Le carbonate de calcium est un composé inorganique de formule chimique CaCO3. Dans la nature, carbonate de calcium a de multiples identités, notamment la calcite, le calcaire, le marbre, le marbre blanc, la craie, les stalactites, le travertin, etc. C'est également le composant principal des coraux, des coquillages, des coquilles d'œufs, etc.
Calcite
La calcite est le carbonate de calcium le plus répandu dans la nature. C'est l'une des identités de carbonate de calciumOn l'appelle calcite car sa frappe produit de nombreux fragments carrés. C'est le principal minéral du calcaire, du marbre, des stalactites et de la roche de glace. La calcite contient généralement plus de calcium que le marbre et le calcaire, atteignant plus de 99%.
La calcite peut être classée en calcite de grande taille, en calcite de petite taille et en pierre de glace. La calcite de grande taille présente un clivage clair et régulier, ainsi qu'une grande transparence.
La petite calcite présente un clivage désordonné, fin et irrégulier. La calcite elle-même est incolore ou blanche, mais elle contient souvent des éléments comme le fer, le manganèse et le cuivre, qui lui confèrent diverses couleurs.
spath d'Islande
La calcite, incolore et transparente, est le cristal de carbonate de calcium le plus pur de la nature. Découverte pour la première fois en Islande, elle est appelée « spath d'Islande ». Le spath d'Islande possède une forte biréfringence et la plus grande fonction de polarisation. C'est un matériau optique important et un cristal naturel qui ne peut être fabriqué ni remplacé artificiellement.
Des cristaux de spath d'Islande de haute qualité sont produits dans des filons de calcite de basalte et de calcite zéolitique. Ils sont souvent utilisés dans les prismes et les films polarisants de l'industrie optique. Ils constituent le matériau de base de la fabrication d'instruments astronomiques pour l'observation des taches solaires et de macroscopes. Ils sont également utilisés dans les prismes des miroirs dichroïques à gemmes.
Calcaire (roche)
Le calcaire est le nom commercial du calcaire utilisé comme matière première minérale. C'est une roche carbonatée dont le composant principal est la calcite. Elle contient souvent de la dolomite, des minéraux argileux et des minéraux détritiques. Elle est de couleur grise, blanc grisâtre, noir grisâtre, jaune, rouge clair, rouge brunâtre et autres.
Le calcaire est une matière première utilisée pour la préparation du ciment, du verre, du carbure de calcium, du carbonate de sodium, de l'oxyde de calcium, de l'hydroxyde de calcium, du carbonate de calcium léger, etc. Il peut également être directement transformé en pierre et en pierre concassée pour la construction. Il est largement utilisé dans de nombreux domaines tels que la métallurgie, la protection de l'environnement, l'agroalimentaire, la médecine, le caoutchouc, le plastique, la fabrication du papier, l'encre, les revêtements, les cosmétiques, etc.
Marbre (roche)
Le marbre est principalement composé de calcite et de dolomite. Il contient également des minéraux comme la wollastonite, le talc, la trémolite, le diopside, le plagioclase, le quartz et la magnésite. Il présente une structure granulaire recristallisée et une texture en blocs (parfois en bandes). Le marbre pur est blanc, mais lorsqu'il contient des impuretés, il peut présenter diverses couleurs et de magnifiques stries. C'est une pierre de construction décorative et un matériau de sculpture majeur.
Marbre blanc
Le marbre blanc est le plus fin des marbres blancs, principalement composé de CaCO3, MgCO3 et SiO2, et contient également une petite quantité d'Al2O3, Fe2O3, etc.
Craie
La craie est un dépôt de carbonate de calcium à grains fins et une variété de calcite. Son nom vient du latin « argile », faisant référence à la craie présente dans les strates du Crétacé supérieur. Elle est formée par le dépôt de carbonate de calcium provenant des coquilles d'invertébrés marins, en particulier les coccolithes.
La craie est tendre, meuble et poreuse, et est souvent utilisée comme matériau de peinture. Les premières craies pour tableau noir étaient fabriquées à partir de craie. En Europe, environ 16% de carbonate de calcium lourd sont produits à partir de craie comme matière première.
Stalactites
Également appelé stalagmite, ce terme désigne divers dépôts de carbonate de calcium formés dans des conditions géologiques spécifiques, au sein de grottes, au cours de longues périodes géologiques. Il s'agit notamment de formations telles que les stalactites, les stalagmites et les colonnes.
