Le carbonate de calcium est un composé inorganique de formule chimique CaCO₃. Dans la nature, il se présente sous de multiples formes, notamment la calcite, le calcaire, le marbre, le marbre blanc, la craie, les stalactites et le travertin. C'est également le principal composant du corail, des coquillages, des coquilles d'œufs, etc.
1. Calcite
La calcite est le carbonate de calcium le plus répandu dans la nature. On la nomme « calcite » car elle permet d'obtenir de nombreux fragments carrés en la cassant. La calcite est le principal minéral composant le calcaire, le marbre, les stalactites et le spath d'Islande, entre autres. La teneur en carbonate de calcium de la calcite est généralement supérieure à celle du marbre et du calcaire, atteignant plus de 991 TP3T.
La calcite se divise en calcite de grande taille, calcite de petite taille et spath d'Islande. La calcite de grande taille présente un clivage clair et régulier et une grande transparence, tandis que la calcite de petite taille présente un clivage désordonné, fin et irrégulier. La calcite elle-même est incolore ou blanche, mais contient généralement des éléments tels que le fer, le manganèse et le cuivre, ce qui lui confère diverses couleurs.
La calcite est un minéral formant des roches sur Terre, représentant plus de 40% de la croûte totale, et il n'en existe pas moins de 200 espèces.
2. Spar d'Islande
Le spath d'Islande, un type de calcite incolore et transparente, est le cristal de carbonate de calcium le plus pur que l'on trouve dans la nature. Découvert pour la première fois en Islande, il doit son nom à son appellation « spath d'Islande ». Il présente une forte biréfringence et la plus grande fonction de polarisation. C'est un matériau optique important et un cristal naturel qui ne peut être fabriqué ni remplacé artificiellement.
Des cristaux de spath d'Islande de haute qualité sont produits dans des filons de calcite et de calcite zéolitique présents dans le basalte. Ils sont souvent utilisés dans les prismes polarisants et les polariseurs de l'industrie optique. Le spath d'Islande est également essentiel à la fabrication d'instruments de mesure des taches solaires et de macromètres pour l'astronomie, et est utilisé dans les prismes des miroirs dichroïques à gemmes.
3. Calcaire (roche)
Le calcaire est le nom commercial du calcaire utilisé comme matière première minérale. C'est une roche carbonatée, principalement composée de calcite. Elle contient souvent de la dolomite, des minéraux argileux et des minéraux détritiques. Elle peut être grise, blanc grisâtre, noir grisâtre, jaune, rouge clair, rouge brunâtre, etc.
Le calcaire est utilisé comme matière première dans la production de ciment, de verre, de carbure de calcium, de carbonate de sodium, d'oxyde de calcium, d'hydroxyde de calcium, de carbonate de calcium léger, etc. Il peut également être directement transformé en pierre et en pierre concassée pour la construction. Le calcaire est largement utilisé dans de nombreux domaines, tels que la métallurgie, la protection de l'environnement, etc. nourriture, médecine, caoutchouc, plastiques, fabrication de papier, encre, revêtements, cosmétiques et plus encore.
4. Marbre (roche)
Le marbre est principalement composé de calcite et de dolomite, avec des traces de wollastonite, de talc, de trémolite, de diopside, de plagioclase, de quartz, de périclase et d'autres minéraux. Il présente une structure métamorphique granulaire et une structure en blocs (parfois rubanés). Le marbre pur est blanc, mais lorsqu'il contient des impuretés, il peut présenter diverses couleurs et de belles rayures. C'est la principale pierre décorative de construction et de sculpture.
Les plus grandes réserves de marbre blanc de Chine se trouvent à Baoxing, au Sichuan, et à Hezhou, au Guangxi. La teneur en carbonate de calcium du marbre blanc de Hezhou est supérieure à 99%, avec une blancheur supérieure à 95%. Il est réputé pour sa grande blancheur, sa grande pureté, sa teinte douce, sa composition chimique stable et son absence de sulfures et autres éléments nocifs pour l'organisme. Ce marbre est réputé tant au niveau national qu'international.
Le marbre blanc de Baoxing, au Sichuan, présente des particules plus fines, une blancheur plus pure et une qualité supérieure. Il est considéré comme l'un des produits les plus raffinés du développement actuel du marbre blanc en Chine.
5. Marbre blanc
Le marbre blanc est une variété de marbre blanc de haute qualité. Il est principalement composé de CaCO₃, MgCO₃ et SiO₂, et contient également de petites quantités d'Al₂O₃, de Fe₂O₃ et d'autres éléments.
Le véritable marbre blanc est le Blanc Fangshan de Pékin, produit dans le village de Gaozhuang, bourg de Dashiwo, district de Fangshan, au sud-ouest de Pékin. Sa réserve, d'une superficie de 800 000 mètres cubes, est la plus importante du pays. Considéré comme un « trésor national », le Blanc Fangshan est réputé pour sa texture fine et dure, sa blancheur et sa délicatesse, ainsi que pour son style riche et solennel. Blanc comme la neige, dur comme le jade, givré, clair et élégant, il lui confère une apparence majestueuse et solennelle. Devenu symbole de bon augure, d'élégance et de richesse, il a longtemps été un produit royal de diverses dynasties, également connu sous le nom de « Pierre Blanche Impériale ».
6. Craie
La craie est un fin dépôt de carbonate de calcium, une variante de la calcite. Son nom vient du latin « argile » et désigne la craie commune des strates du Crétacé supérieur, formée par les dépôts de carbonate de calcium de coquilles d'invertébrés marins, notamment de coccolithes.
La craie est tendre, meuble et poreuse, et est souvent utilisée comme matériau de plâtrage. Par exemple, la craie ancienne servait à la création de sculptures en craie. En Europe, environ 16% de carbonate de calcium lourd sont produits à partir de craie.
