《碳酸盐矿物》PPT课件.ppt

3 碳酸盐矿物碳酸盐矿物主要介绍：主要介绍：•方解石、白垩方解石、白垩•石灰石石灰石•白云石白云石•菱镁矿菱镁矿3 碳酸盐矿物碳酸盐矿物•主要的碳酸盐矿物从化学成分来说指的主要的碳酸盐矿物从化学成分来说指的是主要含是主要含CaCO3和和MgCO3•含含CaCO3多的多的:方解石、白垩方解石、白垩•含含MgCO3多的多的:菱镁矿•两者均含的两者均含的:白云石、石灰石白云石、石灰石•所有的矿石中含菱的都是碳酸盐：菱铁所有的矿石中含菱的都是碳酸盐：菱铁矿、菱锌矿、菱锰矿、菱钡矿矿、菱锌矿、菱锰矿、菱钡矿•方解石（方解石（calcite）的化学分子式为）的化学分子式为CaCO3，，其理论化学组成为其理论化学组成为CaO 56.03%，，CO243.97%遇稀盐酸剧烈起泡，碳酸钙在遇稀盐酸剧烈起泡，碳酸钙在98%以上的石灰岩，工业上称方解石矿或碳酸钙矿以上的石灰岩，工业上称方解石矿或碳酸钙矿•在结晶过程中、常包裹水镁石、白云石、铁的氢氧化物和氧化物、在结晶过程中、常包裹水镁石、白云石、铁的氢氧化物和氧化物、硫化物、石英等硫化物、石英等•属三方晶系，常呈复三方偏三角面体及菱面体结晶，集合体呈板属三方晶系，常呈复三方偏三角面体及菱面体结晶，集合体呈板状或纤维状、致密块状、粒状状或纤维状、致密块状、粒状(大理石大理石)、土状、土状(白垩白垩)、多孔状、、多孔状、钟乳状和缅状、豆状、结核状、葡萄状及晶簇状等。

钟乳状和缅状、豆状、结核状、葡萄状及晶簇状等•无色或白色，有时被铁、锰、铜等元素染成浅黄、浅红、紫、褐无色或白色，有时被铁、锰、铜等元素染成浅黄、浅红、紫、褐色无色透明的方解石称为冰洲石无色透明的方解石称为冰洲石•解理完全，硬度解理完全，硬度3，密度，密度2.6-2.8t/m33.1 方解石、白垩方解石、白垩3.1.1 矿石性质与矿物结构矿石性质与矿物结构• 白垩(chalk)是一种白色疏松的土状方解石或石灰石，其主要化是一种白色疏松的土状方解石或石灰石，其主要化学成分是学成分是CaCO3，主要矿物成分是生物泥晶方解石，质地较纯者，主要矿物成分是生物泥晶方解石，质地较纯者．方解石含量可达．方解石含量可达99％以上，常含石英、长石、黏土矿物及海绿％以上，常含石英、长石、黏土矿物及海绿石等杂质石等杂质•根据颜色和胶结程度，白垩可分为白色白垩根据颜色和胶结程度，白垩可分为白色白垩(CaCO3含量达含量达99％％)、、泥灰白垩泥灰白垩(致密，浅色、淡黄色，含黏土及其他杂质较多致密，浅色、淡黄色，含黏土及其他杂质较多)、似白、似白垩石灰岩、海绿石白垩岩等四种类型垩石灰岩、海绿石白垩岩等四种类型。

• 方解石类矿物主要用于以下几个方面：塑料制品方解石类矿物主要用于以下几个方面：塑料制品(编编织袋、打包带、包装袋、管材、异型材、薄膜等织袋、打包带、包装袋、管材、异型材、薄膜等)、橡、橡胶制品、造纸胶制品、造纸(用于涂布纸和纸板等的填料和颜料用于涂布纸和纸板等的填料和颜料)、、牙膏、涂料牙膏、涂料(填料和颜料填料和颜料)、油墨、胶黏剂、食品和医、油墨、胶黏剂、食品和医药等3.1.2 应用领域及技术指标要求应用领域及技术指标要求 塑料和橡胶制品塑料和橡胶制品•造纸造纸分填料和涂料分填料和涂料对于填料级产品，对于填料级产品， 一般要求细度为一般要求细度为d97＝＝13—30μm，白，白度度≥90％，磨耗值％，磨耗值8-20mg/2000次，次，CaCO3≥98％硅、铝、铁等杂质含量较低铝、铁等杂质含量较低 对于涂料或颜料级产品，对于涂料或颜料级产品， —般要求细度般要求细度-2μm含量含量60％％-98％其中，面涂％其中，面涂-2 μ m含量含量85％％-95％，底涂％，底涂—2 μ m 含量含量60％％-85％，磨耗值＜％，磨耗值＜7mg，黏浓度，黏浓度≥ 72％，％， CaCO3≥98％。

