菱鎂礦煅燒生產(chǎn)氧化鎂工藝設計

./菱鎂礦生產(chǎn)氧化鎂工藝1.菱鎂礦概況菱鎂礦,又稱菱苦土,是我國優(yōu)勢礦產(chǎn)資源,也是重要的出口礦產(chǎn)品之一,分子式為MgCO3,屬三方晶系,是鎂的碳酸鹽礦物,理論成分為MgO占47.81%、CO2占52.19%,常有鐵、錳替代鎂,但天然菱鎂礦的含鐵量一般不高,是制造堿性鎂質耐火材料和提取金屬鎂的主要原料。菱鎂礦形成于含鎂熱液交代沉積形成的碳酸鹽地層或富含鎂的超基性火成巖經(jīng)熱液蝕變的地層中,在多期變質和多期形變的作用下形成變質層狀菱鎂礦礦床和熱液交代滑石礦床,菱鎂礦受應力作用生成滑石礦,在區(qū)域性熱動力作用下形成兩礦床相間分布的狀態(tài),因此在含鎂熱液交代沉積形成的菱鎂礦中常含有一定量的滑石。因其成礦條件的不同分為:晶質菱鎂礦和非晶質菱鎂礦,見表1。晶質菱鎂石按結晶顆粒大小分為：粗結晶<大于5mm>、中晶質<l-5mm>、細晶質<小于1mm>。隱晶質鎂石的成分一般較純,是由0.001mm的晶粒組成的。表1菱鎂礦的物理性質種類密度<g·cm-3>莫氏硬度光澤條痕顏色形狀晶質玻璃光澤白色白、灰粒狀非晶質4-6暗淡或土狀白色乳白塊狀非晶質菱鎂礦在中國儲量極少,大石橋地區(qū)的菱鎂礦主要是結晶質的。屬于方解石族、三方晶系、解理完全、具有玻璃光澤、呈粒狀或致密塊狀集合體,礦物中常見的雜質有與MgCO3類質同象的鐵和猛的碳酸鹽,硅酸鹽礦物,如滑石<3MgO4SiO2·H2O>、蛇紋石<3MgO·2SiO2·2H2O>和石英<SiO2>及硅酸鹽銀質礦物。由于雜質的存在,使結晶質鎂石的顏色呈灰白色、微帶淺黃色、青灰色、灰褐色及肉紅色等。Ca2+和Mg2+由于陽離子半徑相差過大,不能相互代替,但組成了復化合物CaMg<CO3>2,在其晶體結構中Ca2+和Mg2+相間排列,秩序井然,具有穩(wěn)定的化學性質,形成白云石,菱鎂礦的主要礦物及脈石礦物組成。2.XX菱鎂礦資源現(xiàn)狀菱鎂礦是世界上最重要的耐火原料之一。XX菱鎂礦石的儲量、產(chǎn)量及鎂質耐火材料生產(chǎn)量、出口量均居世界首位。XX菱鎂礦資源主要分布在海城、大石橋、岫巖、鳳城、寬甸、XX等地區(qū),目前已經(jīng)地質勘查的礦區(qū)有12個,保有儲量25.77億t,約占全國總儲量的85%,約占世界總儲量的20%。XX菱鎂礦品位高,雜質少,工業(yè)利用價值高。在已探明的總保有儲量中,LM-46、LM-45品級菱鎂礦儲量占總儲量的一半以上,其中LM-46品級以上的菱鎂礦占總儲量的40%左右。此外,XX省菱鎂礦資源集中,礦床巨大,如海城-大石橋菱鎂礦帶的礦體長50km,寬2～6km,而且埋藏淺,極適合露天大規(guī)模機械化開采；另外,礦帶處于經(jīng)濟發(fā)達的遼南地區(qū)的丘陵地帶,公路、鐵路運輸十分方便。這些有利條件使XX的菱鎂礦采礦業(yè)迅速發(fā)展,并逐漸形成中國乃至世界的菱鎂礦石生產(chǎn)、供應基地。XX現(xiàn)有礦山開采企業(yè)121家,年開采量約1200萬～1500萬t,全部供省內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)使用。