矿石加工技术性能——烧制石灰过程的原理分析

发表时间:2021/6/9   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:郑茂云
[导读] 摘要:项目矿石主要用于烧制石灰,产品用于普通工民建三合灰配料,该厂采用回转窑并流煅烧工艺,本文主要论述了石灰烧制过程的原理与影响因素。
        黑龙江省宝泉岭农垦玉山白灰厂  黑龙江萝北  154231
        摘要:项目矿石主要用于烧制石灰,产品用于普通工民建三合灰配料,该厂采用回转窑并流煅烧工艺,本文主要论述了石灰烧制过程的原理与影响因素。
        关键词:烧制石灰;原理分析;影响因素
        1 烧制石灰的机理
        石灰组成中有游离氧化钙和结合氧化钙,游离氧化钙中又分活性氧化钙和非活性氧化钙非活性氧化钙在普通消解条件下,不能同水发生反应,但有可能转化为话性氧钙(如磨细后)活性氧化钙则是在普通消解条件下,能同水发生反应的那部分游离氧钙,结合氧化钙是不可回复的,故不能称为非活性氧化钙,石灰的反应能力实际上可以看成是游离氧化钙总量中活性氧化钙的数量,石灰石的锻烧是石灰石菱形晶格重新结品转化为石灰的立方晶格的变化过程,其变化所得晶体结构与形成新相晶核的速度和它的生长速度有关,当前者大于后者时,所得到的为细粒晶体,其活性氧化钙分子数量多,具有高的表面能;反之,所得为低表面能的粗粒晶体,其活性氧化钙分子数量少。在石灰石快速加热煅烧下,所得到的为细粒晶体结构的石灰,活性度就髙;缓慢加热煅烧时所得为粗晶体结构的石灰,活性就低。
        2 原料和燃料
        大理岩是经三级破碎后进入原料库,煤经筛选破碎后进入煤库。
        2.1原料要求
        石灰对石灰石的质量要求主要有两个方面:一个是要求含碳酸钙成分要高,一般要求要在70%以上;二是它的结构晶粒要小,因为晶核小的石灰石晶间不严实,且在含有机物的情况下,有机物燃烧形成的多孔状,CO2容易分离,故便于毁烧:三是杂质少,特别是有害成分如二氧化硅,氧化镁,氧化铝,硫和磷等。
        2.2粒度要求
        原料石灰石的粒度应控制在一定范国,如果粒度差别大,小粒石灰石在短时间内就可完全分解,而大粒度的则需要较长时间。若大粒度的石灰石已完全分解,而小粒的因在煅烧区停留时间过长造成过烧面失去活性,反之大粒度的会形成夹心生烧而使活性度偏低,因此要求石灰石粒度尽可能均匀,一般要求大小粒度之比不超过二分之一。
        2.3成分条件
        石灰石的主要成分是CaCO3,还含有一定量的MgCO3、SO2、Al2O3、FeO,等杂质。CaCO3的含量表示石灰石的纯度,它直接影响着石灰中CaO的含量,是决定石灰活性度的主要指标。石灰石中的杂质是有害成分,煅烧过程中分别与CaO反应,生成的盐类大部分熔点低,在毁烧带常以液相存在,促进了CaO颗粒间的融合,使石灰结构紧缩,气孔率下降,活性度较低
        3生料粉磨
        大理岩及煤经圆盘喂料机进入CPY型数控斗式配料电子秤,按其重量配比混合入Φ1.83×64m的生料磨。入磨的原料粒径<15mm。生料细度要控制在0.080mm方孔筛筛余<80%。


        4煅烧温度
        煅烧温度不仅决定了石灰石的分解反应速度,而且也影响石灰晶体粒度大小如果温度偏低,分解慢,在有效煅烧时间内石灰石不能完全分解,造成生烧,活性度偏低:温度较高时,石灰石分解速度快,但随着温度的升高,CaO晶粒长大,体积密度增大,比表面积和气孔率减小,使石灰反应能力下降,活性度降低。因此,生产要求煅烧温度要控制在合适的范围,不同的石灰石在理论上都存在一个理想的煅烧温度,而在950-1150℃时,大部分石灰石都能烧成较高活性度的石灰。
        5煅烧时间
        生产中原料粒度和成分稳定后,煅烧温度一定,般烧时间也就基本确定,不可偏差过大。否则,若煅烧时间过短,较大粒度的石灰石分不完,反之,因煅烧时间过长,已完全分解的石灰在高温下晶体长大,使体积密度增大,两者都会引起石灰活性度降低。
        有关资料指出,同类石灰石在1093℃下煅烧2h所形成的气孔表面积若在927C下则需要板烧8h,可见煅烧时间与煅烧温度相关。
        6煅烧温度与煅烧时间的关系
        从理论上说,煅烧优质石灰,应先根据石灰石质量,确定最佳煅烧温度,而煅烧时间在煅烧温度确定时也就一定了,实际生产中,根据需要,产量经常波动,为了保证石灰质量的稳定,应由产量确定煅烧时间,再由烧时间确定煅烧温度,所以实际煅烧温度不仅与理论最佳煅烧温度有一定偏差,而且也应随原料粒度,产量等的波动而变化,
        但原料粒度、产量等的波动应控制在一定的范围内,否则,将影响正常操作,引起质量波动,用本厂使用的石灰石在实验室条件下做石灰石热稔定性实验,实验步骤:石灰石→水洗→烘干1小时→称量→马弗炉加热→称量→水化→烘干1小时。由得出的数据我们可以得出石灰石在加热30分钟的情况下只需1100-1150℃即可生产出合格石灰,
        7 烧成
        烧成采用大风、大料、暗火煅烧制度。煅烧过程中,要注意稳定底火位置、温度和厚度;要不断地打散融块,疏通气流,做到风、加料和卸料三平衡。根据生产实践,该料起火快,易烧性比传统配料好,物料下落平稳,不易结大块。熟料颜色稍深,岀料数量大致相同。同时,熟料化学分析和X射线物相分析的数据全部在传统配料的正常熟料范围内。
        8结论
        1.加强对石灰石质量的监督,降低入窑低熔点杂质量从而控制结圈和预热室被堵现象,从而减少非计划停机。
        2.石灰石在实验条件下800C左右开始分解,预热器连续出料且受热不均预热温度应该适当提高,预热时间变短(推速加快)也应该适当提高预热温度。
        3.石灰的Ca0含量和活性度之间存在一定的矛盾,在双色温度高,CaO含量高时CaO品粒长大,体积密度增大,比表面积和气孔率减小使活性降低:双色温度低时CaO含量降低使得石灰活性度降低。
        4.煅烧活性石灰工艺制度为:在煅烧温度为1170℃保温40分钟,8小时产量170t,然后迅速冷却,即可得到高活性CaO石灰。
        作者简介:
        郑茂云,女,生于1963年,汉族,大专,高级工程师。
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: