¿Qué es la alta pureza? carbonato de calcioEn la fabricación tradicional, es un concepto vago. Por ejemplo, con un bajo contenido de impurezas de hierro y carbonato de calcio 98%, algunos podrían llamarlo carbonato de calcio de alta pureza. Sin embargo, en aplicaciones de materiales de alta gama, esto dista mucho de cumplir con los estándares de alta pureza. Carbonato de calcio de alta pureza Se utiliza ampliamente en componentes electrónicos, condensadores, productos farmacéuticos, suplementos alimenticios, cosméticos, cerámica, vidrio óptico, materiales fluorescentes y reactivos de laboratorio. Nota: El carbonato de calcio de alta pureza del que aquí se habla se refiere al calcio ligero y al nanocalcio. Su tamaño de partícula varía de decenas de nanómetros a dos micras, con forma esférica o cuasiesférica.
Definición y clasificación de alta pureza carbonato de calcio
Tomemos como ejemplo la clasificación de carbonatos de calcio de alta pureza de una empresa:
- El carbonato de calcio 93.0% es de grado industrial.
- 96.0% es un grado de acero especial
- 98.0% es de grado cerámico
- 99.0% es de grado fluorescente
- 99.8% es de grado óptico
- 99.99% es de alta pureza.
Según los estándares de pureza química, el carbonato de calcio también se puede clasificar en:
- 99.8% (GR) pureza superior
- Pureza analítica 99,7% (AR)
- ≥99,5% (CP) pureza química.
Además, los requisitos de pureza varían en aplicaciones prácticas, como:
- 99.0% para materiales farmacéuticos
- 99.5% para materiales electrónicos
- 99.3% para reactivos químicos
- 99.99% para síntesis de sal de calcio de alta pureza.
Para lograr una alta pureza en el carbonato de calcio, es crucial controlar las impurezas, ya que estas afectan directamente la pureza y el rendimiento de la aplicación. El análisis de la composición de la piedra caliza muestra:
- Sílice (SiO₂) 0,07-1%
- Alúmina (Al₂O₃) 0,02-1%
- Óxido de hierro (Fe₂O₃) 0,03-1%
- Óxido de calcio (CaO) 48-55.22%
- Óxido de magnesio (MgO) 0,08-1%,
Así como diversas impurezas metálicas como plomo, bario y estroncio.
Además, durante el proceso de preparación de carbonato de calcio, los aditivos químicos y los equipos de procesamiento pueden introducir impurezas adicionales, que deben minimizarse.
Aplicación de carbonato de calcio de alta pureza
Reactivos y materiales
Los reactivos de carbonato de calcio de alta pureza se utilizan para la determinación de halógenos en reacciones de compuestos orgánicos, el análisis de agua, la determinación de fósforo y la descomposición de silicatos con cloruro de amonio. También se utilizan para preparar soluciones de cloruro de calcio para la titulación de soluciones jabonosas y para el cultivo de células de insectos, entre otras aplicaciones.
- La pureza superior (99.8%) también se conoce como reactivo de primera calidad o garantizado. Posee la mayor pureza y el menor contenido de impurezas, ideal para análisis críticos y precisos, así como para la investigación científica.
- La pureza analítica (99.7%) también se conoce como reactivo de segundo grado. Su pureza es ligeramente inferior a la de pureza superior y es adecuada para análisis importantes e investigación general.
- La pureza química (≥99,5%) también se conoce como reactivo de tercer grado. Su pureza es significativamente inferior a la analítica y se utiliza para análisis generales en la industria, la minería y las escuelas.
Materiales electrónicos
El carbonato de calcio de grado electrónico común se divide en dos categorías: grado superior (pureza del 99,51 TP3T) y primer grado (pureza del 99,31 TP3T). El carbonato de calcio de alta pureza se utiliza como relleno en materiales electrónicos, lo que ayuda a reducir la dependencia de la constante dieléctrica con la temperatura, modificar la temperatura de Curie, mejorar la resistencia a la tensión y optimizar las propiedades ferroeléctricas. Se puede utilizar en protección con limitación de corriente, desmagnetización, arranque, elementos calefactores (PTC), condensadores cerámicos multicapa (MLCC), componentes de microondas y componentes piezoeléctricos/piezorresistivos. También se utiliza como refinador de grano para el titanato de bario en chips cerámicos, en materiales de condensadores de película de back-end y como reactivos electrónicos.
Las investigaciones indican que cuando el contenido de impurezas del carbonato de calcio se reduce a 0,01-10 ppm o incluso al nivel de ppb, con impurezas metálicas por debajo de 1 ppb y niveles de polvo de 0-2 ppb, el carbonato de calcio es adecuado para el procesamiento de circuitos integrados de 0,35 a 0,8 micrones.
Productos químicos de alta pureza
Según la literatura, el carbonato de calcio con una pureza de 99,991 TP₃T se utiliza ampliamente en materiales monocristalinos de fluoruro de calcio óptico de alta pureza, materiales fluorescentes, rellenos electrónicos, sales de calcio de alta pureza y otros materiales básicos. Entre estos, los materiales monocristalinos de fluoruro de calcio óptico de alta pureza (99,991 TP₃T) se sintetizan utilizando carbonato de calcio de alta pureza como materia prima, y la pureza de los carbonatos de calcio determina la pureza del fluoruro de calcio.
Además del fluoruro de calcio óptico, el carbonato de calcio de alta pureza también se utiliza directamente como fortificante de nutrientes de calcio o como intermediario en la producción de sales de calcio de alta pureza, como el citrato de calcio. En estas aplicaciones, el contenido de impurezas de metales pesados nocivos es un requisito particularmente crítico, y los estándares de pureza aún no se han unificado.
Materiales ópticos
Algunas empresas clasifican el carbonato de calcio con una pureza de 99,81 TP3T como de grado óptico, que puede utilizarse para preparar vidrio óptico de neodimio y materiales fluorescentes. Su contenido de impurezas es extremadamente bajo. Por ejemplo, los datos del producto de una empresa muestran lo siguiente:
- Sodio y potasio: 0,002%
- Magnesio: 0,02%
- Sulfato: 0,01%
- Hierro: 0,0005%
- Cloro: 0,01%, que es mucho más bajo que el carbonato de calcio normal.
Además de los materiales en polvo de carbonato de calcio de alta pureza, los cristales de espato de Islandia (calcita transparente) presentan una composición química pura. Sus notables propiedades de birrefringencia y polarización los hacen idóneos para la fabricación de diversos dispositivos de polarización, espectroscopia y aisladores ópticos, con un excelente rendimiento.
Conclusión
El carbonato de calcio de alta pureza se posiciona en un mercado de mayor calidad en comparación con los carbonatos de calcio convencionales. Se utiliza en cantidades menores por aplicación, tiene un precio unitario más elevado y requiere procesos de producción más complejos. Actualmente, existen menos empresas en este sector con menor capacidad de producción, y la cadena de suministro industrial es significativamente diferente a la del polvo de calcio tradicional.
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