CN111348844B - 一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的***及工艺 - Google Patents

一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的***及工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属菱镁矿开发技术领域，提供了一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的***和工艺，***包括依次连接的矿石均化预处理***、两段式回转窑、冷却余热回收装置、提升机和储存打包装置：矿石均化预处理***对矿石进行酸软化处理，两段式回转窑分为预热段和煅烧段，煅烧段顶部烟气出口连接预热段进料口，使煅烧段高温烟气热量回用以预加热进料，预热段的加热通风管前端还包括对矿石改性喷淋的装置。本发明利用两次预处理工艺，降低碳酸镁分解温度，有效提升氧化镁转化率并减少游离氧化钙的含量，同时将矿石高温煅烧分解产生的热气用于矿石煅烧前的预热处理，降低了能量消耗和生产成本，并通过二氧化碳回收装置降低温室效应。

Description

一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的***及工艺
技术领域
本发明总体地涉及菱镁矿开发利用技术领域，尤其是一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的***和工艺。
背景技术
近些年来，辽宁地区可直接使用的高品位菱镁矿矿石逐渐减少，并由于经济原因以及缺乏合适的选矿技术，很多矿山在开采过程中将低品级菱镁矿直接抛弃，造成了矿石资源的大量浪费。据了解，含46％以上的菱镁矿石的价格是550-600元/吨(2019年)，而含45％以下的菱镁矿石也有60元/吨，还有大量含量40％左右的矿石当做废弃矿处理，而目前这部分低品位矿石占总储量的70％以上。目前尾矿主要以堆积绿化处理，不仅造成了资源浪费，还对环境产生了影响，建材化利用是目前合理的解决方式。但是大石桥地区的尾矿钙含量较高，有些甚至达到5％以上，煅烧后会产生游离氧化钙，加入到镁质胶凝材料体系中会导致pH升高，形成石膏，且导致水化放热总量提高，不利于517相形成，导致强度下降。所以镁质胶凝材料严格限制游离氧化钙的含量，根据JC/T 443-2000，合格品的游离氧化钙含量应小于2.0wt.％。
目前现有的技术手段处理高钙凌美尾矿工艺复杂，成本较高，其中大部分采用浮选方式脱钙，CN104437883A采用消化-脱泥-反浮选的方法处理菱镁矿、该方法需要经过煅烧、消化后再反浮选；CN110124851A采用EDDHA进行反浮选脱钙。
采用反浮选方式处理尾矿需要多次浮选且效率低且成本高，难以满足大量处理高钙尾矿的要求。
发明内容
本发明的目的是提供针对现有技术的缺陷，提供一种不需要反浮选工艺的低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的***及工艺，本发明***设计的矿石匀化预处理***和喷淋装置对矿石进行处理，均化预处理***将不同批次的矿石分开存放，在煅烧前，通过不同均化分级箱中的卸料器控制比例卸料，使得不同批次的矿石配比均匀，使产品组成稳定；预处理***中的第一次喷淋和二段回转窑中的第二次喷淋使其在后续煅烧过程中容易分解，有效降低碳酸镁分解温度，以提升氧化镁转化率并减少游离氧化钙的含量，同时将煅烧分解气体与预热处理结合起来，降低了能量消耗和生产成本，并通过二氧化碳回收装置降低温室效应增加经济效益。
本发明的技术方案是，一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的***，它包括矿石均化预处理***、两段式回转窑、冷却余热回收装置、提升机和储存打包装置；所述矿石均化预处理***用于对低品位高钙菱镁矿进行成分匀化分级和软化处理；所述两段式回转窑连接矿石均化预处理***，用于接收矿石均化预处理***后的矿石，经改性处理后进行煅烧；所述冷却余热回收装置连接所述两段式回转窑，用于对冷煅烧后的矿石进行余热回收处理；所述提升机用于将冷却余热回收装置处理后的矿石送入储存打包装置；所述两段式回转窑包括靠近进料端的预热段和连接预热段的煅烧段，所述预热段的进料前端设置有烟道加热通风管，所述煅烧段的出料端顶部设置有热气回收装置：出料端顶部开口连接热气回收装置进口，热气回收装置出口分别连接粉尘回收装置和连通烟道加热通风管，所述粉尘回收装置出口和煅烧段的出料端口共同连接至冷却余热回收装置进料口。
本发明***设置集预处理装置、煅烧装置、冷却装置及收料装置于一体，避开了现有技术中工艺复杂且效率低的浮选、反浮选工艺，设计的煅烧装置为两端窑设计，靠近进料的前段预热段利用后面的高温煅烧段产生的热烟气进行预热，充分进行了热量回收和利用，同时矿石经烟气预热处理，缩短了煅烧时间，且采用一次煅烧法，工艺简单，效率高，同时节能环保，减少能源消耗。
进一步的，上述矿石均化预处理***包括储液罐、第一喷淋装置、均化分级箱、卸料阀、传送带；所述储液罐和第一喷淋装置连接，储液罐用于盛放对低品位高钙菱镁矿进行软化处理的液体，经第一喷淋装置对矿石进行喷淋；所述均化分级箱位于第一喷淋装置下方，它用于将粉碎后的不同批次矿石进行分开储存，共同卸料，以达到均化矿石的作用，因为不同批次的矿石成分波动起伏比较大，为了产品稳定，需要均化处，其中储存的矿石接收第一喷淋装置喷洒的软化液；卸料阀位于均化分级箱底部，传送带位于卸料阀下方，矿石经卸料阀被排出至传送带，然后送至两段式回转窑。
