O que é alta pureza carbonato de cálcioNa fabricação tradicional, é um conceito vago. Por exemplo, com baixo teor de impurezas de ferro e carbonato de cálcio 98%, alguns podem chamá-lo de carbonato de cálcio de alta pureza. Mas em aplicações de materiais de alta qualidade, isso está longe de atender aos padrões de alta pureza. Carbonato de cálcio de alta pureza É amplamente utilizado em componentes eletrônicos, capacitores, produtos farmacêuticos, suplementos alimentares, cosméticos, cerâmicas, vidros ópticos, materiais fluorescentes e reagentes de laboratório. Observação: O carbonato de cálcio de alta pureza discutido aqui refere-se ao cálcio leve e ao nanocálcio. Seu tamanho de partícula varia de dezenas de nanômetros a dois mícrons, com formato esférico ou quase esférico.
Definição e classificação de alta pureza carbonato de cálcio
Tomando como exemplo a classificação de carbonatos de cálcio de alta pureza de uma empresa:
- O carbonato de cálcio 93.0% é de grau industrial
- 96.0% é um aço de grau especial
- 98.0% é de grau cerâmico
- 99.0% é de grau fluorescente
- 99.8% é de grau óptico
- 99.99% é de alta pureza.
De acordo com os padrões de pureza química, o carbonato de cálcio também pode ser classificado em:
- 99,8% (GR) pureza superior
- 99,7% (AR) pureza analítica
- ≥99,5% (CP) pureza química.
Além disso, os requisitos de pureza variam em aplicações práticas, como:
- 99.0% para materiais farmacêuticos
- 99,5% para materiais eletrônicos
- 99.3% para reagentes químicos
- 99.99% para síntese de sais de cálcio de alta pureza.
Para atingir alta pureza em carbonato de cálcio, o controle de impurezas é crucial, pois elas afetam diretamente a pureza e o desempenho da aplicação. A análise da composição do calcário mostra:
- Sílica (SiO₂) 0,07-1%
- Alumina (Al₂O₃) 0,02-1%
- Óxido de ferro (Fe₂O₃) 0,03-1%
- Óxido de cálcio (CaO) 48-55.22%
- Óxido de magnésio (MgO) 0,08-1%,
Assim como várias impurezas metálicas, como chumbo, bário e estrôncio.
Além disso, durante o processo de preparação do carbonato de cálcio, aditivos químicos e equipamentos de processamento podem introduzir impurezas adicionais, que devem ser minimizadas.
Aplicação de Carbonato de Cálcio de Alta Pureza
Reagentes e Materiais
Reagentes de carbonato de cálcio de alta pureza são utilizados na determinação de halogênios em reações de compostos orgânicos, análise de água, determinação de fósforo e na decomposição de silicatos com cloreto de amônio. São também utilizados no preparo de soluções de cloreto de cálcio para titulação de soluções de sabão e para cultura de células de insetos, entre outras aplicações.
- Pureza superior (99,8%), também conhecido como reagente de primeira qualidade ou garantido. Possui a mais alta pureza e o menor teor de impurezas, sendo adequado para trabalhos analíticos críticos e precisos, além de pesquisas científicas.
- A pureza analítica (99,7%) também é conhecida como reagente de segunda classe. Sua pureza é ligeiramente inferior à pureza superior e é adequada para análises importantes e pesquisas em geral.
- A pureza química (≥99,5%) também é conhecida como reagente de terceira classe. Sua pureza é significativamente menor que a analítica e é utilizada para análises gerais na indústria, mineração e escolas.
Materiais Eletrônicos
O carbonato de cálcio de grau eletrônico comum pode ser dividido em duas categorias: grau superior (pureza de 99,5%) e primeiro grau (pureza de 99,3%). O carbonato de cálcio de alta pureza é usado como enchimento em materiais eletrônicos, ajudando a reduzir a dependência da constante dielétrica em relação à temperatura, alterar a temperatura de Curie, melhorar a resistência à tensão e aprimorar as propriedades ferroelétricas. Pode ser usado em proteção limitadora de corrente, desmagnetização, partida, elementos de aquecimento (PTC), capacitores cerâmicos multicamadas (MLCC), componentes de micro-ondas e componentes piezoelétricos/piezoresistivos. Também é usado como refinador de grãos para titanato de bário em chips cerâmicos, em materiais de capacitores de filme back-end e como reagentes eletrônicos.
Pesquisas indicam que quando o teor de impurezas do carbonato de cálcio é reduzido para 0,01-10 ppm ou até mesmo para o nível de ppb, com impurezas metálicas abaixo de 1 ppb e níveis de poeira de 0-2 ppb, o carbonato de cálcio é adequado para processamento de circuitos integrados de 0,35-0,8 mícrons.
Produtos químicos de alta pureza
De acordo com a literatura, o carbonato de cálcio com pureza de 99,99% é amplamente utilizado em materiais monocristais de fluoreto de cálcio óptico de alta pureza, materiais fluorescentes, cargas eletrônicas, sais de cálcio de alta pureza e outros materiais básicos. Entre estes, os materiais monocristais de fluoreto de cálcio óptico de alta pureza (99,99%) são sintetizados utilizando carbonato de cálcio de alta pureza como matéria-prima, e a pureza dos carbonatos de cálcio determina a pureza do fluoreto de cálcio.
Além do fluoreto de cálcio óptico, o carbonato de cálcio de alta pureza também é usado diretamente como fortificante de cálcio ou como intermediário na produção de sais de cálcio de alta pureza, como o citrato de cálcio. Nessas aplicações, o teor de impurezas de metais pesados nocivos é um requisito particularmente crítico, e os padrões de pureza ainda não foram unificados.
Materiais Ópticos
Algumas empresas classificam o carbonato de cálcio com pureza de 99,8% como grau óptico, podendo ser usado para preparar vidros ópticos de neodímio e materiais fluorescentes. Seu teor de impurezas é extremamente baixo. Por exemplo, os dados de produto de uma empresa mostram:
- Sódio e potássio: 0,002%
- Magnésio: 0,02%
- Sulfato: 0,01%
- Ferro: 0,0005%
- Cloro: 0,01%, que é muito menor que o carbonato de cálcio comum.
Além dos materiais em pó de carbonato de cálcio de alta pureza, os cristais de spar islandês (calcita transparente) possuem uma composição química pura. Suas propriedades de birrefringência e polarização são notáveis, tornando-os adequados para a fabricação de diversos dispositivos polarizadores, dispositivos espectroscópicos e isoladores ópticos, com excelente desempenho.
Conclusão
O carbonato de cálcio de alta pureza está posicionado em um mercado mais sofisticado em comparação com os carbonatos de cálcio comuns. É utilizado em quantidades menores por aplicação, tem um preço unitário mais alto e requer processos de produção mais complexos. Atualmente, existem menos empresas neste setor com capacidades de produção menores, e a cadeia produtiva é significativamente diferente da do pó de cálcio tradicional.
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