(完整版)菱镁矿煅烧生产氧化镁工艺

菱镁矿生产氧化镁工艺1.菱镁矿大要菱镁矿，又称菱苦土，是我国优势矿产资源，也是重要的出口矿产品之一，分子式为 MgCO3，属三方晶系，是镁的碳酸盐矿物 ,理论成分为 MgO 占47.81%、CO2占52.19%，常有铁、锰取代镁，但天然菱镁矿的含铁量一般不高，是制造碱性镁质耐火资料和提取金属镁的主要原料。

菱镁矿形成于含镁热液交代积聚形成的碳酸盐地层或富含镁的超基性火成岩经热液蚀变的地层中 ,在多期变质和多期形变的作用下形成变质层状菱镁矿矿床和热液交代滑石矿床 ,菱镁矿受应力作用生成滑石矿 ,在地区性热动力作用下形成两矿床相间分布的状态 ,因此在含镁热液交代积聚形成的菱镁矿中常含有必然量的滑石。

因其成矿条件的不相同分为 :晶质菱镁矿和非晶质菱镁矿 ,见表 1。

晶质菱镁石按结晶颗粒大小分为：粗结晶 (大于 5mm)、中晶质 (l-5mm) 、细晶质 (小于 1mm)。

隐晶质镁石的成分一般较纯，是由的晶粒组成的。

表1 菱镁矿的物理性质种类密度·-3 ) 莫氏硬度光彩条痕颜色形状(g cm晶质玻璃光彩白色白、灰粒状非晶质4-6 黯淡或土状白色乳白块状非晶质菱镁矿在中国储量极少,大石桥地区的菱镁矿主若是结晶质的。

属于方解石族、三方晶系、解理完满、拥有玻璃光彩、呈粒状或致密块状会集体 ,矿物中常有的杂质有与MgCO3类质同象的铁和猛的碳酸盐 , 硅酸盐矿物 , 如滑石 (3MgO4SiO2·H2O) 、蛇纹石(3MgO·2SiO2·2H2O)和石英 (SiO2)及硅酸盐银质矿物。

由于杂质的存在 , 使结晶质镁石的颜色呈灰白色、微带浅黄色、青灰色、灰褐色及肉红色等。

Ca2+和 Mg2+由于阳离子半径相差过大，不能够相互取代,但组成了复化合物 CaMg(CO3)2，在其晶体结构中Ca2+和 Mg2+相间排列 ,序次井然，拥有牢固的化学性质，形成白云石，菱镁矿的主要矿物及脉石矿物组成。

2.辽宁菱镁矿资源现状菱镁矿是世界上最重要的耐火原料之一。

辽宁菱镁矿石的储量、产量及镁质耐火资料生产量、出口量均居世界首位。

辽宁菱镁矿资源主要分布在海城、大石桥、岫岩、凤城、宽甸、抚顺等地区，目前已经地质勘查的矿区有12 个，保有储量 25.77 亿 t，约占全国总储量的85%，约占世界总储量的20%。

辽宁菱镁矿品位高，杂质少，工业利用价值高。

在已探明的总保有储量中，LM-46 、LM-45 等级菱镁矿储量占总储量的一半以上，其中LM-46 等级以上的菱镁矿占总储量的40%左右。

其他，辽宁省菱镁矿资源集中，矿床巨大，如海城-大石桥菱镁矿带的矿体长50km，宽 2～6km，而且埋藏浅，极适合露天大规模机械化开采；其他 , 矿带处于经济发达的辽南地区的丘陵地带,公路、铁路运输十分方便。

这些有利条件使辽宁的菱镁矿采矿业迅速发展 , 并逐渐形成中国致使世界的菱镁矿石生产、供应基地。

辽宁现有矿山开采企业 121 家，年开采量约 1200 万～ 1500 万 t, 全部供省内生产企业使用。

目前已开采的菱镁矿山中，大型菱镁矿山(储量≥5000 万 t)有 4 座，中型菱镁矿山 (储量在 1000 万～ 5000 万 t)有9 座；从分布情况看，海城地区 33 座，大石桥地区有 27 座，岫岩地区有 22 座，凤城地区有 10 座，宽甸地区有 10 座，抚顺地区 3 座，其他地区零星分布 16 座小矿山。

