CN104844020A - 一种高效活性石灰的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高效活性石灰的生产方法。该方法包括原料选取、筛分和水洗，添加剂的制备，混料，预烧和煅烧5个步骤。通过控制原料的粒度大小，反应过程的煅烧温度，使用了多种添加剂并限定了其配比，控制窑速为2.7-3.2 r/min，所制备的高效活性石灰的活性度提高至450ml以上，同时，石灰含硫量低、质量好、降低了能源消耗。

Description

一种高效活性石灰的生产方法

技术领域

本发明属于化工冶炼领域，具体涉及一种高效活性石灰的生产方法。

背景技术

随着石灰在精细化工、医药卫生、食品领域的广泛应用，其成本价格低廉、易沉降分离残渣、比表面积大、活性高，生产过程快，已得到相关行业充分肯定。石灰生产主要原料是碳酸钙，其裂解反应方程式为：CaCO₃====CaO+CO₂；其碳酸钙的含量直接影响煅烧后石灰的质量，其杂质含量的高低、特别是对冶炼、精细化工产品的硫、碳、磷、铅、砷、镉和铬等含量的影响巨大。

中国专利CN103073204A公开了一种生石灰的节能制备方法，该方法包括制备石灰石细粉、制备添加剂、制备石灰石胚体、烧制四个步骤。与现有生石灰烧制方法相比，采用本发明能够节约70% 以上的能量，具有显著的经济和社会价值，对于降低能源消耗，提高企业效益，具有显著作用。同时，所制备的生石灰活性度更高，产品质量得到显著提升。中国专利CN103058233A 公开了一种石灰的生产方法，尤其是涉及一种活性冶金石灰的生产方法，旨在为了解决现有技术生产的活性冶金石灰碳、硫杂质含量高、易吸潮变质、生产成本高的问题，所述的活性冶金石灰的生产方法包括如下步骤：（1）石灰石原料去杂、粉碎；（2）石灰石原料与助燃剂混合制得石灰石粉末与助燃剂混合物；（3）石灰石粉末与助燃剂混合物的预热；（4）以焦炉煤气为燃料，将石灰石粉末与助燃剂混合物于沸腾窑中煅烧；（5）旋风分离器分离冷却得活性冶金石灰成品。本发明的活性冶金石灰的生产方法，其制得的活性冶金石灰碳、硫杂质含量低，不易吸潮变质，生产成本低。中国专利CN103172283A提供了一种低碳高活性石灰煅烧方法，将石灰石颗粒送入预热器预热40±5min，使石灰石颗粒的表面和中心温度都达到800～850℃ 后，送入回转窑窑体再升温至850℃～1000℃，之后，在长度不大于35m、温度为1000～1200℃的烧成带烧成低碳高活性石灰。本煅烧方法提高了石灰石分解速率，降低了热量损耗，提高燃料利用率，节约资源；预热阶段只将石灰石颗粒内外均预热到其分解临界温度，在烧成带迅速升温不但使颗粒内部达到利于CO₂排出的高温，降低了石灰中CO₂的残留量，而且外部温度不会过高使石灰表面过烧出现“密实”层或“瓷化”层阻挡CO₂逸出。

冶金石灰是钢铁生产重要熔剂和造渣材料，随着国家各个行业对钢材质量要求提高，特别是特种钢的转炉生产对冶金石灰提出了更高的要求，在行业里提出了要≥92%氧化钙、≥350ml活性度、≤0.02%含硫量石灰，即要求使用高效活性石灰。随着国家节能环保政策的强化，原高能耗、重污染的土法生产石灰已正在被取代淘汰。代之以新技术、新工艺、节能环保石灰生产设备正在步推广。采用新工艺新技术生产成为必然，具有较好推广价值。

发明内容

     本发明的目的在于提供一种低硫、高效活性石灰的生产方法。

     所述高效活性石灰的生产方法包括以下步骤：

（1）    原料的水洗、粉碎和筛分：将石灰石原料水洗，去除其中的泥沙和其他杂物及碎石料，粉碎，过筛；

（2）    添加剂的制备：取分散剂、偶联剂和氯酸盐，并将其混合均匀；

（3）    混料：将原料石灰石与添加剂加入混料机混合均匀；

（4）    预烧：将上述石灰石混合料送入回转窑窑体，采用烟煤进行预烧，预烧温度为680-720℃，预烧时间为155-175min，回转窑的转速为2.2-2.6 r/min，同时保证窑体内氧气充足；

