Carbonato de calcio

El carbonato de calcio es un compuesto químico con la fórmula CaCO3. Es una sustancia común que se encuentra en rocas como minerales, calcita y aragonita (especialmente como piedra caliza, un tipo de roca sedimentaria compuesta principalmente de calcita) y es el principal constituyente de perlas y conchas de organismos marinos, caracoles y Huevos . El carbonato de calcio es el ingrediente activo en la cal agrícola y se crea cuando los iones de calcio en el agua dura reaccionan con los iones de carbonato para causar la acumulación de incrustaciones. Se usa con fines medicinales como suplemento de calcio o como antiácido, pero el uso excesivo puede ser peligroso y causar una mala digestión.

Aplicaciones

-Aplicaciones industriales

El uso principal del carbonato de calcio es en la industria de la construcción, ya sea como material de construcción o como agregado de piedra caliza para la construcción de carreteras, como ingrediente del cemento o como materia prima para la preparación de cal de construcción por combustión en un horno. Debido a la erosión causada principalmente por la lluvia ácida, el carbonato de calcio (en forma de piedra caliza) ya no se usa solo para fines de construcción, sino solo como una sustancia primaria en bruto para materiales de construcción.

El carbonato de calcio también se utiliza en la purificación de hierro a partir de mineral de hierro en un alto horno. El carbonato se calcina in situ para dar óxido de calcio, que forma una escoria con diversas impurezas presentes y se separa del hierro purificado.

En la industria petrolera, el carbonato de calcio se agrega a los fluidos de perforación como un sellador de torta de filtración y puente de forma; también es un material de pesaje que aumenta la densidad de los fluidos de perforación para controlar la presión de fondo de pozo. El carbonato de calcio se agrega a las piscinas como un corrector de pH para mantener la alcalinidad y compensar las propiedades ácidas del desinfectante.

También se utiliza como materia prima en el refinado del azúcar de la remolacha azucarera; se calcina con antracita en un horno para producir óxido de calcio y dióxido de carbono. Esta cal quemada se enfría luego en agua dulce para producir una suspensión de hidróxido de calcio para la precipitación de las impurezas del jugo crudo durante la carbonatación.

El carbonato de calcio en forma de tiza ha sido tradicionalmente un componente importante de la tiza de pizarra. La tiza de fabricación moderna, sin embargo, es principalmente yeso, sulfato de calcio hidratado CaSO4 2H2O. El carbonato de calcio es una fuente importante para el cultivo de Seacrete. El carbonato de calcio precipitado (PCC), predispersado en forma de suspensión, es un material de relleno común para guantes de látex con el objetivo de lograr el máximo ahorro en materiales y costos de producción.

El carbonato de calcio finamente molido (GCC) es un ingrediente esencial en la película microporosa utilizada en pañales y algunas películas de construcción, porque los poros se nuclean alrededor de las partículas de carbonato de calcio por estiramiento biaxial durante la fabricación de la película. GCC y PCC se utilizan como rellenos en papel porque son más baratos que la fibra de madera. En términos de volumen de mercado, los GCC son los principales tipos de cargas que se utilizan en la actualidad. El papel de impresión y escritura puede contener de un 10 a un 20% de carbonato de calcio. En América del Norte, el carbonato de calcio está comenzando a reemplazar al caolín en la producción de papel brillante. Europa ha estado practicando esto durante décadas como producción de papel alcalino o producción de papel libre de ácidos. El PCC utilizado para el relleno de papel y el revestimiento de papel se precipita y prepara en una variedad de formas y tamaños con distribuciones de tamaño de partículas característicamente estrechas y diámetros esféricos equivalentes de 0,4 a 3 micrones.

El carbonato de calcio se usa ampliamente como diluyente en pinturas, especialmente pintura en emulsión mate, donde típicamente el 30% en peso de la pintura es tiza o mármol. También es un relleno popular en plásticos. Algunos ejemplos típicos son una carga de tiza del 15 al 20% en tubos de descarga de cloruro de polivinilo no plastificado (uPVC), una carga del 5% al ​​15% de yeso o mármol recubierto de estearato en el perfil de ventana de uPVC. Los cables de PVC pueden usar carbonato de calcio en cargas de hasta 70 phr (partes por cien partes de resina) para mejorar las propiedades mecánicas (resistencia a la tracción y elongación) y las propiedades eléctricas (resistencia al volumen). Los compuestos de polipropileno a menudo se rellenan con carbonato de calcio para aumentar la rigidez, un requisito que se vuelve importante a altas temperaturas de servicio. Aquí el porcentaje suele ser del 20 al 40%. También se utiliza habitualmente como relleno en resinas termoendurecibles (compuestos de moldeo en láminas y a granel) y también se ha mezclado con ABS y otros ingredientes para formar algunos tipos de fichas de póquer de "arcilla" moldeadas por compresión. El carbonato de calcio precipitado, que se obtiene al dejar caer óxido de calcio en agua, se usa solo o con aditivos como pintura blanca, lo que se conoce como blanqueo.

El carbonato de calcio se agrega a una amplia variedad de adhesivos, selladores y masillas para decoración comerciales y de bricolaje. Los adhesivos para baldosas de cerámica contienen típicamente de 70% a 80% de piedra caliza. Los rellenos de grietas decorativas contienen cantidades similares de mármol o dolomita. También se mezcla con masilla al instalar vidrieras y como una capa protectora para evitar que el vidrio se adhiera a las parrillas del horno al cocer esmaltes y pinturas a altas temperaturas.

