白云石碳化法制取轻质氧化镁、轻质碳酸钙的研究

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1、峰的机理则提出不同见解，主要归纳如下：①生成镁方解石和方解石[251128】nMgCa(CCh)2一—·(nq)MgO+nCaC03MgCOa+(nq)c02②先分解成两种碳酸盐，接着碳酸镁分解[28】MgCa(C03)2一一MgC03+CaC03呻MgO+CaCCh+C02@·l先分解成氧化物，接着发生交换反应[28】CaO+MgCa(CCh)2一一Mg,O+2CAC03④一2先分解成氧化物，然后再碳化[28】MgCa(C03)2一一MgO+CaO+2C02斗CaC03+MgO+C02根据文献表明大多数研究支持直接生成碳酸钙(以镁方解石形式存在)的理论，即反应①、

2、@。Hashimoto等人对其解释如下：在分解初，二氧化碳很容易由白云石表面的(晶格)缺陷处逸出而留下02‘．于是邻近区域里的Mg离子就向OP的旁边移动，致使ca离子向另一方向移动。这些离子的移动和扩散发生在界面地带。氧化钙即通过局部规整过程在这个地带中紧附在白云石晶格的表面上生成。碳酸钙的品格常数a在0．493-0．497nm之间，比正常的碳酸钙品格常数小。这表明生成的碳酸钙以镁方解石的形式存在．最初生成的氧化镁处于无定形态，然后逐渐变成品体。此观点也与文献【33】中碳酸盐类物质分解过程的限速环节是相界面的结晶化学反应的理论相吻合。煅烧过程的影响因素众多．般烧温度

3、：【241129】[341认为白灰中的氧化镁活性随着温度的升高而降低。原因是温度高导致煅烧产物晶粒增大、表面自由能降低，活性从而下降【24】[291；煅烧温度过低，自云石分解不完全，钙、镁萃取率不高【3511361。煅烧时间：时间太短，物料在设备停留时间短，分解不完全；时间过长，既影响设备生产能力，同时易发生过烧现象[2411371]丽使活性降低．c02分压：在一定的c02压力下，白云石的DTA差热曲线有两个峰，在高C02压力下，DTA曲线上两峰明显jcQ气流增强这一现象[251．同时，文献[381【39][40】认为分解产生的CaO会在较高的CCh压力下发生再碳化

4、而生成CaCO，：当c02压力降低时，第一吸热峰向高温移动，第二吸热峰按相对方向移动【28】，【411也认为COz压力降低，第二个峰向低温移动．而126][351指出在无COz的空气下，白云石开始分解温度(第一峰起始值)比在C02气氛下低：当coI压力很低，两峰溶合为一峰，表现为一步分解[2611281．白云石的粒度：粒度降低，DTA曲线上第一个峰分解温度降低，第二个峰分饵温度不变【4l】；当粒度过细，分解速度反而下降【16】：而【42】认为粒度的大小对煅烧产物的活性无关。升温速率：煅烧产物的表面积随着升温速度的提高而增大127]。此外，r42]也指出在空气中缎烧而

5、在二氧化碳气中冷却的白云石灰的活性比煅烧和冷却都在二氧化碳气中进行的高．煅烧结束后要进行活性的检测，活性的高低代表着煅烧质量的好坏。测定白云石灰的活性主要也是为了测定白灰中MgO的活性。测定氧化镁的话性一般采用比表面积法、碘量法、水合法、酸滴定法、柠檬酸法[431。其中永合法的原理是：自云石煅烧后变为白云石灰，其主要成分是氧化镁和氧化钙。氧化镁和氧化钙是碳酸法综合利用自云石的有效成分(活性成分)。在不过烧的前提下，白云石煅烧得越完全，则生成的石灰中的氧化镁和氧化钙含量越高，亦即自云石灰的活性也越高．氧化镁和氧化钙能与水反应生成氢氧化镁和氢氧化钙，而未烧透的白云石和碳

6、酸镁，碳酸钙则与水无反应。因此，测出与氧化镁及氧化钙化合的水量，即可知白云石灰中的氧化镁及氧化钙量，并可用以代表白云石的活性．水化作用越强，则其重量增加越大．水合作用越强则白灰中活性Mg、Ca越多【24】【44】．柠檬酸法测活性的原理是：白云石灰中的氧化钙和氧化镁能够与酸反应而被溶解，不过烧的氧化钙和不过烧的氧化镁因为括性高，即使与弱酸也能很快反应，碳酸钙，碳酸镁以及过烧的氧化钙，氧化镁与弱酸则反应很慢。因此，用一定量欠量的弱酸与白云石灰反应，则弱酸反应完全所需的时间可用作白云石灰活性的相对指标。反应时间越短，白灰活性越好，在同一消化条件下，白灰括性越好，即此煅烧条

7、件越好。柠檬酸法也称为动力学分析法。2-2-2消化过程消化过程即是用煅烧得到的白云石灰与水反应生成灰乳，作为碳化工段的原料。反应式为：MgO+H202lVlg(OHhCaO+H20．=Ca(OH)2文献【45】认为白云石灰的消化与石灰消化相似，可分为三个阶段进行。1．吃水阶段：向石灰的颗粒表面喷水，水很快被吸收。2．水的渗透阶段：主要靠毛细管作用。3．消解阶段：通过水的渗透作用，使石灰的体积发生膨胀，产生大量细粉，表面积扩大。文献【46】指出氧化镁在水中按“经由溶液”的机理水化。初始阶段，在氧化镁表面的活化中心上生成氢氧化镁品核，导致固相的比表面-迅速增加。在随