重鈣粉（英文名：Heavy 鈣 carbonate）是采用機(jī)械方法（如雷蒙磨或其他高壓磨）直接粉碎天然方解石、碳酸鈣、白堊、貝殼等制成的礦粉。
重鈣粉的顆粒形狀不規(guī)則，顆粒大小差異明顯，且具有一定的棱角，表面粗糙，粒徑分布范圍較寬，相較于輕質(zhì)碳酸鈣，其粒徑更大，平均粒徑一般為1~10μm。重鈣粉的分子式為CaCO?，分子量為100.09。它呈白色粉末狀，無臭、無味，置于空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，不會發(fā)生改變。重鈣粉幾乎不溶于水，但在含有銨鹽或二氧化碳的水中能微溶，且不溶于醇。
重鈣粉是應(yīng)用最為廣泛的填料，大量用于涂料、油墨、塑料、橡膠、造紙、化妝品、化工、醫(yī)藥和飲料等行業(yè)。
理化性質(zhì)
重鈣粉的分子式為CaCO?，分子量為100.09。它呈白色粉末狀，無臭、無味，露置于空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，不會發(fā)生變化。重鈣粉幾乎不溶于水，但在含有銨鹽或二氧化碳的水中能微溶，不溶于醇。它遇醋酸、硝酸時會發(fā)生泡沸現(xiàn)象并溶解。此外，重鈣粉加熱后會分解為氧化鈣和二氧化碳。
分類
重鈣粉按其原始平均粒徑分為：粗磨碳酸鈣（3μm）、細(xì)磨碳酸鈣（1-3μm）、超細(xì)碳酸鈣（0.5-1μm）。重質(zhì)碳酸鈣的粉體特點為：顆粒形狀不規(guī)則；粒徑分布較寬；粒徑較大。
除了按原始平均粒徑分類外，重鈣粉還可按粒徑大小進(jìn)行分類，分為單飛粉（95%通過0.074mm篩）、雙飛粉（99%通過0.045mm篩）、三飛粉（99.5%通過0.045mm篩）、四飛粉（99.95%通過0.037mm篩）和重質(zhì)微細(xì)碳酸鈣（過0.018mm篩）。
加工工藝
重鈣產(chǎn)品細(xì)度要求
碳酸根填料的加工工藝取決于原料的礦物組分及化學(xué)組分的純度，而工業(yè)技術(shù)對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也是選擇加工方法的重要因素。因此，為能取得最佳效果的加工工藝，必須研究原料的礦床地質(zhì)及礦物特征，使加工工藝適合于原料所特有的礦物和化學(xué)組成。
按照不同質(zhì)量要求的產(chǎn)品，采用不同的加工方法。常用的分類方式如下：
按粉碎后的平均粒度可將重鈣粉區(qū)分為：
粗磨重鈣：平均粒徑d>30μm。
細(xì)磨重鈣：平均粒徑d=1-10μm。
超細(xì)磨重鈣：平均粒徑d=0.1-0.9μm。
除了按粉碎后的平均粒度分類外，還可按重鈣產(chǎn)品的使用情況進(jìn)行分類：
普通型產(chǎn)品：有100目重鈣，200目重鈣，325目重鈣，400目重鈣。
超細(xì)產(chǎn)品：800目重鈣，1200目重鈣，1500目重鈣，2500目重鈣等。
造紙工業(yè)常用2μm級、5μm級重鈣。
此外，中國化工行業(yè)常用單飛粉（200目）、雙飛粉（325目）和四飛粉（400目）來區(qū)分重鈣粉細(xì)度。
重鈣產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)
用于普通填充材料
如在生產(chǎn)建筑屋面材料、地氈底襯、油灰、瀝青及堵縫混合材料和防漏材料時所使用的填料，一般對重鈣粉的礦物特征、化學(xué)組分、純度、白度要求不高，其粒度一般在100-200目。對待這類產(chǎn)品，主要是采用干法研磨，常采用球磨機(jī)、雷蒙磨、錘式破碎機(jī)等普通機(jī)械，有時僅在石材廠、石料廠的車間中增加一臺磨碎設(shè)備即可。這類產(chǎn)品屬于粗加工范疇。
高質(zhì)量填料生產(chǎn)
高質(zhì)量填料生產(chǎn)要求產(chǎn)品具有合適的細(xì)度以及高白度，對原料礦物的化學(xué)純度要求較高，有時要求原礦CaCO?的含量達(dá)到98%-99%。而達(dá)到這種要求的礦床往往只有二次成礦的方解石或變質(zhì)大理石巖體。另外，對礦石的要求也很高，有的需要手選，有的要經(jīng)水沖洗后才能進(jìn)入破碎機(jī)。
