石灰?guī)r（Limestone）簡(jiǎn)稱灰?guī)r，以方解石為主要成分的碳酸鹽巖。有時(shí)含有白云石、粘土礦物和碎屑礦物，有灰、灰白、灰黑、黃、淺紅、褐紅等色，硬度一般不大，與稀鹽酸有劇烈的化學(xué)反應(yīng)。按成因分類屬于沉積巖。

巖石分類

石灰?guī)r主要是在淺海的環(huán)境下形成的。石灰?guī)r按成因可劃分為粒屑石灰?guī)r（流水搬運(yùn)、沉積形成）、生物骨架石灰?guī)r和化學(xué)、生物化學(xué)石灰?guī)r。按結(jié)構(gòu)構(gòu)造可細(xì)分為竹葉狀灰?guī)r、鮞粒狀灰?guī)r、豹皮灰?guī)r、團(tuán)塊狀灰?guī)r等。石灰?guī)r的主要化學(xué)成分是CaCO3易溶蝕，故在石灰?guī)r地區(qū)多形成石林和溶洞，稱為喀斯特地形。

石灰?guī)r是燒制石灰和水泥的主要原料，是煉鐵和煉鋼的熔劑。

巖石結(jié)構(gòu)

石灰?guī)r結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，有碎屑結(jié)構(gòu)和晶粒結(jié)構(gòu)兩種。碎屑結(jié)構(gòu)多由顆粒、泥晶基質(zhì)和亮晶膠結(jié)物構(gòu)成。顆粒又稱粒屑，主要有內(nèi)碎屑、生物碎屑和鮞粒等，泥晶基質(zhì)是由碳酸鈣細(xì)屑或晶體組成的灰泥，質(zhì)點(diǎn)大多小于0.05毫米，亮晶膠結(jié)物是充填于巖石顆粒之間孔隙中的化學(xué)沉淀物，是直徑大于0.01毫米的方解石晶體顆粒；晶粒結(jié)構(gòu)是由化學(xué)及生物化學(xué)作用沉淀而成的晶體顆粒。

結(jié)構(gòu)分類

灰泥含量/% 顆粒含量/% 顆粒 品粒 生物格架

內(nèi)碎屑 生物 鮞粒 團(tuán)塊 糞粒

Ⅰ顆?；夷嗍?guī)r Ⅰ1顆粒石灰?guī)r 10 90 內(nèi)碎屑石灰?guī)r 生物石灰?guī)r 鮞粒石灰?guī)r 團(tuán)塊石灰?guī)r 糞粒石灰?guī)r Ⅱ結(jié)晶石灰?guī)r Ⅲ

25 75 礁

50 50 石

75 25 石

90 10 灰

巖

Ⅰ2含灰泥顆粒 含灰泥內(nèi)碎屑石灰?guī)r 含灰泥生物石灰?guī)r 含灰泥鮞粒石灰?guī)r 含灰泥團(tuán)塊石灰?guī)r 含灰泥糞粒石灰?guī)r

石灰?guī)r

Ⅰ3灰泥質(zhì)顆粒石灰?guī)r 灰泥質(zhì)內(nèi)碎屑石灰?guī)r 灰泥質(zhì)生物石灰?guī)r 灰泥質(zhì)鮞粒石灰?guī)r 灰泥質(zhì)團(tuán)塊石灰?guī)r 灰泥質(zhì)糞粒石灰?guī)r

Ⅰ4顆粒質(zhì)灰泥石灰?guī)r 內(nèi)碎屑質(zhì)灰泥石灰?guī)r 生物質(zhì)灰泥石灰?guī)r 鮞粒質(zhì)灰泥石灰?guī)r 團(tuán)塊質(zhì)灰泥石灰?guī)r 糞粒質(zhì)泥質(zhì)石灰?guī)r

Ⅰ5含顆?；夷嗍?guī)r 含內(nèi)碎屑灰泥石灰?guī)r 含生物灰泥石灰?guī)r 含鮞粒灰泥石灰?guī)r 含鮞?；夷嗍?guī)r 含糞粒泥質(zhì)石灰?guī)r

