焙燒煅燒法教程課件

化學(xué)漂白法概述氧化漂白法還原漂白法氧化-還原聯(lián)合漂白法化學(xué)漂白法概述氧化漂白法FeS2+NaClO→Fe2++SO42-+Na++Cl-氧化漂白法連二亞硫酸鈉漂白法Fe2O3+Na2S2O4+H2SO4=Na2SO4+2FeSO3+H2O連二亞硫酸鈉漂白法化學(xué)選礦概述浸出法化學(xué)漂白法煅燒法化學(xué)選礦概述煅燒法概述煅燒方法煅燒工藝煅燒工藝設(shè)備煅燒法概述概述非金屬礦煅燒的目的：脫除雜質(zhì)，提高產(chǎn)品的純度和白度脫除碳質(zhì)、有機(jī)物脫除硫化物改變礦物現(xiàn)狀，有利于下一道工序的進(jìn)行石英巖的煅燒和急冷——有利于超細(xì)磨礦的進(jìn)行概述非金屬礦煅燒的目的：概述脫除非金屬礦物中所含的結(jié)合水（羥基），破壞礦物的晶體結(jié)構(gòu)，提高煅燒產(chǎn)品的空隙體積、化學(xué)反應(yīng)活性，改變物理化學(xué)性能。高嶺土——偏高嶺土、硅鋁尖晶石、莫來石石膏——半水石膏、硬石膏鋁土礦——氧化鋁概述脫除非金屬礦物中所含的結(jié)合水（羥基），破壞礦物的晶體結(jié)構(gòu)概述偏高嶺土結(jié)構(gòu)示意圖○—硅●—鋁o—氧·—層面上的氧氧鋁硅羥基高嶺石的晶體結(jié)構(gòu)概述偏高嶺土結(jié)構(gòu)示意圖氧鋁硅羥基高嶺石的晶體結(jié)構(gòu)概述石膏-生石膏-二水石膏半水石膏-熟石膏-建筑石膏加水后調(diào)制成的漿狀物會(huì)逐漸凝固成硬塊。放熱—體積膨脹—多孔材料—隔熱、隔音硬石膏-無水石膏Ca[SO4].2H2OCa[SO4].1/2H2OCa[SO4]

石膏半水石膏硬石膏80-120℃150℃概述石膏-生石膏-二水石膏Ca[SO4].2H2O高嶺土的煅燒我國的煤系高嶺土貯量大，質(zhì)量好，分布廣，幾乎大型煤礦都伴有或共生高嶺土。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，已探明貯量16.73億噸（遠(yuǎn)景貯量達(dá)100多億噸），占世界高嶺土已探明貯量的10%左右，且原礦質(zhì)量好，產(chǎn)出率高。高嶺土的煅燒我國的煤系高嶺土貯量大，質(zhì)量好，分布廣，幾乎大型高嶺土的煅燒煤系高嶺土的特點(diǎn)：由于與煤伴生，高嶺巖在生成過程中，有機(jī)質(zhì)直接滲入高嶺土，并在一定溫壓下，有機(jī)質(zhì)逐漸轉(zhuǎn)變成固定碳，存在于高嶺土結(jié)晶間隙中，使煤系高嶺土呈現(xiàn)灰黑鉗子色或灰白色。為了消除碳的影響，可用氧化漂白法來提高白度，如雙氧水、過氧化鈉、次氯酸鈉、臭氧等氧化劑，其白度只能提高到80%左右。用連二亞硫酸鈉還原也只能脫除鐵質(zhì)的影響。高嶺土的煅燒煤系高嶺土的特點(diǎn)：由于與煤伴生，高嶺巖在生成過程高嶺土的煅燒采用高溫氧化煅燒等方法除碳，可提高高嶺土的白度。一般煤系高嶺土經(jīng)煅燒后白度大幅度提高，質(zhì)量較好的礦石，白度可達(dá)90%以上。煅燒除了脫除有機(jī)質(zhì)提高白度外，還能脫除羥基，從而提高最終產(chǎn)品的孔隙體積和活性。高嶺土的煅燒采用高溫氧化煅燒等方法除碳，可提高高嶺土的白度。高嶺土的白度白度是高嶺土工藝性能的主要參數(shù)之一，純度高的高嶺土為白色。自然白度煅燒后的白度對陶瓷原料來說，煅燒后的白度更為重要，煅燒白度越高則質(zhì)量越好。陶瓷工藝規(guī)定烘干105℃為自然白度的分級標(biāo)準(zhǔn)煅燒1300℃為煅燒白度的分級標(biāo)準(zhǔn)高嶺土的白度白度是高嶺土工藝性能的主要參數(shù)之一，純度高的高嶺高嶺土的白度白度可用白度計(jì)測定。白度計(jì)是測量對380-700nm波長光的反射率的裝置。將純BaSO4的反射率定為100%。在此標(biāo)樣參照下其它物料的反射率所占比例即為白度值。實(shí)例：白度90------表示相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)樣反射率的90%。

高嶺土的白度白度可用白度計(jì)測定。高嶺土的煅燒煅燒過程的變化階段：高嶺土在加熱過程中的變化，包括脫水階段和脫水后產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化階段。脫水階段：100~110℃，脫除吸附水；550℃左右開始脫除晶格水，生成偏高嶺石：Al2O3.2SiO2.2H2O→Al2O3.2SiO2+2H2O

