白云巖,是一種沉積碳酸鹽巖。主要由白云石組成,;烊石英、長石、方解石和粘土礦物。呈灰白色,性脆,硬度小,用鐵器易劃出擦痕。遇稀鹽酸緩慢起泡或不起泡,外貌與石灰?guī)r很相似。按成因可分為原生白云巖、成巖白云巖和后生白云巖;按結(jié)構(gòu)可分為結(jié)晶白云巖、殘余異化粒子白云巖、碎屑白云巖、微晶白云巖等。白云巖含鎂較高,風(fēng)化后形成白色石粉。較石灰?guī)r堅(jiān)韌。在冶金工業(yè)中可作熔劑和耐火材料,在化學(xué)工業(yè)中可制造鈣鎂磷肥、粒狀化肥等。此外,也用作陶瓷、玻璃配料和建筑石材。另外福建漳州有名為白云巖的景點(diǎn)。
性質(zhì)
白云巖是一種以白云石為主要礦物組分的碳酸鹽巖,顏色為灰白色、淺灰白色。;烊敕浇馐、黏土礦物、菱鎂礦、石膏等雜質(zhì)。礦石一般呈細(xì);蛑辛=Y(jié)構(gòu),呈層狀、塊狀、角礫狀或礫狀構(gòu)造。白云石屬三方晶系,晶體常呈馬鞍狀菱面體,集合體常為粒狀或塊狀。顏色為無色、白色或淺褐至深褐色。玻璃光澤。硬度3.5~4,密度2.8~2.9g/cm 3 。不溶于水。煅燒至700~900℃時失去二氧化碳,成為氧化鈣和氧化鎂的混合物,稱為苛性白云石;當(dāng)煅燒溫度達(dá)到1500℃時,氧化鎂變?yōu)榉芥V石,氧化鈣變?yōu)榻Y(jié)晶α-CaO,白云石是沉積巖中廣泛分布的礦物之一。
主要成分
主要由白云石(50%以上)構(gòu)成的巖石,但常;煊蟹浇馐罢惩恋V。CaMg(CO3 )2 (白云石),含CaO 30.41%、MgO 21.86%、CO247.73%,常含鐵、錳的類質(zhì)同象混入物。屬碳酸鹽類巖石,外形似石灰?guī)r,以加鹽酸起泡微弱區(qū)別于石灰?guī)r。主要成分為鈣、鎂、硅三種元素。白云巖常呈淺黃色、淺黃灰色、灰白色、灰褐色、淡肉紅色等,具晶粒結(jié)構(gòu)、殘余結(jié)構(gòu)、碎屑結(jié)構(gòu)或生物結(jié)構(gòu)。
常見類別
①泥晶白云巖:由小于0.005 毫米的泥晶白云石組成,結(jié)構(gòu)均勻,具顯微層理,生物殘?bào)w很少,有時可見介形類化石,多為原生白云巖。
②微- 細(xì)晶白云巖:晶體大小不一,晶形頗佳,外貌頗似砂糖,野外可用砂糖狀白云巖稱之,往往由其他類型的白云巖重結(jié)晶而成。
、墼灏自茙r:與藻灰?guī)r相似,即由藻類化石組成的白云巖,我國元古代和震旦紀(jì)地層中的白云巖大多屬于此類,可能是原生白云巖類型。
、苌锇自茙r及生物碎屑白云巖:可見其中的化石殘?bào)w,多由生物碎屑灰?guī)r經(jīng)白云巖化交代作用而成。
⑤內(nèi)碎屑白云巖:根據(jù)其中的碎屬大小又可分為礫屑、砂屑、粉屑白云巖。它們常以夾層的形態(tài)見于一般白云巖層中。形成于淺海上部或潮間帶以上的環(huán)境中,其碎屑即由波浪或水流沖擊而成。
⑥鮞狀白云巖:這是一類次生的白云巖,即由鮞粒石灰?guī)r經(jīng)白云巖化作用而成。
由于其孔隙度較大,常為石油或地下水的理想儲藏層。
成因
就白云巖的成因而言。從其形成條件而言,可將白云巖分為三類:
