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白云石粉體在各個工業領域的應用發布日期:2016-04-23
 我國白云石資源非常豐富,具有儲量大、質量優等特點,具有廣泛的應用前景。以白云石為原料開發研制的鎂系列產品在我國的經濟建設和社會發展中占有極其重要的地位和作用,它主要用作化學建材、耐火材料、密封材料、電氣絕緣材料、高級陶瓷材料等領域。
白云石的開發及應用 
1. 1 鎂產品的生產 
(1)  煉鎂工業 
       白云石生產鎂的方法主要分為電解法和硅熱法(皮江法)。電解法耗電大,成本高,對工藝要求嚴格,流程復雜,并帶有大量的氯氣產生,不利于環境?;?。硅熱法主要指皮江法,目前在國內來說,因原材料易得,成本相對較低,生產規模靈活,技術易掌握,冶煉金屬鎂一般采用皮江法。皮江法煉鎂的主要工藝流程是:白云石煅燒后破碎研磨成粉,與硅鐵粉、螢石粉混合均勻制團,在真空條件下還原制取粗鎂,經過熔劑精煉、鑄錠、表面處理,制得成品鎂錠。在我國,皮江法煉鎂應用較為普遍,但也存在盲目建廠、白云石消耗量大、還原渣處理不到位污染環境等缺點。應加強技術管理,降低產品成本,實現自動化作業,提高勞動生產效率。
(2)  生產碳酸鎂 
       碳酸鎂是鎂鹽中的重要產品,目前,由白云石生產的碳酸鎂產品主要由輕質碳酸鎂、球狀碳酸鎂和透明碳酸鎂三種。

表 1 白云石生產碳酸鎂產品特點及用途
(3) 生產硫酸鎂 
       七水硫酸鎂晶體(MgSO4·7H2O)是一種重要的化工原料,在農業上用作肥料,在食品、飼料、水泥、印染、醫藥等行業都具有廣泛的應用。七水硫酸鎂根據用途的不同,可分為試劑級、醫藥級、食品級、飼料級、工業級、肥料級等規格。以白云石為原料制取硫酸鎂,其方法是將白云石高溫煅燒后,與一定質量濃度的硫酸按一定比例混合反應,根據產物的溶解度在各種溫度下不同的特點,將硫酸鎂和硫酸鈣分離濃縮,并改變溫度條件,使硫酸鈣等雜質進一步沉淀出來,將硫酸鎂溶液冷卻結晶,制得硫酸鎂晶體,同時可得副產物 CaSO4·H2O,產物純度較高。
(4)生產氧化鎂 
       氧化鎂是重要的無機化工基本原料之一,作為填充劑,在工業上廣泛應用于橡膠、陶瓷電線電纜等行業。此外,氧化鎂也是不可缺少的耐火材料。從白云石中提取氧化鎂的新工藝主要有白云石碳化法、鹵水-白云石法、酸解法、銨浸法等。
1. 2 耐火材料 
       耐火材料一般是指耐火度在 1580℃以上的無機非金屬材料,它包括天然礦石及按照一定要求經一定工藝制成的各種產品,具有高溫力學性能和良好的體積穩定性,是各種高溫設備必需的材料。耐火材料是為高溫工業服務的重要基礎材料,與鋼鐵、有色金屬、建材、輕工電子及化工等工業發展密切相關。
       白云石在 900℃~1100℃下煅燒得到 CaO 與 MgO 的混合物稱作輕燒白云石,其活性較大,易于水化,使其用量和使用性能受到了影響。多采用二步煅燒法將輕燒白云石進行二次煅燒燒結,提高其抗水性,防止破裂和粉化。也可通過機械和添加物活化的方法制取燒結溫度較低、致密度較高的的白云石砂。由白云石制得的耐火材料主要用于煉鋼轉爐襯,平爐爐膛,電爐爐壁,其次用于爐外精煉裝置和水泥窯等熱工設備。
1. 3 建材行業的應用 
(1)  鎂質膠凝材料 
       鎂質膠凝材料已大量用于生產房屋內部隔墻材料、屋面波紋瓦、大型機電設備的包裝箱型材、室內裝飾材料等。白云石在 700~800 左右煅燒時,MgCO3 可分解生成 MgO 作為膠凝材料的原料,化學性質穩定的 CaCO3 作為填料。將活性 MgO 與 MgCI2 水溶液混合攪拌成型就能生成強度很高的氯氧鎂水泥制品,也可用于生產氫氧化鎂水泥和硫酸氧化鎂水泥。
