用方解石、大理石、石灰石加工所得的重鈣粉有何差異？

重質碳酸鈣作為節能減排、綠色環保的礦物材料，由于其特殊的物理化學性質，以及價格低、原料廣、無毒性等特點而廣泛地用于造紙、塑料、橡膠、油漆涂料、膠粘劑和密封劑以及建材等行業。眾所周知，重質碳酸鈣是由天然碳酸鹽礦物如方解石、大理石、石灰石磨碎而成，又稱研磨碳酸鈣，是常用的粉狀無機填料。那么，用方解石、大理石、石灰石加工所得的重鈣粉到底有何差異？

方解石的化學分子式為CaCO3，其理論化學組成為：CaO 56.03%，CO2 43.97%，屬三方晶系，無色或白色，有時被鐵、錳、銅等元素染成淺黃色、淺紅色、紫色、褐色等。

天然大理石又稱云石，是重結晶的石灰巖，主要成分是CaCO?。石灰巖在高溫高壓下變軟，并在所含礦物質發生變化時重新結晶形成大理石。主要成分是鈣和白云石，顏色很多，通常有明顯的花紋，礦物顆粒很多。摩氏硬度在3到5之間，一般呈立方體。

石灰石的主要化學成分為CaCO?，以方解石微粒狀呈現，晶體形態復雜，常呈偏三角面體及菱面體，淺灰或青灰色，莫氏硬度3~4，密度2.5~2.8g/cm3。

三者的主要成分均為CaCO?，相較之下，方解石的含鈣量稍高于大理石和石灰石，好的方解石含鈣量可以達到99%以上。

我國方解石、大理石、石灰石資源均很豐富，尤其是方解石，天然碳酸鈣中最常見的就是它。而且中國是世界上出產優質方解石的五大國之一，分布也相對集中，主要分布在廣西，江西，湖南一帶；天然大理石資源遍及全國各地，但是人造大理石的主要成分已經不是碳酸鈣了，兩者不能混淆。

方解石、大理石、石灰石礦石經粉磨后直接成為重質碳酸鈣填料，因此對礦石的純度與白度要求極高，氧化鈣的含量要求幾乎靠近理論值。所以，并不是一般的石灰巖和大理巖都可以作為重質碳酸鈣原料的，特別需要注意的是鈣含量高的石灰石才能做重鈣。

其一，工業上一般不對方解石進行機械選礦加工，只進行簡單的洗礦和手選；對于石灰石一般也只是需要進行簡單的洗礦，不需要采用復雜的選礦工藝進行提純；相較之下，大理石色調豐富，種類繁多，選礦加工相較方解石與石灰石復雜一些。

其二，方解石的莫氏硬度為3，相較于大理石與石灰石要低一些，所以，同樣功率的粉碎設備，加工方解石的效率要高于加工大理石和石灰石的效率。

其三，方解石的超細粉碎工藝主要有干法和濕法兩種。干法工藝一般用于生產d97≥3~5μm的產品，濕法工藝一般用生產d97≤3~5μm（d90≤2μm）的產品；石灰石一般采用干式粉碎工藝。

首先，三者之中，用方解石加工的重質碳酸鈣是目前有機高聚物基材料中用量最大的無機填料。方解石的礦石品質結晶解理都很好，做成粉后粉體的分散性，流動性，粒徑分布以及粉體的吸油值、遮蓋率都比大理石要好。好的方解石粉白度可以做到95-97以上（400目粉），大理石白度則偏低一些，好一點的大約在93-96（400目）。

其次，技術指標要求因應用領域不同而異，方解石、石灰石、大理石在不同領域所起作用亦不同。如塑料制品，塑料制品對用方解石為原料加工的重質碳酸鈣的技術指標要求主要是化學成分（CaCO?或CaO含量、鹽酸不溶物、鐵及重金屬含量）、粒度大小與粒度分布、白度等；涂料油墨中一般要求CaCO?≥97%，白度≥90。

由于方解石和大理石所含微量金屬元素的不同，粉體所呈現出來的色澤也不同，方解石粉填充于塑料中做出來的產品會表現奶黃色或奶紅色（也即業界所說的磁白色，乳白色），色澤柔和，遮蓋力較好。

此外，由于方解石和大理石晶體結構不同，填充于塑料制品后拉伸力和抗沖擊力會有一定的差別。方解石屬于六方晶系，晶體一般呈棗核形，長短徑比較大；大理石晶體一般呈立方體形，長短徑比較小。長短徑比較大的粉體填充于塑料中有一定的補強作用，塑料制品拉伸力和抗沖擊力等力學性能較好。如同樣粒度分布的方解石重鈣和大理石重鈣在相同的配方條件下填充PVC管材型材等制品，大理石粉比方解石粉做出來的制品比較容易脆，韌性較差。

再者，重質碳酸鈣產品質量優劣很大程度上源于原料的品位。例如造紙行業，造紙約占據了重鈣40%的市場份額，造紙用重質碳酸鈣的原料一般根據礦石的物理性能和化學成份情況，尤其是依據礦石的硬度狀況。選用礦石硬度越低性質越軟的重質碳酸鈣原料對造紙行業來說越有利，因為它的磨耗值較低，對保護和延長造紙機的濾網、刀頭等部件的壽命越有利。

目前，歐洲等發達國家一般均選用純度高、白度好的優質白堊土作為造紙用重質碳酸鈣的首選原料。但在我國由于地質成因等情況的不同，很少有儲量大的優質白堊土，現大多采用儲量豐富的高白度、高純度的大理石和方解石作為造紙用重質碳酸鈣的主要原料。

此外，相較于重質碳酸鈣的制備，石灰石更主要的是用來制備輕質碳酸鈣。除了制備普通輕質碳酸鈣，石灰石還可以制備超細碳酸鈣和納米碳酸鈣，通過表面改性還可以制備超細活性碳酸鈣，用做橡膠、塑料、紙張、牙膏、化妝品等的填充料。

近年來隨著重質碳酸鈣在塑料、橡膠、造紙、醫藥、食品、建材、化工、涂料、飼料等領域的廣泛和深度應用，優質工業用重質碳酸鈣原料有著廣闊的開發應用前景。資源是有限的，礦山尾礦的循環利用值得重視，如賀州。如今在賀州已經形成一條完美的循環石材產業鏈：大理石原料—大理石板材和工藝品—大理石邊角廢料回收—重鈣碳酸鈣超細粉—合成人造大理石—碳酸鈣新材料（涂料、紙業等）—碳酸鈣固廢綜合利用回收。此外，超微超細重質碳酸鈣已成發展趨勢，除了原料的選用，加工工藝、設備也應不斷創新。