[发明专利]一种基于水泥熟料烧成系统改造的高岭土悬浮煅烧系统

说明书

本发明属于高岭土悬浮煅烧技术领域，尤其涉及一种基于水泥熟料烧成系统改造的高岭土悬浮煅烧系统，所述基于水泥熟料烧成系统的改造方法包括以下步骤：将窑尾烟室与回转窑的连接处进行隔断处理或窑尾烟室与分解炉的连接处进行隔断处理，新增第一旋风冷却系统且最下一级旋风预热器的下料点由窑尾烟室调整至第一旋风冷却系统内。本发明提供一种可充分利用新型干法水泥熟料烧成系统现有装置，只需要进行小幅改造即可制备出高活性的偏高岭土产品，同时解决偏高岭土制备系统能耗高、产品质量较难控制等问题的基于水泥熟料烧成系统改造的高岭土悬浮煅烧系统。

技术领域

本发明属于高岭土悬浮煅烧技术领域，尤其涉及一种基于水泥熟料烧成系统改造的高岭土悬浮煅烧系统。

背景技术

现有技术：

我国是高岭土资源第一大国，高岭土以高岭石为主要矿物，伴生石英、伊利石、针铁矿、水铝石、方解石等其他少量矿物。高岭土属于层状硅酸盐结构，层与层之间由范德华键结合，OH-离子在其中结合得较牢固。高岭土在空气中受热时，会发生几次结构变化，加热到大约600℃时，高岭土的层状结构因脱水而破坏，形成结晶度很差的过渡相—偏高岭土。由于偏高岭土的分子排列是不规则的，呈现热力学介稳状态，在适当激发下具有胶凝性。偏高岭土是一种高活性的人工火山灰材料，可与Ca(OH)₂(CH)和水发生火山灰反应，生成与水泥类似的水化产物。利用这一特点，在用作水泥的掺合料时，与水泥水化过程中产生的CH反应，可改善水泥的某些性能。由于偏高岭土的制备成本低于熟料的制备成本，偏高岭土制备过程中的CO₂排放量也低于熟料制备过程中的CO₂排放量，加上原材料高岭土来源非常广泛，在建筑混凝土和水泥工业积极推进碳减排的背景下，在建筑混凝土和水泥工业中使用偏高岭土代替熟料显得格外有吸引力。此外，偏高岭土还具有密度小、比表面积大、吸油率大等物理性能，除应用于建筑混凝土和水泥添加剂，还可替代颜料、塑料与橡胶充填剂、吸附剂和4A分子筛等，可以用于陶瓷、造纸、橡胶、涂料、石化等行业作为原料或填料，广泛的用途使其具有更高的经济附加值。

煅烧温度、停留时间和冷却温度是偏高岭土制备过程中必须严格控制的工艺参数，上述参数将决定偏高岭土成品的质量。

目前，现有的偏高岭土制备方式主要包括固定床式、半固定床式和流化床式等。其中，采用回转窑煅烧高岭土制备偏高岭土是普遍采用的方法，但是采用回转窑煅烧高岭土时，往往存在系统热耗高，产品质量难以保证，不同程度存在外表过烧而内部欠烧的情况。

高岭土(Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O，AS₂H₂)在适当的温度下经脱水可生成偏高岭土(AS₂)，该分解反应为吸热反应，当温度升至600℃时，高岭土开始吸热分解成偏高岭土并生成水蒸气，随着温度的升高，分解速度加快，在800℃以上开始大量分解。高岭土的分解反应速度主要受煅烧温度及高岭土颗粒粒径等因素影响。研究发现，高岭土颗粒粒径越大，分解反应传热及分解产生的H₂O释放越慢，使得高岭土的分解反应速度越慢。因而将高岭土磨成粉状进行悬浮煅烧可以有效提升高岭土分解反应的速度，即利用悬浮预热分解技术，实现在悬浮状态下完成高岭土粉预热和分解过程。有实验研究表明，将高岭土磨成粉状进行悬浮煅烧，可有效避免煅烧成品出现外表过烧而内部欠烧的现象。