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仅供个人参考皮江法是1940 年左右发展起来的一种炼镁方法, 是我国金属镁冶炼其最具代表性、应用最广泛的硅热还原法工艺。
该工艺过程可分为白云石煅烧、原料制备、还原和精炼四个阶段。
将煅烧后的白云石和硅铁按一定配比磨成细粉, 压成团块, 装在由耐热合金制成的还原罐内, 在1150~1200℃及1.33~10Pa 条件下还原得到镁蒸气, 冷凝结晶成固态镁, 反应式是：然后经研磨与硅铁粉(含硅量75%) 和萤石粉(氟化钙95%)混合制球(制球压力9.8~ 29.4MPa) , 送入耐热钢还原罐内, 在1190 ~1210℃的温度及1.33~ 10Pa 真空条件下, 还原制成粗镁, 反应过程是： 2CaO(s) + 2MgO(s) + S i(s) 2Mg(g) + 2CaO + S iO2 (s)然后经过熔剂精炼、铸锭、表面处理, 产出金属镁锭。
MgCO 3·CaCO 3 MgO ·CaO+ 2CO 2皮江法纯镁仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。
For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur für den persönlichen für Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l 'étude et la recherche uniquement à des fins personnelles; pas à des fins commerciales.толькодля людей, которые используются для обучения, исследований и не должны использоваться в коммерческих целях.For personal use only in study and research; not for commercial use以下无正文仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。
冶金过程强化论文论文题目：硅热法炼镁过程中的强化指导老师： XXXXXXXX班级： XXXXXXXX姓名： XXXXXXXX学号：XXXXX XXXX硅热法炼镁过程中的强化摘要：硅热法又称皮江法,是以白云石为原料、硅(铁)为还原剂、萤石为矿化剂,将煅烧后的白云石粉碎至200目左右,制成球团,装入还原罐,在1200℃左右的高温和小于13.3Pa的真空下热还原制得结晶镁,经精炼后再铸成镁锭。
20世纪80年代末期,皮江法在中国大陆得到了蓬勃发展,以连续40%的年平均增长速度,使中国成为世界生产金属镁的第一大国。
2004年全球原镁产量为64.4万吨,而中国原镁产量为45.0万吨,占了全球产量的69.88%,而中国镁产量的98%是用皮江法所生产。
关键词：白云石强化我国金属镁产量增大迅速。
1990年只有0.59万吨；1999年镁产量达到12万吨，超过美国跃居第一；2000年镁产量约为20万ｔ,几乎占世界产量的40%；2006年镁产量达到61.3万吨，比1990年增长100倍。
我国镁工业发展之所以如此之快,一是改革开放的政策,市场经济调动了地方、集体、个体兴办炼镁企业的积极性;二是由于热法炼镁工艺的改进,使其投资少、技术可行。
目前我国炼镁方法几乎全部是热法炼镁。
本文将从还原时间、温度、配硅比及制球压力等方面对镁产出条件的选择及优化进行研究。
1、硅热法炼镁的基本原理1. 1 MgO还原的热力学原理为了将镁从氧化镁中还原出来，只有用对氧亲和力大于镁对氧亲和力的物质作为还原剂才行。
通常，衡量氧化物亲和力大小的是氧化物的标准吉布斯自由能。
图1-1中绘出了一系列氧化物标准吉布斯自由能与温度的关系曲线。
从上面图可知：各种氧化物的△G值均随温度的变化而变化，但变化的方向与幅度各不相同，有些曲线的相互位置都发生了变化。
从图还可推知，只有在温度超过2373℃以后，SiO2的稳定性才会高于MgO 的，才能发生如下反应：2Mg + O2 = 2MgO (1)Si + O2 = SiO2(2)2MgO + Si = SiO2 + 2Mg (3)计算表明：在温度低于2000K时，用Si还原MgO根本就不可能。
金属镁生产工艺原理介绍1.电解法炼镁的各种工艺原理氯化熔盐电解法包括氯化镁的生产及电解制镁两大过程。
该方法又可分为以菱镁矿为原料的无水氯化镁电解法和以海水为原料制取无水氯化镁的电解法。
其中后者最大的难点是如何去除MgCl2·6H2O中的结晶水。
一般来说：采用普通的加热法可以去除部分结晶水，生成MgCl2·3/2H2O。
但MgCl2·3/2H2O在空气中加热时很容易发生水解反应，生成不利于电解过程的杂质，如Mg(OH)2。
电解法生产镁的工艺很多，但基本原理相同，其中最有代表性的有DOW工艺、I．G．Farben 工艺、Magnola工艺等。
DOW工艺1916年DOW工艺在美国Michighn的Midland首次得到应用。
当时所用的制备MgCl2的方法是将海水与煅烧白云石一起制成泥浆，与盐酸反应，生成氯化镁溶液，将其浓缩并干燥处理后生成MgCl2·3/2H20。
这种原料直接加入电解槽内进行反应，副产物氯气可以回收利用。
1941年道屋(DOW)化学公司在塔克赛斯自由港建立了一个工厂，从海水中提取镁的电解原料。
海水由引水槽引入，滤过淤泥后导人沉淀池，与石灰混合，过滤后与20 %HCl反应生成MgCl2，蒸发后得到固体氯化镁，然后经干燥炉干燥得到低水合氯化镁(MgCl2·3/2H2O)，成为DOW工艺电解制镁的原料。
许多生产厂家都采用与DOW工艺类似的方法电解海水来生产镁(见图1)，主要差别在于提取无水氯化镁的方法不同。
DOW化学公司通过在含大量MgCl2、NaCl 和CaCl2混合溶液的电解池中直接加入少量部分脱水氯化物来迅速脱水。
挪威诺斯克—希德罗(Norsk—Hydro)公司是欧洲最主要的镁生产商，通过在于燥的氯化氢气氛中加热MgCl2·6H2O来实现完全脱水。
前独联体则主要采用往电解池中加入无水光卤石来脱水。
最近，澳大利亚金属镁公司开发了一种制备无水氯化镁原料的全新工艺，在氯化镁溶液中加入一种称为Gylcol的物质，蒸馏脱水，然后喷雾氨生成六氨合氯化镁，接着焙烧制备高质量的无水氯化镁。
皮江法炼镁的工艺流程及其优缺点（来源：全球五金网日期：2010-6-9 点击：95 ）镁的冶炼方法总体上可分成三种：一种是电解法；一种是硅热法（皮江法）；另一种是碳热法。
皮江法炼镁的主要工艺流程是：白云石在回转窑或立窑中煅烧成煅白，经破碎后与硅铁粉（含硅75％）和萤石粉（含GaF2）＝95％）混合均匀制团，装入耐热不锈钢还原罐内，置于还原炉中，在1200-1250℃及真空的1.33Pa 真空度下还原制取粗镁，经过熔剂精制、铸锭、表面处理得到成品镁锭。
皮江法炼镁是中国现行普遍应用的一种方法：其优点是：1、规模能大能小，原材料可就地取材；2、成本相对电解法较低；3、技术不难掌握；4、在九十年代经济效益可观；5、镁的等级质量略高于电解镁等。
皮江法炼镁缺点：生产1 吨金属镁锭需要有消耗白云石12-14吨；无烟煤及烟煤8-10吨；副产还原渣5-6吨，这些还原渣目前还没有发现更好的用途，污染环境；劳动强度大，原料车间粉尘污染严重。