偏高嶺石高嶺土脫除結(jié)晶水是一個(gè)緩慢的過程，直到1000℃左右，晶格水才脫除完畢。高嶺土的煅燒煅燒過程的變化階段：高嶺土在加熱過程中的變化，包高嶺土的煅燒脫水產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化階段：脫水后產(chǎn)物接著轉(zhuǎn)化的起始溫度是950℃左右，構(gòu)成鋁硅尖晶石新的結(jié)構(gòu)。反應(yīng)式為：2(Al2O3.2SiO2)→2Al2O3.3SiO2+SiO2

硅尖晶石1050-1100℃開始轉(zhuǎn)化為似莫來石，反應(yīng)式如下：2Al2O3.3SiO2→2（Al2O3.SiO2）+SiO2

似莫來石1300~1525℃生成莫來石，反應(yīng)式如下：3（Al2O3.SiO2）→3Al2O3.2SiO2+SiO2

莫來石高嶺土的煅燒脫水產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化階段：脫水后產(chǎn)物接著轉(zhuǎn)化的起始溫度高嶺土的煅燒650℃溫度以下脫羥基煅燒的高嶺土特點(diǎn)：具有優(yōu)良的電性能用途：電纜絕緣層的電性能改良劑，或用于橡膠制品及橡膠密封材料的填料要求：這種煅燒高嶺土除脫羥基要求完全外，對白度、活性要求不太嚴(yán)格。高嶺土的煅燒650℃溫度以下脫羥基煅燒的高嶺土高嶺土的煅燒700-860℃煅燒的高嶺土特點(diǎn)：高嶺石的層狀晶體結(jié)構(gòu)遭到破壞，在層間形成多孔結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大了吸附能力及比表面積，活性好用途：制備合成沸石、農(nóng)藥載體或催化劑載體等。要求：除了對產(chǎn)品有較高白度要求外，對產(chǎn)品活性、細(xì)度及鋁硅比亦有要求。高嶺土的煅燒700-860℃煅燒的高嶺土高嶺土的煅燒高嶺土煅燒溫度進(jìn)一步高至950~1050℃后，分為兩種：950℃以下------不完全煅燒1050℃以下------完全煅燒特點(diǎn)：前者活性好于后者，但白度較后者差，后者具有更高的白度和亮度、吸油值高、比表面積大、遮蓋率好。用途：作紙張?zhí)盍暇哂辛己玫墓鈱W(xué)性能，可部分（表面改性后）代替鈦白粉。高嶺土的煅燒高嶺土煅燒溫度進(jìn)一步高至950~1050℃后，高嶺土的煅燒1300~1525℃煅燒的高嶺土特點(diǎn)：高嶺石晶體發(fā)生相變，形成莫來石，耐磨性、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性好。其耐火度大于1770℃，莫氏硬度7~8。用途：可作為耐火材料或耐火制品的填料、陶瓷窯具等材料。高嶺土的煅燒1300~1525℃煅燒的高嶺土高嶺土的煅燒高嶺土的煅燒工藝工藝一：先煅燒，后超細(xì)粉磨a.原料→干式磨礦（325目或1250目）→煅燒→濕式超細(xì)磨（-2μm）→干燥→打散→產(chǎn)品b.原料→干式磨礦（325目或1250目）→煅燒→干式超細(xì)磨（-10μm）→產(chǎn)品高嶺土的煅燒高嶺土的煅燒工藝高嶺土的煅燒先燒后磨工藝的優(yōu)點(diǎn)可保證合格的粒度。工藝流程相對簡單。先燒后磨的不足之處硬度高，球耗增加。煅燒作業(yè)后的再磨使產(chǎn)品白度比先磨后燒工藝低1~3%，因此要求礦石質(zhì)量較高。高嶺土的煅燒先燒后磨工藝的優(yōu)點(diǎn)高嶺土的煅燒工藝二：先超細(xì)磨后煅燒a.原料→干式磨礦（325目）→濕式超細(xì)磨（-2μm）→干燥→打散→煅燒→打散→產(chǎn)品b.原料→干式磨礦（325目）→濕式超細(xì)磨（600~800目）→精選→濕式超細(xì)磨（-2μm）→干燥→煅燒→打散→產(chǎn)品高嶺土的煅燒工藝二：先超細(xì)磨后煅燒高嶺土的煅燒先磨后燒工藝的優(yōu)點(diǎn)可獲得白度較高的產(chǎn)品。因?yàn)槲⒚准壛６褥褵耆?，而且氧化鐵可用增白劑在煅燒作業(yè)中還原增白。原礦的硬度較低，超微細(xì)磨中球耗較低。先磨后燒存在的問題磨礦濃度較低，所需設(shè)備臺(tái)數(shù)較多。煅燒后微細(xì)的顆粒易粘結(jié)，使原本已合格的粒度變粗。為保證合格的粒度要求，還需要再進(jìn)行超細(xì)磨礦、干燥，從而使工藝復(fù)雜化。高嶺土的煅燒先磨后燒工藝的優(yōu)點(diǎn)高嶺土的煅燒影響因素原料品質(zhì)原料粒度煅燒溫度煅燒方法升溫速度與恒溫時(shí)間添加劑的選擇煅燒氣氛的控制高嶺土的煅燒影響因素石墨的高溫煅燒提純原理：石墨能耐高溫，具有較高的升華點(diǎn)（3652--3697℃）。將石墨通過惰性氣體和氟利昂的純化爐中加熱至2300-3000℃，維持近1h，就可因低沸點(diǎn)的雜質(zhì)蒸發(fā)而提純。適用范圍：生產(chǎn)高純石墨應(yīng)用：主要用于半導(dǎo)體、高純石墨制品和光譜電極等。石墨的高溫煅燒提純原理：石墨能耐高溫，具有較高的升華點(diǎn)（36石墨的高溫煅燒提純優(yōu)點(diǎn)：可以使石墨達(dá)到很高的純度，99.9%、99.99%，甚至99.999%，而且污染也少。雜質(zhì)氣體不是實(shí)際意義上的大氣，這些氣體遇冷馬上凝固成粉狀，而且都是納米級的超細(xì)粉。這些灰分都可以回收，因?yàn)椴煌煞值幕曳帜Y(jié)溫度不一樣。石墨的高溫煅燒提純優(yōu)點(diǎn)：石墨的高溫煅燒提純?nèi)秉c(diǎn)：要加溫到3000℃需要很大功率，比較耗能；生產(chǎn)規(guī)模受到限制；電爐加熱技術(shù)要求嚴(yán)格：隔絕空氣，否則石墨在熱空氣中升溫至450℃時(shí)就開始被氧化，溫度越高，石墨的損失就越大。天然石墨的高溫提純目前從設(shè)備、工藝技術(shù)上還不是很成熟，需要加大開發(fā)力度。石墨的高溫煅燒提純?nèi)秉c(diǎn)：煅燒工藝設(shè)備分類：按照煅燒過程中物料在爐中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)固定床靜態(tài)間接加熱煅燒窯：物料放在匣缽中靜態(tài)間接加熱煅燒。隧道窯梭式窯倒焰窯半固定狀態(tài)煅燒窯：與物料接觸部分旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其它部分固定，物料可旋轉(zhuǎn)翻動(dòng)?；剞D(zhuǎn)窯流化態(tài)動(dòng)態(tài)窯：物料在煅燒過程中處于流化狀態(tài)。煅燒工藝設(shè)備分類：按照煅燒過程中物料在爐中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)隧道窯用于高嶺土煅燒的隧道窯，主要是沿襲陶瓷工業(yè)而來，長度略短些，是一種連續(xù)性窯爐。窯道截面小，一般窯內(nèi)溫差較小，產(chǎn)品燒成質(zhì)量均勻，操作管理方便，煅燒溫度在1400℃以下。燃燒用煤或油作熱源時(shí)，采用隔焰式，避免污染；用煤氣或電作熱源可采用明焰式。隧道窯用于高嶺土煅燒的隧道窯，主要是沿襲陶瓷工業(yè)而來，長度略ATunnelkilnandkilncarlinedwithrefractoriesfromShinagawaRefractoriesAustralasiaATunnelkilnandkilncarlin隧道窯insidetunnelkilnbrickinsidekiln隧道窯insidetunnelkilnbrickin隧道窯推板式隧道窯：采用耐火質(zhì)推板輸送裝有粉體的匣缽，入窯燒成連續(xù)完成。窯車式隧道窯：由相連接的窯車沿軌道用頂推機(jī)推移前進(jìn)，構(gòu)成可動(dòng)窯底。將高嶺土裝入匣缽，堆碼在窯車臺(tái)上，經(jīng)預(yù)熱、燒成、冷卻后出窯。隧道窯推板式隧道窯：采用耐火質(zhì)推板輸送裝有粉體的匣缽，入窯燒Crosssectionoftunnelkiln(adaptedfromRhodes1981,81)

