方解石是一種天然的碳酸鈣礦物，是生產(chǎn)重質(zhì)碳酸鈣的主要原料。方解石原礦的品位、雜質(zhì)含量等是重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品質(zhì)量指標的重要影響因素之一，也是決定其是生產(chǎn)食品藥品級碳酸鈣，還是普通填料級碳酸鈣的關(guān)鍵。
要全面評價(jià)方解石礦的質(zhì)量好壞，一般要對以下項目進(jìn)行檢測，包括：CaO、白度、鹽酸不溶物、MgO、SiO2、Al2O3、Fe2O3（TiO2）、MnO、重金屬（Pb、Hg、Cr6+、Cd）、鋇、氟、砷、堿金屬、還原性硫，以及深色異物含量、黃度、透明度等，以便對礦石質(zhì)量做全面了解，明確其用途方向，同時(shí)為不同用途用戶(hù)提供使用參考。其中，深色異物含量、黃度、透明度視應用廠(chǎng)家要求而定。
不同工業(yè)用途對方解石的質(zhì)量要求不盡相同：共性指標主要有CaCO3含量、白度、酸不溶物等；對涉及人類(lèi)日常生活用途（食品添加劑、飼料級、醫藥、牙膏、玩具、電器、高壓鍋密封圈等）的碳酸鈣要求較高，特別是對有害重金屬元素（Pb、Cr6+、As、Hg、Cd、Ba等）有嚴格要求；醫藥、食品、牙膏等還對S、SO42-、Cl-、F、堿金屬、游離堿及Mg等有要求。
1、CaO含量
CaO為唯一的礦石有用組分質(zhì)量標志。在造紙、涂料、塑料、橡膠和食品行業(yè)要求中是以CaCO3（可以CaO含量換算求得）含量來(lái)表示。
《DZ/T0321-2018方解石礦地質(zhì)勘查規范》
2、白度
白度是礦石的物性質(zhì)量標志，關(guān)系到制成品的色度和亮度。
碳酸鈣產(chǎn)品質(zhì)量指標中對白度要求較高，針對不同用途分別有≥90、≥91、≥92、≥93、≥94。而根據收集到的生產(chǎn)礦山實(shí)際測試結果，白度以85～90為主，平均白度達到90以上的礦區很少。
影響碳酸鈣產(chǎn)品白度的主要化學(xué)成分為Fe、Mn等，通過(guò)增白工藝（將Fe3+還原為可溶Fe2+鹽濾除，及遮蔽Mn等致色元素），可將產(chǎn)品白度提高5度以上。
3、鹽酸不溶物
鹽酸不溶物（A.I.R）的成分主要有游離二氧化硅（fSiO2）、（鋁）硅酸鹽以及鐵錳氧化物等礦物，為多礦物組合指標。
其中，fSiO2和（鋁）硅酸鹽中透閃石、陽(yáng)起石、透輝石、長(cháng)石和石榴子石等礦物由于硬度大，對重質(zhì)碳酸鈣質(zhì)量和加工設備（包括重質(zhì)碳酸鈣加工及其應用制品加工）有一定影響，但（鋁）硅酸鹽在多數礦石中不常見(jiàn)。（鋁）硅酸鹽中絹云母、白云母、滑石和高嶺石等礦物影響較小。
因此，鹽酸不溶物中關(guān)鍵是fSiO2含量，必要時(shí)單獨做出評價(jià)，一般含量不應大于0.5%。
4、鎂及堿金屬含量
MgO主要是對礦石中白云石含量評價(jià)。在造紙、塑料行業(yè)，白云石含量小于3%（相當于MgO≤0.65%）時(shí)，影響不大，在涂料和橡膠行業(yè)這個(gè)要求可以放寬到6%（相當于MgO≤1.3%）。來(lái)自于滑石、蛇紋石中的MgO一般認為影響不大。
藥用及食品用碳酸鈣要求鎂及堿金屬含量≤1%。
5、SiO2含量
SiO2，各類(lèi)礦石測試表明，它主要來(lái)自fSiO2、鋁硅酸鹽和硅酸鹽礦物。其中硅酸鹽礦物主要是硅灰石，與方解石硬度有一定差異，對產(chǎn)品粒度的均一性有影響。
水洗可去除方解石中的部分Si、Al及Fe，并提高礦石白度。
6、Al2O3含量
