白云石的综合利用

种新型填加剂和着色剂 ，可以部分或全部替代轻 钙粉和
立德粉。
经表面改性的白云石粉，能使橡胶制品的补 强性能
大大增加。改性白云 石粉是用表面改性剂对白云 石粉进
行表面涂覆，然后再 作填料。常用的表面改性剂 有硬脂
酸或硬脂酸脂、钛酸脂、锆 铝酸脂、混合硅烷偶 联剂
等。
改性目的是改变白云石粉 表面碱性，克服填 料与橡
土、类似木料的菱镁制品 ( 锯木板、刨花板、隔音板、
绝热板 ) 以及人造大理石等，特别用于胶结有机材料和
填 充水泥制品的破损、裂缝和 剥落部位。菱镁地面砖具
有 木地板的弹性、韧性和保温性能，且能防火防蛀、抗
水性好、不开裂、价格便宜。它是由含镁水泥 ( 氯化镁
或硫酸镁溶液拌合苛性白云石粉制成 ) 作胶结料，再添
[ 关键词] 白云石，微晶玻璃，陶瓷，氢氧化镁
1 、引言 白云 石是地球上重要的钙镁资源 ，在我国有着极其
丰 富的蕴藏量。主要产地在山东、辽宁、山 西、河北和 两湖等地。白云岩主要由白云石〔CaMg( CO) 〕为主
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要 组分的碳酸盐岩组成，在 形成过程中由于受到不同地 质 作用和环境的影响，所以常 常混入一些方解石、粘土 矿 物、燧石、菱镁矿等杂质，有时含有石膏 、硬石膏、 天 青石、重晶石 、黄铁矿和有机质等 。它是一种用途非 常 广泛的非金属矿产。 2 、白云 石矿系列产品开发及应用
的 填充剂。
( 3) 轻质透明碳酸镁的生产及应用。轻质透明碳酸
镁 又称透明碳酸镁，主要特 点是颗粒细小且粒径均匀，
属 于精细无机化工产品，除用于油漆、涂料、油墨作添
加 剂和牙膏、医 药、化妆品等外，主要用作透明或浅色
橡 胶制品的填充补强剂。
2. 2. 2 生产氧化镁
氧化镁作为 填充剂，在工业上广 泛应用于橡胶、搪
润，从而更倾向于与 聚合物基体形成良好的界面粘 结；
对于纳米碳酸钙来讲，它紧密的包覆在微米级粒 子表
面，总 体尺度为微米级，所 以不存在分散问题，并且整
个颗粒内部为实心核，不象团聚体那样存在空隙，减少
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2006年第3期 《中国粉体工业》
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了 缺陷的发生；纳米包覆粒子 具有碳酸钙的优点，可拓
镁 又称球状碳酸镁，它主要 是以可溶性镁盐和碳酸盐为
原 料进行制备，由于原料价格 高，其生产成本相对较
高 。为此，可采用白云石为原料生产 球状碳酸镁。它具
有 良好的填充性、分散性和流 动性，能提高橡胶抗拉强
度 和耐磨性，是橡胶、塑料 等制品的优良填充剂和补强
剂 ，还可用作油 漆、涂料、牙膏、化妆品和医药等工业
业在世界上发展较为迅 速，主要通过苦士提取或 海水滩
田日晒生产 MgSO ·7H O，也有采用白云石作为原料，
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通过硫酸法制备 MgSO ·7H O晶体的报道。
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利用白云石制取硫酸镁，不仅能够得到硫酸 镁
( MgSO ·7HO) 的晶体，同时可以得到副产品 Ca SO ·
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H O。 2
2. 2. 4 生产氢氧化镁
胶之间的结合性能，减少收缩和内应力，防止裂 纹扩
散，提高制品强度的 加工性能。
2. 2. 6 生产纳米碳酸钙包覆白云石粉
利用纳米碳酸钙包覆白云 石，纳米碳酸钙是 其表面
修饰剂，可以将白云 石由于机械破碎而形成的锐 利的棱
角钝化，同时使平整 的晶体解理面变的粗糙，粗 糙度较
大的平面能使接触角减 小，同时也会更容易被偶 联剂浸
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《中国粉体工业》 2006 年第 3 期
作铁水孔堵孔材料更好，销售价格大概在 1000元/ 吨
左 右，具有比较好的前景。
2. 2 化 工行业
2. 2. 1生产碳酸镁
生产碳酸镁要求白云石的化学成分( %) 如下：
MgO>18，CaO>29，Si O <4，对 K O、Na O及酸不溶
氢氧化镁的生产，除了通过上面生产氧化镁 的中间