原生白云巖:原地沉積的白云巖,是在干燥炎熱的氣候(28℃~35℃)下蒸發(fā)作用而成。鹽度高,水淺(0 ~3 米深的潮汐帶上),PH值高于8.3 的咸化潟湖或海灣中形成,也可在陸上咸湖中形成,并常伴生有膏鹽層。
成巖白云巖:在碳酸鈣沉淀過程中,被白云石交代而成,通常分布不連續(xù),在石灰?guī)r層中呈透鏡體狀或斑塊狀,有時也成層狀分布,延伸一定距離。
次生白云巖:或稱后生白云巖,分布局限,常見于斷裂構(gòu)造帶。
開發(fā)利用
白云巖的主要用途白云石廣泛用于建材、陶瓷、焊接、橡膠、造紙、塑料等工業(yè)中。另外在農(nóng)業(yè)、環(huán)保、節(jié)能、藥用及保健等領(lǐng)域也得到了應(yīng)用。
(1)在冶金工業(yè)上的利用
白云巖在冶金工業(yè)中主要用做熔劑、耐火材料、提煉金屬鎂和鎂化物。
用作熔劑白云巖作為煉鐵和煉鋼的熔劑,可起中和酸性爐渣的作用,提高爐渣的堿度、降低爐渣中FeO的活度,以減輕爐渣對爐襯的侵蝕作用。輕燒白云石主要用于煉鋼,可提高鋼渣的流動性,作造渣劑使用,不僅可延長轉(zhuǎn)爐的壽命,提高爐渣的流動性,并可改善脫硫、脫磷反應(yīng)的進(jìn)行,還可節(jié)省大量螢石。目前我國生產(chǎn)1t鋼需消耗170kg白云巖。而在煉鐵時加入白云石可稀釋爐渣,降低爐渣熔點(diǎn),降低燃料的消耗,提高生鐵質(zhì)量。
用作耐火材料 白云巖作為堿性耐火材料,主要用于煉鋼的馬丁爐、托馬氏回轉(zhuǎn)爐的爐襯,也用作為堿性平爐爐底和爐坡材料及冶煉過程中的補(bǔ)爐材料。在冶煉優(yōu)質(zhì)鐵錳合金、硅鐵合金時,白云巖常為專用的爐料。同時在煉鋼造渣過程中,加入適量的輕燒白云石或生白云石,這是近年來一項(xiàng)新方法,以取代一部分生石灰,從而抑制爐襯中的MgO向渣中溶解。加入白云石可促使早期化渣,使渣中MgO達(dá)到飽和狀態(tài),以提高渣的粘性,對爐襯有較好的粘附性,起到保護(hù)爐襯的作用。
提取金屬鎂及鎂化物利用白云巖生產(chǎn)金屬鎂和鎂化合物,其生產(chǎn)工藝為電解法或高溫冶金法。電解白云巖的利用(12張)法是通過煅燒白云石與海水作用析出氫氧化鎂,然后與鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸V,最后干燥的氯化鎂和氯化鈉、氯化鈣一起在外加熱電解池熔融。高溫冶金法是將白云巖與硅鐵做成球團(tuán),在小直徑真空爐中,于1100℃下熔融,形成硅酸鈣爐渣,而鎂變成蒸氣,再用凝聚法回收。利用同樣方法,可生產(chǎn)氧化鎂、氫氧化鎂。氧化鎂是良好的耐火材料,而氫氧化鎂用作生產(chǎn)一系列其它有用的鎂化合物和用做塑料填料。國外還用白云巖生產(chǎn)碳酸鎂。
(2)在建材工業(yè)上的利用
白云巖經(jīng)適當(dāng)煅燒后,可加工制成白云灰,它具潔白、強(qiáng)粘著力、凝固力及良好的耐火、隔熱性能,適于做內(nèi)外墻涂料。將白云巖煅燒后,可用作氯化鎂水泥和硫化鎂水泥,因其具良好的抗壓強(qiáng)度、抗撓曲強(qiáng)度,且能防火、防蟲蛀的優(yōu)良性能,在添加其它填料后可起到很好的防水作用,故可作地板材料,而且價格低廉。白云巖粉可用于裂隙處理和作路面鋪料及水泥砂漿燒結(jié)渣。水泥中加入40%白云巖可加快水泥水化的速度。白云巖還可直接用來作建筑材料。此外,白云巖在建筑行業(yè)中用做水泥以及玻璃、陶瓷的配料,它能增加玻璃的強(qiáng)度和光澤。據(jù)悉,國外已用白云巖經(jīng)半煅燒后制成了無機(jī)氧化鎂泡沫及硅酸鹽磚。
