石灰石--中文百科全书

基本简介

碳酸钙是钙的碳酸盐化合物，化学式是CaCO3。基本上它并不溶于水。石灰岩是以碳酸钙为主要成分的矿物，质硬。是常见的岩石。另外白善土（俗称白土子）、霰石、方解石、白垩、石灰岩、大理石、石灰华等都是碳酸钙的存在形式。碳酸钙是动物背壳和蜗牛壳的主要成份。石灰石它还是重要的建筑材料，工业上用途甚广，是烧製石灰和水泥等的原料，橡胶製品和油漆等的填充物，亦可入葯。

石灰岩

(CaCO₃)简称灰岩，又叫石灰石，是以方解石为主要成分的碳酸盐岩。石灰岩主要是在浅海的环境下形成的。石灰岩按成因可划分为粒屑石灰岩（流水搬运、沉积形成）；生物骨架石灰岩和化学、生物化学石灰岩。石灰岩是喀斯特地形的主要构成成分，是一种在海、湖盆地中生成的灰色或灰白色沉积岩；主要由方解石（主要成分为碳酸钙）的微粒组成。方解石的主要来源通常是来自海洋生物的尸体沉降累积和陆地的落枝腐物残渣与泥沙一起在河或海床上累积。如果再经过高温高压的地壳运动，便会形成大理石(一种变质岩)。岩石中常有其他混入物，如白云石、粘土矿物和石英等，依所含混入物的不同，可以分为白云质石灰岩、粘土质石灰岩和硅质石灰岩；纯石灰岩中混入物一般少于5%。

石灰岩(CaCO₃)简称灰岩，又叫石灰石，是以方解石为主要成分的碳酸盐岩。石灰岩主要是在浅海的环境下形成的。石灰岩按成因可划分为粒屑石灰岩（流水搬运、沉积形成）；生物骨架石灰岩和化学、生物化学石灰岩。

石灰岩是喀斯特地形的主要构成成分，是一种在海、湖盆地中生成的灰色或灰白色沉积岩；主要由方解石（主要成分为碳酸钙）的微粒组成。方解石的主要来源通常是来自海洋生物的尸体沉降累积和陆地的落枝腐物残渣与泥沙一起在河或海床上累积。如果再经过高温高压的地壳运动，便会形成大理石(一种变质岩)。

岩石中常有其他混入物，如白云石、粘土矿物和石英等，依所含混入物的不同，可以分为白云质石灰岩、粘土质石灰岩和硅质石灰岩；纯石灰岩中混入物一般少于5%。

基本信息

中文名：碳酸钙

英文名：Calcium carbonate

别名：Carboni cacidcal ciumsalt;Limestone;Marble俗名；石灰石、方解石、大理石、白垩、霰石、汉白玉

产品名称：碳酸钙

分子式：CaCO3

分子量：100.09

CAS登录号：471-34-1

EINECS登录号：207-439-9

InChI=1/CH 2 O 3.Ca/c2-1(3)4;/h(H2,2,3,4);/q;+2/p-2

基本性质

物理性质

密度：2.93g∕cm3

摩氏硬度（MOH：3

熔点：825°C

水溶性：几乎不溶于水，在含有铵盐或三氧化二铁的水中溶解，不溶于醇。

安全资料：危险品标志Xi

危险类别码：R36/38

安全说明：S26;S37/39

状态：白色粉末。无臭、无味。露置空气中无反应，不溶于醇。

性质：遇稀醋酸、稀盐酸、稀硝酸发生泡沸，并溶解。高温条件下分解为氧化钙和二氧化碳。

化学性质

含量：二氧化硅0.07-1%、三氧化二铝0.02-1%、三氧化二铁0.03-1%、氧化钙48-55.22%、氧化镁0.08-1%。

石灰石块状/粉状：烧失量40.79%，硅4.62%，铝1.21%，铁0.52%，钙50.16%，镁1.10%。

白云石粉/块：硅0.19%，铝0.15%，铁0.17%，钙32.1%，镁21.19%。

碳酸钙是石灰石的主要组成部分，石灰石是生产玻璃的主要原料。石灰和石灰石大量用做建筑材料，也是许多工业的重要原料。碳酸钙可直接加工成石料和烧製成生石灰。石灰有生石灰和熟石灰。生石灰的主要成分是CaO，一般呈块状，纯的为白色，含有杂质时为淡灰色或淡黄色。生石灰吸潮或加水就成为消石灰，消石灰也叫熟石灰，它的主要成分是Ca(OH)2。熟石灰经调配成石灰浆、石灰膏、石灰砂浆等，用作涂装材料和砖瓦粘合剂。水泥是由石灰石和粘土等混合，经高温煅烧製得。玻璃由石灰石、石英砂、纯硷等混合，经高温熔融製得。炼铁用石灰石作熔剂，除去脉石。炼钢用生石灰做造渣材料，除去硫、磷等有害杂质。电石（主要成分是CaC2）是生石灰与焦碳在电炉裏反应製得。纯硷是用石灰石、食盐、氨等原料经过多步反应製得（索尔维法）。利用消石灰和纯硷反应製成烧硷（苛化法）。利用纯凈的消石灰和氯气反应製得漂白的。利用石灰石的化学加工製成氯化钙、硝酸钙、亚硫酸钙等重要钙盐。消石灰能除去水的暂时硬性，用作硬水软化剂。石灰石烧加工製成较纯的粉状碳酸钙，用做橡胶、塑胶、纸张、牙膏、化妆品等的填充料。石灰与烧硷製成的硷石灰，用作二氧化碳的吸收剂。生石灰用作干燥剂和消毒剂。农业上，用生石灰配製石灰硫黄合剂、波尔多液等农葯。土壤中施用熟石灰可中和土壤的酸性、改善土壤的结构、供给植物所需的钙素。用石灰浆刷树干，可保护树木。

