块状生石灰制备石灰乳的工艺简介
[摘要]随着石灰代碱技术在有色冶炼工业中的应用，石灰乳的制备工艺也越来越受到重视。本文根据生产实际情况，介绍了块状生石灰制备石灰乳的方法，以及在工程中应用的情况。
[关键词] 制备工艺 块状生石灰石灰乳制备
石灰乳制备是冶炼工艺、水处理、大气污染控制和化学工业的重要组成部分，影响着整个工艺的处理效果和危废物的排放达标情况。石灰乳在有色冶炼工业上的应用主要是代替碱（NaOH）来沉淀镁、镍、钴、铜等金属及尾渣中和。沉淀1t镍、钴所用生石灰较氢氧化钠可节省2170元，石灰代碱技术具有良好的应用前景[1]，特别是在低品位矿的湿法冶炼提取工艺以及提取和精炼相距较远的企业，如海外建厂方面，因此石灰乳的制备工艺在有色冶炼行业的应用也日渐增多，其重要性也日渐明显，下面就块状生石灰制备石灰乳的工艺进行介绍。
1.制备工艺
1.1对原料的要求
用来消化的石灰块的性能分析如表1所示。
表1 石灰的性能分析表
1.2制备工艺
石灰乳制备的配置如图1所示，主要包括以下几个方面的内容：1）石灰的贮存系统；2）计量系统；3）消化系统；4）石灰乳的贮存及输送；5）污水的处理系统；
1.2.1石灰的贮存系统
因生石灰易吸水潮解，且在反应1.皮带输送机2.石灰仓 3.棒阀4.定量给料机5. 电动单梁起重机6.化灰机7.运渣皮带8.电动葫芦9.石灰乳槽10.石灰乳泵11.污水泵
图1块状生石灰制备石灰乳
过程中放出大量的热，故在生石灰的输送或贮存过程中，要密封输送或贮存，避免与水接触，以免引起着火[2]。块状生石灰的贮仓一般采用钢制结构，密闭保存，防止雨水进入。另外，在钢仓的设计中，为了保证生石灰块的顺利流出，要保证仓的倾角大于60°，内壁上涂环氧树脂，同时舱壁上加空气振打器。
1.2.2计量系统
石灰仓料位的测量：料仓上装有雷达料位计检测料位，低料位时进料，高料位停止进料。
进入化灰机消化时块状生石灰的计量采用的是某种型号的定量给料机，具有称量精度高、长期稳定性好、可靠性高及连续输送等特点，它能够自动按照预定的程序，依据设定的给料量，自动调节皮带转速，使物料流量等于设定值，以恒定的给料速率连续不断地控制给料设备输送散状物料。
生石灰的需要量计算：根据所需要生石灰的物相分析及石灰乳的浓度，计算出单位时间内所需生石灰的量及所加水的量，水的添加量采用某种精确的流量计进行计量，以确保配比的准确性。
1.2.3消化系统
石灰乳制备的关键设备是消化机，它主要由动力装置、滤网、滚圈、筒体（外筒体和内筒体）、齿圈、托轮装置等组成，筒体内部设为四个区，分别为缓冲区、消化区、均质区、乳渣分离区，尾部设有捞渣和排渣装置。该化灰机的主要特点是采用由回转运动代替搅拌的化灰方法，石灰化灰机筒体后部设有筛网，生石灰块同水在筒体内接触吸水后消化，石灰乳 穿过筛孔自排出口流出，未能消化的过烧及生烧石灰由外筒体尾部的捞渣装置排出筒外。该化灰机结构装置合理、操作方便、生产效率高，对任何质量的石灰均适用。
消化时石灰和水按一定的比例关系加入到消化机中，即可配制一定浓度的石灰乳。具体工作过程为：石灰由加料漏斗加入化灰机，同时水也按一定的比例关系由进水管加入化灰机，石灰和水在化灰机内自由的流动，为了保证更迅速的移动和更好的搅拌，鼓内装置着成螺旋形的角铁。
在化灰机的末端，有分离未消化石灰的卸料室，生烧和过烧的石灰通过排渣口排出，经由运渣皮带运往别处。石灰与水同时进入化灰机不仅对于消化过程的正确进行是必要的，而且对于化灰机连续的工作也是必须的。
1.2.4石灰乳的贮存及输送
