輕質(zhì)碳酸鈣懸浮煅燒工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于碳酸鈣生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種輕質(zhì)碳酸鈣煅燒工藝。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能耗低的輕質(zhì)碳酸鈣懸浮煅燒工藝。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案包括預(yù)熱、煅燒、炭化工序，其中，預(yù)熱工序：利用煅燒工序產(chǎn)生的高溫氣體將粒徑D80＝40μm～55μm預(yù)熱至800℃～950℃；煅燒工序：將預(yù)熱后的碳酸鈣原料在1000℃～1100℃懸浮煅燒得氧化鈣和高溫氣體。本發(fā)明方法充分利用了煅燒工序產(chǎn)生的熱能，用于預(yù)熱原料和空氣，減少了廢熱排放量，節(jié)約能源，懸浮煅燒工藝的碳酸鈣分解率高達(dá)99％。
【專利說(shuō)明】輕質(zhì)碳酸鈣懸浮煅燒工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于碳酸鈣生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種輕質(zhì)碳酸鈣煅燒工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的輕質(zhì)碳酸鈣煅燒石灰工藝將石灰石制成40_80mm粒度，按1: 7的煤料配比入窯煅燒成氧化鈣，窯型有土窯、機(jī)械石灰窯、鋼殼窯等，這種工藝目前已經(jīng)相對(duì)落后，缺點(diǎn)主要在于機(jī)械化自動(dòng)化程度不高，生產(chǎn)規(guī)模小，能耗偏高，粉塵、廢氣和固體廢棄物難處理，對(duì)環(huán)境不友好。
[0003]中國(guó)發(fā)明專利CN201210193265.9公開(kāi)了一種利用方解石生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣的方法，具體步驟為:選用CaO > 54%的方解石，在回轉(zhuǎn)窯中采用氣體燃料煅燒；其煅燒過(guò)程分為預(yù)熱、煅燒、冷卻階段；預(yù)熱溫度350°C~950°C，預(yù)熱時(shí)間60min~120min，在回轉(zhuǎn)窯窯尾上方的預(yù)熱器中進(jìn)行，煅燒溫度950°C~1150°C，煅燒時(shí)間40~80min，在回轉(zhuǎn)窯的窯體內(nèi)進(jìn)行，冷卻階段在回轉(zhuǎn)窯后端的冷卻器中進(jìn)行。但該方法預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)，成本高，能耗高。
[0004]本領(lǐng)域技術(shù)人員急需一種能耗低的輕質(zhì)碳酸鈣煅燒工藝。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能耗低的輕質(zhì)碳酸鈣懸浮煅燒工藝。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案包括預(yù)熱、煅燒、炭化工序，其中:
[0006]所述預(yù)熱工序:利用煅燒工序產(chǎn)生的高溫氣體將粒徑D8tl = 40 μ m~55 μ m的碳酸鈣原料預(yù)熱至800°C~950°C ；
[0007]所述煅燒工序:將預(yù)熱后的碳酸鈣原料在1000°C~1100°C的溫度條件下懸浮煅燒得氧化鈣和高溫氣體。
[0008]具體的，預(yù)熱工序可分為三級(jí)懸浮預(yù)熱,碳酸|丐原料經(jīng)一級(jí)懸浮預(yù)熱至300°C~4500C，再經(jīng)二級(jí)懸浮預(yù)熱至450°C~800°C，最后經(jīng)三級(jí)懸浮預(yù)熱至800°C~950°C。進(jìn)一步的，懸浮預(yù)熱工序優(yōu)選:碳酸鈣原料經(jīng)一級(jí)懸浮預(yù)熱至350°C，再經(jīng)二級(jí)懸浮預(yù)熱至600°C，最后經(jīng)三級(jí)懸浮預(yù)熱至900°C。