硅、铝、铁等杂质含量较低硅、铝、铁等杂质含量较低•涂料和油墨涂料和油墨•因涂料品种和质量标准不同而异，目前尚未制定涂料因涂料品种和质量标准不同而异，目前尚未制定涂料用重质碳酸钙的国家标准一般要求用重质碳酸钙的国家标准一般要求CaCO3含量含量≥97％，硅、铝、铁等杂质含量较低，细度％，硅、铝、铁等杂质含量较低，细度d97＜＜38μm，，白度白度≥90％•胶黏剂胶黏剂•一般要求细度＞一般要求细度＞1250目目(d97≤10μ m)，表面要进行有，表面要进行有机改性处理机改性处理•食品医药食品医药 •CaCO3含量含量≥98％，盐酸不溶物含量％，盐酸不溶物含量≤≤0.0.2％，重金属％，重金属(以以Pb计计)含量＜含量＜0.002％．碱金属及镁含量％．碱金属及镁含量≤≤ 1.0％，％，砷含量砷含量≤≤ 0.0003％，钡含量％，钡含量≤≤ 0.03％•粉碎、分级3.1.3 加工技术加工技术• 表面改性表面改性 用方解石及白垩等加工的重质碳酸钙是目前高聚物基材用方解石及白垩等加工的重质碳酸钙是目前高聚物基材料中用量最大的无机填料为了改进重质碳酸钙填料料中用量最大的无机填料。

为了改进重质碳酸钙填料的应用性能，必须对其进行表面改性处理，提高其与的应用性能，必须对其进行表面改性处理，提高其与高聚物基料的相容性或亲和性高聚物基料的相容性或亲和性重质碳酸钙的表面改性主要是通过添加表面改性剂对其重质碳酸钙的表面改性主要是通过添加表面改性剂对其进行表面化学处理进行表面化学处理改性药剂改性药剂：硬脂酸（盐），钛酸脂、铝酸脂、锆酸脂偶联：硬脂酸（盐），钛酸脂、铝酸脂、锆酸脂偶联剂，无规聚丙烯，聚乙烯蜡等剂，无规聚丙烯，聚乙烯蜡等改性工艺改性工艺：如图：如图改性设备改性设备：连续粉体表面改性机、加热混合剂、涡流磨等：连续粉体表面改性机、加热混合剂、涡流磨等• 石灰石石灰石(1imestnne)是工业上用途广、用量大的是工业上用途广、用量大的工业岩石石灰石的主要化学成分为碳酸钙工业岩石石灰石的主要化学成分为碳酸钙(CaCO3)，以方解石微粒状呈现，晶状、粒状、，以方解石微粒状呈现，晶状、粒状、结核状及多孔结构状结核状及多孔结构状• 石灰石的化学成分主要有石灰石的化学成分主要有CaO、、MgO、、CO2等•矿物成分主要为方解石，其次为白云石等矿物成分主要为方解石，其次为白云石等。

•莫氏硬度莫氏硬度3-4，密度，密度2.5-2.8g/cm33.2 石灰石石灰石3.2.1 矿石性质与矿物结构矿石性质与矿物结构3.1.2 应用领域及技术指标要求应用领域及技术指标要求3.2.3 加工技术加工技术•石灰石或石灰岩资源丰富，原矿品位一般能满足各工石灰石或石灰岩资源丰富，原矿品位一般能满足各工业部门的要求因此，一般只需进行简单的洗矿，不业部门的要求因此，一般只需进行简单的洗矿，不需要采用复杂的选矿工艺进行提纯需要采用复杂的选矿工艺进行提纯• 石灰石的加工主要是粉碎、分级以及生产生石灰、熟石灰石的加工主要是粉碎、分级以及生产生石灰、熟石灰、沉淀碳酸钙、超细微（纳米）碳酸钙、二氧化石灰、沉淀碳酸钙、超细微（纳米）碳酸钙、二氧化碳等•粉碎分级粉碎分级 石灰石一般采用干式粉碎工艺，对于冶金、道路石灰石一般采用干式粉碎工艺，对于冶金、道路用石灰石，将矿石破碎筛分后即可对于细粉用石灰石，将矿石破碎筛分后即可对于细粉产品的生产，矿石经颚式破碎机、锤式破碎机产品的生产，矿石经颚式破碎机、锤式破碎机和反击式破碎机等破碎后直接用雷蒙磨粉磨，和反击式破碎机等破碎后直接用雷蒙磨粉磨，产品细度产品细度100一一325目。

