白云石存在于结晶石灰岩以及其它富含镁的变质岩中,部分产于热液矿脉和碳酸盐岩石的孔穴内,偶尔作为各种沉积岩的胶结物,为碳酸盐岩中最常见的一种造岩矿物。台湾白云石之造成系镁质交换石灰岩之钙质而成,主要赋存于先第三纪大南澳片岩下部之结晶石灰岩带,呈凸镜体、层状或不规则矿囊。白云石的主要成分为碳酸镁钙,摩氏硬度值(MOH)在3.5到4之间。白云石在外观上看来非常接近石灰石,事实上,在发现石灰石沉积物的地区,也会经常发现白云石。大多数白云石的沉积物含有一定比例的石灰石。区别白云石的重要依据是岩石中白云石矿物质的含量不少于50%。
电熔白云石砂。白云石砂也可以用电熔法制得。电熔白云石砂具有较高的纯度,方镁石分散于方钙石中,方镁石; 方钙石、方钙石; 方钙石、方镁石; 方镁石之间为完全直接结合,胶结物极少,方钙石和方镁石的晶体尺寸比烧结白云石中的大。电熔白云石砂的抗化学侵蚀能力比烧结白云石强,但抗水化能力孰强孰劣目前观点尚不统一。我国目前生产电熔白云石砂仍以台式炉为主,熔块成分及结构不均匀,呈蜂窝状结构,每炉产品除有品质较好的优质砂之外,还有大量的次品砂。
白云石砂当前广泛应用于冶金、耐火材料、建材、陶瓷等领域,是一种利用价值很高的非金属矿产资源,具有很高的经济价值,白云石在炼镁工业占据着非常重要的位置,接下来,原矿粒度为30~120mm的白云石是生产金属镁的重要原料。白云石冶炼镁的方法主要分为两大类,电解法和硅热还原法,电解法工艺流程复杂难以取得经济效益,所以小型镁厂不宜采用此法;硅热还原法是将白云石煅烧后与硅铁、萤石混合制成球,在1100℃真空炉内加热,还原产生镁蒸汽及其他物质,再将镁蒸汽冷却后回收并铸成镁锭。
镁白云石砂的另一个结构特点是方钙石的结晶尺寸总比方镁石小。花蕊石价格所列为不同烧成制度下方钙石与方镁石结晶尺寸的对比。这是因为方钙石被连续的方镁石相所包围,即方钙石在镁白云石砂的显微结构中不是连续相。在大的方钙石晶簇中,大连花蕊石方钙石的生长依赖于Ca2+在方钙石晶格中的扩散而进行,是一种简单的 CaO-CaO晶界迁移过程:但对于小的、被孤立的方钙石晶粒或晶簇,Ca2+的扩散必须穿过MgO相,使方钙石晶粒生长的活化能较大,生长速率较方镁石小。
优质烧成白云石粉硅酸盐相极少,并且主要存在于晶内,骨料与基质致密结合,基质中微细气孔均匀分布。白云石颗粒中方钙石与方镁石晶体细小直接结合;电熔镁砂颗粒中方镁石晶体硕大直接结合,晶界较直,解理缝笔直。其显微结构特点决定了该材料兼具耐高温侵蚀和剥落等一系列优良性能。而后者硅酸盐相很多,并且主要赋存于晶间,骨料与基质结合不够致密,基质中气孔裂纹较多。因此其耐高温侵蚀和剥落等一系列性能都较差。
白云石加热到700~900℃时分解为二氧化碳和氧化钙、氧化镁的混合物,称苛性镁云石,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 a-CaO,结构致密,抗水性强,耐火度高达2300℃。我国白云岩矿床分布在碳酸盐岩岩系中,时代愈老的地层赋存的矿床愈多,且多集中于震旦系底层中。如东北的辽河群、内蒙古的桑子群、福建的建瓯群中都有白云岩矿床产出。其次,震旦系、寒武系中白云岩矿床也比较广泛,如辽东半岛、冀东、内蒙古、山西、江苏等地也由大型矿床产出。石炭、二叠系中的白云岩矿床多分布于湖北、湖南、广西、贵州等地。