【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种碳酸盐矿物煅烧方法，特别是涉及一种产品活性可调变的碳酸盐矿物煅烧方法。
技术介绍
1、碳酸盐矿物是现代工业的重要基础原料，常见的包括菱镁矿（mgco3）、石灰石（caco3）、白云石（camg(co3)2）、菱锌矿（znco3）、菱铁矿（feco3）、菱锰矿（mnco3）、菱钴矿（coco3）等。通常，煅烧过程是碳酸盐矿石加工利用产业链的源头，煅烧产物为金属氧化物（如cao、mgo等），保障了水泥、钢铁、耐火、环保等行业的原料供应，低碳、清洁、产品活性可控的煅烧技术与装备一直是行业重点攻关目标。以菱镁矿为例，菱镁矿资源是辽宁省特色资源和国家战略资源，其资源化利用产业保障了含800万吨/年“镁”元素的镁质材料及产品的国家需求。菱镁矿轻烧过程（主要发生碳酸镁分解和氧化镁烧结反应）是菱镁产业链源头，下游镁建材、镁化工、镁耐火制品等均以轻烧氧化镁（菱镁矿轻烧产物）为原料，并对其组分和性能有特殊要求，如：镁耐火仅使用高纯度轻烧氧化镁（mgo含量>97%），避免杂质影响材料性能；镁化工通常要求较高活性轻烧氧化镁，以提高反应过程效率；镁建材只能使用低活性轻烧氧化镁，以保证材料力学性能。
2、目前，工业化的碳酸盐矿石煅烧装备主要包括竖窑、回转窑和悬浮炉等，其中，竖窑因流程简单、设备操作简易等被广泛采用，如：用于石灰石煅烧的双膛窑、用于菱镁矿煅烧的反射窑等。中国专利zl201910054421.5提出一种有中心气流通道的预混燃烧与顺逆流双向加热石灰窑，石灰窑窑膛是外筒体与内筒体同轴构成的环形通道，在石灰窑中部周
3、碳酸盐矿石煅烧悬浮窑适用于矿石粉末（粒径50-200 μm）煅烧，矿石颗粒粒径小、颗粒内部传热对反应过程影响小，因此，反应温度通常较低、反应时间短（仅数秒）、单台套处理量大。如中国专利zl201610643705.4提出了轻烧氧化镁焙烧窑炉悬浮焙烧装置，预热后的矿石粉末与空气从底部进入悬浮炉内，炉内向上流动的气体使矿石粉呈上升的悬浮态，同时通入燃料于炉内与空气中的氧气燃烧产生热量，使物料在上升过程中受热分解，产物从上部移出后进行气料分离。由于煅烧温度低、反应时间极短，悬浮窑煅烧产品活性普遍较高，是下游化工、烟气脱硫等的优质原料，但不能满足建材等行业要求低活性产品的需求。
4、综上，碳酸盐矿物煅烧产物的活性对下游产业链及其产品品质至关重要，但至今，未形成产品活性可调变的工业化煅烧技术。因此，研发一种产品活性可调变、可大规模化、低能耗的碳酸盐矿物煅烧方法与装备十分必要。碳酸盐矿物煅烧通常经过两个阶段，产物活性包括物理吸附性及化学反应性等，主要由其微观特征结构决定。在碳酸盐分解阶段（通常600-800 ℃），co2大量逸出使产品呈多孔结构，孔道发达、比表面积大、晶粒尺寸小，相应的产品活性高；在产品高温烧结阶段（通常>1000 ℃），随着产品中金属氧化物晶粒烧结和长大，产品由疏松多孔结构变为光滑致密形态，比表面积和活性显著降低，产品活性由烧结程度决定。以上两个阶段涉及的反应特性及对反应条件要求明显不同，现有竖窑、回转窑和悬浮炉煅烧工艺中两个阶段反应在同一反应器中进行，难以分别调控反应条件以获得不同活性的产品。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种产品活性可调变的碳酸盐矿物煅烧方法，本专利技术通过将碳酸盐煅烧两个阶段反应分离至两个反应器中，即碳酸盐分解反应器和活性调变反应器，并通过分别控制反应条件来灵活调控产物活性，从而实现多种活性产品的联产，同时节能降耗、并可大规模工业化。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种产品活性可调变的碳酸盐矿物煅烧方法，所述方法包括如下煅烧过程：碳酸盐矿物原料从碳酸盐分解反应器底部供入，与来自活性调变产品收集旋风气体出口的高温烟气混合并发生碳酸盐分解反应，补燃燃气从碳酸盐分解反应器的合适位置供入，以调控反应温度；碳酸盐分解产品经过旋风收集后，直接作为高活性产品排出系统，或进入活性调变反应器，进行产品活性的调整；燃气与空气在活性调变反应器中燃烧，产生的高温烟气与碳酸盐分解产品混合，在高温驱动下发生产品烧结反应，并通过控制反应温度和产品停留时间来调控产品烧结程度，从而获得不同活性产品；活性调变后的产品通过旋风收集，旋风气体出口的高温烟气进入碳酸盐分解反应器，为碳酸盐分解过程提供热量。
4、所述的一种产品活性可调变的碳酸盐矿物煅烧方法，所述碳酸盐矿物原料为小颗粒或粉末碳酸盐矿物，粒径例如但不限于0~5 mm，优选地，0~0.2 mm。
5、所述的一种产品活性可调变的碳酸盐矿物煅烧方法，所述碳酸盐分解反应器温度控制范围为600~1000 ℃，优选地，800~900 ℃；碳酸盐矿物原料在碳酸盐分解反应器中停留时间例如但不限于1~120 分钟，优选地，1~5 秒。
6、所述的一种产品活性可调变的碳酸盐矿物煅烧方法，所述活性调变反应器温度控制范围为900~1500 ℃；碳酸盐分解产品在活性调变反应器中停留时间例如但不限于1~120分钟，优选地，1~10 秒。
