石灰煅燒的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
更新時間:2023-12-04 關(guān)注:1354
石灰石的雜質(zhì)
生石灰是由石灰石燒成的。石灰石的分子式的 CaCO3,在大氣壓下達(dá)到900℃以上就發(fā)生如下的反應(yīng):
一般往往認(rèn)為,可以很容易地脫掉CO2,得到氧化鈣CaO,即生石灰。但 并非如此。原料石灰石是天然礦物,并不一定是純凈的物質(zhì)。即使是近乎于 化學(xué)純的,有的也因晶粒粗大,加熱時粉化而用于煅燒石灰。還發(fā)現(xiàn)有這樣一 種石灰石,一經(jīng)煅燒,就會因過燒嚴(yán)重(CaO 晶粒粗大)而達(dá)不到市場所要求的 質(zhì)量。為了有效地利用天然石灰石,必須熟知石灰石的特性,從而采用適于其 特性的煅燒方法。因此要建設(shè)石灰煅燒工廠首先必須弄清楚的就是打算選用 的石灰石的特性。
作為原料,石灰石含有的雜質(zhì)主要是SiO2、Al2O3、Fe2O3。供煉鋼用時,還 要求P、S 含量低;在制堿工業(yè)中關(guān)注的則是Mn、Cr、Ba、As 和重金屬等。這些 雜質(zhì)的來源可以分為三大類:原料石灰石含有的;以泥土、砂粒的形態(tài)粘附在 石灰石表面上的;固體燃料、流體燃料中含有的。將這些來源簡單歸納為:
1、石灰石所含有害物SiO2、Al2O3、Fe2O3、NaO2、KO2、P、S;
2、石灰石以泥土、砂粒形態(tài)粘附的有害物:
SiO2、Al2O3、Fe2O3、NaO2、KO2、P、S;;3、固體燃料所含有害物:iO2、Al2O3、Fe2O3、NaO2、KO2、P、S;
4、液體燃料所含有害物:S。
在石灰煅燒中有害雜質(zhì)是SiO2、Al2O3、Fe2O3、NaO2、KO2等。這些雜質(zhì)從 比較低的溫度(900℃左右)就開始和燒成的石灰CaO發(fā)生反應(yīng),促進(jìn)CaO顆粒間的融合,其結(jié)果導(dǎo)致顆粒間收縮,晶粒粗大化,反應(yīng)生成物堵塞了生石灰表 面的細(xì)孔,使石灰反應(yīng)性能下降。同時由于渣化作用,堵塞作為釋放脫除CO2 通路的細(xì)孔,造成帶芯的石灰。進(jìn)而和數(shù)量相當(dāng)大的燒成的石灰反應(yīng)而結(jié)團, 形成結(jié)瘤,使石灰煅燒爐的爐況失常,石灰的品位惡化。
一般認(rèn)為,渣化了的低熔點物質(zhì)都是些復(fù)合鈣化合物,例如CS、C2S,CA,C4AF、C2AS、C2F 等等。
對石灰煅燒爐的產(chǎn)量、品位及功能表現(xiàn)出障礙的雜質(zhì),按占原料石灰石的 重量百分比來劃分,通常的判斷標(biāo)準(zhǔn)是:SiO2、Al2O3、Fe2O3的總量4-5%以上,或者NaO2、KO2的總量在 0.1-0.2%以上。但是,由于石灰煅燒爐的形式不 同,燃料的種類不同,所要求的煅燒度不同,上述的判斷標(biāo)準(zhǔn)也不同。
石灰石的結(jié)晶組織
根據(jù)聶金的石灰石煅燒加熱試驗,在分解點以下的900℃時,在石灰石結(jié) 晶基體內(nèi)發(fā)生膨脹,并在高度結(jié)晶化了的石灰石中產(chǎn)生裂紋。據(jù)說還有幾種 非常大的晶粒,經(jīng)加熱而崩潰成為粉末狀態(tài)。在該試驗中2.5mm 以下的晶粒 不發(fā)生裂紋。據(jù)此可以推測:晶粒長得愈大,并且含致密的方解石越多的石灰 石就越容易破碎或粉化。破碎和粉化會堵塞石灰煅燒爐的空隙,故增大了該 CO2 程度的互差,導(dǎo)致質(zhì)量的惡化。甚至更進(jìn)一步形成塊狀物,發(fā)生粉塵包層等事故,引起石灰成品率下降,造成 較嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。
不過,馬利根據(jù)市場上出售的43種石灰石的煅燒試驗研究,提出了如下假說:與zui高加熱溫度和在該溫度的保持時間相比,加熱速度(包括預(yù)熱和煅 燒)對收縮、氣孔率和反應(yīng)性的影響更大。因而,通過對煅燒方法的研究和選 擇適當(dāng)?shù)臓t型,因粉化而不能使用或難以使用的石灰石也會逐漸產(chǎn)生利用價 值,所以不能簡單地下結(jié)論,而需要進(jìn)行仔細(xì)研究。
