白云石為菱鎂礦（MgCO3）和方解石（CaCO3）組成為1:1的復(fù)鹽，是僅次于菱鎂礦的第二大堿性耐火原料，主要用來制備白云石質(zhì)耐火材料。

白云石礦首先經(jīng)煅燒（或者電熔）得到鎂鈣原料（如白云石砂/鎂白云石砂、鎂鈣砂、鎂鈣鐵砂），然后制備成各種白云石系耐火材料。白云石系耐火材料除了具有耐火度高，抗渣侵蝕性、抗熱震性好等優(yōu)點(diǎn)外，CaO可以吸附鋼水中的S、P以及Al2O3、SiO2等非金屬夾雜物，還具有凈化鋼水的作用，因此廣泛用于不銹鋼精煉爐中；另外由于白云石磚內(nèi)含有大量的游離CaO，極易與水泥窯料中的C2S反應(yīng)生成C3S，生成穩(wěn)定的窯皮，因此適合使用在水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶上。

1、白云石磚

白云石磚是由天然白云石煅燒而成的白云石砂制成的。白云石磚中w（CaO）≥40%、w（MgO）≥35%，還含有少量的SiO2、Al2O3、Fe2O3等雜質(zhì)。若磚中的CaO、MgO質(zhì)量比小于1.39，則稱為鎂質(zhì)白云石磚。

為了提高抗熱震性，開發(fā)出了ZrO2+白云石磚和ZrO2+鎂白云石磚。白云石磚主要用于不銹鋼精煉爐（如AOD、VOD爐等）和水泥窯燒成帶中。

比如在AOD爐襯上，目前德國用燒成白云石磚，歐洲其他一些國家用純白云石磚，日本用鎂白云石磚。另外白云石磚是歐美水泥窯燒成帶應(yīng)用最普遍的耐火材料，其中美國有86%的水泥窯燒成帶使用該產(chǎn)品。但由于白云石磚在運(yùn)輸、貯存和停窯期間易吸潮發(fā)生水化，且抗熱震性能差，一般在年運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)到80%以上的窯上使用，我國只有少數(shù)廠家在水泥回轉(zhuǎn)窯上使用進(jìn)口的白云石磚。

2、鎂鈣磚

鎂鈣磚包括兩種：一種是以合成鎂鈣砂為主要原料生產(chǎn)的鎂鈣磚；另一種是以白云石砂（或鎂白云石砂）和鎂砂為主要原料生產(chǎn)的鎂鈣磚，也稱鎂白云石磚。目前，w（CaO）為20%的燒成鎂鈣磚/鎂白云石磚是我國產(chǎn)量和用量最大的合成鎂鈣耐火制品，它主要用作不銹鋼精煉爐（AOD爐、VOD爐等）的爐襯材料，替代對環(huán)境和人體危害極大的鎂鉻磚，而且使用效果良好。

如太原鋼鐵公司不銹鋼冶煉用AOD爐爐襯全部長期使用燒成鎂鈣磚，平均爐齡163爐，最高為189爐。我國燒成鎂鈣磚已成不銹鋼行業(yè)的主要耐火材料。另外我國還生產(chǎn)一定量的w（CaO）≥30%的燒成鎂鈣磚/鎂白云石磚。

3、不燒鎂鈣（碳）磚

以不同粒度的燒結(jié)白云石砂、鎂砂和/或石墨為主要原料，不經(jīng)燒成而能直接使用的耐火材料，具有節(jié)能、熱震穩(wěn)定性良好，生產(chǎn)工藝簡便，同時(shí)具有良好的抗渣性。

目前，我國生產(chǎn)的不燒鎂鈣（碳）磚，其w（CaO）在10%～30%，屬于中低鈣的鎂鈣制品，主要用于精煉爐如LF—VD或者LF、VOD的爐底與熔池部位，GOR爐底部位，效果良好。但現(xiàn)在我國的不燒鎂鈣（碳）磚還沒有被大量的推廣應(yīng)用，其原因一是價(jià)格較高；二是使用性能還有待提高。

4、鎂鈣系不定形耐火材料

利用白云石還制備成各種鎂鈣不定形耐火材料如電爐爐底搗打料、中間包涂抹料、鋼包噴補(bǔ)料、轉(zhuǎn)爐噴補(bǔ)料、RH爐噴補(bǔ)料、自流熱補(bǔ)料等不定形耐火材料。其中使用量最大是電爐爐底用鎂鈣鐵質(zhì)干式搗打料，其采用含鐵的鎂白云石質(zhì)合成砂（鎂鈣鐵砂）為原料制備的而成，使用效果良好，如上海寶鋼150tUHP電爐爐底壽命達(dá)到1087次；舞陽鋼鐵公司90tUHP電爐爐底壽命也在1500次以上。

