專利名稱：硅灰石的工業(yè)化生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅灰石的工業(yè)化生產(chǎn)方法。
技術(shù)背景
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——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)出的硅灰石都會有上述成分。硅灰石獨(dú)特的理化特性使其在國民經(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)、電焊條及國防工業(yè)等等均有著廣泛、重要的用途。用硅灰石來替代碳酸鹽巖、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效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
隨著科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)的飛躍發(fā)展，各領(lǐng)域各行業(yè)對硅灰石的應(yīng)用會更加深廣，對硅灰石質(zhì)和量的要求會更多更高，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
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，能夠通過規(guī)?；墓I(yè)生產(chǎn)來獲得質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的硅灰石礦產(chǎn)資源。
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)窯尾加入，并使其向窯頭勻速移動，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)最高溫度控制在1300-1600°C，當(dāng)移動到窯頭時(shí)出窯即得硅灰石。
其中以重量計(jì)石灰石中CaCO3含量彡90%，硅石中SiO2含量彡92%。
其中石灰石和硅石是天然原料。
其中原料石灰石和硅石混合前被粉磨為40-75微米的粉體。
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程，達(dá)到規(guī)模化連續(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)，整個操作過程穩(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
硅灰石獨(dú)特的理化性質(zhì)如下
1、具有針狀、放射狀、纖維狀晶體形態(tài)，其纖維的長度與直徑之比通常為 (7-8) 1-(13-15) 1，若表面處理后比值可達(dá)20 1。3
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。
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)(91-9 %，增白處理后可達(dá)98%，這些特性使其在高級陶瓷和優(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。
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。
5、具有極高的介電性，高的耐熱性，低的吸油率和吸水率。
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)則對上述的理化特性產(chǎn)生影響。
硅灰石的成礦機(jī)理如下
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。
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)氧化鈣(CaO)與氧化硅(SiO2)在固相開始產(chǎn)生反應(yīng)生成硅灰石(CaSiO3)。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Ca0、Si02m 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)才剛開始或還沒開始反應(yīng)的規(guī)律，所以，要使反應(yīng)進(jìn)行徹底，就要有一個延時(shí)或等待的過程。當(dāng)溫度升至1200°C -1300°C時(shí)，硅灰石開始部分熔融，出現(xiàn)液相，13000C _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。
實(shí)施例1
將天然石灰石和硅石破碎，粉磨成50微米的粉體(不粉碎或粉碎成較大顆粒粉體亦可，但會影響物料升溫從而增加能耗和時(shí)間)，其中以重量計(jì)石灰石中CaCO3含量為 90%，硅石中SiO2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)窯尾加入，并使其向窯頭勻速移動，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，當(dāng)移動到窯頭時(shí)出窯即得硅灰石。
實(shí)施例2
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)窯尾加入，并使其向窯頭勻速移動，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)最高溫度控制在1450°C，當(dāng)移動到窯頭時(shí)出窯即得硅灰石。
實(shí)施例3
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)窯尾加入，并使其向窯頭勻速移動，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)最高溫度控制在1300°C，當(dāng)移動到窯頭時(shí)出窯即得硅灰石。
對于硅灰石礦產(chǎn)，國家沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各礦山各行業(yè)也標(biāo)準(zhǔn)不一，我國銷往國際市場的硅灰石原礦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如下
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)窯尾加入，并使其向窯頭勻速移動，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)最高溫度控制在1300-1600°C，當(dāng)移動到窯頭時(shí)出窯即得硅灰石。
2.如權(quán)利要求1所述的硅灰石的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于其中以重量計(jì)石灰石中CaCO3含量彡90%，硅石中SiO2含量彡92%。
3.如權(quán)利要求1所述的硅灰石的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于其中石灰石和硅石是天然原料。
4.如權(quán)利要求1所述的硅灰石的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征在于其中原料石灰石和硅石混合前被粉磨為40-75微米的粉體。
全文摘要
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)窯尾加入，并使其向窯頭勻速移動，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)最高溫度控制在1300-1600℃，當(dāng)移動到窯頭時(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)，整個操作過程穩(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)。
文檔編號C01B33/24GK102502677SQ201110316168
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者王亞明, 邵燕, 邵輝 申請人:王亞明, 邵燕, 邵輝