白垩（一种无机化合物）
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更新时间：2023-05-16
白垩
一种无机化合物
地球上常见物质之一
基本信息
| 中文名 | 碳酸钙 |
| 外文名 | Calcium carbonate |
| 别称 | 水垢 石灰石 石灰石粉 酪酸钙 方解石 大理石 白垩 霰石 汉白玉 |
| 酸碱性 | 碱性 |
| 密度 | 2.93 g/cm³ |
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基本介绍
矿物名称：白垩（方解石变种，英文为chalk）Calcite,var.
著名产地：世界著名的产地有美国纽约州艾塞克斯县（Essexco.,NewYork）和中国的江西省等地。
白垩主要是由单细胞浮游生物[球藻（coccoli－thophorid）]的遗骸（颗石）构成。其中含有海绵骨针、浮游性有孔虫壳、菊石、箭石、海胆和贝类化石等海生动物的壳。从白垩中含有磨圆的石英砂，以及相邻地层中所产的显示当时干燥气候的植物化石来看，可以认为，其后面相连的陆地是低平的，几乎不会有由河流将周围砂漠性陆地的陆源物质土砂等运入，而纯是在海洋中形成的。成构白垩的颗石来源的球藻（coccolithophorid）是一种植物性的鞭毛虫类，它有两条等长的鞭毛，体呈球状大小为3—35微米，在其细胞表面覆盖的大量微小的石灰质壳就是颗石，为1—11微米大小的扁圆状或扁椭圆状，有时具喇叭状突起。此外也有把英国的上白垩系称为白垩的。有的地区称之为大白。
化学组成
鉴定特征
可以从硬度、菱形的解理、浅色、玻璃光泽和遇冷稀HCl酸可以立即超气泡的特性当中，予以鉴定。亦可以作钙的试验。它和白云石很类似，而且共生在一起。不过白云石要在热的盐酸中，才有显著的气泡反应。它和霰石不同之处是比霰石轻，霰石的比重是2.9-5
成因产状
晶体形态
复三方偏三角面体晶类，主要呈平行[0001]发育的柱状，平行[0001]发育的板状。常见单形有：菱面体e[01-12]、f[02-21]等，复三方偏三角面体。
晶体结构
物理性质
光学性质
化学分析
含量：
二氧化硅0.07%、三氧化二铝0.02%、三氧化二铁0.03%、氧化钙55.22%、氧化镁0.08%、石灰石块状/粉状：烧失量40.79%，硅4.62%，铝1.21%，铁0.52%，钙50.16%，镁1.10%
白云石粉/块：硅0.19%，铝0.15%，铁0.17%，钙32.1%，镁21.19%
碳酸钙是石灰石的主要组成部分，石灰石是生产玻璃的主要原料。石灰和石灰石大量用做建筑材料，也是许多工业的重要原料。碳酸钙可直接加工成石料和烧制成生石灰。石灰有生石灰和熟石灰。生石灰的主要成分是CaO，一般呈块状，纯的为白色，含有杂质时为淡灰色或淡黄色。生石灰吸潮或加水就成为消石灰，消石灰也叫熟石灰，它的主要成分是Ca(OH)2。熟石灰经调配成石灰浆、石灰膏、石灰砂浆等，用作涂装材料和砖瓦粘合剂。水泥是由石灰石和粘土等混合，经高温煅烧制得。玻璃由石灰石、石英砂、纯碱等混合，经高温熔融制得。炼铁用石灰石作熔剂，除去脉石。炼钢用生石灰做造渣材料，除去硫、磷等有害杂质。电石（主要成分是CaC2）是生石灰与焦碳在电炉里反应制得。纯碱是用石灰石、食盐、氨等原料经过多步反应制得（索尔维法）。利用消石灰和纯碱反应制成烧碱（苛化法）。利用纯净的消石灰和氯气反应制得漂白的。利用石灰石的化学加工制成氯化钙、硝酸钙、亚硫酸钙等重要钙盐。消石灰能除去水的暂时硬性，用作硬水软化剂。石灰石烧加工制成较纯的粉状碳酸钙，用做橡胶、塑料、纸张、牙膏、化妆品等的填充料。石灰与烧碱制成的碱石灰，用作二氧化碳的吸收剂。生石灰用作干燥剂和消毒剂。农业上，用生石灰配制石灰硫黄合剂、波尔多液等农药。土壤中施用熟石灰可中和土壤的酸性、改善土壤的结构、供给植物所需的钙素。用石灰浆刷树干，可保护树木。
中药性质
释名 亦名白善土、白土粉、画粉。白垩，到处都有，入药须用白色者。先研捣极细，然后放到盐汤里，浮在水而上的，用来作药，沉下去的不要。这种方法，叫做“水飞法”。每垩二两，用盐一分。把水飞过的细粉，收拾起来，晒干备用。未经这样处理的白垩，能令人结肠。
[性味] 味苦，性温，无毒。
《名医别录》记载：辛、无毒。不能长期服用，会伤五脏，令人消瘦。
[主治] 主治女子寒热症瘕、闭经、积聚。
气味 苦、湿、无毒。
主治
3．反胃。白垩煅红，放在一升米醋中浸过，再煅再渍，直到醋干为止。取这样处理过的白垩一两，加炮干姜两钱半，共研成末，每服一钱，最后连服到一斤以上。4、突发咳嗽。白垩、白矾一两，共研为末，加姜汗，做成丸子，如梧子大。临卧时，服二十丸，姜汤送下。
5．风赤烂眼。白垩一两，铜青一钱，共研为末。每次取半钱，用开水泡容后洗眼。
6．小儿热丹。白垩一分，寒水石半两，共研为末，用新水调匀涂敷。
7．痱子痒。白垩灰末扑之。
8．指头肿痛。白垩调猪油擦涂。
9．臁疮(下退前面的疮)流水。白垩煅过，研成末，调生油搽。
各家论述
分类情况
1、按生产方法分类
重质碳酸钙
分子式：CaCO3分子量100.09简称重钙，是用机械方法（用雷蒙磨或其它高压磨）直接粉碎天然的方解石、石灰石、白垩、贝壳等就可以制得。由于重质碳酸钙的沉降体积比轻质碳酸钙的沉降体积小，所以称之为重质碳酸钙。
性质：白色粉末。无臭、无味。露置空气中无变化，比重2.710。熔点1339ºC。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。遇稀醋酸、稀盐酸、稀硝酸发生泡沸，并溶解。加热分解为氧化钙和二氧化碳。
制法及工艺流程
包装：塑料袋包装，每袋净重50公斤。
轻质碳酸钙（沉淀碳酸钙）calciumcarbonate,light分子式CaCO3分子量100.09。又称沉淀碳酸钙，简称轻钙，是将石灰石等原料煅烧生成石灰（主要成分为氧化钙）和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳（主要成分为氢氧化钙），然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀，最后经脱水、，干燥和粉碎而制得。或者先用碳酸纳和氯化钙进行复分解反应生成碳酸钙沉淀，然后经脱水、干燥和粉碎而制得。由于轻质碳酸钙的沉降体积（2.4-2.8mL/g）比重质碳酸钙的沉降体积（1.1-1.4mL/g）大，所以称之为轻质碳酸钙。
性质：白色粉末。无味，无臭。比重约2.71。在825～896.6ºC分解。熔点1339ºC。有无定形和结晶形两种形态，结晶形中又可分为斜方晶系和六方晶系，呈柱状或菱形。难溶于水和醇。溶于酸，同时放出二氧化碳，呈放热反应。也溶于氯化铵溶液中。在空气中稳定，有轻微的吸潮能力。
用途：可用作橡胶、塑料、造纸、涂料和油墨等行业的填料。广泛用于有机合成、冶金、玻璃和石棉等生产中。还可用作工业废水的中种剂、胃与十二指肠溃疡病的制酸剂、酸中毒的解毒剂、含SO2废气中的SO2消除剂、乳牛饲料填加剂和油毛毡的防粘剂。也可用作牙粉、牙膏及其它化妆品的原料。
