硅灰石的工業(yè)化生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種硅灰石的工業(yè)化生產(chǎn)方法。其特點(diǎn)是，包括如下步驟：按原料石灰石：硅石＝1.8—2.0：1.1—1.3的重量比進(jìn)行配比，再充分混合均勻，然后將得到的物料由回轉(zhuǎn)窯尾的懸浮預(yù)熱器加入，由廢氣預(yù)熱后進(jìn)入集中突擊加熱窯段即預(yù)分解窯段，從而高速完成傳熱，再進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯的后續(xù)窯段繼續(xù)加熱，并使其向窯頭勻速移動(dòng)，將物料在窯內(nèi)的加熱時(shí)間控制在1—2小時(shí)，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度控制在1300—1600℃從而使原料達(dá)到熔融臨界溫度，當(dāng)移動(dòng)到窯頭時(shí)出窯即得硅灰石。本發(fā)明方法人為地模擬再現(xiàn)自然界中硅石灰的形成過(guò)程，選用回轉(zhuǎn)熱工窯爐設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，整個(gè)操作過(guò)程穩(wěn)定，得到的硅灰石質(zhì)量穩(wěn)定，各種物料適應(yīng)性大。
【專利說(shuō)明】硅灰石的工業(yè)化生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硅灰石的工業(yè)化生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 硅灰石是一種非金屬礦產(chǎn)品，一種鈣的偏硅酸鹽礦物。自然界常見(jiàn)的為白色至灰 白色（少數(shù)呈肉紅色及黃、綠、棕等顏色）。晶體常呈針狀、放射狀、纖維狀，板一一板塊狀致 密集合體。玻璃光澤，硬度4. 5- 5,比重2. 87- 3. 09,熔點(diǎn)1540°C，化學(xué)式為CaSiO3，理論 化學(xué)成分CaO = 48. 3% ,SiO2= 51. 7%，由于其中的鈣常被鐵、錳、鎂、鈦、鍶等置換，故自然 產(chǎn)出的硅灰石都會(huì)有上述成分。硅灰石獨(dú)特的理化特性使其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)諸多領(lǐng)域里如鋼鐵 工業(yè)、橡膠工業(yè)、塑料工業(yè)、油漆工業(yè)、涂料工業(yè)、陶瓷工業(yè)、造紙工業(yè)、電焊條及國(guó)防工業(yè)等 等均有著廣泛、重要的用途。用硅灰石來(lái)替代碳酸鹽巖、粘土、高嶺土等原材料作填充劑和 補(bǔ)強(qiáng)劑，可使各相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)的各種類產(chǎn)品的質(zhì)量大幅度提高，且簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝流程、節(jié)約 成本等方面都有顯著成效。實(shí)踐表明，硅灰石是一種寶貴的非金屬礦產(chǎn)，一種不可或缺的原 材料，與人類的生產(chǎn)、生活密不可分、息息相關(guān)。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用， 具有十分重要的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
[0003] 隨著科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛躍發(fā)展，各領(lǐng)域各行業(yè)對(duì)硅灰石的應(yīng)用會(huì)更加深 廣，對(duì)硅灰石質(zhì)和量的要求會(huì)更多更高，然而天然硅灰石卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了這一發(fā)展的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種硅灰石的工業(yè)化生產(chǎn)方法，能夠通過(guò)規(guī)?；墓I(yè)生產(chǎn) 來(lái)獲得質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的硅灰石礦產(chǎn)資源。
[0005] 一種硅灰石的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特別之處在于，包括如下步驟：按原料石灰石： 硅石=1. 8 - 2. 0 :1. 1 - 1. 3的重量比進(jìn)行配比，再充分混合均勻，然后將得到的物料由回 轉(zhuǎn)窯尾的懸浮預(yù)熱器加入，由廢氣預(yù)熱后進(jìn)入集中突擊加熱窯段即預(yù)分解窯段，從而高速 完成傳熱，再進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯的后續(xù)窯段繼續(xù)加熱，并使其向窯頭勻速移動(dòng)，將物料在窯內(nèi)的加 熱時(shí)間控制在1一2小時(shí)，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度控制在1300-1600°C從而使原料達(dá)到熔融臨界溫 度，當(dāng)移動(dòng)到窯頭時(shí)出窯即得硅灰石。
