[科普中国]-石灰石

理化性质

**中文名：**可以说石灰石碳酸钙（碳酸钙）

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、炸药。下游产品:**氢氧化钙、氢氧化铝、烧碱、纯碱、碳酸氢钠、硫酸钙、亚硝酸钙、氯化钙、磷酸氢钙

密度**：**2.93g∕cm3

**熔点：**825°C

水溶性：不溶于水，在含有铵盐或三氧化二铁的水中溶解，不溶于醇。

**安全数据：**危险品标志Xi

**危险类别码：**R36/38

**安全说明：**S26;S37/39

**状态：**白色粉末。无臭、无味。露置空气中无反应，不溶于醇。

**性质：**遇稀醋酸、稀盐酸、稀硝酸发生泡沸，并溶解。高温条件下分解为氧化钙和二氧化碳。

物理性质碳酸钙是一种化合物，化学式是CaCO3。CAS号 471-34-1。 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，44%CO2，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。

l）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）抗酸的性状

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。

成分含量：二氧化硅0.07-1%、三氧化二铝0.02-1%、三氧化二铁0.03-1%、氧化钙48-55.22%、氧化镁0.08-1%。

石灰石块状/粉状：烧失量40.79%，硅4.62%，铝1.21%，铁0.52%，钙50.16%，镁1.10%。

白云石粉/块：硅0.19%，铝0.15%，铁0.17%，钙32.1%，镁21.19%。

应用碳酸钙是石灰石的主要组成部分，石灰石是生产玻璃的主要原料。石灰和石灰石大量用做建筑材料，也是许多工业的重要原料。碳酸钙可直接加工成石料和烧制成生石灰。石灰有生石灰和熟石灰。生石灰的主要成分是CaO，一般呈块状，纯的为白色，含有杂质时为淡灰色或淡黄色。生石灰吸潮或加水就成为消石灰，消石灰也叫熟石灰，它的主要成分是Ca(OH)2。熟石灰经调配成石灰浆、石灰膏、石灰砂浆等，用作涂装材料和砖瓦粘合剂。水泥是由石灰石和粘土等混合，经高温煅烧制得。玻璃由石灰石、石英砂、纯碱（碳酸钠）等混合，经高温熔融制得。炼铁用石灰石作熔剂，除去脉石。炼钢用生石灰做造渣材料，除去硫、磷等有害杂质。电石（主要成分是CaC2）是生石灰与焦碳在电炉里反应制得。纯碱是用石灰石、食盐、氨等原料经过多步反应制得（索尔维法）。利用消石灰和纯碱反应制成烧碱（苛化法）。利用纯净的消石灰和氯气反应制得漂白的。利用石灰石的化学加工制成氯化钙、硝酸钙、亚硫酸钙等重要钙盐。消石灰能除去水的暂时硬性，用作硬水软化剂。石灰石烧加工制成较纯的粉状碳酸钙，用做橡胶、塑料、纸张、牙膏、化妆品等的填充料。石灰与烧碱制成的碱石灰，用作二氧化碳的吸收剂。生石灰用作干燥剂和消毒剂。农业上，用生石灰配制石灰硫黄合剂、波尔多液等农药。土壤中施用熟石灰可中和土壤的酸性、改善土壤的结构、供给植物所需的钙素。用石灰浆刷树干，可保护树木。

单飞粉：用于生产无水氯化钙，是重铬酸钠生产的辅助原料。玻璃及水泥生产的主要原料。此外，也用于建筑材料和家禽饲料等。

双飞粉：是生产无水氯化钙和玻璃等的原料、橡胶和油漆的白色填料，以及建筑材料等。

三飞粉：用作塑料、涂料腻子、涂料、胶合板及油漆的填料。

四飞粉：用作电线绝缘层之填料、橡胶模压制品以及沥青制油毡之填料。

碳酸钙是重要的建筑材料。洁白纯净的碳酸钙岩石叫做汉白玉，可直接用来做装饰性的石柱或工艺品;因含杂质而有美丽花纹的碳酸钙叫做大理石，用来做建筑物外墙和内壁的贴面或铺设地面；质地致密的碳酸钙岩石（石灰石）也可直接用于建房，但石灰石的主要用途是生产水泥。将含CaCO3在90%以上的白石用雷蒙磨或其它高压磨经粉碎、分级、分离，而制得的成品。

