影响活性石灰活性度因素的分析与探讨

影响活性石灰活性度因素的分析与探讨

曹文彬

宝钢湛江钢铁有限公司 广东湛江 524072

摘要：高活性度的石灰能明显提升产乳率。以获得高活性度石灰为主要目的，探讨了石灰在各个煅烧温度，不同升温方式及不同粒度分布后的活性，并检测其消化温度，同时，运用激光粒度仪和扫描电镜对石灰消化物质进行了表征，发现石灰消化物质具有很高的纯净度。研究结果显示：过高的煅烧温度，较长的煅烧时间与石灰粒度的提高均也会引起石灰活性的降低，从而使消化时间延长，消化产物的颗粒物增大。实验认为：1000°C隔热保温2 h煅烧所得到的石灰具备更高消化活性，粒径区段为0.075~0.106 mm石灰活性高过0.106~0.150 mm石灰。

关键词：石灰；消化；活性度高

石灰作为基础化工原料广泛运用于钢铁冶金，碳化钙工业生产，造纸行业，制糖业，制碱，水产业，农业和环保工业上。石灰是中活性石灰时易比表面和孔隙率比较大，可以提高消化化学反应速率，可能会导致高效液相Ca（OH）2,OH－的浓度值剧增，从而提升水溶液过饱和度和消化物质碳酸钠晶核产生速度，制备高渗透性固体碳酸钠。依据高活性度石灰在配置高活性石灰乳中起到决定性作用，为了保证所配置石灰活性更大化和提高石灰作原材料产品品质，所以进行石灰活性研究工作。测量CaO活性其实就是CaO消化时温升速率，这是表明生石灰水化反应速度快慢的重要标志。这是由于温度升高的速度与幅度同石灰活性有密切相关的联系：企业时间内温度愈高消化时间愈短说明石灰活性愈强；石灰反应充分时温度速率为0。所以，对石灰活性测量一般都是根据单位时间水化温度来实现。该石灰活性测定法简单易行，适宜工业化生产。

1石灰活性度检验

1.1界定石灰活性度

活性石灰一般指特性开朗，反应力和溶解水平很强的煅烧石灰。该石灰孔隙率达到50%之上，呈蜂窝状，具有一定抗压强度，表观密度小（1.5~1.7g/cm3），比表面积（1.0~1.5m2/g），石灰晶体细微。

石灰活性度体现石灰对于其他化学物质反应力大小，这是调查石灰品质的好与坏关键标示之一，都是体现石灰水化反应速度水平的标示。生产制造业常见检验标准的定义是：用中和石灰消化过程中Ca（OH）2耗费4mol/L硫酸mL数在充裕期限内来描述。

1.2明确石灰活性度

石灰活性度一般按中华人民共和国专业标准、冶金石灰物理学检测法来决定。其测试方法是取50g粒度1~5mm石灰试件放置配有2L40°C双蒸水大烧瓶内，经玻璃管搅拌后滴入酚酞指示剂1g·L-1，溶液颜色发红；运行拌和仪在300r/min速率下拌和并运行计时，应用浓度值4mol·L-1硫酸滴定管直到红消失之后立刻终止滴定管；红再展现后，持续滴硫酸至红再消退才行，那样反复开展。纪录用时需损耗硫酸mL数则石灰活性度。

氢氧化钙作为活性石灰的主要成分归属于碱性氧化物。空气中的活性石灰有如下（1）、（2）两种关键反应机理。式（1）中Ca（OH）2释放出来很多热，腐蚀强；式（2）CaCO3为粉状，为煅烧活性石灰逆反应物质。

Cao+H2O=Ca(OH)2(1)

CaO+CO2→CaCO3(2)

从反应原理来看，活性石灰具备环境湿度敏感度与空气多变性的特征。非常容易与空气中的二氧化碳、水产生化学变化，从而转化成扎实的碳酸氢钙、碳酸钠等。

所以全部滴定管环节中需要不断用硫酸将刚消化时产生的Ca（OH）2立即中合至水溶液中性化，只此测出的硫酸使用量即是石灰活性度。

酚酞的酸性溶液，为没有颜色内酯式，碱性溶液为鲜红色醌式。随水溶液偏碱不一样，两种构造可互相变换，为可逆过程。酚酞表现出了pH处于8.0~10.0中间红色。但强碱性溶液环境下酚酞从鲜红色醌式向没有颜色羧酸盐式变化，且伴随着OH－浓度提升，变化速率提升，且产生的没有颜色羧酸盐式不会再向鲜红色醌式变化。即鲜红色在强碱性溶液中一旦消退，乃至滴酸时水溶液pH值降至8.0~10.0后仍看不出红，若滴定管时酚酞彻底变为没有颜色羧酸盐式，往往会危害活性度测量结论。