En aplicaciones de esmaltes cerámicos, el carbonato de calcio se conoce como merlán y es un ingrediente común para muchos esmaltes en su forma de polvo blanco. Cuando se cuece un glaseado en un horno con este material, el merlán actúa como un material fundente en el glaseado. El carbonato de calcio molido es un abrasivo (como polvo abrasivo y como ingrediente en cremas para fregar domésticas), particularmente en forma de calcita, que tiene un grado de dureza relativamente bajo de 3 en la escala de Mohs y, por lo tanto, no raya el vidrio ni la mayoría de los demás. cerámica, esmalte, bronce, hierro y acero, y tienen un efecto moderado sobre metales más blandos como el aluminio y el cobre. Se puede usar una pasta hecha de carbonato de calcio y agua desionizada para limpiar los depósitos de plata.

-Aplicaciones nutricionales y sanitarias

El carbonato de calcio se usa ampliamente como un suplemento dietético de calcio económico para antiácidos. Puede utilizarse como quelante de fosfato para el tratamiento de la hiperfosfatemia (principalmente en pacientes con insuficiencia renal crónica). Se utiliza en la industria farmacéutica como relleno inerte para tabletas y otros medicamentos. El carbonato de calcio se utiliza en la producción tanto de óxido de calcio como de pasta de dientes y ha resurgido como conservante y colorante de alimentos cuando se utiliza en o con productos como las manzanas orgánicas.

El carbonato de calcio se usa terapéuticamente como quelante de fosfato en pacientes sometidos a hemodiálisis. Es la forma más común de quelante de fosfato prescrita, especialmente en la enfermedad renal crónica no sometida a diálisis. El carbonato de calcio es el quelante de fosfato más comúnmente utilizado, pero los médicos recetan cada vez más los quelantes de fosfato sin calcio, más costosos, especialmente sevelamer.

El exceso de calcio de los suplementos, los alimentos enriquecidos y las dietas ricas en calcio puede provocar el síndrome de leche y álcali, que tiene una toxicidad grave y puede ser mortal. En 1915, Bertram Sippy introdujo el "régimen Sippy" de ingesta horaria de leche y crema y la adición gradual de huevos y cereales hervidos durante 10 días, combinados con polvos alcalinos, que proporcionaron un alivio sintomático de las úlceras de estómago. Durante las siguientes décadas, el régimen Sippy resultó en insuficiencia renal, alcalosis e hipercalcemia, especialmente en hombres con úlceras de estómago. Estos efectos secundarios se revirtieron cuando se suspendió el régimen, pero fue fatal en algunos pacientes con vómitos prolongados. El síndrome de leche-álcali disminuyó en los hombres después de que se desarrollaron tratamientos efectivos para las úlceras de estómago. Desde la década de 1990, se ha informado con mayor frecuencia en mujeres que toman suplementos de calcio por encima del rango recomendado de 1,2 a 1,5 gramos por día para la prevención y el tratamiento de la osteoporosis y empeora con la deshidratación. Se ha agregado calcio a los productos de venta libre, lo que contribuye a una ingesta excesiva inadvertida. La ingesta excesiva de calcio puede provocar hipercalcemia, incluidas complicaciones como vómitos, dolor abdominal y alteración del estado mental.

Como aditivo alimentario, se designa E170 y tiene un número de SIN 170. Se utiliza como regulador de la acidez, agente antiaglomerante, estabilizador o colorante, y está aprobado para su uso en la UE, EE.UU., Australia y Nueva Zelanda. Se utiliza en algunos productos lácteos de soja y de almendras como fuente de calcio en la dieta; un estudio sugiere que el carbonato de calcio puede ser tan biodisponible como el calcio en la leche de vaca. El carbonato de calcio también se usa como agente reafirmante en muchos productos vegetales enlatados y embotellados.

Uso en agricultura

La cal agrícola, la tiza en polvo o la piedra caliza se utilizan como un método económico para neutralizar el suelo ácido, haciéndolo adecuado para la siembra.
Uso doméstico

El carbonato de calcio es un ingrediente clave en muchos polvos de limpieza domésticos como Comet y se usa como agente de limpieza.

-Aplicaciones medioambientales

En 1989, un investigador, Ken Simmons, introdujo CaCO3 en Whetstone Brook en Massachusetts. Esperaba que el carbonato de calcio contrarrestara el ácido en la corriente de lluvia ácida y salvara a las truchas que dejaron de desovar. Aunque su experimento fue un éxito, aumentó la cantidad de iones de aluminio en el área del arroyo que no había sido tratada con la piedra caliza. Esto muestra que se puede agregar CaCO3 para neutralizar los efectos de la lluvia ácida en los ecosistemas fluviales. Actualmente, el carbonato de calcio se usa para neutralizar las condiciones ácidas tanto en el suelo como en el agua. Desde la década de 1970, este encalado se ha utilizado ampliamente en Suecia para combatir la acidificación y varios miles de lagos y arroyos se han encalado repetidamente.

El carbonato de calcio también se utiliza en aplicaciones de desulfuración de gases de combustión y elimina las emisiones nocivas de SO2 y NO2 del carbón y otros combustibles fósiles quemados en grandes centrales eléctricas de combustibles fósiles.