Ⅰ6灰泥石灰?guī)r 灰泥石灰?guī)r

巖石分布

由生物化學(xué)作用生成的灰?guī)r，常含有豐富的有機(jī)物殘骸。石灰?guī)r中一般都含有一些白云石和黏土礦物，當(dāng)黏土礦物含量達(dá)25%~50%時(shí)，稱為泥質(zhì)巖。白云石含量達(dá)25%~50%時(shí)，稱為白云質(zhì)灰?guī)r。石灰?guī)r分布相當(dāng)廣泛，巖性均一，易于開采加工，是一種用途很廣的建筑材料。

特別是在華北及東北南部，因中奧陶世海侵達(dá)到最高潮，普遍沉積了層厚而質(zhì)純的石灰?guī)r，為具有工業(yè)價(jià)值的水泥原料及冶金工業(yè)原料。

形成過程

石灰?guī)r的主要成分是碳酸鈣，可以溶解在含有二氧化碳的水中。一般情況下一升含二氧化碳的水，可溶解大約50毫克的碳酸鈣。

湖海中所沉積的碳酸鈣，在失去水分以后，緊壓膠結(jié)起來而形成的巖石，稱為石灰?guī)r。石灰?guī)r的礦物成分主要是方解石（占50%以上）還有一些粘土、粉砂等雜質(zhì)。絕大多數(shù)石灰?guī)r的形成與生物作用有關(guān)，生物遺體堆積而成的石灰?guī)r有珊瑚石灰?guī)r、介殼石灰?guī)r，藻類石灰?guī)r等，總稱生物石灰?guī)r。由水溶液中的碳酸鈣（CaCO3）經(jīng)化學(xué)沉淀而成的石灰?guī)r，稱為化學(xué)石灰?guī)r。如普通石灰?guī)r、硅質(zhì)石灰?guī)r等。

巖石類型

石灰?guī)r是地殼中分布最廣的礦產(chǎn)之一。按其沉積地區(qū)，石灰?guī)r又分為海相沉積和陸相沉積，以前者居多；按其成因，石灰?guī)r可分為生物沉積、化學(xué)沉積和次生三種類型；按礦石中所含成分不同，石灰?guī)r可分為硅質(zhì)石灰?guī)r、粘土質(zhì)石灰?guī)r和白云質(zhì)石灰?guī)r三種。資源分布情況：中國石灰?guī)r礦產(chǎn)資源十分豐富，作為水泥、溶劑和化工用的石灰?guī)r礦床已達(dá)八百余處。產(chǎn)地遍布全國，各省、市自治區(qū)均可在工業(yè)區(qū)附近就地取材。

石灰?guī)r礦產(chǎn)在每個(gè)地質(zhì)時(shí)代都有沉積，各個(gè)地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展階段都有分布，但質(zhì)量好，規(guī)模大的石灰?guī)r礦床往往賦存于一定的層位中。以水泥用石灰?guī)r為例，東北、華北地區(qū)的中奧陶系馬家溝組石灰?guī)r是極其重要的層位，中南、華東、西南地區(qū)多用石炭、二疊、三疊系石灰?guī)r，西北、西藏地區(qū)一般多用志留、泥盆系石灰?guī)r，華東、西北及長(zhǎng)江中下游的奧陶紀(jì)石灰?guī)r也是水泥原料的重要層位。

礦石性質(zhì)

1．組成石灰?guī)r的礦物成分主要為方解石、伴有白云石、菱鎂礦和其他碳酸鹽礦物，還混有其他一些雜質(zhì)。其中的鎂呈白灰石及菱鎂礦出現(xiàn)，氧化硅為游離狀的石英，石髓及蛋白石分布在巖石內(nèi)，氧化鋁同氧化硅化合成硅酸鋁（粘土、長(zhǎng)石、云母）；鐵的化合物呈碳酸鹽（菱鎂礦）、硫鐵礦（黃鐵礦）、游離的氧化物（磁鐵礦、赤鐵礦）及氫氧化物（含水針鐵礦）存在；此外還有海綠石，個(gè)別類型的石灰?guī)r中還有煤、地瀝青等有機(jī)質(zhì)和石膏、硬石膏等硫酸鹽，以及磷和鈣的化合物，堿金屬化合物和鍶、鋇、錳、鈦、氟等的化合物，但含量很低。

