淺談活性石灰的應用及生產工藝

摘要：本文對活性石灰的應用及生產工藝進行了簡要論述。

關鍵詞：活性石灰

石灰（CaO）作為冶煉、化工、建筑、醫療衛生、火力電廠脫硫等行業的基礎性材料，有著非常廣泛的用途。它大量用做建筑材料，可用做涂料材料和磚瓦粘合劑。冶煉中煉鐵用石灰做溶劑除去脈石；煉鋼用生石灰做造渣材料，除去硫磷等有害雜質。化工中的電石、純堿、燒堿、漂白劑及氯化鈣、硝酸鈣、亞硫酸鈣等重要鈣鹽都是利用石灰進行化學加工制成；石灰石燒制、加工制成的較純的粉狀碳酸鈣，可用做橡膠、塑料、紙張、牙膏、化妝品等的填充料。農業上，常用生石灰配制石灰硫磺合劑、波爾多液等農藥，也常用于中和土壤的酸性、改善土壤的結構、供給植物所需的鈣素。

冶金活性石灰是煉鋼工藝造渣、燒結、脫硫及脫磷必備的原料，特別是各冶金企業全部使用冶煉時間極短的轉爐煉鋼工藝之后，沒有優質石灰，難以達到冶煉指標，所以將石灰列為轉爐冶煉三大措施之一。

活性石灰體積密度小、氣孔率大、比表面積大、化學純度高，因此具有很高的活性。生產實踐證明，在轉爐煉鋼中使用活性石灰可使吹氧時間縮短，鋼水收得率提高，石灰消耗量減少，并能提高脫硫、脫磷效果，對提高鋼材質量有著不可替代的作用，活性石灰得到冶金行業普遍的應用。

隨著我國對冶金行業產業機構的調整，冶金冶煉工藝技術的不斷提高，冶金行業對活性石灰的質量要求也隨之提高，尤其是活性石灰的活性度，要求活性石灰的活性度必須達到350ml以上，以往的活性石灰生產工藝已遠遠不能滿足需求，石灰產業大范圍結構性調整勢在必行。

活性石灰是鋼鐵工業的基本原料，它作為煉鋼的造渣劑，具有縮短冶煉時間、提高鋼水純凈度及收得率、降低石灰及螢石消耗、提高轉爐爐襯壽命等優點。目前，世界上發達國家已100%采用活性石灰煉鋼，我國早就在1983年冶金部召開第一次全國轉爐煉鋼會議時就明確的規定，轉爐煉鋼使用活性石灰是一項基本的技術政策，此外活性石灰還應用于鋼水精煉和鐵礦粉的燒結過程中，也取得了很好的效果，活性石灰的質量要求越來越受到冶金行業的重視。

綜上所述，利用先進石灰生產工藝技術，生產高活性、高附加值石灰，市場前景廣闊。本文就根據自己的了解對目前石灰生產工藝及裝備水平做個簡單對比，以促進技術交流。

目前，國內外活性石灰生產工藝基本上分為兩大類：一類是回轉窯，如美國KVS公司的回轉窯、美國富勒礦業公司的回轉窯等；另一類是豎窯。如瑞士麥爾茲公司的并流蓄熱式雙膛豎窯、意大利弗卡斯公司的雙梁豎窯和環形套筒豎窯、意大利西姆公司的雙D窯等。一般認為，現代化豎窯生產活性石灰質量最佳，且具有占地面積小、投資省、能耗低，且耐火磚壽命長等優勢。

目前國內現存的許多石灰土窯和石灰機立窯已屬淘汰工藝，不適合生產高活性冶金石灰，更不符合節能及環保要求，故在此不做討論；下面就國內應用較多的現代化新型豎窯和回轉窯做幾方面對比：

①單機產量。

國內外目前建成使用較多的Maerz雙膛豎窯單機產量在150～800t/d之間，較為成熟且生產穩定的多為500～600t/d；

國內建成的回轉窯單機產量在150～1000噸/d，國外有日產2200噸的石灰回轉窯投入生產，而我國日產600噸窯生產較為穩定成熟。

②煅燒石灰活性。

并流蓄熱雙膛豎窯煅燒石灰活性指數在370～380之間，主要是因為其兩個窯膛分別輪換執行煅燒和蓄熱兩個工藝過程，使得物料升溫曲線較為合理，過剩空氣量小，減少了高溫短焰急燒，從而增加了產品的活性。

回轉窯生產的石灰其活性度350~380ml，基本上與雙膛豎窯接近。

③對石灰石粒度要求。

雙膛豎窯分為細粒窯和常規粒度窯型，細粒窯由于增加了窯內回轉布料器，解決了窯斷面阻力不均問題，故可以煅燒15～60mm的石灰石；常規豎窯要求石灰石粒徑范圍在40～80mm之間，這已能滿足絕大多數煉鋼行業的要求。

回轉窯在窯筒內的燒成過程對粒度沒有嚴格要求，但由于窯尾仍然采用了多個小型豎式預熱器，同樣要求粒度分布范圍越窄越好，煅燒粒度范圍在15~60mm之間，以30～50mm為最佳，15～30mm小粒徑要和大粒徑分開煅燒。

④節能效果

燒煤粉并流蓄熱雙膛豎窯綜合電耗為65～70kwh/t石灰（含礦山破碎），燒成熱耗為830～850kcal/kg石灰（理論熱耗為760 kcal/kg）。

帶豎式預熱器回轉窯綜合電耗為75～85（kwh/t石灰）；綜合熱耗為1050～1200（kcal/kg石灰）。

⑤占地面積

雙膛豎窯燒成系統所占面積大致相當于同產能回轉窯的50%，可明顯降低征地及搬遷費用。

⑥投資大小

由于回轉窯設備龐大，系統復雜，故投資較大，就日產600噸生產線來說，回轉窯投資約為1.2億元；而同規模豎窯首條線投資為8000～8500萬元左右（不含礦山破碎），擴建一條生產線僅需6500萬元。

⑦耐火磚壽命

日產600噸Maerz雙膛豎窯耐火磚壽命為5年以上，同等規模先進回轉窯耐火磚壽命約為2年。燒成帶由于受火炬影響，壽命更低。

⑧國內應用實例

邯鋼：2條日產500噸Maerz雙膛氣燒豎窯，2條日產600噸Maerz雙膛豎窯，生產活性度370～380ml的冶金石灰，燒成電耗50～55kwh/t石灰，燃料為焦爐煤氣，熱耗800～850kcal/kg石灰。

唐鋼：3條日產600噸Maerz雙膛豎窯，生產活性度370～380ml的冶金石灰，電耗67kwh/t石灰，燃料為煙煤，熱耗800～850kcal/kg石灰。

鞍鋼、寶鋼、武鋼都使用大型回轉窯焙燒石灰，如：寶鋼引進日本帶篦式預熱機、篦式冷卻機的回轉窯；武鋼引進德國帶豎式預熱器，豎式冷卻器的回轉窯熱耗1150～1200kcal/kg-CaO。

通過比較可以看出，選用并流蓄熱雙膛豎窯活性石灰生產工藝煅燒石灰是理想的選擇。