镍含量太低，如要回收用浮选法，但杂质镁可能不易控制。
一般工厂用什么冶炼镁，对人体有害吗？答：有害。
镁是在自然界中分布最广的十个元素之一，但由于它不易从化合物中还原成单质状态，所以迟迟未被发现。
长时期里，化学家们将从含碳酸镁的菱镁矿焙烧获得的镁的氧化物苦土当作是不可再分割的物质。
在1789年拉瓦锡发表的元素表中就列有它。
1808年，戴维在成功制得钙以后，使用同样的办法又成功的制得了金属镁。
从此镁被确定为元素，并被命名为magnesium，元素符号是Mg。
镁是一种参与生物体正常生命活动及新陈代谢过程必不可少的元素。
镁影响细胞的多种生物功能：影响钾离子和钙离子的转运，调控信号的传递，参与能量代谢、蛋白质和核酸的合成；可以通过络合负电荷基团，尤其核苷酸中的磷酸基团来发挥维持物质的结构和功能；催化酶的激活和抑制及对细胞周期、细胞增殖及细胞分化的调控；镁还参与维持基因组的稳定性，并且还与机体氧化应激和肿瘤发生有关。
2010．5．10第3期硅热法又分为皮江法（Pidgeon）、波尔扎诺法(Bolzano)和玛格尼特法(Magnetherm)三种。
皮江法炼镁工艺原理皮江法炼镁工艺原理皮江法生产金属镁是以煅烧白云石为原料、硅铁为还原剂、萤石为催化剂，进行计量配料。
粉磨后压制成球，称为球团。
将球团装入还原罐中，加热到1200℃，内部抽真空至13.3Pa或更高，则产生镁蒸气。
镁蒸气在还原罐前端的冷凝器中形成结晶镁，亦称粗镁。
再经熔剂精炼，产出商品镁锭，即精镁。
皮江法炼镁生产工序皮江法炼镁生产工序（1）白云石煅烧：将白云石在回转窑或竖窑中加热至1100～1200℃，烧成煅白（MgO·CaO）。
（2）配料制球：将煅白、硅铁粉和萤石粉计量配料、粉磨，然后压制成球。
（3）还原：将料球在还原罐中加热至1200+10℃，在13.3Pa或更高真空条件下，保持8～10小时，氧化镁还原成镁蒸气，冷凝后成为粗镁。
（4）精炼铸锭：将粗镁加热熔化，在约710℃高温下，用溶剂精炼后，铸成镁锭，亦称精镁。
（5）酸洗：将镁锭用硫酸或硝酸清洗表面，除去表面夹杂，使表面美观。
（6）造气车间：将原煤转换成煤气，作为燃料使用。
直接使用原煤的镁厂没有造气车间。
皮江炉波尔扎诺法是皮江法炼镁的改进方法。
与皮江法炼镁的主要不同在于采用了竖式电内热还原炉。
此法由于意大利的波尔扎诺(Bolzano)镁厂试验成功而得名。
20世纪80年代这种方法的镁最高年产量为1．2万吨，近年对设备进行了改造后，年产镁能力降为8000吨。
每吨镁耗用白云石10.1吨、硅铁(含硅75％)1吨，还原周期24小时，还原炉产镁2吨每天，精炼熔剂消耗0.16吨。
玛格尼特法起源与法国，中国、日本曾使用该法。
该法炼镁采用连续定时加料、周期性出镁出渣，又称为半连续硅热法。
这种方法以白云石、铝土矿为原料，硅铁为还原剂，在单相真空电炉中于1500～1600℃、3400～4000Pa 真空下还原生产金属镁。
缩短还原周期提升皮江法炼镁技术王洪福【期刊名称】《《中国金属通报》》【年(卷),期】2009(000)040【总页数】2页(P40-41)【作者】王洪福【作者单位】宁夏惠冶镁业集团有限公司【正文语种】中文【中图分类】TF8中国皮江法炼镁企业成功实现了8小时还原新工艺，提升了我国皮江法炼镁技术水平。
8小时还原新工艺实现的关键在于：在不降低镁实收率前提下缩短还原时间，目标是：产量增至原来的1.5倍；减少吨镁投资，减少吨镁劳动用工；保持原煤消耗量不变，还原罐使用寿命不变，料镁比不变。
12小时还原周期的特点是球料的还原反应速度慢，运行费用高，料镁比指标处于一般水平。
