白云石碳化法制取輕質(zhì)氧化鎂、輕質(zhì)碳酸鈣的研究

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1、峰的機(jī)理則提出不同見解，主要?dú)w納如下：①生成鎂方解石和方解石[251128】nMgCa(CCh)2一—·(nq)MgO+nCaC03MgCOa+(nq)c02②先分解成兩種碳酸鹽，接著碳酸鎂分解[28】MgCa(C03)2一一MgC03+CaC03呻MgO+CaCCh+C02@·l先分解成氧化物，接著發(fā)生交換反應(yīng)[28】CaO+MgCa(CCh)2一一Mg,O+2CAC03④一2先分解成氧化物，然后再碳化[28】MgCa(C03)2一一MgO+CaO+2C02斗CaC03+MgO+C02根據(jù)文獻(xiàn)表明大多數(shù)研究支持直接生成碳酸鈣(以鎂方解石形式存在)的理論，即反應(yīng)①、

2、@。Hashimoto等人對其解釋如下：在分解初，二氧化碳很容易由白云石表面的(晶格)缺陷處逸出而留下02‘．于是鄰近區(qū)域里的Mg離子就向OP的旁邊移動(dòng)，致使ca離子向另一方向移動(dòng)。這些離子的移動(dòng)和擴(kuò)散發(fā)生在界面地帶。氧化鈣即通過局部規(guī)整過程在這個(gè)地帶中緊附在白云石晶格的表面上生成。碳酸鈣的品格常數(shù)a在0．493-0．497nm之間，比正常的碳酸鈣品格常數(shù)小。這表明生成的碳酸鈣以鎂方解石的形式存在．最初生成的氧化鎂處于無定形態(tài)，然后逐漸變成品體。此觀點(diǎn)也與文獻(xiàn)【33】中碳酸鹽類物質(zhì)分解過程的限速環(huán)節(jié)是相界面的結(jié)晶化學(xué)反應(yīng)的理論相吻合。煅燒過程的影響因素眾多．般燒溫度

3、：【241129】[341認(rèn)為白灰中的氧化鎂活性隨著溫度的升高而降低。原因是溫度高導(dǎo)致煅燒產(chǎn)物晶粒增大、表面自由能降低，活性從而下降【24】[291；煅燒溫度過低，自云石分解不完全，鈣、鎂萃取率不高【3511361。煅燒時(shí)間：時(shí)間太短，物料在設(shè)備停留時(shí)間短，分解不完全；時(shí)間過長，既影響設(shè)備生產(chǎn)能力，同時(shí)易發(fā)生過燒現(xiàn)象[2411371]麗使活性降低．c02分壓：在一定的c02壓力下，白云石的DTA差熱曲線有兩個(gè)峰，在高C02壓力下，DTA曲線上兩峰明顯jcQ氣流增強(qiáng)這一現(xiàn)象[251．同時(shí)，文獻(xiàn)[381【39][40】認(rèn)為分解產(chǎn)生的CaO會(huì)在較高的CCh壓力下發(fā)生再碳化

4、而生成CaCO，：當(dāng)c02壓力降低時(shí)，第一吸熱峰向高溫移動(dòng)，第二吸熱峰按相對方向移動(dòng)【28】，【411也認(rèn)為COz壓力降低，第二個(gè)峰向低溫移動(dòng)．而126][351指出在無COz的空氣下，白云石開始分解溫度(第一峰起始值)比在C02氣氛下低：當(dāng)coI壓力很低，兩峰溶合為一峰，表現(xiàn)為一步分解[2611281．白云石的粒度：粒度降低，DTA曲線上第一個(gè)峰分解溫度降低，第二個(gè)峰分餌溫度不變【4l】；當(dāng)粒度過細(xì)，分解速度反而下降【16】：而【42】認(rèn)為粒度的大小對煅燒產(chǎn)物的活性無關(guān)。升溫速率：煅燒產(chǎn)物的表面積隨著升溫速度的提高而增大127]。此外，r42]也指出在空氣中緞燒而

5、在二氧化碳?xì)庵欣鋮s的白云石灰的活性比煅燒和冷卻都在二氧化碳?xì)庵羞M(jìn)行的高．煅燒結(jié)束后要進(jìn)行活性的檢測，活性的高低代表著煅燒質(zhì)量的好壞。測定白云石灰的活性主要也是為了測定白灰中MgO的活性。測定氧化鎂的話性一般采用比表面積法、碘量法、水合法、酸滴定法、檸檬酸法[431。其中永合法的原理是：自云石煅燒后變?yōu)榘自剖?，其主要成分是氧化鎂和氧化鈣。氧化鎂和氧化鈣是碳酸法綜合利用自云石的有效成分(活性成分)。在不過燒的前提下，白云石煅燒得越完全，則生成的石灰中的氧化鎂和氧化鈣含量越高，亦即自云石灰的活性也越高．氧化鎂和氧化鈣能與水反應(yīng)生成氫氧化鎂和氫氧化鈣，而未燒透的白云石和碳

6、酸鎂，碳酸鈣則與水無反應(yīng)。因此，測出與氧化鎂及氧化鈣化合的水量，即可知白云石灰中的氧化鎂及氧化鈣量，并可用以代表白云石的活性．水化作用越強(qiáng)，則其重量增加越大．水合作用越強(qiáng)則白灰中活性Mg、Ca越多【24】【44】．檸檬酸法測活性的原理是：白云石灰中的氧化鈣和氧化鎂能夠與酸反應(yīng)而被溶解，不過燒的氧化鈣和不過燒的氧化鎂因?yàn)槔ㄐ愿撸词古c弱酸也能很快反應(yīng)，碳酸鈣，碳酸鎂以及過燒的氧化鈣，氧化鎂與弱酸則反應(yīng)很慢。因此，用一定量欠量的弱酸與白云石灰反應(yīng)，則弱酸反應(yīng)完全所需的時(shí)間可用作白云石灰活性的相對指標(biāo)。反應(yīng)時(shí)間越短，白灰活性越好，在同一消化條件下，白灰括性越好，即此煅燒條

7、件越好。檸檬酸法也稱為動(dòng)力學(xué)分析法。2-2-2消化過程消化過程即是用煅燒得到的白云石灰與水反應(yīng)生成灰乳，作為碳化工段的原料。反應(yīng)式為：MgO+H202lVlg(OHhCaO+H20．=Ca(OH)2文獻(xiàn)【45】認(rèn)為白云石灰的消化與石灰消化相似，可分為三個(gè)階段進(jìn)行。1．吃水階段：向石灰的顆粒表面噴水，水很快被吸收。2．水的滲透階段：主要靠毛細(xì)管作用。3．消解階段：通過水的滲透作用，使石灰的體積發(fā)生膨脹，產(chǎn)生大量細(xì)粉，表面積擴(kuò)大。文獻(xiàn)【46】指出氧化鎂在水中按“經(jīng)由溶液”的機(jī)理水化。初始階段，在氧化鎂表面的活化中心上生成氫氧化鎂品核，導(dǎo)致固相的比表面-迅速增加。在隨