1、 碳酸鈣的來源和種類

碳酸鈣有研磨碳酸鈣﹝GCC﹞和沉澱碳酸鈣﹝PCC﹞之分。石灰石﹑大理石是天然的CaCO3,經機(jī)械粉碎、研磨﹑分級，制成細微的顆粒稱之為(wèi)GCC。GCC可用作填料和顔料，用于造紙(zhǐ)時90%的粒徑小(xiǎo)于2um，為(wèi)棱面型結構，電(diàn)鏡下(xià)觀察呈不規則的烤餅型。按粒徑大小(xiǎo)，GCC可分為(wèi)三類：超細CaCO3﹝UFGCC﹞，平均粒徑0.5-0.9 um；細微CaCO3（GCC），平均粒徑大于3 um。平均粒徑是GCC最重要的物(wù)理特性，其它重要的特性包括白(bái)度﹑吸油性﹑晶型。GCC加工(gōng)方法有濕法和幹法，根據産品的要求而定。幹法研磨較為(wèi)便宜，經常局限在2-3 um粒徑    顆粒的生(shēng)産。粒徑更小(xiǎo)的有聚集的傾向，使得難以處理和分級。産生(shēng)超細的GCC需要用濕法工(gōng)藝。

沉澱碳酸鈣（PCC）又(yòu)叫輕質碳酸鈣，有下(xià)列三種不同的制備工(gōng)藝；石灰乳碳化法，即石灰乳和Na2CO3作用；石灰乳與氯化铵作用。PCC平均粒徑的範圍是1.5-2.5 um之間。PCC的制備工(gōng)藝條件(jiàn)不同使得其結晶形态和顆粒形狀﹑表面電(diàn)荷有很大的差别，由此對加填紙(zhǐ)張的性能(néng)産生(shēng)不同的影響。

2 、PCC和GCC的形态和應用上(shàng)的差别

PCC和GCC顆粒的形狀有明顯的差别。GCC顆粒是棱面體結構，這是方解石的常見(jiàn)晶型。而PCC是不等邊棱形體，有時稱之為(wèi)玫瑰花型結構。因為(wèi)微細的結晶細而長(cháng)，聚集成簇，圍繞著(zhe)核心顆粒比GCC棱面體具有更大的比表面積，因此具有更大的光(guāng)散射能(néng)力，使紙(zhǐ)頁具有更高(gāo)的白(bái)度和不透明度。但是這種玫瑰型的結構也使得顆粒中或顆粒之間有大量的空隙，由此影響纖維間的結合，使紙(zhǐ)頁中能(néng)加填超過某一(yī)閥值時，紙(zhǐ)頁的強度降低(dī)﹑産生(shēng)空隙﹑降低(dī)車速就(jiù)成為(wèi)嚴重的問題。通(tōng)過把PCC和GCC混合進行加填可以克服這一(yī)問題。PCC生(shēng)産商正在努力開(kāi)發複制類似自(zì)然界棱面體的顆粒，以補嘗不等邊棱形體PCC高(gāo)加填量時的局限。

為(wèi)了取得好的光(guāng)澤度和平滑度，要求塗料的固含量高(gāo)，如前所述PCC不等邊棱形體顆粒是由一(yī)個(gè)玫瑰型核和圍繞它的針形結晶聚集而成，制成高(gāo)固含量塗料時強烈的分散作用引起針形和玫瑰型核分裂，從(cóng)而導緻光(guāng)學性能(néng)降低(dī)和膠粘劑用量的增加。一(yī)般來說，PCC在塗料方面的應用是無法與GCC相(xiàng)競争的。在北(běi)美的塗料市(shì)場上(shàng)PCC占優勢，而GCC主要是用于塗料配方中。由于PCC的加填量不能(néng)超過15%，因此降低(dī)了轉向堿性抄紙(zhǐ)的效益。在高(gāo)加填量（有時達30%）時隻有GCC才能(néng)穩定地運行。

3 、PCC和GCC的特性及局限性

3.1 PCC作為(wèi)填料的優勢

（1）不等邊棱面體形态的PCC能(néng)使紙(zhǐ)頁産生(shēng)高(gāo)的不透明﹑白(bái)度和松厚度。

（2）在抄造過程中磨耗數低(dī)，減輕對設備的磨損。

（3）表面電(diàn)荷的電(diàn)勢高(gāo)，這樣有利于顆粒在紙(zhǐ)頁中的分布。

3.2   PCC 在造紙(zhǐ)中應用的缺陷

（1）顆粒的比表面積大，降低(dī)了施膠效率。

（2）顆粒間有小(xiǎo)的間隙影響了纖維之間的結合，由此降低(dī)了紙(zhǐ)頁的強度。

（3）PCC比GCC阻留了更多(duō)的水(shuǐ)分，這意味著(zhe)紙(zhǐ)機(jī)的車速要降低(dī)。   

（4）當PCC加填量超過15%時會(huì)産生(shēng)大量生(shēng)産性問題。

（5）吸附在PCC顆粒上(shàng)的未反應AKD進入白(bái)水(shuǐ)中後會(huì)産生(shēng)白(bái)色樹脂障礙，會(huì)進一(yī)步影響紙(zhǐ)頁的質量和紙(zhǐ)機(jī)的運行。

（6）沒有被充分中和的微量和紙(zhǐ)機(jī)的運行有不利影響。

3.3  加填GCC具有的優勢

（1）允許有更高(gāo)的加填量，由此可以提高(gāo)經濟效益。 

（2）顆粒的形态有利于纖維的結合，有利于紙(zhǐ)頁的強度。

（3）紙(zhǐ)機(jī)的運行性較好，因為(wèi)阻留的水(shuǐ)分較少，濾水(shuǐ)性較好。

（4）對施膠的影響較小(xiǎo)。

（5）沒有沉澱問題産生(shēng)。

3.4  GCC的缺陷

（1） 白(bái)度和不透明度低(dī)于同等加填量的PCC。

（2）泥漿狀的GCC運到(dào)用戶途中要加分散劑，以防止顆粒沉降，因此增加了成本。

（3）天然CaCO3的硬度較大，粒子的形态使得磨耗數較大，對網部，紙(zhǐ)機(jī)部件(jiàn)有較大的磨損。

用好碳酸鈣填料的前提是應用好中堿性施膠工(gōng)藝。應用中堿性施膠有較好的經濟效益和環保效益，而不是增加生(shēng)産成本。使用中性施膠劑和助留劑濾劑等化學藥品增加的成本要從(cóng)提高(gāo)填料和細小(xiǎo)纖維留著(zhe)率，大幅度增加紙(zhǐ)頁灰分，提高(gāo)産品的附加值等方面來彌補

關鍵詞：碳酸鈣在造紙(zhǐ)行業(yè)的應用