Was ist Kalziumkarbonat?
Kalziumkarbonat ist eine Art Alkalimetallkarbonat mit der chemischen Formel CaCO3.
Kalziumkarbonat ist nicht hochgiftig, doch ist beim Umgang damit Vorsicht geboten, da viele Produkte in Pulverform vorliegen und als Staub leicht in die Augen gelangen und die Schleimhäute schädigen können.
Anwendungen von Kalziumkarbonat
Kalziumkarbonat hat ein sehr breites Verwendungsspektrum, u. a. als Rohstoff für Baumaterialien und Zement, als Füllstoff in Papier, Kunststoffen, Gummi, Klebstoffen, Dichtungsmitteln und Farben. Als Zusatzstoff in Salz und anderen Lebensmitteln und Kosmetika, als Rohstoff für die Herstellung von Kohlendioxid und für eine Vielzahl anderer Anwendungen, wird es ebenso verwendet.
Kalziumkarbonat ist in reinem Wasser kaum löslich, aber in sauren wässrigen Lösungen leicht löslich. Aus diesem Grund wird es in der Landwirtschaft manchmal als Bodenverbesserer verwendet, um saure Böden zu neutralisieren. Im medizinischen Bereich wird es als Antazidum gegen Magenübersäuerung eingesetzt. In der Landwirtschaft wird Kalziumkarbonat wegen seines relativ hohen Gehalts an Verunreinigungen verwendet.
Aufgrund seiner geringen Auswirkungen auf Pflanzen und Organismen wird es auch als Schneeschmelzmittel verwendet, das in Gebieten mit Vegetation eingesetzt werden kann.
Wegen seiner abrasiven Eigenschaften wird es auch in Radiergummis und Zahnpasta verwendet.
Eigenschaften von Kalziumkarbonat
Kalziumkarbonat ist ein geruchloses weißes Pulver mit einem Molekulargewicht von 100,09, einem spezifischen Gewicht von 2,6 und einem Brechungsindex von 1,49-1,66.
Kristallographisch liegt Kalziumkarbonat in hexagonalen Kalzitkristallen (Kalzit) und orthorhombischen Aragonit- und Vateritkristallen vor. Die Hauptquelle für Kalziumkarbonat ist Kalkstein, und der meiste natürlich vorkommende Kalkstein besteht aus Kalzitkristallen.
Kalziumkarbonat ist in kohlendioxidhaltigem Wasser unter Bildung von Kalziumhydrogenkarbonat (Kalziumbikarbonat) leicht löslich. Es ist auch in Säuren wie Salzsäure und Schwefelsäure löslich.
Arten von Kalziumkarbonat
Es gibt zwei Arten von Kalziumkarbonat als Industrieprodukt: schweres Kalziumkarbonat und leichtes Kalziumkarbonat.
Schweres Kalziumkarbonat wird aus Kalkstein fein gemahlen und klassifiziert und ist auch als natürliches Kalziumkarbonat bekannt.
Leichtes Kalziumkarbonat wird durch Kalzinierung von zerkleinertem Kalkstein zu Kalziumoxid und anschließender Reaktion mit Kohlendioxidgas hergestellt, um erneut Kalziumkarbonat zu erzeugen, das auch als synthetisches Kalziumkarbonat oder gefälltes Kalziumkarbonat bezeichnet wird.
Eine andere Art von Kalziumkarbonat wird aus nass gemahlenen Muscheln gewonnen, das als Muschelweiß bezeichnet wird.
Weitere Informationen zu Kalziumkarbonat
1. Herstellung von Kalziumkarbonat
Es gibt zwei Arten von Kalziumkarbonat: schweres Kalziumkarbonat, das nur durch Mahlen und Klassieren von Kalkstein hergestellt wird, und leichtes Kalziumkarbonat, das durch Synthese hergestellt wird. Die Herstellungsverfahren für leichtes Kalziumkarbonat werden im Folgenden zusammen mit den Reaktionsformeln beschrieben.
1. Kalzinierung
Gebrochener Kalkstein wird bei hohen Temperaturen kalziniert, um die Kohlensäure aus dem Kalkstein freizusetzen und Kalziumoxid (Branntkalk) zu erzeugen.
CaCO3 → CaO + CO2
2. Hydratisierung
Kalziumoxid wird mit einer ausreichenden Menge Wasser zu Kalziumhydroxid (gelöschtem Kalk) umgesetzt. Die dabei entstehende Aufschlämmung von in Wasser dispergiertem Kalziumhydroxid wird als Kalkmilch bezeichnet.
CaO + H2O → Ca(OH)2
3. Karbonisierung
Durch Vermischen des beim Brennen entstehenden Kohlendioxidgases mit der Kalkmilch entsteht Kalziumkarbonat, das sich in der Flüssigkeit niederschlägt.
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
4. Trocknung und Kommerzialisierung
Die kalziumkarbonathaltige Aufschlämmung wird durch Filtration fest-flüssig getrennt. Der nasse Kalziumkarbonatkuchen wird in einem Trockenofen getrocknet und anschließend zerkleinert, um leichte Kalziumkarbonatprodukte zu erhalten.
2. Gefälltes Kalziumkarbonat
Gefälltes Kalziumkarbonat ist eine Art von synthetischem Kalziumkarbonat, das gleiche wie leichtes Kalziumkarbonat, auch bekannt als agglutiniertes Kalziumkarbonat. Es zeichnet sich durch seine feinen Partikel und die Modifizierung der Partikeloberfläche durch Tenside auf Fettsäurebasis aus. Die Wirkung dieser feinen Partikelgröße und der Oberflächenbehandlung verbessert die Leistung verschiedener Endprodukte, wenn sie als Füllstoff verwendet werden, weshalb es in verschiedenen Anwendungen eingesetzt wird.