（5）    煅烧：将步骤（4）中经过预烧的石灰石混合料，采用烟煤喷雾升温至1210-1300℃，煅烧时间为120-150min，回转窑的转速为2.7-3.2 r/min。

优选的，所述步骤（1）中的石灰石原料的粒度为22-32mm。

优选的，所述步骤（4）中预烧温度为700℃，回转窑的转速为2.5 r/min。

优选的，所述步骤（5）中采用烟煤喷雾升温至1250℃，回转窑的转速为2.8 r/min。

优选的，所述步骤（4）和（5）中烟煤采用硫≤0.5wt%，挥发分≥35wt%，灰分≤8wt%，发热量≥6000J/kg，煤粉细度≤5 wt%，水分≤1 wt%，粒度为200目。

优选的，所述偶联剂为硅烷、铝酸酯和聚乙烯蜡中的一种或几种。

优选的，所述分散剂、偶联剂和氯酸盐的质量比为1：3：5-8。

优选的，所述分散剂、偶联剂和氯酸盐的质量比为1：3：6。

优选的，所述添加剂为石灰石质量的0.5-5wt%。

优选的，所述添加剂为石灰石质量的2.7wt%。

本发明原料粒度大小严格控制在22-32mm之间，杜绝了石灰石过大，在窑内分解慢，增加热量损耗，易产生生烧，粒度过小，料间孔隙小，热量传递不均匀，局部产生过烧。通过生产对比：采用合适的粒度比，可有效缩短物料停留时间、减少料层损失、改善热传导条件、提高石灰的活性度。实践证明，本发明采用低硫、高挥发分、低灰分的烟煤磨成200目煤粉喷雾燃烧技术，其功耗明显降低，燃料燃烧完全、窑内无结圈。

石灰石煅烧过程中温度控制十分重要。温度过低，煅烧裂解慢，生过烧多，石灰石在窑内存留时间长，既影响装置的生产能力同时降低了产品的质量；煅烧温度过高，增加能耗损失，同时对窑内衬影响实在具大，是极为不经济的！本发明先对原料进行预烧，使硫化物在680-720℃分解，在氧气充足情况下生成二氧化硫、三氧化硫，然后与石灰反应生成硫酸钙盐，再于1220-1320℃高温下分解成二氧化硫和氧化钙，二氧化硫被强对流风排出，有效降低了石灰中硫的含量，同时提高了石灰石的活性。

使用了多种添加剂并限定了其配比，进一步降低了功耗，提高石灰的活性度，在回转窑生产过程中，窑速对产品质量也是十分关健的因素，采用不同窑速，使石灰石在窑内转动次数、在窑内高温作用时间等相连，采用快速煅烧法，石灰的活性度提高至450ml以上，得到了高效活性石灰。

具体实施方式

实施例1

一种高效活性石灰的生产方法包括以下步骤：

（1）    原料的水洗、粉碎和筛分：将石灰石原料水洗，去除其中的泥沙和其他杂物及碎石料，粉碎，过筛，选取粒度为22-32mm的石灰石作为原料；

（2）    添加剂的制备：取分散剂、硅烷和氯酸盐，并将其混合均匀；其中分散剂、偶联剂和氯酸盐质量比为1：3：5；添加剂为石灰石质量的0.5wt%；

（3）    混料：将原料石灰石与添加剂加入混料机混合均匀；

（4）    预烧：将上述石灰石混合料送入回转窑窑体，采用烟煤进行预烧，预烧温度为680℃，预烧时间为155-175min，回转窑的转速为2.2 r/min，同时保证窑体内氧气充足；

（5）    煅烧：将步骤（4）中经过预烧的石灰石混合料，采用烟煤喷雾升温至1210℃，煅烧时间为120-150min，回转窑的转速为2.7 r/min。

其中，步骤（5）中烟煤采用硫≤0.5wt%，挥发分≥35wt%，灰分≤8wt%，发热量≥6000J/kg，煤粉细度≤5 wt%，水分≤1 wt%，粒度为200目。

