碳酸钙作为一种储量丰富、性价比优异、应用场景多元的无机矿物材料，其品质优劣、性能特性直接决定了下游各领域的应用效果，而制备工艺是影响碳酸钙品质的核心前提，改性工艺则是拓展其应用边界、提升其附加值的关键手段。目前，碳酸钙的制备主要分为天然加工与化学合成两大类，不同制备工艺对应不同品质、不同用途的产品；同时，基于粒径、纯度、晶型等核心指标，碳酸钙可划分为多个等级，适配不同下游需求。

一、碳酸钙的主流制备工艺

碳酸钙的制备工艺主要分为天然碳酸钙制备（重质碳酸钙）与合成碳酸钙制备（轻质碳酸钙）两大类，二者的原料、生产流程、产品特性差异显著，对应不同的下游应用场景，是碳酸钙品质分级与后续改性的基础。

1. 天然碳酸钙（重质碳酸钙）制备工艺

天然碳酸钙以天然方解石、大理石、石灰石等矿石为原料，核心生产流程为“原料筛选→破碎→研磨→分级→提纯→成品包装”，无需复杂的化学反应，属于物理加工工艺，具有生产成本低、原料来源广泛、环保性好等优势，是目前工业生产中用量最大的碳酸钙制备方式。

关键工艺要点：

（1）原料筛选，需选择纯度高、杂质（重金属、硅化物等）含量低的矿石，优先选用方解石（碳酸钙含量≥98%），确保成品品质；

（2）破碎环节，采用颚式破碎机、反击式破碎机等设备，将矿石破碎至粒径为1-5mm的颗粒，便于后续研磨；

（3）研磨环节，核心设备包括雷蒙磨、立磨、超细磨等，根据成品粒径需求调整研磨参数，可制备400目-2500目的重质碳酸钙，研磨过程中需添加适量分散剂，避免颗粒团聚；

（4）分级与提纯，通过分级机筛选出符合粒径要求的产品，同时采用磁选、浮选等工艺，去除原料中的杂质，提升成品纯度；

（5）成品包装，采用密封包装，防止成品吸潮、结块。

产品特性：天然碳酸钙（重质碳酸钙）颗粒形态多为不规则块状或菱形，白度高（优质产品≥95%），化学性质稳定，吸油值低，成本低廉，但粒径分布均匀性略差，比表面积较小，未改性产品表面亲水性强，主要用于塑料、橡胶、造纸等领域的普通填充，性价比突出。

2. 合成碳酸钙（轻质碳酸钙）制备工艺

合成碳酸钙以石灰石为原料，通过化学合成反应制备，核心生产流程为“石灰石煅烧→生石灰消化→碳化反应→沉淀→过滤→干燥→粉碎→成品包装”，属于化学制备工艺，可精准控制成品的粒径、晶型，产品性能更优异，适用于中高端应用场景。

关键工艺要点：

（1）石灰石煅烧，将石灰石破碎后送入煅烧窑，在800-1000℃的高温下煅烧，生成氧化钙（生石灰）和二氧化碳，煅烧温度需严格控制，避免氧化钙纯度不足；

（2）生石灰消化，将氧化钙与水混合反应，生成氢氧化钙（熟石灰）乳液，消化过程中需控制水温与搅拌速度，确保反应充分，避免产生未消化的氧化钙颗粒；

（3）碳化反应，将二氧化碳气体通入氢氧化钙乳液中，发生碳化反应生成碳酸钙沉淀，碳化反应的温度、压力、二氧化碳浓度直接影响碳酸钙的晶型与粒径，可通过调整参数制备纺锤形、球形、立方形等不同晶型的产品；

（4）沉淀、过滤与干燥，将碳化反应生成的碳酸钙沉淀进行过滤，去除杂质与多余水分，再送入干燥机干燥，控制成品含水率≤1.0%；

（5）粉碎与分级，根据下游需求，将干燥后的碳酸钙粉碎、分级，制备不同粒径的轻质碳酸钙，粒径可控制在1000目-5000目。

产品特性：合成碳酸钙（轻质碳酸钙）颗粒形态规整、粒径分布均匀，比表面积大，补强性能优于重质碳酸钙，表面亲水性强，但生产成本较高、吸油值大，主要用于高端塑料、橡胶、涂料、医药等领域，可发挥更好的补强、优化性能的作用。

3. 特殊碳酸钙制备工艺（纳米碳酸钙、碳酸钙晶须）

随着下游高端领域的需求升级，特殊形态、特殊性能的碳酸钙（纳米碳酸钙、碳酸钙晶须）制备工艺不断优化，成为行业发展的重点方向。纳米碳酸钙采用超细化合成工艺，在碳化反应阶段加入晶型控制剂，结合超声分散、微波辅助等技术，制备粒径≤100nm的碳酸钙产品，具有比表面积大、反应活性高、补强性能优异等特点，主要用于高端橡胶、涂料、油墨等领域；碳酸钙晶须采用水热合成法或模板法制备，呈纤维状，具有高强度、高模量的特性，可作为高端工程塑料、复合材料的补强剂，提升产品的力学性能。