7、所述的一种产品活性可调变的碳酸盐矿物煅烧装方法，所述方法包括有可调变的碳酸盐矿物煅烧装置，该装置配置有碳酸盐分解反应器、活性调变反应器、碳酸盐分解产品收集旋风、活性调变产品收集旋风；碳酸盐分解反应器为气固流化床，优选地，稀相输送床或悬浮窑，更优选地，倒u形稀相输送床或悬浮窑；活性调变反应器为稀相输送床或流化床或下行床或回转窑的一种，优选地，稀相输送床或悬浮窑。
8、所述的一种产品活性可调变的碳酸盐矿物煅烧方法，所述碳酸盐分解反应器的气体入口与活性调变产品收集旋风的气体出口相连接，碳酸盐分解反应器在合适位置设置补燃燃气入口。
9、7.根据权利要求5所述的一种产品活性可调变的碳酸盐矿物煅烧方法，其特征在于，所述活性调变反应器的进料口与碳酸盐分解产品收集旋风的固体出口相连接，活性调变反应器在合适位置本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种产品活性可调变的碳酸盐矿物煅烧方法，其特征在于，所述方法包括如下煅烧过程：碳酸盐矿物原料从碳酸盐分解反应器底部供入，与来自活性调变产品收集旋风气体出口的高温烟气混合并发生碳酸盐分解反应，补燃燃气从碳酸盐分解反应器的合适位置供入，以调控反应温度；碳酸盐分解产品经过旋风收集后，直接作为高活性产品排出系统，或进入活性调变反应器，进行产品活性的调整；燃气与空气在活性调变反应器中燃烧，产生的高温烟气与碳酸盐分解产品混合，在高温驱动下发生产品烧结反应，并通过控制反应温度和产品停留时间来调控产品烧结程度，从而获得不同活性产品；活性调变后的产品通过旋风收集，旋风气体出口的高温烟气进入碳酸盐分解反应器，为碳酸盐分解过程提供热量。
2.根据权利要求1所述的一种产品活性可调变的碳酸盐矿物煅烧方法，其特征在于，所述碳酸盐矿物原料为小颗粒或粉末碳酸盐矿物，粒径例如但不限于0~5 mm，优选地，0~0.2mm。
3.根据权利要求1所述的一种产品活性可调变的碳酸盐矿物煅烧方法，其特征在于，所述碳酸盐分解反应器温度控制范围为600~1000 ℃，优选地，800~900 ℃；碳酸盐
4.根据权利要求1所述的一种产品活性可调变的碳酸盐矿物煅烧方法，其特征在于，所述活性调变反应器温度控制范围为900~1500 ℃；碳酸盐分解产品在活性调变反应器中停留时间例如但不限于1~120 分钟，优选地，1~10 秒。
5.根据权利要求1所述的一种产品活性可调变的碳酸盐矿物煅烧装方法，其特征在于，所述方法包括有可调变的碳酸盐矿物煅烧装置，该装置配置有碳酸盐分解反应器、活性调变反应器、碳酸盐分解产品收集旋风、活性调变产品收集旋风；碳酸盐分解反应器为气固流化床，优选地，稀相输送床或悬浮窑，更优选地，倒U形稀相输送床或悬浮窑；活性调变反应器为稀相输送床或流化床或下行床或回转窑的一种，优选地，稀相输送床或悬浮窑。
6.根据权利要求5所述的一种产品活性可调变的碳酸盐矿物煅烧方法，其特征在于，所述碳酸盐分解反应器的气体入口与活性调变产品收集旋风的气体出口相连接，碳酸盐分解反应器在合适位置设置补燃燃气入口。
7.根据权利要求5所述的一种产品活性可调变的碳酸盐矿物煅烧方法，其特征在于，所述活性调变反应器的进料口与碳酸盐分解产品收集旋风的固体出口相连接，活性调变反应器在合适位置设置燃气燃烧器。
...【技术特征摘要】
1.一种产品活性可调变的碳酸盐矿物煅烧方法，其特征在于，所述方法包括如下煅烧过程：碳酸盐矿物原料从碳酸盐分解反应器底部供入，与来自活性调变产品收集旋风气体出口的高温烟气混合并发生碳酸盐分解反应，补燃燃气从碳酸盐分解反应器的合适位置供入，以调控反应温度；碳酸盐分解产品经过旋风收集后，直接作为高活性产品排出系统，或进入活性调变反应器，进行产品活性的调整；燃气与空气在活性调变反应器中燃烧，产生的高温烟气与碳酸盐分解产品混合，在高温驱动下发生产品烧结反应，并通过控制反应温度和产品停留时间来调控产品烧结程度，从而获得不同活性产品；活性调变后的产品通过旋风收集，旋风气体出口的高温烟气进入碳酸盐分解反应器，为碳酸盐分解过程提供热量。
2.根据权利要求1所述的一种产品活性可调变的碳酸盐矿物煅烧方法，其特征在于，所述碳酸盐矿物原料为小颗粒或粉末碳酸盐矿物，粒径例如但不限于0~5 mm，优选地，0~0.2mm。
3.根据权利要求1所述的一种产品活性可调变的碳酸盐矿物煅烧方法，其特征在于，所述碳酸盐分解反应器温度控制范围为600~1000 ℃，优选地，800~900 ℃；碳酸盐矿物原料在碳酸盐分解反应器中停留时间例如但不限于1~120 分钟，优...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩振南，付亮亮，许光文，李婷，苏国辉，张庆瑾，孙一宁，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：
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