CN109052997A - 固定床—流化床多流态制备高活性轻烧氧化镁的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及固定床‑流化床多流态制备高活性轻烧氧化镁的方法，以粒度为30～300mm的菱镁矿为原料，通过给料系统将菱镁矿送至固定床锻烧分解炉，块状菱镁矿分解形成较小的料块及粉料，10～80％的菱镁矿发生分解反应，此分解反应为堆积态分解；从固定床锻烧分解炉出来的物料颗粒经管道送至流化床沸腾态分解炉，使物料颗粒处于沸腾状态，未分解的菱镁矿在流化床沸腾态分解炉的焖料过程中得以继续分解，此分解反应为沸腾态分解；完全分解的轻烧氧化镁随热烟气经管道进入冷却装置冷却后从卸料口收集。物料在整个过程呈现多流态组合，这种多流态组合有利于菱镁矿的分解反应充分进行，可保证菱镁矿分解率大于99％，产品质量均匀、稳定。

Description

固定床—流化床多流态制备高活性轻烧氧化镁的方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种固定床—流化床多流态制备高活性轻烧氧化镁的方法。

背景技术

菱镁矿是我国的优势矿产资源之一，总储量30多亿吨，占世界菱镁矿储量的四分之一，居世界之首。由菱镁矿煅烧制成的轻烧氧化镁是产量最大的镁质材料，我国轻烧氧化镁年产能在1000万吨以上。轻烧氧化镁具有优良的耐碱性和电绝缘性，吸附能力强，导热性高，热膨胀系数大，广泛应用于冶金、建材和国防等领域，同时它还是重要的工业原料，其下游产品有高档耐火材料、信息材料和化工产品等。

目前我国轻烧氧化镁生产大多仍沿用传统落后的反射窑技术，菱镁矿石由反射窑窑顶加入，在窑内经半煤气燃烧方式加热到1000℃分解，分解后物料进入窑底料仓，用人工接料小车将400～800℃高温物料推到料场倾倒地面自然冷却，再经人工热选获得块状轻烧氧化镁，经粉磨设备磨碎后得到轻烧氧化镁粉。反射窑只能使用优质块矿资源，大量粉状资源被浪费；每吨产品耗能折合标准煤240公斤以上，能耗过大；生产过程中大量排放粉尘，浓度超过200毫克/标准立方米，对环境、生态产生严重不良影响；生产沿用手工操作，劳动强度大，自动化程度低；这种方法制备轻烧氧化镁物料呈堆积态分布，大量未分解的生料块随生成的轻烧氧化镁一起排出，造成菱镁矿分解不完全，生成的轻烧氧化镁质量不均匀、性质不稳定、活性差、附加值低，大大限制了轻烧氧化镁的生产与应用。

近年来出现的悬浮法煅烧技术制备轻烧氧化镁，具有传递面积大、综合传递系数大、传递动力大、煅烧速度快和热效率高的特点，但是这项技术是整体从水泥、氧化铝等行业的气态悬浮预热预分解装置移植而来，并不适用于菱镁矿的分解煅烧，由于菱镁矿在悬浮窑停留时间很短，传热和反应时间不足，物料分解不完全，一些菱镁矿颗粒并未真正分解，制备的轻烧氧化镁质量不均匀、稳定，故悬浮法煅烧菱镁矿在实际应用中效果并不理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种固定床—流化床多流态制备高活性轻烧氧化镁的方法。菱镁矿分解率接近100％，粉尘排放浓度≤10毫克/标准立方米，完全实现清洁生产。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

固定床—流化床多流态制备高活性轻烧氧化镁的方法，块状菱镁矿在固定床锻烧分解炉中经过堆积态分解后的产物进入流化床沸腾态分解炉中，沸腾状态的物料颗粒继续分解，具体步骤如下:

(1)将30～300mm粒度的菱镁矿原料送至固定床分解炉，物料经炉顶上方进入，经烟气预热至200～700℃，经预热的物料下行，在700～1000℃的温度下锻烧分解，10～80％的菱镁矿发生分解反应，菱镁矿分解形成的料块及粉料从卸料口卸出；

(2)从固定床分解炉出来的物料颗粒经密闭管道送至流化床沸腾态分解炉，流化床沸腾态分解炉内温度控制为700～1000℃，物料由流化床沸腾态分解炉下部的分料板送入，燃料由下方烧嘴送入炉内燃烧，大于物料临界流化速度的助燃空气由炉体下方的气体分布板通过物料层，使物料颗粒处于沸腾状态，未分解的菱镁矿在流化床沸腾态分解炉的焖料过程中继续分解，形成轻烧氧化镁物料；

(3)经流化床沸腾态分解炉分解的轻烧氧化镁随热烟气经管道进入冷却系统进行冷却，冷却后轻烧氧化镁从卸料口收集，废气经除尘系统除尘后排出。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

(1)这种固定床—流化床多流态组合方式制备高活性轻烧氧化镁，使得在固定床锻烧分解炉未分解的菱镁矿在流化床沸腾态分解炉的焖料过程中得以继续分解，可保证菱镁矿分解反应充分进行，分解率分解率大于99％，而现有技术菱镁矿分解率为40～70％。

