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什么才是高純碳酸鈣？

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2024/2/4 瀏覽次數：

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　　什么是高純碳酸鈣？在傳統制造業中這是一個模糊的概念，例如，鐵雜質含量控制的低一點，碳酸鈣含量達到98%，有人就將其稱為高純碳酸鈣了。但在高端材料應用領域，這遠遠達不到高純的標準。
　　高純碳酸鈣廣泛應用于電子元器件/電容材料、醫藥原材料、食品補鈣劑、化妝品、陶瓷材料、光學玻璃、熒光材料、實驗助劑、高純鈣鹽制備中間體等。注：本文所闡述的高純碳酸鈣，指輕鈣和納米鈣，其粒徑基本在幾十納米至兩微米之間，形貌多為球形或類球形。
　　1、高純碳酸鈣定義與劃分
　　目前，國內對碳酸鈣純度等級還沒有嚴格定義和統一的等級劃分。
　　以某企業對高純碳酸鈣的劃分為例，碳酸鈣含量93.0為工業級，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，在實際應用中企業對碳酸鈣純度的要求也各有不同，如醫藥材料99.0%，電子材料99.5%，化學試劑99.3%，高純鈣鹽合成99.99%等。

表1碳酸鈣純度劃分

表2高純碳酸鈣劃分與指標

　　據表1分類中不同純度的碳酸鈣，其雜質含量和指標要求大多不同。工業級碳酸鈣對鈉、鉀兩種元素含量沒有明確要求，陶瓷級、熒光級、光學級、高純等對鈉、鉀含量有明確要求；對于鎂、硅、硫酸根、鐵、氯、鋁、銅以及鉛、鋇、鍶等重金屬雜質都有最大含量要求。
　　碳酸鈣要達到較高純度，對雜質控制就顯得十分重要，雜質直接關乎純度和應用性能。分析石灰石成分可知，二氧化硅0.07-1%、三氧化二鋁0.02-1%、三氧化二鐵0.03-1%、氧化鈣48-55.22%、氧化鎂0.08-1%，以及鉛、鋇、鍶等多種金屬雜質。此外，在碳酸鈣制備過程中，化學添加劑、加工設備均有可能引入其他雜質，都需要盡量降低。
　　據業內人士介紹，碳酸鈣純度達到98%以上，是個分水嶺；達到99%以上在交易盤詢和實際應用中都已可稱之為高純產品。
　　2、高純碳酸鈣應用
　　（1）試劑材料
　　高純碳酸鈣試劑用作檢定和測定有機化合反應中的鹵素，水分析，檢定磷，與氯化銨一起分解硅酸鹽，制備氯化鈣溶液以標化皂液、昆蟲細胞培養等。其中，優級純又稱一級品或保證試劑，純度99.8%，這種試劑純度最高，雜質含量最低，適合于重要精密的分析工作和科學研究工作；分析純又稱二級試劑，純度99.7%，略次于優級純，適合于重要分析及一般研究工作；化學純又稱三級試劑≥99.5%，純度與分析純相差較大，適用于工礦、學校一般分析工作。
　　（2）電子材料
　　常見的電子級碳酸鈣可分為優等品和一等品兩種，純度分別為99.5%和99.3%。高純碳酸鈣能填充在電子材料中，能降低介電常數對溫度的依賴、改變居里溫度、提高耐電壓和鐵電性能等特性，可用作限流保護/消磁/啟動/發熱元件（PTC）、多層獨石電容器元件（MLCC）、微波元件、壓電/壓敏元器件的填充材料；也可用作陶瓷芯片鈦酸鋇晶粒細化劑、后膜電容材料、電子試劑等。有研究指出，當碳酸鈣雜質最高含量為0.01-10ppm或降低到ppb數量級，金屬雜質含量小于1ppb，塵埃等級達到0-2ppb時，碳酸鈣適用于0.35~0.8微米集成電路加工工藝。
　　（3）高純化學品
　　據文獻記載，純度99.99%的碳酸鈣可廣泛應用于高純光學氟化鈣單晶材料、熒光材料、電子填充材料、高純鈣鹽等基礎材料。其中，高純光學氟化鈣單晶材料（99.99%）是以高純碳酸鈣為原料合成，高純碳酸鈣純度決定高純氟化鈣純度。有研究指出，目前國內純度99.9%的碳酸鈣中主要的雜質為鐵、鎂、鍶等，其含量約在3001500PPm之間，達不到合成高純光學氟化鈣材料的要求。除了光學氟化鈣，高純碳酸鈣也直接作為鈣營養強化劑或者作為高純檸檬酸鈣等鈣鹽的中間體，在此應用中對重金屬有害雜質的含量要求特別高，目前純度要求還未統一。
　　（3）光學材料
　　部分企業將純度達到99.8%的碳酸鈣定為光學級，可用作制備光學釹玻璃和熒光材料等。其雜質含量極低，以某企業產品數據為例，鈉、鉀0.002%，鎂0.02%、硫酸根0.01%、鐵0.0005%、氯0.01%，遠遠低于普通碳酸鈣。除高純碳酸鈣粉體材料，冰洲石晶體（透明方解石）的化學成分純凈，雙折射和偏振現象明顯，可制作各種偏光器件、分光器件、光隔離器，性能良好。

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