得到本發(fā)明的活性輕質碳酸鈣粉末。

碳酸鈣晶須制法

復分解反應法:

復分解反應法是通過將可溶性的鈣鹽和碳酸鹽緩慢混合，在一定的溫度條件下，使二者緩慢發(fā)生復分解反應而生成碳酸鈣晶須。

尿素水解法:

尿素水解法制備碳酸鈣晶須的原理是利用尿素水解反應生成的二氧化碳氣體作為反應物，將其與可溶性鈣鹽進行化學反應生成碳酸鈣，在反應過程中需要控制其反應條件如溫度和壓力等。由于文石型碳酸鈣晶體的生長需要在較低的過飽和度進行，因此在尿素水解法制備晶須的過程中需要控制尿素水解的速率，進而控制好CO2氣體參與反應的速率，降低體系中的碳酸鈣的過飽和度，來制備純度較高的文石型晶須。

碳化法:

碳化法是將二氧化碳氣體以一定的速率通入到Ca(OH)2懸濁液中制備碳酸鈣晶須的一種方法。但是由于方解石的熱力學更為穩(wěn)定，CO2與Ca(OH)2反應有生成方解石相的趨勢，因此一般利用這種方法需要在碳化反應開始時向體系中加入晶型控制劑，一般是鎂化合物和可溶性磷酸鹽作為晶型控制劑。 [21]

超細輕質碳酸鈣制法

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。

純堿（Na2CO3）-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。

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、干燥和粉碎便制的輕質碳酸鈣。

聯(lián)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。

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。 [22]

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。

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。

實驗室制取方法

可利用Ca(OH)?+Na2CO?=CaCO?+2NaOH制備。 [7]

實驗室用途

1.在生物 “提取綠葉中的色素”實驗里，研磨時加入少許碳酸鈣可以防止研磨中色素被破壞。 [16]

2.碳酸鈣在制備CaO、Ca(OH)2、NaOH時有應用：將碳酸鈣高溫煅燒，生成氧化鈣和二氧化碳，反應方程式：

（此反應得到的氧化鈣可作干燥劑），將制備的氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣：

氫氧化鈣可以和碳酸鈉反應制備燒堿：

3.碳酸鈣與鹽酸（一般為稀鹽酸）反應可以制備二氧化碳：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O（產物氯化鈣溶液可標化皂液） [4]

除此之外還可以驗證和測定有機化合物反應中的鹵素，水分析，驗證磷，用氯化銨分解硅酸鹽，準備氯化鈣溶液以標準化肥皂溶液等。

工業(yè)用途

碳酸鈣是用途極廣的寶貴資源石灰石作為礦物原料的商品名稱。石灰?guī)r在人類文明史上，以其在自然界中分布廣、易于獲取的特點而被廣泛應用。作為重要的建筑材料有著悠久的開采歷史，在現(xiàn)代工業(yè)中，石灰石是制造水泥、石灰、電石的主要原料，是冶金工業(yè)中不可缺少的熔劑灰?guī)r，優(yōu)質石灰石經超細粉磨后，被廣泛應用于造紙、橡膠、油漆、涂料、醫(yī)藥、化妝品、飼料、密封、粘結、拋光等產品的制造中。據(jù)不完全統(tǒng)計，水泥生產消耗的石灰石和建筑石料、石灰生產、冶金熔劑，超細碳酸鈣消耗石灰石的總和之比為1∶3。石灰?guī)r是不可再生資源，隨著科學技術的不斷進步和納米技術的發(fā)展，石灰石的應用領域還將進一步拓寬。 [8]

1.用于塑料生產

碳酸鈣被廣泛用在填充聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、丙烯晴丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）等樹脂之中。添加碳酸鈣對提高改善塑料制品某些性能以擴大其應用范圍有一定作用，在塑料加工中它們可以減少樹脂收縮率，改善流變態(tài)，控制粘度。還能起到以下作用：

（1）提高塑料制品尺寸的穩(wěn)定性；

（2）提高塑料制品的硬度和剛性；

（3）改善塑料加工性能；

（4）提高塑料制品的耐熱性；

（5）改進塑料的散光性；

（6）可使制品具有某些特殊性能；

（7）降低塑料制品成本。 [17]

2.用于食品工業(yè)

在食品工業(yè)中可作為添加劑使用。如，可用于各種飼料添加劑，含鈣量達55.6％以上，無有害成分?？勺餮a鈣劑，吸收率可達39%，僅次于果酸鈣，可溶于胃酸，已成為劑型最多、應用最多的補鈣劑。 [6]

3.用于建筑業(yè)

可用做塑料廠，橡膠廠，涂料廠，防水材料廠的原料及內外墻粉刷。具有高純度、高白度、無毒、無臭、細油質低、硬度低的特點。大理石也是重要的、可用于房屋建造的建筑材料。

4.用于化工制造業(yè)

