焼成炭酸カルシウム: 製造、粉砕、および産業用途

焼成炭酸カルシウムは、石灰石、チョーク、大理石、または貝殻が炭酸塩構造が破壊されるまで加熱された後に窯から出る材料です。この反応は工業化学において最も古い反応の 1 つです。炭酸カルシウム (CaCO3) は酸化カルシウム (CaO) と二酸化炭素になり、排ガスとともに排出されます。残っているのは生石灰であり、多孔質で反応性の固体であり、元の石とはまったく異なる挙動をします。

しかし、窯はまだ半分にすぎません。出てきた塊は、製鉄所、排煙脱硫スクラバー、水処理工場、または化学反応器のいずれであっても、ユーザーが必要とする粒子サイズに冷却、保管、粉砕、粉砕する必要があります。このガイドでは、完成した粉末が約束どおりに機能するかどうかを決定する化学的性質、窯の窓、粉砕ステップ、および実際的な詳細について説明します。

焼成炭酸カルシウムという用語の実際の意味

厳密に言えば、焼成炭酸カルシウムは、焼成反応の固体残留物である酸化カルシウムです。市場の多くはそれを単に生石灰または生石灰と呼んでおり、ほとんどの購買チームが焼成製品を求めるときに念頭に置いている意味です。

このフレーズは、熱サイクルを経て炭酸塩の形に戻った炭酸カルシウムを表す、より緩やかな意味でも使用されます。沈降炭酸カルシウムは良い例です。石灰石を焼成し、得られた石灰を消石し、回収した CO2 でスラリーを炭酸化します。最終製品は再び CaCO3 ですが、結晶形状は制御されており、元の岩石とは粒度分布が大きく異なります。

どちらの測定結果も、実際的な結果を 1 つ共有しています。この材料は、硬度、気孔率、反応性、感湿性を変化させる熱プロセスを経ており、それらの変化により研削の要件が再形成されます。

焼成反応とその温度範囲

方解石の分解は、粒子周囲の CO2 分圧が低い約 825 °C で始まり、強い吸熱性を示し、炭酸カルシウム 1 モルあたり約 178 kJ を吸収します。実際の窯は理論上の最小値で稼働することはありません。オペレーターはおよそ 900 °C から 1,100 °C の間で作業するため、熱が石に十分早く伝わり、焼成ゾーンが短くなり、窯の生産性が維持されます。

ソフトバーン、ハードバーン、デッドバーン石灰

温度と滞留時間が製品の性格を決定し、同じ窯でも操り方によって全く異なる材料が出来上がります。

• 軟焼石灰は滞留時間が短く、範囲の下限で製造されるため、その結晶は小さく多孔質のままで、水や酸性ガスとすぐに反応します。
• 硬焼石灰はより高温で長時間焼成され、結晶が焼結されて表面積が小さくなった緻密な固体になります。これは、ゆっくりと制御された反応が必要な用途に適しています。
• 完全に燃えた石灰または燃えすぎた石灰は極端なケースであり、表面が効果的に密閉されているため、反応性が重要となる場合には仕様外の材料として扱われることがよくあります。

冷却と保管は焼成と同じくらい重要です

生石灰は吸湿性があり、水と発熱反応して水酸化カルシウム、Ca(OH)2 を形成します。通常の湿度でも塊の外層が溶け始め、工場に送られる反応性成分が減少します。密閉されたサイロでの短時間の乾燥保管に加え、雨や洗浄水をキルンの排出物から遠ざける供給システムにより、化学薬品と粉砕予算の両方が保護されます。

窯塊から販売可能な粉末まで

塊としてお客様に届く生石灰はほとんどありません。その大部分は仕様に合わせて破砕および粉砕され、細かさが下流での反応速度を高めます。一部の建築用途には、60 ～ 100 メッシュの粗い石灰が適している場合がありますが、排煙脱硫、水処理、および化学薬品の経路では、通常 200 メッシュ以上、場合によっては 325 メッシュ以上が必要です。消石灰ラインは、大きすぎる粒子がまったく反応せずにプロセスを通過するため、トップカットがタイトな 200 ～ 325 メッシュをターゲットとすることがよくあります。

焼成によってミルの動作も変わります。酸化カルシウムはモース硬度が約 3.5 と比較的柔らかいため、石英のような耐摩耗性は必要ありません。本当の課題は、湿気、ほこり、熱です。湿気を吸収する温かい製品は、ミルの内部や分級機のブレードを覆います。石灰の粉塵は、回路が密閉され適切に換気されていない限り、微細でアルカリ性で不快なものです。

焼成炭酸カルシウムの概要

製粉所を生石灰とその従類に適合させる

焼成石灰、消石灰、石灰石は工場内の類似点を共有しており、機器の選択は通常、目標粉度、処理量、ラインの稼働時間に基づいて行われます。

より高い生産能力を実現する縦型ミル

垂直粉砕機はローラーを回転テーブルに押し付けるため、材料は薄いベッドで粉砕され、同じ本体内で分級されます。高トン数で継続的に稼働する石灰および石灰石ラインの場合、このレイアウトはコンパクトな設置面積、乾式運転、および製品 1 トン当たりの優れたエネルギー効率を実現します。

