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石灰石
 

石灰石主要成分碳酸鈣(CaCO3)。石灰和石灰石大量用於建築材料、工業原料。石灰石直接加工成石料和燒製成生石灰。生石灰吸潮或加水就成為熟石灰,主要成分是Ca(OH)2,可以稱之為氫氧化鈣,熟石灰經調配成石灰漿、石灰膏等,用作塗裝材料和磚瓦粘合劑。[1]

中文名: 石灰石

英文名:Calcium carbonate

別名: 碳酸鈣

俗名:石灰石、方解石、大理石、 白堊、霰石

化學式:CaCO

相對分子質量:100.09[2]

密度:2.93g∕cm3

熔點:825°C[3]

水溶性:幾乎不溶於水,在含有銨鹽或三氧化二鐵的水中溶解,不溶於醇。

狀態:白色粉末。無臭、無味。露置空氣中無反應,不溶於醇。

主要成分

石灰石的主要成分是碳酸鈣,石灰石的化學式是CaCO3,主要礦物成分是方解石,其次常含有白雲石,菱鎂礦及其它碳酸鹽類礦物。

石灰石通過燒制之後,可以變成生石灰。生石灰的化學成分是氧化鈣,外觀為塊狀,顏色為淡灰色或淡黃色,通常會帶有一些雜質。熟石灰也就是消石灰,是石灰石的另外一種,它是由生石灰變潮或加水之後形成的。熟石灰的主要成為氫氧化鈣。此外,石灰石中還具有二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鈣、氧化鎂、鎂、鐵、燒失量等成分。[4]

主要特性

石灰石以方解石微晶呈現,晶體形態複雜,常呈偏三角面體及菱面體,淺灰色或青灰色緻密塊狀、粒狀、結核狀及多孔結構狀。硬度3,密度2.6~2.9,熔點為825℃,在830~1020℃之間分解為氧化鈣和二氧化碳,遇稀酸發生泡沸,並溶解。

石灰石的主要成分為氧化鈣,通常製法為將主要成分為碳酸鈣的天然岩石,在高溫下煅燒,即可分解生成二氧化碳以及氧化鈣(化學式:CaO,即生石灰,又稱雲石)。

在實際生產中,為加快分解,煅燒溫度常提高到1000~1100℃。由於石灰石原料的尺寸大或煅燒時窯中溫度分布不勻等原因,石灰中常含有欠火石灰和過火石灰。欠火石灰中的碳酸鈣未完全分解,使用時缺乏粘結力。過火石灰結構密實,表面常包覆一層熔融物,溶化很慢。由於生產原料中常含有碳酸鎂(MgCO3),因此生石灰中還含有次要成分氧化鎂(MgO),根據氧化鎂含量的多少,生石灰分為鈣質石灰(MgO≤5%)和鎂質石灰(MgO>5%)。

石灰和石灰石大量用做建築材料,也是許多工業的重要原料。石灰石可直接加工成石料和燒製成生石灰。石灰有生石灰和熟石灰。生石灰的主要成分是CaO,一般呈塊狀,純的為白色,含有雜質時為淡灰色或淡黃色。生石灰吸潮或加水就成為消石灰,消石灰也叫熟石灰,它的主要成分是Ca(OH)2。

生石灰是採用化學吸收法除去水蒸氣的常用乾燥劑,也用於鋼鐵、農藥、醫藥、乾燥劑、製革及醇的脫水等。特別適用於膨化食品、香菇木耳等土特產,以及儀表儀器、醫藥、服飾、電子電訊、皮革、紡織等行業的產品。[5]

用途

碳酸鈣是石灰石的主要組成部分,石灰石是生產玻璃的主要原料。石灰和石灰石大量用做建築材料,也是許多工業的重要原料。碳酸鈣可直接加工成石料和燒製成生石灰。

水泥行業

石灰石是水泥的主要原料,占原料組成的70~90%,配料為粘土質原料、硅質原料及鐵鋁質原料等。

塑料行業

碳酸鈣是使用最為廣泛、用量最大的無機礦物粉體材料,碳酸鈣作為塑料常用的粉體材料具有許多其他粉體材料所不具備的優點,如白度高、易表面有機化處理、對加工設備及模具的磨損輕、成型加工流動性好等,加之資源豐富、價格低廉,成為塑料加工行業首選的無機礦物粉體材料。

橡膠行業

對於橡膠來說,碳酸鈣是僅次於碳黑、白碳黑的第三大補強填充劑,具有毒性小、價格低、補強效果好等特點。

塗料行業

重質碳酸鈣是世界塗料工業的第一填料,它不僅價廉,還可以大幅度降低塗料的製作成本,作為功能性填料之一,它可以影響塗料的許多性能,如改變塗膜的機械強度,提高塗膜耐水性、抗粉化性等。正是其作為優質價廉的功能性填料,所以在民用與工業塗料中,碳酸鈣一直是塗料組成中最主要的基礎物質之一。

