石灰石矿产资源基本知识

1、 石灰石矿产资源基本知识石灰石主要成分碳酸钙(CaCO3)。石灰和石灰石是大量用于建筑材料、工业的原料。石灰石可以直接加工成石料和烧制成生石灰。生石灰CaO吸潮或加水就成为熟石灰，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。(区别:石灰石为混合物;碳酸钙为化合物)物理性质碳酸钙是一种化合物，化学式是CaCO3。CAS号471-34-1。它是地球上常见物质，可于岩石内找到。动物背壳和蜗牛壳的主要成份。它以方解石和文石两种矿物存在于自然界。方解石属三方晶系，六角形晶体，纯净的方解石无色透明，一般为白色，含有56%CaO,44%CO，

2、密度为2.715g/cm，莫氏块状碳酸钙硬度为3，性质较脆。文石属于斜方品系，菱形晶体，呈灰色或白色，密度为2.94g/cm，莫氏硬度为3.5-4，性质致密。石灰石的物理性质中方解石的结晶大小是十分重要的。致密石灰石呈现出低气孔率的细粒晶体组织结构具有很高的强度。石灰石的密度约为2.652.80g/cm，白云石质石灰石为2.70-290g/cm，白云石为2.85-295g/cm。体积密度取决于气孔率。石灰石的热膨胀:有资料显示，石灰石在800C以下的范围内，微晶体石灰石的平均热膨胀系数为(4.550)*10*6)/C,而粗晶体则增加到101*10人(-6)/弋。石灰石的加热实验在石灰生产中有很

3、重要的愈义。在石灰石的分解点以下的800C时石灰石结晶体内产生膨胀，在高度结晶化的石灰石中会形成裂纹，而那些晶体更大的通过加热会由破裂而成粉末，对于结晶发育很好、含有许多致密方解石的石灰石粉化较严重。化学性质石灰石的主要成分碳酸钙，最主要的化学性质就是在较高温度下分解成氧化钙和二氧化碳，此外还有以下一些化学性质。抗化学性除酸以外，许多侵蚀性物质都不能侵蚀或只能缓慢侵蚀石灰石。抗酸的性状石灰石与所有的强酸都发生反应，生成钙盐和放出二氧化碳，反应速度取决于石灰石所含杂质及它们的晶休大小。杂质含量越高、晶体越大，反应速度越小。白云石的反应速度慢于石灰石。白云石、石灰石的判定方法:用10%盐酸滴在白云

4、石上有少量的气泡产生，滴在石灰石上则剧烈地产生无味气泡，产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。抗各种气体的性状氯和氯化氢在干澡状态和常温下与CaC03，的反应极慢，直到600弋以后才开始加快，生成CaCI2;二氧化硫在常温下无论是气态还是液态对CaCO3都没有显著作用;而二氧化氮(NO2)在15弋时就与CaCO3反应生成Ca(NO3)2、NO和C02。成分含量:二氧化硅0.07-1%、三氧化二铝0.02-1%、三氧化二铁0.03-1%、氧化钙48-55.22%、氧化镁0.08-1%。石灰石块状/粉状:烧失量40.79%，硅4.62%，铝1.21%，铁0.52%，钙50.16%，镁1.10%。白云石

5、粉/块:硅0.19%，铝0.15%，铁0.17%，钙32.1%，镁21.19%。应用碳酸钙是石灰石的主要组成部分，石灰石是生产玻璃的天然碳酸钙主要原料。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。石灰有生石灰和熟石灰。生石灰的主要成分是CaO,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。熟石灰经调配成石灰浆、石灰膏、石灰砂浆等，用作涂装材料和砖瓦粘合剂。水泥是由石灰石和粘土等混合，经高温煅烧制得。玻璃由石灰石、石英砂、纯碱（碳酸钠）等混合，经高温熔融制得。炼铁用石