目前已開采的菱鎂礦山中,大型菱鎂礦山<儲量≥5000萬t>有4座,中型菱鎂礦山<儲量在1000萬～5000萬t>有9座；從分布情況看,海城地區(qū)33座,大石橋地區(qū)有27座,岫巖地區(qū)有22座,鳳城地區(qū)有10座,寬甸地區(qū)有10座,XX地區(qū)3座,其他地區(qū)零星分布16座小礦山。3.XX地區(qū)菱鎂礦主要產(chǎn)品及生產(chǎn)現(xiàn)狀菱鎂礦石主要用于煅燒輕燒氧化鎂、燒結鎂砂、電熔鎂砂等耐火原料。XX現(xiàn)有各類用于生產(chǎn)耐火原料的煅燒爐窯2771座,其中輕燒窯1367座,重燒窯454座,電熔爐950座。2008年共生產(chǎn)輕燒氧化鎂395萬t,其中出口15.8萬t；生產(chǎn)燒結鎂砂<含中檔鎂砂、高純鎂砂>452萬t；其中出口63.8萬t；生產(chǎn)電熔鎂砂128萬t,其中出口37.4萬t；生產(chǎn)合成鎂砂14萬t,其中出口4萬t。3.1輕燒氧化鎂輕燒氧化鎂是一種十分重要的基礎鎂質原料,所有鎂質深加工產(chǎn)品都必須以它為基礎原料。根據(jù)其化學成分及形狀不同分別應用于壓球制造各種品位的高純鎂砂和中檔鎂砂;與含Al2O3原料合成尖晶石等復合材料;生產(chǎn)電熔鎂砂<耐火級或電工級>;作轉爐脫硫粉劑的基礎原料;作深加工鎂質制品的基礎原料,如輕質MgO、輕質MgCO3等;作鎂肥和菱鎂化工產(chǎn)品的基礎原料。3.2燒結鎂砂燒結鎂砂主要用于低檔鎂磚的生產(chǎn)以及作為補爐料的主體原料。由于采用二、三級菱鎂礦原石,并用豎窯生產(chǎn),產(chǎn)品的價位較低,有一定的市場。該產(chǎn)品生產(chǎn)的主要問題是污染粉塵的排放。3.3中檔鎂砂中檔鎂砂是含MgO約95%<質量分數(shù)>的燒結鎂砂,是采用輕燒氧化鎂粉為原料濕法成球,以焦炭為燃料在豎窯內(nèi)燒結而成的。中檔鎂砂是鎂質制品中一個重要的的鎂砂品種,主要應用于中檔鎂磚、直接結合磚和鎂尖晶石磚,以及一些鎂質不定形耐火材料中。3.4電熔鎂砂由于電熔鎂砂結晶大、致密,是生產(chǎn)煉鋼轉爐、電爐以及精煉鋼包渣線用鎂碳磚不可取代的最佳主體原料,其中,低Fe2O3的大結晶電熔鎂砂又是電器元件中良好的填充絕緣材料。但由于生產(chǎn)電熔鎂砂消耗大量電能,屬國家能源政策限制發(fā)展的產(chǎn)業(yè),其發(fā)展將受到實施分類電價政策的沖擊。3.5高純鎂砂高純鎂砂主要用作生產(chǎn)高級直接結合鎂磚、鎂尖晶石磚的主體原料,同時可取代部分電熔鎂砂作為煉鋼用鎂碳磚的原料以降低成本。根據(jù)生產(chǎn)實踐,高純鎂砂主要分為3個品種,分別為:特優(yōu)級鎂砂,w<MgO>≥97.5%,m<CaO>/m<SiO2>≥2,體積密度≥3.3g·cm-3；優(yōu)級鎂砂,w<MgO>≥97.2%,體積密度≥3.28g·cm-3；普通鎂砂,w<MgO>=96.8%～97.2%,體積密度≥3.25g·cm-3。4菱鎂礦生產(chǎn)氧化鎂主要設備及工藝菱鎂礦煅燒生產(chǎn)氧化鎂對于煅燒所用的礦石,要求其MgO>45%,SiO2<1.2,CaO<1.5%。菱鎂礦煅燒的實質是碳酸鹽的分解：MgCO3=MgO+CO2。菱鎂礦加熱至640℃以上,開始分解為氧化鎂和二氧化碳,在100~1000℃煅燒時,二氧化碳沒有完全逸出,產(chǎn)物為一種粉末狀物質,稱為輕燒鎂〔也稱苛性鎂、煅燒鎂、α-鎂,其化學活性很強,具有高度的膠粘性,易于與水作用生成氫氧化鎂。在1400~1800℃煅燒時,二氧化碳完全逸出,由于再結晶和燒結的發(fā)生,氧化鎂形成方鎂石致密塊體,稱為重燒鎂〔硬燒鎂、死燒鎂、β-鎂,這種重燒鎂具有很高的耐火度。在2500~3000℃將重燒鎂熔融,經(jīng)冷卻凝固發(fā)育成完好的方鎂石晶體,稱為電熔氧化鎂稱為電熔氧化鎂或熔融氧化鎂,高溫煅燒的氧化鎂不易與水和碳酸結合,具有硬度大,抗化學腐蝕性強,電阻率高等特性。由于菱鎂礦的這些煅燒產(chǎn)品具有不同的化學性質和特性,因此用途各不相同。目前,我國生產(chǎn)燒結鎂砂的主要是豎窯,生產(chǎn)輕燒鎂可采用豎窯、回轉窯和隧道窯,生產(chǎn)電熔設備主要是電熔鎂爐。4.1豎窯1.豎窯是一種不轉動的立式煅燒設備。如圖1所示,為豎窯結構示意圖,它的特點是結構簡單,一次投資少,與回轉窯相比,產(chǎn)量低、消耗大、成品活性低。圖1豎窯示意圖1-煙囪2-布料器3-窯爐內(nèi)襯4-氣化冷卻爐襯5-出料器豎窯的窯型可以是直筒窯,也可以是變徑窯。變頸窯可以是直井窯〔即上部小、下部大,或大肚窯〔即上部和下部小、中間大。不管是直井窯還是大肚窯,其高溫帶都在中部。大肚窯的高溫帶在大肚部分,直井窯的高溫帶在冷卻帶和預熱帶之間〔預熱帶占窯總高的50%,冷卻帶占窯總高的25%。按加熱方式來分,可分為外加火室的豎窯〔即側部帶2—4個火室和煤、石分層或煤、石混合的料層燃燒的豎窯。不帶外加火室的豎窯,在豎窯的底部設有進風管或在豎窯的下部設有圍風管。窯內(nèi)煤石分層〔即一層煤、一層石時,這種窯反應帶的溫度能達到1200℃以上,菱鎂礦能徹底分解。外加火室的豎窯采用煙煤作為燃料,這種煤的發(fā)熱值通常在〔25.1~29.3×103KJ/Kg,無煙煤為碎煤,不要塊煤,含水量為10%；焦炭的發(fā)熱值在〔33—35×103KJ/Kg,焦炭粒度在20~40mm。2.工藝過程輕燒粉采用豎窯燒成時,燒成溫度為900～1100℃,上部加礦石,中部燃燒,底部出輕燒粉,由于燒成過程中灼減物揮發(fā),燒成后鎂石失去晶體光澤,變成白色塊狀料。MgCO3在350℃開始分解,550～600℃時,反應激烈,到1000℃時分解完全。但沒有形成燒結,結構變的疏松,無光澤,強度較低,用手即可掰開,但化學活性大,如果需要,輕燒鎂砂可以進行粉磨。采用豎窯生產(chǎn)燒結鎂砂的煅燒工藝分為一步煅燒和兩步煅燒,兩步煅燒是利用一步煅燒的產(chǎn)品進一步煅燒以提高成品氧化鎂含量。一步煅燒生產(chǎn)燒結鎂砂的工藝流程如圖2所示圖2豎窯生產(chǎn)重燒鎂砂工藝流程燒結鎂砂的礦石氧化鎂含量一般>45％,Al2O3+SiO2<4%,菱鎂礦<MgCO3>在350℃開始分解,在1000℃完全分解。生產(chǎn)時,料直接從窯的上口加入,窯的中下部設有鼓風機向窯內(nèi)吹助燃空氣,由于加料的不均勻性,礦石在窯體的不同部位堆積密度不同,氣流上升的過程中在橫截面上會產(chǎn)生風洞,風洞太大可能將熱量帶走,產(chǎn)生欠燒。同時料密實的部位通風差,風洞太小,空氣太少,煤未完全燃燒,燒成溫度低,也可能產(chǎn)生欠燒情況。所以,由于豎窯本身所具有的缺陷決定了燒成的成品料不可能很均勻,因此揀選是生產(chǎn)燒結鎂砂非常重要的工藝,鎂砂的燒結溫度大約為1500℃。4.2回轉窯回轉窯在建材、冶金、化工、環(huán)保等許多生產(chǎn)行業(yè)中,廣泛地使用回轉圓筒設備對固體物料進行機械、物理或化學處理,這種設備被稱為回轉窯,回轉窯的結構如圖3所示?；剞D窯的分類：按照外型分分為變徑回轉窯和通徑回轉窯,按照用途分可以分為水泥回轉窯、陶粒砂回轉窯、高嶺土回轉窯、石灰回轉窯等,按照供能效果不同又分為燃氣回轉窯,燃煤回轉窯,混合燃料回轉窯。圖3回轉窯組成示意圖1-輪帶2-筒體3-大齒圈4-拖輪5-傳動機構6-檔輪7-基礎菱鎂礦通過電磁振動給料器或圓盤給料按生產(chǎn)要求,定量加入窯內(nèi),按回轉窯長度控制好三帶的長度,即冷卻帶占總長的25%、煅燒帶〔即反應帶占總長的25%、預熱帶占總長的50%。礦石加入窯后,在窯氣的預熱下緩慢升溫,以排出其中的水份和有機物,隨著窯的轉動,逐漸向窯頭方向移動,至煅燒帶時,礦石的溫度應達到800℃以上。隨著窯的轉動〔回轉窯的斜度一般為3%左右,轉速控制在0.8～1.5r/min,菱鎂礦被帶至窯內(nèi)徑1/4高度,又隨窯壁滑下,這樣周而復始的運動前移,由窯尾經(jīng)預熱帶到高溫煅燒帶再到冷卻帶,再經(jīng)窯頭落入冷卻機。物料在窯內(nèi)的厚度以5～8cm為宜,不允許在窯內(nèi)出現(xiàn)斷料現(xiàn)象。窯頭控制在微負壓,以防火焰反撲,窯尾負壓控制在29Pa以內(nèi),嚴禁煙囪冒黑煙或白煙。4.3電熔鎂爐電熔鎂爐是生產(chǎn)電熔鎂砂的主要設備,電熔鎂爐整體結構如圖1所示。1變壓器,2短網(wǎng),3電極夾,4電極,5爐殼,6小車,7電弧,8小車圖4電熔鎂爐的原理示意圖電熔鎂爐的結構可以分為兩部分：一部分為電熔鎂爐的基本結構,另一部分為電熔鎂爐的電氣結構。在電熔鎂爐工作過程中,電極的放電部分埋藏于爐料內(nèi)部,從工作原理上,屬于礦熱爐的一種,也稱為埋弧電弧電阻爐,電極末端放電產(chǎn)生電弧,以電弧為熱源。其整體結構主要由變壓器、短網(wǎng)、電極、電極升降裝置、爐體等組成?？刂剖椅挥跔t子旁邊,控制電極的升降。目前的工藝流程分一步和兩步鍛燒熔融法：一步熔融法是以天然菱鎂礦石或提純的菱鎂礦精礦粉為原料在電弧爐中經(jīng)2750℃以上的高溫熔融而成；兩步煅燒熔融法是將菱鎂礦石或提純的菱鎂礦精礦粉,在豎窯或回轉窯內(nèi)經(jīng)1000℃左右輕燒得到輕燒氧化鎂粉,再經(jīng)過細磨,壓坯,最后在電弧爐內(nèi)經(jīng)高溫熔煉制得電熔鎂砂。