小編整理: 石灰巖是一種以方解石為主要成分的碳酸鹽巖,有時(shí)會(huì )含有其他礦物,如白云石、粘土礦物和碎屑礦物。它的顏色有灰色、灰白色、灰黑色、黃色、淺紅色和褐紅色等,硬度一般不大。石灰巖按成因分類(lèi)屬于沉積巖,它可以與稀鹽酸發(fā)生劇烈的化學(xué)反應。
石灰巖 石灰巖(Limestone)簡(jiǎn)稱(chēng)灰巖,以 方解石 為主要成分的碳酸鹽巖。有時(shí)含有 白云石 、 粘土礦物 和碎屑礦物,有灰、灰白、灰黑、黃、淺紅、褐紅等色,硬度一般不大,與 稀鹽酸 有劇烈的化學(xué)反應。按成因分類(lèi)屬于 沉積巖 。
巖石分類(lèi) 石灰巖主要是在淺海的環(huán)境下形成的。石灰巖按成因可劃分為粒屑石灰巖(流水搬運、沉積形成)、 生物骨架 石灰巖和化學(xué)、生物化學(xué)石灰巖。按結構構造可細分為 竹葉狀灰巖 、 鮞 粒狀灰巖、 豹皮灰巖 、團塊狀灰巖等。石灰巖的主要化學(xué)成分是 CaCO3 ,易溶蝕,故在石灰巖地區多形成石林和溶洞,稱(chēng)為喀斯特地形。 石灰巖是燒制 石灰 和水泥的主要原料,是煉鐵和煉鋼的 熔劑 。
巖石結構 石灰巖結構較為復雜,有 碎屑結構 和晶粒結構兩種。碎屑結構多由顆粒、泥晶基質(zhì)和亮晶膠結物構成。顆粒又稱(chēng)粒屑,主要有內碎屑、生物碎屑和 鮞粒 等,泥晶基質(zhì)是由碳酸鈣細屑或晶體組成的灰泥,質(zhì)點(diǎn)大多小于0.05毫米,亮晶膠結物是充填于巖石顆粒之間孔隙中的化學(xué)沉淀物,是直徑大于0.01毫米的方解石晶體顆粒;晶粒結構是由化學(xué)及生物化學(xué)作用沉淀而成的晶體顆粒。
結構分類(lèi) 顆粒含量/%
顆粒
品粒
生物格架
內碎屑
生物
鮞粒
團塊
糞粒
Ⅰ顆?;夷嗍規r
10
25
50
75
90
90
75
50
25
10
內碎屑石灰巖
團塊石灰巖
糞粒石灰巖
Ⅱ結晶石灰巖
Ⅲ
礁
石
石
灰
巖
Ⅰ2含灰泥顆粒
石灰巖
含灰泥內碎屑石灰巖
含灰泥生物石灰巖
含灰泥鮞粒石灰巖
含灰泥團塊石灰巖
含灰泥糞粒石灰巖
Ⅰ3灰泥質(zhì)顆粒石灰巖
灰泥質(zhì)內碎屑石灰巖
灰泥質(zhì)生物石灰巖
灰泥質(zhì)鮞粒石灰巖
灰泥質(zhì)團塊石灰巖
灰泥質(zhì)糞粒石灰巖
Ⅰ4顆粒質(zhì)灰泥石灰巖
內碎屑質(zhì)灰泥石灰巖
生物質(zhì)灰泥石灰巖
鮞粒質(zhì)灰泥石灰巖
團塊質(zhì)灰泥石灰巖
糞粒質(zhì)泥質(zhì)石灰巖
Ⅰ5含顆?;夷嗍規r
含內碎屑灰泥石灰巖
含生物灰泥石灰巖
含鮞?;夷嗍規r
含鮞?;夷嗍規r
含糞粒泥質(zhì)石灰巖
Ⅰ6灰泥石灰巖
灰泥石灰巖
(據華東石油學(xué)院)
巖石分布 由生物化學(xué)作用生成的灰巖,常含有豐富的有機物殘骸。石灰巖中一般都含有一些白云石和黏土礦物,當黏土礦物含量達25%~50%時(shí),稱(chēng)為 泥質(zhì)巖 。白云石含量達25%~50%時(shí),稱(chēng)為 白云質(zhì)灰巖 。石灰巖分布相當廣泛,巖性均一,易于開(kāi)采加工,是一種用途很廣的建筑材料。 特別是在華北及東北南部,因中奧陶世海侵達到最高潮,普遍沉積了層厚而質(zhì)純的石灰巖,為具有工業(yè)價(jià)值的水泥原料及治金工業(yè)原料。