[0006] 其中從原料加入至出窯的整個(gè)過(guò)程均由電腦控制運(yùn)行。
[0007] 其中以重量計(jì)石灰石中CaCO3含量彡90%，硅石中SiO2含量彡92%。
[0008] 本發(fā)明方法人為地模擬再現(xiàn)自然界中硅石灰的形成過(guò)程，達(dá)到規(guī)?；B續(xù)化生產(chǎn) 優(yōu)質(zhì)硅灰石的目地。選用回轉(zhuǎn)熱工窯爐設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，整個(gè)操作過(guò)程穩(wěn)定，得到的硅灰石質(zhì) 量穩(wěn)定，各種物料適應(yīng)性大，還具備生產(chǎn)能力大且適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0009] 硅灰石獨(dú)特的理化性質(zhì)如下：
[0010] 1、具有針狀、放射狀、纖維狀晶體形態(tài)，其纖維的長(zhǎng)度與直徑之比通常為（7 - 8): I -(13 -15) : I，若表面處理后比值可達(dá)20:1。
[0011] 2、助熔性能：它能在較低溫度（1060°C - 1149°C )即與氧化硅、氧化鋁等相熔，從 而起到降低混合物熔融溫度的作用，成為一種良好的助熔劑。
[0012] 3、純的硅灰石呈白色或亮白色，純度在99%，粒度〈325目時(shí)其反射率可達(dá)（92- 96) %，白度可達(dá)（91 一93) %，增白處理后可達(dá)98%，這些特性使其在高級(jí)陶瓷和優(yōu)質(zhì)白色 油漆與發(fā)亮涂料的生產(chǎn)中有著重要價(jià)值。
[0013] 4、膨脹系數(shù)較低，膨脹系數(shù)變化也較小，且為均勻的線性膨脹。
[0014] 5、具有極高的介電性，高的耐熱性，低的吸油率和吸水率。
[0015] 6、極好的化學(xué)穩(wěn)定性，在25°C的中性水中溶解度為0. 0095g/100ml，一般情況下 耐酸、耐堿、耐化學(xué)腐蝕性。只在濃鹽酸中分解形成絮狀物。另當(dāng)硅灰石中的鈣被鐵、錳、鈦、 鎂等元素，部分置換形成固熔體時(shí)則對(duì)上述的理化特性產(chǎn)生影響。
[0016] 硅灰石的成礦機(jī)理如下：
[0017] 硅灰石是一種典型的變質(zhì)礦物。產(chǎn)于碳酸鹽巖與酸性巖漿巖的接觸帶上，也就是 說(shuō)在石灰?guī)r體與硅酸巖體的接觸部位，由于溫度、壓力及化學(xué)活動(dòng)性流體的作用，兩種巖石 在結(jié)構(gòu)、構(gòu)造或化學(xué)成分發(fā)生變化而形成的在新的物理、化學(xué)環(huán)境中穩(wěn)定的礦物，也可以說(shuō) 由于酸性巖漿巖的侵入，在石灰?guī)r體的接觸部位產(chǎn)生熔融混合、滲透、交代等復(fù)雜的物理、 化學(xué)變化形成的。
[0018] 從化學(xué)的角度看，常壓下升高溫度達(dá)500°C已上時(shí)，石灰石（CaCO3)分解，放出 CO2丨，新生態(tài)氧化媽（CaO)與氧化娃（SiO2)在固相開(kāi)始產(chǎn)生反應(yīng)生成娃灰石（CaSiO 3)。 實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)溫度升至900°C - 1200°C時(shí)，碳酸鹽分解達(dá)最高速度，此狀態(tài)下，只要CaCKSiO2 配比合適、均勻，都能參與反應(yīng)，形成硅灰石（CaSiO3)。由于是固相反應(yīng)，所以存在著反應(yīng)由 顆粒（接觸帶）表面開(kāi)始，逐漸向顆粒中心（接觸帶遠(yuǎn)端）遞進(jìn)，當(dāng)顆粒（接觸帶）表面反 應(yīng)完成，而顆粒中心（接觸帶遠(yuǎn)端）反應(yīng)才剛開(kāi)始或還沒(méi)開(kāi)始反應(yīng)的規(guī)律，所以，要使反應(yīng) 進(jìn)行徹底，就要有一個(gè)延時(shí)或等待的過(guò)程。當(dāng)溫度升至1200°C - 1300°C時(shí)，硅灰石開(kāi)始部 分熔融，出現(xiàn)液相，1300°C - 1450°C時(shí)液相繼續(xù)增加，反應(yīng)趨于完成。1450°C - 1300°C，逐漸 冷卻、礦物穩(wěn)定。
[0019] 實(shí)施例1 :
[0020] 將天然石灰石和硅石破碎，其中以重量計(jì)石灰石中CaCO3含量為90 %，硅石中SiO 2 含量為92%，按石灰石：硅石=1.9 :1. 2的重量比進(jìn)行配比，再充分混合均勻，然后將得到 的物料由回轉(zhuǎn)窯尾的懸浮預(yù)熱器加入，由廢氣預(yù)熱后進(jìn)入集中突擊加熱窯段即預(yù)分解窯 段，從而高速完成傳熱，再進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯的后續(xù)窯段繼續(xù)加熱，并使其向窯頭勻速移動(dòng)，將物 料在窯內(nèi)的加熱時(shí)間控制在1小時(shí)，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)最高溫度控制在1600°C從而使原料達(dá)到熔融 臨界溫度，當(dāng)移動(dòng)到窯頭時(shí)出窯即得硅灰石。