主要分类

生产方法分类

根据碳酸钙生产方法的不同，可以将碳酸钙分为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、胶体碳酸钙和晶体碳酸钙。

重质碳酸钙

重质碳酸钙（俗称，重钙，单飞粉、双飞粉、三飞粉、四飞粉）calcium

碳酸钙粉末

carbonate，heavy

分子式：CaCO3分子量100.09简称重钙，是用机械方法（用雷蒙磨或其它高压磨）直接粉碎天然的方解石、石灰石、白垩、贝壳等就可以製得。由于重质碳酸钙的沉降体积比轻质碳酸钙的沉降体积小，所以称之为重质碳酸钙。

性质：白色粉末。无臭、无味。露置空气中无变化，比重2.710。熔点1339ºC。几乎不溶于水在含有铵盐或三氧化二铁的水中溶解，不溶于醇。遇稀醋酸、稀盐酸、稀硝酸发生泡沸，并溶解。加热分解为氧化钙和二氧化碳。

用途：按粉碎细度的不同，工业上分为四种不同规格：单飞、双飞、三飞、四飞，分别用于各工业部门。

製法及工艺流程

粉碎法：系将含CaCO3在90%以上的白石用雷蒙磨或其它高压磨经粉碎、分级、分离，而製得的成品。

包装：塑胶袋包装，每袋凈重50公斤。

储运注意事项储存于干燥的库房中。运输中防止袋破。不得与液体酸类共储混运。

轻质碳酸钙

轻质碳酸钙（沉淀碳酸钙）calciumcarbonate，light分子式CaCO3分子量100.09。又称沉淀碳酸钙，简称轻钙，是将石灰石等原料煅烧生成石灰（主要成分为氧化钙）和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳（主要成分为氢氧化钙），然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀，最后经脱水、，干燥和粉碎而製得。或者先用碳酸纳和氯化钙进行复分解反应生成碳酸钙沉淀，然后经脱水、干燥和粉碎而製得。由于轻质碳酸钙的沉降体积（2.4-2.8mL/g）比重质碳酸钙的沉降体积（1.1-1.4mL/g）大，所以称之为轻质碳酸钙。

性质：白色粉末。无味，无臭。比重约2.71。在825～896.6ºC分解。熔点1339ºC。有无定形和结晶形两种形态，结晶形中又可分为斜方晶系和六方晶系，呈柱状或菱形。难溶于水和醇。溶于酸，同时放出二氧化碳，呈放热反应。也溶于氯化铵溶液中。在空气中稳定，有轻微的吸潮能力。

用途：可用作橡胶、塑胶、造纸、涂料和油墨等行业的填料。广泛用于有机合成、冶金、玻璃和石棉等生产中。还可用作工业废水的中种剂、胃与十二指肠溃疡病的製酸剂、酸中毒的解毒剂、含SO2废气中的SO2消除剂、乳牛饲料填加剂和油毛毡的防粘剂。也可用作牙粉、牙膏及其它化妆品的原料。

製法及工艺流程

碳化法：系将石灰石与白煤按一定比例混配后，经高温煅烧、水消化、二氧化碳碳化，再经离心脱水、干燥、冷却、粉碎、过筛即得成品。

CaCO3==CaO+CO2↑

CaO+H2O→Ca(OH)₂

Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O

包装：麻布袋或塑胶袋包装。每袋凈重50公斤或25公斤。

储运注意事项：储于干燥处。避免与酸类物质接触。运输中应小心，不得散包。注意防潮。

粉体粒径分类

碳酸钙产品是一种粉体，根据碳酸钙粉体平均粒径（d）的大小，可以将碳酸钙分为微粒碳酸钙（d>5μm）、微粉碳酸钙（1μm

轻质碳酸钙的粉体特点

a、颗粒形状规则，可视为单分散粉体，但可以是多种形状，如纺锤形、立方形、针形、链形、球形、片形和四角柱形。这些不同形状的碳酸钙可由控製反应条件製得。

b、粒度分布较窄。

c、粒径小，平均粒径一般为1-3μm。要确定轻质碳酸钙的平均粒径，可用三轴粒径中的短轴粒径作为表现粒径，再取中位粒径作为平均粒径。以后除说明外，平均粒径，即指平均短轴粒径。