制法及工艺流程
CaCO3→CaO+CO2
CaO+H2O→Ca(OH)2
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
储运注意事项：储于干燥处。避免与酸类物质接触。运输中应小心，不得散包。注意防潮。
2、按粉体粒径分类
碳酸钙产品是一种粉体，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（1μm超微细碳酸钙（d≤0.02μm）。
轻质碳酸钙的粉体特点
a、颗粒形状规则，可视为单分散粉体，但可以是多种形状，如纺锤形、立方形、针形、链形、球形、片形和四角柱形。这些不同形状的碳酸钙可由控制反应条件制得。
b、粒度分布较窄。
重质碳酸钙的粉体特点
a、颗粒形状不规则，是多分散粉体。
b、粒径分布较宽。
c、粒径大，平均粒径一般为5-10μm。要确定重质碳酸钙的平均粒径，需要测定粒径分布函数和诸如颗粒沉降速度或比表面积之类的粉体现象函数。作为一种简便的方法是在电子显微镜照片上测量颗粒投影的长度和宽度，计算几何平均粒径作为表观粒径，再取中位粒径作为平均粒径。
3、按微观排列分类
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。胶体碳酸钙(活化碳酸钙，白艳华)calciumcarbonate,activeated
分子式CaCO3分子量100.09。又称改性碳酸钙、表面处理碳酸钙、胶质碳酸钙或白艳华，简称活钙，是用表面改性剂对轻质碳酸钙或重钙碳酸钙进行表面改性而制得。由于经表面改性剂改性后的碳酸钙一般都具有补强作用，即所谓的“活性”，所以习惯上把改性碳酸钙都称为活性碳酸钙。
性质：白色细腻、轻质粉末，粒子表面吸附一层脂肪酸皂，使CaCO3具有胶体活化性能。比重1.99～2.01。
胶体碳酸钙不溶于水，遇酸分解，灼烧变成焦黑色，放出二氧化碳并生成氧化钙。其活性比普通碳酸钙大，具有补强性。易分解于胶料之中。
用途：橡胶的填充料，可使橡胶色泽光艳、伸长率大、抗张强度高、耐磨性能良好。还用作制人造革、电线、聚氯乙烯、涂料、油墨和造纸等工业的填料。可使成品具有一定的抗张强度及光滑的外观。生产微孔橡胶时，可使其发泡均匀。
制法及工艺流程
碳化法：石灰石在高温下煅烧之后，先用水消化，再经筛滤、碳化、表面处理、干燥粉碎后，即得胶体碳酸钙成品。
CaCO3→CaO+CO2↑
CaO+H2O→Ca(OH)2
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
包装：内用双层塑料袋，外用麻袋包装。每袋净重20公斤或50公斤。
储运注意事项：储存于干燥的库房中。避免与酸类物质接触。注意防潮。
晶体碳酸钙（calciumcarbonate,crystal）
分子式CaCO3分子量100.09
性质：纯白色，六方结晶型粉末。比容1.2～1.4毫升/克。溶于酸，几乎不溶于水。
用途：用于牙膏、医药等方面。亦可用作保温材料和其它化工原料。
制法及工艺流程
氯化钙碳化法：系将氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙，氯化钙用二氧化碳碳化后即得碳酸钙，再经结晶、分离、洗涤、脱水、烘干、筛选后，得结晶碳酸钙成品。
Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+2H2O