设置矿石均化预处理***是为了采用酸等预处理低品位高钙菱镁矿，将矿石软化，在回转窑煅烧过程中表层脱落从而提高反应的比表面积，减少传热过程中的时间消耗，提高煅烧效率，以有效提高菱镁矿煅烧过程中氧化镁的产率，提高产率并降低能源消耗
进一步的，上述两段式回转窑还有料仓、矿石卸料器、第二喷淋装置、喷淋头、尾气除氯装置、二氧化碳回收装置、密封隔热连接装置；所述料仓用于盛放矿石均化预处理***传送的矿石；矿石卸料器设置在料仓底部，用于将料仓中盛放的矿石卸料至回转窑的预热段内；所述第二喷淋装置及其连接的喷淋头设置在矿石卸料器和烟道加热通风管之间的窑顶部，用于对进料进行喷淋改性处理；密封隔热连接装置设置在预热段和煅烧段的连接处，它包括螺旋提升装置和透气隔离板；螺旋提升装置与煅烧段固定并在煅烧过程中随煅烧段转动，并在螺旋下降时使预热段和煅烧段相互密封隔断；透气隔离板设置在螺旋提升装置顶部，在预热段一侧与尾气除氯装置连通，二氧化碳回收装置连接尾气除氯装置，以分别除去煅烧产生的氯气和二氧化碳；在煅烧段一侧与鼓风通气装置连通，以向煅烧段中送入空气和燃烧气。
第二次喷淋装置是为了对矿石进行进一步改性，以有效降低碳酸镁的分解温度，提高氧化镁产率。煅烧中炉顶设置的尾气除氯装置和二氧化碳回收装置可以回收二氧化碳和氯气，以用作化工原料；鼓风通气装置向窑体送入燃烧所需的燃料气和空气，以使窑体燃烧达到所需温度。
加入氯盐可以使得碳酸镁在较低温度下形成Mg(OH)Cl，具有较低的
进一步的，上述冷却余热回收装置包括传送管路、传送履带、水冷装置和余热回收设备；传送履带设置在传送管路中，用于接收两段式回转窑排出的煅烧后矿石，经传送管路后转移至提升机，水冷装置设置在传送管路***，用于冷却传送管路中的煅烧后矿石，所述余热回收设备用于回收水冷装置中的热量；所述提升机设有提升罐车；所述储存打包装置设有成品料仓与密封包装机，所述提升罐车接收传送履带转送的煅烧后后矿石，然后卸料给成品料仓，密封包装机对成品料仓进行密封包装。
煅烧后的矿石经重力作用回落至冷却余热回收装置的传送履带，这种设计节约了装置之间传送需要的设备和部件。
本发明同时提供了利用上述***从低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的工艺，包括以下工艺步骤：
1)矿石预处理：将低品位高钙菱镁矿破碎至颗粒，然后放入到矿石均化预处理***中，对矿石表面进行喷淋处理，静置一段时间后经传送至两段式回转窑内；
2)矿石在两段式回转窑内，矿石被送进窑内，经过预热段通过中间的密封隔热连接装置到达煅烧段进行煅烧；
3)经两段式回转窑煅烧段煅烧后所生产的轻烧氧化镁粉通过重力传输到冷却余热回收装置进行冷却；
4)冷却后的轻烧氧化镁粉通过提升机传输到储存打包装置进行打包。
进一步的，上述步骤1)中，使用储液罐中的软化液经第一喷淋装置喷淋至均化分级箱中的矿石表面，所述软化液为苹果酸或pH小于4的酸溶液，其浓度为1-5wt.％，喷淋量为矿石质量的1-3wt.％；所述低品位高钙菱镁矿是指CaO含量为1-15wt.％，MgO含量为38-45wt.％的原矿；经破碎后的矿石尺寸为1-20mm。
进一步的，上述步骤S2中包括以下步骤：
S21：所述料仓接收传送带转送的软化后矿石后，经矿石卸料器卸料至窑体口部，第二喷淋装置经喷淋头将装载的氯化镁溶液和/或氯化铵溶液喷淋至矿石表面；
S22：矿石经预热段进入煅烧段被煅烧，煅烧段产生的热气通过负压进入热气回收装置，经热气回收装置分离后，粉尘通过重力下沉进入粉尘回收装置，热气沿管道传输至连通烟道加热通风管用于后续进料矿石的预热；
S23：热气与进料矿石换热后，降温后的氯气、二氧化碳经窑体顶部的口部排出依次进入尾气除氯装置和二氧化碳回收装置，以回收煅烧产生的氯气和二氧化碳；
S24、煅烧段产生的矿石经连接管道通过重力作用进入冷却余热回收装置。
进一步的，上述步骤S21中，氯化镁/氯化铵溶液浓度为1-5wt.％，喷淋量为矿石质量的1-3wt.％；所述步骤22中，两段式回转窑煅烧段内的煅烧温度为650-1200℃，矿石在煅烧段被煅烧时间为1-3小时。
进一步的，上述步骤S23中进料矿石与热气在预热段换热的时间为0.5-1小时，进料矿石与热气换热后的温度在200-300℃；尾气除氯装置(16)采用硫代硫酸钠颗粒或饱和溶液除氯。
本发明工艺通过采用苹果酸预处理低品位高钙菱镁矿，将矿石软化，在回转窑煅烧过程中表层脱落从而提高反应的比表面积，减少传热过程中的时间消耗，提高煅烧效率。并通过控制煅烧工艺使得得到尽可能多的活性氧化镁和较少的氧化钙。碳酸镁开始分解温度为400℃左右，剧烈分解温度为640℃左右，碳酸钙开始分解温度为530℃左右，剧烈分解温度为910℃左右，但煅烧菱镁矿时需要850-900℃。同时，加入氯盐可以使得碳酸镁在较低温度下形成Mg(OH)Cl，具有较低的分解温度，可以有效降低碳酸镁的分解温度，提高氧化镁产率。采用一次煅烧法，工艺简单，效率高，同时节能环保，减少能源消耗。
本发明相比于现有技术的有益效果是：
1)本发明利用预处理工艺，首先使用少量弱酸使矿石软化，便于在煅烧过程中加速传热分解，然后加入氯盐使其形成低分解温度的中间产物，有效降低碳酸镁分解温度，可以有效提升氧化镁转化率并减少游离氧化钙的含量；