(3)在化學(xué)工業(yè)的利用
白云石主要用于生產(chǎn)硫酸鎂、輕質(zhì)碳酸鎂等化工原料。
30%的稀硫酸和白云石按一定比例混合、反應(yīng)、分離濃縮,在溫升條件下使硫酸鈣沉析,所獲硫酸鎂溶液冷卻結(jié)晶,即得硫酸鎂(MgSO4×7H2O)。
從海水中提取Mg(OH)2,當(dāng)用煅燒白云石作沉淀劑時,也同時回收了白云石中的MgO,使產(chǎn)量增加。
白云石以煅燒、消化、碳化、過濾分離,得重鎂水,再加熱分解過濾,得輕質(zhì)碳酸鎂[xMgCO3×yMg(OH)2×zH2O]。輕質(zhì)碳酸鎂分解得輕質(zhì)氧化鎂,用它可燒制高純鎂砂。
(4)在農(nóng)業(yè)上的利用
白云巖可以用作土壤酸度的中和劑,亦可中和因使用尿素一類肥料而造成的酸性,使農(nóng)作物增產(chǎn)。白云巖主要用作酸性土壤的中和劑,使用它能補(bǔ)償由于農(nóng)作物吸收而帶來的土壤中鈣和鎂的損失,施用白云巖可使農(nóng)作物增產(chǎn)15-40%。方解石質(zhì)白云石經(jīng)處理后的農(nóng)用石灰,可作為農(nóng)藥來防冶害蟲。
(5)用作填料
白云巖可用于橡膠、造紙的填料。優(yōu)質(zhì)的白云巖粉可作昂貴的二氧化鈦填料的代用品,用作一些制品的填料,可改善制品的色度、耐風(fēng)化能力,提高機(jī)械穩(wěn)定性,減少收縮性和內(nèi)部張力,降低吸水、吸油能力及裂縫的擴(kuò)張,這類制品主要包括粘合劑、密封塑料、油漆、洗滌劑和化妝品等。
性質(zhì)
白云巖是一種以白云石為主要礦物組分的碳酸鹽巖,顏色為灰白色、淺灰白色。;烊敕浇馐、黏土礦物、菱鎂礦、石膏等雜質(zhì)。礦石一般呈細(xì);蛑辛=Y(jié)構(gòu),呈層狀、塊狀、角礫狀或礫狀構(gòu)造。白云石屬三方晶系,晶體常呈馬鞍狀菱面體,集合體常為粒狀或塊狀。顏色為無色、白色或淺褐至深褐色。玻璃光澤。硬度3.5~4,密度2.8~2.9g/cm 3 。不溶于水。煅燒至700~900℃時失去二氧化碳,成為氧化鈣和氧化鎂的混合物,稱為苛性白云石;當(dāng)煅燒溫度達(dá)到1500℃時,氧化鎂變?yōu)榉芥V石,氧化鈣變?yōu)榻Y(jié)晶α-CaO,白云石是沉積巖中廣泛分布的礦物之一。
主要成分
主要由白云石(50%以上)構(gòu)成的巖石,但常;煊蟹浇馐罢惩恋V。CaMg(CO3 )2 (白云石),含CaO 30.41%、MgO 21.86%、CO247.73%,常含鐵、錳的類質(zhì)同象混入物。屬碳酸鹽類巖石,外形似石灰?guī)r,以加鹽酸起泡微弱區(qū)別于石灰?guī)r。主要成分為鈣、鎂、硅三種元素。白云巖常呈淺黃色、淺黃灰色、灰白色、灰褐色、淡肉紅色等,具晶粒結(jié)構(gòu)、殘余結(jié)構(gòu)、碎屑結(jié)構(gòu)或生物結(jié)構(gòu)。
