麦尔兹窑煅烧低强度易爆裂石灰石的实践与探索.pdf
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1、25耐火与石灰2023 年 8 月第 48 卷 第 4 期 麦尔兹窑煅烧低强度易爆裂石灰石的实践与探索陈庆丰 (卢阿拉巴矿业简易股份有限公司,刚果(金)摘要:在科学试验的基础上,根据非洲刚果(金)当地石灰石低强度易爆裂的特性,改进了麦尔兹窑的工艺措施,取得了很好的效果,成功煅烧生石灰。并针对目前仍存在的问题提出了优化建议,值得同行们借鉴。关键词:麦尔兹窑;石灰石;低强度;易爆裂;优化改进中图分类号:TQ172.41文献标识码:A文章编号:1673-7792(2023)04-0025-05Practice and research of calcining low-strength and ea
2、sy-to-crack limestone by Maerz kilnChenQingfeng(CARRIEREDULUALABASAS,DemocraticRepublicoftheCongo)Abstract:Onthebasisofexperiments,thetechnologyofimprovingtheprocessmeasuresofMaerzkilnwasdevelopedaccordingtothecharacteristicsoflow-strengthandeasy-to-crackoflocallimestoneinDemocraticRepublicoftheCong
3、o,whichachievedgoodresultsandsuccessfullycalcinedquicklime.Suggestionsforoptimizationwerealsoproposedfortheexistingproblems.Thistechnicalsolutioncanprovidetheindustrypeerswithreferenceforproducingquicklimeandimprovingefficiencyandquality.Key words:Maerzkiln;Limestone;Low-strength;Easy-to-crack;Optim
4、ization各种石灰竖窑都提倡精料入炉,对麦尔兹双膛竖窑显得尤为重要。竖窑煅烧物料都是通过物料和气流间的固相和气相热交换进行,窑内气流分布与流速直接决定着竖窑的热工制度。入窑石灰石的纯净度与块度比决定着窑内料柱的透气性。精料要满足石灰石的化学成分稳定、低熔物较少、块度均匀(即块度比小于2)以及泥沙杂质少等要求。对于麦尔兹窑而言,精料入炉可以明显减少物料粉尘量及粉尘在通道内的沉积,进而减少通道清理次数,降低清理难度。另外,对石灰石的晶相及热震性能也有要求。晶粒粗、热震性差、受热易爆裂的石灰石即使化学成分好也不予使用。石灰石的机械强度和耐磨性必须满足工艺要求,以免在煅烧过程中破裂,破裂产生的细粒
5、会降低窑内的透气性,气流和传热会受到严重影响。自然界中石灰石的抗压强度从10200MPa不等,麦尔兹窑要求所用石灰石的抗压强度不低于30MPa。国内石灰石虽然化学成分差异较大,但是抗压强度基本上都大于30MPa,因此少有低强度易爆裂石灰石用于麦尔兹窑生产中。根据我公司麦尔兹窑在采用低强度易爆裂石灰石时遇到的问题提出相应的解决方法。1石灰石特性分析1.1石灰石岩的地质形成及特点 我公司LUFUNFU石灰石矿区位于刚果民主共和国科卢韦齐(Kolwezi)市南偏西(188)方向,直线距离约65km处,距离刚赞边境约15km,从科卢韦齐市区至矿区距离约85 km。截止到2018年12月20日,估算LU