单罐产量虽有增加，但从加速物料至产品的转化速度，提高总产量，降低成本上考虑并不经济。
1.真空达标迅捷稳定传统的机械真空泵排气速率低，真空达标时间长，运行费用高，影响真空的因素较多，对缩短还原周期不利。
利用烟道废热增设余热锅炉，采用以蒸汽作动力的射流真空泵代替机械真空泵。
该设备抽气量大，速度快，且系统容积大，弥补了机械泵的不足。
一般情况下，在5分钟内真空可达到20Pa，20分钟内达到13Pa之内，且运行稳定可靠。
2.升温快速均匀恒定在炉温与真空达标的协调配合上，采用炉温滞后于真空的操作法，防止镁蒸汽在低真空状态下与水蒸汽和残余空气发生氧化反应，导致非金属氧化物污染结晶镁。
为保证工艺要求，一是采用微正压操作，确保炉内温度的均匀；二是采用限降温操作法，要求出炉后炉膛降温≤30℃，保证2个小时内还原炉温达到1210℃；三是提高热风温度，定期清理换热器，使热风温度达到260℃—300℃；四是及时调节煤气和热风阀门，使炉内温度均匀，上下排罐温差不超过30℃，防止局部超温烧结。
3.缩短出装料时间装出料操作属于密集人工作业，劳动强度大、操作环境恶劣等因素影响着作业效率。
有时人员出勤保障性差，制约了生产周期的缩短。
出装料时间过长，不仅造成炉体降温幅度大，升温困难，而且影响有效的恒温时间。
金属镁工业制法镁存在于菱镁矿（碳酸镁）MgCO3、白云石（碳酸镁钙）CaMg(CO3)2、光卤石（水合氯化镁钾）KCl·MgCl2·H2O中。
目前镁冶炼的方法主要有两种:1、从尖晶石、卤水或海水中将含有氯化镁的溶液经脱水或焙融氯化镁熔体,之后进行电解,此法称为电解法;2、用硅铁对从碳酸盐矿石中经煅烧产生的氧化镁进行热还原,此法称为热还原法。
1808年,科学家戴维以汞为阴极电解氧化镁,在人类历史上第一次制取了金属镁。
18世纪30年代,法拉第第一次通过电解氯化镁得到了金属镁。
第一次世界大战开始之前,法国、德国、英国和加拿大都实现了镁的工业生产,但产量有限,大约年产量几百吨,主要用于军事方面。
19世纪80年代,才由德国首先建立工业规模上的电解槽,电解无水光卤石生产金属镁,从此开创了电解法炼镁的工业化时代。
后经不断在工艺和设备方面的改进,直到目前世界上采用的就是这种电解法。
电解法炼镁的原理是在高温下电解熔融的无水氯化镁,使之分解成金属镁和氯气。
高温情况下水对熔盐性质的影响是致命的,因此,高纯度的无水氯化镁是电解法制镁关键所在。
依据所用原料及处理原料的方法不同,电解法炼镁又可细分为以下几种具体的方法:道乌法、氧化镁氯化法、光卤石法、AMC法、诺斯克法。
电解法因为其生产工艺先进,能耗较低的优点,是一种极具发展前景的炼镁方法。
目前,发达国家80%以上的金属镁是通过电解法生产。
由于金属镁的需求越来越大,电解法生产金属不能够满足镁的需求,因此催生了金属镁的热还原法冶炼。
第二次世界大战期间,热还原法生产镁的技术迅速发展起来。
使用硅作为还原剂还原氧化镁实现于1924年,但此时还未应用于工业生产。
第二次世界大战期间,意大利科学家发明了在真空高温炉内用硅铁还有白云石生产镁的工艺;同期,奥地利科学家发明了用碳直接还原氧化镁来生产镁的亨氏格技术。
第二次世界大战以后,这些工艺用于工业化生产。
1941年加拿大教授L.M.皮江在渥太华建立了一个以硅铁还原煅烧白云石炼镁的试验工厂,获得了成功。
原料制备过程的工艺控制皮江法炼镁过程可分为白云石煅烧、原料制备、还原和精炼四个阶段,而原料制备则是该法炼镁的关键环节之一,原料质量的好坏,直接影响到还原效率的高低及镁锭质量的好坏。
原料制备过程是将煅烧白云石、硅铁细磨成粉后,按照一定的配料比将煅白粉、硅铁粉和萤混合均匀,经压团机压制成球,称量后运至还原工序,即完成整个原料制备过程。
