碳酸鈣（CaCO3）作為一種重要的無機非金屬材料，因其來源豐富、成本低廉、無毒無害、化學性質穩定等優點，被廣泛應用於塑膠、造紙、塗料、橡膠、建材等傳統工業領域。
然而，普通碳酸鈣存在分散性差、與有機聚合物材料相容性弱、功能性有限等缺點，限制了其在高附加價值領域的應用。透過表面改質、粒徑和形貌控制、功能化和複合等深加工技術，碳酸鈣的性能和價值得到顯著提升，成功拓展了其創新應用領域。
1. 奈米級碳酸鈣的製備工藝
奈米級碳酸鈣的製備方法主要分為物理法和化學法。重質奈米級碳酸鈣可透過機械研磨製備；輕質或沉澱型奈米級碳酸鈣則可透過化學法製備，主要包括沉澱法、碳化法、乳液法和溶膠-凝膠法，從而實現對晶體形貌的可控控制。
目前，碳化法是奈米級碳酸鈣工業化生產的主要方法。其原料來源廣泛，主要為高碳酸鈣含量的石灰石。原料需經過煅燒、消化、碳化、改質、分散、乾燥和包裝等工序才能得到最終產品。
碳化法製備奈米級碳酸鈣的關鍵步驟是碳化反應。根據氫氧化鈣漿料與二氧化碳接觸方式的不同，碳化法可分為間歇式碳化、多級噴霧碳化和超重力碳化製程。
2. 重質碳酸鈣生產工藝
重質碳酸鈣的生產流程主要包括選礦、礦石破碎、磨礦和超細磨礦以及表面改質。目前市面上主要有四種重質碳酸鈣製備製程：雷蒙磨法、環輥磨法、球磨法和超細立磨法。各工藝的特點如下：
(1) 雷蒙磨工藝
雷蒙磨主要生產粒度小於325目的產品。其工作原理是利用懸掛在中心軸上的輥筒，由馬達驅動高速旋轉，產生壓縮和研磨力。研磨區內的物料受到壓縮、摩擦和剪切破碎，以及低速間歇衝擊破碎。
(2) 環輥磨工藝
在環輥磨製程中，物料被送入研磨輥和研磨環之間的間隙。透過輥筒和研磨環的衝擊、壓縮和研磨作用，物料被研磨成粉末。與雷蒙磨相比，環輥磨在研磨輥結構上進行了顯著改進，從而具有更高的研磨效率和更好的產品粒度。
(3) 球磨工藝
球磨機透過旋轉的鋼球研磨物料。物料和研磨介質在球磨機旋轉過程中相互衝擊和研磨。球磨機可生產出細粉，單機產能大。它們可以生產粒度為 600-6500 目的重質碳酸鈣產品，單機產能較大，但存在過度研磨和能耗略高的缺點。
（4）超細立磨工藝
立磨的研磨機機制也屬於壓縮破碎。在超細立磨中，原料經給料裝置送至磨盤後，由減速器驅動磨盤旋轉，產生離心力。原料向磨盤邊緣移動，在磨輥下部與磨盤襯板上部之間的研磨區內被研磨。三個磨輥均配備液壓系統控制的壓力裝置，向下施加恆定的研磨壓力，使原料在磨輥和磨盤之間研磨。液壓控制提高了磨輥對物料的研磨壓力，使其破碎效率顯著高於雷蒙磨。
3. 碳酸鈣表面改質工藝
表面改質是碳酸鈣最重要的深加工製程之一。近十年來，對錶面改質產品的需求以每年約10-15%的速度成長。
碳酸鈣表面改質的主流方法主要包括有機塗層改質和複合改質。有機塗層改質是一種在碳酸鈣表面塗覆改質劑的方法。
碳酸鈣粉末可與硬脂酸及其鹽類、鋁酸鹽偶聯劑、鈦酸鹽偶聯劑以及水溶性聚合物等有機物質作為表面塗層/改質劑。目前，乾法改質是碳酸鈣的主流改質製程。
乾法改質製程是將乾燥狀態或乾燥後的碳酸鈣粉末分散於表面改質設備中，加入預先製備的表面改質劑，並在一定溫度下進行表面改質。
4. 碳酸鈣的創新應用
目前，超細重質碳酸鈣、改質重質碳酸鈣、高純度重質碳酸鈣和複合碳酸鈣是具有巨大應用潛力的高附加價值產品。在輕質碳酸鈣方面，改質奈米碳酸鈣、球形碳酸鈣、多孔碳酸鈣、碳酸鈣晶須和複合碳酸鈣也是具有巨大應用潛力的高附加價值產品。在具體應用領域，高附加價值產品正湧現於塑膠、造紙、塗料、橡膠、黏合劑、醫藥、食品和飼料等產業。此外，在新能源材料、電子資訊材料、環境功能材料和磁響應材料等領域，碳酸鈣正逐漸展現出安全性、環境友善性、低成本、高純度、性能穩定、應用廣泛等優勢。