Crosssectionoftunnelkiln(隧道窯Timelineofkilndevelopment

隧道窯Timelineofkilndevelopmen倒焰窯高嶺土煅燒用倒焰窯，也是參照陶瓷工業(yè)的設(shè)備，同梭式窯為一類，同為間歇式煅燒窯。倒焰窯的結(jié)構(gòu)窯體燃燒設(shè)備通風(fēng)設(shè)備倒焰窯高嶺土煅燒用倒焰窯，也是參照陶瓷工業(yè)的設(shè)備，同梭式窯為倒焰窯工作流程圖1---窯室；2---燃燒室；3---灰坑；4---窯底吸火孔；5---支煙道；6---主煙道；7---擋火墻；8---窯墻；9---窯頂；10---噴火孔倒焰窯工作流程圖工作原理：將煤加入燃燒室的爐柵上，一次空氣由灰坑穿過爐柵，經(jīng)過煤層與煤燃燒。燃燒產(chǎn)物從擋火墻和窯墻所圍成的噴火口噴到窯頂，再從窯頂經(jīng)過窯內(nèi)的高嶺土匣缽倒流至窯底，最后由吸火孔、支煙道及主煙道向煙囪排出。倒焰窯工作流程圖1---窯室；2---燃燒室；3---灰坑；4---窯底吸火孔；5---支煙道；6---主煙道；7---擋火墻；8---窯墻；9---窯頂；10---噴火孔工作原理：將煤加入燃燒室的爐柵上，一次空氣由灰坑穿過爐柵，經(jīng)倒焰窯由于火焰在窯內(nèi)是自窯頂?shù)瓜蚋G底流動(dòng)，根據(jù)垂直方向氣流法則，窯內(nèi)溫度分布會(huì)自動(dòng)達(dá)到均勻，煅燒高嶺土質(zhì)量比較穩(wěn)定。特點(diǎn)：生產(chǎn)能力不大，勞動(dòng)強(qiáng)度大，燒成制度較靈活，操作簡單，技術(shù)易于掌握。倒焰窯由于火焰在窯內(nèi)是自窯頂?shù)瓜蚋G底流動(dòng)，根據(jù)垂直方向氣流法梭式窯梭式窯：一種改進(jìn)型的窯車式倒焰窯，結(jié)構(gòu)與矩形倒焰窯基本相同，它發(fā)揮了倒焰窯的優(yōu)點(diǎn)，克服了倒焰窯的不足，是國內(nèi)近十年來發(fā)展最為迅速的窯型之一。它以窯車做窯底，也稱車底式倒焰窯；因窯車從窯的一端進(jìn)出也稱抽屜窯。梭式窯梭式窯：一種改進(jìn)型的窯車式倒焰窯，結(jié)構(gòu)與矩形倒焰窯基本梭式窯西安惠爾機(jī)械制造有限公司梭式窯西安惠爾機(jī)械制造有限公司梭式窯梭式窯采用高速調(diào)溫?zé)?，?yīng)用高溫輕質(zhì)隔熱材料砌窯，煅燒操作可自動(dòng)控制。窯車數(shù)可視窯的容積而定，小則一二輛，大則三四輛。梭式窯梭式窯采用高速調(diào)溫?zé)?，?yīng)用高溫輕質(zhì)隔熱材料砌窯，煅燒梭式窯結(jié)構(gòu)示意圖1---窯室；2---窯墻；3---窯頂；4---燒嘴；5---升降窯門；6---支煙道；7---窯車；8---軌道梭式窯結(jié)構(gòu)示意圖燒嘴安設(shè)在兩側(cè)窯墻上，并且視室的高矮設(shè)置一層或數(shù)層燒嘴，窯底用耐火材料砌筑在窯車鋼架結(jié)構(gòu)上。窯底吸火孔支煙道設(shè)在窯車上面，并且和窯墻下部的煙道相連接。利用牽引設(shè)備使裝制品的窯車在窯室底部軌道上移動(dòng)，窯車之間及窯車與窯墻之間設(shè)有曲封和砂封。梭式窯結(jié)構(gòu)示意圖1---窯室；2---窯墻；3---窯頂；4---燒嘴；5---升降窯門；6---支煙道；7---窯車；8---軌道燒嘴安設(shè)在兩側(cè)窯墻上，并且視室的高矮設(shè)置一層或數(shù)層燒嘴，窯底梭式窯為了避免每次封閉拆卸窯門，窯門可固定砌筑在窯車一端上，隨窯車的推入或拉出而起封閉或開啟作用。進(jìn)行升溫煅燒，待高嶺土煅燒好后，冷卻至一定溫度，從窯門拉出窯車。物料可在窯外裝、卸，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作，大大地改善了勞動(dòng)條件和減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。梭式窯為了避免每次封閉拆卸窯門，窯門可固定砌筑在窯車一端上，回轉(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)窯，也叫旋窯。分為直焰式和間接加熱式回轉(zhuǎn)窯。在直焰式回轉(zhuǎn)窯中，物料與煙氣或燃燒產(chǎn)物直接接觸，燃料多為重油或煤氣。在間接加熱式回轉(zhuǎn)窯中，物料和燃燒產(chǎn)物被內(nèi)層筒壁隔開，物料靠筒壁傳熱而升溫煅燒，燃料為重油、煤氣、煤等。用于高嶺土煅燒的回轉(zhuǎn)窯多為間接加熱回轉(zhuǎn)窯。回轉(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)窯，也叫旋窯。分為直焰式和間接加熱式回轉(zhuǎn)窯?；剞D(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)窯燃燒氣體以逆流方式由燃燒室進(jìn)入煅燒爐。高嶺土由高端尾喂料機(jī)給入，借助于筒體的斜度和旋轉(zhuǎn)，窯內(nèi)物料一面沿周向翻滾，一面沿軸向移動(dòng)。