6、灰石作熔剂，除去脉石。炼钢用生石灰做造渣材料，除去硫、磷等有害杂质。电石（主要成分是CaC2）是生石灰与焦碳在电炉里反应制得。纯碱是用石灰石、食盐、氨等原料经过多步反应制得（索尔维法）。利用消石灰和纯碱反应制成烧碱（苛化法）。利用纯净的消石灰和氯气反应制得漂白的。禾U用石灰石的化学加工制成氯化钙、硝酸钙、亚硫酸钙等重要钙盐。消石灰能除去水的暂时硬性，用作硬水软化剂。石灰石烧加工制成较纯的粉状碳酸钙，用做橡胶、塑料、纸张、牙膏、化妆品等的填充料。石灰与烧碱制成的碱石灰，用作二氧化碳的吸收剂。生石灰用作干燥剂和消毒剂。农业上，用生石灰配制石灰硫黄合剂、波尔多液等农药。土壤中施用熟石灰可中和土壤的酸

7、性、改善土壤的结构、供给植物所需的钙素。用石灰浆刷树干，可保护树木。单飞粉:用于生产无水氯化钙，是重各酸钠生产的辅助原料。玻璃及水泥生产的主要原料。此外，也用于建筑材料和家禽饲料等。双飞粉:是生产无水氯化钙和玻璃等的原料、橡胶和油漆的白色填料，以及建筑材料等。三飞粉:用作塑料、涂料腻子、涂料、胶合板及油漆的填料。四飞粉:用作电线绝缘层之填料、橡胶模压制品以及沥青制油毡之填料。碳酸钙是重要的建筑材料。洁白纯净的碳酸钙岩石叫做汉白玉，可直接用来做装饰性的石柱或工艺品;因含杂质而有美丽花纹的碳酸钙叫做大理石，用来做建筑物外墙和内壁的贴面或铺设地面;质地致密的碳酸钙岩石（石灰石）也可直接用于建房，但石

8、灰石的主要用途是生产水泥。将含CaC03在90%以上的白石用雷蒙磨或其它高压磨经粉碎、石灰岩主要是在浅海的环境下形成的。石灰岩按成因可划分为粒屑石灰岩（流水搬运、沉积形成）;生物骨架石灰岩和化学、生物化学石灰岩。按结构构造可细分为竹叶状灰岩、状灰岩、团块状灰岩等。石灰岩的主要化学成分是碳酸钙易溶蚀，故在石灰岩地区多形成石林和溶洞，称为喀斯特地形。石灰岩中一般都含有一些白云石和黏土矿物，当黏土矿物含量达25%50%时，称为泥质岩。白云石含量达25%50%时，称为白云质灰岩。石灰岩分布相当广泛，岩性均一，易于开采加工，是一种用途很广的建筑材料。石灰岩的主要成分是碳酸钙，可以溶解在含有二氧化碳的水中

9、。般情况下一升含二氧化碳的水，可溶解大约50毫克的碳酸钙。据地质学家在桂林地区调查，发现那里的水每年可溶解、侵蚀石灰岩表层大约有指甲那么薄的一层。别看每年只溶蚀这么一点儿，但是地球发展的历史是极其漫长的。就以最近的地质时期-第四纪来说，大约也有300万年了。即便这样缓慢的溶蚀速度，300万年也可以溶蚀900米呢!而桂林的孤峰也只有一二百米高，常见的溶洞的最大高度也只有几十米。但也不是有石灰岩的地方都能形成这种地形地貌，而是需要有大面积、大厚度、地质纯净的石灰岩，还要求有温暖潮湿的气候条件才有可能发育成如此完美的地貌，形成那样美丽的自然风光。分类、按生产方法分类根据碳酸钙生产方法的不同，可以将碳