目干式粉碎系统：干式粉碎系统：•开路系统：风机开路系统：风机设在布袋除尘器设在布袋除尘器后部，风机直接后部，风机直接排空•闭路系统：采用闭路系统：采用一台风机，出风一台风机，出风口接至粉碎区下口接至粉碎区下部有一段为正部有一段为正压，开机时粉碎压，开机时粉碎机会冒出大量粉机会冒出大量粉尘尘•产品：开路两个产品：开路两个产品，闭路一个产品，闭路一个产品•沉淀碳酸钙沉淀碳酸钙 （轻质碳酸钙）（轻质碳酸钙） 石灰石是轻质碳酸钙的主要原料用石灰石石灰石是轻质碳酸钙的主要原料用石灰石可以制备普通轻质碳酸钙，还可制备超细可以制备普通轻质碳酸钙，还可制备超细和纳米碳酸钙，此外，通过表面改性还可和纳米碳酸钙，此外，通过表面改性还可以制备超细活性碳酸钙以制备超细活性碳酸钙主要用途：作为无机填料主要用途：作为无机填料---塑料、橡胶、塑料、橡胶、涂料、造纸、油墨、胶黏剂、医药、食品涂料、造纸、油墨、胶黏剂、医药、食品等领域等领域•白云石或白云岩白云石或白云岩(dolomite)是一种含钙、镁高是一种含钙、镁高的碳酸盐岩的碳酸盐岩•主要由白云石组成，含少量的方解石、黏土矿主要由白云石组成，含少量的方解石、黏土矿物、燧石、菱镁矿，有时含有石膏、天青石、物、燧石、菱镁矿，有时含有石膏、天青石、重晶石、黄铁矿和有机质等。

重晶石、黄铁矿和有机质等•白云石的颜色一般为灰白色，在外貌上与石灰白云石的颜色一般为灰白色，在外貌上与石灰岩相似，在石灰石与白云石之间按方解石、白岩相似，在石灰石与白云石之间按方解石、白云石的比例不同可以划分一些过渡类型矿石云石的比例不同可以划分一些过渡类型矿石一般称为白云石的是指方解石含量小于一般称为白云石的是指方解石含量小于5％的较％的较纯的白云石纯的白云石3.3 白云石白云石3.3.1 矿石性质与矿物结构矿石性质与矿物结构3.3.2 应用领域及技术指标要求应用领域及技术指标要求 白云石除常与方解石共生外，也常与菱白云石除常与方解石共生外，也常与菱镁矿共生此外还含石英、滑石、铁矿物等镁矿共生此外还含石英、滑石、铁矿物等杂质杂质的存在会降低烧结白云石的质量，杂质杂质的存在会降低烧结白云石的质量，尤其对制品的高温性能影响更大，直接导致尤其对制品的高温性能影响更大，直接导致炉衬寿命的降低，因此必须通过选矿提纯炉衬寿命的降低，因此必须通过选矿提纯 因白云岩便宜且品位较高，国内外的倾因白云岩便宜且品位较高，国内外的倾向是通过手选、水洗、磁选除铁使其质量满向是通过手选、水洗、磁选除铁使其质量满足要求，很少有专门的选矿提纯研究。

足要求，很少有专门的选矿提纯研究3.2.3 加工技术加工技术轻质碳酸镁：轻质碳酸镁：•用途：用途与轻质碳酸钙类似，更高档还可用用途：用途与轻质碳酸钙类似，更高档还可用于牙膏、化妆品，高档陶瓷等于牙膏、化妆品，高档陶瓷等•机理：机理：保持保持CO2分压分压0.2-0.3MPa，约有，约有80-90%的的Mg(OH)2与与CO2生成生成Mg(HCO3)2（溶解，成为重镁水），（溶解，成为重镁水），重镁水遇热后分解重镁水遇热后分解白云石生产轻质碳酸镁及轻质氧化镁：白云石生产轻质碳酸镁及轻质氧化镁：•菱镁矿是镁的碳酸岩，化学分子式为菱镁矿是镁的碳酸岩，化学分子式为MgCOMgCO3 3，，其理论化其理论化学组成为学组成为MgOMgO 47.82% 47.82%，，COCO2 252.18%52.18%纯矿物有时呈类似纯矿物有时呈类似于方解石的透明晶体出现于方解石的透明晶体出现, ,但非常稀少但非常稀少多数菱镁矿或多数菱镁矿或多或少含有铁、钙、锰的碳酸盐、其颜色可以从白色多或少含有铁、钙、锰的碳酸盐、其颜色可以从白色到略带黄、蓝、红、灰以至棕黑色根据结晶状态的到略带黄、蓝、红、灰以至棕黑色。

