CN109320107A - 悬浮—沸腾多流态组合制备高活性轻烧氧化镁的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及悬浮—沸腾多流态组合制备高活性轻烧氧化镁的方法，以0～2mm粒度的菱镁矿为原料，悬浮态焙烧分解炉悬浮态下分解，分解后的物料颗粒随热气流送至沸腾态分解炉，使物料颗粒沸腾态分解，未分解的菱镁矿在沸腾态分解炉的焖料过程中继续分解。本发明保证菱镁矿分解反应充分进行，分解率大于99％。提高菱镁矿资源利用率20％左右，节能35％以上。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。

Description

悬浮—沸腾多流态组合制备高活性轻烧氧化镁的方法

技术领域

本发明涉及本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种悬浮—沸腾多流态组合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(50～300mm)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；产品活性差，附加值低。

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一种悬浮—沸腾多流态组合制备高活性轻烧氧化镁的方法。呈现悬浮—沸腾多流态组合。此方法可保证菱镁矿分解率接近100％，产品质量均匀、稳定。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

悬浮—沸腾多流态组合制备高活性轻烧氧化镁的方法，以0～2mm粒度的菱镁矿为原料，悬浮态焙烧分解炉悬浮态下分解，分解后的物料颗粒随热气流送至沸腾态分解炉，使物料颗粒沸腾态分解，未分解的菱镁矿在沸腾态分解炉的焖料过程中继续分解，具体步骤如下：

(1)将0～2mm粒度的菱镁矿原料送入干燥系统干燥，菱镁矿原料在1～5sec.升温至100～200℃；

(2)干燥好的物料经连接管道送入预热系统预热，物料在1～20sec.升温至400～700℃；

(3)经过预热的菱镁矿经管道进入悬浮态焙烧分解炉，悬浮态焙烧分解炉内温度为600～1000℃；在热气流的作用下菱镁矿颗粒悬浮于焙烧炉中，10～80％的菱镁矿发生分解反应形成轻烧氧化镁，此分解反应为悬浮态分解；

(4)从悬浮态焙烧分解炉出来的物料颗粒随热气流经分解炉上部管道送至沸腾态分解炉，沸腾态分解炉温度为700～1000℃，物料由沸腾态分解炉下部的分料板送入，燃料由下方烧嘴进入窑内燃烧，大于物料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，未分解的菱镁矿在沸腾态分解炉的焖料过程中得以继续分解，形成轻烧氧化镁物料；此分解反应为沸腾态分解；(5)分解后的轻烧氧化镁随热烟气经管道进入冷却系统进行冷却，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。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

(1)这种悬浮—沸腾多流态组合方式制备高活性轻烧氧化镁，使得在悬浮态焙烧分解炉未分解的菱镁矿在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，分解率大于99％，而现有技术菱镁矿分解率为40～70％。

(2)本发明0～2mm粒度的菱镁矿物料处于悬浮加沸腾状态，物料比表面积大，与热气流充分接触，分解速度快，故在短时间内可获得质量均匀、稳定的轻烧氧化镁，晶粒尺寸小、结晶度低，比表面积大、表现出很高的活性，其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：1-给料系统、2-干燥系统、3-预热系统、4-悬浮态焙烧分解炉、5-沸腾态分解炉、6-冷却系统、7-除尘系统

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：

如图1，悬浮—沸腾多流态组合制备高活性轻烧氧化镁的设备，包括依次密闭连接的给料系统1、干燥系统2、预热系统3、悬浮态焙烧分解炉4、沸腾态分解炉5、冷却系统6、除尘系统7。干燥系统2为文丘里式干燥器，预热系统3为一级至五级旋风预热器，冷却系统6一级至五级旋风冷却系统。

以0～2mm粒度的菱镁矿为原料，通过给料设备将菱镁矿送入悬浮态焙烧分解炉，使物料在悬浮态下分解，此过程有10～80％的菱镁矿发生分解反应；从悬浮态焙烧分解炉出来的物料颗粒随热气流送至沸腾态分解炉，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系统进行冷却后从卸料口收集。整个过程物料以气体流态化方式在体系内连续运行，呈现悬浮—沸腾多流态组合。此方法可保证菱镁矿分解率接近100％，产品质量均匀、稳定。轻烧氧化镁活性可达到柠檬酸变色时间小于10秒，菱镁矿资源利用率提高20％左右，节能35％以上，粉尘排放浓度≤10毫克/标准立方米，完全实现清洁生产。

实施例

悬浮—沸腾多流态组合制备高活性轻烧氧化镁的方法，具体步骤如下：

(1)将0～2mm粒度的菱镁矿原料通过给料系统螺旋输送机1送入干燥系统文丘里式干燥器2干燥，菱镁矿原料在1～5sec.升温至100～200℃；

(2)干燥好的物料经连接管道送入预热系统3预热，预热系统可以是一级至五级旋风预热器，物料在1～20sec.升温至400～700℃；

(3)经过预热的菱镁矿经管道进入悬浮态焙烧分解炉4，悬浮态焙烧分解炉内温度为600～1000℃。在热气流的作用下菱镁矿颗粒悬浮于焙烧炉中，燃料由悬浮焙烧系统底部的烧嘴送入，与来自冷却系统的助燃空气发生化学反应、燃烧，菱镁矿在悬浮态焙烧分解炉中与热气流进行剧烈的热量、动量和质量交换，经过1～120min锻烧分解，有10～80％的菱镁矿发生分解反应形成轻烧氧化镁，此分解反应为悬浮态分解；

(4)从悬浮态焙烧分解炉出来的物料颗粒随热气流经分解炉上部管道送至沸腾态分解炉5，沸腾态分解炉温度为700～1000℃,物料由沸腾态分解炉下部的分料板送入，燃料由下方烧嘴进入窑内燃烧，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；

(5)完全分解的轻烧氧化镁随热烟气经管道进入冷却系统6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，废气经除尘系统旋风除尘器7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.悬浮-沸腾多流态组合制备高活性轻烧氧化镁的方法，其特征在于，以0～2mm粒度的菱镁矿为原料，悬浮态焙烧分解炉悬浮态下分解，分解后的物料颗粒随热气流送至沸腾态分解炉，使物料颗粒沸腾态分解，未分解的菱镁矿在沸腾态分解炉的焖料过程中继续分解，具体步骤如下：

(1)将0～2mm粒度的菱镁矿原料送入干燥系统干燥，菱镁矿原料在1～5sec.升温至100～200℃；

(2)干燥好的物料经连接管道送入预热系统预热，物料在1～20sec.升温至400～700℃；

(3)经过预热的菱镁矿经管道进入悬浮态焙烧分解炉，悬浮态焙烧分解炉内温度为600～1000℃；在热气流的作用下菱镁矿颗粒悬浮于焙烧炉中，10～80％的菱镁矿发生分解反应形成轻烧氧化镁，此分解反应为悬浮态分解；

(4)从悬浮态焙烧分解炉出来的物料颗粒随热气流经分解炉上部管道送至沸腾态分解炉，沸腾态分解炉温度为700～1000℃，物料由沸腾态分解炉下部的分料板送入，燃料由下方烧嘴进入窑内燃烧，大于物料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，未分解的菱镁矿在沸腾态分解炉的焖料过程中得以继续分解，形成轻烧氧化镁物料；此分解反应为沸腾态分解；(5)分解后的轻烧氧化镁随热烟气经管道进入冷却系统进行冷却，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。