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【華特選礦百科】一文了解“碳酸鹽礦物

碳酸鹽礦物是金屬陽(yáng)離子與碳酸根相結(jié)合的化合物。碳酸鹽礦物分布廣泛，其中鈣鎂碳酸鹽礦物為發(fā)育，形成巨大的海相沉積層，占地殼總質(zhì)量的1.7%。金屬陽(yáng)離子主要有鈉、鈣、鎂、鋇、稀土元素、鐵、銅、鉛、鋅、錳等，與配陰離子碳酸根以離子鍵結(jié)合，形成島狀、鏈狀和層狀三種結(jié)構(gòu)類(lèi)型，以島狀結(jié)構(gòu)碳酸鹽為主。

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碳酸鹽礦物多呈柱狀、菱面體和板狀晶形。無(wú)色、白色，若含過(guò)渡型離子則呈現(xiàn)彩色。以玻璃光澤為主。一般硬度、密度都不大，其中三方晶系者具有菱面體解理。

碳酸鹽礦物多數(shù)為外生成因，主要由沉積作用形成。內(nèi)生成因者除巖漿成因碳酸巖外，多數(shù)為熱液作用產(chǎn)物。

如方解石、白云石、石灰石、孔雀石、藍(lán)銅礦、菱鎂礦、菱錳礦、菱鐵礦、菱鋅礦、大理巖、白鉛礦等。

方解石

1礦石性質(zhì)

方解石的化學(xué)分子式為CaCO3，其理論化學(xué)組成為：CaO 56.03%，CO2 43.97%。常有MgO、FeO、MnO等類(lèi)質(zhì)同象代替。此外，在結(jié)晶過(guò)程中，常包裹水鎂石、白云石、鐵的氫化物和氧化物、硫化物、石英等。屬于三方晶系，常呈復(fù)三方偏三角面體及菱面體結(jié)晶，集合體呈板狀或纖維狀、致密塊狀、粒狀、土狀、多孔狀、鐘乳狀和鮞狀、豆?fàn)睢⒔Y(jié)合狀、葡萄狀及晶族狀等。無(wú)色或白色，有時(shí)被鐵、錳、銅等元素染成淺黃色、淺紅色、紫色、褐色。無(wú)色透明的方解石稱(chēng)為冰洲石。解理完全。硬度3，密度2.6~2.8g/cm3。

2應(yīng)用領(lǐng)域

方解石類(lèi)礦物主要用于生產(chǎn)重質(zhì)碳酸鈣（又名細(xì)磨碳酸鈣GCC，即以方解石、白堊等礦石為原料采用機(jī)械粉碎方法生產(chǎn)的碳酸鈣粉體）。

由于方解石資源豐富、分布廣、加工工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品粒形好等特點(diǎn)，廣泛用于塑料制品（編織袋、打包帶、包裝袋、管材、異型材、塑鋼窗薄膜）、造紙（紙張?zhí)盍弦约巴坎技埡图埌宓脑希⑼苛希ㄌ盍虾腕w質(zhì)顏料）、橡膠填料、電纜填料、牙膏、油墨、膠黏劑、環(huán)保、動(dòng)物飼料、食品和醫(yī)藥等領(lǐng)域。

重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣均可用作塑料、橡膠、膠黏劑等高聚物基符合材料的填料，其應(yīng)用上的特點(diǎn)或優(yōu)勢(shì)是相同填充量下重質(zhì)碳酸鈣填充材料的體積小、密度大；由于比表面積和吸油值小，與樹(shù)脂混合較容易；但是，不同原料的雜質(zhì)種類(lèi)和含量不同，制品的色澤不穩(wěn)定。

3加工技術(shù)

全球方解石資源較豐富，CaCO3含量≧97%的優(yōu)*方解石資源量也較大，因此，目前工業(yè)上一般不對(duì)方解石進(jìn)行機(jī)械選礦加工，只進(jìn)行簡(jiǎn)單的洗礦和手選。

目前方解石的加工主要是粉碎、分級(jí)和表面改性。

白云石

礦石性質(zhì)

白云石或白云巖是一種含鈣、鎂高的碳酸鹽巖。硬度2.8，密度3.5~4.0g/cm3。主要由白云石組成，含少量的方解石、粘土礦物、燧石、菱鎂礦，有時(shí)含有石膏、天青石、重晶石、黃鐵礦和有機(jī)質(zhì)等。白云石的顏色一般為灰白色，在外貌上與石灰?guī)r相似。在石灰石與白云石之間按方解石、白云石的比例不同可以劃分一些過(guò)渡型礦石。一般稱(chēng)為白云石的是指方解石含量小于5%的較純的白云石。

白云石加熱到700~900℃時(shí)，分解為二氧化碳、氧化鎂的混合物，易與水發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)白云石經(jīng)1500℃煅燒時(shí)，氧化鎂成為方鎂石，氧化鈣轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶ɑ-氧化鈣，結(jié)構(gòu)致密、耐火性強(qiáng)，耐火度高達(dá)2300℃。

2應(yīng)用領(lǐng)域

白云石廣泛應(yīng)用于冶金、建材、陶瓷、玻璃、化工以及農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域。

◆冶金、耐火材料工業(yè)：煉鋼鐵中作為鎂質(zhì)造渣劑，以結(jié)合熔融的硅、鋁、硫、磷等不需要或有害伴生元素，變成易于與鋼水分離的爐渣；提取鎂金屬；煉鋼耐火材料等。

