[发明专利]轻质碳酸钙悬浮煅烧工艺

说明书

技术领域

本发明属于碳酸钙生产领域，具体涉及一种轻质碳酸钙煅烧工艺。

背景技术

传统的轻质碳酸钙煅烧石灰工艺将石灰石制成40-80mm粒度，按1︰7的煤料配比入窑煅烧成氧化钙，窑型有土窑、机械石灰窑、钢壳窑等，这种工艺目前已经相对落后，缺点主要在于机械化自动化程度不高，生产规模小，能耗偏高，粉尘、废气和固体废弃物难处理，对环境不友好。

中国发明专利CN201210193265.9公开了一种利用方解石生产轻质碳酸钙的方法，具体步骤为：选用CaO＞54％的方解石，在回转窑中采用气体燃料煅烧；其煅烧过程分为预热、煅烧、冷却阶段；预热温度350℃～950℃，预热时间60min～120min，在回转窑窑尾上方的预热器中进行，煅烧温度950℃～1150℃，煅烧时间40～80min，在回转窑的窑体内进行，冷却阶段在回转窑后端的冷却器中进行。但该方法预热时间长，成本高，能耗高。

本领域技术人员急需一种能耗低的轻质碳酸钙煅烧工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能耗低的轻质碳酸钙悬浮煅烧工艺。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案包括预热、煅烧、炭化工序，其中：

所述预热工序：利用煅烧工序产生的高温气体将粒径D₈₀＝40μm～55μm的碳酸钙原料预热至800℃～950℃；

所述煅烧工序：将预热后的碳酸钙原料在1000℃～1100℃的温度条件下悬浮煅烧得氧化钙和高温气体。

具体的，预热工序可分为三级悬浮预热，碳酸钙原料经一级悬浮预热至300℃～450℃，再经二级悬浮预热至450℃～800℃，最后经三级悬浮预热至800℃～950℃。进一步的，悬浮预热工序优选：碳酸钙原料经一级悬浮预热至350℃，再经二级悬浮预热至600℃，最后经三级悬浮预热至900℃。

其中，为达到悬浮预热和悬浮煅烧的目的，一级悬浮预热工序压力为-3500Pa～-4500Pa，二级悬浮预热工序压力为-3000Pa～-3500Pa，三级悬浮预热工序压力为-2800Pa～-3200Pa；煅烧工序压力为-2500Pa～-3000Pa。

为了有效利用原料，由于预热工序产生的气体中夹带的碳酸钙原料粉尘含未分解的碳酸钙达85％，故可将该粉尘收集后返回至二级悬浮预热工序，作为碳酸钙原料使用。分离碳酸钙原料粉尘后的气体中含有纯度较高的二氧化碳，可将二氧化碳收集、净化后用于本发明工艺方法的炭化工序。

煅烧工序产生的高温气体中夹带有大量的氧化钙粉尘，分离氧化钙粉尘与高温气体。为合理利用热能，再将分离所得高温气体送入预热工序。具体的，分离氧化钙后所得的高温气体依次进入三级悬浮预热工序、二级悬浮预热工序、一级悬浮预热工序。分离所得的氧化钙粉尘和煅烧生成的氧化钙经空气换热，换热后的氧化钙收集降温储存，换热后的空气分离其中夹带的氧化钙粉尘后所得气体送入煅烧工序作为助燃剂，分离的氧化钙粉尘降温储存。

本发明碳酸钙原料可采用方解石、大理石、石灰石等，这类原料是目前制备轻质碳酸钙的常用原料。为了实现悬浮煅烧的工艺，碳酸钙原料的粒径宜控制在D₈₀＝40μm～55μm，控制在该粒径范围具有煅烧时间短，能耗低，分解反应快的优点。

本发明工艺中，还可有效利用重质碳酸钙生产分级产生的尾料，该尾料的粒径范围通常为D₉₇＝40μm～55μm，CaO≥55％，将其作为碳酸钙原料，有利于回收利用尾料，提高尾料的附加值。

具体的，炭化工序可采用喷射炭化。

将煅烧工序所得的氧化钙经炭化制得CaCO₃晶体，再经脱水、干燥、粉碎、活化等工艺即得轻质碳酸钙产品。

本发明中所述D₈₀＝40μm～55μm是指80％碳酸钙原料粒径为40μm～55μm，D₉₇＝40μm～55μm是指97％原料粒径为40μm～55μm。

本发明中所述悬浮预热是碳酸钙原料在悬浮状态下与高温气体进行换热反应，换热反应既有物理反应，也有化学反应，物理反应主要是碳酸钙原料颗粒水分蒸发和形态发生改变，化学反应主要是碳酸钙原料在预热过程中发生分解，预热效果更佳。悬浮煅烧是在碳酸钙原料悬浮状态下进行煅烧，煅烧效果比堆积煅烧效果更佳。

本发明的有益效果如下：

1、本发明悬浮煅烧工艺的碳酸钙分解率高达99％。