[发明专利]一种高纯冶金石灰的制作方法

说明书

本发明公开了一种高纯冶金石灰的制备方法，其化学成分重量百分比为：氧化钙CaO：93～98％，二氧化硅SiO2：0.01～0.3％，氧化镁MgO：0.01～0.3％，硫S：0.001～0.02％，碳C：0.01～0.15％，其制备方法经过了将石灰石进行焙烧得到氧化钙，然后对氧化钙进行消化得到氢氧化钙，再对氢氧化钙进行制浆及压滤，这一过程将石灰中的大部分二氧化硅及氧化镁杂质去除掉得到纯净的氢氧化钙浆料，然后对浆料经过沉淀成型后进行焙烧，焙烧使用的能源为天然气或者煤气，杜绝了原料中碳对石灰的影响。

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，涉及一种高纯冶金石灰的制作方法。

背景技术

石灰(CaO)作为钢铁冶金以及建材行业最基础的工业原料之一，通常是由石灰石(CaCO3)高温煅烧分解而成。在钢铁冶金行业主要用于转炉造渣、铁水预处理以及炉外精炼等多个工位，使用量达到70kg/吨钢以上。但是，无论冶金行业标准规定(YB/T042-2004)还是现有各种工艺和设备生产石灰的实物质量，都存在二氧化硅、氧化镁杂质含量以及碳含量指标偏高和反应活性偏低的问题(见表1)。现有技术生产的石灰产品可以用于一般的冶金过程和建材行业，但是对于精炼一些硅、碳和硫含量要求很低的超纯净钢则并不适用，石灰中二氧化硅、氧化镁杂质含量以及碳含量指标较高时在脱硫过程中会增加钢中碳、硅含量，严重制约超纯净钢冶炼工艺的实施，使该特种钢化学成分不达标，成分命中率大幅度降低，给超低碳钢生产企业造成很大的经济损失。

作为典型的沉积岩类型，石灰石中氧化镁与二氧化硅主要以杂质的形式共生与石灰石中，在石灰石分解的过程中会富集、残留在冶金石灰中，最终随冶金石灰进入到钢铁冶炼造渣过程中。其中氧化镁属于高熔点氧化物，其在冶金石灰中的残留会使得不同的精炼渣系粘度增加，不易于造渣。而二氧化硅则会降低渣系的碱度，不易于超纯净钢脱硫过程，且渣中二氧化硅的存在，会与钢水中的铝发生还原反应，使得钢水中铝含量降低，影响超纯净钢的冶炼。

而石灰石中碳有两种存在形态：一是无机碳，即以CO32-形式存在，是石灰石中碳的主要存在形式；二是有机碳，即石灰石成岩时包裹着的生物体内所含的有机碳，只占石灰石碳含量的极少部分。石灰石在高温煅烧过程中，无机碳分解出CO2气体逸出，而有机碳则以气态直接挥发出或与CO2反应生成CO2气体而逸出，最终得到以CaO为主的石灰。

但是，经过高温煅烧得到的石灰中仍然会残留一部分碳。按照其成因不同，残留碳可分为杂质碳、原生碳和再生碳三种：

1)杂质碳主要是采用燃料燃烧直接加热炉的煅烧工艺中，煤炭、燃油或燃气燃烧不完全而附着在石灰表面的游离碳，主要以单质碳的形式存在；

2)原生碳是石灰石块煅烧分解不完全的“夹生”石灰中所含的无机碳和有机碳的总和，其碳分布特点是集中在块状石灰的中心且在中心内分布较均匀，如竖窑生产的大块石灰和回转窑生产的小块石灰中常有石灰块的“夹生”现象(也称为“生烧”或“欠烧”)；

3)再生碳是采用直接燃烧加热的窑炉内燃料燃烧和石灰石分解产生大量的CO2气体，高浓度的CO2会再次与分解产物CaO生成CaCO3，这部分CaCO3在石灰冷却时不可能全部分解，有一部分仍滞留在石灰中以无机碳的形式存在，且一般石灰块表面的碳含量要略高于内部，具体含量高低随体系CO2浓度和冷却速度大小而异。

目前，国内大规模生产活性石灰的生产工艺，主要有竖窑、回转窑、机械窑，燃料主要采用煤粉、煤气、天然气。传统工艺生产出的活性石灰碳含量≥0.5％，二氧化硅与氧化镁含量高于0.6％，无法满足超纯净钢、高牌号硅钢、管线钢、超低碳钢质量要求。