孙聪，闫博威，蔡长庸，韩振南，许光文，2

（1 沈阳化工大学能源与化工产业技术研究院，资源化工与材料教育部重点实验室，辽宁沈阳110142；2中国科学院过程工程研究所多项复杂系统国家重点实验室，北京100190）

引 言

我国菱镁矿（主要成分MgCO3）资源丰富，已探明储量约为31 亿吨，其中90%储量集中于辽宁省，占世界总储量的25%[1]。辽宁省依托资源优势和产业基础，形成了包括镁耐火、镁化工和镁建材等菱镁特色产业，成为世界上最大的镁质原料及材料生产和出口基地。菱镁矿轻烧作为产业源头，是将菱镁矿石经过高温煅烧（通常700～1100℃）制备轻烧氧化镁（主要成分MgO）[2]，用于下游高价值镁质材料精深加工，如镁砂、硅钢级氧化镁、硫酸镁、氢氧化镁和镁水泥[3-8]。

据统计，辽宁省现有轻烧窑1500 座以上，轻烧氧化镁产量超过1000 万吨/年，但几十年来一直沿用“反射炉”传统工艺，生产能耗高、产品质量差、环境污染严重。“反射炉”是典型的固定床煅烧技术，利用煤气燃烧产生的高温烟气自下而上通过菱镁矿床层，通过气固表面传热完成菱镁矿轻烧过程。为保证床层透气性、降低压降，“反射炉”仅能采用30～80 mm 的块状菱镁矿，传热、传质速度慢，反应时间长达3～5 h，其单台产量仅30 t/d，且采矿过程产生的大量小颗粒矿石难以利用。同时，原料粒径大和停留时间长直接导致了“表面过烧而内部欠烧”的问题，轻烧氧化镁品质不稳定、活性低[9]，因而，开发适合小颗粒原料、可规模化的高活性轻烧氧化镁生产技术成为产业技术升级的重要需求。……