[科普中国]-熔剂白云岩

白云岩作为炼铁和炼钢的熔剂，可起中和酸性炉渣的作用，提高炉渣的碱度、降低炉渣中FeO的活度，以减轻炉渣对炉衬的侵蚀作用。轻烧白云石主要用于炼钢，可提高钢渣的流动性，作造渣剂使用，不仅可延长转炉的寿命，提高炉渣的流动性，并可改善脱硫、脱磷反应的进行，还可节省大量萤石。目前我国生产1t钢需消耗170kg白云岩。而在炼铁时加入白云石可稀释炉渣，降低炉渣熔点，降低燃料的消耗，提高生铁质量。

**学科：**固体矿产工业要求

**词目：**熔剂白云岩

**英文：**flux dolomite

**释文：**熔剂白云岩是主要用作炼钢的碱性熔剂。用以中和酸性炉渣，提高炉渣中MgO含量，改善炉渣流动性，降低FeO的活度，减轻炉渣对炉衬的侵蚀作用，并利于脱硫。熔剂白云岩中的MgO是有用组分，最低工业品位MgO≥16%，有害组分SiO2、Fe2O3、Al2O3、Mn3O4含量总和应小于10%，其中SiO≤4%，并应具一定的机械强度和适宜的块度。1

概述白云岩，是一种沉积碳酸盐岩。主要由白云石（50%以上）构成的岩石，但常常混有方解石及粘土矿。属碳酸盐类岩石，外形似石灰岩，以加盐酸起泡微弱区别于石灰岩。主要成分为钙、镁、硅三种元素。白云岩常呈浅黄色、浅黄灰色、灰白色、灰褐色、淡肉红色等，具晶粒结构、残余结构、碎屑结构或生物结构。常混入石英、长石、方解石和粘土矿物。呈灰白色，性脆，硬度小，用铁器易划出擦痕。遇稀盐酸缓慢起泡或不起泡，外貌与石灰岩很相似。按成因可分为原生白云岩、成岩白云岩和后生白云岩；按结构可分为结晶白云岩、残余异化粒子白云岩、碎屑白云岩、微晶白云岩等。白云岩含镁较高，风化后形成白色石粉。较石灰岩坚韧。在冶金工业中可作熔剂和耐火材料，在化学工业中可制造钙镁磷肥、粒状化肥等。此外，也用作陶瓷、玻璃配料和建筑石材2

主要作用白云石广泛用于建材、陶瓷、焊接、橡胶、造纸、塑料等工业中。另外在农业、环保、节能、药用及保健等领域也得到了应用。
（1）在冶金工业上的利用 白云岩在冶金工业中主要用做熔剂、耐火材料、提炼金属镁和镁化物。
用作熔剂 白云岩作为炼铁和炼钢的熔剂，可起中和酸性炉渣的作用，提高炉渣的碱度、降低炉渣中FeO的活度，以减轻炉渣对炉衬的侵蚀作用。轻烧白云石主要用于炼钢，可提高钢渣的流动性，作造渣剂使用，不仅可延长转炉的寿命，提高炉渣的流动性，并可改善脱硫、脱磷反应的进行，还可节省大量萤石。目前我国生产1t钢需消耗170kg白云岩。而在炼铁时加入白云石可稀释炉渣，降低炉渣熔点，降低燃料的消耗，提高生铁质量。
用作耐火材料 白云岩作为碱性耐火材料，主要用于炼钢的马丁炉、托马氏回转炉的炉衬，也用作为碱性平炉炉底和炉坡材料及冶炼过程中的补炉材料。在冶炼优质铁锰合金、硅铁合金时，白云岩常为专用的炉料。同时在炼钢造渣过程中，加入适量的轻烧白云石或生白云石，这是近年来一项新方法，以取代一部分生石灰，从而抑制炉衬中的MgO向渣中溶解。加入白云石可促使早期化渣，使渣中MgO达到饱和状态，以提高渣的粘性，对炉衬有较好的粘附性，起到保护炉衬的作用。
提取金属镁及镁化物 利用白云岩生产金属镁和镁化合物，其生产工艺为电解法或高温冶金法。电解法是通过煅烧白云石与海水作用析出氢氧化镁，然后与盐酸反应转变为氧化镁，最后干燥的氯化镁和氯化钠、氯化钙一起在外加热电解池熔融。高温冶金法是将白云岩与硅铁做成球团，在小直径真空炉中，于1100℃下熔融，形成硅酸钙炉渣，而镁变成蒸气，再用凝聚法回收。利用同样方法，可生产氧化镁、氢氧化镁。氧化镁是良好的耐火材料，而氢氧化镁用作生产一系列其它有用的镁化合物和用做塑料填料。国外还用白云岩生产碳酸镁。
（2）在建材工业上的利用 白云岩经适当煅烧后，可加工制成白云灰，它具洁白、强粘着力、凝固力及良好的耐火、隔热性能，适于做内外墙涂料。将白云岩煅烧后，可用作氯化镁水泥和硫化镁水泥，因其具良好的抗压强度、抗挠曲强度，且能防火、防虫蛀的优良性能，在添加其它填料后可起到很好的防水作用，故可作地板材料，而且价格低廉。白云岩粉可用于裂隙处理和作路面铺料及水泥砂浆烧结渣。水泥中加入40%白云岩可加快水泥水化的速度。白云岩还可直接用来作建筑材料。此外，白云岩在建筑行业中用做水泥以及玻璃、陶瓷的配料，它能增加玻璃的强度和光泽。据悉，国外已用白云岩经半煅烧后制成了无机氧化镁泡沫及硅酸盐砖。
（3）在化学工业的利用 白云石主要用于生产硫酸镁、轻质碳酸镁等化工原料。
30%的稀硫酸和白云石按一定比例混合、反应、分离浓缩，在温升条件下使硫酸钙沉析，所获硫酸镁溶液冷却结晶，即得硫酸镁（MgSO4×7H2O）。
从海水中提取Mg（OH）2，当用煅烧白云石作沉淀剂时，也同时回收了白云石中的MgO，使产量增加。
白云石以煅烧、消化、碳化、过滤分离，得重镁水，再加热分解过滤，得轻质碳酸镁[xMgCO3×yMg（OH）2×zH2O]。轻质碳酸镁分解得轻质氧化镁，用它可烧制高纯镁砂。
（4）在农业上的利用 白云岩可以用作土壤酸度的中和剂，亦可中和因使用尿素一类肥料而造成的酸性，使农作物增产。白云岩主要用作酸性土壤的中和剂，使用它能补偿由于农作物吸收而带来的土壤中钙和镁的损失，施用白云岩可使农作物增产15-40%。方解石质白云石经处理后的农用石灰，可作为农药来防冶害虫。
（5）用作填料 白云岩可用于橡胶、造纸的填料。优质的白云岩粉可作昂贵的二氧化钛填料的代用品，用作一些制品的填料，可改善制品的色度、耐风化能力，提高机械稳定性，减少收缩性和内部张力，降低吸水、吸油能力及裂缝的扩张，这类制品主要包括粘合剂、密封塑料、油漆、洗涤剂和化妆品等。3

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所