非金属矿的煅烧工艺，含石灰石煅烧技术等

非金属矿是相对于金属矿而言的矿物总称。已经探明的非金属矿物达91种。科学、高效地综合开发和利用非金属矿物资源，是非金属矿加工行业的必然发展趋势。

煅烧是天然化合物或人造化合物的热离解或晶形转变过程，此时化合物受热离解为一种组成更简单的化合物或发生晶形转变。煅烧作业可用于直接处理矿物原料以适于后续的工艺要求，也可用于化学选矿后期处理以制取化学精矿，满足用户对产品的要求。影响煅烧过程的主要因素为煅烧温度、气相组成、化合物的热稳定性等。

「做非金属矿的埃尔派」非金属矿的煅烧工艺，含石灰石煅烧技术等

非金属矿

01石灰石煅烧

石灰石的主要成分是碳酸钙，经过煅烧制成生石灰可用于制备电石、灰钙粉、石灰膏、轻质碳酸钙等产品，是重要的工业原料。煅烧是石灰石生产中很关键的一道工序。煅烧的好坏对后续产品的质量影响很大。

由于石灰石原矿石形状不规则，很难达到煅烧要求；粒度分布广，难以保证煅烧的质量；杂质含量高，影响产品的质量，因此需要对不达标的石灰石进行预处理。预处理包括破碎、清洗和分级。

02高岭土煅烧

高岭土又称瓷土，其主要矿物是高岭石类矿物。经过煅烧的高岭土具有优良的光散射能力和特殊的油墨吸收性，以及更好的收缩性、阻燃性、吸湿性和更高的强度、电阻率，用于造纸、塑料、电网改造、建筑等行业，可以大大提高这些材料的使用性能。

高岭土在加热过程中会发生脱水、分解、析出新物相等物化变化，较为复杂，一般认为，高岭土在加热过程主要包括两个阶段：脱水阶段和脱水后产物的转化阶段。

▲高岭土煅烧机理

03黑滑石煅烧

滑石是一种具有良好绝缘、耐热、吸附、润滑等性能的重要非金属矿物材料。我国的滑石储量巨大，但是中低品位的黑滑石居多。黑滑石加工的主要目的是提高其白度，除去黑滑石成分中所含有机碳。研究证实，黑滑石经过一定温度和时间条件的煅烧，能转化为白度要求的高品质滑石。

▲煅烧温度对黑滑石煅烧增白影响效果图

▲煅烧时间对黑滑石煅烧增白影响效果图

该煅烧加工工艺非常适合于高纯、高白煅烧滑石微粉的生产，且生产规模化，可以实现提高产量、降低成本和环保节能的目的。

04硅藻土煅烧

硅藻土是海洋内或湖泊里生长的藻类死亡后的残骸积沉到水底以后，经自然变化作用，逐渐形成的非金属矿物质。其基本组分是含水的非晶质二氧化硅，具有多孔性、密度小、比表面积大、强吸附性和耐高温等优良品质，这些理化特性在新材料领域中得到了广泛应用。

米增财等在《硅藻土煅烧处理及其孔隙性能研究》一文中，运用煅烧法以及添加助溶剂预处理手段，来探究其高温烧结下能否保持一定原始孔隙吸附性能。

结果表明，在800℃和900℃处理下硅藻土的平均孔径增大，1000℃煅烧处理晶体结晶度增加，颗粒熔融液相产生，原始孔隙熔化缩小，比表面积和孔径分布呈现缩小趋势。硅藻土添加助熔剂煅烧处理，在950℃较低温度下材料形成熔融玻璃化产物，煅烧温度进一步提高颗粒开始严重熔融，孔隙特征损失明显。

05菱镁矿煅烧

菱镁矿属碳酸盐类，方解石族，化学式为MgCO3，晶体属三方晶系的碳酸盐矿物。菱镁矿矿床的成因主要为沉积变质型、风化残积型和热液交代型3种矿床。菱镁矿常为致密块状集合体，呈无色或白色，有时略带浅黄色、浅灰色或因其他杂质的影响呈浅粉红色。

▲菱镁矿的选冶加工示意图

MgCO3加热到700℃时，分解为MgO和CO2；加热到700~1000℃时，成为轻烧镁砂；加热到1400~1800℃时，成为重烧镁砂；加热到2500~3000℃时，重烧镁砂转化为电熔镁砂。

▲制备轻烧镁粉工艺流程图

▲制备烧结镁砂工艺流程图

06磷石膏煅烧

磷石膏石湿法磷酸生产工艺产生的副产品，其主要成分为CaSO4·2H2O、CaSO4·1/2H2O及CaSO4，还含有一些杂质如有机物、氟、P2O5及少量金属（钾、钠、锰、铁等）。湿法磷酸工艺生产1t磷酸产生4.5~6t磷石膏，我国磷肥行业快速发展，磷石膏的排放量随之增加。现用的建筑石膏以天然石膏为主，磷石膏中铁和有机物等杂质使其白度降低，在建材领域使用受限，故磷石膏作为建筑材料代替天然石膏的关键技术是除杂。具体有煅烧、碱改性、酸改性、水洗、筛分等方法。

