中國粉體網訊 近些年，高活性石灰在濕法煙氣脫硫、酸性工業廢水處理等環保領域，以及輕質碳酸鈣、電石、氧化鋁等材料加工領域展現出了很好的應用性能和經濟效益。
相比于普通石灰，高活性石灰晶粒細小、氣孔率大、體積密度小、比表面積大，反應能力強，應用效果被廣泛認可。那如何才能利用普通石灰石生產高活性石灰呢？這其中的技術奧秘又隱藏在那？
1石灰石煅燒分解
石灰石的煅燒過程是一個比較復雜的物理化學過程，其內部分解反應分為5個步驟，如圖1所示，即:通過顆粒邊界層，由周圍介質傳進分解所需熱量；熱量繼續以傳導方式在顆粒分界層（由表面傳至分解面）向內傳導；顆粒內層的分解反應；分解出的CO2通過CaO層向外擴散；顆粒表面的CO2向氣流的擴散。這5個分步驟實質上是由顆粒的傳熱傳質、化學反應和CO2的擴散3部分組成。可以推斷石灰石的顆粒大小和煅燒時間對傳熱傳質和CO2的擴散有很大影響。
石灰石分解化學式
石灰石分解反應示意圖
2石灰石煅燒/碳酸過程中產物微觀結構特性
（1）產物的比表面積和比孔容
比表面積和比孔容是表征材料微觀結構的典型參數，石灰石在煅燒/碳酸化反應過程中因中間產物的成分不同，則其表面特性也不相同。由下圖可知：原始石灰石的比表面積和比孔容均較小，煅燒反應促使煅燒產物的比表面積和比孔容隨著煅燒時間的增加呈線性增加，但碳酸化反應的進行卻導致碳酸化產物的比表面積和比孔容呈指數規律迅速衰減，由煅燒而獲得的較大比表面積和比孔容在碳酸化快速反應階段基本耗盡。
（2）產物的孔分布
在石灰石煅燒/碳酸化反應過程中，產物的孔分布包括孔面積分布和孔容積分布，它們顯示了不同大小孔隙所占的孔面積和孔容積，而且孔分布的變化可以客觀地反映出石灰石煅燒/碳酸化過程中孔結構的變化。根據IUPAC對孔徑尺寸的分類，孔徑小于2nm的為微孔，介于2～50nm的為中孔，大于50nm的為大孔。微孔為石灰石煅燒/碳酸化反應提供巨大的內表面，中孔是進入微孔的主通道，大孔則是輸送參加反應組分的粗通道。換言之，微孔、中孔和大孔對孔容積和孔面積增加的貢獻不同，微孔只對孔面積的增加有一定貢獻，而中孔和大孔對孔容積和孔面積的增加均有較大貢獻。
（3）轉化率的關系
在石灰石煅燒/碳酸化反應過程中微觀結構演變規律的基礎上有研究者總結，煅燒反應促使比表面積和比孔容不斷增大，碳酸化反應則不斷地消耗由煅燒過程獲得的比表面積和比孔容，煅燒/碳酸化反應過程實質上就是微觀孔隙循環生成與消耗的過程。
由于高活性石灰自身價值較高，且石灰活性度對碳化反應時間及產品粒徑存在十分重要影響，廣西碳酸鈣行業協會會長童張法教授將高活性石灰視作發展精品碳酸鈣的關鍵一步。3月16~17日，第二屆全國碳酸鈣產業高值化發展交流大會將在河南·南陽舉行，屆時廣西碳酸鈣行業協會會長童張法教授將在大會上作《利用普通石灰石燒制高活性石灰的研究》主題報告，為大家講解高活性石灰燒制應用的核心技術和窯爐，分析傳統燒制石灰方法存在的問題。
專家介紹
專家介紹
童張法，男，中國黨員，廣西大學教授，享受國務院政府特殊津貼專家，廣西大學廣西碳酸鈣產業化工程院常務副院長，廣西碳酸鈣行業協會會長，中國無機鹽協會鈣鎂分會專家組成員，廣西碳酸鈣標準化委員會副主任，中國綠色建材產業發展聯盟副組長。
主要碳酸鈣研究成果：
（1）主持完成廣西科技計劃項目《環氧樹脂膠黏劑專用填料納米碳酸鈣晶須制備及其應用研究》（合同編號：桂科攻14122007-28）
（2）主持完成南寧市科技計劃項目《超重力反應結晶法制備納米碳酸鈣的關鍵控制技術》（合同編號：20145337）
（3）主要負責廣西創新驅動項目《優質高純納米碳酸鈣的關鍵技術與產業化應用示范》（合同編號：桂科AA17202030）
（4）主要負責廣西創新驅動項目《富氧法制備納米碳酸鈣關鍵技術研究與應用示范》（合同編號：桂科AA18242015）
（5）主要參與完成的項目《高附加值碳酸鈣材料綠色制備成套技術及產業化》獲得2020年科學技術進步類二等獎
參考文獻
危日光，等：石灰石煅燒/碳酸化過程中微觀結構的演變特性，華北電力大學
康彥萍，等：小顆粒石灰石煅燒活性石灰的探索，太鋼礦業分公司東山石灰
（中國粉體網編輯整理/昧光）
注：圖片非商業用途，存在侵權告知刪除！
