許多地區(qū)優(yōu)質(zhì)石灰?guī)r資源豐富，但大多數(shù)被生產(chǎn)低端水泥及冶金溶劑用氧化鈣的大型企業(yè)掌控，導(dǎo)致大量?jī)?yōu)質(zhì)石灰?guī)r資源被低附加值利用，造成巨大浪費(fèi)。許多新興的輕質(zhì)（納米）碳酸鈣企業(yè)無(wú)法分配或購(gòu)買(mǎi)到優(yōu)質(zhì)的石灰?guī)r原料，這大大限制了高端碳酸鈣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，無(wú)法發(fā)揮優(yōu)質(zhì)石灰?guī)r資源的優(yōu)勢(shì)。
王偉等通過(guò)對(duì)山東省某灰?guī)r礦的分析，結(jié)合礦石品級(jí)情況，有針對(duì)性地提出了不同品級(jí)的礦石可生產(chǎn)建筑砂石骨料、硫鋁酸鹽水泥、石灰、高活性石灰和納米碳酸鈣等產(chǎn)品。
1、資源概況
山東省《某礦區(qū)灰?guī)r礦詳查報(bào)告》圈定了1個(gè)熔劑用灰?guī)r礦層，2個(gè)熔劑用白云質(zhì)灰?guī)r礦層，其中熔劑用灰?guī)r礦礦石量12565.5萬(wàn)t，組分平均含量CaO 52.05%，MgO 1.68%，SiO2 1.82%；熔劑用白云質(zhì)灰?guī)r礦礦石量2994.6萬(wàn)t，組分平均含量CaO+MgO為52.91%，MgO 4.57%，SiO2 1.98%。
經(jīng)初步計(jì)算，熔劑用灰?guī)r礦可利用資源量為12314.19萬(wàn)t，可采資源量為11698.48萬(wàn)t；熔劑用白云質(zhì)灰?guī)r礦可利用資源量為2934.71萬(wàn)t，可采資源量為2787.97萬(wàn)t。
2、礦石分級(jí)利用方案
根據(jù)礦山儲(chǔ)量及分布，結(jié)合市場(chǎng)需求和企業(yè)自身發(fā)展需要，同時(shí)為了使資源得到更加充分的利用，經(jīng)研究確定礦山開(kāi)采規(guī)模為650萬(wàn)t/a。
3、分級(jí)利用產(chǎn)品方案和生產(chǎn)規(guī)模
（1）建筑砂石骨料
建筑砂石骨料項(xiàng)目利用石灰石Ｉ做原料，采用一級(jí)破碎→二級(jí)破碎→一級(jí)篩分→制砂→細(xì)篩篩分工藝，每年可以生產(chǎn)320萬(wàn)t砂石骨料，28萬(wàn)t機(jī)制砂，52萬(wàn)t細(xì)粉料。砂石骨料生產(chǎn)線項(xiàng)目采用的主要設(shè)備為：一級(jí)破碎采用一臺(tái)反擊式破碎機(jī)，生產(chǎn)能力為1000t/ｈ；二級(jí)破碎采用一臺(tái)反擊式破碎機(jī)，生產(chǎn)能力為500t/ｈ；—級(jí)篩分采用兩臺(tái)振動(dòng)篩，生產(chǎn)能力為1000t/ｈ；制砂采用1臺(tái)制砂機(jī)，生產(chǎn)能力為500t/ｈ；細(xì)篩篩分采用一臺(tái)超細(xì)篩分機(jī)，生產(chǎn)能力為500t/ｈ。
砂石骨料生產(chǎn)線項(xiàng)目總投資18000萬(wàn)元，年銷(xiāo)售收入共計(jì)52000萬(wàn)元，年利稅總額29250萬(wàn)元，勞動(dòng)定員60人。
（2）硫鋁酸鹽水泥
本項(xiàng)目以石灰石細(xì)粉料、鋁礬土和石膏三種材料為原料，生產(chǎn)工藝系統(tǒng)主要包括： 1）生料制備，采用立磨粉磨系統(tǒng)制備生料。 2）熟料燒成系統(tǒng)：采用回轉(zhuǎn)窯燒成系統(tǒng)，窯尾采用單系列五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器和TTF分解爐，窯頭燃燒器采用新型雙旋流煤粉燃燒器。 3）熟料冷卻系統(tǒng)，選用全新的第四代篦式冷卻機(jī)對(duì)硫鋁酸鹽水泥熟料進(jìn)行冷卻； 4）水泥粉磨系統(tǒng)：水泥粉磨系統(tǒng)采用Φ3.2×13m水泥粉磨系統(tǒng)，采用DFM34II-00風(fēng)選磨作為預(yù)破碎設(shè)備。
硫鋁酸鹽水泥項(xiàng)目年需石灰石細(xì)粉料60萬(wàn)t，每年可生產(chǎn)30萬(wàn)t硫鋁酸鹽特種水泥熟料。項(xiàng)目投資13000萬(wàn)元，年銷(xiāo)售收人27000萬(wàn)元，年利稅總額14000萬(wàn)元，勞動(dòng)定員80人。
（3）石灰
本項(xiàng)目以CaO＞52%的石灰石為原料，采用豎式預(yù)熱器-回轉(zhuǎn)窯-豎式冷卻器工藝生產(chǎn)石灰。主要生產(chǎn)工藝流程為：原料由料倉(cāng)經(jīng)下料溜管導(dǎo)入預(yù)熱器內(nèi)，由回轉(zhuǎn)窯傳入的高溫?zé)煔鈱⑽锪项A(yù)熱至1000t以上，使石灰石發(fā)生部分分解，經(jīng)液壓推桿依次推入回轉(zhuǎn)窯尾部，經(jīng)回轉(zhuǎn)窯高溫煅燒后卸入冷卻器內(nèi)，通過(guò)冷卻系統(tǒng)冷卻，將物料冷卻至+60℃以下排出冷卻器。冷卻后的石灰經(jīng)鏈板輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、帶式輸送機(jī)輸送至各成品石灰?guī)臁?/span>主要設(shè)備：預(yù)熱器4臺(tái)；回轉(zhuǎn)窯4臺(tái)；豎式冷卻器4臺(tái)。
