碳酸鈣不同的分類名稱不同,十分凌亂,非常有必要厘清這些名稱的來源,統(tǒng)一命名,方便統(tǒng)一名稱并應用,解決多個名稱帶來的混亂不便。
碳酸鈣類從礦物成分上,名稱有方解石、大方解、小方解、粗晶、冰洲石、大理石、大理巖、漢白玉、石灰石、石灰?guī)r、灰?guī)r、石鐘乳、石筍、石柱、石幔、石灰華、白堊、文石、霰石、硨磲等;從沉降體積上有重質碳酸鈣(Ground Calcium Carbonate簡稱GCC)、重鈣、輕質碳酸鈣( Precipitated Calcium Carbonate,簡稱PCC)、沉淀碳酸鈣;從有無改性上有普通碳酸鈣和活性、活化或改性碳酸鈣,從細度上通常有幾目到100幾十目或雪花,有150目、200目、325目、400目、600目、800目、1000目、1250目、1500目、2000目、3000目、5000目等碳酸鈣粉,有超細、超微細、納米碳酸鈣等,市場俗稱有單飛粉、雙飛粉、三飛粉、四飛粉等,因此,不同的分類名稱不同,十分凌亂,非常有必要厘清這些名稱的來源,統(tǒng)一命名,方便統(tǒng)一名稱并應用,解決多個名稱帶來的混亂不便。
一、碳酸鈣結構分類及名稱
碳酸鈣結構有方解石和文石(霰石)兩種結構,方解石礦物結構類似于NaCl晶體結構,[CO3]2-離子成立方最密堆積,Ca2+離子填充[CO3]2-離子之間八面體空隙,每個Ca2+離子周圍都被六個[CO3]2-離子包圍,配位數(shù)為6。文石與方解石晶體結構不同,結構中Ca2+離子和[CO3]2-離子按六方最緊密堆積的重復規(guī)律排列,每個Ca2+離子周圍雖然圍繞著6個[CO3]2-離子,但與其接觸的O2-離子不是6個,而是9個,Ca2+離子的配位數(shù)為9,每個O與3個Ca、1個C聯(lián)結。
二、碳酸鈣成因分類及名稱
1.沉積和生物型
湖泊或海水中的CaCO3達到過飽和時,可沉積形成大量的方解石或文石,如果方解石或文石沒有結晶,呈隱晶質,則為石灰?guī)r,如果結晶,則為方解石或文石(硨磲);在某些礦泉里,方解石和文石沉積構成石灰華;另外,多胚孔的生物體死掉以后,它們極其微小的身軀沉到海底,積聚成了厚厚的一層貝殼,這層東西逐漸粘結在一起并且壓縮成一種松軟的石灰?guī)r,為白堊土。
2.熱液型
中低溫熱液礦床中,方解石結晶形成良好晶形,呈脈狀或見于空洞中,形成各種金屬礦床的脈石礦物,有時在熱液和應力作用下,充填在噴出巖的氣孔或裂隙中,透明度非常好,形成冰洲石。
3.熱液變質型
石灰?guī)r經(jīng)熱液變質再結晶可形成粗粒大理巖,純白的大理巖又稱漢白玉。
4.風化沉積型
石灰?guī)r、大理巖在風化過程中被地下水溶解,形成重碳酸鈣Ca(HCO3)2進入溶液,當壓力減小或蒸發(fā)時,大量的CO2溢出,碳酸鈣再次沉淀下來,形成石鐘乳、石筍、石柱、石幔等。
三、碳酸鈣沉降體積分類及名稱
碳酸鈣從沉降體積上有重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣和沉淀碳酸鈣,重質碳酸鈣就是方解石經(jīng)機械物理破碎而成的各種粒度和細度的產(chǎn)物,其比重與方解石相同或十分接近;輕質碳酸鈣和沉淀碳酸鈣是用化學加工方法制得,將石灰石、方解石等原料段燒生成生石灰(主要成分為CaO)和CO2,收集起來CO2,然后CaO加水生成石灰乳(主要成分為Ca(HO)2),然后再對石灰乳通入CO2生成碳酸鈣沉淀,最后經(jīng)脫水、干燥和粉碎而制得,或者先用碳酸鈉和氯化鈣進行復分解反應生成碳酸鈣沉淀,然后經(jīng)脫水、干燥和粉碎而制得。由于輕質碳酸鈣或沉淀碳酸鈣的沉降體積(2.4-2.8mL/g)比用機械物理方法生產(chǎn)的重質碳酸鈣沉降體積(1.1-1.9mL/g)大,因此被稱為輕質碳酸鈣。
四、碳酸鈣改性分類及名稱
表面處理是在基體材料表面上人工形成一層與基體的機械、物理和化學性能不同的表層的工藝方法,表面處理的目的是滿足產(chǎn)品的相容性、耐蝕性、耐磨性、裝飾或其他特種功能要求。碳酸鈣從有無表面處理上,分普通碳酸鈣和改性、活性或活化碳酸鈣,普通碳酸鈣就是沒有進行表面處理、保持原始物理機械加工或化學加工方法而成的碳酸鈣;改性、活性或活化碳酸鈣是指將重質碳酸鈣或輕質碳酸鈣使用硬脂酸、硅烷偶聯(lián)劑等偶聯(lián)劑進行表面活化處理制得,不但疏水化而且活性,與樹脂相容性更好。
五、碳酸鈣細度分類及名稱