按結(jié)晶的名稱與大小分類的例子列于表1-1。
Hedin 還做了晶粒大小和分解速度間關(guān)系的實驗。該實驗取15-20mm 的粒度均勻的七種石灰石,在100·CO2一個大氣壓下進(jìn)行恒溫煅燒,并連續(xù) 測定了由于分解出CO2導(dǎo)致的減量。如圖1-1所示,CO2分解速度有很大的差別。
分解zui差的1號和2號石灰石是致密而且結(jié)晶粗的石灰石,3 號也顯然是 結(jié)晶質(zhì)石灰石,以上三種屬不易燒成的種類。5號和 6號是白亞質(zhì)小結(jié)晶石 灰石。zui易煅燒的 4號是含有機物的小結(jié)晶石灰石。這樣,結(jié)晶好的密度高 的石灰石,由于其結(jié)構(gòu)致密、缺乏CO2 逸出的通道,導(dǎo)致CO2氣體難以發(fā)生轉(zhuǎn) 移。在這方面,晶粒小的石灰石晶間不嚴(yán)實,而且在含有機物的情況下,有機 物燃燒而形成多孔狀,CO2容易分離,也便于煅燒。
再有,岸等人在《回轉(zhuǎn)窯用石灰石評價的一個嘗試》中,將晶粒為2-3mm,, 石灰石的 A和晶粒為0.3-0.5mm 石灰石的B 進(jìn)行了對比試驗,認(rèn)為晶粒在 !,, 以下的石灰石作為回轉(zhuǎn)爐用原料更為適宜。他們根據(jù)表面洛氏硬度試驗 (表1-2)、高溫線膨脹試驗、原料石灰石的磨損試驗,燒成石灰的磨損試驗、燒成石灰的吸油率試驗等,認(rèn)為結(jié)晶小的石灰石粉化和散裂少,容易分解,因 而,經(jīng)煅燒而產(chǎn)生 CaO 的結(jié)晶也容易長大,形成晶粒大而結(jié)構(gòu)緊密的石灰。
石灰石的粒度
在石灰石煅燒過程中,原料石灰石粒度的影響是非常大的。由于CO2 的分離是由石灰石表面向內(nèi)部慢慢進(jìn)行的,所以大粒徑石灰石比小粒徑的煅燒 要困難,需要的時間也長。
根據(jù)Boynton的研究結(jié)果,從大粒徑石灰石中釋放出CO2,因從結(jié)晶格子內(nèi)部排出氣體,故必需有高的溫度產(chǎn)生高的CO2壓力。實際上,粒徑超過150mm的石灰石煅燒是非常困難的,而且這樣的高溫煅燒(125-1350℃),會 使石灰石表面過燒,收縮產(chǎn)生裂紋,在有雜質(zhì)(SiO2、Al2O3 等)存在的時候還引 起渣化現(xiàn)象,CO2分離不完全,形成為生燒比例大的生灰。在煅燒粒度范圍很 寬的石灰石時也會發(fā)生同樣的情況,即若瞄準(zhǔn)小粒度石灰石煅燒,大粒度生燒 的就多,反之,若瞄準(zhǔn)大粒度的煅燒,小粒度的就過燒。
另外,Azbe認(rèn)為,在一定溫度下煅燒時間與石灰石厚度的平方成正比, 80mm 石塊與 40mm的石塊相比,前者需要4倍于后者的煅燒時間。
還有,據(jù)村上和Wuhrer與Radermacher給出的公式,石灰石熱分解所需要 的時間也因石灰石粒度的差別而受到很大影響,該時間與粒度的(2~3)次方成正比,而且隨氣氛溫度而變化。一般認(rèn)為,許多實際的石灰煅燒爐用的石灰 石zui大粒徑與zui小粒徑之比,都處在(2~3):1 的范圍之內(nèi)。即對豎爐和回轉(zhuǎn) 窯煅燒用的石灰石粒徑來說,可從前者大致用的20-100mm,后者大致用的10-50mm 的粒度的范圍內(nèi),按上述的(2~3):1 來選定。例如:豎爐選40-90mm或20-60mm,回轉(zhuǎn)窯選 10-30mm,但對流化床煅燒爐而言,一般取 0.2-5mm,氣體煅燒爐則取0-0.2mm。。
If you are not willing to learn and grow, no one can help you. But if you are determined to learn and grow, no one can stop you.
如果你不愿意學(xué)習(xí)和成長,沒人能幫助你;但如果你決意要學(xué)習(xí)和成長,也沒人能阻攔你。
熱工君:一切的一切都在于你與他人無關(guān),就看你怎么想,就看你想怎么做,自救者天助也。
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