6、FUNFU石灰石矿区332+333类收稿日期:2022-12-20作者简介:陈庆丰(1978-),男26Aug.2023Vol.48 No.4REFRACTORIES&LIME矿石量55332.42万t,CaO平均品位51.92%,MgO平均品位1.29%。LUFUNFU石灰石矿区位于中非铜矿带的北西部,地层主要为加丹加超群,分为罗安群,由滨海-浅海-深海相的碎屑沉积岩和碳酸盐岩(主要是白云岩及白云质页岩)组成,属于海洋性沉积岩。此种石灰石从外观上看结晶比较粗大,重物挤压后呈粉碎状。使用这种海洋性沉积岩给麦尔兹窑石灰生产带来了极大困难。1.2抗压强度的测定随机抽取10块粒径5090mm石灰石块
7、,一组在矿山原矿堆抽取,一组从鄂式破碎机的原料堆中抽取。通过实验室用电脑全自动恒应力压力试验机检测,两组样本检测结果列于表1和表2。对比表1与表2的数据,发现石灰石抗压强度基本相同,说明其与破碎无关。1.3实验室化学成分和焙烧性能试验我公司委托中冶焦耐(大连)工程技术有限公司检测中心对该矿石灰石原矿样本(重约15kg)进行化学成分分析和焙烧性能试验,以便为使用该矿石作为冶金活性石灰原材料的可能性和煅烧工艺的制定提供科学依据和技术支持。图1示出了石灰石原矿样本的外观,该石灰石原矿呈白灰色,尺寸为50150mm。将石灰石矿样清洗后破碎至3050mm,烘干后可以看到石灰石整体呈青灰色(见图2)。目测
8、石灰石断面为白色大结晶颗粒和致密岩石层相间,少量矿石夹杂有黄色未知结晶块。1.3.1试验方法与步骤(1)矿样化学成分和矿物组成分析将矿样人工破碎至50mm,取其中30mm的部分全部破碎至8mm以下,将破碎的矿样混匀、缩分100g左右研磨至0.088mm以下,然后按GB/T3286.112022石灰石及白云石化学分析方法标准进行化学成分分析。(2)焙烧试验将矿样全部由人工破碎至50 mm,再将3050mm的矿样块均匀分成几份,每份约2.5kg。本次试验选取了3个样本,用时200min分别将其从室温升至试验温度1000、1050和1100,并在这些温度下保温3h后停电。待炉温自然冷却至200300
9、取出试样,对其进行坠落强度、化学成分和活性度的测试。(3)焙烧后试样的坠落强度试验随机取5块焙烧后的试块,称重后从2m高处逐块自由落体至坚硬地面上(地砖),然后搜集碎块,置于孔径10mm的圆孔筛进行筛分,称量筛上部分的质量,计算10mm部分的占比,即为破损率。继续用筛上试样按以上方法进行坠落试验,并计算累计破损率,重复3次后停止试验。3次坠落试验累计破碎率15%为正常情况,15%表明矿样的强度较差。经煅烧后矿样强度较差的,应注意在生产运输时采取相应措施。(4)焙烧后试样的化学成分分析将焙烧后矿样从炉内取出,趁热全部破碎至5mm以下,混匀后缩分150g左右研磨至0.088mm以下,然后按GB/T
10、3286.112022石灰石及白云石化学分析方法进行化学成分分析。表 1 矿山原矿堆抽取5090 mm石灰块的抗压强度 MPa 表 经过破碎机原料堆抽取5090 mm石灰块的抗压强度 MPa编号12345678910抗压强度12.38 11.46 13.56 14.92 10.63 21.34 19.81 17.85 16.84 18.57平均值15.74编号12345678910抗压强度11.96 13.56 12.459.9811.57 20.84 18.37 19.31 15.46 17.98平均值15.15图 石灰石原矿图 破碎烘干后的石灰石27耐火与石灰2023 年 8 月第 48
11、卷 第 4 期(4)石灰石矿样焙烧后的化学成分和活性度石灰石矿样焙烧后的化学成分和活性度列于表5。(5)焙烧后试样的活性度试验将焙烧后矿样从炉内取出后,趁热全部破碎至5mm以下,用孔径1mm的标准筛筛去1mm的部分,取筛上料混匀后缩分50.0g,按YB/T1052014冶金石灰物理检验方法标准进行活性度试验,用50g试样经5min、10min所消耗4mol/L盐酸的数量(单位mL)来表示矿样的活性度。1.3.2试验结果(1)石灰石矿样的化学成分石灰石矿样的化学成分列于表3。(2)石灰石矿样焙烧后的外观图3示出了石灰石矿样各温度焙烧后外观。可以看到烧后样块形状基本保持完整,只有个别样块有少量裂纹
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