方解石煅燒爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固體二氧化碳和金屬鈣的制備方法，尤其涉及方解石煅燒爐，屬于化學(xué)設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前熱分解生產(chǎn)方解石(或石灰石)的方法有土窯煅燒、工業(yè)爐煅燒兩大類。第一類比較落后不再贅述。第二類工業(yè)爐煅燒又細(xì)分為燃?xì)?煤粉+煤氣)煅燒和工業(yè)電爐煅燒，是近年普遍采用的方法。其兩種工藝上都是生產(chǎn)氧化鈣CaO，沒有附帶產(chǎn)品產(chǎn)出，雖可大型生產(chǎn)，但缺點(diǎn)是產(chǎn)品單一，產(chǎn)品污染多，空氣污染大、石灰活性度不高。工業(yè)電爐煅燒單一生產(chǎn)氧化鈣CaO成本高。
[0003]而目前金屬鈣的制備方法是:第一步:將大理石(CaCO3)煅燒，俗稱煅白，制成生石灰(CaO);第二步:將生石灰(CaO)快速與鋁粉(Al)混合，用壓球機(jī)壓制成長度為4cm左右的扁球；第三步:將扁球放入1200度高溫的還原罐中，然后抽真空；第四步:鋁粉與生石灰在真空高溫條件下發(fā)生置換反應(yīng)，生成氧化鋁和金屬鈣蒸氣；第五步:金屬鈣蒸氣在還原罐的水冷段凝結(jié)，形成金屬鈣結(jié)晶。第六步:金屬鈣結(jié)晶冷卻后就可以加工成所需規(guī)格的金屬鈣制品了，如金屬鈣粒、金屬鈣粉。
[0004]固體二氧化碳是干冰，在常溫和6079.8千帕壓力下，把二氧化碳冷凝成無色的液體，再在低壓下迅速蒸發(fā)，便凝結(jié)成一塊塊壓緊的冰雪狀固體物質(zhì)，其溫度是零下78.5°C。
[0005]再者，現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)二氧化碳和金屬鈣的方法，如中和反應(yīng)化學(xué)方法萃取二氧化碳技術(shù):開釆礦石一粗碎一細(xì)碎一磨粉一加鹽酸中和一收集二氧化碳?xì)怏w，化學(xué)反應(yīng)式如下:CaC03+2HCl====CaCl2+C02丨+H 20 ;分解反應(yīng)化學(xué)方法制取金屬鈣，在催化劑的條件下CaCe2分解得到金屬|(zhì)丐，化學(xué)反應(yīng)式如下:CaCl 2====Ca + Cl2 t ;焙燒法氧化1丐制法:CaCOjP煤在焙燒的條件下，得到CaO和CO 2，化學(xué)反應(yīng)式如下:CaCO3 +煤=====CaO +CO2 ? ο
[0006]在采用化學(xué)反應(yīng)方法制取二氧化碳和金屬鈣時(shí)應(yīng)用三強(qiáng)酸中的鹽酸，有極度腐蝕性，并在制取金屬鈣過程中釋放出氯氣，氯氣帶毒性，若因外泄會(huì)易使人中毒，傷人體健康，有安全穩(wěn)患。
[0007]廣西很多市縣屬于喀斯特地貌的石山地區(qū)，富含碳酸鈣礦的方解石、石灰石和白云石分布十分普遍，初步統(tǒng)計(jì)在各縣分，于地面裸露的該資源總量多達(dá)77835億噸以上，尤其處于與云南、貴州交界山中之方解石，經(jīng)冶金部門檢測其化學(xué)含量高達(dá)98.89%，足可開采百多年以上，是廣西較大的礦產(chǎn)資源之一。