2、石灰?guī)r的性質(zhì)

石灰?guī)r具有良好的加工性、磨光性和很好的膠結(jié)性能，不溶于水，易溶于飽和硫酸，能和各種強(qiáng)酸發(fā)生反應(yīng)并形成相應(yīng)的鈣鹽，同時(shí)放出CO2。石灰?guī)r煅燒至900℃以上（一般為1000~1300℃）時(shí)分解轉(zhuǎn)化為石灰（CaO），放出CO2。生石灰遇水潮解，立即形成熟石灰[Ca(OH)2]，熟石灰溶于水后可調(diào)漿，在空氣中易硬化。

工藝特性

石灰具有導(dǎo)熱性、堅(jiān)固性、吸水性、不透氣性、隔音性、磨光性、很好的膠結(jié)性能以及可加工性等優(yōu)良的性能，既可直接利用原礦，也可深加工應(yīng)用。

主要用途

石灰?guī)r在冶金、建材、化工、輕工、建筑、農(nóng)業(yè)及其它特殊工業(yè)部門都是重要的工業(yè)原料。隨著鋼鐵和水泥工業(yè)的發(fā)展，石灰?guī)r的重要性必將進(jìn)一步增強(qiáng)。

質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)石灰?guī)r的質(zhì)量要求，視用途不同而異。一般來說，冶金、化學(xué)工業(yè)和其它的特殊工業(yè)部門對(duì)石灰?guī)r純度的要求比建筑工業(yè)和農(nóng)業(yè)高，中國除冶金工業(yè)用石灰?guī)r制定了中華人民共和國專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZBD60001-85外，其它行業(yè)均未制定國家標(biāo)準(zhǔn)或?qū)I(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而由各應(yīng)用部門自行制定有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。建材工業(yè)用石灰?guī)r產(chǎn)品質(zhì)量要求

（1）水泥工業(yè)：用于水泥生產(chǎn)的石灰質(zhì)原料，質(zhì)量要求列于表7。對(duì)非晶質(zhì)石灰?guī)r，其粒度要求為30~80mm。

（2）玻璃工業(yè)：一般來說，根據(jù)玻璃質(zhì)量要求不同而選用CaO含量不同的石灰?guī)r，但要求所選用的石灰?guī)r為非晶質(zhì)且成份穩(wěn)定。

綜合利用

綜合利用技術(shù)方法及工藝流程中國石灰?guī)r資源的特點(diǎn)是儲(chǔ)量大，質(zhì)量較好。因而中國較大的石灰?guī)r礦山都采用洗礦—破碎—分級(jí)方法處理石灰?guī)r礦石，以除去地表泥土、砂石、粘性泥團(tuán)對(duì)砂石的污染。對(duì)于品位較低的石灰?guī)r或礦石性質(zhì)差異大的石灰?guī)r，國外有些國家采用浮選法或光電選礦方法。如用浮選法進(jìn)行石灰?guī)r和石英與鐵的分離等；用浮選法或光電選礦法進(jìn)行石灰?guī)r和白云石與菱鎂礦的分離等。

開發(fā)生產(chǎn)

石灰

石灰?guī)r煅燒至溫度1000~1300°C時(shí)，可將CaCO3中的CO2排出，制成生石灰。生石灰為白色固體，耐火難溶，遇水放熱吸水生成熟石灰，石灰水飽和溶液呈堿性，易與空氣中CO2反應(yīng)生成CaCO3沉淀。商業(yè)上分為高鈣石灰（CaO≥90%），鈣質(zhì)石灰（CaO≥85%），鎂鈣石灰（MgO≥10%）和高鎂石灰（MgO≥25%）四類。