2)本发明将煅烧段分解产生的高热气体用于预热处理进料矿石，降低了能量消耗和生产成本，并通过二氧化碳回收装置降低温室效应，增加经济效益。
附图说明
从下面结合附图对本发明实施例的详细描述中，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得更加清楚并更容易理解，其中：
图1为本发明实施例中利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的矿石均化预处理***结构示意图；
图2为本发明实施例中低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的***组成及工艺流程示意图；
图3为本发明实施例中密封隔热连接装置结构示意图；
其中：
A1-储液罐、A2-喷淋装置、A3-均化分级箱、A4-卸料阀、A5-传送带、1-两段式回转窑、2-冷却余热回收装置、3-提升机、4-储存打包装置、11-料仓、12-矿石卸料器、13-喷淋装置、14-喷淋头、15-烟道加热通风管、16-尾气除氯装置、17-二氧化碳回收装置、18-热气回收装置、19-粉尘回收装置、110-鼓风通气装置、111-密封隔热连接装置、112-螺旋提升装置、113-透气隔离板、21-传送履带、22-水冷***、23-余热回收设备、31-提升罐车、41-成品料仓、42-密封包装机。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的***，其结构如图2所示，它包括矿石均化预处理***A、两段式回转窑1、冷却余热回收装置2、提升机3和储存打包装置4；各部分的具体结构和功用如下。
矿石均化预处理***A用于对低品位高钙菱镁矿进行颗粒度匀化分级和软化处理，其结构如图1所示，它包括储液罐A1、第一喷淋装置A2、均化分级箱A3、卸料阀A4、传送带A5；储液罐A1和第一喷淋装置A2连接，储液罐A1用于盛放对低品位高钙菱镁矿进行软化处理的液体，经第一喷淋装置A2对矿石进行喷淋；均化分级箱A3位于第一喷淋装置A2下方，在对粉碎后的矿石进行颗粒度匀化分级储存，并接收第一喷淋装置A2喷洒的软化液；卸料阀A4位于均化分级箱A3底部，传送带A5位于卸料阀A4下方，矿石经卸料阀A4被排出至传送带A5，然后送至两段式回转窑1。
两段式回转窑1连接矿石均化预处理***A，用于接收矿石均化预处理***A后的矿石，经改性处理后进行煅烧；包括料仓11、矿石卸料器12、第二喷淋装置13、喷淋头14、烟道加热通风管15、尾气除氯装置16、二氧化碳回收装置17、热气回收装置18、连接粉尘回收装置19、密封隔热连接装置111、螺旋提升装置112、透气隔离板113。其中料仓11设置在传送带A5传送路径下方，用于盛放矿石均化预处理***A传送的矿石；矿石卸料器12设置在料仓11底部，用于将料仓11中盛放的矿石卸料至回转窑进料口部，两段式回转窑1整体上分成靠近进料端的预热段和连接预热段的煅烧段，沿进料方向，第二喷淋装置13及其连接的喷淋头14设置在矿石卸料器12后端的窑顶部，用于对进料进行喷淋改性处理；烟道加热通风管15设置在第二喷淋装置13及其连接的喷淋头14后端的窑顶部；预热段的进料前端设置有烟道加热通风管15，密封隔热连接装置111的结构示意图如2所示，它设置在预热段和煅烧段的连接处，它包括螺旋提升装置112和透气隔离板113；螺旋提升装置112与煅烧段固定并在煅烧过程中随煅烧段转动，并在螺旋下降时使预热段和煅烧段相互密封隔断；透气隔离板113设置在螺旋提升装置112顶部，在预热段一侧与尾气除氯装置16连通，二氧化碳回收装置17连接尾气除氯装置16，以分别除去煅烧产生的氯气和二氧化碳；在煅烧段一侧与鼓风通气装置(110)连通，以向煅烧段中送入空气和燃烧气；窑内煅烧段的出料端顶部开口连接热气回收装置18进口，热气回收装置18出口分别连接粉尘回收装置19和连通烟道加热通风管15，粉尘回收装置19出口和煅烧段的出料端口共同连接至冷却余热回收装置2进料口。
冷却余热回收装置2连接两段式回转窑1的煅烧段固体出料口，用于对冷煅烧后的矿石进行余热回收处理；包括传送管路、传送履带21、水冷装置22和余热回收设备23；传送履带21设置在传送管路中，用于接收两段式回转窑1排出的煅烧后矿石，经传送管路后转移至提升机，水冷装置22设置在传送管路***，用于冷却传送管路中的煅烧后矿石，余热回收设备23用于回收水冷装置22中的热量。
提升机3用于将冷却余热回收装置2处理后的矿石送入储存打包装置4，设有提升罐车31；储存打包装置4设有成品料仓41与密封包装机42，提升罐车31接收传送履带21转送的煅烧后后矿石，然后卸料给成品料仓41，密封包装机42对成品料仓41进行密封包装。
利用上述装置，实施了由低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的工艺，所用低品位高钙菱镁矿成分如下：
Figure BDA0002409351640000081
包括以下步骤：
1)、矿石预处理：将低品位高钙菱镁矿破碎至5mm大小颗粒，然后放入到矿石均化预处理***A中，由1wt.％浓度的苹果酸对矿石表面进行喷淋处理，喷淋量为矿石质量的1wt.％，静置24h后经传送至两段式回转窑内；
2)、两段式回转窑处理：