[0008]方解石是碳酸鈣礦的一個(gè)品種，也是天然碳酸鈣礦中最常見的。其主要成分由Ca(I丐)、C (碳)、0 (氧)、二種兀素構(gòu)成，化學(xué)方程式為:CaC03，分子量100.09，組成與含量:CaO、56.03%，CO2,43.9%，硬度:3.0，比重:2.6?2.8，不含其他雜質(zhì)元素，當(dāng)其加溫于:819?832攝氏度時(shí)即能分解出二氧化碳?xì)怏w和氧化鈣。因此為達(dá)萃取出二氧化碳?xì)怏w和氧化鈣，最終用物理方法制備出固體二氧化碳、活性金屬鈣，有得天獨(dú)厚優(yōu)勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)方法的工業(yè)化生產(chǎn)過程存在連續(xù)性局限，且在制取金屬鈣過程中釋放出氯氣，氯氣帶毒性，若因外泄會(huì)易使人中毒，傷人體健康，存在安全穩(wěn)患。目前熱分解生產(chǎn)方解石用土窯煅燒和工業(yè)電爐煅燒這兩種方法都是生產(chǎn)氧化鈣，產(chǎn)品單一，產(chǎn)品污染多，空氣污染大、石灰活性度不高，成本高。
[0010]為了便于工業(yè)化生產(chǎn)過程連續(xù)性，利于自動(dòng)化控制作業(yè)的實(shí)施，克服現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)不足之處，本實(shí)用新型提供方解石煅燒爐，即釆用電阻加熱管與遠(yuǎn)紅外線加熱板構(gòu)成的煅燒爐，以方解石為原料，用焙燒物理方法提取二氧化碳?xì)怏w和氧化鈣的前期產(chǎn)品，然后深加工獲取固體二氧化碳和活性金屬鈣，以達(dá)到縮短生產(chǎn)時(shí)程，提高生產(chǎn)率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低環(huán)境污染，降低生產(chǎn)成本，消除安全隱患，最終達(dá)到增加經(jīng)濟(jì)利益，提高社會(huì)效益目的。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0012]方解石煅燒爐，是一種將方解石煅燒升華出CO2氣體及活性氧化鈣的設(shè)備，其特征在于:包括爐體、出料口 3、進(jìn)料口 6和出氣口 4，爐體旁設(shè)有貯料罐I ;所述的爐體用耐溫鋼鐵材料焊成一個(gè)長方型全封閉整體，爐體下半部呈長方型，上半部焊接為梯形氣室10，留有η個(gè)排列出氣口 4，下半部爐內(nèi)周邊粘貼有耐火磚9，爐體內(nèi)部還設(shè)有電阻加熱管及遠(yuǎn)紅外加熱板件12，提供方解石裂解時(shí)的熱能；凸輪振動(dòng)部件8安裝在耐溫鋼板11的底部，使粉料以流動(dòng)狀態(tài)沿著斜面分散邊受熱煅燒；進(jìn)料口 6安裝有進(jìn)料活門7，出料口 3安裝有出料活門2，；分解后的032從出氣口 4接總管道5。
[0013]所述的梯形氣室10，留有η個(gè)排列出氣口 4，其中，η >2。
[0014]所述的進(jìn)料口 6安裝有進(jìn)料活門7，出料口 3安裝有出料活門2，使進(jìn)、出料口起到自動(dòng)隨料進(jìn)、出而啟、閉的作用。
[0015]方解石煅燒爐所采用的煅燒方法為:
[0016]以方解石為原料，經(jīng)電阻加熱管、遠(yuǎn)紅外加熱板合成的真空特制密封煅燒爐焙燒裂解升華出二氧化碳?xì)怏w及活性氧化鈣前期產(chǎn)品，二氧化碳?xì)怏w再由真空栗吸出從管道輸送至配套的全自動(dòng)固體二氧化碳制造裝置內(nèi)，經(jīng)強(qiáng)壓力、冷凝，轉(zhuǎn)化為無色的液體，再減壓迅速蒸發(fā)，膨脹而成固體二氧化碳成品；而將活性氧化鈣成品，以氧化鈣粉與硅鐵粉按重量比例3:1混合均勻，導(dǎo)入真空蒸餾爐內(nèi)，進(jìn)行真空熱還原反應(yīng)，經(jīng)還原、置換、升華后氣化，釋放出鈣蒸氣，收集鈣蒸氣冷卻即可獲取金屬鈣固體和硅酸鈣(CaS13)成品。