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石灰岩是地壳中分布广的矿产之一。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。
石灰
石灰岩煅烧至温度1000~1300°C时,可将CaCO3中的CO2排出,制成生石灰。生石灰为白色固体,耐火难溶,遇水放热吸水生成熟石灰,石灰水饱和溶液呈碱性,易与空气中CO2反应生成CaCO3沉淀。商业为高钙石灰(CaO≥90%),钙质石灰(CaO≥85%),镁钙石灰(MgO≥10%)和高镁石灰(MgO≥25%)四类。
熟石灰
即氢氧化钙(消石灰)
a.分子式:Ca(OH)2
b.相对分子质量:74.08
c.性质:细腻的白色粉末。密度 2.24g/cm3。加热至580°C失水成为氧化钙,在空气中吸收CO2而变为碳酸钙。溶于酸、甘油、难溶于水,不溶于醇。
d.用途:用于制药、橡胶、石油工业添加剂和软化水用等。用于石油工业添加在润滑油中,可防止结焦、油泥沉积、中和防腐。
e.主要原料及规格:石灰石(CaCO3)≥98%
f.制法及工艺流程:石灰消化法是将石灰石在煅烧窑煅烧成氧化钙后,以精选、加水消化,再经净化、干燥及过筛,得氢氧化钙产品。其反应式如下:
CaCO3=CaO+CO2(高温) CaO+H2O=Ca(OH)2
工艺流程如下:
石灰石、焦炭→焙烧→精选→加水消化→沉淀→分离→干燥→过筛→包装→氢氧化钙
石灰石用途很广,是国民经济各部门以及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。
氧化钙
a.分子式:CaO
b.相对分子质量:56.08
c.性质:白色无定形粉未。密度3.25~3.38g/cm3。熔点2580°C。沸点2850°C。在空气中放置,吸收空气中的水和二氧化碳,生成氢氧化钙和碳酸钙。氧化钙与水作用(称为“消化”)生成氢氧化钙并放出热量(生成物呈强碱性)。溶于酸、不溶于醇。
d.用途:氧化钙用于钢铁、农药、医药、非铁金属、肥料、制革、制氢氧化钙,实验室氨气的干燥和醇脱水等。
e.主要原料及规格:盐酸(HCl)35%;碳酸钙(CaCO3)98%。
f.制法及工艺流程:碳酸钙煅烧法是先将碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙,用氨水中和、过滤、加入碳酸氢钠,反应生成碳酸钙沉淀,经脱水、干燥煅烧而得。其反应式如下:CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2+H2O
CaCl2+2NH4OH→Ca(OH)2+2NH4Cl
Ca(OH)2+NaHCO3→CaCO3+NaOH+H2O
CaCO3→CaO+CO2
工艺流程如下,
碳酸钙加盐酸→酸解→加氨水中和→静置沉淀→过滤→加碳酸氢钠反应→碳酸钙脱水→干燥→煅烧→筛选→包装→氧化钙