[發(fā)明專(zhuān)利]煅燒石灰石制備活性石灰的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210188105.5
• 申請(qǐng)日: 2012-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102649627A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝素菊;蔣武鋒;張玉柱;蔣璨名
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河北聯(lián)合大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C04B2/10
• 分類(lèi)號(hào): C04B2/10
• 代理公司: 石家莊冀科專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13108
• 代理人: 李桂芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種石灰的制備方法，尤其是一種煅燒石灰石制備活性石灰的方法。

背景技術(shù)

石灰（即生石灰）是通過(guò)煅燒石灰石、白堊、貝殼等獲得的，在冶金、建筑、化工、環(huán)境、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

石灰的生產(chǎn)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是碳酸鈣（CaCO₃）受熱分解的過(guò)程，其反應(yīng)式如下：?

CaCO₃(s)???CaO(s)?+?CO₂(g)?????????(1)

CaCO₃的分解反應(yīng)是一個(gè)多相吸熱反應(yīng)，根據(jù)熱力學(xué)理論，欲使反應(yīng)(1)向右進(jìn)行，可采取如下措施：（1）減少產(chǎn)物CO₂氣體的分壓????????????????????????????????????????????????，有利于反應(yīng)向生成CaO方向移動(dòng)；（2）由于該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此提高溫度有利于反應(yīng)向生成CaO方向移動(dòng)。這兩條措施是指導(dǎo)石灰生產(chǎn)的基本準(zhǔn)則。在實(shí)際生產(chǎn)中，為了降低石灰窯內(nèi)CO₂分壓，常采用負(fù)壓操作，即通過(guò)引風(fēng)機(jī)不斷抽出窯氣，降低，以加快CaCO₃的分解速度。

然而，目前工業(yè)生產(chǎn)的石灰的活性度并不太高，不同生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的石灰的活性度是相差很大的，傳統(tǒng)豎窯生產(chǎn)的石灰的活性度較低，基本都在300ml以下，而用麥爾茲窯和回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的石灰的活性度相對(duì)較高，一般能達(dá)到320～360ml。

活性度是表征石灰質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。石灰活性度的檢驗(yàn)方法是將50克石灰在2升40℃的水中快速攪拌消化，用酚酞試劑作為指示劑，用濃度為4mol·L^-1的HCl將石灰消化過(guò)程中產(chǎn)生的Ca(OH)₂中和。檢驗(yàn)過(guò)程中必須保持水化中和過(guò)程的等當(dāng)點(diǎn)，即剛好由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)色。記錄恰好10分鐘時(shí)鹽酸的消耗量，以10分鐘消耗鹽酸的毫升數(shù)表示石灰的活性度。

活性石灰又稱(chēng)為輕燒石灰或軟燒石灰，與普通石灰相比，在煉鋼爐中成渣速度快，能夠提高脫磷脫硫效率80%，縮短冶煉時(shí)間10%左右，降低石灰消耗10～30%，螢石消耗節(jié)省25～30%，從而可以提高鋼的質(zhì)量、增加鋼的產(chǎn)量、降低煉鋼成本。實(shí)踐證明：采用了活性石灰煉鋼的企業(yè)，都取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益（郭世漢.?活性石灰在冶金生產(chǎn)中的應(yīng)用.?耐火與石灰,?2007,?32(5):?1-2.）。燒結(jié)配加活性石灰是強(qiáng)化燒結(jié)過(guò)程、提高燒結(jié)礦產(chǎn)量的有效措施之一，研究表明，采用活性石灰可使燒結(jié)增產(chǎn)8％以上（李媛英.?燒結(jié)配加活性石灰的實(shí)驗(yàn)研究.?四川冶金,?2004,?(5):?54-56.）。

人類(lèi)活動(dòng)燃燒化石燃料排放的煙氣中含有大量的SO₂氣體，SO₂已經(jīng)對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。石灰是一種資源豐富、來(lái)源廣泛而且廉價(jià)的脫硫劑，由于干法脫硫克服了濕法脫硫存在的設(shè)備易腐蝕、結(jié)垢堵塞等問(wèn)題，并且沒(méi)有廢水排放、投資相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，是一種很有發(fā)展前途的煙氣脫硫技術(shù)。目前，干法煙氣脫硫效率沒(méi)有濕法高，其主要原因就是脫硫反應(yīng)產(chǎn)物CaSO₄（52.2cm³·mol^-1）比脫硫劑CaO（16.8?cm³·mol^-1）具有更大的摩爾體積（程世慶,?馮玉濱,?路春美.?貝殼脫硫性能的動(dòng)力學(xué)研究.?中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),?2005,?25(19):?80-85.），在脫硫反應(yīng)過(guò)程中體積的膨脹將使脫硫劑顆粒內(nèi)部微孔減少或堵塞，SO₂無(wú)法經(jīng)過(guò)致密的CaSO₄層到達(dá)脫硫劑內(nèi)部進(jìn)行脫硫反應(yīng)，導(dǎo)致脫硫效率和鈣利用率降低。

程世慶等（程世慶等.?貝殼與石灰石的微孔結(jié)構(gòu)及其脫硫性能.?燃燒科學(xué)與技術(shù),?2005,?11(1):?24-28.）比較了貝殼與石灰的脫硫性能，發(fā)現(xiàn)貝殼具有更強(qiáng)的脫硫能力。盡管石灰的比表面積非常大，但是平均孔徑小，只有0.05μm，這種小氣孔內(nèi)氣體的擴(kuò)散阻力也很大，反應(yīng)氣體難以擴(kuò)散至顆粒內(nèi)部，導(dǎo)致內(nèi)部大量的表面積并不能進(jìn)行反應(yīng)，平均反應(yīng)速率并不高。貝殼煅燒后形成直徑0.1μm以上的大孔，這些大孔使氣體向孔內(nèi)的擴(kuò)散能力增強(qiáng)，孔內(nèi)的SO₂濃度較大，幾乎整個(gè)顆粒同時(shí)參加反應(yīng)，所以脫硫反應(yīng)速度就快。雖然用貝殼能制備出具有較大孔隙的活性石灰，然而貝殼收集困難，無(wú)法進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。