隨物料的前移，將逐步進(jìn)入預(yù)熱、煅燒、冷卻各段。熱氣與物料運(yùn)動(dòng)方向相反，物料進(jìn)入煅燒端后溫度達(dá)最高，高嶺土中碳質(zhì)與從窯頭輸入的空氣相作用脫碳，隨脫羥和結(jié)構(gòu)變化而完成煅燒。煅燒完成后，物料繼續(xù)前進(jìn)至冷卻段，冷卻后收集。燃燒氣體以逆流方式由燃燒室進(jìn)入煅燒爐?；剞D(zhuǎn)窯特點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，可采用計(jì)算機(jī)控制，機(jī)械化自動(dòng)化程度高，產(chǎn)量大。采用隔焰動(dòng)態(tài)煅燒，熱效率高，熱量傳遞迅速，煅燒溫度均勻，產(chǎn)品白度高，質(zhì)量均勻穩(wěn)定。缺點(diǎn)：設(shè)備投資大，操作較復(fù)雜。我國山西金洋公司采用英國回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)煤系煅燒高嶺土。回轉(zhuǎn)窯特點(diǎn)：回轉(zhuǎn)窯應(yīng)用領(lǐng)域建材冶金化工環(huán)?；剞D(zhuǎn)窯應(yīng)用領(lǐng)域立窯立窯：設(shè)備本身為靜態(tài)，而高嶺土的煅燒過程為動(dòng)態(tài)的煅燒窯爐。立窯立窯：設(shè)備本身為靜態(tài)，而高嶺土的煅燒過程為動(dòng)態(tài)的煅燒窯爐立窯立窯的整個(gè)窯身豎直安裝，在垂直方向上分為預(yù)熱段、燒成段、冷卻段。物料自上部給入，沿曲型導(dǎo)管自流而下，燃燒裝置產(chǎn)生的熱能或燃燒產(chǎn)物則由底部給入流向上方，和物料運(yùn)行方向相反。物料在與熱能交換過程中，完成了預(yù)熱、燒成和冷卻過程，從底部排出。立窯立窯的整個(gè)窯身豎直安裝，在垂直方向上分為預(yù)熱段、燒成段、立窯立窯立窯立窯屬隔焰煅燒，燃料主要為煤氣、煤、油等。在整個(gè)煅燒過程中，物料始終處于自流動(dòng)狀態(tài)，有利于熱傳遞和充分煅燒，熱效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，不易產(chǎn)生二次污染等。目前美國多采用立窯生產(chǎn)煅燒高嶺土。立窯立窯屬隔焰煅燒，燃料主要為煤氣、煤、油等。流化床流化床：屬于動(dòng)態(tài)煅燒，是將超細(xì)粉碎的煤系高嶺土加入流化床中，然后高速通入流化介質(zhì)(預(yù)熱的空氣)，使高嶺土呈現(xiàn)沸騰的流態(tài)化狀態(tài)，并與床壁進(jìn)行充分的熱交換，完成煅燒工藝。類似于例如電廠的燃燒窯爐。優(yōu)點(diǎn)：熱效率高，能耗低，煅燒過程中物料不易聚集。缺點(diǎn)：煅燒設(shè)備復(fù)雜，投資較大。流化床流化床：屬于動(dòng)態(tài)煅燒，是將超細(xì)粉碎的煤系高嶺土加入流化焙燒煅燒法教程課件思考題非金屬礦煅燒的目的有哪些？請舉例說明。高嶺土的煅燒產(chǎn)品有哪些？各自有什么特點(diǎn)和用途？石墨的化學(xué)選礦方法有哪幾種？一般在什么條件下使用？高嶺土先磨后燒和先燒后磨工藝各自有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？非金屬礦煅燒常用的設(shè)備有哪些？各自的特點(diǎn)是什么？思考題非金屬礦煅燒的目的有哪些？請舉例說明?；瘜W(xué)漂白法概述氧化漂白法還原漂白法氧化-還原聯(lián)合漂白法化學(xué)漂白法概述氧化漂白法FeS2+NaClO→Fe2++SO42-+Na++Cl-氧化漂白法連二亞硫酸鈉漂白法Fe2O3+Na2S2O4+H2SO4=Na2SO4+2FeSO3+H2O連二亞硫酸鈉漂白法化學(xué)選礦概述浸出法化學(xué)漂白法煅燒法化學(xué)選礦概述煅燒法概述煅燒方法煅燒工藝煅燒工藝設(shè)備煅燒法概述概述非金屬礦煅燒的目的：脫除雜質(zhì)，提高產(chǎn)品的純度和白度脫除碳質(zhì)、有機(jī)物脫除硫化物改變礦物現(xiàn)狀，有利于下一道工序的進(jìn)行石英巖的煅燒和急冷——有利于超細(xì)磨礦的進(jìn)行概述非金屬礦煅燒的目的：概述脫除非金屬礦物中所含的結(jié)合水（羥基），破壞礦物的晶體結(jié)構(gòu)，提高煅燒產(chǎn)品的空隙體積、化學(xué)反應(yīng)活性，改變物理化學(xué)性能。高嶺土——偏高嶺土、硅鋁尖晶石、莫來石石膏——半水石膏、硬石膏鋁土礦——氧化鋁概述脫除非金屬礦物中所含的結(jié)合水（羥基），破壞礦物的晶體結(jié)構(gòu)概述偏高嶺土結(jié)構(gòu)示意圖○—硅●—鋁o—氧·—層面上的氧氧鋁硅羥基高嶺石的晶體結(jié)構(gòu)概述偏高嶺土結(jié)構(gòu)示意圖氧鋁硅羥基高嶺石的晶體結(jié)構(gòu)概述石膏-生石膏-二水石膏半水石膏-熟石膏-建筑石膏加水后調(diào)制成的漿狀物會(huì)逐漸凝固成硬塊。放熱—體積膨脹—多孔材料—隔熱、隔音硬石膏-無水石膏Ca[SO4].2H2OCa[SO4].1/2H2OCa[SO4]