具體電熔鎂砂生產(chǎn)工藝簡易流程見圖2、圖3.圖2一步法電容鎂砂生產(chǎn)工藝圖3二步法電容鎂砂生產(chǎn)工藝電弧爐熔煉電熔鎂砂的基本工藝過程分為三個階段：起爐、熔化和收尾。先在爐底放一層底料,后放入三根電極。調整電極位置,起弧。起弧后電流穩(wěn)定即可向電極附近加料,其中一部分料由電弧直接熔化,在電極下端形成熔池,一部分料落入熔池熔化,隨著料的投入和熔化,熔池上升。在熔融過程中,要隨熔池上漲而不斷調整電極上升。先前熔化的部分熔體逐漸因爐體散熱降溫而冷凝結晶,在熔池下形成熔坨。爐體內(nèi),靠近爐殼周邊的原料不能熔化,起到保溫作用。隨著熔融時間的延長,熔池上漲,一直升到爐殼上口表面,此時熔融過程結束。停止供電。再用小車將熔煉完畢的電熔鎂坨連同爐體一起拉離開熔融工位,進行自然冷卻。然后出爐,人工破碎、分級,包裝,制成產(chǎn)品。5.目前行業(yè)存在的主要問題1.礦石資源浪費嚴重菱鎂礦資源是一種不可再生和不可缺少的戰(zhàn)略資源。近年來,由于對鎂質原料需求的迅猛增加,鎂礦的開發(fā)與初級原料的開發(fā)速度迅猛增加,使礦山開發(fā)的合理性遭到破壞,原來意義上的特級礦已十分罕見,一級礦緊缺。許多礦山開采沒有正規(guī)的監(jiān)管或者沒有合理的技術支持,許多礦產(chǎn)資源也沒有合理的規(guī)劃就開采,使得天然菱鎂資源的綜合利用率極低,且難以保證質量。由于片面追求利益,很多礦山企業(yè)選擇性開采優(yōu)質礦石,致使大量的中、低品位礦石被廢棄,很多在我國看來相對較差的鎂礦石都未能利用,造成了資源的極大浪費。我國在開發(fā)菱鎂礦的過程中,首先將特級或者一級富礦〔MgO含量大于46%用于生產(chǎn)高純鎂砂或者制備耐火材料,將二、三級菱鎂礦〔MgO含量43%～46%用于制造普通燒結鎂砂、鎂質耐火泥、轉爐濺渣護爐用輕燒氧化鎂球,低品位菱鎂礦被廢棄,造成資源的浪費,還會造成對環(huán)境的污染。2.生產(chǎn)工藝落后,產(chǎn)品品位低,競爭力低。由于缺乏電行業(yè)技術標準和科學的熱工制度,我國煅燒菱鎂礦制備氧化鎂的生產(chǎn)幾乎無章可循,操作隨意。傳統(tǒng)豎窯以"粗放"型生產(chǎn)為主,需要消耗大量的人力資源,產(chǎn)品的質量與操作人員的水平有很大關系,生產(chǎn)中雜質多,成品MgO含量不高。高質量的鎂砂產(chǎn)品無論從數(shù)量還是質量上都不能滿足市場的需要,某些高純度的鎂砂,目前我國依賴于進口。以電熔鎂砂為例,電熔鎂產(chǎn)品價值取決于產(chǎn)品品位,1噸99%純度的鎂砂售價9800元,1噸98.5%純度的鎂砂售價6500元,而普通鎂砂售價還不到2000元。由于我國電熔鎂產(chǎn)品品位低,優(yōu)質品率低,鎂砂99%純度以上的產(chǎn)品幾乎為零,98%的產(chǎn)品約為30%。一方面,鎂資源利用率低,鎂資源嚴重流失；另一方面,電熔鎂產(chǎn)品品味低,加之國內(nèi)外鋼鐵行業(yè)需求大幅度下降,產(chǎn)能已經(jīng)過剩,競爭力低,整個行業(yè)的平均開工率不足三成。