Теоретические основы и технология обжига карбонатов железа, марганца

Обжиг доломитов

Доломит, представляющий собой изоморфную смесь карбонатов каль­ция и магния, при обжиге по сравнению с известняком, имеет некоторые особенности.

Доломит представлен в основном мелкозернистой струк­турой с зернами размером от 0,01 до 0,1 мм и только изредка размером 0,4 - 0,7 мм, основного минерала - доломита содержится около 99 %.

Расчет ∆G⁰_Т комплексом HSC-5.1 установлено, что начало процесса разложения доломита по реакции CaMg(CO₃)₂=CaO+MgO+2CO₂ отмечается при 904,2 К (таблица 8).

Таблица 8 - Влияние температуры на ∆G⁰_Т и ∆Н⁰_Т разложения доломита

из таблицы видно, что декарбонизация доломита сопровождается поглощением энергии, например при 1100 ⁰С 291,9 кДж/моль или 1,58*10⁶ кДж/кг доломита или 494,6 кВт*час/кг.

Влияние температуры на последовательность разложения доломита приведена на рисунке 12, из которого видно, что декарбонизация CaMg(CO₃)₂ - процесс ступенчатый. Он при увеличении температуры сопровождается распадом с образованием СаСО₃ и MgCO₃ (полный распад отмечается при 700 ⁰С). Параллельно этому процессу происходит распад MgCO₃ на MgO и СО₂ (MgCO₃ полностью распадается при Т≥600 ⁰С). СаСО₃ полностью распадается на СаО и СО₂ при 1300 ⁰С.

Экспериментально показано, что декарбонизация доломита начинается при 1010 - 1030 К и наиболее интенсивно проходит при температурах выше 1070 К (рисунок 13). Приведен­ные данные показывают, что при обжиге доломита подъем температуры следует вести до 1070 К со скоростью 80 К/ч, выше 1070 К 10 К/ч.

Рисунок 12. Влияние температуры на равновесное количество веществ (кг) при разложении 1 кмоль доломита

При обжиге в трубчатой вращающейся печи удовлетворительное качест­во обожженного продукта (СаО_акт 54% и СаО_карб 0,5%) получили при конечной температуре обжига 1270 К (температура факела 1350 К, отхо­дящих газов в пылевой камере 970 - 980 К). При использовании доломи­тового молока из полученного обожженного доломита в качестве осади - теля из рапы Сиваша, разбавленной морской водой до концентрации солей 3,5 %, получается высококачественный порошок рапного гидрооксида магния. После его обжига обожженный магнезит содержит, %: 95,8 - 96,5 МgО, 1,93 - 2,3 СаО, 0,34 - 0,86 SiO₂,0,83 - 1,27 К₂O₃, т.е. по содержа­нию магнезии он близок к кондиционному (не менее 96 % МgО).

Рисунок 13. Декарбонизация доломита (1) и подъем температуры (2)

до 1370 (в) и 1470 К (б)