常見類別
①泥晶白云巖:由小于0.005 毫米的泥晶白云石組成,結(jié)構(gòu)均勻,具顯微層理,生物殘?bào)w很少,有時可見介形類化石,多為原生白云巖。
②微- 細(xì)晶白云巖:晶體大小不一,晶形頗佳,外貌頗似砂糖,野外可用砂糖狀白云巖稱之,往往由其他類型的白云巖重結(jié)晶而成。
、墼灏自茙r:與藻灰?guī)r相似,即由藻類化石組成的白云巖,我國元古代和震旦紀(jì)地層中的白云巖大多屬于此類,可能是原生白云巖類型。
、苌锇自茙r及生物碎屑白云巖:可見其中的化石殘?bào)w,多由生物碎屑灰?guī)r經(jīng)白云巖化交代作用而成。
⑤內(nèi)碎屑白云巖:根據(jù)其中的碎屬大小又可分為礫屑、砂屑、粉屑白云巖。它們常以夾層的形態(tài)見于一般白云巖層中。形成于淺海上部或潮間帶以上的環(huán)境中,其碎屑即由波浪或水流沖擊而成。
⑥鮞狀白云巖:這是一類次生的白云巖,即由鮞粒石灰?guī)r經(jīng)白云巖化作用而成。
由于其孔隙度較大,常為石油或地下水的理想儲藏層。
成因
就白云巖的成因而言。從其形成條件而言,可將白云巖分為三類:
原生白云巖:原地沉積的白云巖,是在干燥炎熱的氣候(28℃~35℃)下蒸發(fā)作用而成。鹽度高,水淺(0 ~3 米深的潮汐帶上),PH值高于8.3 的咸化潟湖或海灣中形成,也可在陸上咸湖中形成,并常伴生有膏鹽層。
成巖白云巖:在碳酸鈣沉淀過程中,被白云石交代而成,通常分布不連續(xù),在石灰?guī)r層中呈透鏡體狀或斑塊狀,有時也成層狀分布,延伸一定距離。
次生白云巖:或稱后生白云巖,分布局限,常見于斷裂構(gòu)造帶。
開發(fā)利用
白云巖的主要用途白云石廣泛用于建材、陶瓷、焊接、橡膠、造紙、塑料等工業(yè)中。另外在農(nóng)業(yè)、環(huán)保、節(jié)能、藥用及保健等領(lǐng)域也得到了應(yīng)用。
(1)在冶金工業(yè)上的利用
白云巖在冶金工業(yè)中主要用做熔劑、耐火材料、提煉金屬鎂和鎂化物。
用作熔劑白云巖作為煉鐵和煉鋼的熔劑,可起中和酸性爐渣的作用,提高爐渣的堿度、降低爐渣中FeO的活度,以減輕爐渣對爐襯的侵蝕作用。輕燒白云石主要用于煉鋼,可提高鋼渣的流動性,作造渣劑使用,不僅可延長轉(zhuǎn)爐的壽命,提高爐渣的流動性,并可改善脫硫、脫磷反應(yīng)的進(jìn)行,還可節(jié)省大量螢石。目前我國生產(chǎn)1t鋼需消耗170kg白云巖。而在煉鐵時加入白云石可稀釋爐渣,降低爐渣熔點(diǎn),降低燃料的消耗,提高生鐵質(zhì)量。
用作耐火材料 白云巖作為堿性耐火材料,主要用于煉鋼的馬丁爐、托馬氏回轉(zhuǎn)爐的爐襯,也用作為堿性平爐爐底和爐坡材料及冶煉過程中的補(bǔ)爐材料。在冶煉優(yōu)質(zhì)鐵錳合金、硅鐵合金時,白云巖常為專用的爐料。同時在煉鋼造渣過程中,加入適量的輕燒白云石或生白云石,這是近年來一項(xiàng)新方法,以取代一部分生石灰,從而抑制爐襯中的MgO向渣中溶解。加入白云石可促使早期化渣,使渣中MgO達(dá)到飽和狀態(tài),以提高渣的粘性,對爐襯有較好的粘附性,起到保護(hù)爐襯的作用。