S21：料仓11接收传送带A5转送的软化后矿石后，经矿石卸料器12卸料至窑体口部，第二喷淋装置13经喷淋头14将装载的5wt.％浓度氯化镁溶液喷淋至矿石表面，其重量为矿石重量的1wt.％；
S22：矿石从预热段经密封隔热连接装置111进入煅烧段被煅烧，煅烧温度850℃，煅烧时间3小时，煅烧段产生的烟气沿窑体传输至窑体后端，从窑体顶部开口经负压进入热气回收装置18，由负压经热气回收装置18分离后，粉尘由于重力下沉进入粉尘回收装置19，热气沿管道传输至连通烟道加热通风管15用于后续进料矿石的预热；
S23：热气与进料矿石换热，换热时间1小时，矿石预热后温度200℃，然后经密封隔热连接装置进入煅烧段被煅烧；降温后的氯气、二氧化碳经窑体顶部的口部排出依次进入尾气除氯装置16和二氧化碳回收装置17，以回收煅烧产生的氯气和二氧化碳；
3)、经两段式回转窑煅烧段煅烧后所生产的轻烧氧化镁粉和粉尘回收装置19中的粉尘通过重力传输到冷却余热回收装置2进行冷却；
4)、冷却后的轻烧氧化镁粉通过提升机3传输到储存打包装置4进行打包。
所制备的轻烧氧化镁粉性能如下：
Figure BDA0002409351640000082
实施例2
一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的工艺，它利用实施例1中的***，所用低品位高钙菱镁矿成分如下：
Figure BDA0002409351640000091
工艺流程如图2所示，包括以下工艺步骤：
1)、矿石预处理：将低品位高钙菱镁矿破碎至5mm大小颗粒，然后放入到矿石均化预处理***A中，由1wt.％浓度的苹果酸对矿石表面进行喷淋处理，喷淋量为矿石质量的1wt.％，静置24h后经传送至两段式回转窑内；
2)、两段式回转窑处理：
S21：料仓11接收传送带A5转送的软化后矿石后，经矿石卸料器12卸料至窑体口部，第二喷淋装置13经喷淋头14将装载的5wt.％浓度氯化镁溶液喷淋至矿石表面，其重量为矿石重量的1wt.％；
S22：矿石从预热段经密封隔热连接装置进入煅烧段被煅烧，煅烧温度1000℃，煅烧时间3小时，煅烧段产生的烟气沿窑体传输至窑体后端，从窑体顶部开口经负压进入热气回收装置18，由负压经热气回收装置18分离后，粉尘由于重力下沉进入粉尘回收装置19，热气沿管道传输至连通烟道加热通风管15用于后续进料矿石的预热；
S23：热气与进料矿石换热，换热时间1小时，矿石被加热至200℃后经密封隔热连接装置进入煅烧段被煅烧，降温后的氯气、二氧化碳经窑体顶部的口部排出依次进入尾气除氯装置16和二氧化碳回收装置17，以回收煅烧产生的氯气和二氧化碳。
3)、经两段式回转窑煅烧段煅烧后所生产的轻烧氧化镁粉和粉尘回收装置19中的粉尘通过重力传输到冷却余热回收装置2进行冷却；
4)、冷却后的轻烧氧化镁粉通过提升机3传输到储存打包装置4进行打包。
所制备的轻烧氧化镁粉性能如下：
Figure BDA0002409351640000101
实施例3
一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的工艺，它利用实施例1中的***，所用低品位高钙菱镁矿成分如下：
Figure BDA0002409351640000102
工艺流程如图2所示，包括以下工艺步骤：
1)、矿石预处理：将低品位高钙菱镁矿破碎至5mm大小颗粒，然后放入到矿石均化预处理***A中，由1wt.％浓度的苹果酸对矿石表面进行喷淋处理，喷淋量为矿石质量的1wt.％，静置24h后经传送至两段式回转窑内；
2)、两段式回转窑处理：
S21：料仓11接收传送带A5转送的软化后矿石后，经矿石卸料器12卸料至窑体口部，第二喷淋装置13经喷淋头14将装载的5wt.％浓度氯化镁溶液喷淋至矿石表面，其重量为矿石重量的1wt.％；
S22：矿石从预热段经密封隔热连接装置进入煅烧段被煅烧，煅烧温度750℃，煅烧时间2小时；煅烧段产生的烟气沿窑体传输至窑体后端，从窑体顶部开口经负压进入热气回收装置18，由负压经热气回收装置18分离后，粉尘由于重力下沉进入粉尘回收装置19，热气沿管道传输至连通烟道加热通风管15用于后续进料矿石的预热；
S23：热气与预热段的进料矿石换热，换热时间1小时，矿石温度达到温度300℃后经密封隔热连接装置进入煅烧段被煅烧，降温后的氯气、二氧化碳经窑体顶部的口部排出依次进入尾气除氯装置16和二氧化碳回收装置17，以回收煅烧产生的氯气和二氧化碳；
3)、经两段式回转窑煅烧段煅烧后所生产的轻烧氧化镁粉和粉尘回收装置19中的粉尘通过重力传输到冷却余热回收装置2进行冷却；
4)、冷却后的轻烧氧化镁粉通过提升机3传输到储存打包装置4进行打包。
所制备的轻烧氧化镁粉性能如下：
Figure BDA0002409351640000111
实施例4
一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的工艺，它利用实施例1中的***，所用低品位高钙菱镁矿成分如下：
Figure BDA0002409351640000112
工艺流程如图2所示，包括以下工艺步骤：
1)、矿石预处理：将低品位高钙菱镁矿破碎至5mm大小颗粒，然后放入到矿石均化预处理***A中，由1wt.％浓度的苹果酸对矿石表面进行喷淋处理，喷淋量为矿石质量的1wt.％，静置24h后经传送至两段式回转窑内；
2)、两段式回转窑处理：
S21：料仓11接收传送带A5转送的软化后矿石后，经矿石卸料器12卸料至窑体口部，第二喷淋装置13经喷淋头14将装载的5wt.％浓度氯化镁溶液喷淋至矿石表面，其重量为矿石重量的1wt.％；