[0009]其中，為達(dá)到懸浮預(yù)熱和懸浮煅燒的目的，一級(jí)懸浮預(yù)熱工序壓力為-3500Pa~_4500Pa，二級(jí)懸浮預(yù)熱工序壓力為-3000Pa~_3500Pa，三級(jí)懸浮預(yù)熱工序壓力為-28OOPa~-3200Pa ;煅燒工序壓力為-25OOPa~_3000Pa。
[0010] 為了有效利用原料，由于預(yù)熱工序產(chǎn)生的氣體中夾帶的碳酸鈣原料粉塵含未分解的碳酸鈣達(dá)85%，故可將該粉塵收集后返回至二級(jí)懸浮預(yù)熱工序，作為碳酸鈣原料使用。分離碳酸鈣原料粉塵后的氣體中含有純度較高的二氧化碳，可將二氧化碳收集、凈化后用于本發(fā)明工藝方法的炭化工序。
[0011]煅燒工序產(chǎn)生的高溫氣體中夾帶有大量的氧化鈣粉塵，分離氧化鈣粉塵與高溫氣體。為合理利用熱能，再將分離所得高溫氣體送入預(yù)熱工序。具體的，分離氧化鈣后所得的高溫氣體依次進(jìn)入三級(jí)懸浮預(yù)熱工序、二級(jí)懸浮預(yù)熱工序、一級(jí)懸浮預(yù)熱工序。分離所得的氧化鈣粉塵和煅燒生成的氧化鈣經(jīng)空氣換熱，換熱后的氧化鈣收集降溫儲(chǔ)存，換熱后的空氣分離其中夾帶的氧化鈣粉塵后所得氣體送入煅燒工序作為助燃劑，分離的氧化鈣粉塵降溫儲(chǔ)存。
[0012]本發(fā)明碳酸鈣原料可采用方解石、大理石、石灰石等，這類原料是目前制備輕質(zhì)碳酸鈣的常用原料。為了實(shí)現(xiàn)懸浮煅燒的工藝，碳酸鈣原料的粒徑宜控制在D8tl = 40μπι~55 μ m，控制在該粒徑范圍具有煅燒時(shí)間短，能耗低，分解反應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)。
[0013]本發(fā)明工藝中，還可有效利用重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)分級(jí)產(chǎn)生的尾料，該尾料的粒徑范圍通常為D97 = 40 μπι~55μπι，CaO > 55%，將其作為碳酸鈣原料，有利于回收利用尾料，提高尾料的附加值。
[0014]具體的，炭化工序可采用噴射炭化。
[0015]將煅燒工序所得的氧化鈣經(jīng)炭化制得CaCO3晶體，再經(jīng)脫水、干燥、粉碎、活化等工藝即得輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品。
[0016]本發(fā)明中所述D8tl = 40 μ m~55 μ m是指80%碳酸鈣原料粒徑為40 μ m~55 μ m,D97 = 40 μ m~55 μ m是指97%原料粒徑為40 μ m~55 μ m。
[0017]本發(fā)明中所述懸浮預(yù)熱是碳酸鈣原料在懸浮狀態(tài)下與高溫氣體進(jìn)行換熱反應(yīng)，換熱反應(yīng)既有物理反應(yīng)，也有化學(xué)反應(yīng)，物理反應(yīng)主要是碳酸鈣原料顆粒水分蒸發(fā)和形態(tài)發(fā)生改變，化學(xué)反應(yīng)主要是碳酸鈣原料在預(yù)熱過(guò)程中發(fā)生分解，預(yù)熱效果更佳。懸浮煅燒是在碳酸鈣原料懸浮狀態(tài)下進(jìn)行煅燒，煅燒效果比堆積煅燒效果更佳。
[0018]本發(fā)明的有益效果如下:
[0019]1、本發(fā)明懸浮煅燒工藝的碳酸鈣分解率高達(dá)99%。
[0020]2、本發(fā)明技術(shù)方案采用重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)分級(jí)產(chǎn)生的尾料煅燒時(shí)，由于尾料粒度小，煅燒分解反應(yīng)快，能耗低，適用于規(guī)?；a(chǎn)。
