許多地區優質石灰巖資源豐富，但大多數被生產低端水泥及冶金溶劑用氧化鈣的大型企業掌控，導致大量優質石灰巖資源被低附加值利用，造成巨大浪費。許多新興的輕質（納米）碳酸鈣企業無法分配或購買到優質的石灰巖原料，這大大限制了高端碳酸鈣產業的發展，無法發揮優質石灰巖資源的優勢。
　　
　　王偉等通過對山東省某灰巖礦的分析，結合礦石品級情況，有針對性地提出了不同品級的礦石可生產建筑砂石骨料、硫鋁酸鹽水泥、石灰、高活性石灰和納米碳酸鈣等產品。
　　
　　1、資源概況
　　
　　山東省《某礦區灰巖礦詳查報告》圈定了1個熔劑用灰巖礦層，2個熔劑用白云質灰巖礦層，其中熔劑用灰巖礦礦石量12565.5萬t，組分平均含量CaO 52.05%，MgO 1.68%，SiO2 1.82%；熔劑用白云質灰巖礦礦石量2994.6萬t，組分平均含量CaO+MgO為52.91%，MgO 4.57%，SiO2 1.98%。
　　
　　經初步計算，熔劑用灰巖礦可利用資源量為12314.19萬t，可采資源量為11698.48萬t；熔劑用白云質灰巖礦可利用資源量為2934.71萬t，可采資源量為2787.97萬t。
　　
　　2、礦石分級利用方案
　　根據礦山儲量及分布，結合市場需求和企業自身發展需要，同時為了使資源得到更加充分的利用，經研究確定礦山開采規模為650萬t/a。
 

　　
　　3、分級利用產品方案和生產規模
　?。?）建筑砂石骨料
　　建筑砂石骨料項目利用石灰石Ｉ做原料，采用一級破碎→二級破碎→一級篩分→制砂→細篩篩分工藝，每年可以生產320萬t砂石骨料，28萬t機制砂，52萬t細粉料。砂石骨料生產線項目采用的主要設備為：一級破碎采用一臺反擊式破碎機，生產能力為1000t/ｈ；二級破碎采用一臺反擊式破碎機，生產能力為500t/ｈ；—級篩分采用兩臺振動篩，生產能力為1000t/ｈ；制砂采用1臺制砂機，生產能力為500t/ｈ；細篩篩分采用一臺超細篩分機，生產能力為500t/ｈ。
　　砂石骨料生產線項目總投資18000萬元，年銷售收入共計52000萬元，年利稅總額29250萬元，勞動定員60人。
　　
　?。?）硫鋁酸鹽水泥
　　本項目以石灰石細粉料、鋁礬土和石膏三種材料為原料，生產工藝系統主要包括：1）生料制備，采用立磨粉磨系統制備生料。2）熟料燒成系統：采用回轉窯燒成系統，窯尾采用單系列五級旋風預熱器和TTF分解爐，窯頭燃燒器采用新型雙旋流煤粉燃燒器。3）熟料冷卻系統，選用全新的第四代篦式冷卻機對硫鋁酸鹽水泥熟料進行冷卻；4）水泥粉磨系統：水泥粉磨系統采用Φ3.2×13m水泥粉磨系統，采用DFM34II-00風選磨作為預破碎設備。
 

　　