特別是,含鎂量45%以下的低品位菱鎂礦石及尾礦,被大量廢棄用作鋪路,鎂資源浪費嚴重。3.能源浪費嚴重。生產(chǎn)工藝的落后不僅造成了生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質量差,也造成能源的巨大浪費。由于燃料燃燒的不充分,豎窯的熱效率僅為26.47%,豎窯排放的煙氣溫度高達230℃以上,大量的熱量隨著濃煙排走,爐窯煅燒后的高純鎂砂溫度在1700℃,普通鎂砂產(chǎn)品高達1600℃,輕燒鎂粉產(chǎn)品溫度高達800℃,上述高溫產(chǎn)品經(jīng)自然冷卻將能量釋放到自然環(huán)境中,每年因顯熱不能回收也浪費巨大的能量。據(jù)2006年統(tǒng)計,XX省電熔鎂企業(yè)的耗電量已高達70億千瓦時,占全省工業(yè)用電總量的6.2%,占XX地區(qū)工業(yè)用電總量的50%以上。隨著電熔鎂產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大,造成嚴重的用電壓力,供需矛盾和電網(wǎng)污染,現(xiàn)有電熔鎂爐平均單耗2900千瓦時以上,比國際先進水平高20%以上,全省電熔鎂行業(yè)多耗電20億千瓦時,折合標準煤80萬噸,電能浪費數(shù)量巨大。4.環(huán)境污染嚴重煅燒菱鎂礦對環(huán)境的污染是眾所周知的,我國鎂砂產(chǎn)業(yè)基本仍在沿用國際上個世紀四五十年代的"粗放"的落后的生產(chǎn)方式。由于傳統(tǒng)豎窯以煤作為燃料,黑煙排放量非常大,在鎂砂生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的含MgO的粉塵和含SO2的煙塵,不僅污染大氣環(huán)境,也使整個生態(tài)環(huán)境下降。電熔鎂生產(chǎn)都是沿用傳統(tǒng)的敞口冶煉方式,即使有除塵設備,也大部分停用,造成粉塵任意擴散,廠區(qū)內(nèi)外烏煙瘴氣,周邊地區(qū)土地沙化十分嚴重,資料表明大石橋市已經(jīng)形成28平方公里的污染帶,每平方公里月降塵量最高竟達120噸。"塵肺"嚴重威脅著當?shù)厝罕姷纳a(chǎn)和生活。6解決問題的方向6.1.整合礦山資源,推廣選礦技術1.采取切實有效的戰(zhàn)略措施,實現(xiàn)我國菱鎂礦資源的可持續(xù)發(fā)展。要為采礦項目的規(guī)劃和實施提供先進的技術支持,加大菱鎂礦資源的綜合開采和利用,認真執(zhí)行"行業(yè)發(fā)展指導目錄",進一步整合開采量30萬t·a-1以上的菱鎂礦山和老礦山,實施規(guī)模開采,集約經(jīng)營,減少開采過程中的資源浪費。做好現(xiàn)有礦區(qū)的詳查,按采礦設計開采,延長礦山的使用壽命。2.加大對菱鎂礦提高利用率方面的科研技術及資金支持,加大對菱鎂礦分選提純的資金投入,這樣不但可以解決優(yōu)質原料的缺乏,也可以提高菱鎂礦的綜合利用率,減少礦產(chǎn)資源的浪費。