Il carbonato di calcio è uno dei materiali più utili e versatili conosciuti dall’uomo. Un semplice esempio di carbonato di calcio è il gesso, utilizzato come strumento di scrittura da oltre 10.000 anni. Come il calcare, il carbonato di calcio è una roccia di origine biogenica ed è più compatto del gesso. È una roccia metamorfica a cristalli a grana grossa, come il marmo, e si forma quando il gesso o il calcare 
siricristallizzano in condizioni di temperatura e pressione elevate. Grandi giacimenti di marmo si trovano nel Nord America e in Europa; ad esempio, Carrara, in Italia, è il luogo di origine dello “statuario” bianco puro da cui Michelangelo creò le sue sculture.
Il cristallo islandese o spato d’Islanda è una varietà trasparente di carbonato di calcio cristallizzato presente sotto forma di grandi cristalli, scindibili e divisibili facilmente in rombi, ed è notevole per la sua birifrangenza, ovvero l’indice di rifrazione del cristallo che cambia in base alla luce di polarizzazione differente (***Un ringraziamento va al Dr. Alan Rawle di Malvern Panalytical per il suo contributo a questo articolo).
Il carbonato di calcio viene estratto da miniere o cave per scopi industriali. Il carbonato di calcio puro può essere ottenuto da (GCC) o (PCC), entrambi hanno stessa formula chimica, CaCO3, ma processo di produzione, proprietà e usi finali differenti.
Il carbonato di calcio macinato GCC è prodotto tramite macinazione meccanica del calcare e classificato nella dimensione richiesta. Nel processo non avviene alcun cambiamento chimico. Il carbonato di calcio precipitato PCC viene prodotto idratando la calce viva a forte tenore di calcio e, in seguito, facendo reagire la sospensione risultante con anidride carbonica. Il prodotto che ne deriva è estremamente bianco e di solito ha una distribuzione delle particelle stretta e uniforme. Il PCC è disponibile in numerose morfologie e dimensioni dei cristalli, che possono essere personalizzate per ottimizzare le prestazioni in un’applicazione specifica. Il processo del PCC consente di realizzare prodotti di dimensioni molto piccole, con superfici ampie, elevati assorbimenti di olio e/o con diverse densità apparenti di polvere (da ultrabasse ad altissime). Le differenti forme consentono al PCC di agire come additivo funzionale in sigillanti, adesivi, plastica, gomma, inchiostri, carta, prodotti farmaceutici e integratori alimentari.
Come già precedentemente accennato, PCC e GCC hanno la stessa composizione chimica ma dimensione e forma delle particelle differenti. La distribuzione della dimensione delle particelle in un GCC è molto più ampia rispetto a un PCC, la dimensione delle particelle d90 è molto maggiore per un GCC. Il PCC consente di generare elevati assorbimenti di olio, utili in alcune applicazioni.
Il carbonato di calcio macinato o calcare viene utilizzato negli elementi riempitivi, nei rivestimenti e nelle vernici di carta e plastica. Viene utilizzato inoltre nel cemento, convertito in calce viva (ossido di calcio) e calce spenta (idrossido di calcio). Il carbonato di calcio è il principio attivo della calce agricola, viene utilizzato come fertilizzante per neutralizzare le condizioni acide del terreno e fornire ulteriore calcio alle piante che lo necessitano.
Il PCC ha inoltre molti usi industriali per la sua capacità di raggiungere dimensioni piccole delle particelle, una distribuzione ridotta delle dimensioni delle particelle e forme speciali delle stesse. Nel cloruro di polivinile rigido (PVC), il PCC aumenta la resistenza agli urti tramite alcune delle particelle più piccole che sono in grado di sostituire costosi modificatori di impatto. I nanoPCC (di dimensioni inferiori a 0,1 micron) controllano la viscosità e la colatura nei sigillanti automobilistici e per l’edilizia, come plastisol in PVC, polisolfuri, uretani e siliconi. Nella vernice, le forme uniche delle particelle del PCC migliorano l’occultamento e consentono riduzioni dei livelli di biossido di titanio. Il PCC migliora le proprietà ottiche, le caratteristiche di stampa dei prodotti cartacei e la produttività delle macchine continue e può ridurre i costi per la fabbricazione della carta mediante la sostituzione della fibra di pasta più costosa e degli agenti sbiancanti ottici.
Il carbonato di calcio viene ampiamente utilizzato come efficace integratore alimentare del calcio, antiacido, legante di fosfati o materiale di base per compresse medicinali. Avendo un elevato contenuto di calcio, il PCC consente la formulazione di integratori di calcio a dosaggio elevato e di compresse multivitaminiche/contenenti minerali. Le piccole dimensioni e la forma speciale delle particelle aiutano a creare alimenti e bevande ricchi di calcio dall’ottimo sapore.
Noi di Alfatestlab siamo esperti nella caratterizzazione delle particelle e traiamo beneficio da una lunga esperienza nell’analisi del carbonato di calcio. Il nostro laboratorio è dotato di tecniche all’avanguardia che ci aiutano a determinare dimensione e forma delle particelle, superficie, porosità e densità, proprietà di scorrimento, proprietà termiche, struttura cristallina, ecc. Contattaci se desideri parlare delle tue esigenze di analisi.
Riferimenti
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/
