كربونات الكالسيوم

يُستخدم مسحوق كربونات الكالسيوم عالي النقاوة في صناعة الزجاج البلوري والعدسات البصرية مثل عدسات الكاميرات، وفي تصنيع بعض القطع الكهربائية. كما يُستخدم في المدارس لصناعة الطباشير، الألوان، الطباشير الشمعي، والمَساحات البلاستيكية.

في المجال الزراعي، يُستخدم مسحوق كربونات الكالسيوم لمعادلة قلوية التربة، ويُضاف إلى أعلاف الدواجن لتقوية قشور البيض، كما يُستخدم في تربية الأسماك والقريدس، ويُستعمل كدواء بيطري للحيوانات.

يُستخدم مسحوق كربونات الكالسيوم على نطاق واسع في صناعة منتجات المطاط، حيث يعمل كمادة مالئة فعّالة تساهم في:

• تسهيل عمليات المعالجة والتصنيع.
• خفض التكاليف الإنتاجية بفضل سعره الاقتصادي مقارنة بمواد أخرى.

من أبرز المنتجات المطاطية التي تحتوي على كربونات الكالسيوم:

• الأسلاك الكهربائية
• السيور والأحزمة
• الأحذية
• الإطارات
• الخراطيم
• الصمغ المطاطي
• العجينة المطاطية
• الإسفنج

كما يُحسِّن من خواص هذه المنتجات من حيث المتانة، والثبات، والمرونة، مما يجعله مكونًا أساسيًا في صناعات المطاط المتعددة.

يُستخدم مسحوق كربونات الكالسيوم على نطاق واسع في الصناعات الغذائية والصحية نظرًا لفوائده الغذائية وخصائصه الفيزيائية:

في الصناعات الغذائية:

• يُضاف إلى بعض الأطعمة كمصدر طبيعي للكالسيوم مثل:

• النقانق
• الخبز
• العلكة
• العصائر
• الحلويات
• رقائق البسكويت

• يُستخدم أيضًا في الأغذية الطبية كمقوٍّ لعلاج نقص الكالسيوم في الجسم.

في الصناعات الدوائية:

• يدخل في تركيب عدد من المنتجات الصحية مثل:

• المساحيق المضادة للحموضة
• حبوب الكالسيوم
• معاجين الأسنان
• الأدوية الداعمة للعظام مثل المكملات المستخدمة في حالات هشاشة العظام.

ويمتاز كربونات الكالسيوم بدرجة نقاء عالية، مما يجعله آمنًا للاستخدام في الأغذية والأدوية عند تصنيعه وفقًا للمعايير الطبية والغذائية.

تُعد صناعة الزجاج من أبرز التطبيقات التي تستخدم فيها الأحجار الجيرية، حيث تدخل كربونات الكالسيوم (أو الجير – أكسيد الكالسيوم بعد التحلل) كعنصر أساسي ضمن تركيبة الزجاج، والتي تتكون عادة من:

• السليكا (SiO₂): تُشكل الهيكل الأساسي للزجاج.
• الصودا (Na₂CO₃): تُخفض درجة انصهار السليكا لتسهيل التشكيل.
• الجير (CaO): يُضاف للحفاظ على ثبات التركيب الكيميائي للزجاج، ويعزز:

• قوة الزجاج ومتانته.
• مقاومته للكسر.
• استقراره الكيميائي.

ومن الضروري أن تكون الأحجار الجيرية المستخدمة في هذه الصناعة نقية جدًا، وتحتوي على أدنى نسبة ممكنة من أكاسيد الحديد، لأن وجودها يؤثر سلبًا على صفاء ولون الزجاج الناتج.

تلعب كربونات الكالسيوم دورًا أساسيًا كمادة مساعدة في عمليات صهر الحديد والصلب، حيث:

• تُخفض من درجة انصهار الحديد، مما يُسهل صهره واختزاله.
• تتفاعل مع الشوائب مثل السيليكا والألومينا، لتكوين خبث (slag) يساعد في فصل الشوائب عن المعدن.
• يتحلل مركب CaCO₃ إلى أكسيد الكالسيوم (CaO) وثاني أكسيد الكربون (CO₂)، حيث:

• يتفاعل CaO مع الأكاسيد غير المرغوب فيها لتكوين الخبث.
• يُحوّل CO₂ في البيئة الاختزالية للفرن إلى CO (أول أكسيد الكربون)، الذي يعمل كمختزل قوي لأكاسيد الحديد، مما يؤدي لاستخلاص الحديد الفلزي.

