碳酸盐矿物是金属阳离子与碳酸根相结合的化合物。碳酸盐矿物分布广泛，其中钙镁碳酸盐矿物最为发育，形成巨大的海相沉积层，占地壳总质量的1.7%。金属阳离子主要有钠、钙、镁、钡、稀土元素、铁、铜、铅、锌、锰等，与配阴离子碳酸根以离子键结合，形成岛状、链状和层状三种结构类型，以岛状结构碳酸盐为主。

碳酸盐矿物多呈柱状、菱面体和板状晶形。无色、白色，若含过渡型离子则呈现彩色。以玻璃光泽为主。一般硬度、密度都不大，其中三方晶系者具有菱面体解理。

碳酸盐矿物多数为外生成因，主要由沉积作用形成。内生成因者除岩浆成因碳酸岩外，多数为热液作用产物。

如方解石、白云石、石灰石、孔雀石、蓝铜矿、菱镁矿、菱锰矿、菱铁矿、菱锌矿、大理岩、白铅矿等。

方解石

1矿石性质

方解石的化学分子式为CaCO3，其理论化学组成为：CaO 56.03%，CO2 43.97%。常有MgO、FeO、MnO等类质同象代替。此外，在结晶过程中，常包裹水镁石、白云石、铁的氢化物和氧化物、硫化物、石英等。属于三方晶系，常呈复三方偏三角面体及菱面体结晶，集合体呈板状或纤维状、致密块状、粒状、土状、多孔状、钟乳状和鲕状、豆状、结合状、葡萄状及晶族状等。无色或白色，有时被铁、锰、铜等元素染成浅黄色、浅红色、紫色、褐色。无色透明的方解石称为冰洲石。解理完全。硬度3，密度2.6~2.8g/cm3。

2应用领域

方解石类矿物主要用于生产重质碳酸钙（又名细磨碳酸钙GCC，即以方解石、白垩等矿石为原料采用机械粉碎方法生产的碳酸钙粉体）。

由于方解石资源丰富、分布广、加工工艺简单、产品粒形好等特点，广泛用于塑料制品（编织袋、打包带、包装袋、管材、异型材、塑钢窗薄膜）、造纸（纸张填料以及涂布纸和纸板的原料）、涂料（填料和体质颜料）、橡胶填料、电缆填料、牙膏、油墨、胶黏剂、环保、动物饲料、食品和医药等领域。

重质碳酸钙和轻质碳酸钙均可用作塑料、橡胶、胶黏剂等高聚物基符合材料的填料，其应用上的特点或优势是相同填充量下重质碳酸钙填充材料的体积小、密度大；由于比表面积和吸油值小，与树脂混合较容易；但是，不同原料的杂质种类和含量不同，制品的色泽不稳定。

3加工技术

全球方解石资源较丰富，CaCO3含量≧97%的优质方解石资源量也较大，因此，目前工业上一般不对方解石进行机械选矿加工，只进行简单的洗矿和手选。

目前方解石的加工主要是粉碎、分级和表面改性。

白云石

矿石性质

白云石或白云岩是一种含钙、镁高的碳酸盐岩。硬度2.8，密度3.5~4.0g/cm3。主要由白云石组成，含少量的方解石、粘土矿物、燧石、菱镁矿，有时含有石膏、天青石、重晶石、黄铁矿和有机质等。白云石的颜色一般为灰白色，在外貌上与石灰岩相似。在石灰石与白云石之间按方解石、白云石的比例不同可以划分一些过渡型矿石。一般称为白云石的是指方解石含量小于5%的较纯的白云石。

白云石加热到700~900℃时，分解为二氧化碳、氧化镁的混合物，易与水发生反应。当白云石经1500℃煅烧时，氧化镁成为方镁石，氧化钙转变为结晶ɑ-氧化钙，结构致密、耐火性强，耐火度高达2300℃。

