中國粉體網(wǎng)訊 目前，功能陶瓷占先進陶瓷比例約為75%，而電子陶瓷占功能陶瓷的比例約為80%。受益市場需求增長和政策紅利，電子陶瓷市場規(guī)模穩(wěn)步增長。
高純超細電子級碳酸鈣，是電子陶瓷生產(chǎn)所需的專用非金屬礦物粉體材料之一。高純超細碳酸鈣填充在電子陶瓷中，能降低介電常數(shù)對溫度的依賴、改變居里溫度、提高耐電壓和鐵電性能，是用作限流保護/消磁/啟動/發(fā)熱元件（PTC）、多層獨石電容器元件（MLCC）、微波元件、壓電/壓敏元器件的優(yōu)質填充材料。
高純光電子級碳酸鈣
2電子級高純超細碳酸鈣
碳酸鈣以傳統(tǒng)造紙、塑料、涂料、橡膠、膠粘劑等應用市場為主，這其中也應用高純超細碳酸鈣，不過在電子陶瓷等高端應用中的碳酸鈣遍更細、更純、分散性好、比表面積大。以某企業(yè)對高純碳酸鈣的劃分為例，碳酸鈣含量93.0為工業(yè)級，96.0為特鋼級，98.0為陶瓷級，99.0為熒光級，99.8為光學級，99.99為高純。按照國家和主管部門頒布的化學品純度質量指標，碳酸鈣也可分為，優(yōu)級純99.8%（GR）、分析純99.7%（AR）和化學純≥99.5%（CP）3種。除此之外，在實際應用中企業(yè)對碳酸鈣純度的要求也各有不同，如醫(yī)藥材料99.0%，電子材料99.5%，化學試劑99.3%，高純鈣鹽合成99.99%等。從雜質方面分析，現(xiàn)國內市場碳酸鈣含量大多≤99.9%，主要是雜質鐵、鎂、硅（含量300-1500PPm之間）以及重金屬等。
某企業(yè)高純超細碳酸鈣分類
3電子陶瓷用高純碳酸鈣加工工藝
（1）以碳化法
煅燒石灰石得到氧化鈣和窯氣→氧化鈣消化并經(jīng)分離除雜工序得純凈的氫氧化鈣懸濁液→向懸濁液中通入二氧化碳氣體，加入適當?shù)奶砑觿�，碳化至終點，得到符合要求的碳酸鈣漿液→對漿液進行脫水、干燥、表面處理，得到碳酸鈣產(chǎn)品。
其中，根據(jù)碳化工藝及設備不同，碳化法又可分為間歇式碳化法、連續(xù)噴霧碳化法和間歇超重力式碳化法。但由于氫氧化鈣懸浮液pH值較高，凈化過程中很難完全除去金屬雜質及硅、未燒盡的石灰石渣點等，若不能從根源上解決由石灰石帶入的雜質對產(chǎn)品質量的影響產(chǎn)品很難達到高純碳酸鈣的要求。因此，碳化法除雜質的關鍵是選用較純的氧化鈣原料，加水消化成氫氧化鈣后，用旋液分離器將雜質沉淀除去，然后通入二氧化碳氣體，產(chǎn)生高純度的沉淀碳酸鈣產(chǎn)品。
（2）化學合成
復分解法是以水溶性鈣鹽與水溶性碳酸鹽為原料，并加入適當?shù)奶砑觿�，在適宜的條件下發(fā)生復分解反應后產(chǎn)出具有一定形態(tài)的碳酸鈣。工業(yè)上常用的是精制氯化鈣溶液與碳酸氨混合，或向精制氯化鈣溶液中通入氨氣和二氧化碳，在一定條件下生成碳酸鈣和氯化銨溶液。需要注意的是，此方法制得的碳酸鈣沉淀中吸附較多氯離子，需消耗大量水和生產(chǎn)時間來洗去夾雜的氯離子，且生產(chǎn)過程有大量氨氮廢水排放，對周邊環(huán)境有影響同時增加生產(chǎn)成本。
當采用復分解法時，關鍵工藝是除去原料中的雜質，包括鐵Fe，鉛Pb，砷As，鎂Mg，汞Hg等，這些元素在pH為8～14條件下形成沉淀，生成的沉淀經(jīng)多次過濾和活性炭吸附除去，除去雜質后的原料進行合成反應，得到高純度的沉淀碳酸鈣產(chǎn)品。
4技術研究進展
專利方面，秦皇島微晶科技有限公司公布一種4N高純碳酸鈣高純度提純工藝，以含碳酸鈣較多礦石為原料經(jīng)過高溫煅燒、水解反應，獲得混合少量鍶離子及其他雜質的高純氫氧化鈣，然后向高純氫氧化鈣溶液中通入酸液獲得鈣鹽，再加雙氧水、氨水、氫氧化鈣糊劑進一步除雜，形成高純鈣鹽溶液，再加入氨水和二氧化碳氣體，沉淀、浸泡、離心甩干、干燥，獲得高純碳酸鈣。
湖南皕成科技股份有限公司公布一種超低鎂、低硅活性精石灰的生產(chǎn)方法可以借鑒至碳酸鈣生產(chǎn)工藝中。通過對表面活性劑制備、石灰石原料的預處理和石灰煅燒等工序分步減少石灰石原料和石灰中的Mg、Si雜質含量來制得超低鎂、低硅活性精石灰。其中，氧化鈣≥92%、活性度≥400ml、含硫量≤0.01%、含碳量≤0.02%、MgO≤0.5%、SiO2≤0.8%。
目前國內生產(chǎn)電子級高純碳酸鈣的企業(yè)約10余家，如：佛山市松寶電子功能材料有限公司（0.1-0.3μm，比表面積約6m2/g）、北京德科島金科技有限公司、東營市創(chuàng)新世紀光電材料有限責任公司、武強縣立車發(fā)光材料有限公司、廊坊鵬彩精細化工有限公司、上海紅蝶化工有限公司、上海瑞玉光電材料有限公司等；此外，華東理工大學、山東大學也有相關研究。國外方面，日本白石已經(jīng)產(chǎn)出4N~5N碳酸鈣產(chǎn)品，在行業(yè)處于領先地位。
寫在最后
關于提高碳酸鈣純度，降低雜質含量是最主要的途徑。除了文中所述除雜方法，傳統(tǒng)揀選和洗礦都是必備的工藝，可以精準剔除有雜質的礦石以及石灰石表面附著的泥沙。其次，已經(jīng)廣泛應用在重鈣和輕鈣生產(chǎn)中的多段自動除鐵裝置，或磁選機都可以有效清除量少且細微的鐵顆粒。
參考來源：粉體網(wǎng)、專利之星等
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光）
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