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白云石粉体在各个工业领域的应用发布日期:2016-04-23
 我国白云石资源非常丰富,具有储量大、质量优等特点,具有广泛的应用前景。以白云石为原料开发研制的镁系列产品在我国的经济建设和社会发展中占有极其重要的地位和作用,它主要用作化学建材、耐火材料、密封材料、电气绝缘材料、高级陶瓷材料等领域。
白云石的开发及应用 
1. 1 镁产品的生产 
(1)  炼镁工业 
       白云石生产镁的方法主要分为电解法和硅热法(皮江法)。电解法耗电大,成本高,对工艺要求严格,流程复杂,并带有大量的氯气产生,不利于环境保护。硅热法主要指皮江法,目前在国内来说,因原材料易得,成本相对较低,生产规模灵活,技术易掌握,冶炼金属镁一般采用皮江法。皮江法炼镁的主要工艺流程是:白云石煅烧后破碎研磨成粉,与硅铁粉、萤石粉混合均匀制团,在真空条件下还原制取粗镁,经过熔剂精炼、铸锭、表面处理,制得成品镁锭。在我国,皮江法炼镁应用较为普遍,但也存在盲目建厂、白云石消耗量大、还原渣处理不到位污染环境等缺点。应加强技术管理,降低产品成本,实现自动化作业,提高劳动生产效率。
(2)  生产碳酸镁 
       碳酸镁是镁盐中的重要产品,目前,由白云石生产的碳酸镁产品主要由轻质碳酸镁、球状碳酸镁和透明碳酸镁三种。

表 1 白云石生产碳酸镁产品特点及用途
(3) 生产硫酸镁 
       七水硫酸镁晶体(MgSO4·7H2O)是一种重要的化工原料,在农业上用作肥料,在食品、饲料、水泥、印染、医药等行业都具有广泛的应用。七水硫酸镁根据用途的不同,可分为试剂级、医药级、食品级、饲料级、工业级、肥料级等规格。以白云石为原料制取硫酸镁,其方法是将白云石高温煅烧后,与一定质量浓度的硫酸按一定比例混合反应,根据产物的溶解度在各种温度下不同的特点,将硫酸镁和硫酸钙分离浓缩,并改变温度条件,使硫酸钙等杂质进一步沉淀出来,将硫酸镁溶液冷却结晶,制得硫酸镁晶体,同时可得副产物 CaSO4·H2O,产物纯度较高。
(4)生产氧化镁 
       氧化镁是重要的无机化工基本原料之一,作为填充剂,在工业上广泛应用于橡胶、陶瓷电线电缆等行业。此外,氧化镁也是不可缺少的耐火材料。从白云石中提取氧化镁的新工艺主要有白云石碳化法、卤水-白云石法、酸解法、铵浸法等。
1. 2 耐火材料 
       耐火材料一般是指耐火度在 1580℃以上的无机非金属材料,它包括天然矿石及按照一定要求经一定工艺制成的各种产品,具有高温力学性能和良好的体积稳定性,是各种高温设备必需的材料。耐火材料是为高温工业服务的重要基础材料,与钢铁、有色金属、建材、轻工电子及化工等工业发展密切相关。
       白云石在 900℃~1100℃下煅烧得到 CaO 与 MgO 的混合物称作轻烧白云石,其活性较大,易于水化,使其用量和使用性能受到了影响。多采用二步煅烧法将轻烧白云石进行二次煅烧烧结,提高其抗水性,防止破裂和粉化。也可通过机械和添加物活化的方法制取烧结温度较低、致密度较高的的白云石砂。由白云石制得的耐火材料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。
1. 3 建材行业的应用 
(1)  镁质胶凝材料 
       镁质胶凝材料已大量用于生产房屋内部隔墙材料、屋面波纹瓦、大型机电设备的包装箱型材、室内装饰材料等。白云石在 700~800 左右煅烧时,MgCO3 可分解生成 MgO 作为胶凝材料的原料,化学性质稳定的 CaCO3 作为填料。将活性 MgO 与 MgCI2 水溶液混合搅拌成型就能生成强度很高的氯氧镁水泥制品,也可用于生产氢氧化镁水泥和硫酸氧化镁水泥。