造紙行業

碳酸鈣是造紙工業主要無機化工原料之一,用作造紙填料和紙張塗布顏料的碳酸鈣可歸為兩大類: 一類是研磨石灰石製造的天然碳酸鈣(GL),另一類是化學沉澱製造的合成產品—沉澱碳酸鈣(PCC)。造紙中加入填料的目的,是為了提高紙張不透明度和亮度,改進紙張平滑度和均勻狀態,增加紙的柔軟性,降低紙張吸濕性和變形程度。對印刷紙來說,加填後紙張吸墨性、適印性能均加強。較大程度地加入填料,也有利於降低紙張成本。

食品行業

純粹的礦物質碳酸鈣,採用各種工藝方法可以除去礦物質中的有害的物質,如重金屬離子等,製備成較為純淨的碳酸鈣,作為各種食品的添加劑。碳酸鈣在食品中可做添加劑、增補劑、固化劑、抗結板塊劑、酵母糖助劑、補鈣劑和改性劑,有些食品顏色偏暗或偏黑,導致做出來的視覺效果達不到要求,加入碳酸鈣增白,增加視覺效果,達到消費者的需求;碳酸鈣在一些食品中還可做膨鬆劑和發酵劑,減少發酵時間。

藥物行業

防治骨質疏鬆和其他有關疾病中,碳酸鈣因其含鈣量高,價廉、無副作用,效果價格比最佳而使用最廣泛。儘管有十幾種鈣鹽作為鈣元素補充劑,但碳酸鈣製劑是使用最廣泛、含鈣量最高、效果好、價格低的最佳的鈣補充劑。

其他行業

碳酸鈣可以用做牙膏的摩擦劑,動物飼料的添加劑;碳酸鈣還用於印刷油墨、油灰、封蠟、膠粘劑中,大多是起增加體積和降低成本的填充作用。[6]

分類

一、按生產方法分類

1、重質碳酸鈣

重質碳酸鈣俗稱重鈣、單飛粉、雙飛粉、三飛粉、四飛粉,為白色粉末,無臭、無味,露置空氣中無變化。重質碳酸鈣是用機械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白堊、貝殼等製作而成的。由於重質碳酸鈣的沉降體積比輕質碳酸鈣的沉降體積小,所以稱之為重質碳酸鈣。

2、輕質碳酸鈣

輕質碳酸鈣又稱沉澱碳酸鈣,簡稱輕鈣,為白色粉末,無臭、無味,在空氣中穩定,有輕微的吸潮能力。輕質碳酸鈣是將石灰石等原料煅燒生成石灰和二氧化碳,再加水消化石灰生成石灰乳,然後再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸鈣沉澱,最後經脫水、乾燥和粉碎而製得。

二、按粉體粒徑分類

碳酸鈣產品是一種粉體,根據碳酸鈣粉體平均粒徑(d)的大小,可以將碳酸鈣分為微粒碳酸鈣(d>5μm)、微粉碳酸鈣(1μm

三、按微觀排列分類

1、膠體碳酸鈣

膠體碳酸鈣又稱改性碳酸鈣、表面處理碳酸鈣、膠質碳酸鈣或白艷華,簡稱活鈣,為白色細膩、輕質粉末,粒子表面吸附一層脂肪酸皂。膠體碳酸鈣不溶於水,遇酸分解,灼燒變成焦黑色,放出二氧化碳並生成氧化鈣。其活性比普通碳酸鈣大,具有補強性,易分解於膠料之中。

2、晶體碳酸鈣

晶體碳酸鈣為純白色,六方結晶型粉末,溶於酸,幾乎不溶於水。廣泛用於用於牙膏、醫藥等方面,亦可用作保溫材料和其它化工原料。

3、納米碳酸鈣

納米碳酸鈣又稱超微細碳酸鈣,納米碳酸鈣用於塑料中與樹脂親合性好,可有效增加或調節材料剛性,韌性,以及彎曲強度等,並可改善塑料加工體系的流變性能,降低塑化溫度,提高製品尺寸穩定。[7]

加工工藝流程

石灰石是通過粉碎、分級和生產成生石灰、熟石灰、沉澱碳酸鈣、超微細碳酸鈣、二氧化碳等。此外,石灰石一般採用乾式粉碎工藝,將礦石破碎篩分後即可用於冶金、道路用石灰石。對於細粉生產,礦石經破碎機、圓錐式破碎機破碎後直接用雷蒙磨粉磨即可。具體加工流程如下:

1、粗碎

石灰石經料倉給料機餵料,輸送到顎式破碎機中進行粗碎,完成後物料經振動篩分後,由皮帶輸送機傳送到反擊式破碎機中。

2、中細碎

物料輸送到反擊破中破碎後,採用圓振篩對物料進行篩分,較大顆粒的物料會被返送到反擊破再次破碎,如需要更細的產品,則要將破碎後的物料送入制砂機進行進一步破碎。

3、磨粉

破碎後的物料會被送到料倉,再經過振動送入磨機研磨室內進行研磨,變成顆粒更小更細的石灰石粉末。[8]


相關視頻

1、煅燒石灰石

2、石灰石破碎生產線

參考來源