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0018]1、本實(shí)用新型以方解石為原料，經(jīng)電阻加熱管、遠(yuǎn)紅外加熱板合成的真空特制密封煅燒爐焙燒裂解出二氧化碳?xì)怏w及活性氧化鈣前期產(chǎn)品，然后深加工獲取固體二氧化碳及活性金屬鈣，解決了土法煅燒石灰受煤、燃料等爐氣污染的問題，并且方解石在真空特制密封煅燒爐中分解具有分解速度快、煅燒溫度低、時(shí)間短、能耗低、熱損小、石灰白度高、活性度高、反應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
[0019]2、本實(shí)用新型克服了傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)方法的工業(yè)化生產(chǎn)過程存在連續(xù)性局限，在制取金屬鈣過程中釋放出氯氣，氯氣帶毒性，若因外泄會(huì)易使人中毒，傷人體健康，存在安全穩(wěn)患的缺點(diǎn)。
[0020]3、本實(shí)用新型的真空特制密封煅燒爐采用電阻加熱管、遠(yuǎn)紅外加熱板合成，并以其作為煅燒爐的熱源，具有輻射效果好，安全可靠，節(jié)能顯著，安裝操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。
[0021]4、本實(shí)用新型所采用的煅燒方法的工藝過程中不產(chǎn)生氯氣，不產(chǎn)生三廢排放，對人體無損害，對環(huán)境無汚染，操作安全可靠。
[0022]5、本實(shí)用新型的煅燒爐爐內(nèi)周邊用耐火磚粘貼起保溫、隔熱作用，并防止鋼件體被腐蝕。煅燒爐爐中近底部設(shè)置一塊兩邊帶擋料板導(dǎo)料的耐溫鋼板，擋料板能防止下料漏失而睹塞正常生產(chǎn)工作的耐溫鋼板，耐溫鋼板以斜度安裝，耐溫鋼板底面并安置有凸輪振動(dòng)部件，使粉料以流動(dòng)狀態(tài)沿著斜面分散邊受熱煅燒、邊由上而下緩流向爐外輸出注入貯料罐。
【附圖說明】
[0023]圖1為煅燒爐的立體示意圖；
[0024]圖2為煅燒爐的剖圖；
[0025]圖中的名稱及序號為:
[0026]貯料罐1、出料活門2、煅燒爐的出料口 3、出氣口 4、總管道5、進(jìn)料口 6、進(jìn)料活門7、凸輪振動(dòng)部件8、耐火磚9、梯形氣室10、耐溫鋼板11、電阻加熱管及遠(yuǎn)紅外加熱板件
12ο
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面參照附圖，對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0028]以下實(shí)施例中所用的煅燒爐為經(jīng)電阻加熱管、遠(yuǎn)紅外加熱板合成的真空特制密封煅燒爐。
[0029]實(shí)施例1
[0030]如圖所示，方解石煅燒爐，是一種將方解石煅燒升華出0)2氣體及活性氧化鈣的設(shè)備，其特征在于:包括爐體、出料口 3、進(jìn)料口 6和出氣口 4，爐體旁設(shè)有貯料罐I ;所述的爐體用耐溫鋼鐵材料焊成一個(gè)長方型全封閉整體，爐體下半部呈長方型，上半部焊接為梯形氣室10，留有η個(gè)排列出氣口 4，下半部爐內(nèi)周邊粘貼有耐火磚9，爐體內(nèi)部還設(shè)有電阻加熱管及遠(yuǎn)紅外加熱板件12，提供方解石裂解時(shí)的熱能；凸輪振動(dòng)部件8安裝在耐溫鋼板11的底部，使粉料以流動(dòng)狀態(tài)沿著斜面分散邊受熱煅燒；進(jìn)料口 6安裝有進(jìn)料活門7，出料口 3安裝有出料活門2 ;分解后的0)2從出氣口 4接總管道5。