CaCl2+2NH4OH+CO2→CaCO3+2NH4Cl+H2O
包装：内用双层塑料袋、外用麻袋或塑料编织袋包装。每袋净重20公斤。
储运注意事项：储于阴凉处，防高温。运输中防止勾挂散包。
石灰石：主要矿物成分为方解石。矿物颗粒和晶体结构不多见，表面平滑，呈小颗粒状。硬度不一，有些致密石灰石可以抛光。颜色有黑、灰、白、黄和褐色。石灰石含海水形成的石灰，故而得名。大理石、石灰石、白垩、岩石等天然矿物的主要成分是碳酸钙。
纳米碳酸钙
化学式： CaCO 3
英文名：Nano Calcium Carbonate
理化性质
纳米碳酸钙用于塑料中与树脂亲合性好，可有效增加或调节材料刚性,韧性，以及弯曲强度等,并可改善塑料加工体系的流变性能，降低塑化温度,提高制品尺寸稳定，耐热性及表面光洁性；在NR,BR,SBR等橡胶体系中，容易混练,分散均匀，并可使胶质柔软,还能提高压出加工性能和模型流动性。使橡胶制品具有表面光滑，伸长率大,抗张强度高，永久变形小,耐弯曲性能好，耐撕裂强度高等特点。
详介
纳米碳酸钙应用最成熟的行业是塑料工业主要应用于高档塑料制品。
纳米碳酸钙又称超微细碳酸钙。标准的名称即超细碳酸钙。纳米碳酸钙应用最成熟的行业是塑料工业主要应用于高档塑料制品。用于汽车内部密封的PVC增塑溶胶。可改善塑料母料的流变性，提高其成型性。用作塑料填料具有增韧补强的作用，提高塑料的弯曲强度和弯曲弹性模量，热变形温度和尺寸稳定性，同时还赋予塑料滞热性。
纳米碳酸钙用于油墨产品中体现出了优异的分散性和透明性和极好的光泽、及优异的油墨吸收性和高干燥性。纳米碳酸钙在树脂型油墨中作油墨填料，具有稳定性好，光泽度高，不影响印刷油墨的干燥性能．适应性强等优点。
造纸业是纳米碳酸钙最具开发潜力的市场。纳米碳酸钙还主要用于特殊纸制品，如女性用卫生巾、婴儿用尿不湿等。纳米活性碳酸钙作为造纸填料具有以下优点：高蔽光性、高亮度、可提高纸制品的白度和蔽光性；高膨胀性，能使造纸厂使用更多的填料而大幅度降低原料成本；粒度细、均匀，制品更加均匀、平整；吸油值高、能提高彩色纸的预料牢固性
纳米碳酸钙在涂料工业作为颜料填充剂，具有细腻、均匀、白度高、光学性能好等优点。纳米级超细碳酸钙具有空间位阻效应．在制漆中，能使配方中密度较大的立德粉悬浮，起防沉降作用．制漆后，漆膜白度增加，光泽度高，而遮盖力却不降低，主要用于高档轿车漆。
纳米碳酸钙在饲料行业中可作为补钙剂，增加饲料含钙量；在化妆品中使用，由于其纯度高、白度好、粒度细，可以替代钛白粉。
纳米活性碳酸钙的工业制备方法。该方法在一定浓度的Ca(OH)2的悬浮液中通入二氧化碳气体进行碳化。通过对Ca(OH)2悬浮液的温度、二氧化碳气体的流量控制碳酸钙晶核的成核速率；在碳化至形成一定的晶核数后，由晶核形成控制转化为晶体生长控制，此时加入晶形调节剂控制各晶面的生长速率，从而达到形貌可控；继续碳化至终点加入分散剂调节粒子表面电荷得均分散的立方形碳酸钙纳米颗粒；然后将均分散的立方形纳米碳酸钙颗粒进行液相表面包覆处理。所获得的纳米活性碳酸钙粒子在25～100nm之间可控，立方形，比表面大于25m2/g，粒径分布GSD为1.57，吸油值小于28g/100gCaCO3，且无团聚现象。所获得的产品性能优异，可作为高档橡胶、塑料以及汽车底漆中的功能填料。