实施例2

一种高效活性石灰的生产方法包括以下步骤：

（1）    原料的水洗、粉碎和筛分：将石灰石原料水洗，去除其中的泥沙和其他杂物及碎石料，粉碎，过筛，选取粒度为22-32mm的石灰石作为原料；

（2）    添加剂的制备：取分散剂、硅烷和氯酸盐，并将其混合均匀；其中分散剂、偶联剂和氯酸盐质量比为1：3：6；添加剂为石灰石质量的2.7wt%；

（3）    混料：将原料石灰石与添加剂加入混料机混合均匀；

（4）    预烧：将上述石灰石混合料送入回转窑窑体，采用烟煤进行预烧，预烧温度为700℃，预烧时间为155-175min，回转窑的转速为2.7 r/min，同时保证窑体内氧气充足；

（5）    煅烧：将步骤（4）中经过预烧的石灰石混合料，采用烟煤喷雾升温至1250℃，煅烧时间为120-150min，回转窑的转速为2.8 r/min。

其中，步骤（5）中烟煤采用硫≤0.5wt%，挥发分≥35wt%，灰分≤8wt%，发热量≥6000J/kg，煤粉细度≤5 wt%，水分≤1 wt%，粒度为200目。

实施例3

一种高效活性石灰的生产方法包括以下步骤：

（1）    原料的水洗、粉碎和筛分：将石灰石原料水洗，去除其中的泥沙和其他杂物及碎石料，粉碎，过筛，选取粒度为22-32mm的石灰石作为原料；

（2）    添加剂的制备：取分散剂、铝酸酯和氯酸盐，并将其混合均匀；其中分散剂、偶联剂和氯酸盐质量比为1：3：8；添加剂为石灰石质量的5wt%；

（3）    混料：将原料石灰石与添加剂加入混料机混合均匀；

（4）    预烧：将上述石灰石混合料送入回转窑窑体，采用烟煤进行预烧，预烧温度为720℃，预烧时间为155-175min，回转窑的转速为2.6 r/min，同时保证窑体内氧气充足；

（5）    煅烧：将步骤（4）中经过预烧的石灰石混合料，采用烟煤喷雾升温至1300℃，煅烧时间为120-150min，回转窑的转速为3.2 r/min。

其中，步骤（5）中烟煤采用硫≤0.5 wt%，挥发分≥35 wt%，灰分≤8 wt%，发热量≥6000J/kg，煤粉细度≤5 wt%，水分≤1 wt%，粒度为200目。

实施例4

一种高效活性石灰的生产方法包括以下步骤：

（1）    原料的水洗、粉碎和筛分：将石灰石原料水洗，去除其中的泥沙和其他杂物及碎石料，粉碎，过筛，选取粒度为22-32mm的石灰石作为原料；

（2）    预烧：将上述石灰石混合料送入回转窑窑体，采用烟煤进行预烧，预烧温度为700℃，预烧时间为155-175min，回转窑的转速为2.5 r/min，同时保证窑体内氧气充足；

（3）    煅烧：将步骤（4）中经过预烧的石灰石混合料，采用烟煤喷雾升温至1250℃，煅烧时间为120-150min，回转窑的转速为2.8 r/min。

其中，步骤（5）中烟煤采用硫≤0.5wt%，挥发分≥35wt%，灰分≤8wt%，发热量≥6000J/kg，煤粉细度≤5 wt%，水分≤1 wt%，粒度为200目。

实施例5

一种高效活性石灰的生产方法包括以下步骤：

（1）    原料的水洗、粉碎和筛分：将石灰石原料水洗，去除其中的泥沙和其他杂物及碎石料，粉碎，过筛，选取粒度为10-22mm的石灰石作为原料；

（2）    添加剂的制备：取分散剂、硅烷和氯酸盐，并将其混合均匀；其中分散剂、偶联剂和氯酸盐质量比为1：3：6；添加剂为石灰石质量的2.7wt%；

（3）    混料：将原料石灰石与添加剂加入混料机混合均匀；

（4）    预烧：将上述石灰石混合料送入回转窑窑体，采用烟煤进行预烧，预烧温度为700℃，预烧时间为155-175min，回转窑的转速为2.5 r/min，同时保证窑体内氧气充足；