S22：矿石从预热段经密封隔热连接装置进入煅烧段被煅烧，煅烧温度850℃，煅烧时间2小时，煅烧段产生的烟气沿窑体传输至窑体后端，从窑体顶部开口经负压进入热气回收装置18，由负压经热气回收装置18分离后，粉尘由于重力下沉进入粉尘回收装置19，热气沿管道传输至连通烟道加热通风管15用于后续进料矿石的预热；
S23：热气与进料矿石换热，换热时间1小时，矿石预热至300℃经密封隔热连接装置进入煅烧段被煅烧，降温后的氯气、二氧化碳经窑体顶部的口部排出依次进入尾气除氯装置16和二氧化碳回收装置17，以回收煅烧产生的氯气和二氧化碳
3)、经两段式回转窑煅烧段煅烧后所生产的轻烧氧化镁粉和粉尘回收装置19中的粉尘通过重力传输到冷却余热回收装置2进行冷却；
4)、冷却后的轻烧氧化镁粉通过提升机3传输到储存打包装置4进行打包。
所制备的轻烧氧化镁粉性能如下：
Figure BDA0002409351640000121
实施例5
一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的工艺，它利用实施例1中的***，所用低品位高钙菱镁矿成分如下：
Figure BDA0002409351640000122
工艺流程如图2所示，包括以下工艺步骤：
1)、矿石预处理：将低品位高钙菱镁矿破碎至5mm大小颗粒，然后放入到矿石均化预处理***A中，由1wt.％浓度的苹果酸对矿石表面进行喷淋处理，喷淋量为矿石质量的1wt.％，静置24h后经传送至两段式回转窑内；
2)、两段式回转窑处理：
S21：料仓11接收传送带A5转送的软化后矿石后，经矿石卸料器12卸料至窑体口部，第二喷淋装置13经喷淋头14将装载的5wt.％浓度氯化镁溶液喷淋至矿石表面，其重量为矿石重量的1wt.％；
S22：矿石从预热段经密封隔热连接装置进入煅烧段被煅烧，煅烧温度650℃，煅烧时间2小时，煅烧段产生的烟气沿窑体传输至窑体后端，从窑体顶部开口经负压进入热气回收装置18，由负压经热气回收装置18分离后，粉尘由于重力下沉进入粉尘回收装置19，热气沿管道传输至连通烟道加热通风管15用于后续进料矿石的预热；
S23：热气与进料矿石换热，换热时间1小时，矿石达到300℃后经密封隔热连接装置进入煅烧段被煅烧，降温后的氯气、二氧化碳经窑体顶部的口部排出依次进入尾气除氯装置16和二氧化碳回收装置17，以回收煅烧产生的氯气和二氧化碳；
3)、经两段式回转窑煅烧段煅烧后所生产的轻烧氧化镁粉和粉尘回收装置19中的粉尘通过重力传输到冷却余热回收装置2进行冷却；
4)、冷却后的轻烧氧化镁粉通过提升机3传输到储存打包装置4进行打包。
所制备的轻烧氧化镁粉性能如下：
Figure BDA0002409351640000131
实施例6
一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的工艺，它利用实施例1中的***，所用低品位高钙菱镁矿成分如下：
Figure BDA0002409351640000132
工艺流程如图2所示，包括以下工艺步骤：
1)、矿石预处理：将低品位高钙菱镁矿破碎至5mm大小颗粒，然后放入到矿石均化预处理***A中，由1wt.％浓度的苹果酸对矿石表面进行喷淋处理，喷淋量为矿石质量的1wt.％，静置24h后经传送至两段式回转窑内；
2)、两段式回转窑处理：
S21：料仓11接收传送带A5转送的软化后矿石后，经矿石卸料器12卸料至窑体口部，第二喷淋装置13经喷淋头14将装载的5wt.％浓度氯化镁溶液喷淋至矿石表面，其重量为矿石重量的1wt.％；
S22：矿石从预热段经密封隔热连接装置进入煅烧段被煅烧，煅烧温度650℃，煅烧时间3小时，煅烧段产生的烟气沿窑体传输至窑体后端，从窑体顶部开口经负压进入热气回收装置18，由负压经热气回收装置18分离后，粉尘由于重力下沉进入粉尘回收装置19，热气沿管道传输至连通烟道加热通风管15用于后续进料矿石的预热；
S23：热气与进料矿石换热，经1小时预热后矿石达到300℃，继续经密封隔热连接装置进入煅烧段被煅烧，降温后的氯气、二氧化碳经窑体顶部的口部排出依次进入尾气除氯装置16和二氧化碳回收装置17，以回收煅烧产生的氯气和二氧化碳；
3)、经两段式回转窑煅烧段煅烧后所生产的轻烧氧化镁粉和粉尘回收装置19中的粉尘通过重力传输到冷却余热回收装置2进行冷却；
4)、冷却后的轻烧氧化镁粉通过提升机3传输到储存打包装置4进行打包。
所制备的轻烧氧化镁粉性能如下：
Figure BDA0002409351640000141
实施例7
所用低品位高钙菱镁矿成分如下：
Figure BDA0002409351640000142
一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的工艺，它利用实施例1中的***，工艺流程如图2所示，包括以下工艺步骤：
1)、矿石预处理：将低品位高钙菱镁矿破碎至5mm大小颗粒，然后放入到矿石均化预处理***A中，由1wt.％浓度的苹果酸对矿石表面进行喷淋处理，喷淋量为矿石质量的1wt.％，静置24h后经传送至两段式回转窑内；
2)、两段式回转窑处理：
S21：料仓11接收传送带A5转送的软化后矿石后，经矿石卸料器12卸料至窑体口部，第二喷淋装置13经喷淋头14将装载的5wt.％浓度氯化镁溶液喷淋至矿石表面，其重量为矿石重量的1wt.％；