方官涛等在《磷石膏煅烧过程中添加剂对其杂质和白度影响》一文中，对磷石膏进行球磨、筛分，考察了煅烧温度、煅烧时间、添加剂量对磷石膏中铁、有机碳的脱除情况及磷石膏白度的影响进行试验。

结果表明：煅烧条件为温度475℃、时间2h，随添加剂量增加，白度逐渐增大，加入NH4Cl2%与磷石膏充分研磨进行煅烧，磷石膏白度由26.8%升高到87.12%，铁去除率达到96.61%，有机碳去除率为44.90%。

07伊利石煅烧

伊利石是一种富含钾的云母类粘土矿物。我国伊利石资源丰富，主要分布在河南、浙江、吉林、内蒙古、甘肃等地，吉林省安图县的伊利石资源十分丰富，已探明储量达到1.4亿t。

孙世阳曾以伊利石为研究对象，采用伊利石泥浆为原料进行伊利石漂白试验的研究工作。研究了亚硫酸氢钠—锌粉漂白工艺、保险粉漂白工艺和煅烧漂白工艺对漂白效果的影响。结果表明，伊利石白度由原矿的72%提高到80%、80.12%和81.2%。与亚硫酸氢钠—锌粉漂白工艺和保险粉漂白工艺相比，煅烧工艺漂白可节约成本14%以上。

▲伊利石混合泥浆+亚硫酸氢钠—锌粉漂白方法

▲保险粉漂白工艺

▲煅烧漂白工艺

08蛇纹石煅烧

蛇纹石是一种含水的富镁硅酸盐矿物的总称。我国的蛇纹石资源丰富。其主要成分是硅酸镁，常伴生有铁、镍、钴、铬及少量的铂族元素（如铂、铑、铱）等。

▲综合利用蛇纹石有效成分的工艺流程图

近年来对蛇纹石的开发利用范围逐年扩大，但目前国内对蛇纹石的综合提取和富集的研究以及复合工艺流程的设计仍然很少，缺乏对实现生产工艺绿色化、最终产品的高质量、高附加值以及中间副产物的循环回收利用等方面的深入研究。

09蛋白土煅烧

蛋白土又称蛋白石，是一种含水非晶质或胶质的活性二氧化硅，其主要化学组成为SiO2，含水量为1%~14%,还含有少量Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO、K2O、NaO和有机质等。目前主要分布于我国黑龙江嫩江流域、大兴安岭地区和新疆北屯地区。

刘阳钰等在《蛋白土硫酸铵煅烧增白工艺研究》一文中，首次采用预先煅烧的方法去除蛋白土中有机杂质并将其中所含有的铁元素转化为Fe2O3，然后采用硫酸铵煅烧法来增白预先煅烧后的蛋白土。

「
结论：煅烧温度500℃、硫酸铵添加量为蛋白土质量的200%、煅烧时间为1h、升温速度为5℃/min，此条件下，蛋白土的白度由原矿的22.1%提高到86.5%，Fe2O3含量由原矿的2.54%降至0.09%。经硫酸铵煅烧增白后的蛋白土所含铁、铝杂质下降，纯度显著提高，SiO2含量从煅烧前的73.18%提高到88.79%，且煅烧后蛋白石的片状结构未被破坏。

10凹凸棒石黏土煅烧

凹凸棒石黏土又名破缕石或缕縞石，我国学者许冀泉根据凹凸堡的谐音将这种矿物命名为“凹凸棒石”。在矿物学上，凹凸棒石黏土隶属于海泡石族，是一种含水丰富Mg、Al的硅酸矿物盐，其主要成分为凹凸棒石，另外还含有蒙脱石、伊利石、高岭土、海泡石、蛋白石、石英、水云母等矿物。

11白云石煅烧

白云石（CaCO3·MgCO3）是一种重要的冶金、建材及化工原料，广泛应用于金属镁制备（皮江法）、高炉炼铁（熔剂）、生产碱性耐火材料、玻璃、陶瓷、钙镁磷肥和硫酸镁等工业过程。白云石煅烧是皮江法炼镁的第一步，也是炼镁全流程中最大的由原料导致的CO2直接排放源，该过程发生的化学反应如下：

回转窑是传统白云石煅烧的主要装备，在煅烧过程中窑体连续转动，使物料与高温烟气充分接触。蒋滨繁等在《基于CO2循环的低碳高效白云石煅烧新工艺》一文中，针对白云石煅烧过程中 CO2排放严重等问题，构建了基于CO2循环载热与资源化回收的白云石低碳煅烧竖窑新工艺。