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)合漂白法氧化漂白法FeS2+NaClO→Fe2++SO42-

+Na+

+Cl-連二亞硫酸鈉漂白法Fe2O3+Na2S2O4+H2SO4=Na2SO4+2FeSO3+H2O化學(xué)選礦概述浸出法化學(xué)漂白法煅燒法煅燒法概述煅燒方法煅燒工藝煅燒工藝設(shè)備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(lái)石石膏——半水石膏、硬石膏鋁土礦——氧化鋁概述偏高嶺土結(jié)構(gòu)示意圖○—硅

●—鋁

o—氧

·—層面上的氧氧

羥基鋁

硅高嶺石的晶體結(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(wú)水石膏Ca[SO4].2H2O石膏Ca[SO4].1/2H2O

Ca[SO4]半水石膏 硬石膏80-120

℃150

℃高嶺土的煅燒我國(guó)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。高嶺土的煅燒煤系高嶺土的特點(diǎn)：由于與煤伴生，高嶺巖在生成過(guò)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(lái)提高白度，如雙氧水、過(guò)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(duì)陶瓷原料來(lái)說(shuō)，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(jí)標(biāo)準(zhǔn)煅燒1300℃為煅燒白度的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)高嶺土的白度白度可用白度計(jì)測(cè)定。白度計(jì)是測(cè)量對(duì)380-700nm波長(zhǎng)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%。高嶺土的煅燒煅燒過(guò)程的變化階段：高嶺土在加熱過(guò)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(guò)程，直到1000℃左右，晶格水才脫除完畢。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(lái)石，反應(yīng)式如下：2Al2O3.3SiO2→2（Al2O3.SiO2）+SiO2似莫來(lái)石1300~1525

℃生成莫來(lái)石，反應(yīng)式如下：3（Al2O3.SiO2）→3Al2O3.2SiO2+SiO2莫來(lái)石高嶺土的煅燒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(duì)白度、活性要求不太嚴(yán)格。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(duì)產(chǎn)品有較高白度要求外，對(duì)產(chǎn)品活性、細(xì)度及鋁硅比亦有要求。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(lái)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(duì)簡(jiǎn)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?jí)粒度煅燒更完全，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(wèn)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石墨的高溫煅燒提純?cè)恚菏苣透邷兀哂休^高的升華點(diǎn)（3652--3697

℃）。將石墨通過(guò)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(jí)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?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。煅燒工藝設(shè)備分類：按照煅燒過(guò)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(guò)程中處于流化狀態(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(lái)，長(zhǎng)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。A

Tunnel

kiln

and

kiln

car

lined

with

refractoriesfrom

Shinagawa

Refractories

Australasia隧道窯inside

tunnel

kilnbrick

inside

kiln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。Cross

section

of

tunnel

kiln

(adapted

from

Rhodes

1981,

81)隧道窯Timeline

of

kiln

development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(guò)爐柵，經(jīng)過(guò)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?gòu)母G頂經(jīng)過(guò)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(jiǎn)單，技術(shù)易于掌握。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(guó)內(nèi)近十年來(lái)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。梭式窯結(jié)構(gòu)示意圖

1---窯室；--窯墻；--窯頂；--燒嘴；--升降窯門；--支煙道；--窯車；--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。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?；剞D(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?；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，