(2)本发明菱镁矿物料前期处于堆积状态，后期处于沸腾状态，这种多流态组合使得产品质量稳定且易于控制，生产的轻烧氧化镁活性可达到柠檬酸变色时间小于10秒，而现有反射窑技术生产的轻烧氧化镁柠檬酸变色时间一般大于60秒。

(3)本发明与传统的反射窑相比，可提高菱镁矿资源利用率20％左右，节能35％以上。

(4)整个系统密闭生产，避免了产品的飞扬损失和环境污染，改善了出料场作业环境，粉尘排放浓度≤10毫克/标准立方米，完全实现了清洁生产，而现有反射窑技术粉尘排放浓度一般≥200毫克/标准立方米。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：给料系统1、固定床锻烧分解炉2、流化床沸腾态分解炉3、旋风冷却系统4、除尘系统5。固定床锻烧分解炉2内由上至下设有预热带6、煅烧带7、炉条8、燃烧室9。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：

固定床—流化床多流态制备高活性轻烧氧化镁的设备，包括密闭连接的给料系统1、固定床锻烧分解炉2、流化床沸腾态分解炉3、旋风冷却系统4、除尘系统5。固定床锻烧分解炉2内由上至下设有预热带6、煅烧带7、炉条8、燃烧室9。

固定床—流化床多流态制备高活性轻烧氧化镁的方法，以粒度为30～300mm的菱镁矿为原料，通过给料系统将菱镁矿送至固定床锻烧分解炉，块状菱镁矿分解形成较小的料块及粉料，10～80％的菱镁矿发生分解反应，此分解反应为堆积态分解；从固定床锻烧分解炉出来的物料颗粒经管道送至流化床沸腾态分解炉，使物料颗粒处于沸腾状态，未分解的菱镁矿在流化床沸腾态分解炉的焖料过程中得以继续分解，此分解反应为沸腾态分解；完全分解的轻烧氧化镁随热烟气经管道进入冷却装置冷却后从卸料口收集。物料在整个过程呈现多流态组合，这种多流态组合有利于菱镁矿的分解反应充分进行，可保证菱镁矿分解率大于99％，产品质量均匀、稳定。

实施例

固定床—流化床多流态制备高活性轻烧氧化镁的方法，具体步骤如下：

(1)将30～300mm粒度的菱镁矿原料通过给料系统电动给料车1送至固定床锻烧分解炉。物料经炉顶上方进入预热带，在预热带，菱镁矿借助于从煅烧带上行的烟气热量预热至200～700℃，经预热带预热的物料下行到达煅烧带，燃烧室设于炉条下方，燃料由烧嘴送入燃烧室，燃料燃烧形成的火焰及热量穿过炉条对菱镁矿进行焙烧，焙烧温度为700～1000℃，经过1～120min锻烧分解，块状菱镁矿分解形成较小的料块及粉料，与此同时从炉条间隙落下并从卸料口卸出。此过程10～80％的菱镁矿发生分解反应成形成轻烧氧化镁，此分解反应为堆积态分解；

(2)从固定床锻烧分解炉出来的物料颗粒经管道送至流化床沸腾态分解炉，流化床沸腾态分解炉温度为700～1000℃。物料由流化床沸腾态分解炉下部的分料板送入，燃料由下方烧嘴送入窑内燃烧，大于临界流化速度的助燃空气由系统下方的气体分布板通过物料层，使物料颗粒处于沸腾状态，经过0.1～20min，未分解的菱镁矿在流化床沸腾态分解炉的焖料过程中得以继续分解，此分解反应为沸腾态分解；

(3)完全分解的轻烧氧化镁随热烟气经管道进入冷却系统进行冷却，冷却系统可以为一级至五级旋风冷却系统，完成冷却过程的轻烧氧化镁从卸料口收集，废气经除尘系统除尘后排出。

上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。

Claims (1)

1.固定床—流化床多流态制备高活性轻烧氧化镁的方法，其特征在于，块状菱镁矿在固定床锻烧分解炉中经过堆积态分解后的产物进入流化床沸腾态分解炉中，沸腾状态的物料颗粒继续分解，具体步骤如下：

(1)将30～300mm粒度的菱镁矿原料送至固定床分解炉，物料经炉顶上方进入，经烟气预热至200～700℃，经预热的物料下行，在700～1000℃的温度下锻烧分解，10～80％的菱镁矿发生分解反应，菱镁矿分解形成的料块及粉料从卸料口卸出；

(2)从固定床分解炉出来的物料颗粒经密闭管道送至流化床沸腾态分解炉，流化床沸腾态分解炉内温度控制为700～1000℃，物料由流化床沸腾态分解炉下部的分料板送入，燃料由下方烧嘴送入炉内燃烧，大于物料临界流化速度的助燃空气由炉体下方的气体分布板通过物料层，使物料颗粒处于沸腾状态，未分解的菱镁矿在流化床沸腾态分解炉的焖料过程中继续分解，形成轻烧氧化镁物料；

(3)经流化床沸腾态分解炉分解的轻烧氧化镁随热烟气经管道进入冷却系统进行冷却，冷却后轻烧氧化镁从卸料口收集，废气经除尘系统除尘后排出。