1．一种纳米活性碳酸钙的工业制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)在 Ca(OH)2的悬浮液，通入含有CO2的气体，碳化至碳化率达5～40%，加入晶型调节剂，继续碳化至pH为8.0～9.0，加入表面电荷及空间位阻调节剂，继续碳化至pH为6～7.5，生成纳米级的立方形碳酸钙；所说的晶型调节剂为磷酸盐、硫酸盐、醋酸盐、柠檬酸盐、单糖或多糖中的一种及其混合物，其加入量为浆料重量的0.05～3.0%；所说的表面电荷及空间位阻调节剂为磷酸盐、硫酸盐、氯化物、三乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠中的一种或一种以上；表面电荷及空间位阻调节剂的加入量为CaCO3重量的0.1～4.0%；(2)将脂肪酸或水溶性钛酸酯偶联剂中的一种或两种配制成水溶液包覆剂；所说的脂肪酸为C12～C18的脂肪酸；(3)将纳米碳酸钙浆料加热至45～95℃，然后加入包覆剂，包覆剂的加入量以碳酸钙的重量计为0.5～3.5%，包覆处理时间为0.5～3.5小时间，将浆料过滤，干燥，即获得纳米活性碳酸钙
1．塑料
应用特性：由于活性纳米碳酸钙表面亲油疏水，与树脂相容性好，能有效提高或调节制品的刚、韧性、光洁度以及弯曲强度；改善加工性能，改善制品的流变性能、尺寸稳定性能、耐热稳定性具有填充及增强、增韧的作用，能取代部分价格昂贵的填充料及助济，减少树脂的用量，从而降低产品生产成本，提高市场竞争力。
2．橡胶
应用特性：经过表面改性处理后的纳米碳酸钙与橡胶有很好的相容性，具有补强、填充、调色、改善加工艺和制品的性能，可使橡胶易混炼、易分散，混炼后胶质柔软，橡胶表面光滑；可使制品的延伸性、抗张强度、撕裂强度等有本质的提高；可以降低含胶率或部分取代钛白粉、白碳黑等价格昂贵的白色填料，提高产品的市场竞争力。
3．密封胶粘材料
应用特性：应用于密封胶粘材料中，与胶料有很好的亲和性，可以加速胶的交联反应，大大改善体系的触变性，增强尺寸稳定性，提高胶的机械性能，且添加量大，达到填充急补强双重作用。同时，它能使胶料表面光亮细腻。
4．涂料
应用范围：水性涂料和油性涂料。
应用特性：大大改善体系的触变性，可显著提高涂料的附着力，耐洗刷性，耐沾污性，提高强度和表面光洁度，并具有很好的防沉降作作用。部分取代钛白粉，降低成本。
5．油墨
应用特性：使用纳米碳酸钙所配置的油墨，身骨及粘性较好，故具有良好的印刷性能；稳定性好；干性快且没有相反作用；由于颗粒小，故印品光滑，网点完整，可以提高油墨的光洁度，适用于高速印刷。
6．造纸
详细说明：
1：在橡胶工业：
纳米级超细碳酸钙具有超细、超纯的特点，生产过程中有效控制了晶形和颗粒大小，而且进行了表面改性。因此其在橡胶中具有空间立体结构、又有良好的分散性，可提高材料的补强作用。如链状的纳米级超细碳酸钙，在橡胶混炼中，锁链状的链被打断，会形成大量高活性表面或高活性点，它们与橡胶长链形成键连结，不仅分散性好，而且大大增强了补强作用。值得注意的是，它不但可以作为补强填充料单独使用，而且可根据生产需求与其他填充料配合使用，如：炭黑、白炭黑、轻钙重钙、钛白粉、陶土等，达到补强、填充、调色、改善加工工艺和提高制品性能、降低含胶率或部分取代白炭黑、钛白粉等价格昂贵的白色填料的目的。
2：在涂料工业
可作为颜料填充剂，具有细腻、均匀、白度高、光学性能好等优点，纳米级超细碳酸钙具有空间位阻效应，在制漆中，能使配方密度较大的立德粉悬浮，起防沉降作用。制漆后，漆膜白度增加，光泽高，而遮盖力却不下降，这一特性使其在涂料工业被大量推广应用。
3：在塑料工业
4：在造纸工业