二、碳酸钙的品质分级标准（核心指标+分级依据）

碳酸钙的品质分级主要基于其核心性能指标，结合制备工艺、粒径、纯度、晶型等因素，划分为不同等级，不同等级的产品适配不同的下游应用场景，分级标准的明确的可帮助下游企业精准选型，同时规范碳酸钙生产行业的发展。

1. 核心分级指标（关键影响因素）

碳酸钙的品质分级核心指标包括粒径（目数）、纯度、白度、晶型、吸油值、活化度（改性碳酸钙）、杂质含量等，各指标的要求直接决定产品等级：

- 粒径（目数）：最基础的分级指标，分为普通级（400目-800目）、超细级（1000目-2500目）、纳米级（≤100nm），粒径越小，产品的比表面积越大，反应活性、分散性越好，但生产成本越高；

- 纯度：以碳酸钙含量（CaCO₃计）为核心，分为工业级（≥95%）、优质工业级（≥98%）、医药级（≥99%）、食品级（≥99.5%），纯度越高，杂质含量越低，产品的安全性、稳定性越好；

- 白度：直接影响下游产品的外观品质，分为普通级（≥90%）、优质级（≥95%）、高端级（≥97%），白度越高，适配高端涂料、油墨、日化等对外观要求高的领域；

- 晶型：主要针对合成碳酸钙，不同晶型的产品性能差异显著，纺锤形适用于橡胶、塑料领域，球形适用于涂料、油墨领域，立方形适用于医药、食品领域；

- 吸油值：影响产品的加工性能，吸油值越低，越有利于降低下游产品的生产成本（如减少涂料、油墨中树脂的用量），重质碳酸钙吸油值通常低于轻质碳酸钙；

- 活化度：针对改性碳酸钙，活化度越高，产品的表面疏水性、与有机基体的相容性越好，通常要求活化度≥95%；

- 杂质含量：重点控制重金属（铅、砷、汞、镉等）、硅化物等杂质，医药级、食品级产品的杂质含量要求最严格，工业级产品可适当放宽。

2. 主要品质分级及适配场景

结合核心分级指标，碳酸钙主要分为以下4个等级，各等级产品的制备工艺、性能要求及适配场景明确，便于生产与应用选型：

1. 普通工业级碳酸钙：以天然方解石为原料，采用普通研磨工艺制备，粒径400目-800目，碳酸钙含量≥95%，白度≥90%，未改性，吸油值较高，杂质含量≤5%；主要用于低端塑料、橡胶、建筑材料（如腻子粉、砂浆）等领域，核心作用是填充降本，对性能要求较低。

2. 优质工业级碳酸钙：可采用天然方解石提纯制备（重质）或化学合成制备（轻质），粒径1000目-2500目，碳酸钙含量≥98%，白度≥95%，可根据需求进行简单改性（活化度≥90%），吸油值适中，杂质含量≤2%；主要用于中端塑料、橡胶、造纸、普通涂料等领域，可发挥填充、轻度补强作用，兼顾成本与性能。

3. 高端工业级碳酸钙：以优质方解石为原料（重质）或采用精密合成工艺制备（轻质、纳米级），粒径2500目-5000目（纳米级≤100nm），碳酸钙含量≥99%，白度≥97%，需进行专业改性（活化度≥95%），晶型可控，吸油值低，杂质含量≤1%；主要用于高端塑料、橡胶、涂料、油墨等领域，可发挥优异的补强、优化性能作用，提升下游产品品质。

4. 医药级/食品级碳酸钙：采用高纯度原料（天然方解石提纯或精密合成），粒径1000目-2500目，碳酸钙含量≥99%（食品级≥99.5%），白度≥97%，无重金属污染，杂质含量极低（铅≤0.001%，砷≤0.0002%），需符合国家医药、食品行业标准；主要用于医药补钙制剂、食品添加剂、日化产品（如牙膏）等领域，核心要求是安全性、纯度高。

四、业发展趋势

未来，随着下游行业向高端化、绿色化转型，碳酸钙行业的发展趋势主要聚焦于三个方面：一是制备工艺绿色化，优化天然碳酸钙的研磨工艺，降低能耗；推广工业固废（电石渣、白泥）制备再生碳酸钙，实现固废资源化利用，减少环境污染；二是品质分级精细化，结合下游细分场景，制定更精准的品质分级标准，推出定制化品质的产品，满足差异化需求；三是改性工艺高端化，研发高效、环保、低成本的复合改性剂与改性设备，推进精准改性、原位改性等新型改性工艺的应用，进一步拓展碳酸钙在高端领域的应用边界，提升产品附加值。

文章部分内容来源于《碳酸钙制备工艺与改性技术进展》[J]. 无机盐工业、材料导报，文中涉及信息仅供参考，如有侵权请告知删除！