石膏半水石膏硬石膏80-120℃150℃概述石膏-生石膏-二水石膏Ca[SO4].2H2O高嶺土的煅燒我國的煤系高嶺土貯量大，質(zhì)量好，分布廣，幾乎大型煤礦都伴有或共生高嶺土。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，已探明貯量16.73億噸（遠(yuǎn)景貯量達(dá)100多億噸），占世界高嶺土已探明貯量的10%左右，且原礦質(zhì)量好，產(chǎn)出率高。高嶺土的煅燒我國的煤系高嶺土貯量大，質(zhì)量好，分布廣，幾乎大型高嶺土的煅燒煤系高嶺土的特點(diǎn)：由于與煤伴生，高嶺巖在生成過程中，有機(jī)質(zhì)直接滲入高嶺土，并在一定溫壓下，有機(jī)質(zhì)逐漸轉(zhuǎn)變成固定碳，存在于高嶺土結(jié)晶間隙中，使煤系高嶺土呈現(xiàn)灰黑鉗子色或灰白色。為了消除碳的影響，可用氧化漂白法來提高白度，如雙氧水、過氧化鈉、次氯酸鈉、臭氧等氧化劑，其白度只能提高到80%左右。用連二亞硫酸鈉還原也只能脫除鐵質(zhì)的影響。高嶺土的煅燒煤系高嶺土的特點(diǎn)：由于與煤伴生，高嶺巖在生成過程高嶺土的煅燒采用高溫氧化煅燒等方法除碳，可提高高嶺土的白度。一般煤系高嶺土經(jīng)煅燒后白度大幅度提高，質(zhì)量較好的礦石，白度可達(dá)90%以上。煅燒除了脫除有機(jī)質(zhì)提高白度外，還能脫除羥基，從而提高最終產(chǎn)品的孔隙體積和活性。高嶺土的煅燒采用高溫氧化煅燒等方法除碳，可提高高嶺土的白度。高嶺土的白度白度是高嶺土工藝性能的主要參數(shù)之一，純度高的高嶺土為白色。自然白度煅燒后的白度對陶瓷原料來說，煅燒后的白度更為重要，煅燒白度越高則質(zhì)量越好。陶瓷工藝規(guī)定烘干105℃為自然白度的分級標(biāo)準(zhǔn)煅燒1300℃為煅燒白度的分級標(biāo)準(zhǔn)高嶺土的白度白度是高嶺土工藝性能的主要參數(shù)之一，純度高的高嶺高嶺土的白度白度可用白度計(jì)測定。白度計(jì)是測量對380-700nm波長光的反射率的裝置。將純BaSO4的反射率定為100%。在此標(biāo)樣參照下其它物料的反射率所占比例即為白度值。實(shí)例：白度90------表示相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)樣反射率的90%。

