根据形态，碳酸钙可分为不规则形、纺锤形、针形、球形、链形、片状、部分三角形、菱形和无定形等。不同形态的碳酸钙有不同的应用领域和作用。

球形碳酸钙具有良好的光滑性、流动性、分散性和耐磨性，广泛应用于橡胶、油漆、油墨、医药、牙膏和化妆品等领域。

01球形碳酸钙的制备方法及研究进展

球形碳酸钙的合成方法主要是液相法。根据反应机理的不同，可分为三个反应体系:Ca(OH)2-H2O-CO2反应体系、Ca2+-H2O-CO32-反应体系和Ca2+-R-CO32-反应体系(R为有机物)。

(1)Ca(OH)2-H2O-CO2反应体系& mdash& mdash碳化法

在该反应体系中，Ca(OH)2水乳液作为钙源，通过CO2碳化制备碳酸钙。Ca(OH)2通常由天然碳酸钙煅烧成生石灰，然后通过消化获得。来自碳酸钙煅烧的烟气被净化作为碳化反应的CO2源。

碳酸钙晶体的生长和形貌主要发生在碳化阶段，可以通过控制反应温度、Ca(OH)2浓度、CO2流量、晶体生长抑制剂等因素来生产球形碳酸钙产品。

研究进展:

①蓝翔等用间歇碳化法(管式气体分布器)合成，平均粒径0.1μ；m左右超细球形碳酸钙；使用小气泡和高CO2含量的混合气体有利于超细碳酸钙的形成，添加少量添加剂如ZnCl2、MgCl2或EDTA(乙二胺四乙酸)可以明显改变碳酸钙颗粒的形貌和尺寸。

②陈先勇等采用间歇鼓泡碳化法，碳化温度为20℃左右，灰乳液密度为1.07(d)，添加少量复合添加剂PBTCA(2-磷酸-1，2，4-三羧酸丁烷)和CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)，可制备出粒径分布均匀、分散性好、平均粒径约为40nm的球形碳酸钙。

③赵风云等利用新型喷雾乳化组合碳化反应器生产球形纳米碳酸钙。在小型实验装置上，采用正交试验法确定了窄粒径分布球形纳米碳酸钙的最佳反应条件:温度15℃，氢氧化钙浆液质量浓度65g/L，气液体积比5:1。在小实验的基础上，建成了年产60吨纳米碳酸钙的中试实验装置，成功制备了平均粒径为80nm的纳米碳酸钙。

④古力等以石灰石为原料，采用间歇鼓泡碳化法制备纳米球碳酸钙。当反应温度为20 ~ 40℃，石灰乳浓度为86g/L，空塔气速为0.114m/s，晶型控制剂加入量为1%时，可获得分散性好、粒径分布均匀的纳米球碳酸钙。

碳化反应开始后，在不同时间加入相同剂量的相同晶型控制剂，制备的碳酸钙晶型和粒径不同。晶型控制剂的加入时间越早，球形碳酸钙晶体的形态越好，粒径越小。

图3纳米球形碳酸钙的工艺流程

⑤沈晓青等人以硅酸钠为晶型控制添加剂，采用石灰乳碳化工艺制备粒径为40-50nm的球形超细碳酸钙粉体，添加剂的最佳用量为0.7-1.5%。

(2)Ca2+-H2O-CO32-反应体系& mdash& mdash复合分解法

在该体系中，将含Ca2+的溶液和含CO32-的溶液混合，在一定条件下反应制备碳酸钙。根据原料不同，可分为氯化钙-碳酸钙法、氯化钙-纯碱法(苏尔维法)、石灰-纯碱法等。

通常，添加剂用于控制产品的粒度和晶体结构。通过Ca2+-H2O-CO32-反应体系的反应体系可以得到20-100nm的碳酸钙。

研究进展:

①方为民等用复分解法将一定量的无水Na2CO3和CaCl2溶于适量水中，加入少量添加剂乙二胺四乙酸二钠和磷酸氢二钠，制备出平均粒径为50-70nm的球形碳酸钙。

②雷明等通过有机聚合物聚乙烯苯磺酸钠PSSS的调制，成功制备了平均粒径为5μ的碳酸钙粒子；m球形碳酸钙。

③谢等用缓冲氯化钠和晶体生长阻止剂氢氧化钠调节碳酸钙的形貌，用复分解法制备球形碳酸钙。

(3)Ca2+-R-CO32-反应体系& mdash& mdash微乳液法和凝胶法

在该反应体系中，Ca2+和CO32-的传质受有机介质R的调节，从而控制晶体的成核和生长。根据有机介质R类型的不同，可分为微乳液法和凝胶法。

微乳液法使用的有机介质一般是液体油，凝胶法使用的是有机凝胶。这类共聚物具有两个亲水链段(偶联链段和增溶链段)，可以定向吸附在无机-水界面上。

具有特定官能团的共聚物可以与金属离子和表面活性剂相互作用，在溶剂中形成复杂的有序聚集结构。这些特性使得两亲性嵌段共聚物在调控无机粒子形貌方面显示出独特的优势。

(4)其他

①袁可等以氨基酸甘氨酸和电石废渣为原料，通过简单的酸碱中和反应，制备出超细球形碳酸钙，纯度和白度均在96%以上，团聚颗粒为纳米级，二次团聚粒径分布为1-3μ；m，通过pH或物理化学分散，可以方便地控制其微观尺寸。

②赖永华等人利用甘氨酸与电石渣的主要成分Ca(OH)2反应生成可溶性甘氨酸钙，过滤除去不溶性杂质。在气升式高效反应器中，向甘氨酸钙溶液中通入CO2进行碳化反应，洗涤后制得超细球形碳酸钙浆料。用超细球形碳酸钙浆料代替配方中的所有粉末来制备水性涂料，不仅可以降低涂料的原材料成本和生产成本，还可以简化涂料的生产操作，减少粉尘污染。

表1超细球形碳酸钙的性能指标

国外开发的低光泽纸用球形碳酸钙具有白度高、易分散、吸墨性好、粒度分布窄等优良特性。其2-5 & mu；m颗粒约占67%，晶体形状为规则球形。

研究表明:3.5 & mu低光泽纸用球形碳酸钙在涂布中的最佳用量为40-50%。此时，可以获得较低的纸张光泽度、较高的印刷光泽度和较高的光泽度差。与其他哑光纸用颜料相比，球形碳酸钙可以实现光学指标、物理性能和印刷适性之间的平衡，不会产生印刷斑点。

因此，球形碳酸钙是生产低光泽涂布纸的优良颜料，可以替代目前涂料配方中的几种颜料，提高低光泽涂布纸的质量，降低生产的复杂性，将具有广阔的市场前景。

目前，碳化法制备球形碳酸钙是生产企业和科研院所关注和研究的热点。此外，还有企业通过湿法超细粉碎制备了椭圆形碳酸钙粉体材料。未来，对颗粒尺寸和形貌的有效调控将成为碳酸钙得以广泛应用的关键技术。