目前，我國鼓勵發(fā)展電爐煉鋼，UHP電爐數(shù)量的不斷增加，各種干式爐底搗打料需求量也將不斷增大。另外利用白云石開發(fā)出的噴補(bǔ)料用于轉(zhuǎn)爐、電爐、鋼包渣線、RH插入管等部位的修補(bǔ)，效果良好，目前的應(yīng)用量也在逐漸擴(kuò)大；利用白云石為主要還可以生產(chǎn)中間包涂抹料、干式料，性能優(yōu)良。

5、新型耐火材料

目前白云石在耐火材料中主要用于合成鎂鈣系耐火材料，為了擴(kuò)大白云石資源在耐火材料中的應(yīng)用，有研究利用天然白云石礦合成含鎂鋁尖晶石的鋁酸鈣水泥。含微晶鎂鋁尖晶石的鋁酸鈣水泥（CMA）是一種新型的耐火材料用結(jié)合劑，其CaO含量降低并且含有鎂鋁尖晶石，與普通鋁酸鹽水泥相比，具有更為優(yōu)異的高溫體積穩(wěn)定性、抗熱震性和抗渣侵蝕等性能。

西安建筑科技大學(xué)的研究人員以白云石和工業(yè)三氧化二鋁為原料，燒結(jié)合成出含鎂鋁尖晶石的鋁酸鈣水泥，這種水泥的結(jié)合強(qiáng)度高，武漢科技大學(xué)的研究人員以粒徑為5~50μm的天然白云石和粒徑為5~44μm的工業(yè)氧化鋁（純度≥95.0%）為原料，將二者按一定比例配料，經(jīng)過球磨、燒結(jié)和破碎工藝，即可得到含納米鎂鋁尖晶石（粒徑僅為50~500nm）的鋁酸鹽水泥。由于天然白云石資源豐富，成本較低，采用該制備方法制備含納米鎂鋁尖晶石的鋁酸鹽水泥的成本較低，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。

還有研究者利用天然白云石礦與不同鋁源合成鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石輕質(zhì)耐火材料、抗水泥熟料侵蝕的二鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相材料等，取得不錯進(jìn)展。

當(dāng)今鋼鐵工業(yè)正朝著“高潔凈、高均勻、超細(xì)晶”的超級鋼技術(shù)目標(biāo)發(fā)展，潔凈鋼、純凈鋼的產(chǎn)量越來越大，而白云石系耐火材料對爐渣和金屬具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，尤其是游離CaO具有凈化鋼液的功效，相應(yīng)地對白云石系耐火材料的需求也將增大，白云石系耐火材料有很大的發(fā)展前景。

在水泥工業(yè)領(lǐng)域，由于某種原因目前我國一些企業(yè)在水泥回轉(zhuǎn)窯的燒成帶和過渡帶還在使用鎂鉻磚，而白云石磚具有優(yōu)良的耐高溫、掛窯皮和抵抗堿性物質(zhì)侵蝕的能力，可以用在水泥窯燒成帶和過渡帶替代鎂鉻耐火磚，而目前我國只有少數(shù)廠家在水泥回轉(zhuǎn)窯上使用進(jìn)口的白云石磚，白云石磚在我國水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶應(yīng)用有很大的發(fā)展空間。但是白云石系耐火材料難燒結(jié)，同時(shí)以白云石砂為原料的耐火材料在存放和反復(fù)使用過程中極易吸收水分水化生成氫氧化物，產(chǎn)生體積膨脹而導(dǎo)致制品破裂、粉化，這一致命弱點(diǎn)限制了白云石系耐火材料的應(yīng)用與發(fā)展。

因此，今后加大對這方面的研究，使白云石資源在耐火材料中的應(yīng)用增大，可以節(jié)省儲量相對較少的菱鎂礦。利用白云石開發(fā)新型耐火材料，如新型鋁酸鹽水泥、六鋁酸鈣-尖晶石輕質(zhì)耐火材料等。

來源：趙瑞,張子英,柴俊蘭,等.白云石礦產(chǎn)資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及前景[C].2019年全國耐火原料學(xué)術(shù)交流會論文集.,2019:26-31.