一.导言

白云石是地球上重要的钙镁资源，在中国储量极其丰富。主产于山东、辽宁、山西、河北、湖南、湖北等省。白云石主要由以白云石[CAMG (Co3) 2]为主要成分的碳酸盐岩组成。在形成过程中，由于受不同地质作用和环境的影响，常混有方解石、粘土矿物、燧石和菱镁矿等一些杂质，有时还含有石膏、硬石膏、天青石、重晶石、黄铁矿和有机质。它是一种用途广泛的非金属矿物。

二。白云石系列产品的开发与应用

(1)冶金工业

1.镁冶炼工业

原矿的粒度为

直径为30 ~ 120 mm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。电解工艺复杂，投资高，建设慢，电耗高，副产氯气，易造成环境污染。只有进行规模化生产，才能获得经济效益，所以这种方法不适合小型镁厂。硅还原法分为半连续法、内热法和皮江法。半连续法和内热法虽然单台设备生产能力大，但运行电耗高，工艺技术有待提高。皮江法是将白云石煅烧，与硅铁、萤石混合，制成球，在1100℃的炉中加热，还原产生镁蒸气等物质，然后将镁蒸气冷却，回收，铸成镁锭。目前，我国普遍采用硅热还原法炼镁，该方法生产的镁占镁产量的20%。在该方法中，镁的收率与煅烧白云石的活性一致，煅烧白云石的活性与MgO、CaO和SiO2的含量、最佳焙烧温度、时间和存放时间有关。

2.耐火材料

白云石是碱性耐火材料的重要原料之一，其重要性仅次于菱镁矿。主要用于炼钢转炉炉衬、平炉和电炉炉墙，其次是炉外精炼装置、水泥窑等热工设备。

白云石可用于制作白云石砖系列(目前有常规白云石砖、富锆白云石砖、富锆镁白云石砖等。)，电熔白云石碳砖和电熔镁白云石碳砖等。后两者的应用结果表明，电熔白云石碳砖的使用效果优于烧结镁白云石碳砖，电熔白云石碳砖的水平与镁碳砖相近。另外，在铁矿石中加入高纯白云石煅烧焦油白云石砖作炉衬时，采用喷补白云石喷补的方法，可显著延长熔炼炉的使用寿命。如日本的喷补法可将炉龄提高到几千至一万炉，而大炉每年消耗喷补白云石25 ~ 50千吨。与镁尖晶石砖和镁铬砖相比，白云石砖系列更适用于水泥回转窑高温烧结带的内衬。但白云石砖作为一种耐火材料，容易水化，影响其用量和使用性能。因此，在制砂、制砖过程中，常采用两步煅烧和机械、添加剂活化来提高抗水化能力，制备烧结温度低、密度高的白云石砂。因此，目前制砂技术正朝着电熔、高纯烧结砂和合成砂的方向发展。

此外，据报道，烧结直接结合白云石砖的抗水化性能比沥青结合砖高4倍，经过沥青浸渍后，烧结砖的抗水化性能可以进一步提高。

3.炼铁高炉用堵孔材料

据报道，WISCO曾使用粒度为0 ~ 30 mm的白云石作为高炉铁水孔的封堵材料。若将0 ~ 30 mm白云石作为炼钢高炉铁水孔堵塞材料，效果比直接作为铁水孔堵塞材料要好，售价在1000元/t左右，前景良好。

(2)化学工业

1.碳酸镁的生产

生产碳酸镁所需的白云石的化学成分(%)如下:MgO >: 18，CaO >；29，二氧化硅& lt4.对K2O、Na2O和酸不溶物含量没有明确要求。目前生产的碳酸镁有三种:轻质碳酸镁、轻质球形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，由于原料不同，主要有三种生产方法:白云石碳化法、卤水碳化法和硫酸铵转化法。由于白云石分布广、储量大、成本低、生产容易控制、产品质量优良，目前我国广泛采用白云石碳化法生产轻质碳酸镁。本品是无机化工的基础原料，主要用于制造镁盐、氧化镁、单质镁、耐火材料、油墨、陶瓷、日用化工、橡胶制品的填充剂和增强剂。也可用于造船、锅炉、炼钢、玻璃、颜料、医药等行业。

(2)轻质球形碳酸镁的生产及应用。轻质碳酸镁又称球形碳酸镁，主要由可溶性镁盐和碳酸盐制得。由于原材料价格高，其生产成本相对较高。因此，可以用白云石生产球形碳酸镁。具有良好的填充性、分散性和流动性，能提高橡胶的拉伸强度和耐磨性。是橡胶、塑料等制品的优良填充剂和补强剂，也可用作油漆、涂料、牙膏、化妆品和医药行业的填料。

(3)轻质透明碳酸镁的生产及应用。轻质碳酸镁又称透明碳酸镁，是一种精细的无机化工产品，颗粒细小均匀。主要用作透明或浅色橡胶制品的填充剂和补强剂，除油漆、涂料、油墨作为添加剂和牙膏、医药、化妆品外。