[0031]所述的梯形氣室10，留有η個(gè)排列出氣口 4，其中，η為4。
[0032]所述的進(jìn)料口 6安裝有進(jìn)料活門7，出料口 3安裝有出料活門2，使進(jìn)、出料口起到自動(dòng)隨料進(jìn)、出而啟、閉的作用。
[0033]方解石煅燒爐所采用的煅燒方法，是以方解石為原料，經(jīng)電阻加熱管、遠(yuǎn)紅外加熱板合成的真空特制密封煅燒爐焙燒裂解升華出二氧化碳?xì)怏w及活性氧化鈣前期產(chǎn)品，二氧化碳?xì)怏w再由真空栗吸出從管道輸送至配套的全自動(dòng)固體二氧化碳制造裝置內(nèi)，經(jīng)強(qiáng)壓力、冷凝，轉(zhuǎn)化為無色的液體，再減壓迅速蒸發(fā)，膨脹而成固體二氧化碳成品；而將活性氧化鈣成品，以氧化鈣粉與硅鐵粉按重量比例3:1混合均勻，導(dǎo)入真空蒸餾爐內(nèi)，進(jìn)行真空熱還原反應(yīng)，經(jīng)還原、置換、升華后氣化，釋放出鈣蒸氣，收集鈣蒸氣冷卻即可獲取金屬鈣固體和硅酸鈣(CaS13)成品。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.方解石煅燒爐，其特征在于:包括爐體、出料口(3)、進(jìn)料口(6)和出氣口(4)，爐體旁設(shè)有貯料罐(I);所述的爐體用耐溫鋼鐵材料焊成一個(gè)長方型全封閉整體，爐體下半部呈長方型，上半部焊接為梯形氣室(10)，留有η個(gè)排列出氣口(4)，下半部爐內(nèi)周邊粘貼有耐火磚(9)，爐體內(nèi)部還設(shè)有電阻加熱管及遠(yuǎn)紅外加熱板件(12)，提供方解石裂解時(shí)的熱能；凸輪振動(dòng)部件(8)安裝在耐溫鋼板(11)的底部，使粉料以流動(dòng)狀態(tài)沿著斜面分散邊受熱煅燒；進(jìn)料口(6)安裝有進(jìn)料活門(7)，出料口(3)安裝有出料活門(2);分解后的CO2從出氣口(4)接總管道(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煅燒爐，其特征在于:所述的梯形氣室(10)，留有η個(gè)排列出氣口⑷，其中，η > 2。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煅燒爐，其特征在于:所述的進(jìn)料口(6)安裝有進(jìn)料活門(7)，出料口(3)安裝有出料活門(2)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開方解石煅燒爐，其特征在于：包括爐體、出料口、進(jìn)料口和出氣口，爐體旁設(shè)有貯料罐；所述的爐體用耐溫鋼鐵材料焊成一個(gè)長方型全封閉整體，爐體下半部呈長方型，上半部焊接為梯形氣室，留有n個(gè)排列出氣口，下半部爐內(nèi)周邊粘貼有耐火磚，爐體內(nèi)部還設(shè)有電阻加熱管及遠(yuǎn)紅外加熱板件；凸輪振動(dòng)部件安裝在耐溫鋼板的底部；進(jìn)料口安裝有進(jìn)料活門，出料口安裝有出料活門；分解后的CO2從出氣口接總管道。實(shí)用新型解決了土法煅燒石灰受煤、燃料等爐氣污染的問題，有效回收CO2，制造干冰產(chǎn)品，變廢為寶，生石灰進(jìn)一步加工成金屬鈣，增加產(chǎn)品附加產(chǎn)值。
【IPC分類】C01B31/20, C22B26/20, C01B33/24, C04B2/10
【公開號】CN204824623
【申請?zhí)枴緾N201520551261
【發(fā)明人】宋開泉
【申請人】宋開泉
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月28日