本发明涉及化工及冶炼领域，尤其是一种石灰石细粉生产石灰的快速节能制备方法。
背景技术：
石灰石的主要成分是碳酸钙，采用石灰石能够直接烧制成石灰。石灰的主要成分为氧化钙，其已经广泛应用于塑料、涂料、造纸、炼钢等行业中，例如在炼钢时，加入石灰石能够将矿石中的二氧化硅同时转变为炉渣，石灰已经成为炼钢必不可少的原料之一。
目前，现有工艺烧制石灰石时，需要将石灰石和煤按照一层石灰石一层煤的顺序装入土窑中，然后进行高温煅烧，煅烧后即得石灰。然而，采用该方法制备石灰时，烧制速度慢，产量低，热能的利用率较低，能量消耗较大，大量能源被浪费。由于石灰应用范围广，市场需求量大，因而如何降低制备石灰的能耗成为人们迫切需要解决的问题。特别是采用该工艺生产的石灰炼钢时，石灰中所含的二氧化硫含量过高，导致产品质量降低，石灰用量较高，企业的生产成本居高不下，不仅造成了资源的严重浪费，而且对环境也造成了较大的污染。
技术实现要素：
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种石灰石细粉生产石灰的快速节能制备方法。本发明能够有效解决现有方法烧制石灰时，烧制速度慢、能耗大的问题。与现有石灰烧制方法相比，采用本发明能够节约70％以上的能量，具有显著的经济和社会价值，对于降低能源消耗，提高企业效益，具有显著作用。同时，所制备的石灰活性度更高，产品质量得到显著提升。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种石灰石细粉生产石灰的快速节能制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备石灰石细粉：将石灰石粉碎成粉，得石灰石细粉，备用；
(2)制备添加剂：分别取煤粉、粘结剂和水，将煤粉、粘结剂、水混合均匀，即得添加剂、所述煤粉、粘结剂和水的质量比为5：3-4：7或2.5：0：4；
(3)制备石灰石胚体：将步骤(1)制备的石灰石细粉与步骤(2)制备的添加剂搅拌混合均匀，得混合物，将混合物送入成型压机中压制成石灰石胚体，所述石灰石细粉与添加剂的质量比为8-20：0.5-1.5，所述石灰石胚体上设置有通孔；
(4)烧制：将步骤(3)中制备的石灰石胚体送入窑体中烧制，烧制温度为920-1180℃，即得产品，所述石灰石胚体的体积占窑体容积的70％-95％。
所述步骤(1)中，将石灰石粉碎，得石灰石细粉，石灰石细粉的粒径为0.01-3mm；
所述步骤(2)中，粘结剂为粘土、玻璃粉、氢氧化钙中一种或多种；
所述步骤(3)中，石灰石胚体为长方体或圆柱体；
所述步骤(3)中，石灰石胚体为正方体；
所述步骤(4)中，先将步骤(3)中制备的石灰石胚体送入窑体中预热至600-800℃，再加热至920-1180℃进行烧制，即得产品。
所述步骤(4)中，所述窑体为立窑、轮窑、隧道窑、回转窑中的一种。
针对现有方法烧制石灰时，烧制速度慢、能耗大的问题，本发明提供一种石灰石细粉生产石灰的快速节能制备方法，该方法包括制备石灰石细粉、制备添加剂、制备石灰石胚体、烧制四个步骤。通过该方法烧制时，石灰石胚体结构稳定，密度适中，燃烧时通风良好，其中所含煤粉燃烧完全，石灰石与煤粉的燃烧效率达到最佳状态。该方法中，每千克石灰石只需300-400大卡，烧制温度能达到920-1180℃。与现有石灰烧制方法相比，采用本发明能够节约70％以上的能量，具有显著的经济和社会价值，对于降低能源消耗，提高企业效益，具有显著作用。同时，所制备的石灰活性度更高，产品质量得到显著提升。
作为优选，所述步骤(1)中，将石灰石粉碎至粒径为0.01-3mm，得石灰石细粉。粉碎成细粉，有利于石灰石胚体的压制成型，使石灰石胚体内部更加均匀，提高石灰石胚体的传热效率，缩短石灰的烧制时间。同时，本发明将石灰石粉碎，能够便于石灰石原矿的提纯，降低了烧制高品位石灰对原料品质的要求。采用本发明，能够以石厂生产过程中的废料作为原料，提高资源的利用效率。
所述步骤(2)中，按质量比5：3-4：7或2.5：0：4分别称取煤粉、粘结剂和水，将煤粉、粘结剂、水混合均匀，即得添加剂。其中，粘结剂为粘土、玻璃粉、氢氧化钙中一种或多种。申请人通过长期探索发现，按质量比5：3-4：7称取煤粉、粘结剂和水以及质量比2.5：4称取煤粉、水制备添加剂，并最终得到的石灰，所需能耗较低，能源的利用率较高。
步骤(3)中，将石灰石细粉与添加剂搅拌混合均匀，并压制成石灰石胚体，石灰石胚体为长方体或圆柱体。石灰石细粉与添加剂的质量比为8-20：0.5-1.5，石灰石胚体上设置有若干个通孔。当石灰石胚体为长方体时，可以根据需要，分别在长方体的三组对应面上设置通孔，可以在一组对应面上设置通孔，或在两组、三组对应面上设置相应的通孔。
