471-34-1/輕質碳酸鈣與重質碳酸鈣的區別

目前，市場上主要的工業碳酸鈣產品為輕質碳酸鈣（PCC）和重質碳酸鈣（GCC），兩者不僅在礦物學特征方面有一定的相似之處，其應用領域也有部分重疊，例如5-0.1μm超細重質碳酸鈣與輕質碳酸鈣約在90%的情況下可相互替代。因此，輕質碳酸鈣與重質碳酸鈣的區分問題一直困擾著多數用戶，今天粉體技術網就從生產方式、吸油值、顆粒形狀、應用性能等12個方面介紹其不同。

1、生產方式

重質碳酸鈣主要是以方解石、大理石、石灰巖、白堊、漢白玉等天然礦物為原料，經機械粉磨加工得到的粉體材料；輕質碳酸鈣主要是以石灰石為原料，經煅燒、消化、碳化、脫水、干燥、分級等工序得到的粉體材料。

2、堆積密度

產品堆積密度的不同是重質碳酸鈣與輕質碳酸鈣最明顯的區別。重質碳酸鈣產品的堆積密度較大，一般為0.8～1.3g/cm³；輕質碳酸鈣產品的堆積密度較小，一般為0.5～0.7g/cm³，一些納米碳酸鈣產品的堆積密度甚至可達到0.28g/cm³左右。

3、沉降體積

沉降體積是單位質量的碳酸鈣在100mL水中振蕩并靜置3h后所具有的體積。沉降體積越大說明產品粒度越小、密度越輕、產品檔次越高。重質碳酸鈣的沉降體積為1.1～1.4mL/g；輕質碳酸鈣的沉降體積為2.4～2.8mL/g，納米輕質碳酸鈣的沉降體積為3.0～4.0mL/g。

4、比表面積

碳酸鈣的平均粒徑與其比表面積有著內在的聯系，可通過其比表面積的大小來較準確地判斷平均粒徑的大小。普通重質碳酸鈣的比表面積一般為1m²/g左右，重質微細碳酸鈣比表面積為1.45～2.1m²/g；普通輕質碳酸鈣的比表面積一般為5m²/g左右，輕質微細碳酸鈣比表面積為27～87m²/g。

5、吸油值

在實際應用中，大多數填料都用吸油值這項指標來大致預測填料對樹脂的需求量，即吸油值對選擇填料具有重要的指導意義。重質碳酸鈣由于顆粒大、表面光潔、比表面積小，因此吸油值較低，一般為40-60mL/100g左右；輕質碳酸鈣顆粒微細、表面較粗糙，比表面積大，因此吸油值較高，一般為60-90mL/100g左右。

6、白度

重質碳酸鈣由于相對雜質較多，因此產品白度一般為89%～93%，極少數的產品能達到95%；輕質碳酸鈣產品純凈度較高，因此白度一般為92%～95%，部分產品可以達到96%～97%。

7、水分含量

重質碳酸鈣產品水分一般為0.2%～0.3%，水分含量比較低，同時也較為穩定，一些高檔的產品水分甚至可達到0.1%左右；普通輕質碳酸鈣產品水分0.3%～0.8%，有時會有一定的波動，不太穩定。

8、粒徑

重質碳酸鈣產品的粒徑為0.5~45μm不等，按其原始平均粒徑（d）分為：粗磨碳酸鈣（>3μm）、細磨碳酸鈣（1-3μm）、超細碳酸鈣（0.5-1μm）。產品粒徑越小價格越高，目前尚無工業化生產的納米級重質碳酸鈣，只是在一些微細鈣產品中含有極少量粒徑為100nm左右的顆粒。

普通輕質碳酸鈣產品的粒徑一般為0.5~15μm，納米碳酸鈣粒徑一般為20~200nm。輕質碳酸鈣按其原始平均粒徑（d）可分為：微粒碳酸鈣（>5μm）、微粉碳酸鈣（1-5μm）、微細碳酸鈣（0.1-1μm）、超細碳酸鈣（0.02-0.1μm）、超微細碳酸鈣（<0.02μm）。