熟石灰

即氫氧化鈣（消石灰）

a.分子式：Ca(OH)2

b.相對(duì)分子質(zhì)量：74.08

c.性質(zhì)：細(xì)膩的白色粉末。密度2.24g/cm3。加熱至580°C失水成為氧化鈣，在空氣中吸收CO2而變?yōu)樘妓徕}。溶于酸、甘油、難溶于水，不溶于醇。

d.用途：用于制藥、橡膠、石油工業(yè)添加劑和軟化水用等。用于石油工業(yè)添加在潤(rùn)滑油中，可防止結(jié)焦、油泥沉積、中和防腐。

e.主要原料及規(guī)格：石灰石（CaCO3）≥98%

f.制法及工藝流程：石灰消化法是將石灰石在煅燒窯煅燒成氧化鈣后，以精選、加水消化，再經(jīng)凈化、干燥及過篩，得氫氧化鈣產(chǎn)品。其反應(yīng)式如下：

CaCO3=CaO CO2(高溫）CaO H2O=Ca(OH)2

工藝流程如下：

石灰石、焦炭→焙燒→精選→加水消化→沉淀→分離→干燥→過篩→包裝→氫氧化鈣

氧化鈣

a.分子式：CaO

b.相對(duì)分子質(zhì)量：56.08

c.性質(zhì)：白色無定形粉未。密度3.25~3.38g/cm3。熔點(diǎn)2580°C。沸點(diǎn)2850°C。在空氣中放置，吸收空氣中的水和二氧化碳，生成氫氧化鈣和碳酸鈣。氧化鈣與水作用（稱為“消化”）生成氫氧化鈣并放出熱量（生成物呈強(qiáng)堿性）。溶于酸、不溶于醇。

d.用途：氧化鈣用于鋼鐵、農(nóng)藥、醫(yī)藥、非鐵金屬、肥料、制革、制氫氧化鈣，實(shí)驗(yàn)室氨氣的干燥和醇脫水等。

e.主要原料及規(guī)格：鹽酸（HCl）35%；碳酸鈣（CaCO3）98%。

f.制法及工藝流程：碳酸鈣煅燒法是先將碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣，用氨水中和、過濾、加入碳酸氫鈉，反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，經(jīng)脫水、干燥煅燒而得。其反應(yīng)式如下：CaCO3 2HCl→CaCl2 CO2 H2O

CaCl2 2NH3·H2O→Ca(OH)2 2NH4Cl

Ca(OH)2 NaHCO3→CaCO3 NaOH H2O

CaCO3→CaO CO2

工藝流程如下，

碳酸鈣加鹽酸→酸解→加氨水中和→靜置沉淀→過濾→加碳酸氫鈉反應(yīng)→碳酸鈣脫水→干燥→煅燒→篩選→包裝→氧化鈣

輕質(zhì)碳酸鈣

a.分子式：CaCO3

b.相對(duì)分子質(zhì)量：100.08

c.性質(zhì)：白色粉未，無臭無味，密度：方解石型2.711g/cm3，霞石型2.93g/cm3。溶點(diǎn)（110大氣壓）1289°C。難溶于水、醇，微溶于含有銨鹽或二氧化碳的水溶液，可溶于稀醋酸、稀鹽酸、稀硝酸，同時(shí)放出二氧化碳，呈放熱反應(yīng)。

d.用途：主要用作橡膠、塑料、造紙等行業(yè)的填料，也用作涂料、油墨的填料。還用于牙膏、電焊條、有機(jī)合成、冶金、玻璃、石棉、油毛氈等生產(chǎn)。還是工業(yè)廢水的中和劑，胃與十二指腸潰瘍病的制酸劑、酸中毒的解毒劑。

主要反應(yīng)式：Ca(OH)2 CO2→CaCO3 H2O

生產(chǎn)廠家：四川重慶松山化工廠、貴州安順玻璃化工廠、云南昆明化工廠、甘肅蘭州白銀區(qū)化工廠、河南焦作化工三廠、河南密縣化工廠、湖南衡陽第三化工廠、上海新江化工廠、上海碳酸鈣廠、江蘇宜興石灰廠、浙江吳興菱湖化工廠、安徽安慶化工原料廠、山東張店湖田化工廠、山東淄博羅村化工廠、北京礦石材料廠、河北唐山東礦化工廠和遼寧本溪石灰化工廠等。

