[科普中國]-石灰石

理化性質(zhì)

**中文名：**可以說石灰石碳酸鈣（碳酸鈣）

InChI=1/CH 2 O 3. Ca/c2-1(3)4;/h(H2,2,3,4);/q;+2/p-21

**上游原料:柴油、炸藥。下游產(chǎn)品:**氫氧化鈣、氫氧化鋁、燒堿、純堿、碳酸氫鈉、硫酸鈣、亞硝酸鈣、氯化鈣、磷酸氫鈣

密度**：**2.93g∕cm3

**熔點(diǎn)：**825°C

水溶性：不溶于水，在含有銨鹽或三氧化二鐵的水中溶解，不溶于醇。

**安全數(shù)據(jù)：**危險(xiǎn)品標(biāo)志Xi

**危險(xiǎn)類別碼：**R36/38

**安全說明：**S26;S37/39

**狀態(tài)：**白色粉末。無臭、無味。露置空氣中無反應(yīng)，不溶于醇。

**性質(zhì)：**遇稀醋酸、稀鹽酸、稀硝酸發(fā)生泡沸，并溶解。高溫條件下分解為氧化鈣和二氧化碳。

物理性質(zhì)碳酸鈣是一種化合物，化學(xué)式是CaCO3。CAS號(hào) 471-34-1。 它是地球上常見物質(zhì)，可于巖石內(nèi)找到。動(dòng)物背殼和蝸牛殼的主要成份。它以方解石和文石兩種礦物存在于自然界。方解石屬三方晶系，六角形晶體，純凈的方解石無色透明，一般為白色，含有56%CaO，44%CO2，密度為2.715g/cm3，莫氏硬度為3，性質(zhì)較脆。文石屬于斜方品系，菱形晶體，呈灰色或白色，密度為2.94g/cm3，莫氏硬度為3.5-4，性質(zhì)致密。石灰石的物理性質(zhì)中方解石的結(jié)晶大小是十分重要的。致密石灰石呈現(xiàn)出低氣孔率的細(xì)粒晶體組織結(jié)構(gòu)具有很高的強(qiáng)度。石灰石的密度約為2.65~2.80g/cm3，白云石質(zhì)石灰石為2.70-2.90g/cm3，白云石為2.85-2.95g/cm3。體積密度取決于氣孔率。

石灰石的熱膨脹：有資料顯示，石灰石在800℃以下的范圍內(nèi)，微晶體石灰石的平均熱膨脹系數(shù)為（4.5~5.0)*10^(-6)/℃，而粗晶體則增加到10.1*10^(-6)/℃。石灰石的加熱實(shí)驗(yàn)在石灰生產(chǎn)中有很重要的愈義。在石灰石的分解點(diǎn)以下的800℃時(shí)石灰石結(jié)晶體內(nèi)產(chǎn)生膨脹，在高度結(jié)晶化的石灰石中會(huì)形成裂紋，而那些晶體更大的通過加熱會(huì)由破裂而成粉末，對(duì)于結(jié)晶發(fā)育很好、含有許多致密方解石的石灰石粉化較嚴(yán)重。

化學(xué)性質(zhì)石灰石的主要成分碳酸鈣，最主要的化學(xué)性質(zhì)就是在較高溫度下分解成氧化鈣和二氧化碳，此外還有以下一些化學(xué)性質(zhì)。

l）抗化學(xué)性

除酸以外，許多侵蝕性物質(zhì)都不能侵蝕或只能緩慢侵蝕石灰石。

2）抗酸的性狀

石灰石與所有的強(qiáng)酸都發(fā)生反應(yīng)，生成鈣鹽和放出二氧化碳，反應(yīng)速度取決于石灰石所含雜質(zhì)及它們的晶休大小。雜質(zhì)含量越高、晶體越大，反應(yīng)速度越小。白云石的反應(yīng)速度慢于石灰石。白云石、石灰石的判定方法：用10%鹽酸滴在白云石上有少量的氣泡產(chǎn)生，滴在石灰石上則劇烈地產(chǎn)生無味氣泡，產(chǎn)生的氣體能使澄清的石灰水變渾濁。

3）抗各種氣體的性狀

氯和氯化氫在干澡狀態(tài)和常溫下與CaCO3，的反應(yīng)極慢，直到600℃以后才開始加快，生成CaCl2；二氧化硫在常溫下無論是氣態(tài)還是液態(tài)對(duì)CaCO3都沒有顯著作用；而二氧化氮（NO2）在15℃時(shí)就與CaCO3反應(yīng)生成Ca(NO3)2、NO和CO2。