因此,加强对煅白、硅铁、萤石质量的控制以及粉磨后的粒度控制、配料比的准确性控制、球团质量的控制,是为还原提供优质球团的先决条件。
1 原料质量的控制1. 1白云石质量的控制作为皮江法炼镁用的白云石,其质量的好坏主要表现在化学成分和矿物结构上,一般情况下对白云石的主要成分要求见表1 。
白云石中的MgO 含量低,还原过程中镁的产出率就低。
为提高煅白中MgO 的含量,原料中应添加菱镁矿。
添加菱镁矿的量按CaO/ MgO =1～1.03 (摩尔比) 计算,否则将直接影响镁的产量。
为了避免出镁时因K、Na 燃烧引起粗镁烧损,K2O + Na2O 应小于0.05 % ,为了避免炉料在还原过程中出现熔融状态, Fe2O3 + Al2O3 应小于0.5 % ,SiO2 应小于0.5 %。
因此,对白云石的质量应严格要求。
表1 白云石的主要化学成分( %)MgO SiO2 Al2O3 Fe2O3 Na2O K2O CaO/ MgO(摩尔比)> 20 < 0.5 < 0.5 < 0.5 < 0.05 < 0.05 1～1.03 白云石的矿物结构应是微晶型结构,结晶无一定形状。
这种结构的白云石,硬度大,具有一定热强度,磨损指数低( < 10 %) ,高温煅烧时不易产生热裂现象。
另外,白云石的块度和泥砂含量对皮江法炼镁过程均有一定的影响。
如果煅烧设备采用回转窑,白云石的入窑块度应为10mm～20mm ,且块度合格率应大于95 %。
块度太大,炉料在窑内不易烧透;块度太小,炉料在窑内移动速度较慢,煅白往往过烧。
皮江法炼镁煅烧白云石技术综述贾庚荣(沈阳铝镁设计研究院 辽宁沈阳 110001)摘要 本文针对皮江法炼镁生产过程中,因白云石自身结构有差异,论述了对煅烧白云石工艺条件要求的不同及所选煅烧设备的不同、燃料的不同所造成的对煅烧白云石活性度与灼减的影响。
关键词 白云石结构 煅烧活性度 灼减 煅烧设备 在硅热法炼镁中,煅烧白云石的效果直接影响到镁的还原收率,不同类型的炉窑和不同的燃料以及不同结构类型的白云石,其煅烧条件及煅烧效果亦有差异。
本文就此加以综述。
1 两种结构类型的白云石及其煅烧 白云石由于其杂质成分的不同,结构的不同它所具备的物理、化学性能有一定的差异。
目前大致分为两类:一类是无定形状具有网状结构的白云石;一类是具有六方菱形结构的白云石。
a.无一定形状具有网状结构的白云石,煅烧后仍能保留白云石的结构特性。
这种煅白其粒子表面缺陷大,颗粒的聚合力大,受机械作用后易发生变形。
它的还原性较具六方菱形结构的白云石大。
b.具有六方菱形结构的白云石易破碎,煅白细磨时也较网状结构的白云石易磨,且不粘磨,但其反应性较低。
c.两种煅白的水化活性相差很小,而还原性能相差很大。
表明煅白的水化活性度只代表煅白吸湿性。
不能完全代表其还原性。
一般来说水化活性度高,还原性能也高。
但相同的水化活性,由于白云石结构不一样,其还原性能不一定相同。
d.选用无一定形状网状结构的白云石,由于强度大硬度大,碎矿时容易保证白云石块度,即粉碎率低。
e.无定形网状结构的白云石由于其晶格能小,热分解时吸热能力较六方菱形结构的白云石低,即煅烧时能量也较低,且在煅烧时热裂性小。
从以上结论可以看出:具有六方菱形结构白云石煅烧后,粉碎率高,易磨,不太适用于竖窑、混装立窑。
而在沸腾炉、回转窑中效果比较理想。
因为竖窑、混装立窑的煅后料均会积在底部出料口,受上面料层压力,极易变成较小粒度的料,使窑内透气性差,易堵,影响整个窑的正常运行。
但在回转窑及沸腾炉上不存在这个问题。
无定形状具有网状结构的白云石,由于强度大、硬度高、晶格能小、热分解时吸热较六方菱形结构白云石低。
所以在竖窑、混装立窑内也可以取得较理想的煅烧效果。
