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石灰石
 

石灰石,(limestone),主要成分碳酸钙(CaCO3)。石灰和石灰石大量用于建筑材料、工业原料。石灰石直接加工成石料和烧制成生石灰。生石灰吸潮或加水就成为熟石灰,主要成分是Ca(OH)2,可以称之为氢氧化钙,熟石灰经调配成石灰浆、石灰膏等,用作涂装材料和砖瓦粘合剂。[1]

中文名: 石灰石

英文名:Calcium carbonate

别名: 碳酸钙

俗名:石灰石、方解石、大理石、 白垩、霰石

化学式:CaCO

相对分子质量:100.09[2]

密度:2.93g∕cm3

熔点:825°C[3]

水溶性:几乎不溶于水,在含有铵盐或三氧化二铁的水中溶解,不溶于醇。

状态:白色粉末。无臭、无味。露置空气中无反应,不溶于醇。

主要成分

石灰石的主要成分是碳酸钙,石灰石的化学式是CaCO3,主要矿物成分是方解石,其次常含有白云石,菱镁矿及其它碳酸盐类矿物。

石灰石通过烧制之后,可以变成生石灰。生石灰的化学成分是氧化钙,外观为块状,颜色为淡灰色或淡黄色,通常会带有一些杂质。熟石灰也就是消石灰,是石灰石的另外一种,它是由生石灰变潮或加水之后形成的。熟石灰的主要成为氢氧化钙。此外,石灰石中还具有二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、镁、铁、烧失量等成分。[4]

主要特性

石灰石以方解石微晶呈现,晶体形态复杂,常呈偏三角面体及菱面体,浅灰色或青灰色致密块状、粒状、结核状及多孔结构状。硬度3,密度2.6~2.9,熔点为825℃,在830~1020℃之间分解为氧化钙和二氧化碳,遇稀酸发生泡沸,并溶解。

石灰石的主要成分为氧化钙,通常制法为将主要成分为碳酸钙的天然岩石,在高温下煅烧,即可分解生成二氧化碳以及氧化钙(化学式:CaO,即生石灰,又称云石)。

在实际生产中,为加快分解,煅烧温度常提高到1000~1100℃。由于石灰石原料的尺寸大或煅烧时窑中温度分布不匀等原因,石灰中常含有欠火石灰和过火石灰。欠火石灰中的碳酸钙未完全分解,使用时缺乏粘结力。过火石灰结构密实,表面常包覆一层熔融物,溶化很慢。由于生产原料中常含有碳酸镁(MgCO3),因此生石灰中还含有次要成分氧化镁(MgO),根据氧化镁含量的多少,生石灰分为钙质石灰(MgO≤5%)和镁质石灰(MgO>5%)。

石灰和石灰石大量用做建筑材料,也是许多工业的重要原料。石灰石可直接加工成石料和烧制成生石灰。石灰有生石灰和熟石灰。生石灰的主要成分是CaO,一般呈块状,纯的为白色,含有杂质时为淡灰色或淡黄色。生石灰吸潮或加水就成为消石灰,消石灰也叫熟石灰,它的主要成分是Ca(OH)2。

生石灰是采用化学吸收法除去水蒸气的常用干燥剂,也用于钢铁、农药、医药、干燥剂、制革及醇的脱水等。特别适用于膨化食品、香菇木耳等土特产,以及仪表仪器、医药、服饰、电子电讯、皮革、纺织等行业的产品。[5]

用途

碳酸钙是石灰石的主要组成部分,石灰石是生产玻璃的主要原料。石灰和石灰石大量用做建筑材料,也是许多工业的重要原料。碳酸钙可直接加工成石料和烧制成生石灰。

水泥行业

石灰石是水泥的主要原料,占原料组成的70~90%,配料为粘土质原料、硅质原料及铁铝质原料等。

塑料行业

碳酸钙是使用最为广泛、用量最大的无机矿物粉体材料,碳酸钙作为塑料常用的粉体材料具有许多其他粉体材料所不具备的优点,如白度高、易表面有机化处理、对加工设备及模具的磨损轻、成型加工流动性好等,加之资源丰富、价格低廉,成为塑料加工行业首选的无机矿物粉体材料。

橡胶行业

对于橡胶来说,碳酸钙是仅次于碳黑、白碳黑的第三大补强填充剂,具有毒性小、价格低、补强效果好等特点。

涂料行业

重质碳酸钙是世界涂料工业的第一填料,它不仅价廉,还可以大幅度降低涂料的制作成本,作为功能性填料之一,它可以影响涂料的许多性能,如改变涂膜的机械强度,提高涂膜耐水性、抗粉化性等。正是其作为优质价廉的功能性填料,所以在民用与工业涂料中,碳酸钙一直是涂料组成中最主要的基础物质之一。

