碳酸钙项目工艺技术

轻质碳酸钙的应用领域与生产

工艺技术方案

1 碳酸钙的应用领域

碳酸钙是用途极为广泛的无机化工产品，作为一种重要无机填料，广泛应用于橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨、纺织、医药、食品、日用品、饲料、农药等行业。无论是重质碳酸钙还是轻质碳酸钙，在国际上用量最大的都是造纸业，主要是作为纸张的填充剂和高质量纸张如白板纸、铜版纸等纸张的涂布材料；其次是用于塑料作为填充剂、补强剂、增量剂，特别是用于聚氯乙烯（塑料）制品；碳酸钙作为填料还用于粘合剂、密封胶中，在橡胶工业中沉淀碳酸钙是理想的填充剂和半补强剂；另外在日用化工中，用于牙膏、清洗剂；在饲料和食品中作为补钙剂；在医药工业中也是优质的补钙剂和发酵缓冲剂。特别要指出的是碳酸钙的产品应用越来越广泛，需求量也越来越大，对品种的要求也越来越高，这是市场的需求，提供了碳酸钙工业发展的潜在动力。

1.1 碳酸钙在塑料中的应用

轻质碳酸钙被广泛填充在聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、丙烯晴一丁二烯一苯乙烯共聚物（ABS）等树脂之中，碳酸钙的添加对提高改善塑料制品某些性能以扩大其应用范围有一

定作用，在塑料的加工中碳酸钙可以减少树脂收缩，改善流变态，控制粘度等用途。碳酸钙的添加在塑料制品中起到一种骨架作用，对塑料制品尺寸的稳定有很大作用。它可以增加塑料体积、降低产品成本，提高塑料的尺寸稳定性，提高塑料的硬度和刚性，改善塑料的加工性能，提高塑料的耐热性，改进塑料的散光性等作用。其生产出的工程塑料在某些方面的强度超过钢材，硬度接近玉石，具有耐磨、耐高温、耐老化的特性，可广泛用于电子、航天、精密机械、仪器、汽车行业等领域。塑料工业是碳酸钙的重要应用领域，无论是从国际还是国内情况来看，塑料工业所用填料应用最广的便是碳酸钙，21世纪以来，世界塑料产品耗用的无机非金属填料大约为1500万吨，而碳酸钙由于拥有其他填料无可比拟的优势，在所耗用的各种非金属填料中约占70％左右，即达到1000万多吨左右。我国塑料工业每年所耗用的非金属矿填料至少在250万吨以上，按此比例，塑料工业消耗碳酸钙约在170万吨左右。根据我国塑料加工业“十五”计划和2015远景规划，到2005年塑料制品年产量达到2500万吨，2015年则达到5000万吨以上，这两个数字将意味着碳酸钙耗用量分别达到250万吨和500万吨，碳酸钙作为塑料填充剂和增量剂，可减少树脂用量降低成本。

1.2碳酸钙在涂料中的应用

在涂料中碳酸钙的作用是填料和白色颜料，起一种骨架作用，所以在涂料工业中称碳酸钙为体质颜料。由于碳酸钙颜色是白色的，在涂料中相对乳胶、溶剂等价格都便宜，而且颗粒细，能在涂料中均匀

分散，所以碳酸钙被大量运用。涂料行业是一个快速发展的行业，随着我国近年经济持续稳定高速发展，涂料总产量已经跃居世界第四位，将来涂料将成为碳酸钙的第二大用户。近年由于环保意识的提高，在建筑方面涂料已大量使用水性涂料，由于碳酸钙是白色的又亲水，价格又便宜，这一性能使其在涂料工业中被大量推广使用，不仅能应用于厚漆、罩面漆、金属防锈漆等油性涂料中，而且还可以内外墙用水性涂料中。