本項(xiàng)目主要工藝特點(diǎn)是集結(jié)了豎窯預(yù)熱效果好、熱耗低，回轉(zhuǎn)窯溫場(chǎng)均勻、活性度高的各自?xún)?yōu)點(diǎn)，采用了帶豎式預(yù)熱器和豎式冷卻器的回轉(zhuǎn)窯煅燒石灰石，達(dá)到節(jié)能、環(huán)保、活性度好的生產(chǎn)要求。項(xiàng)目年需石灰石原料180萬(wàn)t，年可生產(chǎn)石灰90萬(wàn)t。項(xiàng)目總投資23630萬(wàn)元，年銷(xiāo)售收入共計(jì)49500萬(wàn)元，年利稅總額22500萬(wàn)元，勞動(dòng)定員120人。
（4）外燃式回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)高活性石灰和CO2捕集純化
本項(xiàng)目利用“外燃式回轉(zhuǎn)窯高溫煅燒”專(zhuān)利技術(shù)生產(chǎn)高活性石灰并捕集純化CO2。采用外燃式回轉(zhuǎn)窯加熱分解石灰石，燃料在窯外燃燒，石灰石在窯內(nèi)分解產(chǎn)生高活性石灰和CO2氣體。CO2氣體自窯內(nèi)抽出后經(jīng)捕集純化加工成為液態(tài)CO2和固態(tài)干冰，捕集純化CO2。
其主要生產(chǎn)系統(tǒng)包括外燃式回轉(zhuǎn)窯煅燒石灰石生產(chǎn)高活性石灰系統(tǒng)、CO2捕集純化系統(tǒng)、余熱發(fā)電系統(tǒng)等，主要生產(chǎn)設(shè)備：外燃窯4臺(tái)；吸附床4臺(tái)；精餾塔2臺(tái)；CO2壓縮機(jī)2臺(tái)；干冰機(jī)32臺(tái)。項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，年需高品質(zhì)石灰石（CaO＞53%）70萬(wàn)t，年可生產(chǎn)高活性石灰30萬(wàn)t，年捕集純化CO2 20萬(wàn)t。本項(xiàng)目總投資為51224萬(wàn)元，年銷(xiāo)售收入可達(dá)51600萬(wàn)元，利稅總額21500萬(wàn)元，勞動(dòng)定員150人。
（5）納米碳酸鈣
納米碳酸鈣廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、油墨、涂料、醫(yī)藥等行業(yè)。據(jù)有關(guān)資料顯示，未來(lái)幾年納米碳酸鈣的需求量將以年均20%以上的速度增長(zhǎng)。
納米碳酸鈣的生產(chǎn)工藝主要運(yùn)用碳化法。本項(xiàng)目采用在一定濃度的Ca（OH）2懸浮液中通入CO2氣體進(jìn)行碳化。通過(guò)控制Ca（OH）2懸浮液的溫度、CO2氣體的流量來(lái)控制碳酸鈣晶核的成核速率。在碳化至形成一定數(shù)量的晶核后，轉(zhuǎn)化為控制晶體生長(zhǎng)，然后加入晶形調(diào)節(jié)劑控制各晶面的生長(zhǎng)，從而達(dá)到形貌可控；繼續(xù)碳化至終點(diǎn)，加入分散劑，調(diào)節(jié)粒子表面電荷，獲得均分散的立方形碳酸鈣納米顆粒。然后將均分散的立方形納米碳酸鈣顆粒進(jìn)行液相表面包覆處理。所獲得的納米活性碳酸鈣粒子在25-100nm，比表面積＞25ｍ2/ｇ，且無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象。
本項(xiàng)目采用消化機(jī)（2臺(tái)）進(jìn)行消化、冷凍機(jī)（2臺(tái)）進(jìn)行精制、攪拌釜（8臺(tái)）進(jìn)行碳化、壓濾機(jī)（4臺(tái)）進(jìn)行壓濾、干燥機(jī)（2臺(tái)）進(jìn)行干燥。本項(xiàng)目可以利用外燃式回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的高活性石灰和CO2氣體，年需高活性石灰4萬(wàn)t、CO2氣體4萬(wàn)t，年可生產(chǎn)納米碳酸鈣6萬(wàn)t。本項(xiàng)目總投資為10820萬(wàn)元，年銷(xiāo)售收入可達(dá)14400萬(wàn)元，利稅總額3600萬(wàn)元，勞動(dòng)定員120人。
本項(xiàng)目通過(guò)對(duì)礦石的分級(jí)，分別提出了相應(yīng)的利用方案，使得石灰石資源得到了最大化利用，提高了項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益。項(xiàng)目采用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，不僅充分利用了礦石資源，而且通過(guò)捕集純化CO2氣體，極大降低了CO2排放量，增加了企業(yè)效益。項(xiàng)目全部建成后，共需投資12.4億元，可實(shí)現(xiàn)年銷(xiāo)售收人19.5億元，年利稅總額9億元，新增就業(yè)590余人。
