кальцит использует добычу полезных ископаемых
кальцит: Горное дело и его разнообразное промышленное применение
кальцит, минерал карбонат кальция (CaCO₃), является одним из самых распространенных и широко добываемых полезных ископаемых на Земле.. Его основная промышленная ценность заключается не в его элементном составе, а в его специфических физических и химических свойствах., в том числе высокая белизна, низкая твердость, реакционная способность с кислотами, и оптические характеристики. Добыча кальцита обусловлена его решающей ролью во многих отраслях., от строительства и производства до управления окружающей средой и сельского хозяйства. В этой статье описываются основные виды использования добытого кальцита., методы его добычи, и его значение в современной промышленности..jpg)
Основные промышленные применения добытого кальцита
Область применения кальцита обширна., но их можно разделить на несколько основных секторов:
- Строительство и строительные материалы: Это крупнейший потребитель добываемого кальцита.. Дробленый и калиброванный известняк (состоит преимущественно из кальцита) используется в качестве заполнителя в бетоне и асфальте.. При прокаливании (с подогревом), он производит негашеную известь (СаО) и впоследствии гашеная известь (Калифорния(ОЙ)₂), необходим для производства стали, стабилизация грунта, и очистка дымовых газов.
- Наполнители и расширители: Мелкоизмельченный кальцит, известный как молотый карбонат кальция (GCC), является основным наполнителем. Это добавляет объем, яркость, непрозрачность, и улучшенные механические свойства продукции при более низкой стоимости, чем исходный материал..
- бумага: Обеспечивает яркость, непрозрачность, и гладкая поверхность на мелованной бумаге.
- Пластмассы: Улучшает жесткость, ударная вязкость, и стабильность размеров.
- Краски & Покрытия: Действует как пигмент-наполнитель для TiO₂., повышение стойкости и контроля блеска.
- клеи & герметики: Изменяет вязкость и прочность.
- Экологические приложения: Известковые продукты, полученные из кальцита, имеют решающее значение для защиты окружающей среды..
- Десульфурация дымовых газов (ФГД): Известь очищает диоксид серы (ТАК₂) выбросы угольных электростанций.
- вода & Очистка сточных вод: Используется для регулировки pH, смягчение (удаление жесткости), удаление фосфора, и стабилизация осадка.
- Сельскохозяйственное использование: Сельскохозяйственная известь (плавный) измельченный известняк, вносимый в почву для нейтрализации кислотности, повысить урожайность сельскохозяйственных культур, и добавьте необходимый кальций.
- химический & Промышленные процессы: Служит сырьем для производства кальцинированной соды. (через процесс Сольвея), производство стекла (как поток), и в производстве осажденного карбоната кальция (ПКК), более чистая форма, используемая в высококачественной бумаге, фармацевтика, и еда.
Добыча кальцита: Обзор
Кальцит в основном добывается из осадочных известняковых месторождений открытым способом.. Процесс обычно включает в себя:
- подготовка площадки: Удаление вскрышных пород (почва и скальные породы над месторождением).
- бурение & взрывные работы: фрагментировать скальную породу.
- загрузка & буксировка: Использование тяжелой техники для транспортировки породы на перерабатывающие заводы.
- Дробление & калибровка: Камень раздавлен, экранированный, и классифицируются по продуктам различных размеров — от крупной каменной наброски до мелкого порошка..
