碳酸钙(CaCO₃)是一种无机化合物,俗称灰石、石灰石、石粉、大理石等。碳酸钙呈中性,微溶于水,溶于盐酸。它是地球上常见物质之一,存在于霰石、方解石、白垩、石灰岩、大理石、石灰华等岩石内,亦为动物骨骼或外壳的主要成分。碳酸钙也是重要的建筑材料,工业上用途甚广。
根据碳酸钙生产方法的不同,可以将碳酸钙分为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、胶体碳酸钙和晶体碳酸钙。根据碳酸钙粉体平均粒径(d)的大小,可以将碳酸钙分为微粒碳酸钙(d>5μm)、微粉碳酸钙(1-5μm)、微细碳酸钙(0.1-1μm)、超细碳酸钙(0.02-0.1μm)超微细碳酸钙(d≤0.02μm)。根据组成碳酸钙的原子和离子的排列是否有规律,可以将碳酸钙分为晶体碳酸钙和非晶体碳酸钙。此外,还有纳米碳酸钙等。
碳酸钙是白色微细结晶粉末,无味、无臭。有无定形和结晶两种形态。结晶型中又可分为斜方晶系和六方晶系(无水碳酸钙为无色斜方晶体,六水碳酸钙为无色单斜晶体),呈柱状或菱形,密度为2.93g/cm3。熔点1339℃(825-896.6℃时已分解),10.7MPa下熔点为1289℃。几乎不溶于水,在含有铵盐或三氧化二铁的水中溶解,不溶于醇。
1.轻质碳酸钙可作为膨松剂、面粉处理剂、抗结剂、酸度调节剂、营养强化剂、固化剂等。我国规定可用于需添加膨化剂的各类食品及胶姆糖胶基,按GMP。也可用于面粉改良剂,最大使用量为0.03%;乳粉7.5~18g/kg;豆奶粉、豆粉4~20g/kg;软饮料0.4~3.4g/kg;藕粉6~8g/kg;即食早餐谷物制品2~7g/kg。FDA(184.1192,2000)不做限制性规定,按GMP。
本品作膨松剂使用时多与其他品种配合使用,与碳酸氢钠、明矾等复配得到的膨松剂,遇热则缓慢地释出二氧化碳,使食品产生均匀、细腻的膨松体,可提高糕点、面包、饼干的品质。此外还有强化钙的作用,碳酸钙颗粒越小越易吸收。在日本,轻质碳酸钙用作膨松剂,一般食品中用量为1%。
2.用作饲料营养强化剂。
3.碳酸钙晶须是橡胶工业和塑料工业中使用最早,用量最大的填充剂之一。在橡胶工业中,广泛用于胶管、胶板、胶布、胶鞋及医疗制品中,是降低制品成本的良好填料。
在塑料工业中,主要用于软聚氯乙烯复合物,塑料溶胶及玻璃纤维增强聚酯复合物等方面,如电线外皮、人造革及其他压出压延制品,一般用量为20份左右。在钙塑材料中也有大量应用,如硬聚氯乙烯管材,板材等。另外,本品还广泛用于造纸、涂料、油墨工业及日用化工产品中。
4.与一般粒状碳酸钙相比,碳酸钙晶须表现出显著的增强、增韧作用。碳酸钙晶须可用于增强塑料、橡胶。如用作聚酰胺、聚碳酸酯、热塑性聚酯、ABS、PP等树脂的增强改性剂,在降低成本的同时,还可以改善产品的弯曲强度、尺寸稳定性、热稳定性能。在造纸工业用作高档纸张填料,这种纸张可作为难燃纸用于室内装饰等方面。碳酸钙晶须无毒,是石棉的理想替代品,可代替石棉用作摩擦材料,制造汽车刹车片等摩擦材料。
5.是橡胶的填充料,可使橡胶色泽光艳、伸长率大、拉伸强度高、耐磨性能良好。还用作人造革、电线、聚氯乙烯、涂料、油墨和造纸等工业的填料。用于生产微孔橡胶时,可使其发泡均匀。