S22：矿石经预热段进入煅烧段被煅烧，煅烧温度850℃，煅烧时间1小时；煅烧段产生的烟气沿窑体传输至窑体后端，从窑体顶部开口经负压进入热气回收装置18，由负压经热气回收装置18分离后，粉尘由于重力下沉进入粉尘回收装置19，热气沿管道传输至连通烟道加热通风管15用于后续进料矿石的预热；
S23：热气与进料矿石换热，换热时间为1小时，矿石温度升至300℃，降温后的氯气、二氧化碳经窑体顶部的口部排出依次进入尾气除氯装置16和二氧化碳回收装置17，以回收煅烧产生的氯气和二氧化碳；
3)、经两段式回转窑煅烧段煅烧后所生产的轻烧氧化镁粉通过重力传输到冷却余热回收装置2进行冷却；
4)、冷却后的轻烧氧化镁粉通过提升机3传输到储存打包装置4进行打包。
所制备的轻烧氧化镁粉性能如下：
Figure BDA0002409351640000151
实施例8
所用低品位高钙菱镁矿成分如下：
Figure BDA0002409351640000152
一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的工艺，它利用实施例1中的***，工艺流程如图2所示，包括以下工艺步骤：
1)、矿石预处理：将低品位高钙菱镁矿破碎至5mm大小颗粒，然后放入到矿石均化预处理***A中，由1wt.％浓度的苹果酸对矿石表面进行喷淋处理，喷淋量为矿石质量的1wt.％，静置24h后经传送至两段式回转窑内；
2)、两段式回转窑内处理：
S21：料仓11接收传送带A5转送的软化后矿石后，经矿石卸料器12卸料至窑体口部，第二喷淋装置13经喷淋头14将装载的5wt.％浓度氯化镁溶液喷淋至矿石表面，其重量为矿石重量的1wt.％；
S22：矿石经预热段进入煅烧段被煅烧，煅烧温度1200℃，煅烧时间1小时，煅烧段产生的烟气沿窑体传输至窑体后端，从窑体顶部开口经负压进入热气回收装置18，由负压经热气回收装置18分离后，粉尘由于重力下沉进入粉尘回收装置19，热气沿管道传输至连通烟道加热通风管15用于后续进料矿石的预热；
S23：热气与进料矿石换热，换热时间1小时，矿石升至300℃，降温后的氯气、二氧化碳经窑体顶部的口部排出依次进入尾气除氯装置16和二氧化碳回收装置17，以回收煅烧产生的氯气和二氧化碳；
3)、经两段式回转窑煅烧段煅烧后所生产的轻烧氧化镁粉通过重力传输到冷却余热回收装置2进行冷却；
4)、冷却后的轻烧氧化镁粉通过提升机3传输到储存打包装置4进行打包。
所制备的轻烧氧化镁粉性能如下：
Figure BDA0002409351640000161
实施例9
所用低品位高钙菱镁矿成分如下：
Figure BDA0002409351640000162
一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的工艺，它利用实施例1中的***，工艺流程如图2所示，包括以下工艺步骤：
1)、矿石预处理：将低品位高钙菱镁矿破碎至5mm大小颗粒，然后放入到矿石均化预处理***A中，由1wt.％浓度的苹果酸对矿石表面进行喷淋处理，喷淋量为矿石质量的1wt.％，静置24h后经传送至两段式回转窑内；
2)、两段式回转窑处理：
S21：料仓11接收传送带A5转送的软化后矿石后，经矿石卸料器12卸料至窑体口部；
S22：矿石经预热段进入煅烧段被煅烧，煅烧温度650℃，煅烧时间3小时，煅烧段产生的烟气沿窑体传输至窑体后端，从窑体顶部开口经负压进入热气回收装置18，由负压经热气回收装置18分离后，粉尘由于重力下沉进入粉尘回收装置19，热气沿管道传输至连通烟道加热通风管15用于后续进料矿石的预热；
S23：热气与进料矿石换热，换热时间1小时，矿石温度升至300℃，降温后的氯气、二氧化碳经窑体顶部的口部排出依次进入尾气除氯装置16和二氧化碳回收装置17，以回收煅烧产生的氯气和二氧化碳；
3)、经两段式回转窑煅烧段煅烧后所生产的轻烧氧化镁粉通过重力传输到冷却余热回收装置2进行冷却；
4)、冷却后的轻烧氧化镁粉通过提升机3传输到储存打包装置4进行打包。
所制备的轻烧氧化镁粉性能如下：
Figure BDA0002409351640000171
实施例10
所用低品位高钙菱镁矿成分如下：
Figure BDA0002409351640000172
一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的工艺，它利用实施例1中的***，工艺流程如图2所示，包括以下工艺步骤：
1)、矿石预处理：将低品位高钙菱镁矿破碎至5mm大小颗粒，然后放入到矿石均化预处理***A中，经传送至两段式回转窑内；
2)、两段式回转窑处理:
S21：料仓11接收传送带A5转送的软化后矿石后，经矿石卸料器12卸料至窑体口部，第二喷淋装置13经喷淋头14将装载的5wt.％浓度氯化镁溶液喷淋至矿石表面，其重量为矿石重量的1wt.％；
S22：矿石经预热段进入煅烧段被煅烧，煅烧温度650℃，煅烧时间3小时；煅烧段产生的烟气沿窑体传输至窑体后端，从窑体顶部开口经负压进入热气回收装置18，由负压经热气回收装置18分离后，粉尘由于重力下沉进入粉尘回收装置19，热气沿管道传输至连通烟道加热通风管15用于后续进料矿石的预热；
S23：热气与进料矿石,经1小时换热后矿石升温至300℃，降温后的氯气、二氧化碳经窑体顶部的口部排出依次进入尾气除氯装置16和二氧化碳回收装置17，以回收煅烧产生的氯气和二氧化碳；
3)、经两段式回转窑煅烧段煅烧后所生产的轻烧氧化镁粉通过重力传输到冷却余热回收装置2进行冷却；