过程得到外，还可以 用白云石氨化法或酸法分解 白云石
制得。
2. 2. 5 生产白云石粉
白云石经过拣选、破碎、磨细到 325～1250 目就成
为白云石粉。白云石 粉填加在天然橡胶和合成橡 胶中，
其橡胶性能与填加轻钙 粉的性能基本相同，但造 价却低
于轻钙粉。利用白云 石生产橡胶通用型钙镁粉，作为一
量 较优，故目前国内普遍采 用白云石碳化法生产轻质碳
酸 镁。该产品是无机化工基本 原料，主要用于制造镁
盐 、氧化 镁、单 质镁、防火材 料、印 刷油墨、陶瓷、日
用 化工、橡胶制品的填充剂和 补强剂，还可用于造船、
锅 炉、炼 钢、玻璃、颜料、医药等行业。
( 2 ) 轻质球状碳酸镁的生产及应用。轻质球状碳酸
2006年第3期 《中国粉体工业》
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白云石矿的综合开发与应用
崔礼生 1 付希明 2
（1 烟台金博士科技有限公司 2 640 02 2营口珅珅 隆石材有限公司115 007）
[ 摘 要] 白云石是一种用途非常广泛的非金属矿产资源。对其在化工、冶金、建材及其它行业的开发利用的论述，描述了白云石的综合 利用前景。
( 光) 石的主要矿物原料，同时一些结构紧密、质地细腻
的白云岩还作为装饰材 、工艺材得到很快发展。据悉，
以优质白云岩为主料烧 制的镁质复合材，用其进 一步加
工成地板砖、墙体砖 及板材等新型装饰材料，具 有重量
轻、强 度大、抗老化 、美观大方等 诸多特点，深 受人们
青睐。以白云石为主 要材料制作的装饰栏杆、装 饰品也
加一些填料等制成。在含镁水泥中掺入 10 %～20 %的
添加剂 ( 赤页岩、粉煤灰、滑石粉或白云石粉) ，可克服
菱 镁地面砖易翘曲变形、表面 吸潮返卤等弊病，产品被
大 量用于工业厂房，公共建筑 及民用建筑的地面、墙面
及 柱面。
近几年来，随着 建筑业地持续发展，促进了 硅质白
云岩的开发应用。白 云岩不仅成为人造大理石、水磨
非常畅销。
2. 3. 2 玻璃生产中的应用
2. 3. 2. 1生产玻璃
白云石和石灰石是玻璃原料中除硅砂和苏打粉外的
第三大组分。瓶罐玻 璃生产中，苏打粉是最贵的 组分，
加石灰石可以部分取代 苏打粉，但会产生不良影响 ，而
采用引入白云石中氧化 镁的办法能进一步降低成本 。白
云石在玻璃工业中还能 提供氧化钙，加入纯碱— 灰质—
害组分 CaO不会出现。然后将活性 MgO与 MgCl 水溶 2
液混 合搅拌成型养护就能生成强度很高的氯氧镁水泥制
品。
制造 氯氧镁水泥是白云岩的另一 重要用途。这种含
镁 水泥具有良好的抗压、抗 挠曲强度和抗腐蚀等特性。
尤 其是采用隔焰锻烧白云岩制 备的苛性粉，进而配制的
氯 氧镁水泥安定性更佳。含 镁水泥已被广泛地用于地板
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物 含量无确定要求。目前，生产的碳酸镁主要有以下三
种：轻质碳酸镁、轻质球状 碳酸镁和轻质透明碳酸镁。
( 1) 轻质碳酸镁的生产及应用。在轻质碳酸镁的工
业 生产中，因采 用原料不同，主要有 三种生产方法：白
云 石碳化法、卤 水碳化法、硫酸铵转 化法。由于白云石
矿 分布广，储量 大，成本低，生产易于控制 ，产品的质
益。玻璃、陶 瓷用白ຫໍສະໝຸດ 岩质量要求 一般是：Mg O≥19%、CaO≥ 26%、Al O ＜ 1%、Fe O ＜ 0. 2%。
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2. 3. 2. 2 生产微晶玻璃
金矿尾砂、白云石等为原料，Cr O 为成核剂，制 23
成微晶玻璃及铸石板材 制品，其性能指标均优于 天然大
理石及花岗岩，适于 作建筑材料、化工耐腐蚀材 料或冶
硅质体系，起到熔剂作用。此外，白云石还可以 减少玻
璃老化、阻止大气或 水分产生的化学侵蚀、改善 彩色玻
璃的可塑性、提高玻 璃强度。
制造玻璃加入一定量白云 岩粉，可以有效降 低玻璃
的高温粘度，提高制 品的化学稳定性和机械强度。实践
还表明：在制取低温 陶瓷、浮法玻璃配料中引入 白云岩
粉，可显著地节约能 耗，获得很好的社会效益和 经济效
瓷 、电线电缆等 行业。此外，氧化镁也是不可缺少的耐
火 材料。目前，国内从白云 石中提取氧化镁的新工艺有
白 云石循环法。
另外，以白云石为主要原料制 备特种硅钢级氧化镁
的生 产工艺及方法也得到了发展。
