Carbonato di calcio

Il carbonato di calcio (CaCO₃) è il sale di calcio dell’acido carbonico che a temperatura ambiente si presenta come un solido bianco ed è creato dalla reazione H₂CO₃ + Ca(OH)₂ = CaCO₃ + H₂O, è il componente principale del marmo.

Riscaldato o messo a contatto con sostanze acide si comporta come gli altri carbonati, decomponendosi e liberando anidride carbonica.

In natura, il carbonato di calcio è presente in percentuali variabili in diversi tipi di rocce dette appunto “carbonatiche” quali il travertino, il marmo ed in generale le rocce calcaree.

E’ presente in ogni casa come “calcare” in quanto disciolto nelle acque ad uso civile in diversa quantità ne determina la durezza ed è responsabile dei depositi calcarei che tutti ben conosciamo.

I suoi impieghi sono davvero tanti: dall’industria chimica all’edilizia, dalla produzione della carta alle aziende farmaceutiche, dall’agricoltura all’allevamento.

Nell’industria chimica è utilizzato nei processi di estrusione per PVC per migliorarne le proprietà meccaniche come la resistenza all’urto e nella realizzazione di pellicole di polietilene dove garantisce migliore omogeneità del prodotto finito facilitandone nel contempo la produzione.

In edilizia è largamente utilizzato per la produzione di vernici, determinandone la capacità coprente e garantendo proprietà anticorrosione, bassa lipofilia, stabilità del pH e miglioramento delle caratteristiche reologiche (deformabilità e viscosità).

Fra gli utilizzi più frequenti vi è sicuramente quello relativo alla produzione della carta, dove permette di alzare il Ph nel processo produttivo e allo stesso tempo è pigmento e materiale di patinatura: garantisce un bianco di alta qualità, offrendo anche un risparmio economico permettendo minor consumo di materie prime fibrose, consentendo alla macchina continua di operare a regimi di maggiore velocità e favorendo un processo di asciugatura della carta più rapido.

Sempre nell’ambito dell’industria cartaria è il componente principale della cosiddetta “carta di pietra”, un tipo di carta particolarmente robusto.

Nell’industria alimentare è utilizzato come additivo, denominato con la sigla E170, come regolatore di acidità, per la sua azione antiagglomerante, quale stabilizzante o colorante, nonché come integratore in quanto fonte di calcio facilmente assorbibile indispensabile alla buona salute di ossa, muscoli e sistema nervoso.

Finemente macinato il carbonato di calcio è un additivo molto comune in farmaceutica, come colorante o come agente di carica per dare volume alle compresse senza alterarne le proprietà. Può essere assunto anche come antiacido per disturbi gastrici.

Anche l’industria cosmetica ne fa largo uso: ne vengono addizionate le paste dentifrice per la blanda ma efficace azione abrasiva; ha proprietà opacizzanti per la pelle e quindi aggiunto in ciprie, blush e fondotinta.

Recentemente è stato scoperto il suo uso anche in agricoltura dove aiuta a mantenere l’umidità del terreno e correggerne il Ph, per contrastare l’insorgenza di malattie fungine e come repellente verso le formiche. In zootecnia è eccellente per la lettiera degli animali nelle stalle dove aumenta l’igiene, facilita la pulizia, diminuisce l’insorgenza di malattie dermatologiche del bestiame, riduce l’uso di segatura e trucioli, il tutto permettendo un facile smaltimento in quanto si tratta di un composto inerte e totalmente naturale.

In ecologia entra a far parte del trattamento dell’acqua potabile; viene aggiunto alle acque lacustri o ai terreni boschivi per neutralizzare l’acidità causata dalle piogge acide (liming); mentre il bicarbonato di sodio trova impiego nella neutralizzazione degli acidi presenti nei fumi di combustione degli inceneritori, il carbonato di calcio ha la funzione di abbattere il contenuto in zolfo nei fumi prodotti dalle centrali termoelettriche a carbone, che viene convertito in solfato di calcio (processo di desolforazione), che è il cosiddetto gesso chimico.

In metallurgia, trova impiego per la sabbiatura di metalli quali acciaio, alluminio, ferro e rame e per processi quali la rifinitura e la pulizia delle produzioni metalmeccaniche e la sverniciatura dei metalli.

Il carbonato di calcio è anche ampiamente utilizzato nelle vetrerie per la produzione del vetro bianco secondo un processo chimico che possiamo così riassumere:

aggiungendo sabbia silicea al carbonato di calcio (CaCO₃) e al carbonato di sodio (Na₂CO₃) e portando il miscuglio a fusione avvengono le seguenti reazioni di scomposizione:

Na₂CO₃ —>   Na₂O + CO₂

CaCO₃ —>   CaO + CO₂

con liberazione di anidride carbonica in forma gassosa e la formazione di ossidi di calcio e sodio che si legano alla silice formando i metasilicati di calcio e sodio, principali componenti del vetro.

Abbiamo illustrato in breve i molteplici usi e l’incredibile versatilità del carbonato di calcio, ma per poter essere impiegato in ciascuno dei settori menzionati deve essere trasformato da forma di minerale o roccia presente in natura, indi trasformato in scaglie, in granulato o in polvere, con granulometrie variabili a seconda dell’utilizzo richiesto.

Il minerale viene estratto da cave a cielo aperto o da miniere sotterranee per poi essere inviato a impianti di trattamento per essere frantumato, essiccato, macinato o micronizzato.

Per la frantumazione secondaria cioè per pezzature in entrata da 0 ai 200 mm si utilizzano molini a martelli che lavorano per impatto; per ottenere il granulato che viene usato nelle vetrerie si impiegano molini a cilindri, per finezze che si attestano intorno ai 100 micron è adatto il molino raffinatore a pioli, mentre per la micronizzazione fine (40 micron) utilizzata per ottenere polvere di carbonato di calcio impiegata nei pigmenti per edilizia viene adoperato il molino “Birullo”.