目前，我國(guó)石灰行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)參差不齊，仍存在一些落后的石灰生產(chǎn)工藝，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程基本靠人工完成，生產(chǎn)規(guī)模小，產(chǎn)品能耗高，質(zhì)量差，生產(chǎn)環(huán)境臟、亂、差，不僅造成資源的浪費(fèi)，對(duì)生態(tài)環(huán)境也造成破壞。

1、活性石灰與碳酸鈣生產(chǎn)

相關(guān)研究指出，嚴(yán)格控制鍛燒時(shí)間和溫度，避免石灰石鍛燒過(guò)程中產(chǎn)生生燒、過(guò)燒現(xiàn)象，采用氣體燃料替代固體燃料，提高入窯原料、氣體燃料質(zhì)量，配合自動(dòng)化智能燃燒等技術(shù)，是直接影響活性石灰質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

在碳酸鈣生產(chǎn)過(guò)程中，活性石灰質(zhì)量是發(fā)展精品碳酸鈣的關(guān)鍵一步，對(duì)碳酸鈣質(zhì)量有直接影響。而在活性石灰生產(chǎn)過(guò)程中，碳酸鈣熱分解過(guò)程控制與分析是重要的研究?jī)?nèi)容，這也是石灰窯制造、升級(jí)、應(yīng)用技術(shù)的核心內(nèi)容和重要依據(jù)之一。有研究指出，CaCO₃粒徑均勻，減小粒徑，有利于消除內(nèi)擴(kuò)散阻力;增大氣體流動(dòng)速度，有利于消除外擴(kuò)散阻力;降低 CO₂壓力，有利于CaCO₃熱分解反應(yīng)化學(xué)平衡朝著生成 CaO 的方向移動(dòng)。

石灰活性度對(duì)碳化反應(yīng)時(shí)間及產(chǎn)品粒徑的影響

2、不同石灰窯生產(chǎn)活性石灰

（1）麥爾茲窯

麥爾茲窯（簡(jiǎn)稱(chēng)麥窯）煅燒活性石灰工藝在國(guó)內(nèi)已經(jīng)比較成熟，主要應(yīng)用于各礦山和鋼廠生產(chǎn)活性石灰，又稱(chēng)“雙膛窯”。兩個(gè)膛分別為燃燒膛和蓄熱膛，且生產(chǎn)時(shí)互為切換。兩個(gè)窯膛對(duì)稱(chēng)布置，并通過(guò)窯體下部的連接通道相連。煅燒工藝有兩大特點(diǎn)：并流和蓄熱。所謂并流就是在石灰石煅燒時(shí)，燃燒產(chǎn)物和石灰石一起向下流動(dòng)，這樣利于煅燒出高質(zhì)量的活性石灰。

（2）梁式窯

梁式石灰窯屬于豎窯的一種，它使用燃燒梁提供石灰石分解所需熱量，屬于典型的逆流煅燒石灰窯。

目前在小粒徑梁式窯，可利用礦山開(kāi)采的20~40mm的原料，不僅可以提高產(chǎn)品產(chǎn)量，還可以將成品率從50%提高至90%以上，對(duì)自有礦山的企業(yè)意義重大，而且小粒徑原料產(chǎn)品更容易被下游客戶(hù)所接受，更加適用于冶金、化工行業(yè)的直接配料。

（3）機(jī)械式豎窯

機(jī)械式豎窯煅燒屬于逆流煅燒，使用的燃料通常為焦炭、無(wú)煙煤。機(jī)械式豎窯大體上可分為預(yù)熱區(qū)、煅燒區(qū)和冷卻區(qū)。

目前混料式機(jī)械化石灰豎窯技術(shù)創(chuàng)新開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵課題有以下幾個(gè)：①清潔、高效、低污染的燃煤燃?xì)饧夹g(shù)研究。②固氣兩用燃料的技術(shù)研究。③窯爐大型化的科學(xué)研究開(kāi)發(fā)。④針對(duì)下游行業(yè)進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)研發(fā):一是特定深加工領(lǐng)域的窯爐新技術(shù)開(kāi)發(fā)；二是擴(kuò)展原料使用范圍的窯爐新技術(shù)開(kāi)發(fā)。⑤混料式機(jī)械化石灰豎窯穩(wěn)定順行的操作規(guī)范研究。⑥混料式機(jī)械化石灰豎窯用原、燃料煅燒性能的研究。

