CN110128035A - 高纯度氧化钙制备工艺及其制备设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及氧化钙制备技术领域，尤其是涉及一种高纯度氧化钙制备工艺及其制备设备，包括以下步骤：Step1.用立墨机将碳酸钙磨成粉状；Step2.将粉状碳酸钙与胶液混合后填入空心球模具，出模得到原料球体；Step3.将若干原料球体装入直钢管中，将若干根装有原料球体的直钢管竖直插入竖窑中，所有直钢管的顶部；Step4.煅烧直钢管，煅烧过程中，每根直钢管中的原料球体缓慢下移。本发明由于每个由碳酸钙粉末成型的原料球体的粒度粒形基本相同、球体的粒度均匀性好，所以所有原料球体的受热状态基本相同，观察直钢管的底部出料即可把握煅烧温度，所以克服了碳酸钙粒度粒形/粒度均匀性差、煅烧温度控制不当对氧化钙纯度的影响。

Description

高纯度氧化钙制备工艺及其制备设备

技术领域

本发明涉及氧化钙制备技术领域，尤其是涉及一种高纯度氧化钙制备工艺及其制备设备。

背景技术

石灰石的主要成分是碳酸钙，经过煅烧制成生石灰可用于制备电石、灰钙粉、石灰膏、轻质碳酸钙、纳米碳酸钙等产品，是重要的工业原料。煅烧是石灰石生产中很关键的一道工序，对后续产品的质量影响很大。因此，研究石灰石煅烧过程中的影响因素对提高产品的质量有重要意义。

石灰石在立窑中的一系列物理变化和化学变化是复杂的，在实际操作中，想要更好的控制石灰石在立窑中的煅烧，实现优质高产稳定低消耗，就要从以下几个方面进行严格控制：石灰石煅烧温度、石灰石粒度粒形、石灰石粒度均匀性。

石灰石煅烧速度与温度有极大关系。在常压下，石灰石的分解温度为898℃，当温度大于925℃之后才迅速分解。当煅烧温度为900℃时，石灰石分解速度为3.3mm/h；1000℃为6.6mm/h；1100℃为14mm/h。由此可见，提高煅烧温度，可以加速石灰石的分解。但是当煅烧温度大于1100℃时，容易出现过烧，石灰晶粒迅速增大、石灰活性变差、消化时间增长，产品质量降低。因此，在实际生产中煅烧温度应控制在1050℃左右。

石灰石的煅烧速度取决于石灰石的粒度，粒度越大，煅烧速度越慢。石灰石中的碳酸钙分解是由表及里逐层推进的，生石灰的导热系数较石灰石小，石灰层越厚，导热性能越差，传热时间越长；并且越往里分解出的CO2越难逸出，从而导致生成的石灰因长时间处于高温状态而使CaO晶体逐渐增大，分解速度下降。由此可见，大粒径石灰石比小粒径的分解时间长，煅烧也更困难。

除此以外，石灰石粒度的均匀性影响着石灰石的煅烧质量。若石灰石粒度差别较大，按大粒径进行煅烧则小粒径会出现过烧；按小粒径进行煅烧则大粒径会出现生烧；按中粒径进行煅烧，可能同时出现生烧和过烧。

现有技术中的氧化钙制备工艺，直接将碳酸钙打碎与煤混合后填入煅烧炉中煅烧，生成的氧化钙纯度低，主要受煅烧温度控制不当、碳酸钙粒度粒形/粒度均匀性差，以及煤含硫的因素影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种高纯度氧化钙制备工艺，具有克服煅烧温度控制不当、碳酸钙粒度粒形/粒度均匀性差、煤含硫的影响因素，从而制备高纯度氧化钙的优点。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高纯度氧化钙制备工艺，包括以下步骤：

Step1.用立墨机将碳酸钙磨成粉状；

Step2.将粉状碳酸钙与胶液混合后填入空心球模具，出模得到原料球体；

Step3.将若干原料球体装入直钢管中，将若干根装有原料球体的直钢管竖直插入竖窑中；

Step4.煅烧直钢管，煅烧过程中，每根直钢管中的原料球体缓慢下移。

通过采用上述技术方案，每个由碳酸钙粉末成型的原料球体的粒度粒形基本相同、球体的粒度均匀性好，所以所有原料球体的受热状态基本相同，观察直钢管的底部出料即可把握煅烧温度，所以克服了碳酸钙粒度粒形/粒度均匀性差、煅烧温度控制不当对氧化钙纯度的影响。而隔着直钢管隔焰加热原料球体，使原料球体不直接与含硫煤接触，克服了硫化物对氧化钙纯度的影响。