成因石灰岩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才有可能发育成如此完美的地貌，形成那样美丽的自然风光。

分类按生产方法分类根据碳酸钙生产方法的不同，可以将碳酸钙分为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、胶体碳酸钙和晶体碳酸钙。

重质碳酸钙

重质碳酸钙（俗称，重钙，单飞粉、双飞粉、三飞粉、四飞粉）calciumcarbonate，heavy

分子式：CaCO3分子量100.09简称重钙，是用机械方法（用雷蒙磨或其它高压磨）直接粉碎天然的方解石、石灰石、白垩、贝壳等就可以制得。由于重质碳酸钙的沉降体积比轻质碳酸钙的沉降体积小，所以称之为重质碳酸钙。

性质：白色粉末。无臭、无味。露置空气中无变化，比重2.710。熔点1339ºC。几乎不溶于水在含有铵盐或三氧化二铁的水中溶解，不溶于醇。遇稀醋酸、稀盐酸、稀硝酸发生泡沸，并溶解。加热分解为氧化钙和二氧化碳。

用途：按粉碎细度的不同，工业上分为四种不同规格：单飞、双飞、三飞、四飞，分别用于各工业部门。

制法及工艺流程

包装：塑料袋包装，每袋净重50公斤。

储运注意事项储存于干燥的库房中。运输中防止袋破。不得与液体酸类共储混运。

轻质碳酸钙

轻质碳酸钙（沉淀碳酸钙）calciumcarbonate，light分子式CaCO3分子量100.09。又称沉淀碳酸钙，简称轻钙，是将石灰石等原料煅烧生成石灰（主要成分为氧化钙）和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳（主要成分为氢氧化钙），然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀，最后经脱水、干燥和粉碎而制得。或者先用碳酸纳和氯化钙进行复分解反应生成碳酸钙沉淀，然后经脱水、干燥和粉碎而制得。由于轻质碳酸钙的沉降体积（2.4-2.8mL/g）比重质碳酸钙的沉降体积（1.1-1.4mL/g）大，所以称之为轻质碳酸钙。

性质：白色粉末。无味，无臭。比重约2.71。在825～896.6ºC分解。熔点1339ºC。有无定形和结晶形两种形态，结晶形中又可分为斜方晶系和六方晶系，呈柱状或菱形。难溶于水和醇。溶于酸，同时放出二氧化碳，呈放热反应。也溶于氯化铵溶液中。在空气中稳定，有轻微的吸潮能力。

用途：可用作橡胶、塑料、造纸、涂料和油墨等行业的填料。广泛用于有机合成、冶金、玻璃和石棉等生产中。还可用作工业废水的中种剂、胃与十二指肠溃疡病的制酸剂、酸中毒的解毒剂、含SO2废气中的SO2消除剂、乳牛饲料填加剂和油毛毡的防粘剂。也可用作牙粉、牙膏及其它化妆品的原料。

制法及工艺流程

碳化法：系将石灰石与白煤按一定比例混配后，经高温煅烧、水消化、二氧化碳碳化，再经离心脱水、干燥、冷却、粉碎、过筛即得成品。

CaCO3==CaO+CO2↑

CaO+H2O→Ca(OH)2

Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O

包装：麻布袋或塑料袋包装。每袋净重50公斤或25公斤。

储运注意事项：储于干燥处。避免与酸类物质接触。运输中应小心，不得散包。注意防潮。

按粉体粒径分类碳酸钙产品是一种粉体，根据碳酸钙粉体平均粒径（d）的大小，可以将碳酸钙分为微粒碳酸钙（d>5μm）、微粉碳酸钙（1μm