10、酸钙分为重质碳酸钙、轻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）calcium碳酸钙粉末carbonate，heavy分子式:CaCO3分子量100.09简称重钙，是用机械方法（用雷蒙磨或其它高压磨）直接粉碎天然的方解石、石灰石、白垩、贝壳等就可以制得。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。性质:白色粉末。无臭、无味。露置空气中无变化，比重2.710。熔点1339C。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。遇稀醋酸、稀盐酸、稀硝酸发生泡沸，并溶解。加热分解为氧化钙和二氧化碳。用途:按粉碎细度的不同，工业上分为四种不同规格

11、:单飞、双飞、三飞、四飞笛别用于各工业部门。制法及工艺流程包装:塑料袋包装，每袋净重50公斤。储运注意事项储存于干燥的库房中。运输中防止袋破。不得与液体酸类共储混运。轻质碳酸钙轻质碳酸钙（沉淀碳酸钙）calciumcarbonate,light分子式CaCO3分子量100.09。又称沉淀碳酸钙，简称轻钙，是将石灰石等原料煅烧生成石灰（主要成分为氧化钙）和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳住要成分为氢氧化钙），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。或者先用碳酸纳和氯化钙进行复分解反应生成碳酸钙沉淀，然后经脱水、干燥和粉碎而制得。由于轻质碳酸钙的沉降体积（2.4

12、-28mL/g）比重质碳酸钙的沉降体积（11-14mL/g）大，所以称之为轻质碳酸钙。性质:白色粉末。无味，无臭。比重约2.71。在825896.6C分解。熔点1339C。有无定形和结晶形两种形态，结晶形中又可分为斜方晶系和六方晶系，呈柱状或菱形。难溶于水和醇。溶于酸，同时放出二氧化碳，呈放热反应。也溶于氯化铵溶液中。在空气中稳定，有轻微的吸潮能力。用途:可用作橡胶、塑料、造纸、涂料和油墨等行业的填料。广泛用于有机合成、冶金、玻璃和石棉等生产中。还可用作工业废水的中种剂、胃与十二指肠溃疡病的制酸剂、酸中毒的解毒剂、含SO2废气中的SO2消除剂、乳牛饲料填加剂和油毛毡的防粘剂。也可用作牙粉、牙膏

13、及其它化妆品的原料。制法及工艺流程碳化法:系将石灰石与白煤按一定比例混配后，经高温煅烧、水消化、二氧化碳碳化，再经离心脱水、干燥、冷却、粉碎、过筛即得成品。CaC03二二CaO+CO2TCaO+H2OCa(OH)2Ca(OH)2+CO2fCaCO3J+H2O包装:麻布袋或塑料袋包装。每袋净重50公斤或25公斤。储运注意事项:储于干燥处。避免与酸类物质接触。运输中应小心，不得散包。注意防潮。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(d5m)(1pmd5pm)s微细碳酸钙(01umd1um)、超细碳酸钙(0.02umd0.lm)和超微细

14、碳酸钙(d002um)。轻质碳酸钙的粉体特点a、颗粒形状规则，可视为单分散粉体，但可以是多种形状，如纺锤形、立方形、针形、链形、球形、片形和四角柱形。这些不同形状的碳酸钙可由控制反应条件制得。b粒度分布较窄。c、粒径小，平均粒径一般为1-3pmo要确定轻质碳酸钙的平均粒径，可用三轴粒径中的短轴粒径作为表现粒径，再取中位粒径作为平均粒径。以后除说明外，平均粒径，即指平均短轴粒径。重质碳酸钙的粉体特点a、颗粒形状不规则，是多分散粉体。b粒径分布较宽。c、粒径大，平均粒径一般为5-10pm。要确定重质碳酸钙的平均粒径，需要测定粒径分布函数和诸如颗粒沉降速度或比表面积之类的粉体现象函数。作为一种简便的