從細度上,碳酸鈣通常有幾目到一百幾十目白砂或雪花白砂,有150目、200目、325目、400目、600目、800目、1000目、1250目、1500目、2000目、3000目、5000目等碳酸鈣粉,有超細、超微細、納米碳酸鈣等。目數(shù)目前有美國、德國和日本標準,中國沒有國家標準,每個企業(yè)使用的標準不同,而且由于篩網(wǎng)公司每個批次做的篩網(wǎng)網(wǎng)絲粗細不一,同樣目數(shù)的篩網(wǎng)實際目數(shù)也不一樣,因此,細度用目數(shù)來衡量非常混亂,只能是細度能使用是最終的檢驗衡量標準。為統(tǒng)一和便利,從幾目—325目,建議使用美國篩網(wǎng)目數(shù)和微米數(shù)標準,并且使用同一個篩網(wǎng)廠家同一批次生產(chǎn)的網(wǎng)篩,實在統(tǒng)一不到同一個篩網(wǎng)廠家同一批次生產(chǎn)的網(wǎng)篩,就用同一廠家網(wǎng)篩,但要用同一個樣品進行校正調整;從400目—5000目,建議使用美國篩網(wǎng)目數(shù)和微米數(shù)標準,并且使用同一廠家出產(chǎn)的激光粒度分析儀進行分析測試,同一測試儀器和標準,才能最終統(tǒng)一檢驗和使用結果。超細碳酸鈣、納米級碳酸鈣根據(jù) GB/T19590—2004規(guī)定, 用電鏡平均粒徑測定。
中國無機鹽工業(yè)協(xié)會專家委員會專家胡慶福等2008年在綜合目前國內外有關標準及國內生產(chǎn)企業(yè)的一些習慣稱呼,提出碳酸鈣分類及命名的標準,值得參照。輕質碳酸鈣分為輕質碳酸鈣(>2.0μm)、超細碳酸鈣(0.1~2.0μm)、納米級碳酸鈣(≤0.1μm)等3個級別, 每個級別中分為活性與普通產(chǎn)品、各種專用產(chǎn)品等;重質碳酸鈣分為重質碳酸鈣(>10μm)、微細重質碳酸鈣(2.0~10μm)、超細重質碳酸鈣(0.1~2.0μm)等3個級別, 每個級別中分為活性與普通產(chǎn)品、各種專用產(chǎn)品等,各類各種碳酸鈣產(chǎn)品物理及化學指標分別符合國家、行業(yè)或企業(yè)標準要求。
六、碳酸鈣市場分類及名稱
按照市場俗稱,碳酸鈣由于粉碎的細度不同又分為單飛粉、雙飛粉、三飛粉和四飛粉,其中單飛粉 95%通過200 目,雙飛粉99%通過325目,三飛粉99.9%通過325目,四飛粉99.95%通過400目。這是以往的分類和俗稱,現(xiàn)在碳酸鈣粉體細度用微米數(shù)、通過率和目數(shù)精確科學表達的情況下,建議廢棄單飛粉、雙飛粉、三飛粉和四飛粉的命名方式。
七、碳酸鈣建議分類及名稱
綜合碳酸鈣的結構、礦物成分、化學成分、應用領域等分類及名稱情況,礦材網(wǎng)建議碳酸鈣分類和名稱如下:
1.行業(yè)分類及名稱
對地質專業(yè)人員,仍然保留方解石、冰洲石、文石、硨磲、石灰石、石灰華、石鐘乳、石筍、石柱、石幔、大理巖、白堊等專業(yè)名稱;非地質類人員,礦山和粉體行業(yè)應統(tǒng)稱原礦為碳酸鈣,水泥和建筑行業(yè)統(tǒng)稱原礦為石灰石,建材石材行業(yè)統(tǒng)稱原礦為大理石或大理巖,部分純白色大理石為漢白玉,旅游行業(yè)統(tǒng)稱石灰?guī)r溶地貌為石鐘乳、石筍、石柱、石幔等。
2.加工方式分類及名稱
機械物理加工的碳酸鈣為重質碳酸鈣,化學加工的為輕質碳酸鈣(含沉淀碳酸鈣),重質碳酸鈣和輕質碳酸鈣(含沉淀碳酸鈣)可分別簡稱為重鈣和輕鈣。
3.表面處理分類及名稱
未作表面處理的為普通碳酸鈣,經(jīng)過表面處理的稱之為活性、改性、活化碳酸鈣,活性、改性、活化應統(tǒng)稱為改性比較好。
4.細度分類及名稱
砂統(tǒng)稱為多少目碳酸鈣砂,因為砂是介于某兩個目數(shù)之間的砂,一定要有篩分粒級級配數(shù)據(jù),才能知道這個砂到底粒度如何,才能更好使用,達到使用的最佳強度,因此砂必須要有多少目和粒級級配數(shù)據(jù)才完整;
粉統(tǒng)稱為多少通過率、多少微米、多少目的碳酸鈣,如97%通過率、19微米800目碳酸鈣,這才是準確的名稱,現(xiàn)在市場上含糊的目數(shù)+碳酸鈣命名是既不準確也不嚴肅的,如800目碳酸鈣,到底是多少微米,是多少通過率?如90%通過率、19微米800目碳酸鈣相當于700目左右,而100%通過率、19微米800目碳酸鈣相當于900目,因此必須通過率、微米和目同時出現(xiàn),才能準確判定粉體的真正細度,建議廢除單飛粉、雙飛粉、三飛粉和四飛粉名稱。
對于超細和納米碳酸鈣,輕質碳酸鈣分為輕質碳酸鈣(>2.0μm)、超細碳酸鈣(0.1~2.0μm)、納米級碳酸鈣(≤0.1μm)等3個級別, 每個級別中分為活性與普通產(chǎn)品、各種專用產(chǎn)品等;重質碳酸鈣分為重質碳酸鈣(>10 μm)、微細重質碳酸鈣(2.0~10μm)、超細重質碳酸鈣(0.1 ~2.0μm)等3個級別。