LYH1008シリーズ 縦型粉砕機 LYH1008シリーズ立型ミルは、外国技術を吸収するために設計された新しいタイプの装置です。回転する研削ディスク上で材料（0〜15MM）を転がすことによって研削します。 製品を見る→

微粉・超微粉用リングローラーミル

ターゲットが粒度分布が厳密な微粉または超微粉である場合、多くの場合、高精度分級機と組み合わせた縦型リングローラーミルの方が適しています。インテリジェントな制御により、シフト中に供給条件が変動しても、粉砕圧力、空気流、分級機の速度のバランスが保たれます。

LYH996シリーズ 新型インテリジェント竪型リングローラーミル 超微粉処理の分野では、ますます超微粉の要求が高まる中、従来の超微粉処理装置では対応が困難になってきました。 製品を見る→

柔軟性を高める振り子式ミル

古典的な主力製品である、粉砕リングを掃除する複数のローラーを備えた振り子ミルは、中粒度の石灰粉末や、同じラインで複数の異なる鉱物を粉砕するプラントにとって、依然として実用的な選択肢です。

LYH998 レイモンド粉砕振り子ミル LYH998 シリーズ新型インテリジェント レイモンド粉砕機は、主要な大学や専門学校、研究機関との広範な協力に基づいた最新タイプのフライス盤です。 製品を見る→

工場自体を超えて、完全なラインには、供給、分類、製品収集、集塵、搬送、そしてそれらを結び付ける制御層が必要です。 EPCM の経験を持つメーカーとして、当社は研削装置の完全なセットを供給し、レイアウトから試運転まで一貫して関与しており、冶金および鉱山事業ですでに 100 近くの省エネ研削ラインが稼働しています。

注目に値するプロセス変数

細かさだけで残念な結果が説明されることはほとんどありません。生石灰ラインが 1 週間から次の週まで仕様を維持できるかどうかは、いくつかの変数によって決まります。

• 水分と遊離石灰分を供給します。これは両方とも有効な粉砕負荷をシフトするためです。
• 目標の細かさは、平均粒径ではなく、200 または 325 メッシュを通過するパーセンテージとして表されます。
• 分級器の速度とエアフローのバランス、この 2 つの設定は、最も頻繁にずれてしまいます。
• 入口温度。温かいフィードが閉回路にそれ自体の驚きをもたらすためです。
• 製品と作業現場を守る集塵・負圧運転。
• ローラー、リング、スリーブの摩耗部品の検査間隔は、推測ではなく稼働時間によって設定されます。

焼成炭酸カルシウム粉末の行き先

粉砕生石灰と消石灰は非常に幅広い業界で使用されており、これが石灰粉砕ラインが生産量だけでなく柔軟性を重視して指定されることが多い理由の 1 つです。

• 鉄鋼および冶金：転炉および電気炉製鋼におけるフラックス、溶銑脱硫およびスラグ調整。
• 排煙脱硫: 発電所、セメント窯、廃棄物焼却炉における SO2 の回収。
• 水および廃水処理：pH補正、軟化および汚泥調整。
• 建設および建築資材: モルタル、石膏、気泡コンクリートおよび土壌安定化。
• 化学製造：炭化カルシウム、沈降炭酸カルシウム、精製糖、漂白剤。
• 農業および環境活動: 土壌の酸性度を修正し、酸性の流れを中和します。

原材料が工場に到着する前にどのように移動するかについての全体像については、次の記事をご覧ください。 採石場から最終製品まで石灰がどのように生産されるか 抽出から発送までの流れをご紹介します。

ハウスキーピング、安全性、防塵管理

石灰粉末はアルカリ性であり、回路が密閉されていない場合、粉砕システムからの微細な部分が空気中に飛散します。わずかな負圧下でミルを稼働させると、粉塵がシステム内に留まり、オペレーターが保護され、清掃がはるかに簡単になります。粉砕機、バグフィルター、およびすべての移送ポイントの周囲では、防塵マスク、ゴーグル、手袋、長袖の着用が基本的な推奨事項です。消石灰については、吸収された水分が流動性、袋詰め重量、および分析証明書に印刷される反応性数値に影響を与えるため、商業的な議論は同様に強力です。

新しい石灰粉砕ラインを委託する場合でも、古い石灰粉砕ラインの性能を再検討する場合でも、基本は変わりません。それは、焼成原料を理解し、現実的な粉砕目標を設定し、シフトを繰り返してもその数値を維持できる装置を選択することです。当社が製造する機械を閲覧できます 当社の粉砕機のラインナップ または、生石灰、消石灰、または石灰石の完全なラインについて当社のエンジニアにご相談ください。