[0021] 其中從原料加入至出窯的整個(gè)過(guò)程均由電腦控制運(yùn)行。
[0022] 其中以重量計(jì)石灰石中CaCO3含量彡90%，硅石中SiO2含量彡92%。
[0023] 實(shí)施例2 :
[0024] 將天然石灰石和硅石破碎，粉磨成40微米的粉體，其中以重量計(jì)石灰石中CaCO3 含量98%，硅石中SiO2含量98%，按石灰石：硅石=2.0 :1. 1的重量比進(jìn)行配比，再充分 混合均勻，然后將得到的物料由回轉(zhuǎn)窯尾的懸浮預(yù)熱器加入，由廢氣預(yù)熱后進(jìn)入集中突擊 加熱窯段即預(yù)分解窯段，從而高速完成傳熱，再進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯的后續(xù)窯段繼續(xù)加熱，并使其向 窯頭勻速移動(dòng)，將物料在窯內(nèi)的加熱時(shí)間控制在1. 5小時(shí)，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料最高溫度控制在 1450°C，當(dāng)移動(dòng)到窯頭時(shí)出窯即得硅灰石。
[0025] 實(shí)施例3 :
[0026] 將天然石灰石和硅石破碎，粉磨成75微米的粉體，其中以重量計(jì)石灰石中CaCO3 含量96%，硅石中SiO2含量96%，按石灰石：硅石=1.8 :1. 3的重量比進(jìn)行配比，再充分 混合均勻，然后將得到的物料由回轉(zhuǎn)窯尾的懸浮預(yù)熱器加入，由廢氣預(yù)熱后進(jìn)入集中突擊 加熱窯段即預(yù)分解窯段，從而高速完成傳熱，再進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯的后續(xù)窯段繼續(xù)加熱，并使其 向窯頭勻速移動(dòng)，將物料在窯內(nèi)的加熱時(shí)間控制在2小時(shí)，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)空間最高溫度控制在 1600°C，當(dāng)移動(dòng)到窯頭時(shí)出窯即得硅灰石。
[0027] 對(duì)于硅灰石礦產(chǎn)，國(guó)家沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各礦山各行業(yè)也標(biāo)準(zhǔn)不一，我國(guó)銷往國(guó)際市 場(chǎng)的娃灰石原礦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如下：
[0028] 外銷原礦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

【權(quán)利要求】
1. 一種硅灰石的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于，包括如下步驟：按原料石灰石：硅石= 1. 8 - 2. 0 :1. 1 - 1. 3的重量比進(jìn)行配比，再充分混合均勻，然后將得到的物料由回轉(zhuǎn)窯尾 的懸浮預(yù)熱器加入，由廢氣預(yù)熱后進(jìn)入集中突擊加熱窯段即預(yù)分解窯段，從而高速完成傳 熱，再進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯的后續(xù)窯段繼續(xù)加熱，并使其向窯頭勻速移動(dòng)，將物料在窯內(nèi)的加熱時(shí)間 控制在1一2小時(shí)，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度控制在1300- 1600°C從而使原料達(dá)到熔融臨界溫度，當(dāng)移 動(dòng)到窯頭時(shí)出窯即得硅灰石。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種硅灰石的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于：其中從原料加入 至出窯的整個(gè)過(guò)程均由電腦控制運(yùn)行。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種硅灰石的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于：其中以重量計(jì)石 灰石中CaC03含量多90%，娃石中SiO 2含量多92%。
【文檔編號(hào)】C01B33/24GK104445233SQ201410787576
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】邵燕, 邵輝, 王亞明 申請(qǐng)人:邵燕, 邵輝, 王亞明