天然石材之石灰岩

石灰岩（Limestone）简称灰岩，以方解石为主要成分的碳酸盐岩。有时含有白云石、粘土矿物和碎屑矿物，有灰、灰白、灰黑、黄、浅红、褐红等色，硬度一般不大，与稀盐酸反应剧烈。

一、石灰岩-概述

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。

石灰岩是烧制石灰和水泥的主要原料，是炼铁和炼钢的熔剂。

有生物化学作用生成的慧眼，常含有丰富的有机物残骸。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，易于开采加工，是一种用途很广的建筑材料。

二、石灰岩-形成

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，发现那里的水每年可溶解、侵蚀石灰岩表层大约有指甲那么薄的一层。别看每年只溶蚀这么一点儿，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、地质纯净的石灰岩，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。

三、石灰岩-类型及其分布

岩是地壳中分布最广的矿产之一。按其沉积地区，石灰岩右分为海相沉积和陆相沉积，以前者居多；按其成因，石灰岩可分为生物沉积、化学沉积和次生三种类型；按矿石中所含成分不同，石灰岩可分为硅质石灰岩、粘土质石灰岩和白云质石灰岩三种。

资源分布情况：中国石灰岩矿产资源十分丰富，作为水泥、溶剂和化工用的石灰岩矿床已达八百余处。产地遍布全国，各省、市自治区均可在工业区附近就地取材。

石灰岩矿产在每个地质时代都有沉积，各个地质构造发展阶段都有分布，但质量好，规模大的石灰岩矿床往往赋存于一定的层位中。以水泥用石灰岩为例，东北、华北地区的中奥陶系马家沟组石灰岩是极其重要的层位，中南、华东、西南地区多用石炭、二叠、三叠系石灰岩，西北、西藏地区一般多用志留、泥盆系石灰岩，华东、西北及长江中下游的奥陶纪石灰岩也是水泥原料的重要层位。

四、石灰岩-矿石性质

1、矿石的矿物组成

石灰岩的矿物成分主要为方解石、伴有白云石、菱镁矿和其他碳酸盐矿物，还混有其他一些杂质。其中的镁呈白灰石及菱镁矿出现，氧化硅为游离状的石英，石髓及蛋白石分布在岩石内，氧化铝同氧化硅化合成硅酸铝（粘土、长石、云母）；铁的化合物呈碳酸盐（菱镁矿）、硫铁矿（黄铁矿）、游离的氧化物（磁铁矿、赤铁矿）及氢氧化物（含水针铁矿）存在；此外还有海绿石，个别类型的石灰岩中还有煤、地沥青等有机质和石膏、硬石膏等硫酸盐，以及磷和钙的化合物，碱金属化合物以及锶、钡、锰、钛、氟等化合物，但含量很低。

2、石灰岩的性质

石灰岩具有良好的加工性、磨光性和很好的胶结性能，不溶于水，易溶于饱和硫酸，能和种强酸发生反应并形成相应的钙盐，同时放出CO2。石灰岩煅烧至900℃以上（一般为1000~1300℃）时分解转化为石灰（CaO），放出CO2。生石灰遇水潮解，立即形成熟石灰[Ca（OH）2]，熟石灰溶于水后可调浆，在空气中易硬化。

五、石灰岩-工艺特性及主要用途

1、工艺特性

石灰具有导热性、坚固性、吸水性、不透气性、隔音性、磨光性、很好的胶结性能以及可加工性等优良的性能，既可直接利用原矿，也可深加工应用。

2、主要用途

石灰岩在冶金、建材、化工、轻工、建筑、农业及其它特殊工业部门都是重要的工业原料。随着钢铁和水泥工业的发展，石灰岩的重要性必将进一步增强。

六、石灰岩-开发利用现状及发展趋势

1、开发利用现状、存在问题及解决对策

石灰石用途很广，是国民经济各部门以及人民生活中必不可少的原料。主要用于：（1）在建筑工业中用来生产水泥和烧制石灰；（2）冶金工业用作熔剂；（3）化学工业中用来制碱、漂白粉及肥料等；（4）食品工业中用作澄清剂；（5）农业中用来改良土壤；（6）在塑料工业中用作填料；（7）在涂料工业中广泛用于做各种建筑涂料；（8）在造纸工业中用作碱性填料；（9）在橡胶工业中用作橡胶的基本填料；（10）在环保工业中用作吸附剂。

重质碳酸钙是以天然方解石、石灰石和白垩为原料，以机械粉碎达到一定细度的产品，其生产方法有干法和湿法两种，国外已获得重大进展的湿法磨粉工艺在我国仍是空白；在用石灰石生产轻质碳酸钙的工艺中，在轻钙产品的粒径与晶形控制方面与国外相比还有较大差距。为此，今后必须进一步发展石灰石的深加工工业，拓宽应用领域，加强综合利用，使产品增值，提高经济效益。

2、发展趋势

石灰石是冶金、建材、化工、轻工、农业等部门的重要工业原料。随着钢铁和水泥工业的发展，对石灰石的需求将进一步增加。目前，水泥产量庞大，即每年需开采用于水泥制品的石灰石要千亿吨以上。预测到2000年，全国水泥产量将达到3亿吨，这将需要开采更多的石灰石作原料。此外，冶金、化工等方面对石灰石的需求也很大。因此，石灰石工业的生产发展前景广阔，为了使石灰石产品具有更大的增值效益，开拓石灰石深加工产品也是今后一个发展方向。