石灰岩及水泥石灰岩的用途与技术经济指标

2023年4月21日发(作者：惠达瓷砖是十大品牌吗)

石灰岩及水泥石灰岩的用途与

技术经济指标

石灰岩的用途

石灰岩的用途很广，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。

石灰岩是主要由方解石矿物组成的碳酸盐岩，通常作矿物原料商品名称

为石灰石。在建筑、冶金、化工、轻工、食品、石油、农业等诸多领域中，

具有广泛的用途，是水泥工业的重要原料。水泥是一种应用广、用量大的现

代建筑材料，在国民经济建设中具有重要地位。在《中华人民共和国矿产资

源法实施细则》矿产资源分类细目(1994)中，用作水泥原料的石灰岩矿及大

理岩矿，均单列矿种。本章所指水泥石灰岩矿即指在矿产储量表中单列的专

用于水泥原料的石灰岩和大理岩，统称为水泥石灰岩矿。

一、 矿石矿物原料特点

石灰岩呈灰或灰白色，性脆，硬度不大，小刀能刻动，密度一般2.6～

2.7t/m，抗压强度垂直层理方向一般60～140MPa，平行层理方向一般50～

3

120MPa，松散系数一般1.5～1.6。矿物成分以方解石为主。方解石［CaCO］

3

的理论化学成分：CaO 56.04%、CO43.96%，属三方晶系，常呈复三方偏三角

2

面体及菱面体结晶，集合体呈晶簇、粒状、钟乳状、鲕状或致密状，无色或

白色，玻璃光泽，硬度3，密度2.6～2.8t/m，遇稀盐酸剧烈起泡。石灰岩

3

中常混有白云石和粘土物质等杂质，使矿石质量降低。

表 4.19.1水泥石灰岩的分类

表 4.19.2水泥石灰岩矿石化学成分

石灰岩的结构分为粒屑、生物骨架、晶粒及残余结构4种。粒屑结构与波

浪和流水的搬运、沉积作用有关，由颗粒、泥晶基质、亮晶胶结物、孔隙四

部分组成，颗粒分为内碎屑、生物碎屑、包粒、球粒及团块等多种，颗粒大

小具有指相意义；生物骨架结构为生物礁石灰岩所特有，系由原地固着生长

的群体造礁生物组成；晶粒结构见于化学及生物化学沉淀的石灰岩及重结晶

的石灰岩中；残余结构是经重结晶或其他成岩后生作用，改造了原来结构使

其变得模糊不清。石灰岩的构造类型很多，常见沉积岩的各种层理和层面构

造以及缝合线、豹皮状、蠕虫状、竹叶状、纹层状、花斑状、叠层状等构造。

石灰岩可按化学成分、矿物成分或结构进行分类，按结构分类较适合于

石油地质工作，按矿物成分分类可能因标本切片位置选择而存在缺陷，在水

泥石灰岩地质工作中多采用按化学成分进行分类见表4.19.1。

石灰岩矿的矿石类型很多，矿石类型与岩石类型是相互联系的。水泥石

灰岩矿石类型主要有以下几种，其化学成分见表4.19.2。

(一) 竹叶状石灰岩

广泛发育于华北地区中上寒武统、中下奥陶统中，是一种典型的砾屑灰

岩。这种岩石是产于潮上带或潮间带的微晶灰泥沉积物发生干裂后，经潮水

冲刷磨蚀再沉积而成。呈灰、灰黑色，泥-亮晶砾屑结构，中-薄层状构造。

砾屑呈扁平状，平行或微斜交层面排列，截面似竹叶状，“竹叶”大小不一，

直径数毫米至数厘米的都有。砾屑成分为亮晶团粒、粉晶、生物碎屑、鲕粒

石灰岩等，具良好的磨圆度，但分选不佳。矿物成分中方解石含量大于90%，

白云石含量5%～10%。

(二) 鲕粒石灰岩

广泛发育于华北地区中上寒武统中，形成于温暖浅水、搅动剧烈、强烈

蒸发的环境，常产于碳酸盐台地边缘浅滩及潮汐沙坝或潮汐三角洲地区。呈