步骤(4)中，将石灰石胚体送入窑体中烧制，烧制温度为920-1180℃，即得产品，石灰石胚体的体积占窑体容积的70％-95％，窑体可以为立窑、轮窑、隧道窑、回转窑中的一种。作为优选，步骤(4)中，可以先将石灰石胚体送入窑体中预热至600-800℃，再加热至920-1180℃进行烧制。由于本发明的烧制速度较快，石灰的出窑速度较快，因而能够利用烧制石灰的预热对石灰石胚体进行预热，不仅能够有效降低能源消耗，而且对产品质量的提高也有一定的帮助。
本发明对传统石灰石烧制工艺进行了全面改进，所制备的石灰石胚体具有很好的透气性，原料石灰石和煤粉中超过70％的二氧化硫能够随同燃烧产生的气体一同被排出，所得到的产品中，含硫量远远低于传统方法生产的石灰，产品密度较低、质量好。同时，申请人在实践中发现，由于本发明所制备的石灰产品密度低、其中所含气孔数量多，活性强，含硫量低，将其应用于炼钢生产时，能够提高炼钢时的温度，提高出渣效率，降低石灰用量，提高产品钢的质量，降低炼钢生产成本，减少资源浪费和对环境的污染。与传统石灰石烧制工艺相比，采用本发明能够降低能源消耗70％以上，同时，普通品位的石灰石采用本发明也可烧制出含钙95％以上的优质石灰，石场的废料也能烧制出含钙85％的优质石灰，因而，本发明对于降低能源消耗、生产成本，提高石灰的质量具有显著意义。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例一
取100kg石灰石，粉碎成粉，得石灰石细粉，石灰石细粉的粒径为0.01-1mm，备用。分别取5kg煤粉、8kg水，将煤粉、水混合均匀，即得添加剂。
将上述石灰石细粉与添加剂采用机械或人工搅拌均匀，得混合物，再将混合物送入压制机中压制，得石灰石胚体。石灰石胚体为长方体，石灰石胚体的一组平行面上设置有一组通孔。
将制备的石灰石胚体送入立窑中烧制，烧制温度为1100℃，即得60kg石灰，其中石灰石胚体的体积占窑体容积的80％。
整个烧制过程约为2h，烧制时间得到有效缩短。同时，相对于传统方法，加工加工100kg石灰，需要50kg煤相比，采用本发明能够有效节约煤的用量，显著降低生产成本和能耗。
实施例二
取100kg石灰石，粉碎成粉，得石灰石细粉，石灰石细粉的粒径为0.01-3mm，备用。分别取5kg煤粉、8kg水，将煤粉、水混合均匀，即得添加剂。
将上述石灰石细粉与添加剂采用机械或人工搅拌均匀，得混合物，再将混合物送入压制机中压制，得石灰石胚体。石灰石胚体为圆柱体，圆柱体的轴向设置有通孔。
先将制备的石灰石胚体送入轮窑预热至650℃，再加热至950℃进行烧制，即得65kg石灰，其中石灰石胚体的体积占窑体容积的85％。
整个烧制过程约为2.1h，烧制时间得到有效缩短。同时，相对于传统方法，加工100kg石灰，需要50kg煤相比，采用本发明能够有效节约煤的用量，显著降低生产成本和能耗。
实施例三
取100kg石灰石，粉碎成粉，得石灰石细粉，石灰石细粉的粒径为0.01-2mm，备用。分别取5kg煤粉、3.5kg粘土、7kg水，将煤粉、粘土、水混合均匀，即得添加剂。
取100kg石灰石细粉、10kg添加剂，将石灰石细粉与添加剂采用机械或人工搅拌均匀，得混合物，再将混合物送入压制机中压制，得石灰石胚体。石灰石胚体为圆柱体，圆柱体的轴向设置有通孔。
先将制备的石灰石胚体送入隧道窑预热至550-600℃，再加热至1000-1050℃进行烧制，即得64kg石灰，其中石灰石胚体的体积占窑体容积的92％。
整个烧制过程约为1h45min，烧制时间明显短于传统方法。同时，相对于传统方法，加工100kg石灰，需要50kg煤相比，采用本发明能够有效节约煤的用量，显著降低生产成本和能耗。
实施例四
取100kg石灰石，粉碎成粉，得石灰石细粉，备用。分别取5kg煤粉、4kg氢氧化钙、7kg水，将煤粉、氢氧化钙、水混合均匀，即得添加剂。
取100kg石灰石细粉、17kg添加剂，将石灰石细粉与添加剂采用机械或人工搅拌均匀，得混合物，再将混合物送入压制机中压制，得石灰石胚体。石灰石胚体为圆柱体，圆柱体的轴向设置有通孔。
先将制备的石灰石胚体送入隧道窑预热至700-800℃，再加热至1150-1180℃进行烧制，即得67kg石灰，其中石灰石胚体的体积占窑体容积的92％。
整个烧制过程约为2h，烧制时间明显短于传统方法。同时，相对于传统方法，采用本发明能够有效节约煤的用量，显著降低生产成本和能耗。
实施例五
取100kg石灰石，粉碎成粉，得石灰石细粉，备用。分别取5kg煤粉、3.5kg玻璃粉、7kg水，将煤粉、氢氧化钙、水混合均匀，即得添加剂。
取100kg石灰石细粉、5kg添加剂，将石灰石细粉与添加剂采用机械或人工搅拌均匀，得混合物，再将混合物送入压制机中压制，得石灰石胚体。石灰石胚体为正方体，石灰石胚体的三组平行面上分别设置有通孔。
先将制备的石灰石胚体送入隧道窑预热至650-750℃，再加热至1100-1120℃进行烧制，即得64.5kg石灰，其中石灰石胚体的体积占窑体容积的88％。
整个烧制过程约为2.2h，烧制时间明显短于传统方法。同时，相对于传统方法，采用本发明能够有效节约煤的用量，显著降低生产成本和能耗。