高嶺土的白度白度可用白度計(jì)測定。高嶺土的煅燒煅燒過程的變化階段：高嶺土在加熱過程中的變化，包括脫水階段和脫水后產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化階段。脫水階段：100~110℃，脫除吸附水；550℃左右開始脫除晶格水，生成偏高嶺石：Al2O3.2SiO2.2H2O→Al2O3.2SiO2+2H2O

偏高嶺石高嶺土脫除結(jié)晶水是一個(gè)緩慢的過程，直到1000℃左右，晶格水才脫除完畢。高嶺土的煅燒煅燒過程的變化階段：高嶺土在加熱過程中的變化，包高嶺土的煅燒脫水產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化階段：脫水后產(chǎn)物接著轉(zhuǎn)化的起始溫度是950℃左右，構(gòu)成鋁硅尖晶石新的結(jié)構(gòu)。反應(yīng)式為：2(Al2O3.2SiO2)→2Al2O3.3SiO2+SiO2

硅尖晶石1050-1100℃開始轉(zhuǎn)化為似莫來石，反應(yīng)式如下：2Al2O3.3SiO2→2（Al2O3.SiO2）+SiO2

似莫來石1300~1525℃生成莫來石，反應(yīng)式如下：3（Al2O3.SiO2）→3Al2O3.2SiO2+SiO2

莫來石高嶺土的煅燒脫水產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化階段：脫水后產(chǎn)物接著轉(zhuǎn)化的起始溫度高嶺土的煅燒650℃溫度以下脫羥基煅燒的高嶺土特點(diǎn)：具有優(yōu)良的電性能用途：電纜絕緣層的電性能改良劑，或用于橡膠制品及橡膠密封材料的填料要求：這種煅燒高嶺土除脫羥基要求完全外，對白度、活性要求不太嚴(yán)格。高嶺土的煅燒650℃溫度以下脫羥基煅燒的高嶺土高嶺土的煅燒700-860℃煅燒的高嶺土特點(diǎn)：高嶺石的層狀晶體結(jié)構(gòu)遭到破壞，在層間形成多孔結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大了吸附能力及比表面積，活性好用途：制備合成沸石、農(nóng)藥載體或催化劑載體等。要求：除了對產(chǎn)品有較高白度要求外，對產(chǎn)品活性、細(xì)度及鋁硅比亦有要求。高嶺土的煅燒700-860℃煅燒的高嶺土高嶺土的煅燒高嶺土煅燒溫度進(jìn)一步高至950~1050℃后，分為兩種：950℃以下------不完全煅燒1050℃以下------完全煅燒特點(diǎn)：前者活性好于后者，但白度較后者差，后者具有更高的白度和亮度、吸油值高、比表面積大、遮蓋率好。用途：作紙張?zhí)盍暇哂辛己玫墓鈱W(xué)性能，可部分（表面改性后）代替鈦白粉。高嶺土的煅燒高嶺土煅燒溫度進(jìn)一步高至950~1050℃后，高嶺土的煅燒1300~1525℃煅燒的高嶺土特點(diǎn)：高嶺石晶體發(fā)生相變，形成莫來石，耐磨性、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性好。其耐火度大于1770℃，莫氏硬度7~8。用途：可作為耐火材料或耐火制品的填料、陶瓷窯具等材料。高嶺土的煅燒1300~1525℃煅燒的高嶺土高嶺土的煅燒高嶺土的煅燒工藝工藝一：先煅燒，后超細(xì)粉磨a.原料→干式磨礦（325目或1250目）→煅燒→濕式超細(xì)磨（-2μm）→干燥→打散→產(chǎn)品b.原料→干式磨礦（325目或1250目）→煅燒→干式超細(xì)磨（-10μm）→產(chǎn)品高嶺土的煅燒高嶺土的煅燒工藝高嶺土的煅燒先燒后磨工藝的優(yōu)點(diǎn)可保證合格的粒度。工藝流程相對簡單。先燒后磨的不足之處硬度高，球耗增加。煅燒作業(yè)后的再磨使產(chǎn)品白度比先磨后燒工藝低1~3%，因此要求礦石質(zhì)量較高。高嶺土的煅燒先燒后磨工藝的優(yōu)點(diǎn)高嶺土的煅燒工藝二：先超細(xì)磨后煅燒a.原料→干式磨礦（325目）→濕式超細(xì)磨（-2μm）→干燥→打散→煅燒→打散→產(chǎn)品b.原料→干式磨礦（325目）→濕式超細(xì)磨（600~800目）→精選→濕式超細(xì)磨（-2μm）→干燥→煅燒→打散→產(chǎn)品高嶺土的煅燒工藝二：先超細(xì)磨后煅燒高嶺土的煅燒先磨后燒工藝的優(yōu)點(diǎn)可獲得白度較高的產(chǎn)品。