石灰石特性

石灰石特性在石灰石—石膏法脱硫工艺中，石灰石的选择是非常重要的一个环节，它关系到运行成本，系统运行性能和可靠性。石灰石的反应活性、可用镁含量、硬度、粒度、结晶形态以及脱硫浆液的化学性质均是影响石灰石溶解的重要因素。在决定选用何种石灰石前，应对候选石灰石进行实验室分析或现场验证，以确定其反应活性及可用镁含量。

一、石灰石物化性质

1．石灰石的种类

石灰石是由碳酸钙所组成的沉积岩，主要矿物是方解石，并含有白云石、硅质、含铁矿物质和黏土物质。山于碳酸钙随着时间的变迁发生重结晶，依重结晶过程进行的条件可生成晶体分散度不一的岩石，具有微品或粗晶结构，例如，大理石是粗晶结构，白垩是最细散晶体结构。形成时间愈久，石灰石愈致密而坚硬；形成时间愈短，结构愈松软。因此，石灰石的化学成分、矿物组成及物理性质变动极大。

石灰石可分为高钙石灰石(CaCO3的含量大于95％)、镁石灰石(CaCO3：80％～90％；MgCO3：5％～15％)和白云石(CaCO3：50％～80％；MgCOa3：15％～45％)。

2．石灰石物理性质

石灰石的物理特性包括可磨性、堆积密度、吸水率等。一般其密度为(1．9～2．8)x103kg／m3，平均比热容为0．59kJ／(kg·℃)。CaCO3在50℃时溶解度为0．038kg／m3，吸水率为O．6％～16．6％。

(1)石灰石的组分

石灰石的主要成分为CaC03，最常见的杂质为MgCO3、SiO2、A1203、Fe2O3。在FGD系统运行条件下，部分MgCO3可溶解，而绝大多数的金属氧化物即使在强酸中也不溶解，通常称为惰性物质。石灰石中的MgCO3主要以两种形式存在：纯MgCO3和白云石(CaCO3·MgCO3)。纯MgC03在FGD系统中可溶解，溶解的MgCO3可提高SO2吸收效率，但Mg2浓度过高将影响副产物的沉淀和脱水性能。白云石中在FGD系统中基本上不溶解，其含量增加将增加石灰石的消耗，降低石膏的纯度，同时它还会阻碍活性石灰石的溶解。结果，石

灰石含白云石(CaCO3·MgC03)越高，其活性就越低。

石灰石中酸不溶物一般为0．4％～58％，大多数为0．4％～22．35％。纯石灰石和白云石中酸不溶物含量为1％～3％。含酸不溶物高的石灰石多为含黏土或石英的石灰石，石英通常以黑硅石形式存在。Si02和少量的Al、Fc氧化物等杂质的影响如下。

①SiO2具有磨蚀性，会增加球磨机、浆液循环泵、喷嘴及输运管道的

磨损，这些物质的磨蚀性可通过细磨来减少，但是SiO2的硬度较

CaCO2高，需要耗费更多的能源，降低球磨机的生产能力。

②与白云石一样，降低石膏纯度和石灰石活性。

③溶解的Al3+和Fe3+将降低FGD系统的运行性能，Al3+与F形成的

氟化铝络合物将CaC03包裹，导致脱硫浆液pH值的降低和失控。

Fe3+对亚硫酸盐的催化作用将导致自然氧化或抑制氧化FGD系统

发生石膏结垢。

(2)石灰石的硬度

石灰石的可磨性指数为石灰石硬度的一个指标。石灰石的可磨指数(bond work index，简称BWI，BWI是用实验室小型球磨机将3．36mm的石灰石块磨成80％通过100μm所需的能耗来定义的)是石灰石球磨系统的一个重要参数，BWI越大，其硬度越高，可磨性指数越小，越难磨，球磨石灰石的能耗正比于BWI。一般石灰石的可磨性指数为7．67～38．62。微晶白云石、富含黏土的石灰石、鲕粒岩和粗纹理化石石灰石可磨指数最高，而微晶石灰石、石英质石灰石和粗晶白云石一般较硬，可磨指数也较低。