CN111908494A - 一种低能耗碳酸钙悬浮煅烧工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低能耗碳酸钙悬浮煅烧工艺，包括冷冻、预热、煅烧和炭化四个步骤。本发明与传统的碳酸钙悬浮煅烧工艺的主要区别在于采用了冷冻的预处理步骤，该处理方式不但能耗不高，而且可以有效地减少预热时间，提升预热效率；为了降低煅烧温度，本发明中还加入了少量的碱式碳酸镁和氧化锌，从而达到降低煅烧温度和缩短煅烧时间的技术效果。本发明制备的轻质碳酸钙一级品率可以达到99%以上。

Description

一种低能耗碳酸钙悬浮煅烧工艺
技术领域
本发明涉及碳酸钙制备技术领域，尤其涉及一种低能耗碳酸钙悬浮煅烧工艺。
背景技术
传统的轻质碳酸钙煅烧石灰工艺将石灰石制成40-80mm粒度，按1:7的煤料配比入窑煅烧成氧化钙，窑型有土窑、机械石灰窑、钢壳窑等，这种工艺目前已经相对落后，缺点主要在于机械化自动化程度不高，生产规模小，能耗偏高，粉尘、废气和固体废弃物难处理，对环境不友好。
中国发明专利CN201210193265.9公开了一种利用方解石生产轻质碳酸钙的方法，具体步骤为：选用CaO＞54％的方解石，在回转窑中采用气体燃料煅烧；其煅烧过程分为预热、煅烧、冷却阶段；预热温度350℃-950℃，预热时间60min-120min，在回转窑窑尾上方的预热器中进行，煅烧温度950℃-1150℃，煅烧时间40-80min，在回转窑的窑体内进行，冷却阶段在回转窑后端的冷却器中进行。但该方法预热时间长，成本高，能耗高。
中国发明专利CN104176757A公开了一种轻质碳酸钙煅烧工艺，充分利用了煅烧工序产生的热能，用于预热原料和空气，减少了废热排放量，节约能源，悬浮煅烧工艺的碳酸钙分解率高达99％。但是该方法需要1000℃-1100℃悬浮煅烧得氧化钙和高温气体，能耗相比于中国发明专利CN201210193265.9降低了约20％，能耗仍然非常高，故有必要研究一种低能耗碳酸钙悬浮煅烧工艺。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种低能耗碳酸钙悬浮煅烧工艺。
本发明的技术方案如下：
一种低能耗碳酸钙悬浮煅烧工艺，包括以下步骤：
A、冷冻：将将粒径D80＝40μm～55μm的碳酸钙原料放入-30℃以下的低温冷库中储存8～12min，取出后静止至室温；
B、预热：利用煅烧工序产生的高温气体将步骤A中的碳酸钙原料预热至780～850℃并在预热过程中加入碱式碳酸镁和氧化锌；
C、煅烧：将预热后的碳酸钙原料在850～900℃的温度条件下悬浮煅烧得氧化钙和高温气体；所述煅烧工序压力为-2500～-3000Pa；
D、炭化：将煅烧工序制备而得的氧化钙经炭化制得碳酸钙晶体，再经脱水、干燥、粉碎、活化等工艺即得轻质碳酸钙。
优选的，所述的步骤A中，所述的碳酸钙原料为方解石、大理石、石灰石中的任意一种。
优选的，所述的步骤A中，所述的低温冷冻温度为-40～-35℃。
优选的，所述的步骤B中，所述的预热过程中采用两级悬浮预热，碳酸钙原料依次通过一级悬浮预热至300～350℃，再经二级悬浮预热至780～850℃；所述预热工序压力为-1800～-2200Pa。
优选的，所述的步骤B中，所述的碱式碳酸镁和氧化锌的加入量分别为碳酸钙原料重量的0.1-0.2％和0.25-0.35％。
本发明的有益之处在于：本发明的低能耗碳酸钙悬浮煅烧工艺，包括冷冻、预热、煅烧和炭化四个步骤。本发明与传统的碳酸钙悬浮煅烧工艺的主要区别在于采用了冷冻的预处理步骤，该处理方式不但能耗不高，而且可以有效地减少预热时间，提升预热效率；为了降低煅烧温度，本发明中还加入了少量的碱式碳酸镁和氧化锌，从而达到降低煅烧温度和缩短煅烧时间的技术效果。本发明制备的轻质碳酸钙一级品率可以达到99％以上。
具体实施方式
实施例1
一种低能耗碳酸钙悬浮煅烧工艺，包括以下步骤：
A、冷冻：将将粒径D80＝40μm～55μm的碳酸钙原料放入-38℃的低温冷库中储存10min，取出后静止至室温；
B、预热：利用煅烧工序产生的高温气体将步骤A中的碳酸钙原料预热至820℃并在预热过程中加入碱式碳酸镁和氧化锌；
C、煅烧：将预热后的碳酸钙原料在880℃的温度条件下悬浮煅烧35min得氧化钙和高温气体；所述煅烧工序压力为-2800Pa；
D、炭化：将煅烧工序制备而得的氧化钙经炭化制得碳酸钙晶体，再经脱水、干燥、粉碎、活化等工艺即得轻质碳酸钙。
所述的步骤A中，所述的碳酸钙原料为方解石。
所述的步骤B中，所述的预热过程中采用两级悬浮预热，碳酸钙原料依次通过一级悬浮预热至320℃，时间为8min，再经二级悬浮预热至820℃，时间为15min；所述预热工序压力为-2000Pa。