它所适应的炉型范围很广,回转窑内也可以取得好的煅烧效果。
综上所述,在现在的生产厂家中,同样是竖窑,因为白云石矿具有的结构特征不一样,煅后还原性能不同也是正常现象。
2 不同煅烧设备煅烧白云石分析当前煅烧白云石的主要设备有回转窑、沸腾炉、燃气立窑及混装立窑等。
对于年产5000吨以上的大型皮江法炼镁厂家,在新设计中要考虑节能,尾气余热利用等。
峨嵋镁厂的初步・63・ 轻 金 属 1998年№10设计我们就考虑了在窑尾加炉蓖机的可能性。
这样可以减少回转窑长度,扩大直径,大幅提高回转窑产能。
2.1 回转窑国内皮江法炼镁厂家,大部分采用回转窑煅烧白云石。
回转窑煅烧白云石,无论白云石是何种结构,只要控制好工艺条件,其煅烧效果均很好。
图1 回转窑内传热过程示意图q 辐———炉气和砌体以辐射方式传给炉料暴露表面的热量;q 辐———由砌体表面以辐射及传导方式传给炉料内表面的热量;q 对———以对流方式传给炉料暴露表面的热量 原因是回转窑主要是辐射传热,也有对流传热(见图1)。
白云石矿粒度较小(5mm ～25mm ),窑内料随着窑的旋转,充分翻滚,强化了辐射传热过程。
物料加热均匀,煅烧完全。
煅烧温度容易控制。
在合理的窑转速和给料量下煅烧获得极好的活性度与较低的灼减。
与竖窑比较,它的原料利用率是竖窑的两倍,高达90%以上。
而竖窑仅为40%～50%,从降低生产成本考虑,回转窑是镁厂最理想的设备选择。
生产实践证明,回转窑生产出的煅白活性度高,镁的提取率和硅的利用率也比较高。
而其它一些炉型生产出的煅烧白云石活性度高,镁的提取率和硅的利用率也比较高。
而其它一些炉型生产出的煅烧白云石活性度就比较差。
目前国内用于煅烧白云石的最大回转窑是宝钢Φ3m ×70m 回转窑,日产煅白600吨。
较小的回转窑有Φ112m ×26m ,日产煅白18吨。
2.2 竖 窑竖窑是一种不转动的立式煅烧设备。
目前国内小规模热法镁厂,尤其是乡镇企业,个体企业采用较多。
年产200吨～300吨镁厂,大都采用这种形式的煅烧设备。
它的特点是结构简单,一次性投资小,与回转窑相比,竖窑产量低,损耗大,煅白活性低。
因为煅白在窑内冷却停留时间长,易吸水和粉化,而且存在煅烧带温度低,欠烧,热效率低,料层阻力大,煅烧料粒度(60mm ～150mm )相差较大等问题。
因此要求我们在利用竖窑煅烧白云石技术上需要改进,除了完善操作,精选原料外,还可以改进炉子结构,提高机械化程度,使用燃煤机械减轻劳动强度,采用半煤气外燃烧室,底部出料。
合理使用好竖窑,仍是目前小型镁厂必不可少的一个环节。
2.3 沸腾炉沸腾煅烧是国内近年来煅烧白云石的一种新技术。
国外把沸腾加热技术应用于煅烧白云石质石灰,效果很好。
由于这种设备投资少,产能大,能耗比回转窑更低,所以国内开始研究采用该工艺,其基本流程是:把破碎细小颗粒的白云石加入炉内,炉内通入燃烧气体,整个炉内沸腾搅拌,各料层温度均匀,白云石高效分解。
控制煅烧温度,使其无欠烧、过烧现象,煅烧时间为15分左右。
白云石得到完全分解,白云石中MgCO 3分解温度为734℃～835℃,CaCO 3的分解温度904℃～1200℃。
白云石煅烧时加入CaF 2,以加速分解过程。
白云石煅烧时间与煅烧温度和白云石的粒度大小有很大的关系,沸腾焙烧是高温快速煅烧。
在沸腾炉内白云石煅烧效果理想,投资少,沸腾炉煅烧白云石是一项值得推广的新技术,尤其适用于中、小规模镁厂。
3 不同煅烧设备煅烧白云石所选燃料及效果 所选燃料中,煤、煤气、油等都可用于煅烧白云石。
・73・1998年№10 轻 金 属 3.1 回转窑所用燃料选择回转窑所用燃料种类很多。
气体燃料有:发生炉煤气、半水煤气、焦炉煤气;液体燃料有:柴油、重油、原油;固体燃料有:煤粉、冶金焦粉,窑头加反射式燃烧室时也可用块煤做燃料。