成分含量：二氧化硅0.07-1%、三氧化二鋁0.02-1%、三氧化二鐵0.03-1%、氧化鈣48-55.22%、氧化鎂0.08-1%。

石灰石塊狀/粉狀：燒失量40.79%，硅4.62%，鋁1.21%，鐵0.52%，鈣50.16%，鎂1.10%。

白云石粉/塊：硅0.19%，鋁0.15%，鐵0.17%，鈣32.1%，鎂21.19%。

應(yīng)用碳酸鈣是石灰石的主要組成部分，石灰石是生產(chǎn)玻璃的主要原料。石灰和石灰石大量用做建筑材料，也是許多工業(yè)的重要原料。碳酸鈣可直接加工成石料和燒制成生石灰。石灰有生石灰和熟石灰。生石灰的主要成分是CaO，一般呈塊狀，純的為白色，含有雜質(zhì)時(shí)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。熟石灰經(jīng)調(diào)配成石灰漿、石灰膏、石灰砂漿等，用作涂裝材料和磚瓦粘合劑。水泥是由石灰石和粘土等混合，經(jīng)高溫煅燒制得。玻璃由石灰石、石英砂、純堿（碳酸鈉）等混合，經(jīng)高溫熔融制得。煉鐵用石灰石作熔劑，除去脈石。煉鋼用生石灰做造渣材料，除去硫、磷等有害雜質(zhì)。電石（主要成分是CaC2）是生石灰與焦碳在電爐里反應(yīng)制得。純堿是用石灰石、食鹽、氨等原料經(jīng)過多步反應(yīng)制得（索爾維法）。利用消石灰和純堿反應(yīng)制成燒堿（苛化法）。利用純凈的消石灰和氯氣反應(yīng)制得漂白的。利用石灰石的化學(xué)加工制成氯化鈣、硝酸鈣、亞硫酸鈣等重要鈣鹽。消石灰能除去水的暫時(shí)硬性，用作硬水軟化劑。石灰石燒加工制成較純的粉狀碳酸鈣，用做橡膠、塑料、紙張、牙膏、化妝品等的填充料。石灰與燒堿制成的堿石灰，用作二氧化碳的吸收劑。生石灰用作干燥劑和消毒劑。農(nóng)業(yè)上，用生石灰配制石灰硫黃合劑、波爾多液等農(nóng)藥。土壤中施用熟石灰可中和土壤的酸性、改善土壤的結(jié)構(gòu)、供給植物所需的鈣素。用石灰漿刷樹干，可保護(hù)樹木。

單飛粉：用于生產(chǎn)無水氯化鈣，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、涂料膩?zhàn)?、涂料、膠合板及油漆的填料。

四飛粉：用作電線絕緣層之填料、橡膠模壓制品以及瀝青制油氈之填料。

碳酸鈣是重要的建筑材料。潔白純凈的碳酸鈣巖石叫做漢白玉，可直接用來做裝飾性的石柱或工藝品;因含雜質(zhì)而有美麗花紋的碳酸鈣叫做大理石，用來做建筑物外墻和內(nèi)壁的貼面或鋪設(shè)地面；質(zhì)地致密的碳酸鈣巖石（石灰石）也可直接用于建房，但石灰石的主要用途是生產(chǎn)水泥。將含CaCO3在90%以上的白石用雷蒙磨或其它高壓磨經(jīng)粉碎、分級(jí)、分離，而制得的成品。

成因石灰?guī)r主要是在淺海的環(huán)境下形成的。石灰?guī)r按成因可劃分為粒屑石灰?guī)r（流水搬運(yùn)、沉積形成）；生物骨架石灰?guī)r和化學(xué)、生物化學(xué)石灰?guī)r。按結(jié)構(gòu)構(gòu)造可細(xì)分為竹葉狀灰?guī)r、狀灰?guī)r、團(tuán)塊狀灰?guī)r等。石灰?guī)r的主要化學(xué)成分是碳酸鈣易溶蝕，故在石灰?guī)r地區(qū)多形成石林和溶洞，稱為喀斯特地形。

石灰?guī)r中一般都含有一些白云石和黏土礦物，當(dāng)黏土礦物含量達(dá)25%~50%時(shí)，稱為泥質(zhì)巖。白云石含量達(dá)25%~50%時(shí)，稱為白云質(zhì)灰?guī)r。石灰?guī)r分布相當(dāng)廣泛，巖性均一，易于開采加工，是一種用途很廣的建筑材料。

