浅谈轻钙生产中的石灰消化工艺

刘丽娟

（石家庄市生态环境局井陉县分局， 河北 石家庄 050300）

石灰消化说起来最简单也就是把石灰放到水中溶解形成氢氧化钙乳液，恰是最简单的问题也就成了我们工业生产中最复杂的问题，因为它的特殊性给生产环境造成很大影响，同时也因为它的特殊性，给石灰乳的质量造成了一定影响，为此我们围绕环保、灰乳质量的核心问题，进行了多方面的探索。

1 消化方式的演变过程

轻质碳酸钙中的消化工艺，最原始的方式用一口铁锅把水放进去，再把石灰放到水中，消化后将灰乳倾倒出来，后来为满足生产量的需要，用池子化灰，把石灰放到池里面消化，再加上搅拌，消化完成后用导管把浆液放出来，人工将杂物清出来，后来为了减轻人工清除消化杂质的繁重劳动，又发展到吊篮化灰，将石灰装入铁轮子内，然后放入池中消化，剩下的杂质用机械的方式提出来卸料。随着产业规模的不断扩大，我们又将制碱行业的回转式化灰机应用于碳酸钙生产，机械化程度有了很大的提高。

回转化灰机分为后出水回转化灰机和前出水回转化灰机，由于该设备的消化量很大，满足了生产量的需要，但灰乳质量不佳，随后又开发了适应碳酸钙行业生产的轮式化灰机和槽式化灰机延续至今。

轮式化灰机扩大了水容量，消化温度也有所提高，但排渣系统仍然困难，一是浆液的杂质，二是轮底的杂质，三是轮内的杂质。三种杂质同时存在，对生产环境及尾渣的处理带来了新的问题。

槽式化灰机分单槽、双槽和三槽多种，整个消化系统全部是在密闭过程中完成，为实现密闭消化需要将石灰进行破碎，通过机械破碎将8-12 公分或10-15 公分的石灰破碎成1-4 公分的颗粒，这样石灰表面积大大提高，石灰的消化温度快速提升，为密闭消化创造了条件，所不同的是增加了破碎工艺环节，同时也增加了破碎工艺环节所带来的粉尘问题。尽管如此通过以上几种消化方式比较，槽式化灰仍然有它一定的优势，因为它的消化温度、消化时间、排渣系统均满足了生产环境和产品质量的需要。

2 氧化钙及氢氧化钙的性质

氧化钙是一种无机化合物通常称为生石灰，具有较强的吸湿性，对潮湿极为敏感，易从空气中吸收二氧化碳和水分，石灰活性越高对空气中的二氧化碳和水分吸收率也就越高。氢氧化钙是由氧化钙和水消化而制成，氧化钙的消化过程是一个多边过程，属多项反应，它的反应速度与固体的晶体结构、表面积大小、生过烧现象有密切关系。轻质碳酸钙体积的大小与氧化钙有着密切的关系，还与氧化钙消化有着密切的关系，氧化钙消化温度的高低对产品粒子的影响也很大、石灰破碎后表面积增大，根据实践数据，破碎后与不破碎温度相差40%，石灰消化温度越高，产浆率就越高，温度为90°时产浆率为93%，而消化温度在60°时产浆率仅为63%。

氧化钙消化是一个放热的过程，不同温度消化的氢氧化钙粒子是不同的，从60°到100°之间各个不同温度段产生的氢氧化钙粒子数量悬殊很大，这是影响产品体积的关键，为什么石灰放的时间长了会影响产品消化和产品质量，因为石灰的吸湿性较强，石灰存放久了会与空气中的二氧化碳、水分反应，不利于石灰消化，氢氧化钙在水中的溶解度很小，而且温度越高溶解度越低，所以生石灰出窑后要及时消化，防止石灰吸潮，否则会影响消化的出浆率和产品的质量，特别是沉降体积和粒度分布。

石灰的消化还与晶体有着很大的关系，晶体是石灰的自然属性，但消化后的温度、浓度对晶体也会影响。既然氧化钙是多项反应，那它的属性特点就成了生产工艺中的一种必然选择。

3 环境保护

石灰消化是轻钙生产中环境保护最难把控的一个环节，在工艺配置中，首先要考虑到石灰在整个系统中的环保处理，环保处理主要以机械为主，按照确定的工艺，将石灰筛选、提升、破碎、储料、喂料整个过程全部进入封闭运行状态，并形成负压操作就能解决石灰在系统输送加工过程的粉尘泄漏。槽式消化机是全封闭设备，一个进料口、一个排渣口、一个出浆口、一个排气孔、进料口与破碎料仓对接，排浆口出来的浆液可以直接到振动筛，也可以直接进入沉化池。排渣口出来的废渣颗粒较小，不落地可直接提升到渣料仓。排气孔上端加装一套PP 喷淋塔，用已降温除尘的方式，把消化气体中的微量粒子清除掉，喷淋水直接进入消化机。浆料沉化、精制集中到一起，进行除渣调浆处理，把尾渣用板框压榨后送入渣料仓，压榨后的水直接用于消化。渣料仓是消化工艺中一个废物集中处，按照量的大小配置，料仓底部卸料用气动油压阀，料仓及卸料全部密闭，装车时形成负压，通过这一系列的环保措施，使得消化车间的卫生环境得到根本治理和提升。

4 自动化控制

自动化控制是传统产业在新时期发展的必由之路，消化工艺从人工操作到机械操作再到自动化操作然后在提升到智能化操作需要一个过程，通过工艺的改变，机械操作已经基本实现，但自动化操作仍然是初级的，其原因是工艺设备的改进还不适应，物料的质量和物料的输送，仍有很大提升空间，水温的控制、石灰的生过烧、灰水比例的不确定因素还很多、水与石灰的称重环节等都是造成自动化不够完善，智能化难以实现的主要环节，为实现自动智能化的控制需对现有工艺进一步优化和提升，使得设备更精准，控制更加到位，最终实现石灰消化工艺的自动智能化。