Le carbonate de calcium est l’un des matériaux les plus utiles et les plus polyvalents: un exemple simple de carbonate de calcium est la craie qui est utilisée comme outil d’écriture depuis plus de 10 000 ans. Sous forme de calcaire, le carbonate de calcium est une roche biogène, et est plus compact que la craie. Sous forme de marbre, le carbonate de calcium est une roche métamorphique à cristaux grossiers, qui se forme lorsque la craie ou le calcaire sont recristallisés dans des conditions de température et de pression élevées. On trouve d’importants gisements de marbre en Amérique du Nord et en Europe, par exemple à Carrare, en Italie, où se trouve le « statuario » d’un blanc pur avec lequel Michel-Ange a créé ses sculptures.
Le cristal d’Islande ou spar d’Islande est une variété transparente de carbonate de calcium cristallisé que l’on trouve sous forme de grands cristaux facilement clivables, divisibles en losanges, et qui possède une remarquable propriété de biréfringence, c’est-à-dire que son indice de réfraction varie en fonction de la polarisation de la lumière (***Merci au Dr Alan Rawle de Malvern Panalytical pour sa contribution dans la rédaction de cet article).
Le carbonate de calcium est extrait des mines ou des carrières à des fins industrielles. Le carbonate de calcium pur peut être obtenu à partir d’un processus de broyage (GCC – Ground Calcium Carbonate) ou par précipitation (PCC Precipitated Calcium Carbonate). Les deux carbonates de calcium sont identiques en termes de formule chimique, CaCO3, mais ils diffèrent dans leur processus de fabrication, leurs propriétés et leurs utilisations finales.
Le carbonate de calcium broyé (GCC – Ground Calcium Carbonate) est produit par broyage mécanique du calcaire et est ensuite classé à la taille requise. Aucune modification chimique n’intervient dans le processus. Le carbonate de calcium précipité (PCC Precipitated Calcium Carbonate) est obtenu en hydratant de la chaux vive à haute teneur en calcium, puis en faisant réagir la boue obtenue avec du dioxyde de carbone. Le carbonate de calcium obtenu est extrêmement blanc et présente généralement une distribution granulométrique étroite et uniforme. Le PCC est disponible dans de nombreuses morphologies et tailles de cristaux, qui peuvent être adaptées pour optimiser les performances pour une application spécifique. Le procédé PCC permet de fabriquer des produits de très petite taille avec des surfaces élevées, par exemple une capacité d’absorption d’huile élevée et/ou des densités de poudre différentes allant d’une densité de poudre très faible à une densité de poudre très élevée. Ces différentes formes de carbonate de calcium sont utilisées comme un additif fonctionnel dans les mastics, les adhésifs, les plastiques, le caoutchouc, les encres, le papier, les produits pharmaceutiques, ainsi que dans les compléments alimentaires.
Comme mentionné précédemment, le PCC et le GCC ont la même composition chimique mais diffèrent par la taille et la forme des particules. La distribution des tailles de particules dans un GCC est beaucoup plus large que dans un PCC, la taille de particule D90 étant beaucoup plus élevée pour un GCC.
Le carbonate de calcium est l’ingrédient actif de la chaux agricole et est utilisé comme engrais pour neutraliser les conditions acides du sol et fournir du calcium supplémentaire aux plantes qui en ont besoin.
Le PCC trouve également de nombreuses utilisations industrielles grâce à sa capacité à générer de petites tailles de particules, une distribution granulométrique étroite et des formes de particules particulières. L’ajout de PCC nano (d’une taille inférieure à 0,1 micron) dans les mastics automobiles et de construction, tels que les plastisols de PVC, les polysulfures, les uréthanes et les , permet d’en contrôler la viscosité et l’affaissement. Dans les peintures, la forme unique des particules de PCC améliore le pouvoir couvrant et permet de réduire la quantité de dioxyde de titane. Le PCC améliore les propriétés optiques et les caractéristiques d’impression des produits papetiers, améliore la productivité des machines à papier et peut réduire les coûts de fabrication du papier en remplaçant les fibres de pâte à papier et les agents d’azurage optique qui sont plus coûteux.
Le carbonate de calcium est largement utilisé comme complément calcique diététique, antiacide, ou matériau de base pour les comprimés médicinaux. Grâce à sa teneur élevée en calcium, le PCC permet de formuler des suppléments de calcium à haute dose et des comprimés multivitaminés/multi-minéraux.
Alfatestlab est un expert de la caractérisation des particules et bénéficie d’une longue expérience dans l’analyse du carbonate de calcium. Notre laboratoire est équipé de techniques de pointe pour déterminer la taille et la forme des particules, la surface BET, la porosité et la densité, les propriétés d’écoulement, les propriétés thermiques, la structure cristalline, etc. Contactez-nous pour discuter de vos besoins analytiques.
Réferences
https://www.ima-na.org/page/what_is_calcium_carb
https://www.sibelco.com/materials/gcc-pcc/
https://www.linkedin.com/pulse/difference-between-ground-calcium-carbonate-gcc-precipitated-thu-vu/
http://www.calcium-carbonate.org.uk/calcium-carbonate/caco3-applications-pcc.asp#:~:text=PCC%20is%20used%20for%20similar,aid%20bonding%20within%20the%20paper.
https://www.lime.org/lime-basics/uses-of-lime/other-uses-of-lime/precipitated-calcium-carbonate/