石灰?guī)r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。

據(jù)地質(zhì)學(xué)家在桂林地區(qū)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)那里的水每年可溶解、侵蝕石灰?guī)r表層大約有指甲那么薄的一層。別看每年只溶蝕這么一點(diǎn)兒，但是地球發(fā)展的歷史是極其漫長的。就以最近的地質(zhì)時(shí)期——第四紀(jì)來說，大約也有300萬年了。即便這樣緩慢的溶蝕速度，300萬年也可以溶蝕900米呢！而桂林的孤峰也只有一二百米高，常見的溶洞的最大高度也只有幾十米。但也不是有石灰?guī)r的地方都能形成這種地形地貌，而是需要有大面積、大厚度、地質(zhì)純凈的石灰?guī)r，還要求有溫暖潮濕的氣候條件才有可能發(fā)育成如此完美的地貌，形成那樣美麗的自然風(fēng)光。

分類按生產(chǎn)方法分類根據(jù)碳酸鈣生產(chǎn)方法的不同，可以將碳酸鈣分為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、膠體碳酸鈣和晶體碳酸鈣。

重質(zhì)碳酸鈣

重質(zhì)碳酸鈣（俗稱，重鈣，單飛粉、雙飛粉、三飛粉、四飛粉）calciumcarbonate，heavy

分子式：CaCO3分子量100.09簡稱重鈣，是用機(jī)械方法（用雷蒙磨或其它高壓磨）直接粉碎天然的方解石、石灰石、白堊、貝殼等就可以制得。由于重質(zhì)碳酸鈣的沉降體積比輕質(zhì)碳酸鈣的沉降體積小，所以稱之為重質(zhì)碳酸鈣。

性質(zhì)：白色粉末。無臭、無味。露置空氣中無變化，比重2.710。熔點(diǎn)1339oC。幾乎不溶于水在含有銨鹽或三氧化二鐵的水中溶解，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。

用途：按粉碎細(xì)度的不同，工業(yè)上分為四種不同規(guī)格：單飛、雙飛、三飛、四飛，分別用于各工業(yè)部門。

制法及工藝流程

包裝：塑料袋包裝，每袋凈重50公斤。

儲(chǔ)運(yùn)注意事項(xiàng)儲(chǔ)存于干燥的庫房中。運(yùn)輸中防止袋破。不得與液體酸類共儲(chǔ)混運(yùn)。

輕質(zhì)碳酸鈣

輕質(zhì)碳酸鈣（沉淀碳酸鈣）calciumcarbonate，light分子式CaCO3分子量100.09。又稱沉淀碳酸鈣，簡稱輕鈣，是將石灰石等原料煅燒生成石灰（主要成分為氧化鈣）和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳（主要成分為氫氧化鈣），然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸鈣沉淀，最后經(jīng)脫水、干燥和粉碎而制得?；蛘呦扔锰妓峒{和氯化鈣進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，然后經(jīng)脫水、干燥和粉碎而制得。由于輕質(zhì)碳酸鈣的沉降體積（2.4-2.8mL/g）比重質(zhì)碳酸鈣的沉降體積（1.1-1.4mL/g）大，所以稱之為輕質(zhì)碳酸鈣。

性質(zhì)：白色粉末。無味，無臭。比重約2.71。在825～896.6oC分解。熔點(diǎn)1339oC。有無定形和結(jié)晶形兩種形態(tài)，結(jié)晶形中又可分為斜方晶系和六方晶系，呈柱狀或菱形。難溶于水和醇。溶于酸，同時(shí)放出二氧化碳，呈放熱反應(yīng)。也溶于氯化銨溶液中。在空氣中穩(wěn)定，有輕微的吸潮能力。

用途：可用作橡膠、塑料、造紙、涂料和油墨等行業(yè)的填料。廣泛用于有機(jī)合成、冶金、玻璃和石棉等生產(chǎn)中。還可用作工業(yè)廢水的中種劑、胃與十二指腸潰瘍病的制酸劑、酸中毒的解毒劑、含SO2廢氣中的SO2消除劑、乳牛飼料填加劑和油毛氈的防粘劑。也可用作牙粉、牙膏及其它化妝品的原料。

制法及工藝流程

碳化法：系將石灰石與白煤按一定比例混配后，經(jīng)高溫煅燒、水消化、二氧化碳碳化，再經(jīng)離心脫水、干燥、冷卻、粉碎、過篩即得成品。

CaCO3==CaO+CO2↑

CaO+H2O→Ca(OH)2

Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O

包裝：麻布袋或塑料袋包裝。每袋凈重50公斤或25公斤。

儲(chǔ)運(yùn)注意事項(xiàng)：儲(chǔ)于干燥處。避免與酸類物質(zhì)接觸。運(yùn)輸中應(yīng)小心，不得散包。注意防潮。

按粉體粒徑分類碳酸鈣產(chǎn)品是一種粉體，根據(jù)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