白云石的性能以及在耐火材料行業(yè)的應(yīng)用

　　主要成分為碳酸鎂鈣;化學(xué)成分為CaMg(CO3)2;理論化學(xué)成分CaO30.4%，MgO21.7%，CO247.9%，成分中的Mg可被Fe、Mn、Co、Zn替代，Ca可被Pb、Na替代，當(dāng)鐵或錳原子數(shù)超過鎂時，稱為鐵白云石或錳白云石。加熱后，白云石中的MgCO3在750℃左右分解，CaCO3在950℃左右分解。白云石為三方晶系礦物，相對密度2.8~2.9，莫氏硬度3.5~4.

　　物理性質(zhì)

　　白云石多為白色、灰色、肉色、無色、綠色、棕色、黑色、暗粉紅色等，透明到半透明，具有玻璃光澤。集合體通常呈粒狀;晶體結(jié)構(gòu)類似方解石，常呈菱面體。摩氏硬度：3 ～4 ;密度2.86～3.20g/cm3，遇冷稀鹽酸起泡;白云石煅燒分為兩個階段：在730~740℃鈣鎂碳酸鹽中MgCO3開始分解，產(chǎn)生MgO和CO2。當(dāng)溫度繼續(xù)升高到大約910℃時，白云石中CaCO3才開始分解反應(yīng)。此時二氧化碳全都被除去，并生成氧化鈣及氧化鎂的混合物。

　　儲量與分布

　　白云石是一種用途非常廣泛的非金屬礦產(chǎn)，是地球上重要的鈣鎂資源，有著極其豐富的蘊(yùn)藏量。我國白云石資源豐富，許多地區(qū)均有分布，現(xiàn)已探明儲量40億噸以上，白云石資源遍及我國各省區(qū)，特別是山西、寧夏、河南、吉林、青海、貴州等省區(qū)。

　　產(chǎn) 地

　　我國白云石資源豐富，且多產(chǎn)于震旦紀(jì)的巖層中，如東北的遼河群、內(nèi)蒙的桑干群、福建的金甌群。遼寧東半島、冀東、內(nèi)蒙古、山西、江蘇、湖北、湖南、廣西、貴州等地。

　　白云石的應(yīng)用

　　白云石廣泛應(yīng)用于冶金、耐火材料、建材、陶瓷、玻璃、化工、農(nóng)、林業(yè)、環(huán)保節(jié)能等領(lǐng)域，是一種可以進(jìn)行多項開發(fā)與利用的非金屬礦產(chǎn)資源，并且隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，白云石的開發(fā)、應(yīng)用已深入到社會發(fā)展的各個領(lǐng)域，成為一種極具經(jīng)濟(jì)價值的礦產(chǎn)資源。

　　①耐火材料

　　白云石作為堿性耐火材料的重要原料之一，主要用于煉鋼轉(zhuǎn)爐襯，平爐爐膛，電爐爐壁，其次用于爐外精煉裝置和水泥窯等熱工設(shè)備。白云石可制作白云石磚;白云石磚做爐襯時，采用噴補(bǔ)白云石噴補(bǔ)料的方法，可使煉爐的壽命顯著提高。

　　②煉鎂工業(yè)

　　原料粒度為30～120mm的白云石是生產(chǎn)金屬鎂的重要原料。白云石冶煉鎂的方法主要分為兩大類，電解法和硅熱還原法，電解法工藝流程復(fù)雜難以取得經(jīng)濟(jì)效益，所以小型鎂廠不宜采用此法;硅熱還原法是將白云石煅燒后與硅鐵、螢石混合制成球，在1100℃真空爐內(nèi)加熱，還原產(chǎn)生鎂蒸汽及其他物質(zhì)，再將鎂蒸汽冷卻后回收并鑄成鎂錠。

　　③生產(chǎn)鎂化合物

　　白云石可以生產(chǎn)碳酸鎂、氧化鎂、硫酸鎂氫氧化鎂等鎂的化合物。。目前，生產(chǎn)的碳酸鎂主要有以下三種：輕質(zhì)碳酸鎂、輕質(zhì)球狀碳酸鎂和輕質(zhì)透明碳酸鎂。輕質(zhì)碳酸鎂是無機(jī)化工基本原料，主要用于制造鎂鹽、氧化鎂、單質(zhì)鎂、防火材料、印刷油墨、陶瓷、日用化工、橡膠制品的填充劑和補(bǔ)強(qiáng)劑，還可用于造船、鍋爐、煉鋼、玻璃、顏料、醫(yī)藥等行業(yè)。氧化鎂作為填充劑，在工業(yè)上廣泛應(yīng)用于橡膠、搪瓷、電線電纜等行業(yè)。硫酸鎂晶體(MgSO4·7H2O)又稱瀉利鹽，應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、水泥、印染、食品等方面。

　　④生產(chǎn)玻璃

　　白云石和石灰石是玻璃原料中除硅砂和蘇打粉外的第三大組分。瓶罐玻璃生產(chǎn)中，蘇打粉是最貴的組分，加石灰石可以部分取代蘇打粉，但會產(chǎn)生不良影響，而采用引入白云石中氧化鎂的辦法能進(jìn)一步降低成本。白云石在玻璃工業(yè)中還能提供氧化鈣，加入純堿—灰質(zhì)—硅質(zhì)體系，起到熔劑作用。此外，白云石還可以減少玻璃老化、阻止大氣或水分產(chǎn)生的化學(xué)侵蝕、改善彩色玻璃的可塑性、提高玻璃強(qiáng)度。

　　⑤生產(chǎn)陶瓷

　　坯料及釉料中采用白云石，引入MgO和CaCO3成分以代替滑石和方解石。MgO的作用是：改變混料系統(tǒng)成分，從而降低坯體的燒成溫度;促進(jìn)石英的溶解和莫來石的形成，增加石英用量，減少長石用量，從而增加坯體的透明度。釉料中加入白云石較添加方解石的釉不易煙熏，且很少發(fā)生析晶現(xiàn)象。

　　⑥生產(chǎn)涂料

　　白云石可以制得新型體質(zhì)顏料。其化學(xué)成分穩(wěn)定，具有耐候性、防沉性、粉末細(xì)、易分散、白度高、成本低、工藝獨特等諸多優(yōu)點，可供各種油漆使用。生產(chǎn)的涂料具有能夠降低鈦白粉的用量、硬度大、手感好、流感好、附著強(qiáng)等特性，應(yīng)用效果好于重質(zhì)碳酸鈣。

　　白云石的燒結(jié)作用

　　由于白云石組成含有47.72%的CO2，它受熱分解后，能使白云石產(chǎn)生極大的失重或收縮，而且各氧化物之間也要發(fā)生一系列的反應(yīng)，因此必須先將白云石煅燒成性質(zhì)和體積穩(wěn)定、質(zhì)地致密的燒結(jié)白云石熟料，才能用于制耐火磚。

　　白云石原料在1000℃以下反應(yīng)得到的產(chǎn)物為輕燒白云石，又叫苛性白云石。輕燒白云石的相對密度低，只有1.45左右，機(jī)械強(qiáng)度很小，氣孔率和化學(xué)活性較高，極易吸水潮解，故而不能直接用作制磚原料。

　　當(dāng)白云石經(jīng)過1700~1800℃煅燒后，石灰、方鎂石的晶體尺寸達(dá)到較大值，而且體積穩(wěn)定，具有抗水化性，不含或含有少量的游離CaO，體積密度達(dá)到3.0~3.4 g/cm3時，就叫死燒白云石。