造纸行业

碳酸钙是造纸工业主要无机化工原料之一,用作造纸填料和纸张涂布颜料的碳酸钙可归为两大类: 一类是研磨石灰石制造的天然碳酸钙(GL),另一类是化学沉淀制造的合成产品—沉淀碳酸钙(PCC)。造纸中加入填料的目的,是为了提高纸张不透明度和亮度,改进纸张平滑度和均匀状态,增加纸的柔软性,降低纸张吸湿性和变形程度。对印刷纸来说,加填后纸张吸墨性、适印性能均加强。较大程度地加入填料,也有利于降低纸张成本。

食品行业

纯粹的矿物质碳酸钙,采用各种工艺方法可以除去矿物质中的有害的物质,如重金属离子等,制备成较为纯净的碳酸钙,作为各种食品的添加剂。碳酸钙在食品中可做添加剂、增补剂、固化剂、抗结板块剂、酵母糖助剂、补钙剂和改性剂,有些食品颜色偏暗或偏黑,导致做出来的视觉效果达不到要求,加入碳酸钙增白,增加视觉效果,达到消费者的需求;碳酸钙在一些食品中还可做膨松剂和发酵剂,减少发酵时间。

药物行业

防治骨质疏松和其他有关疾病中,碳酸钙因其含钙量高,价廉、无副作用,效果价格比最佳而使用最广泛。尽管有十几种钙盐作为钙元素补充剂,但碳酸钙制剂是使用最广泛、含钙量最高、效果好、价格低的最佳的钙补充剂。

其他行业

碳酸钙可以用做牙膏的摩擦剂,动物饲料的添加剂;碳酸钙还用于印刷油墨、油灰、封蜡、胶粘剂中,大多是起增加体积和降低成本的填充作用。[6]

分类

一、按生产方法分类

1、重质碳酸钙

重质碳酸钙俗称重钙、单飞粉、双飞粉、三飞粉、四飞粉,为白色粉末,无臭、无味,露置空气中无变化。重质碳酸钙是用机械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白垩、贝壳等制作而成的。由于重质碳酸钙的沉降体积比轻质碳酸钙的沉降体积小,所以称之为重质碳酸钙。

2、轻质碳酸钙

轻质碳酸钙又称沉淀碳酸钙,简称轻钙,为白色粉末,无臭、无味,在空气中稳定,有轻微的吸潮能力。轻质碳酸钙是将石灰石等原料煅烧生成石灰和二氧化碳,再加水消化石灰生成石灰乳,然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀,最后经脱水、干燥和粉碎而制得。

二、按粉体粒径分类

碳酸钙产品是一种粉体,根据碳酸钙粉体平均粒径(d)的大小,可以将碳酸钙分为微粒碳酸钙(d>5μm)、微粉碳酸钙(1μm

三、按微观排列分类

1、胶体碳酸钙

胶体碳酸钙又称改性碳酸钙、表面处理碳酸钙、胶质碳酸钙或白艳华,简称活钙,为白色细腻、轻质粉末,粒子表面吸附一层脂肪酸皂。胶体碳酸钙不溶于水,遇酸分解,灼烧变成焦黑色,放出二氧化碳并生成氧化钙。其活性比普通碳酸钙大,具有补强性,易分解于胶料之中。

2、晶体碳酸钙

晶体碳酸钙为纯白色,六方结晶型粉末,溶于酸,几乎不溶于水。广泛用于用于牙膏、医药等方面,亦可用作保温材料和其它化工原料。

3、纳米碳酸钙

纳米碳酸钙又称超微细碳酸钙,纳米碳酸钙用于塑料中与树脂亲合性好,可有效增加或调节材料刚性,韧性,以及弯曲强度等,并可改善塑料加工体系的流变性能,降低塑化温度,提高制品尺寸稳定。[7]

加工工艺流程

石灰石是通过粉碎、分级和生产成生石灰、熟石灰、沉淀碳酸钙、超微细碳酸钙、二氧化碳等。此外,石灰石一般采用干式粉碎工艺,将矿石破碎筛分后即可用于冶金、道路用石灰石。对于细粉生产,矿石经破碎机、圆锥式破碎机破碎后直接用雷蒙磨粉磨即可。具体加工流程如下:

1、粗碎

石灰石经料仓给料机喂料,输送到颚式破碎机中进行粗碎,完成后物料经振动筛分后,由皮带输送机传送到反击式破碎机中。

2、中细碎

物料输送到反击破中破碎后,采用圆振筛对物料进行筛分,较大颗粒的物料会被返送到反击破再次破碎,如需要更细的产品,则要将破碎后的物料送入制砂机进行进一步破碎。

3、磨粉

破碎后的物料会被送到料仓,再经过振动送入磨机研磨室内进行研磨,变成颗粒更小更细的石灰石粉末。[8]


相关视频

1、煅烧石灰石

2、石灰石破碎生产线

参考来源