提取金屬鎂及鎂化物利用白云巖生產(chǎn)金屬鎂和鎂化合物,其生產(chǎn)工藝為電解法或高溫冶金法。電解白云巖的利用(12張)法是通過煅燒白云石與海水作用析出氫氧化鎂,然后與鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸V,最后干燥的氯化鎂和氯化鈉、氯化鈣一起在外加熱電解池熔融。高溫冶金法是將白云巖與硅鐵做成球團(tuán),在小直徑真空爐中,于1100℃下熔融,形成硅酸鈣爐渣,而鎂變成蒸氣,再用凝聚法回收。利用同樣方法,可生產(chǎn)氧化鎂、氫氧化鎂。氧化鎂是良好的耐火材料,而氫氧化鎂用作生產(chǎn)一系列其它有用的鎂化合物和用做塑料填料。國外還用白云巖生產(chǎn)碳酸鎂。
(2)在建材工業(yè)上的利用
白云巖經(jīng)適當(dāng)煅燒后,可加工制成白云灰,它具潔白、強(qiáng)粘著力、凝固力及良好的耐火、隔熱性能,適于做內(nèi)外墻涂料。將白云巖煅燒后,可用作氯化鎂水泥和硫化鎂水泥,因其具良好的抗壓強(qiáng)度、抗撓曲強(qiáng)度,且能防火、防蟲蛀的優(yōu)良性能,在添加其它填料后可起到很好的防水作用,故可作地板材料,而且價格低廉。白云巖粉可用于裂隙處理和作路面鋪料及水泥砂漿燒結(jié)渣。水泥中加入40%白云巖可加快水泥水化的速度。白云巖還可直接用來作建筑材料。此外,白云巖在建筑行業(yè)中用做水泥以及玻璃、陶瓷的配料,它能增加玻璃的強(qiáng)度和光澤。據(jù)悉,國外已用白云巖經(jīng)半煅燒后制成了無機(jī)氧化鎂泡沫及硅酸鹽磚。
(3)在化學(xué)工業(yè)的利用
白云石主要用于生產(chǎn)硫酸鎂、輕質(zhì)碳酸鎂等化工原料。
30%的稀硫酸和白云石按一定比例混合、反應(yīng)、分離濃縮,在溫升條件下使硫酸鈣沉析,所獲硫酸鎂溶液冷卻結(jié)晶,即得硫酸鎂(MgSO4×7H2O)。
從海水中提取Mg(OH)2,當(dāng)用煅燒白云石作沉淀劑時,也同時回收了白云石中的MgO,使產(chǎn)量增加。
白云石以煅燒、消化、碳化、過濾分離,得重鎂水,再加熱分解過濾,得輕質(zhì)碳酸鎂[xMgCO3×yMg(OH)2×zH2O]。輕質(zhì)碳酸鎂分解得輕質(zhì)氧化鎂,用它可燒制高純鎂砂。
(4)在農(nóng)業(yè)上的利用
白云巖可以用作土壤酸度的中和劑,亦可中和因使用尿素一類肥料而造成的酸性,使農(nóng)作物增產(chǎn)。白云巖主要用作酸性土壤的中和劑,使用它能補(bǔ)償由于農(nóng)作物吸收而帶來的土壤中鈣和鎂的損失,施用白云巖可使農(nóng)作物增產(chǎn)15-40%。方解石質(zhì)白云石經(jīng)處理后的農(nóng)用石灰,可作為農(nóng)藥來防冶害蟲。
(5)用作填料
白云巖可用于橡膠、造紙的填料。優(yōu)質(zhì)的白云巖粉可作昂貴的二氧化鈦填料的代用品,用作一些制品的填料,可改善制品的色度、耐風(fēng)化能力,提高機(jī)械穩(wěn)定性,減少收縮性和內(nèi)部張力,降低吸水、吸油能力及裂縫的擴(kuò)張,這類制品主要包括粘合劑、密封塑料、油漆、洗滌劑和化妝品等。