Al2O3主要來(lái)自鋁硅酸鹽礦物，是鹽酸不溶物的主要成分之一，允許值不應大于鹽酸不溶物的限制值。了解Al2O3的含量有助于分析鹽酸不溶物的礦物組成。
7、Fe2O3含量
Fe2O3為致色組分，其含量高低對產(chǎn)品顏色有影響，按照行業(yè)利用的經(jīng)驗，Fe2O3≤0.3%影響不顯著(zhù)，Fe2O3≤0.1%幾乎沒(méi)有影響。Fe2+存在于多種礦物中，若在加工或利用中產(chǎn)生變價(jià)，需要關(guān)注其影響。
藥用及牙膏用碳酸鈣對Fe3+有要求，因Fe離子的價(jià)位是可變的，且在后期增白工藝中可以改善，因此確定該項礦石質(zhì)量指標項目統一采用Fe元素含量，并直接引用產(chǎn)品質(zhì)量要求數據。
8、MnO含量
MnO在方解石礦中主要來(lái)自錳的氧化物、碳酸鹽礦物及硅酸鹽礦物。MnO會(huì )影響白度?，F行行業(yè)標準中對于錳沒(méi)有提出要求，在以往的指標中，橡膠行業(yè)應用要求控制其含量。一般認為，只要方解石礦石達到白度要求時(shí)，對產(chǎn)品即無(wú)影響，但Mn是變價(jià)元素，在加工過(guò)程中因變價(jià)可能出現著(zhù)色變化。
9、有害物含量
重金屬、鋇、氟、砷、游離堿、（堿金屬+鎂）、硫等指標。用作食品添加劑、牙膏及食品包裝紙生產(chǎn)的，或用于對健康有影響的橡膠制品及塑料、涂料填料的，需要評價(jià)這些指標。
具體含量要求參照最終碳酸鈣產(chǎn)品的質(zhì)量指標即可，目前采用工業(yè)手段很難去除有害物含量，經(jīng)濟上也不劃算。
換句話(huà)說(shuō)，如果方解石原礦的重金屬含量等有害物含量超標，就不要考慮生產(chǎn)食品級、藥劑級、飼料及牙膏級碳酸鈣了。
《GB1886.214-2016食品安全國家標準食品添加劑碳酸鈣（包括輕質(zhì)和重質(zhì)碳酸鈣）》理化指標要求
硫（S）含量：產(chǎn)品質(zhì)量指標中有硫酸鹽（醫藥用）、硫化物指標，直接引用產(chǎn)品質(zhì)量指標。例如，《中華人民共和國藥典-碳酸鈣（補鈣藥，抗酸藥）》對硫酸鹽要求如下：取本品0.10g，加稀鹽酸2ml，加熱煮沸2分鐘，放冷，必要時(shí)濾過(guò)，依法檢查（通則0802），與標準硫酸不得更濃（0.2%）。
氟（F）含量：食品添加劑、牙膏用碳酸鈣產(chǎn)品質(zhì)量指標中有要求，直接引用產(chǎn)品質(zhì)量指標。
Cl-：僅《醫典》中對藥用碳酸鈣有氯化物指標，直接引用品質(zhì)量指標。
10、深色異物含量
深色異物含量及顆粒大小，對白度有一定影響，在現有條件下，建議對深色異物含量及顆粒進(jìn)行定性統計，作出是否適合于超細加工的評價(jià)。造紙工業(yè)用重質(zhì)碳酸鈣深色異物含量超過(guò)一定含量時(shí)應作為評價(jià)指標。一般要求每克樣品中不得超過(guò)5個(gè)深色異物顆粒。
11、黃度及透明度
目前檢測的白度，又叫藍光白度，實(shí)際上是物質(zhì)的亮度，不能很好地反映物質(zhì)顏色差異，因此，造紙用重質(zhì)碳酸鈣需要評價(jià)黃度和透明度。造紙行業(yè)希望黃色程度低、透明度低、遮蓋好。白度高的方解石往往透明度也好。
資料來(lái)源：《DZ/T0321-2018方解石礦地質(zhì)勘查規范》、《袁長(cháng)江,申錫坤,楊曉等.碳酸鈣礦石及其產(chǎn)品質(zhì)量指標研究[J].中國非金屬礦工業(yè)導刊,2023(04):53-56+75》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉載請注明出處！
 |