因?yàn)槲⒚准壛６褥褵耆?，而且氧化鐵可用增白劑在煅燒作業(yè)中還原增白。原礦的硬度較低，超微細(xì)磨中球耗較低。先磨后燒存在的問題磨礦濃度較低，所需設(shè)備臺(tái)數(shù)較多。煅燒后微細(xì)的顆粒易粘結(jié)，使原本已合格的粒度變粗。為保證合格的粒度要求，還需要再進(jìn)行超細(xì)磨礦、干燥，從而使工藝復(fù)雜化。高嶺土的煅燒先磨后燒工藝的優(yōu)點(diǎn)高嶺土的煅燒影響因素原料品質(zhì)原料粒度煅燒溫度煅燒方法升溫速度與恒溫時(shí)間添加劑的選擇煅燒氣氛的控制高嶺土的煅燒影響因素石墨的高溫煅燒提純原理：石墨能耐高溫，具有較高的升華點(diǎn)（3652--3697℃）。將石墨通過惰性氣體和氟利昂的純化爐中加熱至2300-3000℃，維持近1h，就可因低沸點(diǎn)的雜質(zhì)蒸發(fā)而提純。適用范圍：生產(chǎn)高純石墨應(yīng)用：主要用于半導(dǎo)體、高純石墨制品和光譜電極等。石墨的高溫煅燒提純原理：石墨能耐高溫，具有較高的升華點(diǎn)（36石墨的高溫煅燒提純優(yōu)點(diǎn)：可以使石墨達(dá)到很高的純度，99.9%、99.99%，甚至99.999%，而且污染也少。雜質(zhì)氣體不是實(shí)際意義上的大氣，這些氣體遇冷馬上凝固成粉狀，而且都是納米級的超細(xì)粉。這些灰分都可以回收，因?yàn)椴煌煞值幕曳帜Y(jié)溫度不一樣。石墨的高溫煅燒提純優(yōu)點(diǎn)：石墨的高溫煅燒提純?nèi)秉c(diǎn)：要加溫到3000℃需要很大功率，比較耗能；生產(chǎn)規(guī)模受到限制；電爐加熱技術(shù)要求嚴(yán)格：隔絕空氣，否則石墨在熱空氣中升溫至450℃時(shí)就開始被氧化，溫度越高，石墨的損失就越大。天然石墨的高溫提純目前從設(shè)備、工藝技術(shù)上還不是很成熟，需要加大開發(fā)力度。石墨的高溫煅燒提純?nèi)秉c(diǎn)：煅燒工藝設(shè)備分類：按照煅燒過程中物料在爐中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)固定床靜態(tài)間接加熱煅燒窯：物料放在匣缽中靜態(tài)間接加熱煅燒。隧道窯梭式窯倒焰窯半固定狀態(tài)煅燒窯：與物料接觸部分旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其它部分固定，物料可旋轉(zhuǎn)翻動(dòng)?；剞D(zhuǎn)窯流化態(tài)動(dòng)態(tài)窯：物料在煅燒過程中處于流化狀態(tài)。煅燒工藝設(shè)備分類：按照煅燒過程中物料在爐中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)隧道窯用于高嶺土煅燒的隧道窯，主要是沿襲陶瓷工業(yè)而來，長度略短些，是一種連續(xù)性窯爐。窯道截面小，一般窯內(nèi)溫差較小，產(chǎn)品燒成質(zhì)量均勻，操作管理方便，煅燒溫度在1400℃以下。燃燒用煤或油作熱源時(shí)，采用隔焰式，避免污染；用煤氣或電作熱源可采用明焰式。隧道窯用于高嶺土煅燒的隧道窯，主要是沿襲陶瓷工業(yè)而來，長度略ATunnelkilnandkilncarlinedwithrefractoriesfromShinagawaRefractoriesAustralasiaATunnelkilnandkilncarlin隧道窯insidetunnelkilnbrickinsidekiln隧道窯insidetunnelkilnbrickin隧道窯推板式隧道窯：采用耐火質(zhì)推板輸送裝有粉體的匣缽，入窯燒成連續(xù)完成。窯車式隧道窯：由相連接的窯車沿軌道用頂推機(jī)推移前進(jìn)，構(gòu)成可動(dòng)窯底。將高嶺土裝入匣缽，堆碼在窯車臺(tái)上，經(jīng)預(yù)熱、燒成、冷卻后出窯。隧道窯推板式隧道窯：采用耐火質(zhì)推板輸送裝有粉體的匣缽，入窯燒Crosssectionoftunnelkiln(adaptedfromRhodes1981,81)