1.3碳酸钙在橡胶中的应用

碳酸钙是橡胶工业中使用得最早、用量最大的填充剂之一。碳酸钙大量填充在橡胶制品之中，可以增加制品容积，从而节约昂贵的天然橡胶或合成橡胶，达到降低成本的目的。在橡胶行业中，碳酸钙以其白度、纯度以及稳定的性能作为填充剂以降低生胶的含量，１吨碳酸钙填入橡胶中，将创造５万余元的产值及７千余元的利润。碳酸钙的补强或半补强性可使其作为橡胶的填充剂，具有与白碳黑同等的补强效果。此外，碳酸钙的加入使橡胶易混炼、易分散、混炼胶质也柔软，压出加工性能和模型流动性好；硫化胶表面光滑、伸长大、抗张强度高、永久变形小、耐弯曲性能好、耐撕列强度高。在橡胶中填充入碳酸钙，其拉伸强度、撕裂强度、耐磨性等各项指标有明显提制高。目前我国橡胶工业正以百分之十几的增长率增长，碳酸钙的工业前景由此可见一斑。

1.4碳酸钙在粘结剂中的应用

碳酸钙广泛用在粘结剂和密封胶产品中，粘合剂和密封剂应用范围很广，从住宅建筑嵌缝水泥到地毯背胶，从瓷砖嵌缝到玻璃幕墙密封胶，所以各种碳酸钙都可以用于其中，近年比较高档的纳米碳酸钙还用于汽车的PVC车底防石击涂料和PVC焊缝密封胶产品中。国内外一般统称该类产品为SPT，目前是碳酸钙工业中附加值较高的产品之一。一般要求粒径在30～80ｎｍ，粒度分布均匀，分散性良好，表面处理均匀有效。同时要求同批次产品性能稳定，这是国内产品普遍比较缺乏的。

SPT的添加，使PVC涂料获得特殊的改性功能。展宽玻璃化转变区范围，呈现高阻尼值，冲击能转化为热能而消散，使涂料具有较好的抗石击性；赋予可观的触变性，使涂料能在低剪切速率或静止状态下具有高粘度，防止涂料沉底和流挂，在高剪切速率下，粘度能明显变低，易于喷涂流平；同时提高涂料的抗张强度、断裂伸长率和屈服应力及热稳定性、耐老化性、光泽度及涂膜的表面硬度等。随着我国汽车工业的飞速发展，轿车底漆专用纳米碳酸钙的用量直线上升。以前主要从国外进口，目前高端市场缺口仍然很大，纳米轻质碳酸钙在粘合剂中的应用前景良好。

1.5碳酸钙在造纸中的应用

碳酸钙用于造纸工业已有100多年的历史，造纸工业使用碳酸钙产品主要基于两点：

(1)碳酸钙能改变纸品的性能（而这些性能如用木浆纤维将不可能达到），碳酸钙本身具有很重要的光学性能（如亮度、不透明性、

光泽）及印刷性能，如墨吸收性能、印刷制剂的光泽性、印刷制剂对背面具有低的不透光性等。实际上，碳酸钙在这里已作为“功能”颜料在使用；

(2)碳酸钙的使用可大大降低造纸的成本。随着技术水平的提高，造纸行业中酸性施胶技术逐步被中性施胶技术所取代，二次涂布技术的应用，为碳酸钙在造纸行业中的应用创造了条件。而在高档热敏纸、美术铜版纸等的制造工艺技术中，大量应用碳酸钙使其白度、不透明度、光泽、油墨吸收量等指标都得到了提高。随着我国人均纸消耗量的增长，各种造纸用碳酸钙的用量逐年增加，市场前景非常广阔。

在造纸方面，碳酸钙主要用作填料，其物理性能比高岭土及重质钙GCC具有高透明、高亮度、高膨胀能力、粒径均匀、颜料牢固等优点。根据国家提出的造纸工业结构调整和技术进步的意见，要重点调整和发展高档新闻纸、高档卷烟纸、高档印刷书写纸、牛皮箱板纸、高强度瓦楞原纸等品种，这些都离不开使用高品质轻质碳酸钙。

1.6碳酸钙在硅橡胶中的应用

硅橡胶是聚硅氧烷最重要产品之一，具有耐高低温、耐候、耐臭氧、耐电弧、耐化学药品、电器绝缘性、高透气性以及生理惰性等性能，广泛应用于汽车零件、建筑、医学、电器配件和按键等领域。研究表明，高档纳米碳酸钙可以促进硅橡胶交联密度的提高，提高硅橡胶的机械性能。同时，碳酸钙的粒径越小，比表面积越大，与硅氧烷分子链作用的表面积也越大，补强点增多，硅橡胶的拉伸强度和扯断伸长率也越大。碳酸钙的表面状态也是影响硅橡胶性能的重要因素，