2. 2. 3 生产硫酸镁
硫酸镁晶体 ( MgSO ·7HO) 又称泻利盐，应用于医
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药、农业、水泥、印 染、食 品等方面。目前，硫 酸镁工
金、采矿工业用耐磨 材料，为解决环境污染问题 开辟了
一条有效途径。
2. 3. 3 陶瓷生产中的应用
坯料及釉料中采用白云石，引入 MgO和 Ca CO 成 3
分以代替 滑石和方解 石。Mg O 的作用是：改 变混料系
作 为原料生产的。现在人们 考虑采用白云石代替菱镁矿
生产 MgO。白云石( Ca Mg[ CO] ) 是由 CaCO 与
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MgCO 所组成的复盐，在 790℃左右时煅烧，可分解出 3
MgO，而 Ca CO 不产生分解。分解出的 MgO作为胶凝 3
材料的原料，CaCO 作为不起化学作用的填料，而使有 3
2. 1 冶 金行业 2. 1. 1 炼镁工业 原矿粒度为 30～120mm的白云石是生产金属镁的 重 要原料，其冶炼方法主要分 为两大类，即电解法和硅 热 还原法。电解 法工艺流程复杂，投资高、建厂慢、电 耗 大，并且副产 品是氯气，易造成环 境污染，只有大规 模 生产时才能获取经济效益，所以小型镁厂不宜采用此 法；硅热还原法 又分为半连续法、内 热法和皮江法。半 连 续法和内热法虽然单体设备 生产能力大，但运转电耗 高 ，且工艺技术还有待改进。皮江法是将白云石煅烧后 与硅铁、萤石混合制成球，在 1100℃真空炉内加热， 还 原产生镁蒸汽及其他物质，再将镁蒸汽冷却后回收并 铸 成镁锭。目前 在国内来说，冶炼金 属镁，一般都采用 硅热还原法，这种方法生产的镁占金属镁产量的20 %。 该 方法中，镁产出率的高低 与煅烧白云石的活性度高低 一致，而煅烧白云石的活性度又与白云石的 MgO、 CaO、Si O 的成分含量、最佳焙烧温度、时间，储存时
块 、快速凝固路面铺 砌和路面裂纹裂缝的修补等。
此外 ，通过煅烧白云石生 成苛性白云石后，也可加
工 成氢氧化镁水泥和硫酸氧化 镁水泥。这两种非水硬性
胶 凝材料具有生产工艺简单、凝结硬化快、强度高、粘
结 力强、弹性好、耐磨 、成型 方便、低耗能 等优点，具
有 很高的开发和使用价值。用 它可生产抹灰砂浆、混凝
宽 其他颜色发暗的粉体的使用 领域；由于表面包覆的碳
酸 钙是纳米级，所以包覆粒子 的比表面积大大提高，粒
子 的表面能和化学活性都有所 提高，使得无机填料粒子
与 有机高分子能更好的粘结，形成良好的界面。
2. 3 建材行 业
2. 3. 1 镁质胶凝材料的开发
镁质胶凝材料的主要原料是 MgO，它是以菱镁矿
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间 的长短有关。
2. 1. 2 耐火材料 白云石作为碱性耐火材料 的重要原料之一，其重要 性仅次于菱镁矿，主要用于炼钢转炉 衬，平炉炉膛，电 炉炉壁，其次用于炉 外精炼装置和水泥窑等热工 设备。 白云石可制作白云石砖系 列（目前主要有常 规白云 石砖、增锆白云石砖、增锆 镁白云石砖等）、电熔 白云 石碳砖和电熔镁白云石 碳砖等。后两者的使用结 果表 明，电熔白云石碳砖 比烧结合成的镁白云石碳砖 使用效 果要好，而与镁碳砖的水平相近。另外，采用高 纯白云 石加入铁矿进行煅烧制 造的焦油白云石砖做炉衬时 ，采 用喷补白云石喷补料的 方法，可使炼炉的寿命显 著提 高。例 如，日本采用喷补这 一方法，可使炉龄提 高到几 千炉至一万炉，而大型炉每年要耗用 25～50千吨喷补 级白云石。在水泥回 转窑上，与镁尖晶石砖和镁 铬砖相 比，白云石砖系列作 高温烧结带内衬更为适宜。但是， 白云石砖作为耐火材料 ，其易水化性使其用量和 使用性 能受到了影响。因而 ，在制砂和制砖时常常采用 有利于 提高抗水化性的工艺，如采用二步煅烧，通过机 械和添 加物活化的方法制取烧 结温度较低、致密度较高 的白云 石砂。所以，目前制 砂工艺正向电熔和高纯烧结 砂及合 成砂方向发展。 另有报道，烧成 直接结合白云石砖的抗水化 性比沥 青结合砖高 4倍，而烧成砖经沥青浸渍后又可进一步提 高抗水化性。 2. 1. 3 炼铁高炉堵孔材料 据报道，武钢曾把原矿粒度为 0～30 mm的白云石 直接作为高炉铁水孔堵孔材料。如果将 0～30 mm的白 云石烧白作为炼钢高炉 铁水孔堵孔材料，效果比 直接用