Calciumcarbonaat

Calciumcarbonaat is een gangbare stof die van nature in rotsen bestaat, voornamelijk in de vormen van calciet en aragoniet, waarbij kalksteen de meest bekende bron is. Het wordt verkregen door middel van mijnbouw of steengroeven en wordt grondcalciumcarbonaat (GCC) genoemd. Als alternatief kan calciumcarbonaat worden geproduceerd uit calciumoxide. Dit omvat het toevoegen van water om calciumhydroxide te creëren, gevolgd door de doorgang van koolstofdioxide door de oplossing om de neerslag van calciumcarbonaat te veroorzaken. Deze resulterende vorm staat bekend als neergeslagen calciumcarbonaat (PCC).

Synoniemen
Argonite, Calcite, Chalk, Lime, Limestone, Marble, Ground Calcium Carbonate, GCC, Precipitated Calcium Carbonate, PCC, E170
Chemische formule
CaCO3
CAS-nummer
471-34-1

Kenmerken

Molair gewicht
100.086 g/mol
Smeltpunt
825 °C
Kookpunt
decomposes
Dichtheid
2.71 g/cm³ (Calcite), 2.83 g/cm³ (Aragonite)
Formulieren
Grijs, Poeder, Wit

Gebruik en toepassingen

Belangrijkste toepassingen

  • Bakken
  • Lijmen- en hechtingsmiddelen
  • Landbouw
  • Huishoudelijk industrieel
  • Verf en coatings
  • Rubber
  • Vloerbekleding
  • Filler
  • Metaalindustrie
  • Kunststoffen en polymeren
  • Voedingsadditief
  • Voedingssupplementen
  • Water behandeling
  • Oil & Gas
  • Pulp & Paper
  • Automotive
  • Persoonlijke verzorging
  • Dierenvoeding

Industrie

Calciumcarbonaat

Calciumcarbonaat staat ook bekend onder de algemene naam koolzure kalk en is een chemische verbinding van de elementen calcium, koolstof en zuurstof, die van groot belang is voor de industrie.
Calciumcarbonaat is een van de meest voorkomende verbindingen op aarde. Het wordt voornamelijk gevonden in kalksteen, krijt en marmer in de vorm van het mineraal calciet, dat met ongeveer vijf procent van het totaal een van de meest voorkomende mineralen in de aardkorst is.
In de dierenwereld komt calciumcarbonaat voor in het exoskelet van schaaldieren, koralen, mosselen, slakken en protozoa. Het is ook gevonden in de plantenwereld. Andere modificaties van calciumcarbonaat zijn de mineralen aragoniet (afgeleid van het belangrijkste voorkomen van het mineraal in Aragon) en vateriet.
Omdat de industrie zo wit mogelijk calciumcarbonaat nodig heeft, zijn slechts enkele afzettingen geschikt voor winning, ondanks de grote natuurlijke afzettingen. De grootste verbruiker van calciumcarbonaat is de papierindustrie (die voornamelijk gebruik maakt van afzettingen in Frankrijk, Italië, Duitsland, Noorwegen en Oostenrijk), gevolgd door de kunststofindustrie en de bouwmaterialenindustrie.
Natuurlijk calciumcarbonaat wordt in de industrie GCC (gemalen calciumcarbonaat) genoemd. Synthetisch calciumcarbonaat wordt PCC (geprecipiteerd calciumcarbonaat) genoemd.

Eigenschappen

Calciumcarbonaat is een witte, kristallijne en geurloze vaste stof die praktisch onoplosbaar is in water, maar goed oplost in zuren met schuimvorming en de ontwikkeling van kooldioxide. Het calciumzout van koolzuur behoort tot de groep van carbonaten. Calciumcarbonaat ontleedt in calciumoxide en koolstofdioxide vanaf ongeveer 600 graden Celsius.
Calciumcarbonaat komt voor in verschillende watervrije en twee hydraatmodificaties en andere amorfe vormen. De belangrijkste varianten zijn calciet en aragoniet.
Synthetisch calciumcarbonaat (PCC) wordt voornamelijk geproduceerd door precipitatie met kooldioxide.

Calciumcarbonaat in de papierindustrie

Calciumcarbonaat wordt voornamelijk gebruikt in de papierindustrie als vulmiddel en coatingpigment. Het helpt om de kwaliteit, gladheid, opaciteit en helderheid en dus de drukeigenschappen van het papier te verbeteren.