4)、冷却后的轻烧氧化镁粉通过提升机3传输到储存打包装置4进行打包。
所制备的轻烧氧化镁粉性能如下：
Figure BDA0002409351640000181
实施例11
所用低品位高钙菱镁矿成分如下：
Figure BDA0002409351640000182
一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的工艺，它利用实施例1中的***，工艺流程如图2所示，包括以下工艺步骤：
1)、矿石预处理：将低品位高钙菱镁矿破碎至5mm大小颗粒，然后放入到矿石均化预处理***A中，经传送至两段式回转窑内；
2)、两段式回转窑处理：
S21：料仓11接收传送带A5转送的软化后矿石后，经矿石卸料器12卸料至窑体口部；
S22：矿石经预热段进入煅烧段被煅烧，煅烧温度650℃，煅烧时间1小时；煅烧段产生的烟气沿窑体传输至窑体后端，从窑体顶部开口经负压进入热气回收装置18，由负压经热气回收装置18分离后，粉尘由于重力下沉进入粉尘回收装置19，热气沿管道传输至连通烟道加热通风管15用于后续进料矿石的预热；
S23：热气与进料矿石经1小时换热后矿石达300℃，降温后的氯气、二氧化碳经窑体顶部的口部排出依次进入尾气除氯装置16和二氧化碳回收装置17，以回收煅烧产生的氯气和二氧化碳；
3)、经两段式回转窑煅烧段煅烧后所生产的轻烧氧化镁粉通过重力传输到冷却余热回收装置2进行冷却；
4)、冷却后的轻烧氧化镁粉通过提升机3传输到储存打包装置4进行打包。
所制备的轻烧氧化镁粉性能如下：
Figure BDA0002409351640000191
对比例1
所用低品位高钙菱镁矿成分如下：
Figure BDA0002409351640000192
使用现有工艺中的竖窑对其进行煅烧，包括以下工艺步骤：
1)、将颗粒尺寸为50mm的矿石原料置入竖窑中；
2)、在850-900℃下煅烧4小时；
3)、通过卸料口将竖窑中的轻烧氧化镁卸料，并自然冷却；
4)、冷却后密封打包。
所制备的轻烧氧化镁粉性能如下：
Figure BDA0002409351640000193
对比例2
所用低品位高钙菱镁矿成分如下：
Figure BDA0002409351640000201
使用现有工艺中的竖窑对其进行煅烧，包括以下工艺步骤：
1)、将颗粒尺寸为50mm的矿石原料置入竖窑中；
2)、在1000-1050℃下煅烧4小时；
3)、通过卸料口将竖窑中的轻烧氧化镁卸料，并自然冷却；
4)、冷却后密封打包。
所制备的轻烧氧化镁粉性能如下：
Figure BDA0002409351640000202
本发明实施例1-11以及对比例1-2的重要工艺参数及所得产品的性能如下表1所示：
表1实施例1-11和对比例的工艺与产品性能
Figure BDA0002409351640000211
上表中，由实施例1-8与实施例9-11对比可知，两次预处理工艺均可有效提高菱镁矿煅烧过程中氧化镁的产率，极大的提高了煅烧效率，提高产率并降低了能源消耗。
由实施例1-8与对比例1-2对比可知，本发明提供的煅烧方法相对于传统煅烧工艺生产的轻烧氧化镁，在相同温度煅烧需要的时间更短，得到相同活性的氧化镁所需温度更低，煅烧效率更高，提高产率并降低了能源消耗。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的***，其特征在于，它包括矿石均化预处理***(A)、两段式回转窑(1)、冷却余热回收装置(2)、提升机(3)和储存打包装置(4)；
所述矿石均化预处理***(A)用于对低品位高钙菱镁矿进行成分均化和软化处理；
所述两段式回转窑(1)连接矿石均化预处理***(A)，用于接收矿石均化预处理***(A)后的矿石，经改性处理后进行预热和煅烧；
所述冷却余热回收装置(2)连接所述两段式回转窑(1)，用于对煅烧后的矿石进行余热回收处理；
所述提升机(3)用于将冷却余热回收装置(2)处理后的矿石送入储存打包装置(4)；
所述两段式回转窑(1)包括靠近进料端的预热段和连接预热段的煅烧段，所述预热段的进料前端设置有烟道加热通风管(15)，所述煅烧段的出料端顶部设置有热气回收装置(18)：出料端顶部连接热气回收装置(18)进口，热气回收装置(18)的出口分别连接粉尘回收装置(19)和连通烟道加热通风管(15)，所述粉尘回收装置(19)出口和煅烧段的出料端口共同连接至冷却余热回收装置(2)进料口；
所述矿石均化预处理***(A)包括储液罐(A1)、第一喷淋装置(A2)、均化分级箱(A3)、卸料阀(A4)、传送带(A5)；
所述储液罐(A1)和第一喷淋装置(A2)连接，储液罐(A1)用于盛放对低品位高钙菱镁矿进行软化处理的液体，经第一喷淋装置(A2)对矿石进行喷淋；
所述均化分级箱(A3)位于第一喷淋装置(A2)下方，用于将不同批次的矿石分开储存，共同卸料，以达到均化矿石成分的作用，均化分级箱(A3)中的矿石接收第一喷淋装置(A2)喷洒的软化液；
卸料阀(A4)位于均化分级箱(A3)底部，传送带(A5)位于卸料阀(A4)下方，矿石经卸料阀(A4)被排出至传送带(A5)，然后送至两段式回转窑(1)；
所述两段式回转窑(1)还包括料仓(11)、矿石卸料器(12)、第二喷淋装置(13)、喷淋头(14)、尾气除氯装置(16)、二氧化碳回收装置(17)和密封隔热连接装置(111)；