350目至400目的可用于制造扣板，落水管道，化工。白度在93度以上。400目至600目的可用于牙膏膏體，肥皂。白度在94度以上。800目的可用于橡膠，電纜，pvc，白度在94度以上。 [6]

也可用于制造光學釹玻璃原料等。

5.用于精細陶瓷材料

碳酸鈣可用于制備高溫穩(wěn)定、電介質、熱傳導率低、微孔和高度純凈的陶瓷材料。例如在火花塞制備中廣泛使用的白色導體，以及重要的精細陶瓷材料，如半導體材料、氧化鋁和琺瑯顏料等。

6.用 礦物填料和磨料

工業(yè)用的碳酸鈣還可以用作礦物填料和磨料。在化工和建筑材料生產中，碳酸鈣可以替代一些昂貴的材料，如白鉛礦、滑石和滑石粉等。在磨料中，碳酸鈣的顆粒表面可以與磨料基質相互作用，增強磨料的耐磨性和磨削效率，以提高磨料的效率和耐用性。

7.用于營養(yǎng)補充劑

市面上的大部分鈣片的主要成分為碳酸鈣。碳酸鈣需要隨餐服用 [18]。碳酸鈣由于含有碳酸的關系，容易在酸性環(huán)境下產生二氧化碳，對于胃酸分泌較差或正在使用胃酸抑制劑者，則不適合服用 [19]。

環(huán)境危害

根據(jù)國家和地方有關法規(guī)的要求處置。或與廠商或制造商聯(lián)系，確定處置方法。該物質對環(huán)境基本沒有危害，未經政府許可，勿將其倒入水中。 [1]

健康危害

從事開采加工的工人常出現(xiàn)上呼吸道炎癥、支氣管炎，可伴有肺氣腫。X線胸片上出現(xiàn)淋巴結鈣化，肺紋理增強。作業(yè)工人患塵肺主要與本品中所含有二氧化硅雜質有關。

操作處置與貯存

密閉操作，注意通風。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩，戴化學安全防護眼鏡。避免產生粉塵。避免與酸類接觸。儲存注意事項:應與酸類分開存放。

安全信息

危險運輸編碼：暫無

安全標識：S26 S37/S39 S36/S37/S39

危險標識：R36 R41 R36/38 R37/38 [1]

急性毒性：LD50：6450mg/kg（大白鼠經口），對眼睛有強烈刺激作用，對皮膚有中度刺激作用。 [1]

中國是世界上石灰?guī)r礦資源豐富的國家之一。除上海、香港、澳門外，在各省、直轄市、自治區(qū)均有分布。據(jù)原國家建材局地質中心統(tǒng)計，全國石灰?guī)r分布面積達43.8萬平方千米（未包括西藏自治區(qū)和臺灣省），約占國土面積的1/20，其中能供做水泥原料的石灰?guī)r資源量約占總資源量的1/4～1/3。為了滿足環(huán)境保護、生態(tài)平衡，防止水土流失，風景旅游等方面的需要，特別是隨著我國小城鎮(zhèn)建設規(guī)劃的不斷完善和落實，可供水泥石灰?guī)r的開采量還將減少。 [9]

全國已發(fā)現(xiàn)水泥石灰?guī)r礦點七、八千處，其中已有探明儲量的有1286處，其中大型礦床257處、中型481處、小型486處（礦石儲量大于8000萬噸為大型、4000～8000萬噸為中型、小于4000萬噸為小型），共計保有礦石儲量542億噸，其中石灰?guī)r儲量504億噸，占93%；大理巖儲量38億噸，占7%。保有儲量廣泛分布于除上海市以外29個省、直轄市、自治區(qū)，其中陜西省保有儲量49億噸，為全國之冠；其余依次為安徽省、廣西壯族自治區(qū)、四川省（含重慶市），各保有儲量34～30億噸；山東、河北、河南、廣東、遼寧、湖南、湖北7省各保有儲量30～20億噸；黑龍江、浙江、江蘇、貴州、江西、云南、福建、山西、新疆、吉林、內蒙古、青海、甘肅13省各保有儲量20～10億噸；北京、寧夏、海南、西藏、天津5省各保有儲量5～20億噸。 [9]

相關知識

什么是碳酸鈣？
孕婦吃碳酸鈣好還是檸檬酸鈣好 孕婦鈣片怎么選擇
補鈣途徑多樣：海藻鈣、檸檬酸鈣、碳酸鈣功效各異，一文解析
朗迪碳酸鈣d3片——孕婦食用指南
健康孕期，給胎兒營養(yǎng)加分！朗迪碳酸鈣助您“一臂之力”
孕期鈣、鐵、葉酸如何補充？
碳酸飲料很好喝 小心喝出這6種危害
孕婦鈣片(鈣爾奇)(孕婦鈣片)
鈣石灰（二氧化碳吸收劑）
什么時間喝酸奶好？晚上喝酸奶補鈣嗎

網址: 碳酸鈣 http://www.u1s5d6.cn/newsview269243.html