到2020年中国冶金科学和技术发展指南

表11 宝钢石灰石、白云石原料条件

原料 名称 10-30mm石灰石 10-30mm石灰石 0-10mm石灰石 Cao >52.4 >52.4 >52.4 MgO 0.4 0.4 0.4 化 学 组 成 , % SiO2 1.1-1.5 1.1-1.5 1.1-1.5 Al2O3 _ _ _ Fe2O3 _ _ _ P S <0.0027 <0.020 <0.0027 <0.015 <0.0027 <0.020 10-30mm30.0-31.0 19.5-20.0 2.0-3.0 0.85 0.5-1.2 <0.070 <0.025 白云石 镇江船山石灰石矿和南京幕府山白云石矿 表12 宝钢一、二期石灰石、白云石粒度及含泥量

原料 名称 粒度组成 , % 30-10mm >85 <0.15(泥分) <2.5 镇江船山 产地 灰的活性度 粒度/ml 石灰石 3-30/>180 <3/>160 >40目/— >120 白云石 >85 <4.0 南京幕府山 表13 武钢石灰石原料条件（乌龙泉）

原料 名称 石灰石 Cao % ≥54.5 MgO % ≤0.7 化 学 组 成 , % SiO2+ Al2O3+ Fe2O3 % ≤1.1 P S % 烧减 % 43.67 痕迹 ≤0.025

以上,无论是《冶金石灰》标准还是企业要求，都没有对石灰石强度、耐热不迸裂性、以及结晶状态等提出要求。单纯从石灰石矿物结晶，目前还难以指导确定石灰石的煅烧条件。因此在勘探石灰石矿的同时，委托研究部门对特定矿山石灰石的全面研究十分必要。要求进行石灰石、白云石性能试验，并根据试验结果，确定工艺设计。

目前有相当多的冶金石灰企业，或石灰石矿点品位不高,或在市场上多矿点

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采购石灰石原料，质量不稳定。

1.5 石灰深加工

石灰是一种普通的初级品，附加值不高。很多人在考虑石灰深加工，寻求新的增长点，我们的看法如下： 1.5.1 重质碳酸钙、轻质碳酸钙

重质碳酸钙用于塑料行业、造纸业。据1996.02.30 《无机化工信息》有报道：国内重质碳酸钙的开发远比发达国家落后,无论是应用的数量、开发的品种还是生产技术都与发达国家有较大差距：

a) 重质碳酸钙产量—进入九十年代后，我国年产1500～1800 kt ,日本年产6000 kt ,美国年产5000 kt/a以上;

b) 重质碳酸钙质量—我国以初级产品为主,细度在200～400目之间,发达国 家产品细度<5～10μm,平均为2～3μm,大都为超细、高纯、表面改性的产品。

轻质碳酸钙是我国目前需要量最大的无机填料，大量应用于塑料、橡胶、造纸、油墨及其它部门，且使用不同规格的轻质碳酸钙作填料。日本白石株式会社一个厂就有二、三十个不同规格的轻质碳酸钙。我国目前只有七、八个规格，产品规格少，系列化程度不高。[1]

因此, 国内重质碳酸钙、轻质碳酸钙的开发有很大的发展空间。 1.5.2 回收二氧化碳

钢铁企业内的石灰车间，回收CO2用于复吹转炉炼钢，代替Ar气从转炉底部吹入，起搅拌钢水的作用。以宝钢为例，使用CO2价格1000元/ t ，而Ar气是6000元/ t。有明显的经济效益。鞍钢有人认为采用CO2用于复吹优于N气。

宝钢（10000吨/年）、广钢、重钢三钢厂采用PSA法回收，该法对工艺操作要求非常严格，1999年宝钢回收二氧化碳装置中脱NOX的A吸附塔发生爆炸，造成这三个厂相继停产。

鞍钢（化学吸收法）回收二氧化碳，产量为5000吨/年，目前已停产。原因是氧气厂的氮气富裕；采用CO2用于复吹价格高于N气；和CO2质量不稳定。

需要注意的是钢铁厂用CO2多年，还没有制定行业标准。

二氧化碳在工业、农业、食品、医药卫生、消防等都有广泛的用途。但以二

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氧化碳为原料合成许多有机产品，是很多人感兴趣的话题。世界各国竞相投入人力、物力进行开发研究工作，并逐步形成了二氧化碳化学学科。