所述料仓(11)用于盛放矿石均化预处理***(A)传送的矿石；矿石卸料器(12)设置在料仓(11)底部，用于将料仓(11)中盛放的矿石卸料至回转窑的预热段内；
所述第二喷淋装置(13)及其连接的喷淋头(14)设置在矿石卸料器(12)和烟道加热通风管(15)之间的窑顶部，用于对进料进行喷淋改性处理；
密封隔热连接装置(111)设置在预热段和煅烧段的连接处，它包括螺旋提升装置(112)和透气隔离板(113)；
螺旋提升装置(112)与煅烧段固定并在煅烧过程中随煅烧段转动，并使预热段和煅烧段通过进料实现相互气密封和热密封隔断；
透气隔离板(113)设置在螺旋提升装置(112)顶部两侧，在预热段一侧与尾气除氯装置(16)连通，二氧化碳回收装置(17)连接尾气除氯装置(16)，以分别除去煅烧产生的氯气和二氧化碳；透气隔离板(113)在煅烧段一侧与鼓风通气装置(110)连通，以向煅烧段中送入空气和燃烧气；
所述储液罐(A1)中储存的对低品位高钙菱镁矿进行软化处理的液体为软化液，所述软化液为苹果酸或pH小于4的酸溶液；
所述第二喷淋装置(13)装载的溶液为氯化镁溶液和/或氯化铵溶液。
2.如权利要求1所述的利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的***，其特征在于，
所述冷却余热回收装置(2)包括传送管路、传送履带(21)、水冷装置(22)和余热回收设备(23)；传送履带(21)设置在传送管路中，用于接收两段式回转窑(1)排出的煅烧后矿石，经传送管路后转移至提升机，水冷装置(22)设置在传送管路***，用于冷却传送管路中的煅烧后矿石，所述余热回收设备(23)用于回收水冷装置(22)中的热量；
所述提升机(3)设有提升罐车(31)；所述储存打包装置(4)设有成品料仓(41)与密封包装机(42)，所述提升罐车(31)接收传送履带(21)转送的煅烧后矿石，然后卸料给成品料仓(41)，密封包装机(42)对成品料仓(41)进行密封包装。
3.一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的工艺，其特征在于，它采用如权利要求1-2中任一权利要求所述的利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的***，包括以下工艺步骤：
1)矿石预处理：将低品位高钙菱镁矿破碎至颗粒，然后放入到矿石均化预处理***(A)中，对矿石表面进行喷淋处理，静置一段时间后经传送至两段式回转窑内；
2)矿石在两段式回转窑内，矿石被送进窑内，在经过第二喷淋装置(13)时被改性液喷淋，然后经预热段密封隔热连接装置到达煅烧段进行煅烧，矿石进入煅烧段达到一定高度后，螺旋提升装置(112)上部与窑内矿石接触，使预热段与煅烧段之间形成气密封和热隔绝；
3)经两段式回转窑煅烧段煅烧后所生产的轻烧氧化镁粉通过重力传输到冷却余热回收装置(2)进行冷却；
4)冷却后的轻烧氧化镁粉通过提升机(3)传输到储存打包装置(4)进行打包。
4.如权利要求3所述的利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的工艺，其特征在于，
所述步骤1)中，使用储液罐(A1)中的软化液经第一喷淋装置(A2)喷淋至均化分级箱(A3)中的矿石表面，所述软化液的浓度为1-5wt.％，喷淋量为矿石质量的1-3wt.％；
所述低品位高钙菱镁矿是指CaO含量为1-15wt.％，MgO含量为38-45wt.％的原矿；
经破碎后的矿石尺寸为1-20mm。
5.如权利要求3所述的利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的工艺，其特征在于：
所述步骤2)包括以下步骤：
S21：所述料仓(11)接收传送带(A5)转送的软化后矿石后，经矿石卸料器(12)卸料至窑体口部，第二喷淋装置(13)经喷淋头(14)将装载的氯化镁溶液和/或氯化铵溶液喷淋至矿石表面；
S22：矿石经预热段进入煅烧段被煅烧，煅烧段产生的热气通过负压进入热气回收装置(18)，经热气回收装置(18)分离后，粉尘通过重力下沉进入粉尘回收装置(19)，热气沿管道传输至连通烟道加热通风管(15)用于后续进料矿石的预热；
S23：热气与进料矿石换热后，热气降温矿石升温，降温后的氯气、二氧化碳经窑体顶部的透气隔离板(113)排出依次进入尾气除氯装置(16)和二氧化碳回收装置(17)，以回收煅烧产生的氯气和二氧化碳；
S24、煅烧段产生的矿石经连接管道通过重力作用进入冷却余热回收装置(2)。
6.如权利要求5所述的利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的工艺，其特征在于：
所述步骤S21中，氯化镁/氯化铵溶液浓度为1-5wt.％，喷淋量为矿石质量的1-3wt.％；所述步骤S22中，两段式回转窑煅烧段内的煅烧温度为650-1200℃，矿石在煅烧段被煅烧时间为1-3小时。
7.如权利要求5所述的利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的工艺，其特征在于：所述步骤S23中进料矿石与热气在预热段换热的时间为0.5-1小时，进料矿石与热气换热后的温度在200-300℃；尾气除氯装置(16)采用硫代硫酸钠颗粒或饱和溶液除氯。
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