亚洲无码中字_亚洲欧美一级夜夜爽视频_久久都是精品国产_国产麻豆一精品一av一免费

鋁熱法生產(chǎn)金屬鈣如何提高還原效率、產(chǎn)品質(zhì)量與勞動生產(chǎn)率

中南大學(xué)冶金科學(xué)與工程學(xué)院 徐日瑤 周向陽 劉宏專

前言

中國鐵合金網(wǎng)訊：用鋁熱法生產(chǎn)金屬鈣與電解法生產(chǎn)金屬鈣各有長處，而用鋁熱法生產(chǎn)金屬鈣不僅工藝流程短、能耗低、產(chǎn)品質(zhì)量高、環(huán)保條件等都優(yōu)于電解法，是值得發(fā)展的工藝。

一、        鋁熱法生產(chǎn)金屬鈣的理論依據(jù)

用鋁還原氧化鈣，在高溫、高真空條件下可按如下三個反應(yīng)進(jìn)行：

6CaO+2Al=3CaO·Al2O3 +3Ca          (1)

4CaO+2Al=CaO·Al2O3 + 3Ca              (2)

33CaO+14Al=12CaO·7Al2O3 +21Ca      (3)

在高溫、高真空條件下進(jìn)行還原，以哪個反應(yīng)來控制生產(chǎn)，它取決于在相同的真空條件下，反應(yīng)產(chǎn)物的生成溫度與生成速度，反應(yīng)產(chǎn)物的穩(wěn)定性，以及鈣蒸氣從反應(yīng)物中的擴(kuò)散速度。

在真空條件下，用鋁還原煅燒石灰石（即石灰）的特點：

1、還原石灰與還原劑的固體粉末團(tuán)塊的反應(yīng)，是在固—固、固—氣相之間進(jìn)行，兩相之間物質(zhì)的擴(kuò)散速度，將直接影響反應(yīng)速度；

2、還原反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，因而團(tuán)塊的傳熱和團(tuán)塊反應(yīng)層的熱傳導(dǎo)過程，即傳熱速率對總反應(yīng)速率的影響較大；

3、還原反應(yīng)過程中，只有鈣蒸氣向外擴(kuò)散；

4、團(tuán)塊外層部分的還原率比團(tuán)塊內(nèi)層的還原率高，因此可以認(rèn)為還原反應(yīng)是從團(tuán)塊表面逐步向內(nèi)推進(jìn)的，因此反應(yīng)屬于縮核反應(yīng)過程。造成反應(yīng)在界面上進(jìn)行的原因，就是由于鈣蒸氣從團(tuán)塊內(nèi)向外擴(kuò)散的速度以及熱量從外向團(tuán)塊內(nèi)部傳熱速度相互制約的問題�；谶@個原理，鋁熱法生產(chǎn)金屬鈣，就是建立在兩相物質(zhì)的傳熱與給熱速率的關(guān)系上（即能量的動態(tài)平衡），也建立在反應(yīng)產(chǎn)生的鈣的速度與擴(kuò)散傳輸?shù)拟}的速度的關(guān)系上（即質(zhì)量的動態(tài)平衡），當(dāng)解決了反應(yīng)區(qū)內(nèi)能量與質(zhì)量的動態(tài)平衡時，用鋁還原CaO的還原過程，才具有最大的還原效率。

二、原材料質(zhì)量及生產(chǎn)條件的控制

為了提高還原效率、產(chǎn)品質(zhì)量及勞動生產(chǎn)率、用鋁熱法生產(chǎn)鈣時所用的原料及生產(chǎn)條件必須達(dá)到如下要求：

1、              原料的化學(xué)成分：

①石灰石：CaCO3>98％，R2O3+SiO2<2.0％，Na2O+K2O<0.01％，燒損率43～44％；石灰石的礦物結(jié)構(gòu)：結(jié)晶型、細(xì)晶粒巖礦，無解理面，耐磨指數(shù)R1<10％，灰比<1.5％；

②礦化劑：采用金屬氟化物，MeFx>98％，R2O3+SiO2<2％；

③鋁粉：Al>99％

2、      工藝條件：

①石灰石煅燒：煅燒溫度1150～1200℃，石灰石塊度：回轉(zhuǎn)窯15～40mm，豎窯100～250mm。

②爐料細(xì)度：石灰：-0.074mm，鋁粉：-0.83mm，礦化劑：-0.074mm。

③球團(tuán)壓力：國產(chǎn)LYQ對輥壓球機(jī)，工作壓力140～180Kg-f/cm3。

④真空還原：還原溫度1180～1250℃，真空度：3～7Pa，還原時間12～14h。

三、合理的配料

為了降低原材料的消耗、節(jié)能、提高還原效率，還原的爐料必須進(jìn)行合理的配料。

按上述三個還原反應(yīng)的配料式為：

以100kg石灰為計算基礎(chǔ)，石灰中含CaO％，鋁粉中含Al％，礦化劑中含MeFx％，配Al比＝M，礦化劑的配入量為：按 與100Kg石灰量的1～1.5％配入。