[0021]3、重質(zhì)碳酸鈣二級(jí)分級(jí)后的尾料產(chǎn)出量大，年產(chǎn)20萬(wàn)噸重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)線，約產(chǎn)出6萬(wàn)噸/年的尾料，如果尾料作為重質(zhì)碳酸鈣銷售，產(chǎn)品附加值太低，采用本發(fā)明技術(shù)方案制成輕質(zhì)碳酸鈣，能有效提高產(chǎn)品的附加值，同時(shí)也解決了重質(zhì)碳酸鈣二級(jí)分級(jí)后的尾料占用倉(cāng)儲(chǔ)的難題。
[0022]4、本發(fā)明方法充分利用了煅燒工序產(chǎn)生的熱能，用于預(yù)熱原料和空氣，減少了廢熱排放量，節(jié)約能源。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為輕質(zhì)碳酸鈣懸浮煅燒工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案包括預(yù)熱、煅燒，炭化工序，其具體工序如下:
[0026]預(yù)熱工序:利用煅燒工序產(chǎn)生的高溫氣體將粒徑D8tl = 40 μ m~55 μ m碳酸鈣原料經(jīng)一級(jí)懸浮預(yù)熱至30(TC~450°C，再經(jīng)二級(jí)懸浮預(yù)熱至450°C~80(TC，最后經(jīng)三級(jí)懸浮預(yù)熱至800°C~950°C ;—級(jí)懸浮預(yù)熱壓力為_(kāi)3500Pa~_4500Pa，二級(jí)懸浮預(yù)熱壓力為-3000Pa~_3500Pa，三級(jí)懸浮預(yù)熱壓力為_(kāi)2800Pa~_3200Pa ；
[0027]煅燒工序:預(yù)熱后的碳酸鈣原料在1000 V~1100 V的溫度條件，_2500Pa~-3000Pa壓力下懸浮煅燒得氧化鈣和高溫氣體。煅燒工序產(chǎn)生的高溫氣體中有大量夾帶的氧化鈣粉塵，分離氧化鈣粉塵后氣體溫度達(dá)950°C，將其送入預(yù)熱工序，依次經(jīng)三級(jí)懸浮預(yù)熱工序、二級(jí)懸浮預(yù)熱工序、一級(jí)懸浮預(yù)熱工序，利用溫差進(jìn)行逐級(jí)換熱，達(dá)到有效利用熱能，降低能耗的目的。經(jīng)懸浮預(yù)熱產(chǎn)生的氣體分離碳酸鈣原料粉塵，分離的碳酸鈣原料粉塵作為原料返回二級(jí)懸浮預(yù)熱，分離的氣體用于凈化收集二氧化碳可用于本發(fā)明炭化工序，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)有效利用資源的目的。煅燒工序產(chǎn)生的氧化鈣與分離煅燒工序產(chǎn)生的高溫氣體所得的氧化鈣粉塵經(jīng)空氣換熱后冷卻回收，換熱后的空氣分離氧化鈣粉塵后所得氣體作為助燃劑參與煅燒工序。
[0028]將煅燒工序制備而得的氧化鈣經(jīng)炭化制得碳酸鈣晶體，再經(jīng)脫水、干燥、粉碎、活化等工藝即得輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品。
[0029]本發(fā)明方法碳酸鈣分解率達(dá)98%以上，煅燒的氧化鈣粉活性好，制石灰乳(Ca(OH)2)水化反應(yīng)較徹底，炭化工序采用噴射炭化工藝技術(shù)，可制得超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣，炭化結(jié)晶后平均粒徑小于lym，制成的輕質(zhì)碳酸鈣白度高達(dá)98.5%，品質(zhì)穩(wěn)定。本發(fā)明所得輕質(zhì)碳酸鈣與回轉(zhuǎn)窯法煅燒所得生石灰性能對(duì)比如表1。
[0030]表1
[0031]

【權(quán)利要求】