3.辽宁地区菱镁矿主要产品及生产现状菱镁矿石主要用于煅烧轻烧氧化镁、烧结镁砂、电熔镁砂等耐火原料。

辽宁现有各种用于生产耐火原料的煅烧炉窑2771 座，其中轻烧窑 1367 座，重烧窑 454 座，电熔炉 950 座。

2008 年共生产轻烧氧化镁395 万t，其中出口15.8 万t；生产烧结镁砂(含中档镁砂、高纯镁砂)452 万t；其中出口63.8 万t；生产电熔镁砂128 万t，其中出口37.4 万 t；生产合成镁砂 14 万 t，其中出口 4 万 t。

3.1 轻烧氧化镁轻烧氧化镁是一种十分重要的基础镁质原料 , 全部镁质深加工产品都必定以它为基础原料。

依照其化学成分及形状不相同分别应用于压球制造各种品位的高纯镁砂和中档镁砂 ;与含 Al 2O3原料合成尖晶石等复合资料 ;生产电熔镁砂 (耐火级或电工级 );作转炉脱硫粉剂的基础原料 ;作深加工镁质制品的基础原料 , 如轻质 MgO 、轻质 MgCO3等;作镁肥和菱镁化工产品的基础原料。

3.2 烧结镁砂烧结镁砂主要用于低档镁砖的生产以及作为补炉料的主体原料。

由于采用二、三级菱镁矿原石 , 并用竖窑生产 , 产品的价位较低 , 有必然的市场。

该产品生产的主要问题是污染粉尘的排放。

3.3 中档镁砂中档镁砂是含 MgO 约 95%(质量分数 )的烧结镁砂 , 是采用轻烧氧化镁粉为原料湿法成球 , 以焦炭为燃料在竖窑内烧结而成的。

中档镁砂是镁质制品中一个重要的的镁砂品种 , 主要应用于中档镁砖、直接结合砖和镁尖晶石砖 , 以及一些镁质不定形耐火资料中。

3.4 电熔镁砂由于电熔镁砂结晶大、致密, 是生产炼钢转炉、电炉以及精髓钢包渣线用镁碳砖不能取代的最正确主体原料, 其中 , 低 Fe2O3的大结晶电熔镁砂又是电器元件中优异的填充绝缘资料。

但由于生产电熔镁砂耗资大量电能, 属国家能源政策限制发展的产业, 其发展将碰到推行分类电价政策的冲击。

3.5 高纯镁砂高纯镁砂主要用作生产高级直接结合镁砖、镁尖晶石砖的主体原料，同时可取代部分电熔镁砂作为炼钢用镁碳砖的原料以降低成本。

依照生产实践, 高纯镁砂主要分为3个品种 ,分别为 :特优级镁砂 ,w(MgO)≥97.5%，m(CaO)/m(SiO2) ≥2，体积密度≥·-3；优级镁砂，w(MgO)≥ 97.2%，体积密度≥·cm-3；一般镁砂， w(MgO)=96.8% ～97.2%，体积密度≥·cm-3。

4菱镁矿生产氧化镁主要设备及工艺菱镁矿煅烧生产氧化镁对于煅烧所用的矿石，要求其MgO>45%，，CaO <1.5%。

菱镁矿煅烧的本质是碳酸盐的分解：MgCO3=MgO+CO 2。

菱镁矿加热至 640℃以上，开始分解为氧化镁和二氧化碳，在100~1000℃煅烧时，二氧化碳没有完满逸出，产物为一种粉末状物质，称为轻烧镁（也称苛性镁、煅烧镁、α-镁），其化学活性很强，拥有高度的胶粘性，易于与水作用生成氢氧化镁。

在 1400~1800℃煅烧时，二氧化碳完满逸出，由于再结晶和烧结的发生，氧化镁形成方镁石致密块体，称为重烧镁（硬烧镁、死烧镁、β-镁），这种重烧镁拥有很高的耐火度。

在 2500~3000℃将重烧镁熔融，经冷却凝固发育成圆满的方镁石晶体，称为电熔氧化镁称为电熔氧化镁或熔融氧化镁，高温煅烧的氧化镁不易与水和碳酸结合，拥有硬度大，抗化学腐化性强，电阻率高等特点。