（5）    煅烧：将步骤（4）中经过预烧的石灰石混合料，采用烟煤喷雾升温至1250℃，煅烧时间为120-150min，回转窑的转速为2.8 r/min。

其中，步骤（5）中烟煤采用硫≤0.5wt%，挥发分≥35wt%，灰分≤8wt%，发热量≥6000J/kg，煤粉细度≤5 wt%，水分≤1 wt%，粒度为200目。

实施例6

一种高效活性石灰的生产方法包括以下步骤：

（1）    原料的水洗、粉碎和筛分：将石灰石原料水洗，去除其中的泥沙和其他杂物及碎石料，粉碎，过筛，选取粒度为32-45mm的石灰石作为原料；

（2）    添加剂的制备：取分散剂、硅烷和氯酸盐，并将其混合均匀；其中分散剂、偶联剂和氯酸盐质量比为1：3：6；添加剂为石灰石质量的2.7wt%；

（3）    混料：将原料石灰石与添加剂加入混料机混合均匀；

（4）    预烧：将上述石灰石混合料送入回转窑窑体，采用烟煤进行预烧，预烧温度为700℃，预烧时间为155-175min，回转窑的转速为2.5 r/min，同时保证窑体内氧气充足；

（5）    煅烧：将步骤（4）中经过预烧的石灰石混合料，采用烟煤喷雾升温至1250℃，煅烧时间为120-150min，回转窑的转速为2.8 r/min。

其中，步骤（5）中烟煤采用硫≤0.5wt%，挥发分≥35wt%，灰分≤8wt%，发热量≥6000J/kg，煤粉细度≤5 wt%，水分≤1 wt%，粒度为200目。

将上述所制备的活性石灰的进行理化及性能分析，其结果列于表1中。

表1. 所制备的活性石灰的理化试验数据

 从上表实施例1-6中可以看出，本发明所生产的高效活性石灰的CaO的含量高，活性度好，且其中的C和S的含量很低，远远低于国家标准。同时，添加剂分散剂、铝酸酯和氯酸盐对活性石灰中的CaO的含量和活性度的提高作用明显，而对C和S的含量的降低也有明显作用。石灰石的粒度对所制备的石灰的性能也有非常明显的影响，当石灰石的粒度为22-32mm时，所制备的石灰的各项性能最优。

以上对本发明实施例所提供的一种高效活性石灰的生产方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种高效活性石灰的生产方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

原料的水洗、粉碎和筛分：将石灰石原料水洗，去除其中的泥沙和其他杂物及碎石料，粉碎，过筛；

添加剂的制备：取分散剂、偶联剂和氯酸盐，并将其混合均匀；

混料：将原料石灰石与添加剂加入混料机混合均匀；

预烧：将上述石灰石混合料送入回转窑窑体，采用烟煤进行预烧，预烧温度为680-720℃，预烧时间为155-175min，回转窑的转速为2.2-2.6  r/min，同时保证窑体内氧气充足；

煅烧：将步骤（4）中经过预烧的石灰石混合料，采用烟煤喷雾升温至1210-1300℃，煅烧时间为120-150min，回转窑的转速为2.7-3.2 r/min。

2.根据权利要求1所述的一种高效活性石灰的生产方法，其特征在于，所述步骤（1）中的石灰石原料的粒度为22-32mm。

3.根据权利要求1所述的一种高效活性石灰的生产方法，其特征在于，所述步骤（4）中预烧温度为700℃，回转窑的转速为2.5 r/min。

4.根据权利要求1所述的一种高效活性石灰的生产方法，其特征在于，所述步骤（5）中采用烟煤喷雾升温至1250℃，回转窑的转速为2.8 r/min。

5.根据权利要求1所述的一种高效活性石灰的生产方法，其特征在于，所述步骤（4）和（5）中烟煤采用硫≤0.5 wt%，挥发分≥35 wt%，灰分≤8 wt%，发热量≥6000J/kg，煤粉细度≤5 wt%，水分≤1 wt%，粒度为200目。

6.根据权利要求1所述的一种高效活性石灰的生产方法，其特征在于，所述偶联剂为硅烷、铝酸酯和聚乙烯蜡中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种高效活性石灰的生产方法，其特征在于，所述分散剂、偶联剂和氯酸盐的质量比为1：3：5-8。

8.根据权利要求1所述的一种高效活性石灰的生产方法，其特征在于，所述添加剂为石灰石质量的0.5-5wt%。