       白云石在煅烧后分解产生的 CaO、MgO 两种主要物相,其中游离的 CaO 早期膨胀系数大,MgO 后期膨胀系数大,所以当温降引起大体积混凝土的体积收缩时,MgO后期膨胀作用能大大抵消这一收缩。白云石开发的膨胀水泥,不需加其它膨胀剂。因此,在建材行业白云石目前正被用来开发膨胀水泥。
(2)  玻璃和陶瓷工业生产 
       白云石能够提供玻璃制造所需要的 CaO、MgO 成分,其中 CaO 可以在纯碱-灰质-硅质体系中起到熔剂作用。此外白云石还可减少玻璃老化、防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。
       在陶瓷生产方面,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 可以降低坯体和烧成温度,促进石英的溶解和莫来石相的形成,增加石英用量,减少长石用量,从而增加坯体的透明度;由于白云石为复盐矿物,添加白云石的釉料更耐烟熏,析晶现象较少。
1. 4 生产白云石粉  
       将白云石直接粉碎到一定粒度可制成白云石粉,多用于橡胶、塑料、涂料工业中作填料,也可添加助剂后作为固硫剂、排烟脱硫剂等。白云石粉体产品的生产方法有干法和湿法两种。干法是经选矿、剔除红筋、水洗泥土后的白云石,直接进行机械粉碎到一定粒度,或直接应用,或经表面处理成活性白云石粉体材料。湿法是将一定粒度的白云石粉送入湿法研磨机中,在有水的悬浮液状态下,添加微量研磨助剂进行研磨,可制成超细粉体产品。
(1)  在造纸中的应用 
       白云石的晶体结构与方解石类似,价格低廉,拥有较高的不透明度,经湿法研磨后可以部分代替重质碳酸钙作为造纸填料或用于制备复合材料,改善纸张的性能,更加合理有效地利用资源,降低成本。
表 2 白云石填料与GCC 基本特性
       刘银等在 Ca(OH)2-H2O-CO2体系中加入一定量的白云石超细粉体,对其进行纳米包覆改性。改性后白云石作为造纸填料,成纸抗张指数、耐破指数、撕裂指数、耐折度和留着率等均有所提高。对白云石矿进行拣选、破碎、磨细后可制得白云石粉,在一定程度上可取代橡胶、涂料、塑料等行业中的轻钙粉或重钙粉,具有广阔的发展前景。
(2)  在农业中的应用 
       白云石用作镁肥,可以提供农作物生长中所必需的中量元素镁,且 0.8~1.2µm 的白云石微粒可自由流动,用作肥料的填料能改善植物对土质营养的吸收利用条件,减少结块,便于调节肥料的配比。白云石粉呈碱性,可直接加入到尿素肥料中,调节土壤的 Ph 值,能增加作物产量 15%~40%,而且还可提高除草剂药效。
(3)  在涂料中的应用 
       白云石通过水选、烘干、粉碎、研磨、分级等工序后,再经过化学处理、表面处理、Ph 值调节、漂洗等工艺,制得新型体制颜料。其化学成分稳定,具有耐候性、防腐性、粉末细、易分散、白度高、成本低、工艺独特等诸多优点,可供各种油漆使用。生产的涂料具有能够降低钛白粉的用量、硬度大、手感好、流感好、附着强等特性,应用效果好于重质碳酸钙。
(4)  水处理中的应用 
       酸性废水处理方法通常是先用中和法。白云石粉可作过滤材料用于水处理,特别是使用于从饮用水到工业用水、游泳池用水等的中和处理。另外,利用白云石粉处理含铁、锰、铬、铅等重金属废水的研究正在深入进行中。
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