◆化學(xué)工業(yè)：生產(chǎn)硫酸鎂、氧化鎂、輕質(zhì)碳酸鎂、鎂砂、橡塑填料等。

◆建材工業(yè)：生產(chǎn)硫酸氧化鎂水泥、高性能氯氧化鎂水泥、過(guò)燒石灰硅酸鹽磚、處理石膏制品和木制品的裂縫等。

◆農(nóng)、林業(yè)：酸性土壤改良劑或中和劑、防疫、殺蟲(chóng)劑等。

◆玻璃、陶瓷：除硅砂和蘇打粉外，石灰石和白云石是玻璃原料中是第三大組分，陶瓷的胚料和釉料等。

◆環(huán)境保護(hù)：水處理用白云石過(guò)濾材料。

3加工技術(shù)

白云石一般不進(jìn)行復(fù)雜的選礦，因此，白云石的加工主要是：

①粉碎和篩分或分級(jí)—滿(mǎn)足應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ζ淞６却笮『土６确植嫉囊螅?/p>

②對(duì)粉體進(jìn)行表面處理或表面改性—滿(mǎn)足應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ζ浔砻嫦嗳菪缘囊螅?/p>

③生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鎂和輕質(zhì)氧化鎂及鎂金屬。

菱鎂礦

1礦石性質(zhì)

菱鎂礦是鎂質(zhì)碳酸鹽，化學(xué)式為MgCO3，純菱鎂礦含MgO 47.81%，CO2 52.19%。這種礦物有時(shí)以類(lèi)似方解石的透明晶體出現(xiàn)，但非常稀少。多數(shù)菱鎂礦或多或少含有鐵、鈣、錳的碳酸鹽，其顏色從白色到略帶黃色、藍(lán)色、紅色、灰色乃至棕黑色。根據(jù)結(jié)晶狀態(tài)的不同可分為晶質(zhì)和非晶質(zhì)兩種。

晶質(zhì)菱鎂礦屬三方晶系，與方解石結(jié)構(gòu)相似；晶體形態(tài)為復(fù)三方偏三角面體；主要單形有菱面體、六方柱、平行雙面等；有完全的菱面體解理。莫氏硬度4，密度3.1g/cm3。常有鈣、鐵、錳離子呈類(lèi)質(zhì)同象混入其中，伴生礦物有白云石、滑石、綠泥石、透閃石、方解石、石英等。

非晶質(zhì)菱鎂礦呈致密堅(jiān)硬的塊狀體，無(wú)解理，無(wú)光澤，斷口呈貝殼狀，莫氏硬度3~5，常伴有蛇紋石、蛋白石、玉髓等硅質(zhì)礦物，故其中SiO2含量較晶質(zhì)菱鎂礦多。

2應(yīng)用領(lǐng)域

菱鎂礦的工業(yè)價(jià)值主要是其中氧化鐵具有高的耐火性和粘結(jié)性，以及可提煉金屬鎂。目前約90%的菱鎂礦用于生產(chǎn)各類(lèi)耐火材料。

◆冶金工業(yè)：耐火材料，用于冶金爐爐底、爐膛、爐襯、鎂磚、鉻鎂磚、轉(zhuǎn)爐、平爐等。

◆建材工業(yè)：輕燒菱鎂礦與氧化鎂或硫酸鎂配合成含鎂水泥，為隔音、隔熱、耐磨等新型建材。

◆化工工業(yè)：制硫酸鎂以及其他含鎂化合物，媒染劑、干燥劑、溶解劑、去色劑和吸附劑等。

◆輕工工業(yè)：制糖工業(yè)的凈化劑，造紙工業(yè)紙張的硫化處理劑，橡膠工業(yè)硫化過(guò)程的促進(jìn)劑，人造纖維、塑料、化妝品和特殊玻璃原料。

◆農(nóng)牧業(yè)：飼料、農(nóng)肥原料。

◆其它：提煉鎂金屬的主要原料。

3加工技術(shù)

●選礦菱鎂礦選礦的目的是除去其有害雜質(zhì)和提高礦石品級(jí)，具體說(shuō)，主要是解決硅酸鹽脈石礦物與菱鎂礦以及菱鎂礦與白云石的分離問(wèn)題。

目前菱鎂礦的工業(yè)選礦方法主要有重介質(zhì)、熱選、浮選和化學(xué)選礦等。

●煅燒菱鎂礦在不同溫度下煅燒可以生成物理化學(xué)性質(zhì)有明顯差異的菱鎂礦熟料。視水分和雜質(zhì)含量的不同，菱鎂礦在400~750℃開(kāi)始分解，經(jīng)750~1000℃的低溫?zé)疲怄V礦中的CO2析出不完全，所得產(chǎn)品稱(chēng)為輕燒菱鎂礦（也稱(chēng)輕燒鎂石、輕燒鎂、菱苦土等）。菱鎂礦經(jīng)1400~1700℃的高溫?zé)疲瑒t完全分解，生成方鎂石（MgO），所得產(chǎn)品稱(chēng)為硬燒菱鎂礦（也稱(chēng)死燒菱鎂礦、僵燒鎂、燒結(jié)鎂砂等）。

石灰石

1礦石性質(zhì)

石灰石是工業(yè)上用途廣、用量大的工業(yè)巖石。石灰石的主要化學(xué)成分為碳酸鈣，以方解石微粒狀呈現(xiàn)，晶體形態(tài)復(fù)雜，常呈偏三角面體及菱面體，淺灰色或青灰色，致密塊狀、粒狀、結(jié)合狀及多孔結(jié)構(gòu)狀。莫氏硬度3~4，密度2.5~2.8g/cm3。