可用于涂布加工纸的原料，特别是用于高级铜板纸。由于它分散性能好，粘度低，能有效的提高纸的白度和不透明度，改进纸的平滑度、柔软度，改善油墨的吸收性能，提高保留率。
5：在油墨行业
作为填料，可替代价格较高的胶质钙，并可提高油墨的光泽度和亮度。
6：在其他行业
纳米级超细碳酸钙用于饲料行业，可作为补钙剂，增加饲料的含钙量，在化妆品中使用，可替代钛白粉。
HG-01型是经过表面活性处理的纳米活性碳酸钙，作为功能性补强材料，广泛应用于PVC、PE、PP、PP-R、ABS、PA等树脂，以及橡胶行业、油漆和特种涂料等领域。可替代钛白20%左右，降低生产成本，提高经济效益。在塑料制品中有很好的增强增韧性能，具有相当的热稳定性和分散性，可显著提高材料的刚性、韧性、弯曲强度，使产品拥有良好的尺寸稳定性，改善体系流变性、降低收缩率，制品表明细密，光泽好，拉伸强度及抗划伤、抗冲击强度均有很大程度的提高。该型号产品被广泛应用于塑料管材、型材，塑钢门窗、电缆、电缆护套、给水管、汽车保险杠及室内配件等及空调、冰箱、电视机、电脑、洗衣机等家用电器的产品塑料外壳面板。
HG-02：主要应用于高档涂料油墨行业
HG-02型是经过表面活性处理的纳米活性碳酸钙，应用于高档油墨产品，其作为主体颜填料有良好的分散性、透明性、提高光泽和遮盖力。具有优异的吸收性和高干性，使用于高速印刷。可调节油墨颜色、浓稠度等性能，调节墨性，降低成本。
HG-03）型是经过表面活性处理的纳米活性碳酸钙，作为功能性材料应用于合成橡胶具有如下特点：
1． 良好的加工性能，吃料速度快，混炼容易，硫化时间短。
2．有很好的补强性能，可代替白炭黑和炭黑，提高橡胶制品的多项力学性能，如：抗张性、抗撕裂性、耐磨性、防腐性，显著提高橡胶制品的曲扰性、抗老化性，改善橡胶制品与金属界面结合性，提高附着力等。
3． 使用简单，可于其它普通填料并用，视情况可等量替代炭黑或白炭黑30%左右，降低生产成本。
4．具有填充量大、增白效果好等特点。
用途介绍
分布情况
1．碳酸钙是用途极广的宝贵资源石灰石是石灰岩作为矿物原料的商品名称。石灰岩在人类文明史上，以其在自然界中分布广、易于获取的特点而被广泛应用。作为重要的建筑材料有着悠久的开采历史，在现代工业中，石灰石是制造水泥、石灰、电石的主要原料，是冶金工业中不可缺少的熔剂灰岩，优质石灰石经超细粉磨后，被广泛应用于造纸、橡胶、油漆、涂料、医药、化妆品、饲料、密封、粘结、抛光等产品的制造中。据不完全统计，水泥生产消耗的石灰石和建筑石料、石灰生产、冶金熔剂，超细碳酸钙消耗石灰石的总和之比为1∶3。石灰岩是不可再生资源，随着科学技术的不断进步和纳米技术的发展，石灰石的应用领域还将进一步拓宽。
2．中国碳酸钙资源概况及其地理分布中国是世界上石灰岩矿资源丰富的国家之一。除上海、香港、澳门外，在各省、直辖市、自治区均有分布。据原国家建材局地质中心统计，全国石灰岩分布面积达43.8万KM2(未包括西藏和台湾)，约占国土面积的1/20，其中能供做水泥原料的石灰岩资源量约占总资源量的1/4～1/3。为了满足环境保护、生态平衡，防止水土流失，风景旅游等方面的需要，特别是随着我国小城镇建设规划的不断完善和落实，可供水泥石灰岩的开采量还将减少。
制法流程
粉碎法：系将含CaCO3在90%以上的白石用雷蒙磨或其它高压磨经粉碎、分级、分离，而制得的成品。
包装：塑料袋包装，每袋净重50公斤。
储运注意事项储存于干燥的库房中。运输中防止袋破。不得与液体酸类共储混运
泄漏处理
参考资料
[1]
白垩的功效与作用-图片-禁忌-乡间郎中 · 乡间郎中[引用日期2021-11-23]
