石灰石在自然界里的分布十分广泛,它的主要成分是CaCO3,它在工农业中有着广泛的用途。
石灰虽然很常见,但是作用可是很多,在化学工业生产中,几乎都离不开石灰。
下面就石灰石CaCO3和石灰CaO在化学工业中的应用的知识给予归纳和说明。
一、烧制石灰
CaCO3在高温下可分解生成CaO和CO2。用石灰石生石灰窑中,烧制得的石灰(又称生石灰,其主要成分CaO)也有重在用途,副产品CO2也是一种工业原料。
二、治炼生铁
治铁过程中要用石灰石作制熔剂,以除去铁矿石中难熔的含SiO2等的脉石,反应生成硅酸钙等,形成炉渣浮在铁水上部而排出。其反应方程式如
CaCO3=(高温)CaO+CO2↑
CaO+SiO2=(高温)CaSiO3
三、炼钢
炼钢的过程中往往要向炼钢炉中加入生石灰,以除去生铁中所含的S,P等杂质,提高钢的质量,主要反应如:
P2O5+3CaO=(高温)Ca3(PO4)2
FeS+CaO=(高温)FeO+CaS
四、制硅酸盐水泥
用石灰石与粘土及其它辅助原料可制成普通硅酸盐水泥。其主要成分为硅酸三钙3CaO·SiO2,硅酸二钙2CaO·SiO2,铝酸三钙3CaO·Al2O3。
五、制玻璃
石灰石是制玻璃的主要原料之一,它与纯碱、石英(SiO2)按适当比率混和,在玻璃熔炉中强热,熔融后化比较复杂的物理一化学变化而成钠玻璃(普通玻璃)。
六、制漂白粉
用氯气与消石灰(由生石灰与水反应生成)可制得漂白粉,其反应为:
CaO+H2O=Ca(OH)2
2Ca(OH)2+2Cl2=Ca(ClO)2+CaCl2
+2H2O
七、生产电石
电石是生产乙炔的原料,制电石是将生石灰与焦炭在电炉里加强热,氧化钙与碳反应即生成电石。其反应为:
CaO+3C=(电炉)CaC2+CO↑
八、硫酸工业
硫酸生产过程中,会产生大量二氧化硫,如果不经过处理排放到空气中,必然会造成原料的浪费和环境污染。因此,工业上常用石灰浆液或石灰石在烟气吸收塔内循环,吸收烟气中的SO2,其反应方程式为:
SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O,
SO2+CaCO3=CaSO3+CO2,
2CaSO3+O2=2CaSO4。
九、其它方面
造纸生产及医药、污水处理等均离不开石灰;
石油工业中,使用石灰做填充剂、中和剂、添加剂;
皮革工业用石灰做脱毛剂;
制糖工业用石灰做净化分离剂;
纺织工业品在染色以前,使用石灰乳做固定媒染剂;
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