（4）套簡(jiǎn)窯

套簡(jiǎn)窯煅燒屬于并流煅燒（物料與燃料產(chǎn)生的熱氣流流向相同的煅燒方式）和逆流煅燒的結(jié)合，使用的燃料為天然氣、煤氣、輕油、重油等。套筒窯由砌有耐火材料的窯殼和分成上下兩段的內(nèi)套簡(jiǎn)組成，窯殼與內(nèi)套簡(jiǎn)同心布置，石灰石燒位于窯體和內(nèi)套筒之間形成的環(huán)形空間內(nèi)，也稱(chēng)環(huán)形套簡(jiǎn)豎窯。其中，上下內(nèi)套筒各有其不同的功能，上內(nèi)筒主要將高溫廢氣抽出用于預(yù)熱噴射空氣；下內(nèi)簡(jiǎn)主要用于產(chǎn)生循環(huán)氣流形成并流煅燒，同時(shí)起到保證氣流均勻分布。下部并流煅燒帶是核心，石灰最終在下部煅燒帶內(nèi)燒成，并能保證煅燒出優(yōu)質(zhì)活性石灰。

相較于其他石灰窯窯型的堆料煅燒導(dǎo)致的中間與周?chē)狭魉俨痪鶆騿?wèn)題，套筒窯的特殊結(jié)構(gòu)避免了此類(lèi)問(wèn)題。石灰石原料和氣流在套筒窯外殼、內(nèi)套中間形成的環(huán)形區(qū)域自上而下流動(dòng)，石料流速均勻。此外，套筒窯設(shè)置的窯頂橫梁、拱橋及出料門(mén)結(jié)構(gòu)，使石料在下落過(guò)程中進(jìn)一步均勻分布，有利于石料均勻受熱，充分煅燒。

（5）回轉(zhuǎn)窯

回轉(zhuǎn)窯煅燒屬于逆流煅燒，使用的燃料為天然氣、煤等。存放在料倉(cāng)內(nèi)的石灰石經(jīng)提升機(jī)提升并運(yùn)入預(yù)熱器頂部料倉(cāng)，然后通過(guò)下料管將石灰石均勻分布到預(yù)熱器各室內(nèi)。

在各種煅燒活性石灰的工藝裝備中，采用帶豎式預(yù)熱器和豎式冷卻器的回轉(zhuǎn)窯是目前生產(chǎn)活性石灰產(chǎn)品質(zhì)量最佳、最先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，其生產(chǎn)的活性石灰具有活性度高、氣孔率高、反應(yīng)速度快等諸多優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于鋼鐵、電石、氧化鋁、造紙、有色金屬冶煉、化工等行業(yè)，為其工業(yè)生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)熔劑。

2024年3月7日~8日，第三屆全國(guó)碳酸鈣產(chǎn)業(yè)高值化發(fā)展交流大會(huì)將在江西·吉安舉行，屆時(shí)華東理工大學(xué)超細(xì)粉末國(guó)家工程研究中心高級(jí)工程師楊永和將在大會(huì)上作《不同窯型煅燒氧化鈣對(duì)碳酸鈣深加工生產(chǎn)工藝影響》主題報(bào)告，對(duì)采用不同窯型煅燒生產(chǎn)的不同活性的氧化鈣樣品制備沉淀碳酸鈣的工藝路線進(jìn)行探討，研究匯報(bào)氧化鈣活性對(duì)普通輕質(zhì)碳酸鈣和納米碳酸鈣生產(chǎn)以及應(yīng)用的影響。

專(zhuān)家介紹

楊永和，華東理工大學(xué)超細(xì)粉末國(guó)家工程研究中心副總工程師，超細(xì)粉末國(guó)家工程研究中心浙江分中心（建德華明科技有限公司）總經(jīng)理，湖北國(guó)鼎華明納米新材料有限公司總工程師。其主導(dǎo)研發(fā)的高檔膠印油墨用透明級(jí)納米碳酸鈣以及硅橡膠用納米碳酸鈣、溶劑型油墨用透明級(jí)納米碳酸鈣都是國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，獲得廣泛的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，并獲多項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利。

主導(dǎo)設(shè)計(jì)完成落地的工業(yè)工程化典型項(xiàng)目：

（1）180萬(wàn)噸納米碳酸鈣深加工項(xiàng)目，湖北黃崗

（2）10萬(wàn)噸納米碳酸鈣、20萬(wàn)噸高比表面積氫氧化鈣、100萬(wàn)噸氧化鈣深加工項(xiàng)目，廣西玉林

（3）5萬(wàn)噸納米碳酸鈣、10萬(wàn)噸氫氧化鈣深加工項(xiàng)目，河北邯鄲

（4）5萬(wàn)噸高端納米碳酸鈣、10萬(wàn)噸高比表面積氫氧化鈣項(xiàng)目，浙江建德

（5）10萬(wàn)噸納米復(fù)合新材料項(xiàng)目，浙江建德

（6）50萬(wàn)噸納米碳酸鈣精深加工項(xiàng)目，四川

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