1.輕質(zhì)碳酸鈣懸浮煅燒工藝，包括預(yù)熱、煅燒，炭化工序，其特征在于: 所述預(yù)熱工序:利用煅燒工序產(chǎn)生的高溫氣體將粒徑D8tl = 40 μ m~55 μ m的碳酸鈣原料預(yù)熱至800°C~950°C ； 所述煅燒工序:將預(yù)熱后的碳酸鈣原料在1000°C~1100°C的溫度條件下懸浮煅燒得氧化鈣和高溫氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)碳酸鈣懸浮煅燒工藝，其特征在于:所述預(yù)熱工序?yàn)槿?jí)懸浮預(yù)熱，碳酸韓原料經(jīng)一級(jí)懸浮預(yù)熱至300°C~450°C ;再經(jīng)二級(jí)懸浮預(yù)熱至450°C~800 0C ;最后經(jīng)三級(jí)懸浮預(yù)熱至800°C~950°C ;優(yōu)選的，碳酸鈣原料經(jīng)一級(jí)懸浮預(yù)熱至3500C ;再經(jīng)二級(jí)懸浮預(yù)熱至600°C ;最后經(jīng)三級(jí)懸浮預(yù)熱至900°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輕質(zhì)碳酸鈣懸浮煅燒工藝，其特征在于:所述預(yù)熱工序?yàn)槿?jí)懸浮預(yù)熱，其中所述一級(jí)懸浮預(yù)熱壓力為_(kāi)3500Pa~_4500Pa，所述二級(jí)懸浮預(yù)熱壓力為-3000Pa~_3500Pa，所述三級(jí)懸浮預(yù)熱壓力為-2800Pa~_3200Pa ;所述煅燒工序壓力為-2500Pa ~-3000Pa。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輕質(zhì)碳酸鈣懸浮煅燒工藝，其特征在于:煅燒工序產(chǎn)生的高溫氣體依次進(jìn)入三級(jí)懸浮預(yù)熱工序、二級(jí)懸浮預(yù)熱工序、一級(jí)懸浮預(yù)熱工序。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輕質(zhì)碳酸鈣懸浮煅燒工藝，其特征在于:收集預(yù)熱工序產(chǎn)生的氣體中夾帶的碳酸鈣原料粉塵，粉塵作為二級(jí)懸浮預(yù)熱工序的碳酸鈣原料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)碳酸鈣懸浮煅燒工藝，其特征在于:分離煅燒工序產(chǎn)生的高溫氣體夾帶的氧化鈣粉塵后，將高溫氣體送入預(yù)熱工序。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述的輕質(zhì)碳酸鈣懸浮煅燒工藝，其特征在于:煅燒工序產(chǎn)生的氧化鈣與分離煅燒工序產(chǎn)生的高溫氣體所得的氧化鈣粉塵經(jīng)空氣換熱后冷卻回收，換熱后的空氣分離回收氧化鈣后所得氣體作為助燃劑送入煅燒工序。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述的輕質(zhì)碳酸鈣懸浮煅燒工藝，其特征在于:收集、凈化預(yù)熱工序產(chǎn)生的氣體中的二氧化碳用于炭化工序。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的輕質(zhì)碳酸鈣懸浮煅燒工藝，其特征在于:所述炭化工序?yàn)閲娚涮炕?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求1~9任一項(xiàng)所述的輕質(zhì)碳酸鈣懸浮煅燒工藝，其特征在于:所述碳酸鈣原料為方解石、大理石、石灰石、重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)分級(jí)產(chǎn)生的尾料中的任一種；優(yōu)選的，所述碳酸鈣原料為重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)分級(jí)產(chǎn)生的尾料。
【文檔編號(hào)】C01F11/06GK104176757SQ201410389696
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】彭貴明, 陳華平, 雷禮強(qiáng), 徐霞, 王曉洪, 周德忠 申請(qǐng)人:石棉縣億欣鈣業(yè)有限責(zé)任公司