什么是金属钙块,钙的发现及我国金属钙行业发展？

钙Calcium

• 钙是一种金属元素，英文名称Calcium，化学符号Ca，原子序数20，相对原子质量40.087，属元素周期表中IIA族碱土金属，熔点842℃，沸点1484℃，密度1.55g/cm³，电离能6.11电子伏特。钙是一种银白色晶体，质稍软，化学性质活泼，在空气中表面上能形成一层氧化物（氧化钙）或氮化物薄膜（氮化钙），防止继续受到腐蚀。钙在地壳中含量为3%，仅次于氧、硅、铝、铁，居第五位，多以离子状态或化合物形式存在；在工业上的主要矿物来源如石灰岩，石膏等。钙可用作合金的油类脱水剂、冶金还原剂、脱氧剂等，主要应用于工业和医学领域。钙是人体必需的常量元素，也是人体中含量最多的无机元素，还是人体内200多种酶的激活剂，使人体各器官能够正常运作，钙在人体内含量不足或是过剩都会影响人体生长发育和健康。

钙的发现及我国金属钙行业发展

【钙元素的发现】

• 钙在自然界分布广泛，但由于它多以离子状态或化合物形式存在，且不易从化合物中还原成单质状态，因此钙迟迟未被发现，甚至很长一段时间，化学家们将从含碳酸钙的石灰石焙烧得到的钙的氧化物当作是不可再分割的物质。
• 1789年，拉瓦锡发表的元素表中就列有钙元素。

• 1808年，英国的戴维、瑞典的贝采利乌斯、法国的蓬丁，用电解石灰与氧化汞的混合物，得到钙汞合金，将合金中的汞蒸馏后，就获得了银白色的金属钙。至此钙才被确定为元素，并根据拉丁文生石灰Calx, 命名钙为Calcium, 元素符号Ca。

【我国金属钙行业发展】

• 2005-2010年是中国金属钙行业发展进程中极不平稳的五年。面对国内金属钙产业规模化生产刚刚起步，国际金融市场一度起伏跌宕的复杂形势和一系列重大风险挑战，行业企业艰苦创业、拼搏奋斗，全面推进工艺升级和还原钙环保治理。五年中，金属钙综合生产力、单体产业规模显著提高。上游工业水平迈上新的台阶。国内总体产业规模达到4万吨/年，较2005年的全世界1.2万吨/年，年均增长30%，单体最大规模由7000吨(电解)/年增加到1.8万吨(还原)/年。
• 同时，金属钙各项产品加速发展、新产品研发不断创新。 电解钙工业技术精益求精，铝热法还原钙生产技术不断进步，单罐产量有了重大突破，钙块、钙屑、钙粒、钙棒、钙丝等系列产品的使用不断推陈出新，钙基系列合金产品在应用中得到了重大突破。硅钙火法生产工艺技术有了新的突破，实芯纯钙包芯线的工业试验得到了终端用户的认可。

• 另外，金属钙国内外贸易发挥了举足轻重的作用。由电解钙的独有市场到还原钙参与竞争，金属钙上、中、下游产品在内贸加工和出口外销中日益成长，由2005年的3000多吨左右小规模出口量，增加到了2010年1万吨(含电解钙、还原钙及包芯线等多类金属钙产品)出口量，产品对外贸易总额达到了近5亿元左右。
• 这五年，还原钙工业水平和市场占有率显著提升。电解钙和还原钙在行业发展中各司其职，随着民用市场扩大，原有低迷的市场被广泛开发，还原钙产品由2005年的总量不到2000吨，一跃发展成为2010年的3.5万吨。这些辉煌的数字，充分显示了中国金属钙产业发展的优越性，相信经过第一个五年的工业奠基，以及后续的努力，金属钙行业的综合效率会有更大的提升，产业结构会有更大的改善。

【纳米碳酸钙】

• 纳米碳酸钙又称超微细碳酸钙,生产早已工业化，市场早已广泛形成。纳米碳酸钙应用于塑料工业，橡胶工业，作为填料与补强之用，起到降低制品的成本与增强制品品质的双重功效：应用于油墨行业、造纸业、涂料工业，作为填料使用，起到增稠防沉、提高产品性能以及降低产品的生产成本等多重功效；在饲料行业中可作为补钙剂，增加饲料含钙量；在化妆品中使用，由于其纯度高、白度好、粒度细，可以替代钛白粉。
• 目前世界上能生产100nm以下的碳酸钙主要厂家有：英国的ICI公司、法国的Solvay公司、美国的矿物技术公司(MTI)、Pfizer公司、王子造纸公司、Resso Wces Casbec公司、日本的白石公司、日本丸尾钙公司等，产品主要用于橡胶、塑料、胶粘剂(含密封胶)、涂料油漆、涂布纸张、油墨、杀虫剂、蜡制品、搪瓷制品及化妆品等。日本是国际上开发和生产纳米碳酸钙最好和较早的国家，早在20世纪四五十年代就生产出了微米级、纳米级碳酸钙，现已有纺锤形、立方形、链锁形等纳米级碳酸钙产品及改性产品50余种；美国着重于纳米碳酸钙在造纸和涂料上的应用；英国则主要从事填料专用纳米碳酸钙的研制，近20年来英国在汽车专用塑料用碳酸钙中占垄断地位。
• 我国于20世纪80年代初开始纳米碳酸钙制备技术的研究，80年代末实现工业化生产， 2004年我国的纳米碳酸钙实际生产能力仅150kt左右，其中纳米级活性碳酸钙的生产能力不足100kt，远远不能满足市场需求，每年仍需从日本、英国等国家进口100kt以上。由于生产纳米碳酸钙的原材料廉价易得，很多的地方具备有良好的生产条件，可以作为当地政府的经济发展的重要项目，国内纳米碳酸钙项目也就纷纷扩产或上马，使得纳米碳酸钙生产过剩，许多高成本与低品位的纳米碳酸钙企业面临很大的困难。降低产品生产成本，超细化、表面改性来提高产品的应用性能，开拓产品新的应用，成为纳米碳酸钙工业的发展方向。

钙的物理性质和化学性质

【钙的物理性质】

• 钙是银白色、质稍软的金属，有金属光泽。属元素周期表中IIA族碱土金属，熔点842℃，沸点1484℃，密度1.55克/立方厘米，电离能6.11电子伏特。
• 晶体结构：晶胞为面心立方晶胞，每个晶胞含有4个金属原子。
• 同位素
• 钙共有24个同位素，其中有6个同位素是稳定的，包括：40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca，48Ca。

【钙的化学性质】

• 钙化学性质活泼，在空气中表面上会形成一层氧化物或氮化物薄膜，以防止继续受到腐蚀。钙可与氧反应生成氧化钙，与氮反应生成氮化钙Ca3N2，与氟、氯、溴、碘等反应生成相应卤化物，与氢气在400℃催化剂作用下生成氢化钙。常温下跟水反应生成氢氧化钙并放出氢气，跟盐酸稀硫酸等反应生成盐和氢气，跟碳在高温下反应生成碳化钙CaC2；加热时几乎能还原所有金属氧化物，在熔融时也能还原许多金属氯化物。
• 钙的主要化合物包括：碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙、过氧化钙、氢化钙、氯化钙、氟化钙、碳化钙、氰氨化钙、次氯酸钙、硫酸钙等。

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