對于高質(zhì)量填料的加工工藝，可采用干法或濕法工藝。其中干法工藝常用設(shè)備為雷蒙磨。濕法工藝包括濕法碾磨、浮選，并通過離心機(jī)或旋流器，再經(jīng)過濾、干燥、分級等環(huán)節(jié)。
超細(xì)產(chǎn)品生產(chǎn)
在高質(zhì)量填料生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，超細(xì)重鈣產(chǎn)品越來越受到關(guān)注。超細(xì)重鈣產(chǎn)品是采用超細(xì)粉碎方法獲得的，加工工藝主要依靠超細(xì)設(shè)備和分級機(jī)組系統(tǒng)來實現(xiàn)。其工藝流程如下：原料經(jīng)過超細(xì)粉碎后得到中間產(chǎn)品，再經(jīng)過分級得到超細(xì)產(chǎn)品。
加工方法分為濕法和干法兩種。塑料工業(yè)常用干法設(shè)備，造紙行業(yè)常用濕法攪拌磨和濕法砂輪機(jī)。干法設(shè)備種類繁多，如氣流磨、振動磨、球磨砂磨、沖擊磨等。適合于超細(xì)重鈣產(chǎn)品的設(shè)備常采用攪拌磨和振動磨，而不采用氣流磨。濕法生產(chǎn)常采用濕法研磨、攪拌磨和砂磨機(jī)。
改性重鈣生產(chǎn)
未經(jīng)處理的普通重鈣粉是無機(jī)化合物親水的，如在塑料工業(yè)中作填料，添加量可達(dá)10%-40%，最高可達(dá)60%-70%。如此大量的填料以粉體形式填充于有機(jī)高分子化合物沒藥樹中，由于兩者極性相差很大，會產(chǎn)生巨大的兩相界面，導(dǎo)致相容性不好，必然造成制品質(zhì)量低劣，也限制了重鈣粉在塑料制品中的添加量。如果在填料加入塑料之前，對其進(jìn)行化學(xué)、物理方法處理，即使用表面改性劑進(jìn)行表面改性，則可消除這種弊端。因為表面改性劑中一部分基團(tuán)可與重鈣粉表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)形成牢固的化學(xué)鍵，另一部分基團(tuán)可與樹脂反應(yīng)或物理纏繞，從而使無機(jī)化合物和有機(jī)高分子聚合物連接起來，起到一種紐帶作用，使兩者形成一個統(tǒng)一的整體。
塑料填充母料
在塑料工藝中還使用另一種改性產(chǎn)品，即使用少量樹脂做載體，加入大量的改性重鈣粉進(jìn)行混合、塑化工藝，生產(chǎn)出一種塑料工藝的中間產(chǎn)品——塑料填充母料。這種母料也同塑料原料一樣為顆粒狀，生產(chǎn)廠家可以免去對填料進(jìn)行改性的麻煩，直接按一定的比例添加使用。這種中間產(chǎn)品，實際上也是重鈣產(chǎn)品的一種深加工產(chǎn)品。
應(yīng)用
重鈣粉是用途最廣泛的填料，大量用于涂料、油墨、塑料、橡膠、造紙、化妝品、化工、醫(yī)藥和飲料等行業(yè)。
涂料
重鈣粉作為填充劑（體質(zhì)顏料），具有骨架作用，能代替涂料中某些白色顏料。同時，由于其顆粒細(xì)，且性質(zhì)較為穩(wěn)定（400℃以上才分解），因而添加后不會使涂料的質(zhì)量顯著降低。例如，在油基膩子中，重鈣粉的用量約占總重量的40%-70%；在氧化鐵酯膠底漆中，重鈣粉用量為9%-13%；在白灰色油漆二道底漆中，重鈣的用量占25%；在底漆中，重鈣粉的用量可達(dá)25%-78%；在水性建筑內(nèi)外墻的涂料中，由于碳酸鈣呈白色又親水，用量可達(dá)50%以上。
印刷油墨
一般使用經(jīng)活化處理的、顆粒形狀為立方體的重鈣粉，可以降低成本，增加體積，改善性能。
橡膠
除了在涂料行業(yè)應(yīng)用廣泛，重鈣粉在橡膠制品中也發(fā)揮著重要作用。重鈣粉在橡膠制品中的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是增量、降低成本；二是改善加工性能，起到補(bǔ)強(qiáng)和半補(bǔ)強(qiáng)作用，同時便于其他助劑的加入；三是超細(xì)重鈣加入到橡膠制品中，能使硫化橡膠獲得比不加填料時更高的拉伸強(qiáng)度、耐磨性和撕裂強(qiáng)度。粒徑在0.1μm以下的超細(xì)重鈣在天然橡膠和合成橡膠中均具有顯著的補(bǔ)強(qiáng)作用。
