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煅燒氧化鎂的生產(chǎn)方法包括菱鎂礦煅燒法和水鎂石煅燒法，我國(guó)目前主要采用菱鎂礦煆燒法。菱鎂礦石中，MgCO3含量高達(dá)90%以上，另外含少量CaCO3及其他微量雜質(zhì)。在高溫下煅燒，MgCO3和CaCO3分解為MgO和CaO，同時(shí)放出CO2氣體，該過程為吸熱過程。菱鎂礦加熱至500℃即開始分解，其熱分解是發(fā)生于界面附近的離子擴(kuò)散反應(yīng)，屬于界面收縮機(jī)理，即縮殼機(jī)理，原礦晶粒外表面逐漸分解剝離，其中CO32-的擴(kuò)散為控制步驟。具體的生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備如下所示：

生產(chǎn)工藝流程

(1)菱鎂礦煅燒法工藝流程

以菱鎂礦為原料經(jīng)預(yù)處理、煅燒、粉碎制取煅燒氧化鎂時(shí)，因用燃料不同可分為：以無(wú)煙煤或焦炭為燃料的混料式煅燒立窯工藝、間壁式煅燒工藝;以煤氣或重油為燃料的直燃式煅燒立窯、回轉(zhuǎn)窯等煅燒設(shè)備及工藝。本章重點(diǎn)介紹以煤氣為燃料直燃式煅燒工藝。其流程見圖1所示。

菱鎂礦經(jīng)預(yù)處理剔除紅筋，水洗泥土等，破碎成一定粒度，經(jīng)提升裝置提升到立窯頂部加入料鐘中，定時(shí)按工藝要求定量加入窯中;一定粒度的白煤、或焦炭、或不黏煤等，由加料裝置提升到煤氣發(fā)生爐頂部，通過料鐘加入爐中。在發(fā)生爐底部通入空氣和水蒸氣在爐中產(chǎn)生煤氣，經(jīng)除塵裝置、換熱器進(jìn)入立窯下部燒嘴，并由鼓風(fēng)機(jī)吹入空氣經(jīng)預(yù)熱后，同煤氣進(jìn)行燃燒。根據(jù)工藝要求控制不同溫度對(duì)菱鎂礦進(jìn)行煅燒反應(yīng)。當(dāng)溫度控制在1500~1800℃時(shí)，從窯底部卸出燒成料，經(jīng)破碎、篩選制取重?zé)V砂;當(dāng)溫度控制在700~900℃時(shí)，從窯底部卸出燒成料，經(jīng)破碎、篩選制取輕燒鎂粉。

重?zé)V砂每噸消耗定額：菱鎂礦2.0~2.5t;煤耗隨使用燃料類型不同折合成標(biāo)煤耗不同，一般在0.22~1.0t;電耗30~50kW·h;輕燒鎂粉每噸消耗定額：菱鎂礦2.2~2.6t，煤耗0.2~0.8t，電耗30~50kW·h。

(2)水鎂石煅燒法工藝流程

以水鎂石為原料，預(yù)處理、粉碎，送煅燒窯煅燒，因燃料不同，煅燒窯各異，本文以間接加熱回轉(zhuǎn)窯為例，燃料為煤或煤氣，其工藝流程詳見圖2所示。

水鎂石經(jīng)預(yù)處理剔除紅筋，水洗泥土等，粉碎到一定粒度(約100~200目)，經(jīng)提升加入到回轉(zhuǎn)煅燒窯，由煤氣、燃油或燃煤間接加熱，進(jìn)行煅燒反應(yīng)，輕燒氧化鎂經(jīng)冷卻回收熱量后，粉碎、分級(jí)、包裝制取產(chǎn)品。

煤氣在煅燒段回轉(zhuǎn)筒體外燃燒，空氣經(jīng)冷卻段預(yù)熱提高溫度，進(jìn)入鍛燒段，保證煤氣充分燃燒，提供水鎂石分解所需熱量，煙道氣經(jīng)預(yù)熱段筒體外部加熱達(dá)到爐內(nèi)水鎂石粉溫度，煙氣降溫后經(jīng)引風(fēng)機(jī)排入放空煙囪。

煅燒窯預(yù)熱段溫度控制在200~400℃;鍛燒段溫度控制在400~700℃;冷卻段溫度控制在100℃以下。煅燒時(shí)間與水鎂石粒度、溫度有關(guān)，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

主要設(shè)備

(1)燃?xì)忪褵⒏G

以煤氣、天然氣、焦?fàn)t氣等為燃料，采用立窯、回轉(zhuǎn)窯、懸浮窯、旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)煅燒窯等煅燒菱鎂礦或水鎂石，制取鍛燒氧化鎂。

該窯由喂料裝置、窯體、煤氣燒嘴、卸料裝置、熱回收裝置等組成。喂料裝置包括受料溜槽、提升機(jī)、電動(dòng)料鐘、受料斗、料位探尺及卷?yè)P(yáng)機(jī)等組成，通過該裝置將原料礦石提升到窯頂，按工藝要求加入到立窯中;煅燒立窯窯體一般由里向外由耐火磚、保溫隔熱材料、鐵皮等組成，確保鍛燒反應(yīng)正常進(jìn)行，熱損失盡量小，鐵皮保證立窯嚴(yán)密，整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度符合要求等;煤氣燒嘴一般釆用套筒式多個(gè)噴嘴組成，在立窯下部適當(dāng)位置設(shè)置1~2排燒嘴，每排沿窯圓周方向按不同角度設(shè)置4~10個(gè)燒嘴，上下排燒嘴要錯(cuò)開，確保立窯圓截面同一平面溫度分布均勻;立窯底部設(shè)置螺錐出灰機(jī)，由出灰斗、檢修門、受料槽、管形出灰閥等組成，保證燒成物連續(xù)均勻卸出窯外;為了回收窯氣帶出的熱量，在窯氣出口管道設(shè)置煤氣預(yù)熱器、空氣預(yù)熱器、水加熱器，降低窯氣溫度，提高煤氣、空氣進(jìn)入燒嘴時(shí)溫度，回收熱量，一舉兩得。

(2)間接加熱回轉(zhuǎn)鍛燒窯

在使用煤氣、油等氣體或液體為燃料，采用回轉(zhuǎn)煅燒窯時(shí)，可以釆用直接加熱或采用間接加熱式。二者各具特點(diǎn)：直接加熱式熱利用率高，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但窯氣中CO2濃度較低，回收高純度CO2較復(fù)雜，投資大、成本高;間接加熱式熱利用率較低，設(shè)備結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但窯氣CO2濃度高，可直接回收高純干冰，且投資少、成本低，另外還可采用固體燃料，燃料適應(yīng)面廣。

(3)懸浮煅燒窯

懸浮鍛燒窯是20世紀(jì)70年代全世界能源危機(jī)的產(chǎn)物。當(dāng)時(shí)氧化鋁行業(yè)采用懸浮焙燒爐代替回轉(zhuǎn)窯，水泥行業(yè)采用懸浮分解爐進(jìn)行窯外分解，不僅降低了單位投資，還取得了節(jié)能40%的顯著效果。懸浮煅燒窯在鎂鹽行業(yè)的首例應(yīng)用是遼寧海城鎂礦的菱鎂礦煅燒，于20世紀(jì)90年代從丹麥引進(jìn)。到現(xiàn)在，懸浮煅燒窯在分解碳酸鹽、焙燒金屬氫氧化物、熱解羥基氯化物和堿式碳酸鹽等方面都有國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用，有關(guān)行業(yè)已經(jīng)不再搞重復(fù)引進(jìn)了。