9、顆粒形狀

重質碳酸鈣的粉體特點是：顆粒形狀不規則，而且顆粒有一定的棱角，表面粗糙；顆粒大小差異較大，粒徑分布較寬，粒徑較大。破碎和細化不會改變重質碳酸鈣的晶型，一般方解石重質碳酸鈣為六方晶型、大理石重質碳酸鈣為立方晶型，主要與產地有關。輕質碳酸鈣的粉體特點是：顆粒形狀規則，可視為單分散粉體；粒度分布較窄。根據晶粒形狀的不同，輕質碳酸鈣可分為紡錘形、立方形、針狀、鏈狀、球形、片狀和菱形等。

紡錘形碳酸鈣是輕質碳酸鈣中最常見的一種晶形，平均長軸粒徑為5-12μm，平均短軸粒徑為1-3μm；

針狀碳酸鈣平均粒徑為0.01-0.1μm，平均長徑比為5-100；

鏈狀碳酸鈣平均粒徑為0.01-0.1μm，平均長徑比為10-50；

球形碳酸鈣平均粒徑為0.03-0.05μm；

立方形碳酸鈣平均粒徑為0.02-0.1μm；

片狀碳酸鈣平均粒徑為1-3μm。

10、味道

對于食品級碳酸鈣來說，產品味道也是重要的指標之一。輕質碳酸鈣由于氧化鈣反應不完全，殘留有石灰味道，如填充餅干則會有嗆人的味道，而重質碳酸鈣沒有。

11、礦物經濟學對比

粉體制備成本：常規成本相當，處于同一競爭水平，但若附加環境管制成本和資源浪費率，輕質碳酸鈣擴展成本則高于重質碳酸鈣；環境平衡度：重質碳酸鈣生產除噪聲外，無“三廢”排放，環境易協調和管制；輕質碳酸鈣生產排放“三廢”，特別有燃燒廢氣，環境總平衡度低。資源利用率：重質碳酸鈣易于礦產資源綜合利用，輕質碳酸鈣憑借化學加工能力不易控制礦產資源合理利用率。

12、應用性能

在應用過程中，重質碳酸鈣產品主要用于造紙、橡膠和塑料等行業，填充量一般較大，主要作為體積填料，降低應用產品的制造成本。輕質碳酸鈣產品相對應用領域較廣泛，主要的應用領域為塑料、橡膠、涂料、膠黏劑、卷煙紙、油墨等，以體積填充為主，而納米碳酸鈣產品在應用過程中往往作為改性或補強等功能性填料使用，填充量一般較少。

（1）造紙：造紙中推廣中性施膠之后，碳酸鈣需求量劇增，但輕質碳酸鈣由于吸油值高、耗膠量大，有損施膠效果；另外，輕質碳酸鈣保水性強，在機紙中添加，紙張強度相對于重質碳酸鈣來說較差。

但對于在生產卷煙紙來說，輕質碳酸鈣則優于重質碳酸鈣。國內外卷煙紙用碳酸鈣以輕質碳酸鈣為主，特別是紡錘形輕質碳酸鈣，由于其結晶形狀決定了粒子的堆積、交叉在一起，會產生搭橋作用，較疏松，對成紙的透氣度、不透明度、白度均較有利，是高檔卷煙紙用碳酸鈣的最佳選擇。

（2）塑料：普通輕質碳酸鈣由于吸油值高，在某些塑料中添加顯得太輕，混煉有一定困難，增加添加量較困難，只能作一般性的增量劑。因此，在塑編制品、管材、注塑或中空制品中，普遍使用重質碳酸鈣。

（3）橡膠：輕質碳酸鈣由于粒徑小、沉降體積大，可以增加橡膠體積，改善橡膠硫化性能、起半補強或補強作用。

（4）其他：在建筑涂料、膩子、氈層包裝、飼料等方面，由于較粗的粒徑就滿足需要，因此，主要采用重質碳酸鈣。