形成過(guò)程 石灰巖的主要成分是碳酸鈣,可以溶解在含有二氧化碳的水中。一般情況下一升含二氧化碳的水,可溶解大約50毫克的碳酸鈣。
湖海中所沉積的碳酸鈣,在失去水分以后,緊壓膠結起來(lái)而形成的巖石,稱(chēng)為石灰巖。石灰巖的礦物成分主要是方解石(占50%以上)還有一些粘土、粉砂等雜質(zhì)。絕大多數石灰巖的形成與生物作用有關(guān),生物遺體堆積而成的石灰巖有珊瑚石灰巖、介殼石灰巖,藻類(lèi)石灰巖等,總稱(chēng)生物石灰巖。由水溶液中的碳酸鈣(CaCO3)經(jīng)化學(xué)沉淀而成的石灰巖,稱(chēng)為 化學(xué)石灰巖 。如普通石灰巖、硅質(zhì)石灰巖等。
巖石類(lèi)型 石灰巖是地殼中分布最廣的礦產(chǎn)之一。按其沉積地區,石灰巖又分為海相沉積和陸相沉積,以前者居多;按其成因,石灰巖可分為生物沉積、化學(xué)沉積和次生三種類(lèi)型;按礦石中所含成分不同,石灰巖可分為硅質(zhì)石灰巖、粘土質(zhì)石灰巖和白云質(zhì)石灰巖三種。資源分布情況:中國石灰巖礦產(chǎn)資源十分豐富,作為水泥、溶劑和化工用的石灰巖礦床已達八百余處。產(chǎn)地遍布全國,各省、市自治區均可在工業(yè)區附近就地取材。
石灰巖礦產(chǎn)在每個(gè) 地質(zhì)時(shí)代 都有沉積,各個(gè)地質(zhì)構造發(fā)展階段都有分布,但質(zhì)量好,規模大的石灰巖礦床往往賦存于一定的層位中。以水泥用石灰巖為例,東北、華北地區的中奧陶系馬家溝組石灰巖是極其重要的層位,中南、華東、西南地區多用石炭、二疊、 三疊系 石灰巖,西北、西藏地區一般多用志留、泥盆系石灰巖,華東、西北及長(cháng)江中下游的 奧陶紀 石灰巖也是水泥原料的重要層位。
礦石性質(zhì) 2、石灰巖的性質(zhì)
石灰巖具有良好的加工性、磨光性和很好的膠結性能,不溶于水,易溶于飽和硫酸,能和各種 強酸 發(fā)生反應并形成相應的 鈣鹽 ,同時(shí)放出CO2。石灰巖 煅 燒至900℃以上(一般為1000~1300℃)時(shí)分解轉化為石灰( CaO ),放出CO2。 生石灰 遇水潮解,立即形成 熟石灰 [ Ca(OH)2 ],熟石灰溶于水后可調漿,在空氣中易 硬化。
工藝特性 石灰具有導熱性、堅固性、吸水性、不透氣性、隔音性、磨光性、很好的膠結性能以及可加工性等優(yōu)良的性能,既可直接利用原礦,也可深加工應用。
主要用途 石灰巖在冶金、建材、化工、輕工、建筑、農業(yè)及其它特殊工業(yè)部門(mén)都是重要的工業(yè)原料。隨著(zhù)鋼鐵和水泥工業(yè)的發(fā)展,石灰巖的重要性必將進(jìn)一步增強。
質(zhì)量標準 對石灰巖的質(zhì)量要求,視用途不同而異。一般來(lái)說(shuō),冶金、化學(xué)工業(yè)和其它的特殊工業(yè)部門(mén)對石灰巖純度的要求比建筑工業(yè)和農業(yè)高,我國除冶金工業(yè)用石灰巖制定 了中華人民共和國專(zhuān)業(yè)標準ZBD60001-85外,其它行業(yè)均未制定國家標準或專(zhuān)業(yè)標準,而由各應用部門(mén)自行制定有關(guān)標準。建材工業(yè)用石灰巖產(chǎn)品質(zhì)量要求 (1)水泥工業(yè):用于水泥生產(chǎn)的 石灰質(zhì) 原料,質(zhì)量要求列于表7。對非晶質(zhì)石灰巖,其粒度要求為30~80mm。 (2)玻璃工業(yè):一般來(lái)說(shuō),根據玻璃質(zhì)量要求不同而選用CaO含量不同的石灰巖,但要求所選用的石灰巖為 非晶質(zhì) 且成份穩定。
綜合利用 綜合利用技術(shù)方法及工藝流程我國石灰巖資源的特點(diǎn)是儲量大,質(zhì)量較好。因而我國較大的石灰巖礦山都采用 洗礦 —破碎—分級方法處理石灰巖礦石,以除去地表泥土、砂石、粘性泥團對砂石的污染。對于品位較低的石灰巖或礦石性質(zhì)差異大的石灰巖,國外有些國家采用 浮選法 或光電選礦方法。如用浮選法進(jìn)行石灰巖和石英與鐵的分離等;用浮選法或光電選礦法進(jìn)行石灰巖和白云石與菱鎂礦的分離等。
開(kāi)發(fā)生產(chǎn)
石灰 石灰巖煅燒至溫度1000~1300°C時(shí),可將CaCO3中的CO2排出,制成生石灰。生石灰為白色固體,耐火難溶,遇水放熱吸水生成熟石灰, 石灰水 飽和溶液呈堿性,易與空氣中CO2反應生成CaCO3沉淀。商業(yè)上分為高鈣石灰(CaO≥90%), 鈣質(zhì)石灰 (CaO≥85%),鎂鈣石灰(MgO≥10%)和高鎂石灰(MgO≥25%)四類(lèi)。
熟石灰 a.分子式:Ca(OH)2
b.相對分子質(zhì)量:74.08
c.性質(zhì):細膩的白色粉末。密度 2.24g/cm。加熱至580°C失水成為 氧化鈣 ,在空氣中吸收CO2而變?yōu)樘妓徕}。溶于酸、甘油、難溶于水,不溶于醇。 d.用途:用于制藥、橡膠、石油 工業(yè)添加劑 和軟化水用等。用于石油工業(yè)添加在 潤滑油 中,可防止結焦、油泥沉積、中和防腐。 f.制法及工藝流程:石灰消化法是將石灰石在煅燒窯煅燒成氧化鈣后,以精選、加水消化,再經(jīng)凈化、干燥及過(guò)篩,得氫氧化鈣產(chǎn)品。其反應式如下:
CaCO3=CaO+CO2(高溫) CaO+H2O=Ca(OH)2
工藝流程如下:
石灰石、 焦炭 →焙燒→精選→加水消化→沉淀→分離→干燥→過(guò)篩→包裝→氫氧化鈣
氧化鈣 a.分子式:CaO
b.相對分子質(zhì)量:56.08
c.性質(zhì):白色無(wú)定形粉未。密度3.25~3.38g/cm。熔點(diǎn)2580°C。沸點(diǎn)2850°C。在空氣中放置,吸收空氣中的水和二氧化碳,生成氫氧化鈣和碳酸鈣。氧化鈣與水作用(稱(chēng)為“消化”)生成氫氧化鈣并放出熱量(生成物呈強堿性)。溶于酸、不溶于醇。
