生石灰是一种重要的无机化合物，化学式为 CaO，由石灰石（CaCO₃）高温煅烧制得。它是基础工业原料，广泛应用于建筑、冶金、环保、化工等领域。

1. 基本性质

• 化学式：CaO

• 别名：烧石灰、煅石灰

• 外观：白色或灰白色块状/粉末，含杂质时呈淡黄色

• 溶解性：

• 遇水剧烈反应生成熟石灰（Ca(OH)₂），并释放大量热（1 kg CaO放热1160 kJ）

• 几乎不溶于有机溶剂

• 熔沸点：

• 熔点2572℃，沸点2850℃（高温下稳定）

2. 制备方法

• 石灰石煅烧法（主流工业制法）：

  $${\text{CaCO}}_3\stackrel{\text{900-1200℃}}{\to }\text{CaO}+{\text{CO}}_2\uparrow$$

• 原料：高纯度石灰石（CaCO₃≥95%）

• 能耗：每吨生石灰需消耗4.5GJ热量

• 副产物回收：

• 煅烧产生的CO₂可捕集用于干冰或尿素生产

3. 主要应用领域

（1）钢铁冶金

• 炼钢脱硫：

• 作为造渣剂，去除铁水中的硫（生成CaS）：

  $$\text{CaO}+\text{FeS}\to \text{CaS}+\text{FeO}$$

• 用量：约30-50 kg/吨钢

（2）建筑材料

• 生产水泥：

• 与黏土、石膏混合煅烧，生成硅酸钙（波特兰水泥主要成分）

• 土壤固化：

• 直接掺入软土（5-10%），提高地基稳定性

（3）环保处理

• 烟气脱硫（FGD）：

• 与SO₂反应生成石膏：

  $$2\text{CaO}+2{\text{SO}}_2+{\text{O}}_2\to 2{\text{CaSO}}_4$$

• 垃圾焚烧：

• 中和酸性气体（HCl、SO₂），减少二噁英生成

（4）化工生产

• 电石制备：

• 与焦炭在电弧炉中反应生成电石（CaC₂）：

  $$\text{CaO}+3\text{C}\stackrel{\text{2200℃}}{\to }{\text{CaC}}_2+\text{CO}\uparrow$$

• 造纸漂白：

• 用于制备次氯酸钙漂白剂

（5）农业用途

• 土壤改良：

• 快速中和酸性土壤（比熟石灰快3倍）

• 用量：1-3吨/公顷（pH提升0.5-1.0）

• 养殖场消毒：

• 撒布杀灭病原体（需防潮）

4. 技术参数（工业级）

5. 安全与操作

• 危险性：

• 强腐蚀性：遇水放热可致烫伤，干燥粉末刺激呼吸道

• 禁水接触：储存区需防潮，灭火禁用喷水（用干燥砂土）

• 防护措施：

• 佩戴防尘面具（NIOSH P100）、耐碱手套（丁基橡胶）

6. 与熟石灰的对比

7. 市场动态

• 全球产能：中国占比超60%（2023年约3.2亿吨）

• 价格趋势：

• 工业级：400-800元/吨

• 高纯级（≥98%）：2000-3000元/吨

总结

生石灰凭借其强碱性、高反应活性、低成本等特点，成为冶金和环保领域的核心材料。未来发展方向包括：

• 绿色生产：采用富氧燃烧降低煅烧能耗

• 高值化利用：纳米CaO用于CO₂捕集（吸附容量提升50%）

• 循环经济：钢渣钙回收制备高纯度CaO