中國粉體網訊 石灰石的主要成分是碳酸鈣,經過煅燒制成生石灰可用于制備電石、灰鈣粉、石灰膏、輕質碳酸鈣、納米碳酸鈣等產品,是重要的工業(yè)原料。煅燒是石灰石生產中很關鍵的一道工序,煅燒的好壞對后續(xù)產品的質量影響很大。因此,研究石灰石煅燒過程中的影響因素對提高產品的質量有重要意義。
煅燒原理
石灰石是碳酸鹽礦物,經過一定溫度的煅燒,碳酸鈣、碳酸鎂等被分解,放出二氧化碳(CO2),煅燒后的石灰石主要成分是氧化鈣,反應方程式為:
石灰石的煅燒一般在石灰窯中進行。石灰石的煅燒是一系列的物理變化與化學變化反應的過程,根據這些變化將石灰石在窯內煅燒分為三個區(qū)段:
煅燒的影響因素
石灰石在立窯中的一系列物理變化和化學變化是復雜的,在實際操作中,想要更好的控制石灰石在立窯中的煅燒,實現優(yōu)質高產穩(wěn)定低消耗,就要從以下幾個方面進行嚴格控制。
1.石灰石煅燒溫度
石灰石煅燒速度與溫度有極大關系。在常壓下,石灰石的分解溫度為898℃,當溫度大于925℃之后才迅速分解。當煅燒溫度為900℃時,石灰石分解速度為3.3mm/h;1000℃為6.6mm/h; 1100℃為14mm/h。由此可見,提高煅燒溫度,可以加速石灰石的分解。但是當煅燒溫度大于1100℃時,容易出現過燒,石灰晶粒迅速增大、石灰活性變差、消化時間增長,產品質量降低。因此,在實際生產中煅燒溫度應控制在1050℃左右。
2.石灰石粒度粒形
石灰石的煅燒速度取決于石灰石的粒度,粒度越大,煅燒速度越慢。石灰石中的碳酸鈣分解是由表及里逐層推進的,生石灰的導熱系數較石灰石小,石灰層越厚,導熱性能越差,傳熱時間越長;并且越往里分解出的CO2越難逸出,從而導致生成的石灰因長時間處于高溫狀態(tài)而使CaO晶體逐漸增大,分解速度下降。由此可見,大粒徑石灰石比小粒徑的分解時間長,煅燒也更困難。
石灰石煅燒時間與粒度的關系
除此以外,石灰石粒度的均勻性影響著石灰石的煅燒質量。若石灰石粒度差別較大,按大粒徑進行煅燒則小粒徑會出現過燒;按小粒徑進行煅燒則大粒徑會出現生燒;按中粒徑進行煅燒,可能同時出現生燒和過燒。
此外,石灰石的粒形對煅燒也有影響。一般來講,片狀和柱狀不如球形和立方形的。因此在對石灰石進行預處理時,粒度最好控制在75-150mm,形狀接近球形或立方形。
石灰石煅燒時間與其粒度形狀的關系
3.燃料粒度、配比率
固體燃料的石灰窯生產通常用焦炭與無煙煤作燃料,燃料的塊度必須與石灰石的塊度相適應,燃料在窯內的下降速度必須與其燃燒速度相適應。如果粒度過小,會導致預熱區(qū)溫度升高,煅燒層熱量減少,石灰的生燒量增加;粒度過大,會使燃料無法再煅燒區(qū)完全燃燒,使煅燒區(qū)下移,易產生石灰過燒。
在石灰石燃燒過程中,燃料的配比量是影響石灰石煅燒分解的關鍵。配比低了溫度達不到要求,煅燒不充分,石灰生燒嚴重;反之,配比過大易造成結瘤。因此,燃燒配比要適宜,操作計量要準確。實際生產中,配比大小要根據石灰石粒度、燃料粒度、含水量、停窯時間、石灰質量和產量變化而及時合理地調整,通常使用無煙煤的配比要比使用焦炭的配比高 2%。
4.送風量
一般情況空氣量的控制用壓力表示,即送風壓力。在燃料配比合適的情況下,風壓的大小會影響石灰窯內煅燒區(qū)上移或下移,同時影響煅燒過程窯氣的變化。窯氣主要成分是:CO2、CO、O2,分別應控制ϕ(CO2)=40~42% 、ϕ (CO)<0.4、ϕ (O2)≤1.0。
當CO2含量低于35%時,產出的石灰中生燒量增大;當CO含量較高時,說明燃料燃燒不完全,同時也是窯內結瘤的一個特征;當O2濃度過高,說明供風量太大,會增加石灰過燒率和熱量損失不利于煅燒。
5.裝窯方法
石灰窯的裝窯方法有混合裝窯法和分層裝窯法;旌戏苁故沂腿剂匣旌媳容^均勻,適合于配比率小、一次加入燃料不多的立窯;分層法便于調節(jié)燃料在窯截面的分布狀態(tài),適合于配比率較大的立窯。(粉體網編輯整理/橙子)