15、方法是在电子显微镜照片上测量颗粒投影的长度和宽度，计算几何平均粒径作为表观粒径，再取中位粒径作为平均粒径。三、按微观排列分类根据组成碳酸钙的原子和离子的排列是否有规律，可以将碳酸钙分为晶体碳酸钙和非晶体碳酸钙。胶体碳酸钙胶体碳酸钙（活化碳酸钙，白艳华）calciumcarbonate，activeated，分子式CaCO3分子量100.09。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，是用表面改性剂对轻质碳酸钙或重钙碳酸钙进行表面改性而制得。由于经表面改性剂改性后的碳酸钙一般都具有补强作用，即所谓的活性，所以习惯上把改性碳酸钙都称为活性碳酸钙。性质:白色细腻、轻质粉末，粒子表

16、面吸附一层脂肪酸皂，使CaC03具有胶体活化性能。比重1992.01。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。用途:橡胶的填充料，可使橡胶色泽光艳、伸长率大、抗张强度高、耐磨性能良好。还用作制人造革、电线、聚氯乙烯、涂料、油墨和造纸等工业的填料。可使成品具有一定的抗张强度及光滑的外观。生产微孔橡胶时，可使其发泡均匀。制法及工艺流程碳化法:石灰石在高温下煅烧之后，先用水消化，再经筛滤、碳化、表面处理、干燥粉碎后，即得胶体碳酸钙成品。CaCO3fCaO+CO2TCaO+H2OCa(OH)2Ca(OH)2+CO2fC

17、aCO3J+H2O包装:内用双层塑料袋，外用麻袋包装。每袋净重20公斤或50公斤。储运注意事项:储存于干燥的库房中。避免与酸类物质接触。注意防潮。晶体碳酸钙晶体碳酸钙(calciumcarbonate,crystal)分子式CaCO3分子量10009性质:纯白色，六方结晶型粉末。比容121.4毫升/克。溶于酸，几乎不溶于水。用途:用于牙膏、医药等方面。亦可用作保温材料和其它化工原料。制法及工艺流程氯化钙碳化法:系将氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙，氯化钙用二氧化碳碳化后即得碳酸钙，再经结晶、分离、洗涤、脱水、烘干、筛选后，得结晶碳酸钙成品。Ca(OH)2+2HCICaCI2+2H2OCaCI2+2

18、NH4OH+CO2CaCO3+2NH4CI+H2O包装:内用双层塑料袋、外用麻袋或塑料编织袋包装。每袋净重20公斤。储运注意事项:储于阴凉处，防高温。运输中防止勾挂散包。石灰石:主要矿物成分为方解石。矿物颗粒和晶体结构不多见，表面平滑，呈小颗粒状。硬度不一，有些致密石灰石可以抛光。颜色有黑、灰、白、黄和褐色。石灰石含海水形成的石灰，故而得名。大理石、石灰石、白垩、岩石等天然矿物的主要成分是碳酸钙。纳米碳酸钙化学式：CaCO3英文名：NanoCalciumCarbonate理化性质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，

19、降低塑化温度，提高制品尺寸稳定，耐热性及表面光洁性;在NR，BR，SBR等橡胶体系中，容易混练，分散均匀，并可使胶质柔软，还能提高压出加工性能和模型流动性使橡胶制品具有表面光滑，伸长率大，抗张强度高，永久变形小，耐弯曲性能好，耐撕裂强度高等特点。纳米碳酸钙应用最成熟的行业是塑料工业主要应用于高档塑料制品。纳米碳酸钙又称超微细碳酸钙。标准的名称即超细碳酸钙。纳米碳酸钙应用最成熟的行业是塑料工业主要应用于高档塑料制品。用于汽车内部密封的PVC増塑溶胶。可改善塑料母料的流变性，提高其成型性。用作塑料填料具有增韧补强的作用，提高塑料的弯曲强度和弯曲弹性模量，热变形温度和尺寸稳定性，同时还赋予塑料滞热性