7. Stalactites
Également connu sous le nom de stalactites, ce terme désigne le général classification de dépôts de carbonate de calcium, tels que des stalactites, des stalagmites et des colonnes de pierre, qui se forment dans des grottes dans des zones de roches carbonatées dans des conditions géologiques spécifiques sur une longue période de temps.
Le principal composant du calcaire est le carbonate de calcium. Lorsqu'il réagit avec de l'eau contenant du dioxyde de carbone, il se forme du bicarbonate de calcium, plus soluble. Lorsque l'eau contenant du bicarbonate de calcium est chauffée ou que la pression chute brusquement, le bicarbonate de calcium dissous dans l'eau se décompose et régénère du carbonate de calcium, qui précipite alors et libère du dioxyde de carbone. Lorsque l'eau s'infiltre lentement du haut d'une grotte, une partie du bicarbonate de calcium présent dans l'eau subit la même réaction. Une partie se dépose au sommet de la grotte, l'autre au fond. Au fil du temps, des stalactites se forment au sommet et des stalagmites au fond. Lorsque les stalactites se connectent aux stalagmites, des colonnes de pierre se forment.
8. Travertin
Le travertin, également appelé calcaire travertin, est un précipité chimique de carbonate de calcium qui se forme lorsque du dioxyde de carbone s'échappe des eaux souterraines contenant du bicarbonate de calcium lorsqu'il atteint la surface. Il s'agit d'un carbonate de calcium secondaire macroporeux formé par le dépôt de sources karstiques, de rivières et de lacs. Les principaux composants minéraux du travertin sont la calcite et l'aragonite.
Le travertin présente une morphologie variée, avec des formations communes comprenant des cônes de travertin, des collines et des éventails.
On le trouve largement dans les milieux terrestres, notamment dans les zones calcaires à fortes précipitations et à températures moyennes annuelles élevées. La zone panoramique nationale de Huanglong, située dans le comté de Songpan, dans la province du Sichuan, abrite un paysage rare de travertin d'eau froide de plateau. Classé au patrimoine mondial naturel de l'UNESCO en 1992, il est réputé pour ses trois plus belles caractéristiques au monde : les plus spectaculaires bassins calcifiés à ciel ouvert, la plus grande coulée de travertin sur plage et le plus grand mur d'effondrement en travertin.
9. Corail
Le corail est formé par l'agrégation de squelettes calcaires sécrétés par des polypes coralliens. Sa composition chimique est principalement composée de CaCO₃, présent sous forme d'agrégats de calcite microcristalline, avec une certaine quantité de matière organique. Les coraux ont généralement une forme arborescente, avec des rayures verticales, et sont principalement blancs, bien qu'ils puissent également apparaître dans des tons de bleu et de noir.
10. Coquille
La coquille est le manteau des mollusques vivant près de l'eau. Il s'agit d'une substance calcifiée formée par la sécrétion d'une cellule glandulaire spécifique du mollusque, destinée à protéger la partie molle de son corps.
Les coquilles sont principalement composées de deux phases : une phase inorganique et une phase organique. La phase inorganique contient 95 à 99,91 TP3T de CaCO₃ (sous forme de calcite, d'aragonite, de vatérite et de formes amorphes). À température ambiante, la calcite est la forme la plus stable, l'aragonite est relativement stable et la vatérite est la plus instable. La phase organique représente environ 0,1 à 51 TP3T de la composition de la coquille et comprend des protéines, des glycoprotéines, des polysaccharides, de la chitine, des lipides et d'autres éléments tels que le calcium, le carbone, l'oxygène, l'hydrogène, le strontium et le magnésium.
Comparées aux minéraux naturels de carbonate de calcium, les coquilles présentent une structure d'assemblage unique, multi-échelles et multi-niveaux, de type « brique et mortier ». Cette structure leur confère d'excellentes propriétés, telles qu'une ténacité et une résistance élevées.
Des études ont montré que l'oxyde de calcium actif préparé à partir de coquilles de pétoncles présente une meilleure activité et des effets antibactériens plus puissants que l'oxyde de calcium ordinaire. De plus, l'hydroxyapatite, un matériau bioactif, préparé à partir de coquilles rejetées par chauffage au bain-marie, a montré une excellente activité biologique in vitro. L'utilisation de poudre de coquille comme matière première, de phosphate d'hydrogène diammonique comme source de phosphore et d'urée comme additif a permis de produire avec succès une nano-hydroxyapatite de haute pureté, uniforme et contrôlable. De plus, après 24 heures de trempage des coquilles dans un tampon phosphate, une couche d'apatite de type carbonate à structure feuilletée s'est déposée à la surface de la coquille par dissolution-recristallisation. Les résultats ont indiqué que l'apatite préparée présentait une excellente activité biologique, soulignant le potentiel des coquilles et de leurs composants pour la recherche sur les biomatériaux et les substances bioactives.
11. Coquille d'œuf
Les coquilles d'œufs sont composées de 93% CaCO₃, 1,0% MgCO₃, 2,8% Mg₃(PO₄)₂ et 3,2% matière organique.
Les coquilles d'œufs usagées sont riches en calcium et constituent une matière première importante pour la production de carbonate de calcium et d'oxyde de calcium biosourcés. Considérées comme sûres et respectueuses de l'environnement, elles peuvent être utilisées comme catalyseurs, adsorbants, additifs, etc. Le carbonate de calcium de coquille d'œuf permet de préparer divers produits à base de calcium, tels que l'acétate de calcium, le propionate de calcium, le lactate de calcium, le gluconate de calcium, le citrate de calcium, le pyruvate de calcium, le malate de calcium, le calcium de jus, le sulfate de calcium et le peroxyde de calcium.
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