所述的步骤B中，所述的碱式碳酸镁和氧化锌的加入量分别为碳酸钙原料重量的0.18％和0.32％。
实施例2
一种低能耗碳酸钙悬浮煅烧工艺，包括以下步骤：
A、冷冻：将将粒径D80＝40μm～55μm的碳酸钙原料放入-35℃的低温冷库中储存12min，取出后静止至室温；
B、预热：利用煅烧工序产生的高温气体将步骤A中的碳酸钙原料预热至850℃并在预热过程中加入碱式碳酸镁和氧化锌；
C、煅烧：将预热后的碳酸钙原料在900℃的温度条件下悬浮煅烧30min得氧化钙和高温气体；所述煅烧工序压力为-2500Pa；
D、炭化：将煅烧工序制备而得的氧化钙经炭化制得碳酸钙晶体，再经脱水、干燥、粉碎、活化等工艺即得轻质碳酸钙。
所述的步骤A中，所述的碳酸钙原料为大理石。
所述的步骤B中，所述的预热过程中采用两级悬浮预热，碳酸钙原料依次通过一级悬浮预热至350℃，时间为10min，再经二级悬浮预热至850℃，时间为18min；所述预热工序压力为-2200Pa。
所述的步骤B中，所述的碱式碳酸镁和氧化锌的加入量分别为碳酸钙原料重量的0.1％和0.35％。
实施例3
一种低能耗碳酸钙悬浮煅烧工艺，包括以下步骤：
A、冷冻：将将粒径D80＝40μm～55μm的碳酸钙原料放入-40℃的低温冷库中储存8min，取出后静止至室温；
B、预热：利用煅烧工序产生的高温气体将步骤A中的碳酸钙原料预热至780℃并在预热过程中加入碱式碳酸镁和氧化锌；
C、煅烧：将预热后的碳酸钙原料在850℃的温度条件下悬浮煅烧得氧化钙和高温气体；所述煅烧工序压力为-2500Pa；
D、炭化：将煅烧工序制备而得的氧化钙经炭化制得碳酸钙晶体，再经脱水、干燥、粉碎、活化等工艺即得轻质碳酸钙。
所述的步骤A中，所述的碳酸钙原料为方解石。
所述的步骤B中，所述的预热过程中采用两级悬浮预热，碳酸钙原料依次通过一级悬浮预热至300℃，时间为8min，再经二级悬浮预热至780℃，时间为15min；所述预热工序压力为-1800Pa。
所述的步骤B中，所述的碱式碳酸镁和氧化锌的加入量分别为碳酸钙原料重量的0.2％和0.25％。
对比例1
将实施例1中的冷冻步骤去除，其余配比和工艺不变。
对比例2
将实施例1中的碱式碳酸镁去除，其余配比和工艺不变。
对比例3
将实施例1中的碱式碳酸镁替换为碳酸镁，其余配比和工艺不变。
测试1：本发明所得轻质碳酸钙煅烧所得氧化钙性能对比如表1。
表1：
Figure BDA0002636538940000051
Figure BDA0002636538940000061
测试2：轻质碳酸钙产品中CaCO3含量和白度如表2。
表2：
Figure BDA0002636538940000062
采用本发明方法生产轻质碳酸钙的单位能耗与产量如表3所示。
表3
Figure BDA0002636538940000063
由以上测试数据可以知道，本发明的碳酸钙悬浮煅烧工艺，不但能耗低，而且制备的碳酸钙产品品质也非常好。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低能耗碳酸钙悬浮煅烧工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、冷冻：将将粒径D80＝40μm~55μm的碳酸钙原料放入-30℃以下的低温冷库中储存8~12min，取出后静止至室温；
B、预热：利用煅烧工序产生的高温气体将步骤A中的碳酸钙原料预热至780~850℃并在预热过程中加入碱式碳酸镁和氧化锌；
C、煅烧：将预热后的碳酸钙原料在850~900℃的温度条件下悬浮煅烧得氧化钙和高温气体；所述煅烧工序压力为-2500~-3000Pa；
D、炭化：将煅烧工序制备而得的氧化钙经炭化制得碳酸钙晶体，再经脱水、干燥、粉碎、活化等工艺即得轻质碳酸钙。
2.如权利要求1所述的低能耗碳酸钙悬浮煅烧工艺，其特征在于，所述的步骤A中，所述的碳酸钙原料为方解石、大理石、石灰石中的任意一种。
3.如权利要求1所述的低能耗碳酸钙悬浮煅烧工艺，其特征在于，所述的步骤A中，所述的低温冷冻温度为-40~-35℃。
4.如权利要求1所述的低能耗碳酸钙悬浮煅烧工艺，其特征在于，所述的步骤B中，所述的预热过程中采用两级悬浮预热，碳酸钙原料依次通过一级悬浮预热至300~350℃，再经二级悬浮预热至780~850℃；所述预热工序压力为-1800~-2200Pa。
5.如权利要求1所述的低能耗碳酸钙悬浮煅烧工艺，其特征在于，所述的步骤B中，所述的碱式碳酸镁和氧化锌的加入量分别为碳酸钙原料重量的0.1-0.2%和0.25-0.35%。
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