20、。纳米碳酸钙用于油墨产品中体现出了优异的分散性和透明性和极好的光泽、及优异的油墨吸收性和高干燥性。纳米碳酸钙在树脂型油墨中作油墨填料，具有稳定性好，光泽度咼，不影响印刷油墨的干燥性能适应性强等优点。造纸业是纳米碳酸钙最具开发潜力的市场。纳米碳酸钙还主要用于特殊纸制品，如女性用卫生巾、婴儿用尿不湿等。纳米活性碳酸钙作为造纸填料具有以下优点:高蔽光性、高亮度、可提高纸制品的白度和蔽光性;高膨胀性,能使造纸厂使用更多的填料而大幅度降低原料成本;粒度细、均匀，制品更加均匀、平整;吸油值高、能提高彩色纸的预料牢固性纳米碳酸钙在涂料工业作为颜料填充剂，具有细腻、均匀、白度高、光学性能好等优点。纳米级超细碳

21、酸钙具有空间位阻效应在制漆中，能使配方中密度较大的立德粉悬浮，起防沉降作用制漆后，漆膜白度增加，光泽度高，而遮盖力却不降低，主要用于高档轿车漆。橡胶工业纳米碳酸钙的主要应用市场之一。添加钠米碳酸钙的橡胶，其硫化胶升长率、撕断性能、压缩变形和耐屈性能，都比添加般碳酸钙的高。加入用树脂酸处理的纳米碳酸钙后，有的豫胶制品撕裂强度提高4倍以上纳米碳酸钙在饲料行业中可作为补钙剂，增加饲料含钙量;在化妆品中使用，由于其纯度高、白度好、粒度细，可以替代钛白粉。纳米活性碳酸钙的工业制备方法。该方法在一定浓度的Ca(0H)2的悬浮液中通入二氧化碳气体进行碳化。通过对Ca(0H)2悬浮液的温度、二氧化碳气体的流量

22、控制碳酸钙晶核的成核速率;在碳化至形成一定的晶核数后，由晶核形成控制转化为晶体生长控制，此时加入晶形调节剂控制各晶面的生长速率，从而达到形貌可控;继续碳化至终点加入分散剂调节粒子表面电荷得均分散的立方形碳酸钙纳米颗粒;然后将均分散的立方形纳米碳酸钙颗粒进行液相表面包覆处理。所获得的纳米活性碳酸钙粒子在25100nm之间可控，立方形，比表面大于25m2/g，粒径分布GSD为1.57，吸油值小于28g/100gCaC03，且无团聚现象。所获得的产品性能优异，可作为高档橡胶、塑料以及汽车底漆中的功能填料。1一种纳米活性碳酸钙的工业制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)在Ca(0H)2的悬浮

23、液，通入含有CO2的气体，碳化至碳化率达540%，加入晶型调节剂，继续碳化至pH为8.09.0，加入表面电荷及空间位阻调节剂，继续碳化至pH为67.5，生成纳米级的立方形碳酸钙;所说的晶型调节剂为磷酸盐、硫酸盐、醋酸盐、柠檬酸盐、单糖或多糖中的一种及其混合物，其加入量为浆料重量的0053.0%;所说的表面电荷及空间位阻调节剂为磷酸盐、硫酸盐、氯化物、三乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠中的种或一种以上;表面电荷及空间位阻调节剂的加入量为CaCO3重量的0.14.0%;(2)将脂肪酸或水溶性钛酸酯偶联剂中的一种或两种配制成水溶液包覆剂;所说的脂肪酸为C12C18的脂肪酸;将纳米碳酸钙浆料加热至4595。6

24、然后加入包覆剂，包覆剂的加入量以碳酸钙的重量计为053.5%，包覆处理时间为053.5小时间，将浆料过滤，干燥，即获得纳米活性碳酸钙在橡胶工业纳米级超细碳酸钙具有超细、超纯的特点，生产过程中有效控制了晶形和颗粒大小，而且进行了表面改性。因此其在橡胶中具有空间立体结构、又有良好的分散性，可提高材料的补强作用。如链状的纳米级超细碳酸钙，在橡胶混炼中，锁链状的链被打断，会形成大量高活性表面或高活性点，它们与橡胶长链形成键连结，不仅分散性好，而且大大增强了补强作用。值得注意的是，它不但可以作为补强填充料单独使用，而且可根据生产需求与其他填充料配合使用，如:炭黑、白炭黑、轻钙重钙、钛白粉、陶土等，达到补