菱鎂礦石提純的方法有：1>浮選提純生產(chǎn)精礦粉；2>熱選提純,即在生產(chǎn)輕燒MgO粉過程中進行提純；3>輕燒MgO粉水漿提純,即將輕燒MgO粉制成水漿,利用高純水漿中雜質礦相的密度差進行提純；4>化學與磁選提純,它是生產(chǎn)電工級鎂砂時用來除鐵的一種方法。以上原料提純方法,在幾種同時使用時可以達到更好的效果。只有對原礦石進行選礦提純才能生產(chǎn)出高品位的優(yōu)質原料。此外還應加強對浮選尾礦的綜合利用,例如利用尾礦來生產(chǎn)人工鎂橄欖石砂等,建設集選礦和生產(chǎn)高純鎂砂及尾礦利用為一體的大型化企業(yè)是今后的發(fā)展方向。6.2.以創(chuàng)新為核心,積極開發(fā)新工藝新技術。隨著優(yōu)質菱鎂礦資源的減少以及鋼鐵冶煉技術對耐火材料的要求進一步提高,未來用于高端耐火材料制品的原料將向高純度、系列、復合方向發(fā)展,設備的更新步伐也一定加快。小容積的輕燒反射窯、焦炭豎窯等煅燒設備逐步會被回轉窯、重燒豎窯等設備取代,總體上生產(chǎn)設備將會朝著大型化、自動化、使用清潔能源更節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展。1.推廣以回轉窯、外加熱式回轉窯等設備代替豎窯進行輕燒鎂砂的制備。煅燒菱鎂礦的設備中,大部分企業(yè)采用豎窯作為煅燒設備,有些企業(yè)也選擇回轉窯作為煅燒設備。用回轉窯作為煅燒菱鎂礦生產(chǎn)氧化鎂的設備,生產(chǎn)能力大,機械化程度高,勞動生產(chǎn)率高,產(chǎn)品質量穩(wěn)定。特別是外加熱式回轉窯清潔生產(chǎn)新工藝徹底改變了傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)過程中污染重、能耗高、資源浪費嚴重、產(chǎn)品質量不高等弊端,是傳統(tǒng)工藝的一次重大創(chuàng)新。該技術采用原煤熱解水煤氣為燃料,不但提高了燃燒效率,也降低了污染煙氣的排放,并通過熱交換,利用廢氣對燃燒室進風進行預熱和進料的干燥,從而節(jié)省了熱能,減少了煤的消耗。并且由于采用外加熱生產(chǎn),礦石在真空條件下焙燒,火焰不接觸物料,消除了燃料對產(chǎn)品的污染；另外,在焙燒過程中溫度可控,受熱均勻,礦石分解速度快且完全,避免了傳統(tǒng)工藝中生燒或者過燒的缺陷,提高了產(chǎn)品的質量。該技術也從根本上解決了廢菱鎂礦渣的的嚴重浪費和煙塵污染的問題,也減少了CO2的排放,有顯著的環(huán)境效益。2.采用電熔鎂砂生產(chǎn)新工藝電熔鎂砂新工藝是對整個電熔鎂砂工藝進行優(yōu)化,將電熔鎂砂生產(chǎn)工藝和菱鎂礦原料預處理工藝結合起來形成的一套新工藝,同時也對電熔鎂坨的顯熱進行回收利用和熔煉過程中產(chǎn)生的煙氣和CO2進行回收,使得電熔鎂工藝更加節(jié)能和環(huán)保,該工藝流程如圖4所示。