重質(zhì)碳酸鈣

（俗稱單飛粉、雙飛粉、三飛粉、四飛粉）

a.分子式：CaCO3

b.相對(duì)分子質(zhì)量：100.08

c.性質(zhì)：白色粉未，無臭、無味。露置空氣中無變化，密度2.71g/cm3。溶點(diǎn)1339°C。幾乎不溶于水，在含有銨鹽或三氧化二鐵的水中微溶解，不溶于醇。遇稀醋酸、稀鹽酸、稀硝酸發(fā)生泡沸，并溶解。加熱分解為氧化鈣和二氧化碳。

d.用途：按粉碎細(xì)度的不同，工業(yè)上分為四種不同規(guī)格：?jiǎn)物w、雙飛、三飛、四飛，分別用于各工業(yè)部門。

單飛粉：用于生產(chǎn)無水氯化鈣，是重鉻酸鈉生產(chǎn)的輔助原料，玻璃及水泥生產(chǎn)的主要原料。此外，也用于建筑材料和家禽飼料等。

雙飛粉：是生產(chǎn)無水氯化鈣和玻璃等的原料、橡膠和油漆的白色填料，以及建筑材料等。

三飛粉：用作塑料、涂料及油漆的填料。

四飛粉：用作電線絕緣層之填料、橡膠模壓制品以及瀝青制油氈之填料。

e.主要原料及規(guī)格：石灰石（CaCO3）≥90%

f.制法及工藝流程：粉碎法是將含CaCO3在90%以上的石灰經(jīng)粉碎、分級(jí)、分離而制得的產(chǎn)品。工藝流程為：

石灰石→粉碎→分級(jí)→旋風(fēng)分離→重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)廠家

山東青島化肥廠和上海石粉廠等。

開發(fā)現(xiàn)狀

石灰石用途很廣，是國民經(jīng)濟(jì)各部門以及人民生活中必不可少的原料。主要用于：（1）在建筑工業(yè)中用來生產(chǎn)水泥和燒制石灰；（2）冶金工業(yè)用作熔劑；（3）化學(xué)工業(yè)中用來制堿、漂白粉及肥料等；（4）食品工業(yè)中用作澄清劑；（5）農(nóng)業(yè)中用來改良土壤；（6）在塑料工業(yè)中用作填料；（7）在涂料工業(yè)中廣泛用于做各種建筑涂料；（8）在造紙工業(yè)中用作堿性填料；（9）在橡膠工業(yè)中用作橡膠的基本填料；（10）在環(huán)保工業(yè)中用作吸附劑。

重質(zhì)碳酸鈣是以天然方解石、石灰石和白堊為原料，以機(jī)械粉碎達(dá)到一定細(xì)度的產(chǎn)品，其生產(chǎn)方法有干法和濕法兩種，國外已獲得重大進(jìn)展的濕法磨粉工藝在我國仍是空白；在用石灰石生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣的工藝中，在輕鈣產(chǎn)品的粒徑與晶形控制方面與國外相比還有較大差距。為此，今后必須進(jìn)一步發(fā)展石灰石的深加工工業(yè)，拓寬應(yīng)用領(lǐng)域，加強(qiáng)綜合利用，使產(chǎn)品增值，提高經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)展趨勢(shì)

石灰石是冶金、建材、化工、輕工、農(nóng)業(yè)等部門的重要工業(yè)原料。隨著鋼鐵和水泥工業(yè)的發(fā)展，對(duì)石灰石的需求將進(jìn)一步增加。水泥產(chǎn)量龐大，即每年需開采用于水泥制品的石灰石要千億噸以上。預(yù)測(cè)到2020年，全國水泥產(chǎn)量將達(dá)到3億噸，這將需要開采更多的石灰石作原料。此外，冶金、化工等方面對(duì)石灰石的需求也很大。因此，石灰石工業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展前景廣闊，為了使石灰石產(chǎn)品具有更大的增值效益，開拓石灰石深加工產(chǎn)品也是今后一個(gè)發(fā)展方向。