Le calcaire est principalement composé de carbonate de calcium. Au contact de l'eau contenant du dioxyde de carbone dissous, il réagit pour former du bicarbonate de calcium soluble. L'eau contenant du bicarbonate de calcium se dissout lorsqu'elle est chauffée ou lorsque la pression chute brusquement. Cela provoque la décomposition du bicarbonate de calcium, formant du carbonate de calcium et libérant du dioxyde de carbone. Lorsque l'eau s'infiltre lentement, le bicarbonate de calcium subit cette réaction. Certains dépôts se forment au plafond de la grotte, d'autres au sol.
Au fil du temps, des stalactites se forment au plafond et des stalagmites au sol. Lorsque stalactites et stalagmites se rejoignent, elles forment une colonne.
Travertin
Également connu sous le nom de travertin, il se forme lorsque des eaux souterraines contenant du bicarbonate de calcium affleurent ou affleurent à la surface. Lorsque le dioxyde de carbone s'échappe, le carbonate de calcium précipite chimiquement. Il se forme à la surface à partir des sources karstiques, des rivières et des eaux lacustres, créant de grands carbonates de calcium secondaires poreux. Les principaux composants minéraux du travertin sont la calcite et l'aragonite. Les formes du travertin sont très variées, souvent représentées par des cônes, des monticules, des éventails et des stalactites.
Corail
Le corail est formé par l'accumulation de squelettes calcaires sécrétés par les polypes coralliens. Sa composition chimique est principalement composée de CaCO3, présent sous forme d'agrégats de calcite microcristalline. Il contient également une certaine quantité de matière organique. Le corail présente souvent une forme ramifiée avec des rayures longitudinales. Sa couleur est généralement blanche, avec quelques variantes bleues et noires.
Coquille
Une coquille est l'enveloppe extérieure des animaux à corps mou vivant près de l'eau. Elle est formée par la sécrétion d'une cellule glandulaire spéciale de l'animal à corps mou, destinée à protéger les parties molles de son corps.
La coquille est principalement constituée d'une phase inorganique et d'une phase organique. La phase inorganique contient environ 95 à 99,91 TP3T de CaCO3 (calcite, aragonite, vatérite et formes amorphes). À température ambiante, la calcite est la forme la plus stable, l'aragonite est relativement stable et la vatérite est la moins stable. La phase organique contient environ 0,1 à 51 TP3T de matière organique (protéines, glycoprotéines, polysaccharides, chitine, lipides, etc.) et contient des éléments tels que le calcium, le carbone, l'oxygène, l'hydrogène, le strontium et le magnésium.
Comparées aux minéraux naturels de carbonate de calcium, les coquilles présentent une structure d'assemblage unique, multi-échelles et multi-niveaux, de type « brique-boue ». Grâce à cette structure stratifiée multi-niveaux, les coquilles présentent d'excellentes propriétés, telles qu'une bonne ténacité et une résistance élevée.
Coquille d'œuf
Les coquilles d'œufs sont composées de 93% CaCO3, 1,0% MgCO3, 2,8% Mg3(PO4)2 et 3,2% matière organique.
Les coquilles d'œufs usagées contiennent d'abondantes ressources en calcium et constituent une matière première biosourcée importante pour la production de carbonate de calcium et d'oxyde de calcium. Elles présentent des avantages tels que la sécurité et le respect de l'environnement et peuvent être utilisées comme catalyseurs, adsorbants et additifs. Le carbonate de calcium de coquille d'œuf peut être utilisé pour préparer de l'acétate de calcium, du propionate de calcium, du lactate de calcium, du gluconate de calcium, du citrate de calcium, du pyruvate de calcium, du malate de calcium, du calcium pour jus de fruits, du sulfate de calcium et du peroxyde de calcium.
Conclusion
Dans la nature, les onze identités du carbonate de calcium témoignent de sa diversité et de son importance dans divers environnements et systèmes biologiques. Des roches et minéraux aux squelettes de la vie marine, il est omniprésent. Il influence profondément les cycles naturels de la Terre et tous les aspects de la société humaine. Ces multiples identités font du carbonate de calcium un élément essentiel des cycles géochimiques, offrant un potentiel de recherche et d'application infini.
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