中国粉体网讯 近些年，高活性石灰在湿法烟气脱硫、酸性工业废水处理等环保领域，以及轻质碳酸钙、电石、氧化铝等材料加工领域展现出了很好的应用性能和经济效益。

相比于普通石灰，高活性石灰晶粒细小、气孔率大、体积密度小、比表面积大，反应能力强，应用效果被广泛认可。那如何才能利用普通石灰石生产高活性石灰呢？这其中的技术奥秘又隐藏在那？

1石灰石煅烧分解

石灰石的煅烧过程是一个比较复杂的物理化学过程，其内部分解反应分为5个步骤，如图1所示，即:通过颗粒边界层，由周围介质传进分解所需热量；热量继续以传导方式在颗粒分界层（由表面传至分解面）向内传导；颗粒内层的分解反应；分解出的CO₂通过CaO层向外扩散；颗粒表面的CO₂向气流的扩散。这5个分步骤实质上是由颗粒的传热传质、化学反应和CO₂的扩散3部分组成。可以推断石灰石的颗粒大小和煅烧时间对传热传质和CO₂的扩散有很大影响。

石灰石分解化学式

石灰石分解反应示意图

2石灰石煅烧/碳酸过程中产物微观结构特性

（1）产物的比表面积和比孔容

比表面积和比孔容是表征材料微观结构的典型参数，石灰石在煅烧/碳酸化反应过程中因中间产物的成分不同，则其表面特性也不相同。由下图可知：原始石灰石的比表面积和比孔容均较小，煅烧反应促使煅烧产物的比表面积和比孔容随着煅烧时间的增加呈线性增加，但碳酸化反应的进行却导致碳酸化产物的比表面积和比孔容呈指数规律迅速衰减，由煅烧而获得的较大比表面积和比孔容在碳酸化快速反应阶段基本耗尽。

（2）产物的孔分布

在石灰石煅烧/碳酸化反应过程中，产物的孔分布包括孔面积分布和孔容积分布，它们显示了不同大小孔隙所占的孔面积和孔容积，而且孔分布的变化可以客观地反映出石灰石煅烧/碳酸化过程中孔结构的变化。根据IUPAC对孔径尺寸的分类，孔径小于2nm的为微孔，介于2～50nm的为中孔，大于50nm的为大孔。微孔为石灰石煅烧/碳酸化反应提供巨大的内表面，中孔是进入微孔的主通道，大孔则是输送参加反应组分的粗通道。换言之，微孔、中孔和大孔对孔容积和孔面积增加的贡献不同，微孔只对孔面积的增加有一定贡献，而中孔和大孔对孔容积和孔面积的增加均有较大贡献。

（3）转化率的关系

在石灰石煅烧/碳酸化反应过程中微观结构演变规律的基础上有研究者总结，煅烧反应促使比表面积和比孔容不断增大，碳酸化反应则不断地消耗由煅烧过程获得的比表面积和比孔容，煅烧/碳酸化反应过程实质上就是微观孔隙循环生成与消耗的过程。

由于高活性石灰自身价值较高，且石灰活性度对碳化反应时间及产品粒径存在十分重要影响，广西碳酸钙行业协会会长童张法教授将高活性石灰视作发展精品碳酸钙的关键一步。3月16~17日，第二届全国碳酸钙产业高值化发展交流大会将在河南·南阳举行，届时广西碳酸钙行业协会会长童张法教授将在大会上作《利用普通石灰石烧制高活性石灰的研究》主题报告，为大家讲解高活性石灰烧制应用的核心技术和窑炉，分析传统烧制石灰方法存在的问题。

专家介绍

专家介绍

童张法，男，中国党员，广西大学教授，享受国务院政府特殊津贴专家，广西大学广西碳酸钙产业化工程院常务副院长，广西碳酸钙行业协会会长，中国无机盐协会钙镁分会专家组成员，广西碳酸钙标准化委员会副主任，中国绿色建材产业发展联盟副组长。

主要碳酸钙研究成果：

（1）主持完成广西科技计划项目《环氧树脂胶黏剂专用填料纳米碳酸钙晶须制备及其应用研究》（合同编号：桂科攻14122007-28）

（2）主持完成南宁市科技计划项目《超重力反应结晶法制备纳米碳酸钙的关键控制技术》（合同编号：20145337）

（3）主要负责广西创新驱动项目《优质高纯纳米碳酸钙的关键技术与产业化应用示范》（合同编号：桂科AA17202030）

（4）主要负责广西创新驱动项目《富氧法制备纳米碳酸钙关键技术研究与应用示范》（合同编号：桂科AA18242015）

（5）主要参与完成的项目《高附加值碳酸钙材料绿色制备成套技术及产业化》获得2020年科学技术进步类二等奖

参考文献

危日光，等：石灰石煅烧/碳酸化过程中微观结构的演变特性，华北电力大学

康彦萍，等：小颗粒石灰石煅烧活性石灰的探索，太钢矿业分公司东山石灰

（中国粉体网编辑整理/昧光）

注：图片非商业用途，存在侵权告知删除！