优选的，Step4中的采用感应加热煅烧直钢管。

通过采用上述技术方案，感应加热通过调节加热功率即可快速调节煅烧温度，具有调节速度快、调节灵敏度高的优点。

优选的，Step2中原料球体的粒度为75-150mm。

通过采用上述技术方案，该尺寸的原料球体煅烧分解的反应速度快且反应充分。

优选的，Step2中的胶液为淀粉胶粘剂。

通过采用上述技术方案，淀粉胶粘剂具有不与碳酸钙及氧化钙反应生成杂质的优点。

本发明的上述发明目的还通过以下技术方案得以实现：一种高纯度氧化钙制备工艺的制备设备，包括自动输送链结构，自动输送链部分穿设于直钢管内，自动输送链结构包括由电机驱动旋转的链轮，以及若干条链节，相邻链节铰接，每条链节上均设有齿槽，齿槽与链轮啮合，每条链节上均成型有用于托住原料球体的托环。

通过采用上述技术方案，通过电机驱动输送链自动回转，使直钢管顶部不停地装入新的原料球体、直钢管底部不停地排出分解产物氧化钙，从而提高氧化钙的制备效率。

优选的，还包括上料传送带和上料机械手，若干原料球体排列于上料传送带上，上料机械手用于抓取上料传送带上的原料球体并置于直钢管顶部的托环内。

通过采用上述技术方案，可自动将新的原料球体装入直钢管内，提高了上料效率，减少了人工，降低了生产成本。

优选的，还包括卸料气缸，卸料气缸用于顶出直钢管底部托环内的原料球体。

通过采用上述技术方案，可自动卸下输送链上的氧化钙产品，提高了卸料效率，减少了人工，降低了生产成本。

优选的，还包括二氧化碳收集器，二氧化碳收集器包括除尘箱、冷却器和储罐，除尘箱上进气口和出气口，每根直钢管顶部均插有吸气管，吸气管均与进气口接通，出气口上连接有引风机，引风机依次与除尘箱、冷却器、储罐接通。

通过采用上述技术方案，利用除尘箱抽吸所有直钢管内生成的二氧化碳，减少了温室气体的排放，将二氧化碳除尘、冷却后储存，可作为副产品创造经济效益。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1. 每个由碳酸钙粉末成型的原料球体的粒度粒形基本相同、球体的粒度均匀性好，所以所有原料球体的受热状态基本相同，观察直钢管的底部出料即可把握煅烧温度，所以克服了碳酸钙粒度粒形/粒度均匀性差、煅烧温度控制不当对氧化钙纯度的影响，而隔着直钢管隔焰加热原料球体，使原料球体不直接与含硫煤接触，克服了硫化物对氧化钙纯度的影响；

2. 利用自动化的上料、下料机构，提高了生产效率，减少了人工，降低了生产成本。

附图说明

图1是高纯度氧化钙制备设备的整体结构示意图；

图2是竖窑的俯视图；

图3是直钢管与自动输送链结构的连接示意图；

图4是链节的结构示意图；

图5是高纯度氧化钙制备设备的俯视图；

图6是高纯度氧化钙制备设备的正视图；

图7是上料机械手的连接示意图；

图8是二氧化碳收集器的结构示意图。

图中，1、自动输送链结构；2、链轮；3、链节；3a、齿槽；4、托环；5、上料传送带；6、上料机械手；7、卸料气缸；8、二氧化碳收集器；9、除尘箱；10、冷却器；11、储罐；12、吸气管；13、感应加热炉；14、原料球体；15、直钢管；16、竖窑；17、引风机；18、电缸；19、第一伸缩气缸；20、第二伸缩气缸；21、夹爪气缸；22、电机；23、料仓。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：图1为本发明公开的一种高纯度氧化钙制备设备，包括竖窑16，竖窑16内集成有感应加热炉13。

如图2所示，感应加热炉13（图2中填充斜线的部分）的壳体砌于竖窑16的炉膛耐火层内，或露于竖窑16外，感应加热炉13仅炉膛位于竖窑16内。竖窑16内竖直穿有两排直钢管15，两排直钢管15夹于感应加热炉13的炉膛内，每排直钢管15均包括多根直钢管15。其中一排与竖窑16的一侧炉膛内壁相切，另一排与竖窑16相对的另一侧炉膛内壁相切，且两排直钢管15紧贴设置。

如图3所示，每根直钢管15内均穿设有自动输送链结构1，自动输送链结构1仅部分位于直钢管15，剩余部分位于直钢管15外。自动输送链结构1由链条和链轮2组成，链条由若干节链节3首尾铰接而成，每条链节3上均成型有齿槽3a（见图4），相邻两条链节3上的齿槽3a间距与链轮2的齿形间距相同，链轮2与齿槽3a啮合。

如图4所示，每节链节3上均设有用于托住球体的托环4，链节3和托环4由耐火材料（如陶瓷）一体成型，托环4所在的平面与链节3所在的平面垂直，竖窑16内的直钢管15（呈竖直状态）内的托环4呈水平状。直钢管15内设有若干个原料球体14，原料球体14由碳酸钙粉末重新成型而成。每个原料球体14置于一个托环4上，竖窑16外设有电机22（见图1），电机22驱动链轮2旋转，链轮2带动链条回转，因此所有原料球体14不停地匀速向下移动。

