Compréhension carbonate de calcium lourd (CaCO₃) nécessite l'analyse de ses caractéristiques naturelles et industrielles. Cette poudre minérale est largement utilisée dans le monde entier. Ses matières premières sont abondantes et peu coûteuses. Les principaux avantages incluent une grande blancheur et une faible absorption d'huile. Ces propriétés garantissent une large applicabilité.
Le carbonate de calcium lourd est essentiel dans la fabrication du papier, les plastiques et les revêtements. Il agit comme un chargeur, un stabilisateur et un agent de brillance. Les études récentes se concentrent sur ses caractéristiques microscopiques. La taille des particules et les traitements de surface stimulent l'innovation.
Calcaire lourd modifié améliore les matériaux biodégradables. Il réduit également l'empreinte carbone dans la construction. Les industries privilégient désormais ces solutions durables. Équilibrer le coût et le respect de l'environnement reste un défi.
Définition du carbonate de calcium lourd
La poudre de carbonate de calcium lourd est un produit fabriqué à partir de matériaux naturels tels que la calcite, le marbre, la dolomite ou la craie. Elle est transformée par broyage et classification pour atteindre une certaine finesse, généralement appelée GCC. Le volume de sédimentation du carbonate de calcium mécaniquement broyé (1,1–1,9 mL/g) est inférieur à celui du carbonate de calcium léger (2,4–2,8 mL/g).
Le carbonate de calcium lourd est également connu sous le nom de :
- Poudre à un seul vol
- Poudre de terrazzo broyée à l'eau
- Poudre à double vol
- Poudre à triple vol
- Poudre à quadruple vol
- Poudre de calcaire
- Poudre de craie
- Poudre blanche
- Carbonate de calcium naturel
Matériaux bruts minéraux
| Minéraux carbonatés | Caractéristiques |
| Calcaire | Dureté : 3, Densité : 2,6-2,9, Point de fusion : 825°C. Se décompose en oxyde de calcium et dioxyde de carbone entre 830-1020°C. Réagit avec des acides dilués, produisant de l'effervescence et se dissolvant. |
| Calcite | Dureté : 2,704–3,0, Densité spécifique : 2,6–2,8 g/cm³, Point de fusion : 1339°C. Se décompose en CaO et CO₂ entre 830-1020°C. Réagit avec des acides dilués, libérant du CO₂ dans une réaction exothermique. Presque insoluble dans l'eau, se dissout dans des solutions de chlorure. |
| Marbre | Calcaire recristallisé, principalement composé de calcite, serpentine et dolomite. Dureté : 3,5–4,0, Cassant, marbre pur connu sous le nom de « Marbre Blanc ». |
| Craie | Une variété de calcite, Dureté : 3, Densité : 2,93 g/cm³, Cassante. Clivage parfait, fracture en forme de coquille. Presque insoluble dans l'eau mais se dissout dans l'eau contenant des sels d'ammonium ou de l'oxyde de fer. Insoluble dans l'alcool, aucune réaction dans l'air. |
| Dolomite | Structure cristalline similaire à celle de la calcite, généralement sous forme rhomboédrique. Dureté : 3–4, Densité : 2,86–3,20 g/cm³, Réagit avec de l'acide chlorhydrique dilué froid, produisant de l'effervescence. |
Classification du carbonate de calcium lourd
Classification par taille de particules：
Carbonate de calcium micronisé : taille de particule supérieure à 5 μm, généralement utilisé comme agent de blanchiment.
Carbonate de calcium ultrafin : taille de particule inférieure à 0,02 μm, présente une transparence ou translucidité.
Carbonate de calcium fin : taille de particule comprise entre 0,1 μm et 1 μm.
Carbonate de calcium ultrafin : taille de particule comprise entre 0,02 μm et 0,1 μm.
Classification par agent de traitement de surface
Carbonate de calcium activé
Le carbonate de calcium activé, également appelé carbonate de calcium actif, est traité avec des activateurs. Les activateurs courants incluent des composés organiques avec des groupes non polaires et oléophiles tels que l'acide stéarique, l'acide linoléique, l'acide résineux et l'acide lignosulfonique.
Carbonate de calcium traité avec un agent de couplage
Les agents de couplage agissent comme des « ponts » entre les matériaux inorganiques et les matériaux polymères à leur interface. Les agents de couplage couramment utilisés incluent :
- Agents de couplage esters de phosphate
- Agents de couplage esters d'aluminium
- Agents de couplage esters de titane
- Agents de couplage esters d'acide borique
- Agents de couplage à base de silane
- Agents de couplage esters de phtalate
Technologie de traitement en profondeur du carbonate de calcium
Procédé sec : Traitement du minerai – Concassage grossier – Concassage fin – Broyage – Classification – Collecte – Test – Emballage.
Minerai brut – nettoyage et criblage – concassage – broyage à sec – classification et collecte – préparation de boue – broyage humide – criblage par vibration – séchage et collecte – produit fini.
Les principaux équipements du procédé sec comprennent : Moulin Raymond, moulin à agitation sèche, broyeur à boulets, Broyeur à vibration, broyeur à anneaux et rouleaux et à la Broyeur vertical.
Modification du carbonate de calcium lourd
Objectifs de la modification
- Réduire l'énergie de surface du carbonate de calcium lourd pour prévenir l'agrégation.
- Améliorer la dispersion du carbonate de calcium lourd dans la matrice.
- Renforcer l'affinité à l'interface entre la surface du carbonate de calcium lourd et la matrice.
- Améliorer la spécificité et la fonctionnalité du carbonate de calcium lourd modifié.
Méthodes de modification
- Modification par revêtement physique
- Modification chimique par force mécanique
- Modification de surface à haute énergie
- Modification chimique de surface
- Modification par dépôt de surface
Processus et principes de modification chimique de surface
- Modification par agent de couplage
- Modification par agent de couplage composite
- Modification par revêtement polymère
- Modification par composé organique
Conclusion
En conclusion, le carbonate de calcium lourd illustre comment un minéral abondant peut stimuler l'innovation industrielle. Son coût-efficacité et ses propriétés adaptables le rendent irremplaçable dans des secteurs traditionnels comme le papier et les plastiques. Pourtant, une compréhension plus approfondie du carbonate de calcium lourd — grâce à la nanotechnologie et aux procédés écologiques — redéfinit son rôle dans une économie circulaire. Alors que les industries aspirent à la neutralité carbone, le potentiel de ce minéral dans les matériaux verts et la réduction des déchets ne fera que croître. L'avenir ne réside pas seulement dans son utilisation, mais dans la redéfinition de sa chaîne de valeur par la science et la durabilité.
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