白云石粉为制造镁钙耐火材料的主要原料。白云石为CaCO3和MgCO3的复盐,化学表达式为 CaMg(CO3)2,含 CaO 30.4%,MgO 21.7%,CO2 47.9% 。加热后,白云石中的MgCO3在750℃左右分解;CaCO3在950℃左右分解。白云石和冷酸缓慢作用。白云石为三方晶系的矿物,其折射率nm =1.681〜1.695,np= 1.500〜1.513,相对密度2.8〜2.9,硬度3.5〜4。白云石矿床属于沉积矿床,其成因又分为海相沉积白云石矿床和泻湖相沉积白云石矿床。
白云石烧结的特点主要取决于煅烧温度、时间和杂质组成及含量。白云石在1700〜1800℃温度下煅烧后,方钙石、方镁石晶粒尺寸长大,使体积稳定,密度提高,一般可达3.0~3.4g/cm3,有抗水化能力。为达到一定的体积密度,可以采取提高煅烧温度或者延长烧结时间的方法来实现。天然白云石煅烧过程中产生的杂质氧化物SiO2、Al2O3、Fe2O3等与CaO反应,形成一系列含钙化合物,并随温度升高伴有液相产生,最终实现天然白云石在液相参与下的烧结。
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。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,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。
体积密度是镁白云石砂的重要质量指标,它反映出熟料的烧结程度,并直接影响到熟料的抗水化性能(粉化率)。以镁精矿轻烧粉与消石灰配合生产镁白云石砂时,大连超细油漆原料混合料的混磨细度对熟料体积密度的影响以及体积密度与粉化率的合成镁白云石砂的烧成温度与所用原料、原料中杂质含量、烧成设备有关。一般烧成温度为1650℃左右,大连油漆原料烧成温度愈高,熟料的密度增大(在烧结温度范围内)、强度愈高保温时间对镁白云石砂致密度的影响也十分明显。
近些年来,随着技术的不断进步,白云石的用途也是更加的广泛,白云石砂可以作为炼钢时用的转化炉的耐火内层、造渣剂、水泥原料、玻璃熔剂、窑业、肥料、建筑与装饰用石材、油漆、杀虫剂与医药等各种用途。可用于建材、陶瓷、玻璃和耐火材料、化工以及农业、环保、节能等领域。研究发现,白云石是碳酸盐矿物,分别有铁白云石和锰白云石。它的晶体结构像方解石,常呈菱面体。遇冷稀盐酸时会慢慢出泡。有的白云石在阴极射线照射下发橘红色光。白云石是组成白云岩和白云质灰岩的主要矿物成分。
白云石粉为代表的白云石质耐火材料为1879年托马斯转炉发明以来传统的耐火材料,如前面所述,它属于作为耐火砖的新的耐火材料材质,为即古老又年轻的耐火材料。为人人皆知的平炉、电炉的炉底料、修补料频繁使用的耐火材料。作为耐火砖的白云石质耐火材料,当时在几乎不使用的理由除了没有托马斯转炉之外,还存在着日本本土高温多湿的气候的地方较多,也就是说,是由于生白云石(CaCO3、MgCO3)的烧成所产生游离石灰(free CaO)引起水化崩坏现象的原因所产生的。