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隧道窯Timelineofkilndevelopmen倒焰窯高嶺土煅燒用倒焰窯，也是參照陶瓷工業(yè)的設(shè)備，同梭式窯為一類，同為間歇式煅燒窯。倒焰窯的結(jié)構(gòu)窯體燃燒設(shè)備通風(fēng)設(shè)備倒焰窯高嶺土煅燒用倒焰窯，也是參照陶瓷工業(yè)的設(shè)備，同梭式窯為倒焰窯工作流程圖1---窯室；2---燃燒室；3---灰坑；4---窯底吸火孔；5---支煙道；6---主煙道；7---擋火墻；8---窯墻；9---窯頂；10---噴火孔倒焰窯工作流程圖工作原理：將煤加入燃燒室的爐柵上，一次空氣由灰坑穿過爐柵，經(jīng)過煤層與煤燃燒。燃燒產(chǎn)物從擋火墻和窯墻所圍成的噴火口噴到窯頂，再從窯頂經(jīng)過窯內(nèi)的高嶺土匣缽倒流至窯底，最后由吸火孔、支煙道及主煙道向煙囪排出。倒焰窯工作流程圖1---窯室；2---燃燒室；3---灰坑；4---窯底吸火孔；5---支煙道；6---主煙道；7---擋火墻；8---窯墻；9---窯頂；10---噴火孔工作原理：將煤加入燃燒室的爐柵上，一次空氣由灰坑穿過爐柵，經(jīng)倒焰窯由于火焰在窯內(nèi)是自窯頂?shù)瓜蚋G底流動(dòng)，根據(jù)垂直方向氣流法則，窯內(nèi)溫度分布會(huì)自動(dòng)達(dá)到均勻，煅燒高嶺土質(zhì)量比較穩(wěn)定。特點(diǎn)：生產(chǎn)能力不大，勞動(dòng)強(qiáng)度大，燒成制度較靈活，操作簡單，技術(shù)易于掌握。倒焰窯由于火焰在窯內(nèi)是自窯頂?shù)瓜蚋G底流動(dòng)，根據(jù)垂直方向氣流法梭式窯梭式窯：一種改進(jìn)型的窯車式倒焰窯，結(jié)構(gòu)與矩形倒焰窯基本相同，它發(fā)揮了倒焰窯的優(yōu)點(diǎn)，克服了倒焰窯的不足，是國內(nèi)近十年來發(fā)展最為迅速的窯型之一。它以窯車做窯底，也稱車底式倒焰窯；因窯車從窯的一端進(jìn)出也稱抽屜窯。梭式窯梭式窯：一種改進(jìn)型的窯車式倒焰窯，結(jié)構(gòu)與矩形倒焰窯基本梭式窯西安惠爾機(jī)械制造有限公司梭式窯西安惠爾機(jī)械制造有限公司梭式窯梭式窯采用高速調(diào)溫?zé)欤瑧?yīng)用高溫輕質(zhì)隔熱材料砌窯，煅燒操作可自動(dòng)控制。窯車數(shù)可視窯的容積而定，小則一二輛，大則三四輛。梭式窯梭式窯采用高速調(diào)溫?zé)欤瑧?yīng)用高溫輕質(zhì)隔熱材料砌窯，煅燒梭式窯結(jié)構(gòu)示意圖1---窯室；2---窯墻；3---窯頂；4---燒嘴；5---升降窯門；6---支煙道；7---窯車；8---軌道梭式窯結(jié)構(gòu)示意圖燒嘴安設(shè)在兩側(cè)窯墻上，并且視室的高矮設(shè)置一層或數(shù)層燒嘴，窯底用耐火材料砌筑在窯車鋼架結(jié)構(gòu)上。窯底吸火孔支煙道設(shè)在窯車上面，并且和窯墻下部的煙道相連接。利用牽引設(shè)備使裝制品的窯車在窯室底部軌道上移動(dòng)，窯車之間及窯車與窯墻之間設(shè)有曲封和砂封。梭式窯結(jié)構(gòu)示意圖1---窯室；2---窯墻；3--