電石生產中,原材料的質量是至關重要的,除了碳素材料之外,氧化鈣的質量是決定電石生產技術指標的關鍵因素。生產電石用的氧化鈣(俗稱白灰),要求活性要好,生過燒不能超過5%,其內部雜質成分如氧化鎂、二氧化硅、三氧化二鋁等含量也對電石生產造成定的負面影響,此外,白灰的粒度和粉末率也是決定白灰質量的指標之。
在電石生產過程中,當白灰與碳素材料在電石爐內反應生成電石時,各種雜質也在參與反應。這些雜質在電石冶煉過程中,既因吸熱而浪費能源,又消耗碳素材料,此外還對電石設備使用壽命及生產狀況都有不同程度的破壞,所以必須嚴格控制其含量。
1.白灰中雜質成分的影響
石灰中的主要雜質有二氧化硅、三氧化二鐵、三氧化二鋁、氧化鎂等,這些雜質在高溫下都會與碳素材料發生還原反應,生成非金屬單質硅、鐵、鋁和鎂。根據物料平衡,得出各種雜質的還原率為:MgO80%~100%;A12O35%~10%;SiO240%~60%;Fe2O330%~50%。
經過生產實踐證明,雜質的還原率與電石發氣量有定的關系,電石的發氣量越高,雜質的還原率也越高。各種雜質中,氧化鎂對電石生產危害較大(石灰石中含氧化鎂1%,折到石灰中含量就達到1.6%)。主要是氧化鎂在爐內熔融區迅速被還原為金屬鎂,而使電石爐內熔池形成個高溫還原區,金屬鎂以氣態形式逸出,其中部分與爐內產生的氧化碳氣體發生化學反應,生成氧化鎂,它是個放熱反應,這個副反應放熱形成的高溫會使爐料熔池邊緣的硬殼被破壞,引起熔融電石流體向外擴散,與爐壁直接接觸,容易燒壞爐壁耐火磚,終使爐殼遭到破壞。金屬鎂蒸汽在上升過程中,還會與氧化碳和空氣中的氧氣(開放爐)發生化學反應,產生氧化鎂,這在開放爐是很常見的現象,由于該反應也是放熱過程,這些熱量就會使料面發紅,引起碳素材料燃燒,使碳素材料消耗增加,還會造成料層上方黏連結塊,使料層透氣性下降,料層結構遭到破壞。又據統計氧化鎂在1%以上,超1%電耗至少增加100度。此外,出爐口也會被電石堵塞,終使爐況惡化,被迫停產檢修。
2.采取的措施
作為電石生產企業來說,嚴把白灰入庫質量關,準確化驗,控制氧化鎂的質量分數低于2%以下,超過指標的律拒入庫,從根本上控制氧化鎂的含量。
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