d.用途:氧化鈣用于鋼鐵、農藥、醫藥、非鐵金屬、肥料、制革、制氫氧化鈣,實(shí)驗室 氨氣 的干燥和醇脫水等。 e.主要原料及規格: 鹽酸 (HCl)35%;碳酸鈣(CaCO3)98%。 f.制法及工藝流程:碳酸鈣煅燒法是先將碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣,用氨水中和、過(guò)濾、加入 碳酸氫鈉 ,反應生成碳酸鈣沉淀,經(jīng)脫水、干燥煅燒而得。其反應式如下:CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2+H2O CaCl2+2NH4OH→Ca(OH)2+2NH4Cl
Ca(OH)2+NaHCO3→CaCO3+ NaOH +H2O CaCO3→CaO+CO2
工藝流程如下,
碳酸鈣加鹽酸→酸解→加氨水中和→靜置沉淀→過(guò)濾→加碳酸氫鈉反應→碳酸鈣脫水→干燥→煅燒→篩選→包裝→氧化鈣
輕質(zhì)碳酸鈣 a.分子式:CaCO3
b.相對分子質(zhì)量:100.08
c.性質(zhì):白色粉未,無(wú)臭無(wú)味,密度:方解石型2.711g/cm, 霞石 型2.93g/cm。溶點(diǎn)(110大氣壓)1289°C。難溶于水、醇,微溶于含有 銨鹽 或二氧化碳的水溶液,可溶于稀醋酸、稀鹽酸、稀 硝酸 ,同時(shí)放出二氧化碳,呈 放熱反應 。 d.用途:主要用作橡膠、塑料、造紙等行業(yè)的填料,也用作涂料、油墨的填料。還用于牙膏、 電焊條 、有機合成、冶金、玻璃、 石棉 、 油毛氈 等生產(chǎn)。還是工業(yè)廢水的 中和劑 ,胃與十二指腸潰瘍病的制酸劑、酸中毒的 解毒劑 。 主要反應式:Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
生產(chǎn)廠(chǎng)家:四川重慶松山化工廠(chǎng)、貴州安順玻璃化工廠(chǎng)、云南昆明化工廠(chǎng)、甘肅蘭州白銀區化工廠(chǎng)、河南焦作化工三廠(chǎng)、河南密縣化工廠(chǎng)、湖南衡陽(yáng)第三化工廠(chǎng)、上海新江化工廠(chǎng)、上海碳酸鈣廠(chǎng)、江蘇宜興石灰廠(chǎng)、浙江 吳興 菱湖化工廠(chǎng)、安徽 安慶 化工原料廠(chǎng)、山東 張店 湖田化工廠(chǎng)、山東 淄博 羅村化工廠(chǎng)、北京礦石材料廠(chǎng)、 河北唐山 東礦化工廠(chǎng)和遼寧本溪石灰化工廠(chǎng)等。
重質(zhì)碳酸鈣 (俗稱(chēng)單飛粉、雙飛粉、三飛粉、四飛粉)
a.分子式:CaCO3
b.相對分子質(zhì)量:100.08
c.性質(zhì):白色粉未,無(wú)臭、無(wú)味。露置空氣中無(wú)變化,密度2.71g/cm。溶點(diǎn)1339°C。幾乎不溶于水,在含有 銨 鹽或三氧化二鐵的水中微溶解,不溶于醇。遇稀醋酸、稀鹽酸、稀硝酸發(fā)生泡沸,并溶解。加熱分解為氧化鈣和二氧化碳。
d.用途:按粉碎細度的不同,工業(yè)上分為四種不同規格:?jiǎn)物w、雙飛、三飛、四飛,分別用于各工業(yè)部門(mén)。
單飛粉:用于生產(chǎn)無(wú)水氯化鈣,是 重鉻酸鈉 生產(chǎn)的輔助原料,玻璃及水泥生產(chǎn)的主要原料。此外,也用于建筑材料和家禽飼料等。 雙飛粉:是生產(chǎn)無(wú)水氯化鈣和玻璃等的原料、橡膠和油漆的白色填料,以及建筑材料等。