25、强、填充、调色、改善加工工艺和提高制品性能、降低含胶率或部分取代白炭黑、钛白粉等价格昂贵的白色填料的目的。在涂料工业可作为颜料填充剂，具有细腻、均匀、白度高、光学性能好等优点，纳米级超细碳酸钙具有空间位阻效应，在制漆中，能使配方密度较大的立德粉悬浮，起防沉降作用。制漆后，漆膜白度增加，光泽高，而遮盖力却不下降，这一特性使其在涂料工业被大量推广应用。在塑料工业由于纳米级超细碳酸钙具有高光泽度、磨损率低、表面改性及疏油性，可填充聚氯乙烯、聚丙烯和酚醛塑料等聚合物中，又被广泛应用于聚氯乙烯电缆填料中。在造纸工业可用于涂布加工纸的原料，特别是用于高级铜板纸。由于它分散性能好，粘度低，能有效的提高纸的白

26、度和不透明度，改进纸的平滑度、柔软度，改善油墨的吸收性能，提高保留率。在油墨行业作为填料，可替代价格较高的胶质钙，并可提高油墨的光泽度和亮度。在其他行业纳米级超细碳酸钙用于饲料行业，可作为补钙剂，增加饲料的含钙量，在化妆品中使用，可替代钛白粉。HG-01型:主要应用于PVC、PE、PP、PP-R、ABS、PA等树脂，以及橡胶行业、油漆和特种涂料HG-01型是经过表面活性处理的纳米活性碳酸钙，作为功能性补强材料，广泛应用于PVC、PE、PP、PP-R、ABS、PA等树脂，以及橡胶行业、油漆和特种涂料等领域。可替代钛白20%左右，降低生产成本，提高经济效益。在塑料制品中有很好的增强增韧性能，具有相

27、当的热稳定性和分散性，可显著提高材料的刚性、韧性、弯曲强度，使产品拥有良好的尺寸稳定性，改善体系流变性、降低收缩率，制品表明细密，光泽好，拉伸强度及抗划伤、抗冲击强度均有很大程度的提高。该型号产品被广泛应用于塑料管材、型材，塑钢门窗、电缆、电缆护套、给水管、汽车保险杠及室内配件等及空调、冰箱、电视机、电脑、洗衣机等家用电器的产品塑料外壳面板。HG-02:主要应用于高档涂料油墨行业HG-02型是经过表面活性处理的纳米活性碳酸钙，应用于高档油墨产品，其作为主体颜填料有良好的分散性、透明性、提高光泽和遮盖力。具有优异的吸收性和高干性，使用于告诉印刷。可调节油墨颜色、浓稠度等性能，调节墨性，降低成本。

28、HG-03型:主要应用于合成橡胶行业。HG-03）型是经过表面活性处理的纳米活性碳酸钙，作为功能性材料应用于合成橡胶具有如下特点：良好的加工性能，吃料速度快，混炼容易，硫化时间短。有很好的补强性能，可代替白炭黑和炭黑，提咼橡胶制品的多项力学性能，如:抗张性、抗撕裂性、耐磨性、防腐性，显著提高橡胶制品的曲扰性、抗老化性，改善橡胶制品与金属界面结合性，提高附着力等。使用简单，可于其它普通填料并用，视情况可等量替代炭黑或白炭黑30%左右，降低生产成本。具有填充量大、增白效果好等特点。危害从事开采加工的工人常出现上呼吸道炎症、支气管炎，可伴有肺气肿。X线胸片上出现淋巴结钙化，肺纹理增强。作业工人患尘肺主要与本品中所含有二氧化硅杂质有关。隔离泄漏污染区，限制出入。