灰-深灰色，鲕粒结构，厚层块状构造。鲕粒呈圆形、椭圆形，直径0.1～0.2nm，

亮晶、泥晶胶结。矿物成分中方解石含量75%～99%，白云石含量1%～25%。

(三) 生物碎屑石灰岩

广泛发育于南方地区的石炭、二叠系中，为大陆架浅水、正常盐度和清

水环境的产物。呈灰-灰褐色，生物碎屑结构，厚层状构造。生物碎屑含量40%～

90%,常见有孔虫、腕足类、介形虫、珊瑚虫、藻类、腹足类、苔藓虫等生物

化石，泥晶、亮晶胶结都有。矿物成分以方解石为主，偶含石英等。

(四) 泥晶石灰岩

是水动力条件很弱或静水环境产物，一般形成于潮下低能带，在各个石

灰岩层位中都有产出。岩石颜色较杂,以灰-灰黑色为主，泥晶结构,致密块状

构造。矿物成分主要由小于0.01mm的泥晶方解石组成，含量在90%以上，零

星可见生物碎片。

(五) 叠层石石灰岩

广泛分布于北方地区震旦系中，南方地区的二叠系、三叠系中也很常见,

多产于潮上-潮间带。呈浅灰、浅黄色,泥晶-粉晶结构。矿物成分主要为方解

石，含少量白云石、玉髓及海绿石等。

(六) 白云石化石灰岩

包括通常所谓“豹皮灰岩”或“花斑灰岩”等。一般形成于潮间带或（氵

舄）湖和海湾中。呈灰-深灰色，花斑状构造，泥晶结晶或不等粒镶嵌结构。

矿物成分中方解石含量80%～85%，白云石含量4%～20%，有的白云石局部富

集，色调不均，呈现豹皮状花纹或花斑，有时含有泥质与铁质。

二、 用途与技术经济指标

生产水泥的天然原料主要为石灰质原料（石灰岩、大理岩等），占原料组

成的70%～90%，配料为粘土质原料、硅质原料及铁铝质原料等。水泥生产是

将原料破碎、预均化、配料，经粉磨后制备成生料，入回转窑或立窑中煅烧

而成水泥熟料，熟料经粉磨后加入石膏和不同的混合材，可生产不同品种的

水泥。中国生产的各种普通水泥占总产量的90%以上，其他特种水泥品种有油

井水泥、中低热水泥、白水泥、铁铝酸盐水泥等。

硅酸盐水泥熟料的有益成分主要为CaO、SiO、AlO、FeO，有益成分形

22323

成熟料中的硅酸三钙(3CaO·SiO)、硅酸二钙(2CaO·SiO)、铝酸三钙

22

(3CaO·AlO)、铁铝酸四钙(4CaO·AlO·FeO)四种矿物。CaO主要来自石

232323

灰质原料，SiO、AlO、FeO主要来自粘土质原料，不足的由硅质原料、铝

22323

质原料、铁质原料补给。为了制得符合要求的熟料，一般控制熟料的饱和系

数(KH)、硅酸率(SM)、铝氧率(AM)在一定的范围内，相应的要求熟料中矿物

成分和化学成分控制在一定范围内。

水泥熟料的有害成分为MgO、KO、NaO、SO、fSiO(游离二氧化硅)、Cl。

2232

国家标准规定水泥或熟料中MgO的含量一般不得超过5%；一般要求水泥中KO、

2

NaO的含量不得超过1.5%，当生产低碱水泥时，则要求碱含量（NaO+0.658

22

KO）小于0.6%,或供需双方商定；生产特种水泥时，另有一些特殊要求。水

2

泥熟料中SO的含量一般要求不大于1.5%，石灰质原料中大颗粒fSiO的含量

32

不超过4%（燧石）或6%（石英），当采用新型干法预分解回转窑生产时，生

料中Cl的含量要求不超过0.015%。

三、 矿 业 简 史

中国水泥工业创始于1886～1907年间，余姓商人和唐廷枢、岑春煊先后