ملاحظة:
يشترط أن تحتوي الأحجار الجيرية المستخدمة على نسب منخفضة من أكاسيد السيليكا، الألومينا، والكبريت لتجنب التفاعل غير المرغوب فيه، والحصول على خبث نقي يسهل فصله عن الحديد.

يُستخدم مسحوق كربونات الكالسيوم بشكل واسع في صناعة الورق، ليس فقط لإضفاء اللون الأبيض الناصع، بل أيضًا لتحسين جودة الورق من خلال تعديل طبيعته الكيميائية. فعند إضافته:

• يحوّل الورق من حمضي إلى محايد، مما يطيل عمره ويمنع تعفنه، بعكس ورق الصحف الحمضي الذي يتحلل مع الوقت.
• يساهم في زيادة نعومة السطح، وتقليل امتصاص الحبر، وتحسين الطباعة.
• يقلل من تكلفة الإنتاج مقارنةً باستخدام مواد أخرى.

أمثلة على أنواع الورق التي تحتوي على كربونات الكالسيوم:

• ورق الرسم
• ورق التغليف
• ورق النحت
• ورق الإعلانات
  وغيرها من أنواع الورق المتخصصة والطويلة العمر.

منذ العصور القديمة، استُخدم مسحوق كربونات الكالسيوم والحجر الجيري في أعمال البناء، ولا يزالان حتى اليوم من المواد الأساسية في هذا القطاع. فقد تطوّع استخدامهما ليشمل العديد من التطبيقات الحديثة، مثل:

• صناعة الرخام الصناعي
• ألواح الجدران
• بلاط الأرضيات
• البلاط الحجري

ويُعزى هذا الاستخدام الواسع إلى خصائصهما الفيزيائية والكيميائية الفريدة التي تمنح المواد متانة، صلابة، ولمسة جمالية طبيعية، إلى جانب كونهما خيارين اقتصاديين ومتوفرين بكثرة.

يُستخدم مسحوق كربونات الكالسيوم في صناعة الطلاء كمادة مالئة أساسية، إذ يُشكّل ما نسبته 30–40% من مكونات الطلاء، لما له من دور فعّال في تحسين الخصائص الطبيعية للمنتج النهائي.

يساهم وجود كربونات الكالسيوم في:

• زيادة المقاومة الحرارية والتوصيل الحراري للطلاء
• التحكم في الكثافة وضبط اللزوجة
• منع السيلان وتحسين قدرة الطلاء على الالتصاق
• الحد من امتصاص الأسطح الخشبية للطلاء

وبفضل سعره المنخفض، يساهم أيضًا في خفض تكاليف الإنتاج. كما يعمل على رفع الصلابة عند اتحاده مع جزيئات المواد الملونة أو اللاصقة، ليُكوّن طبقة متماسكة وثابتة تتمتع بانسيابية عالية.

ومن المهم أن يكون الحجم الحبيبي لمسحوق كربونات الكالسيوم المستخدم في الطلاء أقل من 20 ميكرون، لضمان الأداء الأمثل وجودة الطلاء.

يُستخدم مسحوق كربونات الكالسيوم بشكل واسع في تصنيع العديد من المنتجات البلاستيكية الناتجة عن الصناعات البترولية، حيث تلعب دورًا مهمًا في تحسين الخواص الفيزيائية للمنتج البلاستيكي. عند إضافتها، تساهم في تعزيز مقاومة المنتج للتشوه، وترفع من درجة ثباته ومتانته، مما يمنحه مظهرًا خارجيًا ناعمًا وملمسًا جيدًا، كما تحميه من الانسلال.

بالإضافة إلى ذلك، تساهم كربونات الكالسيوم في تسهيل عملية تصنيع البلاستيك، إذ تعزز من انسيابيته وتوزيعه أثناء التشكيل. كما أن استخدامها يقلل من تكاليف الإنتاج نظرًا لانخفاض سعرها مقارنة بالبترول ومواد خام أخرى.

من أبرز المنتجات البلاستيكية التي تدخل فيها كربونات الكالسيوم:

• أنابيب الصرف الصحي
• الأسلاك الكهربائية
• أجزاء من المعدات الكهربائية والسيارات
• لعب الأطفال
• الأكياس البلاستيكية وأفلام التغليف
• أدوات المائدة وحافظات الطعام
• الكراسي والمنتجات الصحية
• مواد الزينة والصمغ وغيرها.

تعد كربونات الكالسيوم إضافة فعالة تعزز الجودة وتخفض التكاليف في وقت واحد.