[科普中国]-黏土石灰石

黏土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。

黏土石灰石的性质物理性质黏土石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙是一种化合物，化学式是CaCO3。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，密度为2.715g/cm3，莫氏硬度为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/cm3，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2.65~2.80g/cm3，白云石质石灰石为2.70-2.90g/cm3，白云石为2.85-2.95g/cm3。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800℃以下的范围内，微晶体石灰石的平均热膨胀系数为（4.5~5.0)*10^(-6)/℃，而粗晶体则增加到10.1*10^(-6)/℃。石灰石的加热实验在石灰生产中有很重要的愈义。在石灰石的分解点以下的800℃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。

化学性质黏土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。

1、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。

2、与酸反应

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。

3、抗各种气体的性状

氯和氯化氢在干澡状态和常温下与CaCO3，的反应极慢，直到600℃以后才开始加快，生成CaCl2；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℃时就与CaCO3反应生成Ca(NO3)2、NO和CO2。

成因黏土石灰石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。一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1。

黏土石灰石的分布碳酸钙是用途极广的宝贵资源石灰石是石灰岩作为矿物原料的商品名称。石灰岩在人类文明史上，以其在自然界中分布广、易于获取的特点而被广泛应用。作为重要的建筑材料有着悠久的开采历史，在现代工业中，石灰石是制造水泥、石灰、电石的主要原料，是冶金工业中不可缺少的熔剂灰岩，优质石灰石经超细粉磨后，被广泛应用于造纸、橡胶、油漆、涂料、医药、化妆品、饲料、密封、粘结、抛光等产品的制造中。据不完全统计，水泥生产消耗的石灰石和建筑石料、石灰生产、冶金熔剂，超细碳酸钙消耗石灰石的总和之比为1∶3。石灰岩是不可再生资源，随着科学技术的不断进步和纳米技术的发展，石灰石的应用领域还将进一步拓宽。

中国碳酸钙资源概况及其地理分布中国是世界上石灰岩矿资源丰富的国家之一。除上海、香港、澳门外，在各省、直辖市、自治区均有分布。据原国家建材局地质中心统计，全国石灰岩分布面积达43.8万KM2(未包括西藏和台湾)，约占国土面积的1/20，其中能供做水泥原料的石灰岩资源量约占总资源量的1/4～1/3。为了满足环境保护、生态平衡，防止水土流失，风景旅游等方面的需要，特别是随着我国小城镇建设规划的不断完善和落实，可供水泥石灰岩的开采量还将减少。全国已发现水泥石灰岩矿点七、八千处，其中已有探明储量的有1286处，其中大型矿床257处、中型481处、小型486处（矿石储量大于8000万吨为大型、4000～8000万吨为中型、小于4000万吨为小型)，共计保有矿石储量542亿吨，其中石灰岩储量504亿吨，占93%；大理岩储量38亿吨，占7%。保有储量广泛分布于除上海市以外29个省、直辖市、自治区，其中陕西省保有储量49亿吨，为全国之冠；其余依次为安徽省、广西自治区、四川(含重庆市)省，各保有储量34～30亿吨；山东、河北、河南、广东、辽宁、湖南、湖北7省各保有储量30～20亿吨；黑龙江、浙江、江苏、贵州、江西、云南、福建、山西、新疆、吉林、内蒙古、青海、甘肃13省各保有储量20～10亿吨；北京、宁夏、海南、西藏、天津5省各保有储量5～2亿吨2。

本词条内容贡献者为:

程鹏 - 副教授 - 西南大学