Calciumcarbonaat in de bouw

In de bouw wordt calciumcarbonaat voornamelijk gebruikt voor de productie van cement (calciumsilicaat, calciumaluminaat) en ongebluste kalk. In de vorm van gesteentemeel is calciumcarbonaat ook een belangrijk vulmiddel en is het ook relevant voor de productie van mortel, gips en verf.
rubberen ballen van verschillende grootte

Calciumcarbonaat in de kunststofindustrie

Calciumcarbonaat wordt veel gebruikt in de kunststofindustrie. Het dient als vul- en versterkingsmiddel voor veel kunststoffen, zoals polypropyleen (PP), polyethyleen (PE) en polyvinylchloride (PVC). Het gebruik ervan verbetert de mechanische eigenschappen zoals stijfheid, sterkte en slagvastheid van kunststoffen en verlaagt tegelijkertijd de productiekosten. Calciumcarbonaat vergemakkelijkt ook de verwerking van kunststoffen door de vloei-eigenschappen en vormbaarheid van de materialen te verbeteren. En last but not least zorgt het voor een aantrekkelijker uiterlijk.

Calciumcarbonaat in de landbouw

Door bodems te bekalken met calciumcarbonaat verbetert de landbouwindustrie de vruchtbaarheid van de bodem en voorkomt ze verzuring.
Calciumcarbonaat speelt ook een rol in de veehouderij. Hier dient het als een bron van calcium, die de minerale behoeften van de dieren overstijgt en de eierproductie bij bijvoorbeeld pluimvee bevordert.

Calciumcarbonaat in de voedingsindustrie

Calciumcarbonaat is in de voedingsindustrie toegestaan onder de naam E 170 als voedingsadditief zonder beperkingen wat betreft de maximale hoeveelheid. Calciumcarbonaat wordt voornamelijk gebruikt als kleurstof, maar dient ook als calciumadditief, vulstof, zuurteregelaar of antiklontermiddel voor producten zoals keukenzout, specerijen en bakmixen.

Andere toepassingen van calciumcarbonaat

Calciumcarbonaat wordt door de farmaceutische industrie gebruikt in medicijnen om de maagzuurgraad te reguleren en als voedingssupplement om onder andere calciumtekort en osteoporose te behandelen.
In de olie- en gasindustrie wordt calciumcarbonaat toegevoegd aan boorvloeistoffen om de dichtheid van de modder te regelen en boorgaten te stabiliseren. Het helpt om de druk te reguleren en een ongecontroleerde instroom van vloeistoffen te voorkomen. Het wordt ook gebruikt om poriën en scheuren in rotsformaties af te dichten, waardoor er tijdens het boren minder boorvloeistof verloren gaat.
Bij waterbehandeling verbetert calciumcarbonaat de waterkwaliteit en beschermt het de infrastructuur van waterbehandelingssystemen. Het wordt gebruikt om de pH-waarde van zuur water te reguleren en zo corrosie in leidingen en systemen te voorkomen. Het wordt ook gebruikt om water zachter te maken.
De cosmetica-industrie gebruikt calciumcarbonaat als schuurmiddel in tandpasta en als verdikkingsmiddel in crèmes en lotions. In make-up producten zoals poeder en foundation fungeert het als een kosteneffectieve vulstof.
In de schoonmaakindustrie wordt calciumcarbonaat gebruikt als schuurmiddel in producten zoals schuurmiddelen en -poeders. Het wordt ook gebruikt als een goedkope vulstof in zeep, wasmiddelen en andere reinigingsmiddelen.
In de mijnbouw wordt calciumcarbonaat gebruikt als vulmiddel bij het vullen van boorgaten om het volume van boorgaten te vergroten en de stabiliteit ervan te garanderen. Als flotatiemiddel helpt calciumcarbonaat bepaalde mineralen van andere te scheiden door de oppervlakte-eigenschappen van de deeltjes te beïnvloeden.
In de metallurgie wordt calciumcarbonaat voornamelijk gebruikt als vloeimiddel en reinigingsmiddel: Bij de staalproductie wordt het gebruikt als vloeimiddel om onzuiverheden zoals slakken en oxiden te binden en te verwijderen. Als reinigingsmiddel wordt calciumcarbonaat gebruikt om onzuiverheden en slak van metalen oppervlakken te verwijderen voordat ze verder worden verwerkt of geraffineerd.
In de rubber- en caoutchoucindustrie wordt calciumcarbonaat voornamelijk gebruikt als vulstof, die het volume van het eindproduct vergroot en zo de productiekosten verlaagt. Het verbetert ook de verwerkingseigenschappen van het rubber en geeft het extra sterkte en stijfheid.
In de lijm-, afdichtings- en smeermiddelenindustrie verbetert het gebruik van calciumcarbonaat als vulstof niet alleen de consistentie en verwerkbaarheid, maar bespaart het ook kosten. Als verdikkingsmiddel regelt de stof de viscositeit van lijm- en kitmengsels.
Calciumcarbonaat is van groot belang voor de chemische industrie als uitgangsmateriaal voor de productie van calciumverbindingen zoals calciumoxide (gebrande kalk) en calciumhydroxide (gebluste kalk). Het wordt ook gebruikt als zuur-basereagens, bijvoorbeeld om zuren te neutraliseren of als pH-regelaar.