       白云石在煅燒后分解產生的 CaO、MgO 兩種主要物相,其中游離的 CaO 早期膨脹系數大,MgO 后期膨脹系數大,所以當溫降引起大體積混凝土的體積收縮時,MgO后期膨脹作用能大大抵消這一收縮。白云石開發的膨脹水泥,不需加其它膨脹劑。因此,在建材行業白云石目前正被用來開發膨脹水泥。
(2)  玻璃和陶瓷工業生產 
       白云石能夠提供玻璃制造所需要的 CaO、MgO 成分,其中 CaO 可以在純堿-灰質-硅質體系中起到熔劑作用。此外白云石還可減少玻璃老化、防止大氣或水分產生的化學侵蝕、改善彩色玻璃的可塑性、提高玻璃強度。
       在陶瓷生產方面,陶瓷的坯料和釉料中通常采用白云石引入的 CaCO3 和 MgO 成分以代替滑石粉和方解石。另外,MgO 可以降低坯體和燒成溫度,促進石英的溶解和莫來石相的形成,增加石英用量,減少長石用量,從而增加坯體的透明度;由于白云石為復鹽礦物,添加白云石的釉料更耐煙熏,析晶現象較少。
1. 4 生產白云石粉  
       將白云石直接粉碎到一定粒度可制成白云石粉,多用于橡膠、塑料、涂料工業中作填料,也可添加助劑后作為固硫劑、排煙脫硫劑等。白云石粉體產品的生產方法有干法和濕法兩種。干法是經選礦、剔除紅筋、水洗泥土后的白云石,直接進行機械粉碎到一定粒度,或直接應用,或經表面處理成活性白云石粉體材料。濕法是將一定粒度的白云石粉送入濕法研磨機中,在有水的懸浮液狀態下,添加微量研磨助劑進行研磨,可制成超細粉體產品。
(1)  在造紙中的應用 
       白云石的晶體結構與方解石類似,價格低廉,擁有較高的不透明度,經濕法研磨后可以部分代替重質碳酸鈣作為造紙填料或用于制備復合材料,改善紙張的性能,更加合理有效地利用資源,降低成本。
表 2 白云石填料與GCC 基本特性
       劉銀等在 Ca(OH)2-H2O-CO2體系中加入一定量的白云石超細粉體,對其進行納米包覆改性。改性后白云石作為造紙填料,成紙抗張指數、耐破指數、撕裂指數、耐折度和留著率等均有所提高。對白云石礦進行揀選、破碎、磨細后可制得白云石粉,在一定程度上可取代橡膠、涂料、塑料等行業中的輕鈣粉或重鈣粉,具有廣闊的發展前景。
(2)  在農業中的應用 
       白云石用作鎂肥,可以提供農作物生長中所必需的中量元素鎂,且 0.8~1.2µm 的白云石微??勺雜閃鞫?,用作肥料的填料能改善植物對土質營養的吸收利用條件,減少結塊,便于調節肥料的配比。白云石粉呈堿性,可直接加入到尿素肥料中,調節土壤的 Ph 值,能增加作物產量 15%~40%,而且還可提高除草劑藥效。
(3)  在涂料中的應用 
       白云石通過水選、烘干、粉碎、研磨、分級等工序后,再經過化學處理、表面處理、Ph 值調節、漂洗等工藝,制得新型體制顏料。其化學成分穩定,具有耐候性、防腐性、粉末細、易分散、白度高、成本低、工藝獨特等諸多優點,可供各種油漆使用。生產的涂料具有能夠降低鈦白粉的用量、硬度大、手感好、流感好、附著強等特性,應用效果好于重質碳酸鈣。
(4)  水處理中的應用 
       酸性廢水處理方法通常是先用中和法。白云石粉可作過濾材料用于水處理,特別是使用于從飲用水到工業用水、游泳池用水等的中和處理。另外,利用白云石粉處理含鐵、錳、鉻、鉛等重金屬廢水的研究正在深入進行中。
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