圖4電熔鎂生產(chǎn)新工藝該工藝具有以下特征：1>電熔鎂爐爐頂采用加蓋封閉方式,使得菱鎂礦熔煉過程中產(chǎn)生的高溫煙氣集中進入煙氣熱交換系統(tǒng),對余熱鍋爐水進行預熱,降溫后的煙氣經(jīng)除塵后進入二氧化碳回收系統(tǒng)。2>菱鎂礦原料經(jīng)過預熱系統(tǒng)預熱,可以達到廢氣利用的效果和降低電耗的目的。3>熔煉后的高溫鎂坨先進行余熱回收,至方鎂石晶體結晶完畢,將鎂坨粉碎后送入干熄熱交換塔與空氣換熱,排出的氣體一部分經(jīng)余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽發(fā)電,一部分用于預熱原始物料。6.3對傳統(tǒng)豎窯進行升級改造改革開放以來,特別時近二十年,隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,我國豎窯的裝備也產(chǎn)生了深刻的變化。各種技術改造不斷涌現(xiàn),使得傳統(tǒng)的豎窯又煥發(fā)出了新的生機。根據(jù)產(chǎn)品的質量和需求的創(chuàng)新不斷發(fā)生,產(chǎn)生了一系列成果,使豎窯這種設備為耐火材料工業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。1.降低環(huán)境污染所采取的技術改造措施〔1煤作為燃料燃燒,會產(chǎn)生嚴重的環(huán)境污染。利用煤氣發(fā)生爐,特別是兩段式煤氣發(fā)生爐,將煤燃燒變?yōu)槊簹?代替煤進入豎窯煅燒菱鎂礦。兩段式煤氣發(fā)生爐的原理是第一段先對原料煤進行干餾,將煤中的可揮發(fā)性物質—烴類干餾,產(chǎn)生熱值較高的干餾煤氣,干餾后同時產(chǎn)生剩余的碳化物質—干焦,第二段向半焦供應空氣,使剩余的碳化物氧化,產(chǎn)生以CO為主的低熱值煤氣,一二段煤氣分別經(jīng)凈化后合并為混合煤氣,通入豎窯中煅燒菱鎂礦。根據(jù)檢測結果表明,應用這一技術可使煙塵濃度由原來的3071.6mg/m3降低到190.4mg/m3,林格曼黑度由原來的4~5級降低到0~1級。另外采用油窯煅燒,進一步降低固體燃燒灰分對產(chǎn)品和環(huán)境的污染,也可以起到一定的減少污染效果。海城鎂礦總廠用重油燒中檔鎂砂,成產(chǎn)成本明顯降低,后英集團和西洋集團也在陸續(xù)建立油燒中檔鎂砂窯。<2>采用高效除塵凈化煙塵對鎂砂豎窯的廢氣的除塵方式主要采用袋式除塵器,袋式除塵器中可以設置耐高溫材質,但遇到300℃的高溫廢氣時,袋式除塵器的效率會降低,甚至損壞。受濾袋的限制,要求進布袋除塵器的煙氣溫度為150~240℃。豎窯煙氣經(jīng)過除塵裝置后,煙塵含量可控制在20mg/m3~100mg/m3。對于重燒鎂豎窯,可采用旋風除塵和高效陶瓷多管除塵等干式簡易除塵設備,這兩種設備價廉,溫度適應性強。2.降低能耗采取的技術改進措施〔1產(chǎn)品顯熱回收技術首先將空氣熱交換系統(tǒng)置于盛裝鎂制高溫產(chǎn)品的容器中,再將加熱豎窯的進風口分別依次與熱交換器和鼓風機相連。將產(chǎn)品熱能加熱空氣作為新風鼓入豎窯中,把原來冷空氣鼓變?yōu)闊犸L鼓入