重鈣粉的晶形和粒子的表面性質(zhì)均對橡膠的表面性能帶來一定的影響。比表面積越大和吸油值越高，對橡膠的補(bǔ)強(qiáng)性越好。
塑料
在塑料中加入重鈣粉可起如下作用：增量，降低成本。提高塑料制品的耐熱性，例如，在聚丙烯中加入40%的重鈣粉，其熱變形溫度可以提高20度。改進(jìn)塑料的散光性，起到遮光或消光的作用。改善塑料制品的電鍍性能或印刷性能。減少塑料制品尺寸收縮率，提高尺寸穩(wěn)定性。
重鈣粉鈣廣泛應(yīng)用于聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯以及各種不飽和樹脂中。其中，聚氯乙烯制品是重鈣粉應(yīng)用最早、最大的市場。作為聚氯乙烯的次級穩(wěn)定劑，受熱時重鈣粉能阻止煙霧的產(chǎn)生。
重鈣粉在各種塑料制品中的用量如下：在軟質(zhì)聚乙烯電線、鞋底中，重鈣粉占10%-30%。在聚氯乙烯管材、板材、異型材中，重鈣粉占15%-40%。在聚氯乙烯瓦、地板磚中，重鈣粉占40%-80%。在聚乙烯、聚丙烯包裝材料、汽車零部件中，重鈣占20%-60%。在鈣塑材料中，一般重鈣粉用量為50%-95%，填充量最高可達(dá)95%。在聚烯烴填充母料中，重鈣粉用量占80%。在聚乙烯可焚燒垃圾袋中，重鈣粉用量占30%-40%。
造紙
隨著世界造紙工業(yè)從酸性向堿性轉(zhuǎn)化，許多造紙廠由酸性工藝中使用高嶺土、滑石填料，轉(zhuǎn)換成在堿性工藝中使用重鈣填料。填充量會因紙張的用途、質(zhì)量要求等因素而有所不同，在不同的紙張中，重鈣粉的參考填充量為：新聞紙4%-8%；書籍紙10%-15%；雜志紙20%-30%；復(fù)寫、傳票紙5%-30%；字典紙30%-35%；卷煙紙25%-35%；高檔超細(xì)紙30%-40%。
資源與開發(fā)前景
中國碳酸鹽巖資源十分豐富。不少地區(qū)都分布有優(yōu)良的石灰?guī)r、白云巖。在許多褶皺地層且熱液、巖漿發(fā)育的地區(qū)，常常存在變質(zhì)成因或熱液成因的白色大理石、方解石脈。在溶洞中，洞穴碳酸鹽巖也有質(zhì)地純正的重鈣資源。
首先，四川川西一帶雅安地區(qū)擁有大量優(yōu)質(zhì)變質(zhì)大理石，其中以寶興縣對重鈣的開發(fā)利用最為出色。黑龍江省林口縣也有儲量豐富的優(yōu)質(zhì)大理石，這些大理石資源質(zhì)地優(yōu)良，具有較高的開發(fā)價值。其次，宜昌市地區(qū)有優(yōu)良的方解石脈，主要分布在長陽土家族自治縣境內(nèi)。該地區(qū)的方解石脈純度高、白度好，為重鈣生產(chǎn)提供了優(yōu)質(zhì)的原料。再者，廣西壯族自治區(qū)、廣東省、云南省擁有大量優(yōu)質(zhì)石灰?guī)r，這些石灰?guī)r資源分布集中，開采條件較好，為當(dāng)?shù)刂剽}產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的支撐。
另外，浙江省富陽、長興縣地區(qū)擁有豐富的石灰?guī)r，且開發(fā)利用較早。經(jīng)過多年的發(fā)展，該地區(qū)在重鈣生產(chǎn)方面積累了豐富的經(jīng)驗，產(chǎn)品質(zhì)量也較為穩(wěn)定。最后，安徽省青陽地區(qū)擁有大面積的大理石，這是奧陶系石灰?guī)r變質(zhì)而成的優(yōu)質(zhì)巖石，估計儲量達(dá)3億噸。這種大理巖資源具有獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)，在重鈣生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。中國直接應(yīng)用重鈣作填料的時間很短，僅僅從改革開放后才得到發(fā)展。然而，重鈣填料在許多行業(yè)有著廣闊的市場前景。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和加工技術(shù)的提高，各種級別的重鈣產(chǎn)品逐漸增多。
參考資料 >