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矿业综合
不同工业用途对白云岩及石灰岩矿石质量的要求
2017-08-021082
     (1)冶金用白云岩

冶金用白云岩主要用做耐火材料,只有少部分用做熔剂。耐火材料用白云岩是利用白云石做原料或与其它原料配制成的白云石砖,是一种碱性的耐火材料,常用做炼钢砖炉的炉衬。

白云岩中的酸不溶物会降低其荷重软化点和耐火性能,影响使用寿命,因此应加限制。在炼铁时加入一定量的白云岩,可以稀释炉渣,降低炉渣熔点。从而改善冶炼条件和生铁质量,故冶炼优质铁锰合金和硅质合金时白云岩常为专用炉料。

(2)制陶瓷、制糖、制磷肥、制氮肥用白云岩,目前全国尚无统一的工业要求。可按工业部门对具体矿床提出的工业指标进行评价。

(3)熔剂石灰岩   

 CaO具有中和炉料酸度的作用,与矿石中的杂质结合成渣,从而达到分离金属的目的。一般来讲,它的含量越高效果越好。  

 SiO2、A12O3为主要造渣杂质,含量越高消耗CaO和燃料越大,而且会增加出渣比例,降低炼炉生产能力。在氧化镁含量不高的石灰岩中,一般SiO2与CaO品位是消长关系,其相关系数在0.89—0.96。在CaO≥50%时,每增加1%的CaO,SiO2含量下降0.7—0.8%。  

MgO有降低熔化温度、提高炉渣碱度,利用脱硫、脱磷的作用。但含量过高,则导致炉渣粘度大,流动性差,容易凝固,故冶炼对象不同,对MgO的允许含量应有差别。用于炼铁的,为增强脱硫作用,可采用白云岩化石灰岩(即ZBD60001—85高镁石灰石)CaO+MgO>51%,其中MgO应小于8%;对炼钢用的要求MgO≤3%。 

 S、P是有害杂质,在黑色冶金生产中部分转入钢铁中,影响钢铁质量,故S、P含量越低越好。   

 矿石应具有一定的机械强度,不易形成碎块和粉末,以免影响炉内的透气性和炉料均衡性。一般要求抗压强度大于39226.6KPa(1kgf/cm2=98066.5Pa)。  

  矿石块度要合适,以增加透气性,提高高炉的生产能力。

 (4)化工石灰岩   

①电石石灰岩:CaO是有用组分,它的含量越高对电石生产越有利,烧制的电石质量越好,乙炔(C2H2)发气量越高。

MgO在电石生产中是有害杂质。在电炉内MgO被焦炭还原成金属镁,不但增加电耗和焦耗。降低电石产量,而且由于镁在较低温度下呈气态从炉内逸出,容易重新凝聚在料层里导致料层结壳,造成开弧,在炉面形成明弧高温,影响操作,甚至毁坏炉衬,有时因MgO含量过高,增加炉内压力,有爆炸危险。根据生产经验,石灰岩中MgO每增加1%,则使产品发气量下降10—15%。

SiO2在电炉内被焦炭还原成硅,其中一部分在炉内生成碳化硅,沉淀于炉底,使炉底升高SiO2含量越高,产品发气量越低。

 Fe2O3在电炉中,与一部分SiO2化合成硅酸铁(硅铁)增加能耗,硅酸铁会损坏炉壁铁壳,出炉时会烧坏流料嘴和冷却锅等设备。

 A12O3在电炉内不能全部被焦炭还原成金属铝,一部分混于电石中使电石的质量和流动性降低,出料困难。大部分A12O3与电极直接反应形成硅铁铝的化合物—粘性很大的难熔炉渣,沉积于炉底,腐蚀设备,影响产量;严重时炉眼位置上移,造成操作条件恶化。

P在电炉内能与石灰中的CaO反应,生成磷化钙混于电石中,随电石加水分解而放出磷化氢气体,这是一种剧毒气体,并且遇空气就会自燃使乙炔跟着燃烧,容易引起爆炸。

 S在电炉内与石灰中的CaO反应生成硫化钙混于电石中。当电石加水分解时放出硫化氢气体混在乙炔中,在乙炔燃烧时,硫化氢变成二氧化硫气体,对金属设备有腐蚀作用,并且有害 人体健康。

 块度60—150毫米,也可结合窑型的要求,分级选用。

②制碱石灰岩

CaCO3是有用成分,煅烧时分解为CO2和CaO,CO2被氨盐水吸收,经过中间反应,最后转化为成品Na2CO3,CaO与母液中的NH4Cl反应,回收NH3气。因此要求CaCO3含量越高越好,否则不仅会降低窑气的CO2浓度和石灰中的有效成分,而且会影响设备效率和经济效益。

MgO是矿石中MgCO3煅烧产物之一,它与母液中NH4Cl的反应不如CaO活泼,且增大排渣量。

SiO2、A12O3和Fe2O3等杂质是制碱的有害成份。这些杂质在灰窑中同CaO及窑衬材料化合,形成瘤块,以致造成灰窑操作困难,严重危害生产,破坏设备结构。

石灰岩的块度也是影响碱制生产的一个重要因素,一般要求大小均匀,将矿石块度控制在60—150毫米。

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