根据煅烧白云石的特点:煅烧白云石要求煅烧带温度1150℃～1250℃,天燃气、重油易控制。
发生炉煤气在压力、热值不够时,可以配上少量煤粉,效果均很理想。
不同燃料的煅烧温度列于表1。
回转窑高温系数η=0165～0175,煅烧带窑温t =η・t r ,而t r =Q h +Q wCV n ⑴式中:Q h ———燃料的低发热值kJ /kg 或kJ /Nm 3;Q w ———预热燃料及空气的物理热。
所以在燃料种类一定时,要提高t r 势必增加Q w 值,即燃料和空气都要预热。
另外,为了提高η值,必须增加窑的热负荷,加快燃烧速度和提高火焰和辐射能力。
在其它条件不变时,选择Q h 值高的燃料来提高煅烧带温度。
表1 不同燃料的煅烧温度燃料温度天然气焦炉煤气热煤气冷煤气水煤气烟煤重油t r2016203817101610226021822104η=01651310132511121047146914181368η=017515121529128312081695163715783.2 外燃烧室竖窑燃料的选择对竖窑来说,主要使用长焰固体燃料烟煤或褐煤燃料,发热值要求在2511～2913kJ 之间。
在燃烧室进行不完全燃烧,气化产生半煤气,遇到二次空气达到完全燃烧,煅烧带在竖窑内筒中。
因为原料的各面各层温度有差异。
这种煅烧特点是:煅烧好的矿石活性很好,可达30%以上,部分>28%,较回转窑煅烧效果差一些。
3.3 沸腾炉用燃料的选择沸腾炉所用燃料主要也是烟煤,它是通过烟煤在煤碳气化燃烧炉内燃烧,通入蒸气,配入二次压缩空气,将白云石粉搅拌并充分煅烧。
这种形式的煅烧可以使白云石充分分解。
活性>30%,灼减<016%。
海城炼铁厂沸腾炉沸腾焙烧数据是:炉直径Φ外=218m ,Φ内=214m ,高H =1417m 。
所用原料:MgO 21%、CaO 30%、SiO 2<015%;煅白活性:32114%,灼减<01545%(1996年12月4日)。
沸腾炉焙烧燃耗很低,平均每生产一吨煅白耗煤小于300kg ,煅烧温度950℃～1000℃,煅烧时间13～17分钟,加料粒度80～100目,产量1t/h 煅白。
与Φ119m ×36m 回转窑相比产能相差无几,煅烧温度<1000℃,能耗低,热损失小。
4 结 语关于煅烧白云石,有许多因素影响它的煅烧效果,根据白云石结构的不同特点,调整好工艺条件,选择合理的燃料及设备,可以获得理想的煅烧效果。
a.对于无定形网状结构白云石,根据其自身特点,用竖窑、燃气立窑、隧道窑等煅烧设备煅烧时,仍可以取得较好的效果。
b.对于六方菱形结构的白云石具有解理面,硬度小,易破碎,白云石晶格能较大,煅烧时吸热能力较大,适用于回转窑。
燃料可选煤气、天燃气、焦炉煤气、重油、柴油、煤粉等。
c.白云石煅烧是皮江法炼镁工艺的第一道工序,也是很重要的工序,白云石煅烧受煅烧温度、煅烧时间、原料块度等多方因素制约,煅白储存时间长,活性降低,所以要选择合理的煅烧设备,选择适宜的燃料,才能取得高质量煅白。
参 考 文 献1 徐日瑶.硅热法炼镁理论与实践.中南工业大学.1996,52 重有色冶金炉设计参考资料编写组.重有色冶金炉设计参考资料.北京∶冶金工业出版社.1979,103 徐日瑶.论白云石结构及其煅烧白云石的热还原对比.中南工业大学.1996,74 冷举顺.几种炉窑对煅烧白云石活性的影响.河南省冶金规划设计院.1993,25 郭以俊.白云石煅烧的工艺与设备.郑州轻金属研究院.1991,36 李金文.硅热法炼镁中煅烧白云石的活性度.东北大学.1990,7收稿日期:1998-07-03・83・ 轻 金 属 1998年№10。