如图5所示，竖窑16外还设有上料传送带5、上料机械手6、卸料气缸7及料仓23（见图1）。上料传送带5的末端与直钢管15的顶部高度相同，上料传送带5用于不停地输送原料球体14至直钢管15顶部。

如图6所示，卸料气缸7用于顶出直钢管15底部托环4内的原料球体14，使原料球体14落于料仓23内。

结合图5与图7，直钢管15顶部一旁还固定有电缸18，上料机械手6包括第一伸缩气缸19、第二伸缩气缸20及夹爪气缸21，第一伸缩气缸19固定于电缸18的滑动座上，第二伸缩气缸20固定于第一伸缩气缸19的活塞杆上，夹爪气缸21固定于第二伸缩气缸20的活塞杆上。第一伸缩气缸19的活塞杆水平伸缩，第二伸缩气缸20的活塞杆竖直伸缩，夹爪气缸21用于夹住上料传送带5末端的原料球体14并放置于直钢管15顶部的托环4上。

如图8所示，窑体外还设有二氧化碳收集器8，二氧化碳收集器8由除尘箱9、冷却器10和储罐11组成。除尘箱9上设有进气口和出气口，每根直钢管15顶部均插有吸气管12，吸气管12也由耐火材料组成，所有吸气管12均连接于进气口上，出气口上连接有引风机17。引风机17依次与冷却器10、储罐11通过管道连接，利用引风机17抽吸所有直钢管15内生成的二氧化碳，减少了温室气体的排放，将二氧化碳除尘、冷却后储存，可作为副产品创造经济效益。

上述高纯度氧化钙的制备工艺流程为：首先，用立磨机将碳酸钙磨成粉状；然后将粉状碳酸钙与胶液（胶液为淀粉胶粘剂等不与碳酸钙及氧化钙反应产生的杂质的胶粘剂）混合后填入空心球模具，出模后得到粒度为100mm的原料球体14；再然后将若干原料球体14装入直钢管15中，将若干根装有原料球体14的直钢管15竖直插入竖窑16中，且所有直钢管15穿过感应加热炉13的炉膛，直钢管15的顶部伸出竖窑16顶部入口，直钢管15的底部伸出竖窑16底部出口；最后，煅烧直钢管15，煅烧过程中，启动自动输送链结构1，使电机22驱动每根直钢管15中的原料球体14缓慢地匀速下移，即可将分解产生的氧化钙取出。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高纯度氧化钙制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

Step1.用立墨机将碳酸钙磨成粉状；

Step2.将粉状碳酸钙与胶液混合后填入空心球模具，出模得到原料球体；

Step3.将若干原料球体装入直钢管（15）中，将若干根装有原料球体（14）的直钢管（15）竖直插入竖窑（16）中；

Step4.煅烧直钢管（15），煅烧过程中，每根直钢管（15）中的原料球体（14）缓慢下移。

2.根据权利要求1所述的高纯度氧化钙制备工艺，其特征在于：Step4中的采用感应加热煅烧直钢管（15）。

3.根据权利要求1所述的高纯度氧化钙制备工艺，其特征在于：Step2中原料球体（14）的粒度为75-150mm。

4.根据权利要求1所述的高纯度氧化钙制备工艺，其特征在于：Step2中的胶液为淀粉胶粘剂。

5.一种根据权利要求1-4任一项所述的高纯度氧化钙制备工艺的制备设备，其特征在于：包括自动输送链结构（1），自动输送链部分穿设于直钢管（15）内，自动输送链结构（1）包括由电机（22）驱动旋转的链轮（2），以及若干条链节（3），相邻链节（3）铰接，每条链节（3）上均设有齿槽（3a），齿槽（3a）与链轮（2）啮合，每条链节（3）上均成型有用于托住原料球体（14）的托环（4）。

6.根据权利要求5所述的高纯度氧化钙制备工艺的制备设备，其特征在于：还包括上料传送带（5）和上料机械手（6），若干原料球体（14）排列于上料传送带（5）上，上料机械手（6）用于抓取上料传送带（5）上的原料球体（14）并置于直钢管（15）顶部的托环（4）内。

7.根据权利要求5所述的高纯度氧化钙制备工艺的制备设备，其特征在于：还包括卸料气缸（7），卸料气缸（7）用于顶出直钢管（15）底部托环（4）内的原料球体（14）。

8.根据权利要求1所述的高纯度氧化钙制备工艺的制备设备，其特征在于：还包括二氧化碳收集器（8），二氧化碳收集器（8）包括除尘箱（9）、冷却器（10）和储罐（11），除尘箱（9）上进气口和出气口，每根直钢管（15）顶部均插有吸气管（12），吸气管（12）均与进气口接通，出气口上连接有引风机（17），引风机（17）依次与除尘箱（9）、冷却器（10）、储罐（11）接通。