石灰在化灰机中消化后，自溜槽和溜管流入第一个槽（搅拌槽），当溶液装满到规定的量后，溶液进入第二个槽（输送槽），同时第一个槽进行浓度调配，调配达到所需浓度后，即可用泵将石灰乳输送至用点，互相交替转换作业。
在石灰乳消化过程中会产生带尘的热气，经排气筒排空。
1.2.5污水的处理系统
石灰乳制备为湿法生产工序，生产中易发生跑、冒、滴、漏现象，设计时应注意地面坡度和地坑的设置，同时应加强管理，经常检查阀门和管道的使用情况，减少这种现象的发生。污水泵应与污水坑的液位进行连锁，做到高液位自动排污，低液位自动停泵。
2. 影响石灰消化的因素
石灰乳活性主要受石灰石矿的化学组成、煅烧窑型、煅烧温度和烧结时间等的影响。同时石灰乳活性还与石灰消化过程中的操作条件有关，优化石灰消化工艺可以提高消化反应速率、制备出高活性的石灰乳。石灰乳活性主要表现在Ca(OH)2颗粒的分散性，分散性越高，说明Ca(OH)2颗粒越细，反应表面积越大[2]，可以提高脱硫率和石灰的消化率，降低设备投资和运行费用。
影响石灰消化的因素主要有搅拌强度、石灰粒径及水的温度。
2.1搅拌强度的影响
相关数据表明，当化灰机的转速小于某一值时，石灰消化速率随着搅拌转速的增加而增加，当转速大于某一值时，石灰的消化速率随转速的增加量不太明显。相关研究表明，石灰消化过程主要由Ca2+或OH-从反应表面扩散到液相主体过程控制，故随着搅拌速率的增大，固体表面的扩散液膜变薄，加快反应产物的扩散速率，因此加快了石灰的消化过程，但当搅拌速率达到某一定值后，由于热量损失的问题，反应速率随搅拌强度的增加不是很明显。
2.2石灰粒径的影响
有关数据表明，石灰粒径越小，石灰消化速度越大，且温升也随石灰粒径的减小而增大，说明石灰粒径越小，对提高石灰消化速率和石灰的消化率越有效，且可得到较高活性的石灰乳。因为石灰的粒径越小，其反应表面积越大，加快反应产物（Ca2+或OH-）的扩散，同时反应放出大量的热，使溶液温度迅速升高，又促进产物的扩散，从而加快了石灰的消化过程。因此，在石灰乳制备的过程中，应注意石灰粒径的选择。
2.3消化水温度的影响
研究表明，在一定的水温范围内，石灰消化速率随着消化水温度的升高而增加，但当水的温度增加到某一温度时，石灰的消化速率随消化水温度的变化不是很明显。建议在消化前，用消化过程中产生的热预热消化水，升高消化水温度，使消化温度升高，加快石灰消化过程。但消化水温度不能太高，一般工程上应用的消化温度为70～85℃，消化水温度上升到100℃，会影响消化装置的稳定性和安全性。因此，应根据实际情况，通过调节操作条件使消化温度在此范围内，同时做好保温工作，防止热量损失，使消化水的温度对消化过程带来有利影响。
3.实际使用情况
块状生石灰制备石灰乳的工艺在国内外均已有应用，应用情况良好，说明石灰代碱技术有良好的发展空间和广阔的发展市场。事实上，很多工厂已在使用块状生石灰制备石灰乳，通过控制原料质量、有效调节化灰机的参数、调节影响化灰质量的各种外在因素来获得质量较好的石灰乳。在工业越来越发达的当今社会，相信石灰代碱技术――即石灰乳制备技术的应用会越来越广泛。
参考文献
1中国有色冶金，2012,2（1）：29.
2 石灰的制造，重工业出版社。T.B.布路西洛夫斯基 著。张莹 刘玉其 译。
3 Pujol R，Hamon M，Kandel X．Biofilters：flexible，reliable biological reactors．Wat．Scj．Tech．，1994，29(10～11)：33～38.