根据结晶状态的不同，可以分为晶质和非晶质的不同，可以分为晶质和非晶质的•晶质菱镁矿呈菱面体单晶，有完全的菱面体解理，莫晶质菱镁矿呈菱面体单晶，有完全的菱面体解理，莫氏硬度为氏硬度为4 4，比重，比重3.13.1，常有钙、铁、锰离子呈类质同，常有钙、铁、锰离子呈类质同象混入其中，伴生矿物有白云石、滑石、绿泥石、透象混入其中，伴生矿物有白云石、滑石、绿泥石、透闪石、石英等闪石、石英等•非晶质菱镁矿呈致密坚硬的块状，无解理，无光泽，非晶质菱镁矿呈致密坚硬的块状，无解理，无光泽，断口呈贝壳状，莫氏硬度为断口呈贝壳状，莫氏硬度为3.5-53.5-5，比重，比重3.13.1，经常伴，经常伴有蛇纹石、蛋白石、玉髓等硅质矿物，其中二氧化硅有蛇纹石、蛋白石、玉髓等硅质矿物，其中二氧化硅常较晶质菱镁矿为多常较晶质菱镁矿为多3.4 菱镁矿菱镁矿3.4.1 矿石性质矿石性质利用现状利用现状•冶金工业上用作耐火材料，耐火氧化镁总产量的冶金工业上用作耐火材料，耐火氧化镁总产量的75%用于钢铁工业；用于钢铁工业；•建材工业中用菱镁矿制造含镁水泥、隔热、保温、隔建材工业中用菱镁矿制造含镁水泥、隔热、保温、隔音、耐磨等制品音、耐磨等制品•化学工业用于制造硫酸镁和其他含镁化合物；化学工业用于制造硫酸镁和其他含镁化合物；•橡胶工业用其作为填料；橡胶工业用其作为填料；•农业中，中和土壤，饲料等；农业中，中和土壤，饲料等；•化工行业，提炼金属镁的原料化工行业，提炼金属镁的原料常用的选矿方法常用的选矿方法•手手选选•热破碎法热破碎法•浮选法浮选法•化学处理化学处理•重介质选矿、光电选、磁选重介质选矿、光电选、磁选热破碎热破碎法法 热破碎法的原理热破碎法的原理是将菱镁矿煅烧到是将菱镁矿煅烧到800-1200800-1200°°C C，，使菱镁使菱镁矿分解出二氧化碳，矿分解出二氧化碳，质地变脆且疏松，而质地变脆且疏松，而与菱镁矿伴生的滑石、与菱镁矿伴生的滑石、绿泥石、蛇纹石等相绿泥石、蛇纹石等相对地变硬，此时将煅对地变硬，此时将煅烧后的矿石进行破碎、烧后的矿石进行破碎、筛分，筛下产物的质筛分，筛下产物的质量（量（MgOMgO含量）有所提含量）有所提高。

高温度100300500600700800菱镁矿103.197.985.474.030.84.2白云石197.4194.1195.7196.4178.2140.2滑石74.5温度90010001100120013001400菱镁矿2.71.51.81.71.51.5白云石97.329.219.018.520.324.6滑石49.0菱镁矿、白云石及滑石受热后的抗压强度菱镁矿、白云石及滑石受热后的抗压强度抗压强度抗压强度 MPaMPa•菱镁矿与以滑石为主的铝硅酸盐的浮选分离相菱镁矿与以滑石为主的铝硅酸盐的浮选分离相对简单对简单•方解石、白云石等碳酸盐矿物，由于与菱镁矿方解石、白云石等碳酸盐矿物，由于与菱镁矿可浮性相近，所以浮选分离困难可浮性相近，所以浮选分离困难•菱镁矿中以类质同象存在的铁、钙等无法用浮菱镁矿中以类质同象存在的铁、钙等无法用浮选法分离选法分离浮选法浮选法菱菱镁镁矿矿浮浮选选的的原原则则流流程程化化学学处处理理法法——碳碳化化法法工工艺艺流流程程图图湿磨湿磨中，中，MgO与水反与水反应生成不溶性应生成不溶性Mg（（OH））2Mg（（OH））2与与CO2反应生成反应生成Mg（（HCO3 ））2 含含Mg（（HCO3 ））2溶液加热分溶液加热分解获得碱式碳酸镁解获得碱式碳酸镁MgCO3 Mg（（OH））2•。