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石灰石的冶炼主要涉及到碳酸钙的分解反应，其化学方程式为。
CaCO3 → CaO + CO2 （条件为高温煅烧）
这个反应中，碳酸钙（石灰石的主要成分）在高温下分解为氧化钙和二氧化碳，生成的氧化钙（生石灰）具有一系列重要的工业应用，包括作为金属冶炼的原料。
在金属冶炼中，石灰石作为原料主要利用其生成的氧化钙，氧化钙可以与矿石中的脉石（主要是硅酸盐）反应，生成炉渣，这对于从矿石中提取金属非常重要，在炼铁过程中，石灰石与矿石中的二氧化硅反应，生成硅酸钙炉渣，帮助去除杂质并提取铁，这个过程涉及的主要化学方程式为：
CaO + SiO2 → CaSiO3 （炉渣）
石灰石在金属冶炼中的应用主要是通过其分解产生的氧化钙与其他物质反应，帮助提取和分离金属。