Выбор между производством GCC или PCC представляет собой важное решение для последующей переработки.. В таблице ниже сравниваются эти две основные обработанные формы.:
| Особенность | Молотый карбонат кальция (GCC) | Осажденный карбонат кальция (ПКК) |
|---|---|---|
| Источник | Механически измельченный & земля из добытого известняка/кальцита. | Синтезируется химически путем прокаливания известняка с последующей рекарбонизацией.. |
| Процесс | Физический (шлифование). | Химическая реакция (CaCO₃ → CaO → Ca(OH)₂ → CaCO₃). |
| Чистота/Контроль | Более низкая чистота; свойства зависят от рудного тела. | высокая чистота; форма кристалла & размер может быть точно спроектирован. |
| Основное использование | Наполнители в пластмассах, Краски, изготовление бумаги (сорт наполнителя), Строительные агрегаты. | Специальные приложения: высококачественное бумажное покрытие (класс покрытия), фармацевтика, пищевые добавки,Резина,биомедицинские материалы |
| Структура затрат | более низкая стоимость; обусловлено добычей полезных ископаемых/энергетикой для измельчения. | более высокая стоимость; обусловлено энергией/затратами химической обработки |
Практический пример из реальной жизни: Обессеривание дымовых газов на заводе «Альпинист»
Наиболее заметное практическое применение продуктов, полученных из кальцита, приходится на экологические технологии.. Американская электроэнергетическая компания (АЭП) Электростанция Mountaineer в Западной Вирджинии стала местом реализации знакового проекта по экологически чистому углю..
- Проблема: Сжигание угля приводит к выбросам SO₂, связанным с кислотными дождями.
- Реализация решения: На заводе использовалась мокрая система обессеривания дымовых газов, в которой использовалась суспензия тонкоизмельченного известняка. (кальцит) в качестве реагента-сорбента.
- Технологическая химия: Внутри скруббера,SO₂ реагирует со взвешенным карбонатом кальция
(CaCO₃)и кислород с образованием гипса(CaSO₄·2H₂O),товарный побочный продукт производства стеновых плит:2 CaCO₃(s) + 2 SO₂(g) + O₂(g) + 4 H₂O(l) → 2 CaSO₄·2H₂O(s) + 2 CO₂(g) - Исход: Эта система продемонстрировала более 90% эффективность удаления SO₂. Этот случай подчеркивает, как крупномасштабная добыча кальцита напрямую обеспечивает инфраструктуру критического контроля загрязнения воздуха..
Часто задаваемые вопросы (Часто задаваемые вопросы)
1 квартал: Есть ли разница между "кальцит," "известняк,"и "карбонат кальция"?
Да. Известняк — это осадочная порода, состоящая в основном из минерала кальцита. Карбонат кальция. (CaCO₃)- это химическое соединение, которое образует оба. Эти термины часто используются в промышленности как синонимы.,но "известняк" относится к добываемой горной массе,"кальцит"его доминирующей минералогии,и "карбонат кальция"к его химической сущности или продукту переработки.
2 квартал: Почему кальцит так широко используется в качестве наполнителя по сравнению с другими минералами??
Сочетание свойств делает его экономически идеальным.: он очень белый,Инертный,нетоксичный,гладкая с низкой абразивностью,и чрезвычайно распространен/дешев в добыче. Он предлагает превосходное соотношение производительности и стоимости по сравнению с такими альтернативами, как тальк или каолиновая глина, для многих применений..
Q3: Каковы основные экологические проблемы, связанные с добычей кальцита??
Основные опасения включают нарушение земель в результате разработки карьеров.,образование пыли во время струйной обработки/дробления/погрузки/разгрузки,и воздействие на местную гидрологию. Шум,вибрации от взрывных работ,и визуальное воздействие также регулируется с помощью современных правил. Многие предприятия реализуют планы постепенной рекультивации после добычи..
Q4: Могут ли синтетические альтернативы заменить добытый кальцит??
Для объемных применений, таких как строительный заполнитель,известь для ФГД,и сельскохозяйственная известь,добытый материал остается незаменимым из-за масштаба,расходы,и функциональность. Для специальных наполнителей,PCC служит инженерным,синтетическая альтернатива, когда требуется более высокая чистота или особые кристаллические формы,но сам он происходит из добытого известнякового сырья.
Q5: Как размер частиц влияет на его использование?
Размер определяет применение. Крупные камни. (>10 см):каменный наброс.Размером в гравий (~1-5 см):заполнитель для бетона. Мелкий песок:кладочный песок.Порошки (~10-100 микрон):наполнители в пластмассах/красках. Ультрамелкие порошки. (<10 микроны):бумажный наполнитель.Superfine PCC (<1 микрон):глянцевое покрытие для бумаги/фармацевтика. Значение обычно увеличивается при более тонком измельчении или обработке.