2.氧化镁的生产

氧化镁作为填料，广泛应用于橡胶、搪瓷、电线电缆行业。此外，氧化镁也是不可或缺的耐火材料。目前，我国从白云石中提取氧化镁的新技术是白云石回收法。

此外，还开发了以白云石为主要原料制备特种硅钢级氧化镁的生产技术和方法。

3.硫酸镁的生产

硫酸镁晶体(MgSO4 7H2O)，又称泻盐，用于医药、农业、水泥、印染、食品等。目前，硫酸镁工业在世界范围内发展迅速。七水硫酸镁主要由海水滩地卤水提取或日晒产生。也有以白云石为原料，用硫酸法制备MgSO 4·7H2O晶体的报道。

由白云石制备硫酸镁不仅可以得到硫酸镁晶体(MgSO4 7H2O)，还可以副产硫酸钙H2O。

4.氢氧化镁的生产

氢氧化镁不仅可以通过上述生产氧化镁的中间过程来生产，也可以通过氨化或酸法分解白云石来生产。

5.白云石粉的生产

白云石经分选、破碎、研磨至325 ~ 1250目，成为白云石粉。在天然橡胶和合成橡胶中加入白云石粉，其橡胶性能与轻钙粉基本相同，但成本低于轻钙粉。白云石作为一种新型填料和着色剂，用于生产橡胶用通用钙镁粉，可部分或全部替代轻钙粉和立德粉。

经过表面改性的白云石粉可以大大提高橡胶制品的补强性能。改性白云石粉用表面改性剂包覆后用作填料。常用的表面改性剂包括硬脂酸或硬脂酸盐、钛酸盐、锆铝酸盐、混合硅烷偶联剂等。

改性的目的是改变白云石粉的表面碱性，克服填料与橡胶的粘结性能，降低收缩和内应力，防止裂纹扩展，提高产品强度的加工性能。

6、生产纳米碳酸钙包覆白云石粉体。

纳米碳酸钙用于包裹白云石。纳米CaCO _ 3是其表面改性剂，可以钝化白云石因机械破碎而产生的尖锐棱角，同时使扁平的晶体解理面变得粗糙。粗糙度较大的平面可以降低接触角，同时更容易被偶联剂浸润，因此更倾向于与聚合物基体形成良好的界面结合。就纳米碳酸钙而言，它紧密包覆在微米级颗粒表面，整体尺寸为微米级，不存在分散问题。而且整个颗粒是实心的，没有像聚集体一样的空空隙，减少了缺陷的出现。纳米包覆颗粒具有碳酸钙的优点，可以拓宽其他暗粉的应用领域。由于表面包覆的碳酸钙为纳米级，包覆颗粒的比表面积大大增加，提高了颗粒的表面能和化学活性，使无机填料颗粒能更好地与有机聚合物结合，形成良好的界面。

(3)建筑材料工业

1.镁质胶凝材料的发展

镁质胶凝材料的主要原料是氧化镁，它是由菱镁矿制成的。现在人们考虑用白云石代替菱镁矿生产氧化镁。白云石(CaMg[CO3]2)是由CaCO3和MgCO3组成的复盐。在790℃左右煅烧时，MgO可以分解，但CaCO3不分解。分解后的MgO作为胶凝材料的原料，CaCO3作为填料，没有化学作用，所以不会出现有害成分CaO。然后将活性MgO和MgCl2水溶液混合、搅拌、成型、养护，制成高强度氯氧镁水泥制品。

制造氯氧镁水泥是白云石的另一个重要用途。这种含镁水泥具有良好的抗压强度、抗折强度和耐腐蚀性。特别是使用了白云石经阻燃煅烧制得的苛性粉，制得的氯氧镁水泥具有更好的稳定性。含镁水泥已广泛应用于楼板、速凝路面铺装和路面裂缝修补等领域。

此外，苛性白云石是通过煅烧白云石生产的，也可以加工成氢氧化镁水泥和硫酸镁水泥。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、能耗低等优点。，具有很高的开发利用价值。可用于生产抹灰砂浆、混凝土、类似木材的菱镁制品(锯材、刨花板、隔音板、保温板)和人造大理石等。，特别适用于有机材料的胶结和水泥制品破损、开裂、剥落部位的填充。菱镁地板砖具有木地板的弹性、韧性和保温性能，并且防火、防蛀、防水、不开裂，价格便宜。它是以含镁水泥(氯化镁或硫酸镁溶液混有苛性白云石粉)为胶凝材料和一些填料制成的。在含镁水泥中添加10% ~ 20%的添加剂(红页岩、粉煤灰、滑石粉或白云石粉)可以克服菱镁地砖易翘曲变形、表面吸湿返卤等缺点。产品广泛应用于工业厂房、公共建筑和民用建筑的地面、墙面和柱面。

近年来，随着建筑业的不断发展，促进了硅质白云岩的开发和应用。白云石不仅成为人造大理石和水磨石的主要矿物原料，而且一些结构致密、质地细腻的白云石作为装饰和工艺材料也得到了迅速发展。据悉，以优质白云石为主要原料烧制的镁复合材料可进一步加工成地砖、墙砖、板材等新型装饰材料，具有轻质、高强、抗老化、美观大方等诸多特点，深受人们的青睐。白云石做的装饰栏杆和装饰品也很受欢迎。

