弗卡斯窑煅烧石灰石的原理及其应用.pdfVIP

维普资讯 第 25卷第 6期 非金属矿 Vo1．25No．6 2002年 11月 Non．M etallicM ines No、·．2002 弗卡斯窑煅烧石灰石的原理及其应用 陈英军 (河北辛集钡盐集 团，辛集 052360) 摘 要 对弗卡斯石灰窑的煅烧原理、燃料燃烧机理以及石灰石煅烧过程中的次生反应机理进行了详细的分析。将弗卡斯窑和普通燃 料 、原料混装石灰 窑进 行 了对 比，阐述 了弗卡斯 窑在碳酸钡行业应 用的种种优 点，提 出了碳酸钡行业采 用 弗卡斯 窑 的广 阔前景 。 关键 司 弗卡斯窑 石灰石 煅烧 碳酸钡 二氧化碳 在碳化法生产碳酸钡过程 中，能否生产 出高质 量的产品，关键就在于石灰窑能否产生高品质的二 氧化碳气 ，对硫化钡进 行碳化反应。对 于其它行业 的石灰窑 ，只要求控制其 中二氧化碳含量和石灰质 量，而在碳酸钡生产 中要求碳气中绝对不能有氧 ，同 时还要控制一氧化碳的含量 ，反应机理非常复杂，所 以石灰窑工序是碳酸钡生产过程 中非常重要 的一个 图 1 煅烧温度 对石灰石 内分解 区移动速度 的影响 环节 ，而石灰窑又是这 一工序最主要 的设备。碳酸 反应 在 850～1000℃下逐渐加 热加石灰石 时，可 钡行业采用弗卡斯石灰窑在原料 消耗 、碳气质量及 形成多孔 隙结构 、高活性 的 CaO。CaO 的结 晶颗粒 石灰活性方面都优于传统燃料 、原料混装型石灰窑。 尺寸为 0．3～lp．m，比表面积 10～10m ／kg。当提 1 弗卡斯窑煅烧原理 高煅烧温度 时，伴随着 CaO 的再结 晶，而形 成 比表 11 碳酸 钙 、碳 酸 镁 的热分 解 及 燃料 的燃 烧 在 面积 300～400m2／kg的 CaO粗 晶体 ，其活性大为降 200～800℃加热石灰石时，矿石产生大量龟裂 ，体积 低，并开始烧结 。烧结过程伴随着石灰进一步密实 增加 2％～4％，极 限抗 压强度则降低 40％～70％。 和其化学活性的降低 ，同时石灰颜色逐渐变深 。 当进一步加热时，石灰石 中碳酸钙及碳酸镁产生热 在煅烧碳 酸盐 类矿 石过 程 中形 成 的 CaO 及 分解 ，其反应是多相反应，方程式如下 ： MgO，同在原料或燃料灰份 中的粘土质成份相互作 CaCO3+ql=CaO+CO2十 用，发生次生反应，生成新 的化合物 ：硅酸钙 (2caO · MgCO3+q2=MgO+CO：十 SiO2)和铁铝 酸钙 (4CaO ·A12O 、12CaO ·7A12O )： CaCO3’MgCO3+q3=CaO+MgO+CO2十 次生反应会严重影响煅烧窑的正常操作，当次生反 当温度为 20013时，ql、q2、q3分别为 (kJ／kg)： 应达 到一定程度时可使煅烧窑发生结窑事故 。 一 1766．5、一 1304．16、一1554．96。 2 弗卡斯窑结构、工艺流程和对原料的要求 随着 温度 的升高，分解 热 则相应 降低。例如 2．1 弗卡斯窑结构 弗卡斯窑大体上可分为四部 CaCO3在 800~2时，分解热为 一1617．66kJ／kg；而 当 分 ：①贮料带，②预热带 ，③煅烧带 ，④冷却带。 温度为 900~C时，则降低到 一1565．86kJ／kg。在一 贮料带 ：处于窑顶部，贮量约够 2～3h的石灰正 个标准大气压下，在纯 CO 的气相 中，CaCO 在温 常生产 。这样 ，在例行检修石料倒运及上料装置需 度为 898~C时完全分解 。MgCO 在温度为 7