各种窑型产生的废气组成、二氧化碳浓度，对于选择回收工艺、技术经济指标有重大影响，见表14。

表14 各种窑型废气的CO2浓度及产量 项目 回转窑 CO2浓度 % 石灰产量， t / d 14-20 600 （180000 t/a） 生产厂举例 宝钢，武钢 150 300 唐、太、杭、包、等钢厂 100 250 窑 型 双膛竖窑 20-25 120 普通竖窑 30-38 50 有报道，美国生产液体二氧化碳的能力有7446 kt/a ,日本生产液体二氧化碳 的能力有1165 kt/a ，西欧的二氧化碳总消耗量在1200 kt/a ,而我国只有 150～200 kt/a。从我国正处在发展中来考虑，我国的二氧化碳市场应该是广阔的。

但从美国、日本液化二氧化碳生产部门来看，由于石灰窑废气中二氧化碳浓度低，不是回收二氧化碳来源。

我国有很多回收条件比石灰窑优越得多的企业和地质气藏没有开发。 因此我国石灰窑回收二氧化碳应选择样板，在技术经济上慎重考虑。 1.5.3 冶金石灰粉料的利用

粉料来源有出窑粉料、加工石灰粒度产生的粉料及烟气除尘所得的粉料。以<3 mm粉料计算，不同窑型产出率不同，估计产出率在～10％以上。经压球可以获得炼钢用块灰。

宝钢为了解决＜3mm轻烧白云石的利用问题，采用了辊式压球机，压出30mm×20mm椭圆状球块，筛除碎球，合格球块进成品仓供炼钢使用。

印度波卡罗钢厂研究了＜10mm石灰压块问题，发现采用0～10mm与0～2mm石灰各50%，且其中0～1mm石灰占60%，在39kN/cm2压力下，获得球料体积密度2.1g/cm3，坠落强度和块状石灰相当。

国内自行设计的工程有武钢轻烧白云石粉压球（已投产），本钢石灰粉压球（正在设计）。

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1.5.4 其他深加工

利用石灰生产消石灰，在钢铁企业内部需要量很少。考虑建材用能有较好出路，但国内技术装备能力小，考虑规模生产还要做工作。

利用石灰和二氧化碳还可以生产溴化钙、氯化钙、漂白粉、氰胺化钙、氟化钙、结晶碘化钙、硝酸钙、磷酸氢钙、各种磷酸钙、过氧化钙等等。目前通过深加工能有较好社会效益的有亚硝酸钙、过氧化钙和电子级碳酸钡等。 1.6 主要存在问题

a) 生产能力

1）有相当一部分冶金石灰生产企业，未进入我们的统计报表； 2）石灰企业报表中建议将不同用户用灰量分别列出；

3）目前各炼钢厂大量使用轻烧白云石。从重点冶金石灰企业生产报表中看 ，MgO含量都在10％以下，属 “镁质冶金石灰”，报表中没有轻烧白云石。 b)冶金石灰质量

1） 从总体看，历年冶金石灰的活性度有所提高，但提高幅度不大，重点冶金石灰活性度平均数只有317 ml；

2）冶金石灰特级品偏少，每年还有级外品，这是难以满足钢铁产品结构变化需要的；

3）重点冶金石灰企业中，镁质冶金石灰特级品产量为0。是标准有问题，还是其他如原料、工艺、窑炉等问题？应该研究。 c) 深加工产品

1）冶金石灰生产企业很少有深加工产品，在产量难以满足要求的情况下，难以列入议程；

2）搅拌钢水用二氧化碳尚未制定相应的行业标准，尚未有经过优化的回收工艺； d) 石灰石矿山

1）有详探的矿山不多，关系到冶金石灰企业能否保证稳定持续获得优质原料，是一个突出的问题；

2）宝钢、武钢等少数单位采用“精料方针”，石灰石原料入厂后进行水

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