2.玻璃生产中的应用

(1)玻璃的生产

白云石和石灰石是除硅砂和纯碱之外的第三大玻璃原料成分。在瓶子玻璃的生产中，纯碱是最昂贵的成分。加入石灰石可以部分替代纯碱，但会有不良影响。在白云石中引入氧化镁的方法可以进一步降低成本。白云石在玻璃工业中还可以提供氧化钙，加入纯碱-石灰-二氧化硅体系，起到熔剂的作用。此外，白云石还可以减少玻璃老化，防止空气或水造成的化学侵蚀，提高有色玻璃的塑性和强度。

在玻璃制造中加入一定量的白云石粉，可以有效降低玻璃的高温粘度，提高产品的化学稳定性和机械强度。实践还表明，在低温陶瓷和浮法玻璃配料中引入白云石粉，可以显著节约能耗，取得良好的社会效益和经济效益。玻璃陶瓷用白云石的质量要求是:MgO≥19%，CaO≥26%，Al2O3 < 1%，Fe2O3 < 0.2%。

(2)微晶玻璃的生产

金矿尾矿、白云石等制成的微晶玻璃、铸石板材产品。，以Cr2O3为成核剂，性能指标优于天然大理石和花岗岩，适用于冶金和矿业的建筑材料、耐化学腐蚀材料或耐磨材料，为解决环境污染问题开辟了一条有效途径。

3.陶瓷生产中的应用

白云石用于坯料和釉料，MgO和CaCO3用于代替滑石和方解石。MgO的作用是改变混合系统的组成，从而降低生坯的烧成温度；促进应时的溶解和莫来石的形成，增加应时的量，减少长石的量，从而增加坯体的透明度。添加白云石的釉料与添加方解石的釉料相比，不易冒烟，很少出现结晶，这是由复盐矿物引起的。

白云石-石灰石混合料与泥灰岩混合可制成钙长石和透辉石-硅灰石熟料，适用于快烧瓷器。

在制作墙地砖和精细陶瓷时，这种熟料的成本低于单独合成的钙镁化合物。

(4)其他行业。

1.农业应用

用来中和土壤中的酸性。长期使用尿素等肥料容易导致土壤酸性，所以可以直接在尿素中加入白云石，保持土壤适当的pH值，一般可以提高作物产量15% ~ 40%，还可以提高除草剂的药效。pH值在6.0 ~ 6.2时，除草剂效果最好。白云石还可以弥补土壤中镁含量的损失，1.2 ~ 0.8 um的白云石颗粒可以自由流动。用作肥料填充剂，可以改善植物利用土壤养分的条件，减少结块，有利于肥料配比的调整。

随着炼镁工业的发展，越来越多的尾矿占用耕地，增加了环境负荷。目前，如何综合利用这部分资源已经找到了较好的出路，即利用炼镁后的白云石尾矿生产镁钾多元复合肥。此外，据报道，白云石可代替蛇纹石生产钙镁磷肥。

2.在环境保护中的应用

白云石细粉可用于改善煤矿粉尘飞扬，防止和延缓煤尘爆炸。白云石粉用作水处理的过滤材料，特别适用于饮用水、工业用水、游泳池水的中和，以及除铁、锰和硅酸盐等。，这方面的研究正在进行中。

3.在畜禽饲料中的应用

钙和镁都是动物的必需营养素。在畜禽饲料中添加适量的白云石粉(或0.1 ~ 1.5毫米颗粒)，对促进动物的生长发育和减少疾病非常有利。值得注意的是，在开发利用饲用白云石时，必须严格控制有害元素的含量。具体要求如下:Pb≤30PPM，AS≤10 ppm；；Hg≤0.1PPM，F≤2000PPM，酸不溶物≤5%，- 2mm磁性金属颗粒≤ 0.8%。

4、作为畜禽消毒剂

用途广泛的白云石，通过日本鸟取大学农学部研究小组的研究，开发出对流感病毒有明显预防作用的新材料。

这项研究中的白云石由Yose电气公司提供，研究人员发现他们开发的新材料与禽流感病毒混合制成浓度为0.6%的溶液。摇动10分钟后，病毒数量会减少到原来数量的10万以下。

这种新材料对其他病毒有明显的杀灭作用，用这种新材料制作的口罩可以抵御外来病毒。

5.涂层

在通常的水分离、干燥、粉碎、研磨、分级等过程之后。通过化学处理、表面处理、PH调节、漂洗等工艺，制备了一种新型体质颜料。其化学成分稳定，具有耐候性、抗沉降性、粉末细、易分散、白度高、成本低、工艺独特等优点。可用于各种油漆。生产的涂料具有减少钛白粉用量、硬度高、手感好、质感好、附着力强的特点，其应用效果优于重质碳酸钙。

三。结论。

综上所述，白云石是一种非金属矿产资源，可以多方面开发利用。随着现代科学技术的发展，白云石的开发和应用已经渗透到社会发展的各个领域，成为一种具有巨大经济价值的矿产资源。