三飛粉:用作塑料、涂料及油漆的填料。
四飛粉:用作電線(xiàn)絕緣層之填料、橡膠模壓制品以及 瀝青 制 油氈 之填料。 e.主要原料及規格:石灰石(CaCO3)≥90%
f.制法及工藝流程:粉碎法是將含CaCO3在90%以上的石灰經(jīng)粉碎、分級、分離而制得的產(chǎn)品。工藝流程為:
石灰石→粉碎→分級→旋風(fēng)分離→重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)廠(chǎng)家
山東青島化肥廠(chǎng)和上海石粉廠(chǎng)等。
開(kāi)發(fā)現狀 開(kāi)發(fā)利用現狀、存在問(wèn)題及解決對策
石灰石用途很廣,是國民經(jīng)濟各部門(mén)以及人民生活中必不可少的原料。主要用于:(1)在建筑工業(yè)中用來(lái)生產(chǎn)水泥和燒制石灰;(2)冶金工業(yè)用作熔劑;(3)化學(xué)工業(yè)中用來(lái)制堿、 漂白粉 及肥料等;(4)食品工業(yè)中用作 澄清劑 ;(5)農業(yè)中用來(lái)改良土壤;(6)在塑料工業(yè)中用作填料;(7)在涂料工業(yè)中廣泛用于做各種建筑涂料;(8)在造紙工業(yè)中用作堿性填料;(9)在橡膠工業(yè)中用作橡膠的基本填料;(10)在環(huán)保工業(yè)中用作吸附劑。 重質(zhì)碳酸鈣是以天然方解石、石灰石和 白堊 為原料,以機械粉碎達到一定細度的產(chǎn)品,其生產(chǎn)方法有干法和濕法兩種,國外已獲得重大進(jìn)展的濕法磨粉工藝在我國仍是空白;在用石灰石生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣的工藝中,在 輕鈣 產(chǎn)品的粒徑與晶形控制方面與國外相比還有較大差距。為此,今后必須進(jìn)一步發(fā)展石灰石的深加工工業(yè),拓寬應用領(lǐng)域,加強綜合利用,使產(chǎn)品增值,提高經(jīng)濟效益。
發(fā)展趨勢 石灰石是冶金、建材、化工、輕工、農業(yè)等部門(mén)的重要工業(yè)原料。隨著(zhù)鋼鐵和水泥工業(yè)的發(fā)展,對石灰石的需求將進(jìn)一步增加。水泥產(chǎn)量龐大,即每年需開(kāi)采用于水泥制品的石灰石要千億噸以上。預測到2020年 ,全國水泥產(chǎn)量將達到3億噸,這將需要開(kāi)采更多的石灰石作原料。此外,冶金、化工等方面對石灰石的需求也很大。因此,石灰石工業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展前景廣闊,為了使石灰石產(chǎn)品具有更大的增值效益,開(kāi)拓石灰石深加工產(chǎn)品也是今后一個(gè)發(fā)展方向。
藏品信息 圖片描述 :中國本溪橋頭小黃柏峪的石灰巖(Limestone)的標本照片?;疑?; 粒屑結構 ;塊狀構造;主要礦物組成為方解石 收藏單位 :中國地質(zhì)博物館
圖片描述: 中國云都的石灰巖(Limestone)的標本照片 。 灰色;粒屑結構;塊狀構造;主要礦物組成為方解石。
收藏單位: 中國地質(zhì)博物館