　　
　　硫鋁酸鹽水泥項目年需石灰石細粉料60萬t，每年可生產30萬t硫鋁酸鹽特種水泥熟料。項目投資13000萬元，年銷售收人27000萬元，年利稅總額14000萬元，勞動定員80人。
　　
　?。?）石灰
　　
　　本項目以CaO＞52%的石灰石為原料，采用豎式預熱器-回轉窯-豎式冷卻器工藝生產石灰。主要生產工藝流程為：原料由料倉經下料溜管導入預熱器內，由回轉窯傳入的高溫煙氣將物料預熱至1000t以上，使石灰石發生部分分解，經液壓推桿依次推入回轉窯尾部，經回轉窯高溫煅燒后卸入冷卻器內，通過冷卻系統冷卻，將物料冷卻至+60℃以下排出冷卻器。冷卻后的石灰經鏈板輸送機、斗式提升機、帶式輸送機輸送至各成品石灰庫。主要設備：預熱器4臺；回轉窯4臺；豎式冷卻器4臺。
　　
　　本項目主要工藝特點是集結了豎窯預熱效果好、熱耗低，回轉窯溫場均勻、活性度高的各自優點，采用了帶豎式預熱器和豎式冷卻器的回轉窯煅燒石灰石，達到節能、環保、活性度好的生產要求。項目年需石灰石原料180萬t，年可生產石灰90萬t。項目總投資23630萬元，年銷售收入共計49500萬元，年利稅總額22500萬元，勞動定員120人。
　　
　?。?）外燃式回轉窯生產高活性石灰和CO2捕集純化
　　本項目利用“外燃式回轉窯高溫煅燒”專利技術生產高活性石灰并捕集純化CO2。采用外燃式回轉窯加熱分解石灰石，燃料在窯外燃燒，石灰石在窯內分解產生高活性石灰和CO2氣體。CO2氣體自窯內抽出后經捕集純化加工成為液態CO2和固態干冰，捕集純化CO2。
　　
　　其主要生產系統包括外燃式回轉窯煅燒石灰石生產高活性石灰系統、CO2捕集純化系統、余熱發電系統等，主要生產設備：外燃窯4臺；吸附床4臺；精餾塔2臺；CO2壓縮機2臺；干冰機32臺。項目建成投產后，年需高品質石灰石（CaO＞53%）70萬t，年可生產高活性石灰30萬t，年捕集純化CO2 20萬t。本項目總投資為51224萬元，年銷售收入可達51600萬元，利稅總額21500萬元，勞動定員150人。
　　
　?。?）納米碳酸鈣
　　納米碳酸鈣廣泛應用于橡膠、塑料、油墨、涂料、醫藥等行業。據有關資料顯示，未來幾年納米碳酸鈣的需求量將以年均20%以上的速度增長。
　　
　　納米碳酸鈣的生產工藝主要運用碳化法。本項目采用在一定濃度的Ca（OH）2懸浮液中通入CO2氣體進行碳化。通過控制Ca（OH）2懸浮液的溫度、CO2氣體的流量來控制碳酸鈣晶核的成核速率。在碳化至形成一定數量的晶核后，轉化為控制晶體生長，然后加入晶形調節劑控制各晶面的生長，從而達到形貌可控；繼續碳化至終點，加入分散劑，調節粒子表面電荷，獲得均分散的立方形碳酸鈣納米顆粒。然后將均分散的立方形納米碳酸鈣顆粒進行液相表面包覆處理。所獲得的納米活性碳酸鈣粒子在25-100nm，比表面積＞25ｍ2/ｇ，且無團聚現象。
　　
　　本項目采用消化機（2臺）進行消化、冷凍機（2臺）進行精制、攪拌釜（8臺）進行碳化、壓濾機（4臺）進行壓濾、干燥機（2臺）進行干燥。本項目可以利用外燃式回轉窯生產的高活性石灰和CO2氣體，年需高活性石灰4萬t、CO2氣體4萬t，年可生產納米碳酸鈣6萬t。本項目總投資為10820萬元，年銷售收入可達14400萬元，利稅總額3600萬元，勞動定員120人。
　　
　　本項目通過對礦石的分級，分別提出了相應的利用方案，使得石灰石資源得到了最大化利用，提高了項目經濟效益。項目采用先進的生產技術，不僅充分利用了礦石資源，而且通過捕集純化CO2氣體，極大降低了CO2排放量，增加了企業效益。項目全部建成后，共需投資12.4億元，可實現年銷售收人19.5億元，年利稅總額9億元，新增就業590余人。
　　
　　資料來源：《王偉,桑德三,張杰,等.灰巖礦礦石分級利用的應用實踐[J].山東冶金,2022,44(02):64-65》，由【粉體技術網】編輯整理，轉載請注明出處！