镁砂煅烧车间设计(design of magnesia calcination plant)

以天然菱镁石(MgCO3)或水镁石(Mg(OH)2)以及从海水或卤水中提取的Mg(OH)2等为原料，经高温(1600～1900℃)煅烧获得镁砂(或合成镁砂)的车间设计。

镁砂是制造镁质耐火材料的主要原料和冶金炉的补炉材料。

设计内容主要包括原料技术条件、产品与规模、工艺流程选择、主要设备选型和主要技术指标。

原料技术条件 中国天然镁质资源丰富，主要采用菱镁石制取镁砂。菱镁石按MgO含量分级开采分级贮运，便于分级煅烧，合理使用。矿石品位低不能满足要求时，需设选矿设施。成分不均匀的矿石要经过均化处理。菱镁石一般化学成分见表1。

产品与规模 镁砂煅烧车间可作为单独的生产企业，亦可作为镁质制品生产厂的组成部分，其生产规模根据需要并结合窑型确定，一般为7000～200000t／a。镁砂产品指标见表2。

    化学成分／％

颗粒体积密度

    用  途
 

 
  MgO

 
  Si02

 
  CaO

 
  Fe203

 
  灼烧减量

 
／g·cm一3

  制砖及不定形耐火材料

  84～95

  2．2～9．O

  1．6～2．5

  0．3～O．5

 3．15～3．20

 
  炼炉、补炉和捣打炉衬

    ≥88
 

    4．O
 

    5．O
 

    O．5
 

  68～78

    2．5

    9．O

    10．O

    O．5

                        注：高纯镁砂MgO含量大于96％以上。

 工艺流程选择 煅烧工艺根据生产规模、原料理化性能、煅烧产品品种、装备水平等因素确定。镁砂煅烧工艺流程见图。

菱镁石煅烧前需经过破碎、筛分，以满足窑炉所规定入窑物料的粒度要求。对于粉状料或粉矿可压制成一定尺寸的坯料，并筛除不合格细料，入窑煅烧。

煅烧工艺有一步煅烧和两步煅烧两种。一步煅烧是将天然块矿料或者由粉矿制成的坯料入高温窑煅烧成镁砂，一般用于生产普通镁砂或镁质合成砂。两步煅烧是将菱镁石先于900～1100℃进行轻烧，即第一步煅烧成轻烧料，一般再经细磨，其细度要求一0．044mm的料大于90％，经高压压成致密的坯料，再入高温窑在1900℃以上温度下进行第二步煅烧成镁砂。两步煅烧工艺一般用于难烧结的天然高纯菱镁石或从海水、卤水中提取的Mg(0H)：料，以制取高纯镁砂；以及在轻烧氧化镁粉料中加入其他矿物成分(如铬铁矿、铝矾土熟料、铁质材料等)生产镁质合成砂。

镁砂需分级贮存于防雨的库房内。必要时设镁砂检选设旖或场地。

主要设备选型 轻烧炉型式较多，有悬浮焙烧炉、多层炉、沸腾炉、反射炉和回转窑等。悬浮焙烧炉与沸腾炉热效率高，产品质量均一，活性度高。反射炉结构简单，但劳动强度大，小块料不能利用。多层炉结构复杂，热效率低。回转窑生产能力大，质量稳定，但基建费用较高。以上窑炉可根据原料及建设条件选用。

轻烧粉细度和压坯机的线压力大小直接影响镁砂的体积密度等指标，可选用磨细度较好的磨粉机(如悬辊式)和线压力不低于100kN／cm的高压压球机。

煅烧镁砂用窑炉，中国普遍采用竖窑。以焦炭为燃料的竖窑主要煅烧普通镁砂，以重油为燃料的高温竖窑或回转窑主要煅烧高纯镁砂及优质合成砂。煅烧普通镁砂用竖窑投资少、建设快、占地面积小、单位产品燃料消耗低、可煅烧较大块矿，产品易于分级和检选。对于规模小、矿石品位多的生产线，选用多座竖窑有一定灵活性。回转窑生产能力大，机械化程度高，对原料的适应性强，但投资多，占地面积大，单位产品燃料消耗高，对生产规模大、机械化水平高的生产线较合适。

主要技术指标 回转窑、竖窑煅烧镁砂的技术指标如表3。

 
  窑型及规格
 
 

 
煅烧产品名称
 
 

 
  煅烧工艺
 
 

生产能力／
 
    t.a一1
 

 
煅烧温度／℃
 
 

入窑原料块
 
    度／mm
 

 
  燃料种类
 
 

单位产品标
准煤消耗／
 
    kg·t-1

φ3．0m×60m回转窑
40m3竖窑
φ1．7m×40m回转窑
4．5m3竖窑
19m3竖窑

  普通镁砂
  普通镁砂
镁铬合成砂
  高纯镁砂
  高纯镁砂

  一步煅烧
  一步煅烧
  两步煅烧
  两步煅烧
  两步煅烧

  50000
  20000
  6000
  10000
  50000

  1700
  1650
  1850
  >1900
  >1900

    <20
    25～100
  ≥10(球)
15～35(球)
12～30(球)

    重油
    焦炭
    重油
    重油
    重油

  约380
  约300
  约340
  约90
  约85

注：两步煅烧工艺单位产品标准煤消耗量中不包括一步轻烧的消耗量。