Carbonate de calcium

Présentes à la surface des continents d’anciennes zones marines ou de lacs, dépôts sous forme de boues sur certains fonds marins actuels ou bien encore constituant certaines constructions au sein des récifs des mers chaudes, les formations carbonatées (carbonate de calcium) sont très largement distribuées à la surface du globe. Elles représentent près de 15 % des séries sédimentaires couvrant elles-mêmes les trois quarts des continents. Néanmoins, cette distribution se réduit fortement lorsque vient le moment d’identifier les roches, notamment carbonées (roches dont la composition en carbonates est au minimum de 50%) présentant des propriétés naturelles favorables à la production de charges minérales intervenant dans les process de fabrication de nombreux produits dont nous pouvons citer quelques exemples tels que le papier, les plastiques, les peintures ou encore le caoutchouc.

Dans tous ces procédés, la principale propriété fondamentale relevée est la blancheur qui est synonyme dans la nature d’une grande pureté minéralogique et chimique.

Sur la base de ce critère, trois roches carbonées sont retenues pour un usage industriel et satisfont à elles seules près de 90% des besoins en carbonates naturels de la planète (GCC- Ground Calcium Carbonate) :

• la craie, roche tendre, friable constituée par l’accumulation de squelettes de micro-organismes marins, les coccolithes ; est souvent associée à des impuretés siliceuses
• les calcaires formés presque exclusivement de calcite d’origine chimique (précipitation directe) ou biologique (accumulation d’éléments coquilliers) dans des environnements exempts de tout apport terrigène : c’est en particulier le cas des calcaires blancs d’origine récifale. Ce dernier est plus dur, plus blanc et donc plus pur que la craie
• les marbres très purs, généralement issus de la transformation par métamorphisme (élévation de la pression et la température) des roches précédentes. Le marbre est la forme la plus dure et la plus pure de carbonate de sodium dans la nature.

Le carbonate de calcium existe également sous forme synthétique (PCC ou precipated Calcium Carbonate). Crée par l’homme en seulement quelques heures (contre des millions d’années pour sa version naturelle) en se basant sur une réaction de recarbonatation effectuée en autoclave en faisant réagir un lait de chaux riche en hydroxyde de calcium Ca(OH)2 avec du gaz carbonique, le PPC a, au final, la même composition chimique que le GCC mais avec une pureté bien plus importante que son homologue. Ses propriétés différentes en termes de granulométrie et de forme des particules lui valent d’être utilisé également dans les mêmes process mais pour des usages différents.

Le carbonate de calcium (CaCO3), connu aussi sous le nom de chaux en poudre ou calcaire, a une masse volumique variant de 2,7 à 2,9 g·cm-³².

Il prend l’apparence de cristaux incolores ou d’une poudre blanche fine, inodore et sans goût. Il est insoluble dans l’eau.

Le carbonate de calcium possède de nombreuses propriétés : brillance et opacité élevée, particules de forme compacte, inodore, conductivité thermique, insolubilité dans l’eau… C’est pourquoi, il est utilisé dans de nombreux domaines industriels pour des usages divers et variés.

On peut retrouver le carbonate de calcium dans l’industrie des peintures et des revêtements mais aussi du papier, des cosmétiques (notamment pour les dentifrices et le maquillage), des produits ménagers ou encore des produits d’étanchéité pour ses attributs brillants, opacifiants et épaississants où il arrive qu’il remplace le dioxyde de titane.

Le carbonate de calcium est également utilisé dans les secteurs du bâtiment, de la construction, de la sidérurgie, du traitement des eaux ou encore du pétrole et du gaz où il réduit les pertes par filtration dans les formulations de fluides forage.

L’industrie du plastique l’emploie aussi pour, par exemple, augmenter la respirabilité des films à destination des produits hygiéniques ou médicaux.

Enfin, la poudre de carbonate de calcium sert aussi comme additif pour les industries agroalimentaire et pharmaceutique où elle représente un fournisseur de calcium essentiel pour la santé humaine et animale.

Comme précisé précédemment, le carbonate de calcium se présente sous plusieurs formes (craie, calcaire et marbre). La façon dont il doit être manipulé en milieu industriel diffère donc en fonction de sa forme.

De façon générale, la poudre de carbonate de calcium est adhésive et peut se coller dans les extrémités de certains équipements et créer des mottes, rendant alors son écoulement délicat.

Le CaCO3 peut être conditionné, transféré et stocké grâce à différents équipements dédiés.

Des stations de remplissage big bags FlowMatic® 07 avec conditionneuse mobile pour connexion sur manche de chargement de camion ou de silo sont disponibles pour les industriels manipulant du carbonate de calcium et recherchant une solution polyvalente, précise et confinée.

Pour le secteur du BTP qui est amené à extraire du carbonate des carrières, des solutions extérieures de transfert en silos existent et assurent des débits de production importants. Des vis de transfert permettent l’alimentation d’un élévateur à godets, lui-même rattaché à deux de vis de transfert chargeant des silos.

La poudre de carbonate de calcium peut aussi être transportée par des systèmes de transport pneumatique spécifiques sous pression, comme VFlow® ou par des vis adaptées aux besoins de production (vis en auge, vis tubulaire…).

Afin d’assainir les postes de travail des opérateurs et de leur offrir un espace sain et sans perte de produit, un système de dépoussiérage peut être proposé. Des manchettes de connexion BFM peuvent également être mobilisées entre le convoyeur à vis et le réservoir de stockage afin d’éviter toute émission de poussière dans la zone de production.

La fluidisation est une solution efficace pour faciliter la manipulation du carbonate de calcium. L’ajout d’un émotteur peut également être envisagé pour éliminer les mottes ou agglomérats de carbonate présents sur la ligne.

Palamatic Process vous accompagne dans l’élaboration de l’analyse de vos risques (atmosphère ATEX). Venez tester vos poudres dans notre laboratoire des poudres et dans notre station d’essais dédiée.

Afin de manipuler le carbonate de calcium ou des produits dérivés (tels que le caoutchouc) en toute sécurité et dans le respect des normes d’hygiène, Palamatic a développé pour ses clients des installations telles que des lignes d’extrudeuse, des unités de déconditionnement de matières premières ou encore des systèmes de vidange de big bags.

Pour plus d’informations sur les différents procédés mis en place, découvrez nos cas clients dédiés :

• Remplissage de big bags de minéraux blancs, talcs et carbonates sous silos
• Ligne de transfert et de stockage de granulats pour une usine de carbonate de calcium
• Déconditionnement de carbonate de calcium via une station de vidange big bags
• Masterbatch et additifs pour incorporation sur une ligne d'extrudeuse

→ Consulter la fiche de données de sécurité (FDS) de Carmeuse pour le carbonate de calcium.