2应用领域

白云石广泛应用于冶金、建材、陶瓷、玻璃、化工以及农业、环保等领域。

◆冶金、耐火材料工业：炼钢铁中作为镁质造渣剂，以结合熔融的硅、铝、硫、磷等不需要或有害伴生元素，变成易于与钢水分离的炉渣；提取镁金属；炼钢耐火材料等。

◆化学工业：生产硫酸镁、氧化镁、轻质碳酸镁、镁砂、橡塑填料等。

◆建材工业：生产硫酸氧化镁水泥、高性能氯氧化镁水泥、过烧石灰硅酸盐砖、处理石膏制品和木制品的裂缝等。

◆农、林业：酸性土壤改良剂或中和剂、防疫、杀虫剂等。

◆玻璃、陶瓷：除硅砂和苏打粉外，石灰石和白云石是玻璃原料中是第三大组分，陶瓷的胚料和釉料等。

◆环境保护：水处理用白云石过滤材料。

3加工技术

白云石一般不进行复杂的选矿，因此，白云石的加工主要是：

①粉碎和筛分或分级—满足应用领域对其粒度大小和粒度分布的要求；

②对粉体进行表面处理或表面改性—满足应用领域对其表面相容性的要求；

③生产轻质碳酸镁和轻质氧化镁及镁金属。

菱镁矿

1矿石性质

菱镁矿是镁质碳酸盐，化学式为MgCO3，纯菱镁矿含MgO 47.81%，CO2 52.19%。这种矿物有时以类似方解石的透明晶体出现，但非常稀少。多数菱镁矿或多或少含有铁、钙、锰的碳酸盐，其颜色从白色到略带黄色、蓝色、红色、灰色乃至棕黑色。根据结晶状态的不同可分为晶质和非晶质两种。

晶质菱镁矿属三方晶系，与方解石结构相似；晶体形态为复三方偏三角面体；主要单形有菱面体、六方柱、平行双面等；有完全的菱面体解理。莫氏硬度4，密度3.1g/cm3。常有钙、铁、锰离子呈类质同象混入其中，伴生矿物有白云石、滑石、绿泥石、透闪石、方解石、石英等。

非晶质菱镁矿呈致密坚硬的块状体，无解理，无光泽，断口呈贝壳状，莫氏硬度3~5，常伴有蛇纹石、蛋白石、玉髓等硅质矿物，故其中SiO2含量较晶质菱镁矿多。

2应用领域

菱镁矿的工业价值主要是其中氧化铁具有高的耐火性和粘结性，以及可提炼金属镁。目前约90%的菱镁矿用于生产各类耐火材料。

◆冶金工业：耐火材料，用于冶金炉炉底、炉膛、炉衬、镁砖、铬镁砖、转炉、平炉等。

◆建材工业：轻烧菱镁矿与氧化镁或硫酸镁配合成含镁水泥，为隔音、隔热、耐磨等新型建材。

◆化工工业：制硫酸镁以及其他含镁化合物，媒染剂、干燥剂、溶解剂、去色剂和吸附剂等。

◆轻工工业：制糖工业的净化剂，造纸工业纸张的硫化处理剂，橡胶工业硫化过程的促进剂，人造纤维、塑料、化妆品和特殊玻璃原料。

◆农牧业：饲料、农肥原料。

◆其它：提炼镁金属的主要原料。

3加工技术

●选矿  菱镁矿选矿的目的是除去其有害杂质和提高矿石品级，具体说，主要是解决硅酸盐脉石矿物与菱镁矿以及菱镁矿与白云石的分离问题。

目前菱镁矿的工业选矿方法主要有重介质、热选、浮选和化学选矿等。

●煅烧  菱镁矿在不同温度下煅烧可以生成物理化学性质有明显差异的菱镁矿熟料。视水分和杂质含量的不同，菱镁矿在400~750℃开始分解，经750~1000℃的低温烧制，菱镁矿中的CO2析出不完全，所得产品称为轻烧菱镁矿（也称轻烧镁石、轻烧镁、菱苦土等）。菱镁矿经1400~1700℃的高温烧制，则完全分解，生成方镁石（MgO），所得产品称为硬烧菱镁矿（也称死烧菱镁矿、僵烧镁、烧结镁砂等）。

石灰石

1矿石性质

石灰石是工业上用途广、用量大的工业岩石。石灰石的主要化学成分为碳酸钙，以方解石微粒状呈现，晶体形态复杂，常呈偏三角面体及菱面体，浅灰色或青灰色，致密块状、粒状、结合状及多孔结构状。莫氏硬度3~4，密度2.5~2.8g/cm3。

2应用领域

石灰石广泛应用于冶金、化工、建筑、建材、环保、农业、食品等。

◆冶金工业：炼钢铁中作为氧化钙载体，以结合焦炭灰分和硅、铝、硫、磷等不需要的或有害伴生元素，变成易熔的矿渣排除炉外。

◆化学工业：橡胶工业的充填剂、制造电石的原料、制造漂白剂、制碱、苏打、硝酸钙、氯化钙、有机酸及其衍生物、轻质（沉淀碳酸钙）、超微细（纳米）碳酸钙等。

◆建筑工业：建筑用灰浆、各种类型的石灰、碎石、筑路时沥青配料等。

◆农、林业：钙肥、酸性土壤改良剂、饲料钙添加剂、杀虫剂、消毒剂等。

◆食品行业：制糖、食品储藏（防腐剂）等。

◆环保行业：烟气脱硫、工业废水处理等。

◆其它行业：鞣革、印染、有色金属等。

3加工技术