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輕質碳酸鈣沉降體積的控制研究

出處:www.cndiscuss.com   瀏覽量:-  發布:2019-10-08

輕質碳酸鈣" href="http://www.cndiscuss.com" target="_blank">輕質碳酸鈣的沉降體積是產品質量的一項重要指標,體積的大小與產品的質量、產品的性能有著密切的聯系,在生產過程中如何控制產品的體積是企業較難控制的一項指標


輕質碳酸鈣的沉降體積由以上因素影響,特別是把產品穩定到一定體積時,就更難控制,從目前的企業生產狀況來看,企業在調整體積時,經常更換原料,其主要原因就是石灰石的氧化鈣含量,硬度和密度,要達到一定要求,石灰石遍布于自然界,但從實際考慮,由于石灰石生成的年代不同導致石灰石的晶體結構不同,不是所有的石灰石都能做沉淀碳酸鈣,輕質碳酸鈣生產的工藝要根據石灰石的特點來設計,高體積的產品,要選擇適合高體積產品的石灰石,否則就會出現巧媳婦難做無米之炊的尷尬局面。


輕質碳酸鈣生產過程中,在原料有保障的條件下,煅燒的溫度也非常重要。煅燒的溫度直接與石灰的活性有關,石灰的活性越高體積就越大。為什么生產輕質碳酸鈣石灰要輕燒,其目的就是為了提高石灰的活性,石灰活性度取決于它的組織結構,石灰的組織結構與煅燒溫度、煅燒時間密切相關,包括它的體積密度、氣孔率、比表面積、氧化鈣的晶體尺寸,晶體越小表面積就越大;氣孔率越高,石灰活性就越高,化學反應能力就越強。要想獲取高活性的石灰,除了窯型以外,還要對石灰石的粒度、煤的質量要求進行選擇,以保證煅燒所需的條件,才能達到生產高活性石灰的目的。

石灰與水的反應稱為石灰的消化反應,石灰消化前必須將石灰中的雜質和過小顆粒清除掉,因為這些清除掉的東西是過燒的石灰和煤的雜質,過燒石灰的氣孔率低,表面積小,消化時水分子進入石灰內部較為困難,消化速度較慢,灰乳的粒度粗,分散性差,難于精制和碳化。

高活性的石灰消化速度較快,在煅燒過程中很難將每一顆粒的石料都變成高活性石料,所以除了煅燒提高石灰活性外,消化過程提高活性也是一種有效途徑。因此在生產過程中要從以下三個環節加以控制:一是破碎,石灰的粒度越小其表面積就越大,消化時就越快越完全,所以企業將石灰破碎消化可提高石灰消化速度,從而得到粒度細、分散性好的石灰乳,消化反應也稱放熱反應,所以石灰消化的溫度要保持在沸騰狀態。二是熱水消化,通過提高水的溫度來彌補石灰活性不足的缺陷。三是陳化,從消化機出來的乳液,要進行精制,精制前對乳液進行陳化,通過陳化對未消化的氧化鈣進行充分消化,陳化時間的長短與產品的體積有著很大的關系。漿液陳化是輕鈣生產的必備環節,既能調解濃度又能控制溫度。從目前的消化情況來看,企業注重消化的量,而對消化的質重視不夠,各類石灰消化設備基本都能滿足生產所需,而如何滿足石灰消化的質量才是真正所要思考的問題。

碳化的濃度是指單位體積的精制灰乳中所含的Ca(OH)2總量,精灰乳的濃度越高,精灰乳中的Ca(OH)2粒子就越多,Ca(OH)2的液固界面面積就越大,Ca(OH)2固相的溶解阻力就越小,在碳化速度較高的碳化反應前期,如果精灰乳濃度越高,并在碳化反應前期將Ca(OH)2總量的90%反應完,則越有利于提高整個碳化速度和沉降體積;相反,若精灰乳的濃度過低,則由于精灰乳中的Ca(OH)2粒子少,Ca(OH)2的液固界面面積小,Ca(OH)2固相的溶解阻力大,會使碳化反應前期消失,碳化反應一開始就進入碳化反應后期,而碳化反應后期的碳化速度較低(逐漸降至零),從而降低整個碳化速度和沉降體積。

    濃度的高低與灰乳的精制有很大的關系,沉淀碳酸鈣的沉降體積是碳化過程的目標函數,沉降體積越大,產品碳酸鈣的質量就越高。沉降體積主要取決于CaCO3晶體的粒度,粒度越小,沉降體積越大。過度飽和較高時,CaCO3的晶核形成速度大于其晶體生長速度,CaCO3晶體的粒度較小,這對提高產品碳酸鈣的沉降體積有利;相反,溫度升高,過飽和度較低時,CaCO3的晶核形成速度小于其晶體生長速度,CaCO3晶體的粒度較大,這對提高產品碳酸鈣的沉降體積不利。

    碳化溫度對體積的影響也較大,溫度升高在一定的程度上對碳化速度有利,而溫度升高對產品的體積會造成一定影響。一般情況下碳化前期溫度應較低,而后期溫度應較高,所以精灰乳進塔前的溫度,窯氣洗滌的溫度都要控制。為達到理想的體積效果,控制碳化前期的溫度很重要。

    碳化時間的長短對體積也很重要,碳化反應是氫氧化鈣體積縮小的反應,提高窯氣的壓力對碳化有利,壓力越高氣速擴散就越快。碳化過程是輕鈣工藝當中耗電較高的一個環節,多年來,人們一直對羅茨風機的碳化持有異議,其理論依據也就在這里。井陘縣是我國碳酸鈣行業最早應用羅茨風機碳化的地區,能耗低、產量高顯而易見,但對體積有一定的影響。通過改變布氣方式可大大縮短碳化時間。提高氣體的擴散速度,同樣可以獲得高體積的產品。目前已被國內同行業被普遍采用。有些納米碳酸鈣企業也采用羅茨風機碳化,同樣收到了較好的效果。

    粒子越小表面能就越高,表面能越高粒子的團聚現象就越嚴重。近年來,企業為了節約成本千方百計提高設備的性能,特別是脫水工藝由原來的上懸離心機改為刮刀離心機、吊帶離心機、板框壓濾機,使濾餅水分含量降到了最低,以達到節能的目的。然而設備性能的提高也對產品構成了影響,水分含量低于23%的濾餅和水分含量28%的濾餅其體積是不一樣的。所以在提高設備性能的同時,一定要考慮到對產品體積的影響,不要顧此失彼。濾餅水含量的高低取決于離心機的離心力,分離因素越高濾餅的密度就越高,而板框壓濾就是通過提高壓力來控制水含量,壓力越高濾餅的密度就大,所以機械性能過剩也會造成對體積的影響。

    隨著環保形勢的發展,輕質碳酸鈣
生產企業的廢水被企業全部利用,基本上達到了零排放。廢水排放主要有兩大部分:一是固液分離水,二是尾氣的噴淋降塵水。這兩種水的基本特征一樣,水里也存在著一定量的碳酸鈣粒子,而且水溫較高,對消化來說非常理想。然而有些企業卻忽略了鈣離子的存在而影響了產品的體積,所以廢水利用前一定要將鈣離子徹底分離,才能保證體積不受影響。

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