2石灰活性影响因素分析

因煅烧设备和煅烧标准及其白云石，燃料种类等因素，所烧石灰有轻烧石灰、中烧石灰、硬烧石灰三种。还可分为活性石灰与非活性石灰两种，一般轻烧的石灰称之为活性石灰。

2.1煅烧设备危害石灰的活性

石灰活性的多少，关键取决于煅烧石灰石所采用的煅烧设备。按工业窑炉的结构类型不一样，石灰窑大致有一般竖窑，并流蓄热式竖窑，套筒规格式竖窑，水泥回转窑和烧开窑。各窑型所产石灰活性度测量获知各石灰活性度差别很大。一般竖窑所产石灰活性度为150~250，用水泥回转窑或烧开窑可制得活性度350乃至400高活性石灰。

2.2白云石种类对石灰活性影响研究

选用A地白云石制取的石灰活性度高，而使用B地白云石制取石灰活性度低。对岩相开展观察可以发现二者主晶相均不规律，而A地白云石主晶相展现方瓦解且生长发育程度较高。但B地白云石发育不全，并有少许分散石英石存有，显而易见石灰活性与其说成分和岩相构成有一定关系。

2.3白云石内残渣对石灰活性影响科学研究

白云石中关键有危害残渣为SiO2,Al2O3,Fe2O3,Na2O,K2O,P和S。这种残渣会到超低温（900°C）时和石灰（CaO）反应并推动CaO颗粒中间的融合进而颗粒结晶体粗壮化。铁，铝等有机物为助熔剂比较厉害，能与石灰产生化学变化产生易熔性硫酸钙，铝酸钙及铁酸钙等。这种熔融的化学物质堵塞石灰表层的微小细孔，减少了石灰的反应力，一定可以阻塞二氧化碳气体排出，进而在中央一些地方形成生烧石灰，更为关键的还是可以与石灰反应并粉细砂成渣块，导致石灰窑窑况混乱，石灰的活性比较严重降低。

2.4燃料在石灰活性中的重要性

石灰窑煅烧石灰常用燃料包含固态，液态，化石燃料等。这几点然料各有之不同类型的特性，都可烧造活性石灰。燃料甲醇因为残渣成分比较多，会让石灰活性产生一定的危害，但从燃料多元化角度来说，燃料甲醇不可或缺，目前我国大部分一般竖窑或是应用燃料甲醇。气体燃料因资源匮乏而基本没有应用。化石燃料非常方便又可以使石灰活性提高，是一种比较最理想的燃料。因为窑型及燃料价格行情等多种因素的差异，石灰窑所采用的燃料亦随变化有所不同。有些石灰窑可烧两种燃料，而有的能够烧一种燃料，还可以与此同时烧两种燃料。

2.5焙烧温度影响石灰活性

焙烧温度对于石灰的活性有显著的影响。取某地区石灰样品，于实验电炉中焙烧，烧后测石灰活性度。

2.6食盐添加剂在石灰中的活性

食用盐是一种很活泼化学元素钠与非金属元素氯混合而成二元化化学物质，它在固体时呈离子型结晶，是一种非常稳定的氯化物，在加温的时候不容易溶解，其熔点801°C，沸点1413°C，具有较高的营养成分。盐添加物被石灰焙烧炉中高温炸碎熔融并蒸发形成NaCl蒸气。NaCl蒸气在转化的石灰粉上吸附并渗入石灰粉与石灰表面上，加速石灰中间位置的分解速度。此外，NaCl蒸气推动CaO纳米微晶向海绵多孔结构状集晶结合体发展汇聚。这类集晶集合体具备强大的孔隙率，比较大的比表面和活性度。因而焙烧石灰时加NaCl对石灰粉活性度具有一定的改善作用。这一效果已经被认证，加上NaCl后石灰分解反应速度与未加上NaCl时会明显差别。

2.7石灰矿的结晶构造是石灰活力探讨的重点

石灰矿自身物理特性，成分等都是石灰活性度高低重要内因。根据实验证明了粗晶构造石灰烧制石灰粉活性度随焙烧温度变化比较灵敏；细晶结构石灰烧石灰时，焙烧温度、焙烧时间等多种因素对石灰粉活性没有影响，石灰活力比较大。

结束语

（1）文中用酸碱滴定法对石灰活性度展开了测量，和国外其他方式比较，酸碱滴定法简单，好用，测量准确度非常高。

（2）影响炼钢石灰粉活性度的因素有很多，煅烧设备，煅烧温度，石灰类别，石灰矿结晶构造及其残渣成分均会影响到石灰活性度，在各种因素中，煅烧设备，煅烧温度等多种因素对石灰活性度影响尤其明显。

（3）石灰焙烧时加入NaCl对石灰活性度有改善效果。

参考文献

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