石灰煅燒的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
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(shí)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(huì)因過燒嚴(yán)重（CaO 晶粒粗大）而達(dá)不到市場(chǎng)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(shí)，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(jiǎn)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(shí)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(tuán)， 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(diǎn)物質(zhì)都是些復(fù)合鈣化合物，例如CS、C2S，CA，C4AF、C2AS、C2F 等等。
對(duì)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(yàn)，在分解點(diǎn)以下的900℃時(shí)，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(yàn)中2.5mm 以下的晶粒 不發(fā)生裂紋。據(jù)此可以推測(cè)：晶粒長(zhǎng)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(huì)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(jì)損失。
不過，馬利根據(jù)市場(chǎng)上出售的43種石灰石的煅燒試驗(yàn)研究，提出了如下假說：與最高加熱溫度和在該溫度的保持時(shí)間相比，加熱速度（包括預(yù)熱和煅 燒）對(duì)收縮、氣孔率和反應(yīng)性的影響更大。因而，通過對(duì)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(huì)逐漸產(chǎn)生利用價(jià) 值，所以不能簡(jiǎn)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(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)取15-20mm 的粒度均勻的七種石灰石，在100·CO2一個(gè)大氣壓下進(jìn)行恒溫煅燒，并連續(xù) 測(cè)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。
分解最差的1號(hào)和2號(hào)石灰石是致密而且結(jié)晶粗的石灰石，3 號(hào)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(hào)和 6號(hào)是白亞質(zhì)小結(jié)晶石 灰石。最易煅燒的 4號(hào)是含有機(jī)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(shí)，而且在含有機(jī)物的情況下，有機(jī) 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(píng)價(jià)的一個(gè)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(duì)比試驗(yàn)，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(yàn) （表1-2）、高溫線膨脹試驗(yàn)、原料石灰石的磨損試驗(yàn)，燒成石灰的磨損試驗(yàn)、燒成石灰的吸油率試驗(yàn)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(zhǎng)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(shí)間也長(zhǎng)。
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(shí)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(huì) 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(shí)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(shí)也會(huì)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(shí)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(shí)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(shí)間也因石灰石粒度的差別而受到很大影響，該時(shí)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(shí)際的石灰煅燒爐用的石灰 石最大粒徑與最小粒徑之比，都處在（2~3）:1 的范圍之內(nèi)。即對(duì)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(duì)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(zhǎng)，沒人能幫助你；但如果你決意要學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)，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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