矿业咨询|矿石矿物——石灰岩
2023-10-07 15:38:35

石灰岩(CaCO3)简称灰岩,又叫石灰石,以方解石为主要成分的碳酸盐岩 。有时含有白云石、粘土矿物和碎屑矿物,有灰、灰白、灰黑、黄、浅红、褐红等色,硬度一般不大,与稀盐酸有剧烈的化学反应。按成因分类属于沉积岩。

石灰岩是喀斯特地形的主要构成成分,是一种在海、湖盆地中生成的灰色或灰白色沉积岩。石灰岩中常混入白云石、石膏、菱镁矿、黄铁矿、蛋白石、玉髓、石英、海绿石、萤石等。纯石灰岩中混入物一般少于5%。

一、石灰岩的简介

岩石结构:石灰岩结构较为复杂,有碎屑结构和晶粒结构两种。碎屑结构多由颗粒、泥晶基质和亮晶胶结物构成。颗粒又称粒屑,主要有内碎屑、生物碎屑和鲕粒等,泥晶基质是由碳酸钙细屑或晶体组成的灰泥,质点大多小于0.05毫米,亮晶胶结物是充填于岩石颗粒之间孔隙中的化学沉淀物,是直径大于0.01毫米的方解石晶体颗粒;晶粒结构是由化学及生物化学作用沉淀而成的晶体颗粒。

矿石性质:矿石的矿物组成石灰岩的矿物成分主要为方解石、伴有白云石、菱镁矿和其他碳酸盐矿物,还混有其他一些杂质。其中的镁呈白灰石及菱镁矿出现,氧化硅为游离状的石英,石髓及蛋白石分布在岩石内,氧化铝同氧化硅化合成硅酸铝(粘土、长石、云母);铁的化合物呈碳酸盐(菱镁矿)、硫铁矿(黄铁矿)、游离的氧化物(磁铁矿、赤铁矿)及氢氧化物(含水针铁矿)存在;此外还有海绿石,个别类型的石灰岩中还有煤、地沥青等有机质和石膏、硬石膏等硫酸盐,以及磷和钙的化合物,碱金属化合物以及锶、钡、锰、钛、氟等化合物,但含量很低。2、石灰岩的性质石灰岩具有良好的加工性、磨光性和很好的胶结性能,不溶于水,易溶于饱和硫酸,能和种强酸发生反应并形成相应的钙盐,同时放出CO2。石灰岩煅烧至900℃以上(一般为1000~1300℃)时分解转化为石灰(CaO),放出CO2。生石灰遇水潮解,立即形成熟石灰[Ca(OH)2],熟石灰溶于水后可调浆,在空气中易硬化。

工艺特性:石灰具有导热性、坚固性、吸水性、不透气性、隔音性、磨光性、很好的胶结性能以及可加工性等优良的性能,既可直接利用原矿,也可深加工应用。

分布情况:中国石灰岩矿产资源十分丰富,作为水泥、溶剂和化工用的石灰岩矿床已达八百余处。产地遍布全国,各省、市自治区均可在工业区附近就地取材。

石灰岩矿产在每个地质时代都有沉积,各个地质构造发展阶段都有分布,但质量好,规模大的石灰岩矿床往往赋存于一定的层位中。以水泥用石灰岩为例,东北、华北地区的中奥陶系马家沟组石灰岩是极其重要的层位,中南、华东、西南地区多用石炭、二叠、三叠系石灰岩,西北、西藏地区一般多用志留、泥盆系石灰岩,华东、西北及长江中下游的奥陶纪石灰岩也是水泥原料的重要层位。

二、种类区分

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、鲕粒状灰岩、豹皮灰岩、团块状灰岩等。石灰岩的主要化学成分是CaCO3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。
由生物化学作用生成的灰岩,常含有丰富的有机物残骸。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。

岩石类型:石灰岩是地壳中分布最广的矿产之一。按其沉积地区,石灰岩又分为海相沉积和陆相沉积,以前者居多;按其成因,石灰岩可分为生物沉积、化学沉积和次生三种类型;按矿石中所含成分不同,石灰岩可分为硅质石灰岩、粘土质石灰岩和白云质石灰岩三种。

三、开发现状

石灰石用途很广,是国民经济各部门以及人民生活中必不可少的原料。主要用于:(1)在建筑工业中用来生产水泥和烧制石灰;(2)冶金工业用作熔剂;(3)化学工业中用来制碱,漂白粉及肥料等;(4)食品工业中用作澄清剂;(5)农业中用来改良土壤;(6)在塑料工业中用作填料;(7)在涂料工业中广泛用于做各种建筑涂料;(8)在造纸工业中用作碱性填料;(9)在橡胶工业中用作橡胶的基本填料;(10)在环保工业中用作吸附剂。

重质碳酸钙是以天然方解石,石灰石和白垩为原料,以机械粉碎达到一定细度的产品,其生产方法有干法和湿法两种,国外已获得重大进展的湿法磨粉工艺在我国仍是空白;在用石灰石生产轻质碳酸钙的工艺中,在轻钙产品的粒径与晶形控制方面与国外相比还有较大差距。为此,今后必须进一步发展石灰石的深加工工业,拓宽应用领域,加强综合利用,使产品增值,提高经济效益。

四、发展趋势

石灰石是冶金、建材、化工、轻工、农业等部门的重要工业原料。随着钢铁和水泥工业的发展,对石灰石的需求将进一步增加。目前,水泥产量庞大,即每年需开采用于水泥制品的石灰石要千亿吨以上。预测到2000年,全国水泥产量将达到3亿吨,这将需要开采更多的石灰石作原料。此外,冶金、化工等方面对石灰石的需求也很大。因此,石灰石工业的生产发展前景广阔,为了使石灰石产品具有更大的增值效益,开拓石灰石深加工产品也是今后一个发展方向。

五 、资源利用

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。

石灰岩在冶金、建材、化工、轻工、建筑、农业及其它特殊工业部门都是重要的工业原料。随着钢铁和水泥工业的发展,石灰岩的重要性必将进一步增强。

石灰岩是烧制石灰和水泥的主要原料,是炼铁和炼钢的熔剂。

质量标准:对石灰岩的质量要求,视用途不同而异。一般来说,冶金、化学工业和其它的特殊工业部门对石灰岩纯度的要求比建筑工业和农业高,我国目前除冶金工业用石灰岩制定了中华人民共和国专业标准ZBD60001-85外,其它行业均未制定国家标准或专业标准,而由各应用部门自行制定有关标准。建材工业用石灰岩产品质量要求

(1)水泥工业:用于水泥生产的石灰质原料,质量要求列于表7。对非晶质石灰岩,其粒度要求为30~80mm。

(2) 玻璃工业:一般来说,根据玻璃质量要求不同而选用CaO含量不同的石灰岩,但要求所选用的石灰岩为非晶质且成份稳定。

综合利用:综合利用技术方法及工艺流程我国石灰岩资源的特点是储量大,质量较好。因而我国较大的石灰岩矿山都采用洗矿—破碎—分级方法处理石灰岩矿石,以除去地表泥土、砂石、粘性泥团对砂石的污染。对于品位较低的石灰岩或矿石性质差异大的石灰岩,国外有些国家采用浮选法或光电选矿方法。如用浮选法进行石灰岩和石英与铁的分离等;用浮选法或光电选矿法进行石灰岩和白云石与菱镁矿的分离等。

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