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1、煅白品质的衡量标准———烧损率、酌减量及活性度随着我国有色工业的不断发展,对产品的品种、质量和能耗等都提出了严格的要求。皮江法炼镁以白云石为原料,经过煅烧后的产物为煅白,其主要成分是MgO.CaO,这在炼镁生产过程中是极重要的工序,煅烧进行的是否科学合理,对煅白的品质影响很大。活性的煅白是炼镁行业中的最重要的辅助原料,其品质直接影响到镁的产量,它具有粒度较小、反应能力强等特点。而衡量煅白品质的重要指标有白云石的烧损率、煅白的酌减量及水化活性度等。 白云石的烧损率、煅白的酌减量及水化活性度 白云石的烧损率指白云石在煅烧过程可以烧去的质量百分数(如白云石中的水分、CO2及
2、有机物等)。白云石在1200℃煅烧时,其烧损率一般可达46.5%~47.5%。白云石的烧损率偏低,表示白云石中的碳酸盐没有彻底分解,煅白中残存有大量的碳酸盐。烧损率达到47.5%以上,获得的煅白轻而且疏松。如果煅烧温度在1200℃左右,白云石煅烧的烧损率为43%~44%,那么这种白云石含MgO低,是白云石灰岩,甚至不是白云石,而是石灰石。石灰石的烧损率一般为43%~44%。因此,烧损率的数值不仅可以判断白云石煅烧后煅白的品质,而且可以鉴定这种矿石是否是白云石。 煅白的酌减量是指煅烧后煅白中残存的CO2和煅白吸收空气中H2O和CO2的量,一般是通过实验测定。煅白中如有H2O
3、和CO2不利于其还原,因为在还原温度下它们进入气相中,引起反应区剩余压力升高,降低还原反应速度,同时他们还会与镁蒸汽反应使之重新成为MgO而损失掉。对于硅热法炼镁用的煅白,其酌减量要求不大于0.5%,即煅烧后所获得的煅白基本上不含CO2和H2O。实际生产中生烧的煅白与过烧的煅白其酌减量都偏高。而且煅白在进入还原炉前的加工和贮放期间从空气中吸收水分和CO2,随着贮放时间的加长和贮放环境的温度、相对湿度的升高而增长。煅白的酌减量的大小也与物料的物理形态有关,粉末状料因为其比表面积大而吸收性强, 煅白的水化活性度是指煅白中的CaO与MgO的吸水能力,煅白的水化活性度同样可以通过
4、实验方法测得。煅烧白云石的活性度在煅烧条件(温度、时间、白云石块度)较好的情况下可达35%以上,如果煅烧温度超过1300℃或低于900℃,则煅白的水化活性度较低,这种煅白不是过烧就是欠烧。 影响因素 白云石的烧损率、煅白的酌减量、水化活性度的大小则与原料、煅烧条件、贮存方式等有关。 在皮江法炼镁流程中,白云石煅烧是重要的工序。一般要求白云石的晶型结构有细晶粒、聚晶、网状结构,其高温煅烧时不热裂,能保持原来的块度,煅白的比表面积小,吸湿性减小,化学活性度高。而六方菱形结构的白云石在高温下煅烧时容易热裂、变细,煅白的吸湿性随比表面积增大而增大,因此其尽管采用合理的煅烧
5、条件和设备,但始终得不到符合要求的煅白,而且其在还原时出镁率和硅的利用率也很低。白云石中的杂质应该越低越好,因为SiO2、Fe2O3、Al2O3等杂质在煅烧过程中会与白云石中的CaO、MgO生成2MgO.SiO2、mCaO.nFe2O3,mCaO·nAl2O3,它们都是低熔点化合物,会裹覆在白云石表面,阻止热传递和CO2气体的脱出,使白云石欠烧、煅白灼减量增大,水化活性度降低;K2O、Na2O等杂质在还原过程中会首先被硅还原,降低了硅的用量,近一步降低了镁的还原效率,而且其还原出的K、Na化学性质活泼,与空气接触后会剧烈燃烧,会引起镁的剧烈燃烧,会降低出镁率,严重时甚至得不到
6、镁。 为了得到符合要求的活性度的煅白,必须严格掌握煅烧条件,控制白云石煅烧温度和时间。煅烧温度必须高于白云石相应分压的分解温度,并且保证完全分解的时间。但随着温度的提高,煅烧白云石的晶粒长大,其活性度也随之下降。煅烧温度影响结晶的成长速度,煅烧时间同样影响晶体增长速度。必须把煅烧温度控制在高于它的彻底分解温度900℃和低于其烧结温度1460~1500℃的范围内。在实际生产中白云石煅烧温度为1150~1200℃。就白云石粘度和煅烧时间而言,它们与煅烧温度密切相关。目前,我国大多数厂家的白云石入窑(回转窑)粘度均在15~25mm之间,这种粘度白云石通过高温区的时间,至少应保证
7、40分钟左右,否则会出现生烧。 一般说来,煅白的储存,随着时间的延长,煅白的活性度下降。因而煅白的储存时间越短越好。但为了生产的连续进行,又不能没有一定的储备量。因此,要求在保证连续生产的条件下,煅白在料仓内的存放时间应尽可能短一些。储存时间的长短,还与储备环境、储存方式有关。如果储存环境的空气相对湿度较大,即空气很潮湿,就应尽量缩短存放时间,保证生产连续进行。总之,煅烧白云石的活性度不仅取决于煅烧设备的选择和煅烧温度的控制以及煅烧时间等条件,还与储存时间、储存环境、储存方式等密切相关。 综合上