在澳门、唐山、广州兴办水泥厂，至1937年共有水泥企业16家，年产能力

245万t。日本侵华时期，日商在东北地区及北京、大同、台湾等地办了一些

水泥厂，当时抗日后方有华中、重庆、云南、江西、贵阳、四川等厂。抗日

战争结束后，国民党统治区经济萧条，只有几家水泥厂勉强开工，1949年全

国只生产水泥66万t，仅占当时生产能力的16%。

1949年中华人民共和国成立后，水泥工业得到蓬勃发展，1952年底东北

7厂修复，启新、琉璃河、太原等15个厂恢复生产，全国水泥产量286万t。

通过扩建老厂、新建新疆、洛阳等11个厂，至1965年全国水泥产量由1961

年621万t上升到1 634万t。1966～1976年西南、西北和中原地区新建一

批大、中型厂，全国各地小水泥厂纷纷建立，水泥工业布局趋于合理，1976

年全国水泥产量4 670万t。

1979年中国实行改革开放政策以后，水泥工业又有大的发展。至1987

年建成投产包括冀东、淮海、宁国等现代化大厂在内的大、中型项目30个，

加上老厂扩建和小厂改造，水泥年总产量达18 625万t，跃居世界首位。90

年代以来，外商纷纷在大连、句容、铜陵、秦皇岛、泗水、昌江等地投资建

厂，各地中、小型厂日益增多，沿海地区水泥生产能力迅速增长，并逐渐向

中、西部地区推进。至1995年全国共有水泥企业近8000家，年总产量47 591

万t，为1949年产量的721倍，其中大、中型企业近100家，生产优质、高

标号和特种水泥，产量约占总产量的20%。

中国水泥石灰岩矿业是随着水泥工业的发展而发展起来的。1949年前水

泥厂利用的石灰岩矿山，没有开展过正规的矿床地质工作，开采方法简单，

全国最大年开采量仅100万t。中华人民共和国成立后，国家重视水泥石灰岩

矿资源勘查工作，从1952年开始，重工业部基建局地质队就在内蒙古、云南

等地开展普查，1953年组建建材专业地质队伍，首先对大同七峰山、贵阳太

慈桥、新安铁门等石灰岩矿进行勘探，为大同、贵州、洛阳水泥厂，并陆续

为12个新厂及工源、本溪、抚顺、广州等老厂扩建，提供了资源。1960年

建材地质队伍重建后，在60年代勘探了峨眉、湘乡、中国、邯郸、大连、本

溪等厂的石灰岩矿山，70年代勘探了新化、荆门、哈尔滨、琉璃河、宁国等

厂的石灰岩矿山，80年代勘探了铜陵、瑞昌、云浮等厂的石灰岩矿山，90年

代勘探了句容、泗水、秦皇岛、昌江等地的石灰岩矿山，累计为近100个大、

中型及数百个小型水泥厂的建设提供了足够的资源。与此同时，地矿等部门

的地质队也为冀东、淮海等大、中型和众多的小水泥厂勘探了石灰岩矿山。

共同保证了水泥工业蓬勃发展所需石灰岩矿原料供应，也为今后的持续发展

提供了充分资源储备。

目前全国建有石灰岩生产矿山近6 000处。大、中型及部分小型水泥厂

一般都有自营石灰岩矿山供应原料，也有相当多的水泥企业没有自营矿山，

靠买矿或利用冶金熔剂石灰岩或化工石灰岩的下脚料。一般在建设大、中型

水泥厂时，进行正规的矿床勘查和矿山设计，开采方法也较先进，但绝大多

数小水泥厂的石灰岩矿山开采还较落后，所利用的石灰岩矿山多未做正规地

质工作和矿山设计，开采管理制度不全。因此，全国水泥石灰岩的实际生产

能力和产量一直难以统计，如按每生产1t水泥需用石灰岩1.25t推算，估计

1995年矿石开采量达6亿t左右。