按反應(yīng)（1）6Ca+2Al=3Ca·Al2O3+3Ca  計算：

鋁量的理論配入量： =16.0714 ，Kg

鋁量的實際配入量： =16.0714 ×M ，Kg

礦化劑的配入量： = ，Kg

式中，配鋁比（M）按鈣與鋁的市場價格調(diào)整

按反應(yīng)（2）4Cao+2Al=Ca·Al2O3+3Ca  計算：

鋁量的理論配入量： =24.017 ，Kg

鋁量的實際配入量： =24.017 ×M ，Kg

礦化劑的配入量： = ，Kg

按反應(yīng)（3）33Cao+14Al=12Ca·7Al2O3+21Ca  計算：

鋁量的理論配入量： ＝20.455 ，Kg

鋁量的實際配入量： 20.455×M ，Kg

礦化劑的配入量： = ，Kg

將上述計算式中算出的石灰量、鋁量及礦化劑量（Kg）再換算成百分量，即為鋁熱法生產(chǎn)金屬鈣的爐料的配料比，這個配料比是根據(jù)爐料的化學(xué)組分及最合理的配鋁比計算而得的數(shù)值，應(yīng)該說是爐料最佳，最經(jīng)濟(jì)的配料比，在最佳的還原條件下，可獲得較高的還原效率。

四、提升裝備水平、開發(fā)大型生產(chǎn)線、提高產(chǎn)量、提高質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率

    對鋁熱法生產(chǎn)金屬鈣，必須采用節(jié)能型、環(huán)保型、機(jī)械化程度高、并且具有自動檢測的大型設(shè)備，才能提高產(chǎn)、提高勞動生產(chǎn)率，持續(xù)穩(wěn)定的保證金屬鈣的質(zhì)量。

1、石灰石煅燒：

采用Ф2.8/Ф3.2×55～60M的回轉(zhuǎn)窯，以煤氣、焦?fàn)t煤氣或天然氣為熱源，窯頭石灰、窯尾尾氣設(shè)余熱利用裝置（余熱鍋爐或熱交換器預(yù)熱石灰石）。窯尾自動給料，窯頭石灰自動入倉，窯頭、窯尾溫度、壓力、煤氣流量自動記錄。

2、爐料配料與壓球

三種原料（石灰、鋁粉、礦化劑）分別入倉，微機(jī)配料、細(xì)磨混合、入倉、再送入壓球機(jī)成球。

3、球團(tuán)真空熱還原

采用單面、雙排具有48～50只罐的還原爐，將蓄熱燃燒技術(shù)應(yīng)用到鈣還原爐上，可使還原爐大型化發(fā)展，使鋁熱法生產(chǎn)鈣的能耗大大地降低。采用蓄熱燃燒技術(shù)的還原爐，使?fàn)t內(nèi)氣流得到了改善，可以在整個爐寬方向均勻排布燃燒器，使火焰充滿爐膛，從而使?fàn)t膛尺寸大型化，在保證加熱均勻的前提下，加長還原罐，提高單罐產(chǎn)鈣量，從而提高總的鈣產(chǎn)量，提高勞動生產(chǎn)率，提高了冷凝中產(chǎn)出的粗鈣的質(zhì)量，粗鈣的純度可達(dá)到98％左右，雜質(zhì)Al、Mn、Mg的含量較低。

結(jié)束語

鋁熱法生產(chǎn)金屬鈣是一個新興的產(chǎn)業(yè)，用鋁熱法生產(chǎn)鈣，其生產(chǎn)成本、勞動條件、環(huán)保、投資都優(yōu)于電解法，因此用鋁熱法生產(chǎn)金屬鈣，可以取得較大的經(jīng)濟(jì)效益。但是采用鋁熱法生產(chǎn)鈣，在冶煉工業(yè)上仍存在著嚴(yán)重的能源浪費和環(huán)境污染，由于國家在降耗節(jié)能減排方面的力度在逐漸加大，因此，必須從技術(shù)上改變鋁熱法煉鈣工業(yè)的落后局面。遵循鋁熱法煉鈣的理論依據(jù)，重視原料的質(zhì)量，根據(jù)鋁與鈣的市價比，選取最經(jīng)濟(jì)、最合理的配鋁比，按原料的組分，合理的配料，嚴(yán)格控制好生產(chǎn)工藝中的技術(shù)條件、提升裝備水平，開發(fā)大型生產(chǎn)線，尤其是將蓄熱燃燒技術(shù)應(yīng)用到還原爐上，是可以達(dá)到節(jié)能、增產(chǎn)和減排的目的。為了發(fā)展鈣工業(yè)，進(jìn)一步改變鋁熱法煉鈣工業(yè)的落后局面勢在必行。

• [責(zé)任編輯：tianyawei]