由于菱镁矿的这些煅烧产品拥有不相同的化学性质和特点，因此用途各不相同。

目前，我国生产烧结镁砂的主若是竖窑，生产轻烧镁可采用竖窑、辗转窑和地道窑，生产电熔设备主若是电熔镁炉。

4.1 竖窑1.竖窑是一种不转动的立式煅烧设备。

如图 1 所示，为竖窑结构表示图，它的特点是结构简单，一次投资少，与辗转窑对照，产量低、耗资大、成品活性低。

图 1 竖窑表示图1-烟囱 2-布料器3-窑炉内衬4-气化冷却炉衬5-出料器竖窑的窑型能够是直筒窑，也能够是变径窑。

变颈窑能够是直井窑（即上部小、下部大），或大肚窑（即上部和下部小、中间大）。

不管是直井窑还是大肚窑，其高温带都在中部。

大肚窑的高温带在大肚部分，直井窑的高温带在冷却带和预热带之间（预热带占窑总高的50%，冷却带占窑总高的25%）。

按加热方式来分，可分为外加火室的竖窑（即侧部带2—4 个火室）和煤、石分层或煤、石混杂的料层燃烧的竖窑。

不带外加火室的竖窑，在竖窑的底部设有进风管或在竖窑的下部设有围风管。

窑内煤石分层（即一层煤、一层石）时，这种窑反应带的温度能达到1200℃以上，菱镁矿能完整分解。

外加火室的竖窑采用烟煤作为燃料，这种煤的发热值平时在（）×103KJ/Kg ，无烟煤为碎煤，不要块煤，含水量为10%；焦炭的发热值在（ 33—35）×103KJ/Kg ，焦炭粒度在 20~40mm。

2.工艺过程轻烧粉采用竖窑烧成时，烧成温度为 900～1100℃，上部加矿石，中部燃烧，底部出轻烧粉，由于烧成过程中灼减物挥发，烧成后镁石失去晶体光彩，变成白色块状料。

MgCO3在 350℃开始分解， 550～600℃时，反应激烈，到 1000℃时分解完满。

但没有形成烧结，结构变的松懈，无光彩，强度较低，用手即可掰开，但化学活性大，若是需要，轻烧镁砂能够进行粉磨。

采用竖窑生产烧结镁砂的煅烧工艺分为一步煅烧和两步煅烧，两步煅烧是利用一步煅烧的产品进一步煅烧以提高成品氧化镁含量。

一步煅烧生产烧结镁砂的工艺流程如图 2 所示矿石(<30mm)煤焦炭竖窑烧成，出料冷却(1500℃，24h)砸开，窑前优选小车运输或皮带输送入库库房优选成品图 2 竖窑生产重烧镁砂工艺流程烧结镁砂的矿石氧化镁含量一般>45％，Al2O3+SiO2<4% ，菱镁矿(MgCO3) 在 350℃开始分解，在 1000℃完满分解。

生产时，料直接从窑的上口加入，窑的中下部设有鼓风机向窑内吹助燃空气，由于加料的不平均性，矿石在窑体的不相同部位积聚密度不相同，气流上涨的过程中在横截面上会产生风洞，风洞太大可能将热量带走，产生欠烧。

同时料密实的部位通风差，风洞太小，空气太少，煤未完满燃烧，烧成温度低，也可能产生欠烧情况。

因此，由于竖窑自己所拥有的弊端决定了烧成的成品料不能能很平均，因此优选是生产烧结镁砂特别重要的工艺，镁砂的烧结温度大体为1500℃。

4.2 辗转窑辗转窑在建材、冶金、化工、环保等好多生产行业中，广泛地使用辗转圆筒设备对固体物料进行机械、物理或化学办理，这种设备被称为辗转窑，辗转窑的结构如图 3 所示。

辗转窑的分类：依照外型分分为变径辗转窑和通径辗转窑，依照用途分能够分为水泥辗转窑、陶粒砂辗转窑、高岭土辗转窑、石灰辗转窑等，依照供能收效不相同又分为燃气辗转窑，燃煤辗转窑，混杂燃料辗转窑。

图 3 辗转窑组成表示图1-轮带 2-筒体 3-大齿圈 4-拖轮 5-传动机构 6-档轮 7-基础菱镁矿经过电磁振动给料器或圆盘给料按生产要求，定量加入窑内，按辗转窑长度控制好三带的长度，即冷却带占总长的25%、煅烧带（即反应带）占总长的25%、预热带占总长的50%。

矿石加入窑后，在窑气的预热下缓慢升温，以排出其中的水份和有机物，随着窑的转动，逐渐向窑头方向搬动，至煅烧带时，矿石的温度应达到800℃以上。