重质碳酸钙的粉体特点

a、颗粒形状不规则，是多分散粉体。

b、粒径分布较宽。

c、粒径大，平均粒径一般为5-10μm。要确定重质碳酸钙的平均粒径，需要测定粒径分布函式和诸如颗粒沉降速度或比表面积之类的粉体现象函式。作为一种简便的方法是在电子显微镜照片上测量颗粒投影的长度和宽度，计算几何平均粒径作为表观粒径，再取中位粒径作为平均粒径。

微观排列分类

根据组成碳酸钙的原子和离子的排列是否有规律，可以将碳酸钙分为晶体碳酸钙和非晶体碳酸钙。

胶体碳酸钙

胶体碳酸钙(活化碳酸钙，白艳华)calciumcarbonate，activeated，分子式CaCO3分子量100.09。又称改性碳酸钙、表面处理碳酸钙、胶质碳酸钙或白艳华，简称活钙，是用表面改性剂对轻质碳酸钙或重钙碳酸钙进行表面改性而製得。由于经表面改性剂改性后的碳酸钙一般都具有补强作用，即所谓的“活性”，所以习惯上把改性碳酸钙都称为活性碳酸钙。

性质：白色细腻、轻质粉末，粒子表面吸附一层脂肪酸皂，使CaCO3具有胶体活化性能。比重1.99～2.01。

胶体碳酸钙不溶于水，遇酸分解，灼烧变成焦黑色，放出二氧化碳并生成氧化钙。其活性比普通碳酸钙大，具有补强性。易分解于胶料之中。

用途：橡胶的填充料，可使橡胶色泽光艳、伸长率大、抗张强度高、耐磨性能良好。还用作製人造革、电线、聚氯乙烯、涂料、油墨和造纸等工业的填料。可使成品具有一定的抗张强度及光滑的面板。生产微孔橡胶时，可使其发泡均匀。

製法及工艺流程

碳化法：石灰石在高温下煅烧之后，先用水消化，再经筛滤、碳化、表面处理、干燥粉碎后，即得胶体碳酸钙成品。

CaCO3→CaO+CO2↑

CaO+H2O→Ca(OH)2

Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O

包装：内用双层塑胶袋，外用麻袋包装。每袋凈重20公斤或50公斤。

储运注意事项：储存于干燥的库房中。避免与酸类物质接触。注意防潮。

晶体碳酸钙

晶体碳酸钙（calciumcarbonate，crystal）

分子式CaCO3分子量100.09

性质：纯白色，六方结晶型粉末。比容1.2～1.4毫升/克。溶于酸，几乎不溶于水。

用途：用于牙膏、医葯等方面。亦可用作保温材料和其它化工原料。

製法及工艺流程

氯化钙碳化法：系将氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙，氯化钙用二氧化碳碳化后即得碳酸钙，再经结晶、分离、洗涤、脱水、烘干、筛选后，得结晶碳酸钙成品。

Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+2H2O

CaCl2+2NH4OH+CO2→CaCO3+2NH4Cl+H2O

包装：内用双层塑胶袋、外用麻袋或塑胶编织袋包装。每袋凈重20公斤。

储运注意事项：储于阴凉处，防高温。运输中防止勾挂散包。

石灰石：主要矿物成分为方解石。矿物颗粒和晶体结构不多见，表面平滑，呈小颗粒状。硬度不一，有些致密石灰石可以抛光。颜色有黑、灰、白、黄和褐色。石灰石含海水形成的石灰，故而得名。大理石、石灰石、白垩、岩石等天然矿物的主要成分是碳酸钙。

石灰石的形成

石灰岩主要是在浅海的环境下形成的。石灰岩按成因可划分为粒屑石灰岩（流水搬运、沉积形成）；生物骨架石灰岩和化学、生物化学石灰岩。按结构构造可细分为竹叶状灰岩、状灰岩、团块状灰岩等。石灰岩的主要化学成分是碳酸钙易溶蚀，故在石灰岩地区多形成石林和溶洞，称为喀斯特地形。

石灰岩中一般都含有一些白云石和黏土矿物，当黏土矿物含量达25%~50%时，称为泥质岩。白云石含量达25%~50%时，称为白云质灰岩。石灰岩分布相当广泛，岩性均一，易于开採加工，是一种用途很广的建筑材料。

石灰岩的主要成分是碳酸钙，可以溶解在含有二氧化碳的水中。一般情况下一升含二氧化碳的水，可溶解大约50毫克的碳酸钙。

据地质学家在桂林地区调查，发现那裏的水每年可溶解、侵蚀石灰岩表层大约有指甲那麽薄的一层。别看每年只溶蚀这麽一点儿，但是地球发展的历史是极其漫长的。就以最近的地质时期——第四纪来说，大约也有300万年了。即便这样缓慢的溶蚀速度，300万年也可以溶蚀900米呢！而桂林的孤峰也只有一二百米高，常见的溶洞的最大高度也只有几十米。但也不是有石灰岩的地方都能形成这种地形地貌，而是需要有大面积、大厚度、地质纯凈的石灰岩，还要求有温暖潮湿的气候条件才有可能发育成如此完美的地貌，形成那样美丽的自然风光。