[发明专利]一种磷石膏制硫酸联产水泥预热分解的方法

说明书

技术领域

本发明涉及硫酸、水泥工业生产技术及工业固体废弃物综合利用领域与环境保护治理领域，具体涉及一种磷石膏制硫酸联产水泥预热分解的方法。

背景技术

磷石膏是湿法生产磷酸过程中排放的工业废渣，每生产1t磷酸，大约产生4.5t～5t磷石膏。据统计，2012年我国磷石膏的堆放量累计达3亿多t，每年磷石膏排放量接近5000万t。我国的磷肥产量正在以每年超过10％的速度递增，将导致磷石膏的排放量逐年增加。磷石膏长期大量堆积，不仅浪费土地资源，而且易造成土壤与水体污染，威胁人体健康。我国高度重视磷石膏资源化综合利用，相关行业发布了《磷石膏安全处置及综合利用“十二五”实施方案》，提出了“十二五”期间磷石膏综合利用率达到30％，安全处置率超过90％的总体目标。

目前，我国高度重视磷石膏资源化利用，对磷石膏综合利用技术作了大量研究，使磷石膏可应用于水泥工业、石膏建材制品、化肥工业、陶瓷装饰材料及土壤改良剂等方面。磷石膏制硫酸联产水泥综合利用技术，不仅可以解决硫资源缺乏问题、降低硫酸生产成本，而且可以减少水泥工业对优质资源的需求、节约资源成本、减少碳排放，同时可解决磷石膏大量堆积严重污染环境的问题，是一种高效、经济、合理的磷石膏综合处置利用途径。

我国磷石膏制硫酸联产水泥工艺主要流程是磷石膏首先是经过烘干处理脱去结晶水变成半水石膏，再按生产需要掺入一定量的粉磨好的粘土、砂 岩、焦炭等辅助原料配制成合适的生料，生料经过均化送入回转窑高温煅烧反应，制取生产硫酸的窑气与生产水泥的熟料，熟料再掺入一定量的高炉矿渣、粉煤灰等混合材与石膏混合配料，经过水泥粉磨系统粉磨成水泥产品。而窑气分离进入制硫酸系统转化成SO₃，SO₃经硫酸吸收后制得硫酸产品。

磷石膏制硫酸联产水泥预热分解工艺目前主要有两种形式：中空回转窑分解工艺与水泥窑外分解工艺。中空回转窑分解工艺是将经过粉磨配料的生料在中空回转窑内分解煅烧，磷石膏在窑内受热分解成SO₂和CaO，CaO再与SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等反应形成水泥熟料。中空回转窑分解工艺是在水泥窑内完成硫酸钙分解和水泥熟料煅烧过程的。水泥窑外分解工艺把磷石膏的分解与水泥熟料的煅烧过程分开，利用带预热器的专用分解炉装置，使磷石膏在水泥窑外预热分解成SO₂和CaO，CaO与SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等在回转窑内反应形成水泥熟料。我国磷石膏制硫酸联产水泥生产线大多采用水泥窑外分解工艺，也有少数早期设计建设的生产线采用中空回转窑分解煅烧工艺。

目前，磷石膏制硫酸联产水泥预热分解工艺存在磷石膏分解效率低、工艺能耗高、硫酸产量低、水泥熟料质量差等问题。研究设计一种新型磷石膏制硫酸联产水泥预热分解工艺，解决现有工艺存在的问题，提高磷石膏分解效率，增加硫酸与熟料产量，降低系统能耗，有利于减少硫酸与水泥生产成本，提高磷石膏综合利用率，有助于解决磷石膏堆积与污染问题，具有重大的经济效益、社会效益与环境效益。

发明内容

本发明的目的是，针对目前磷石膏制硫酸联产水泥预热分解工艺存在的诸多问题，设计一种磷石膏制硫酸联产水泥预热分解的方法用于硫酸和水泥联产工业，提高磷石膏分解效率，降低熟料烧成温度与能耗，提高硫酸与水泥熟料产量，降低硫酸与水泥熟料生产成本，加快推进磷石膏制硫酸联产水 泥技术快速发展，从而有效提高磷石膏综合利用率，彻底解决磷石膏堆积与污染问题。

本发明的技术目的通过以上技术方案实现。

一种磷石膏制硫酸联产水泥预热分解的方法，包括以下步骤:

1)将磷石膏与黏土质原料、硅质校正材料、铝质校正材料和焦炭混合，并将得到的生料进行粉磨处理，得到细物料，使磷石膏分解温度降低100～150℃。

通过将磷石膏与黏土质原料、硅质校正材料、铝质校正材料、焦炭等辅助原材料配制的生料进行粉磨处理，对磷石膏生料进行粉磨改性，改变物料颗粒特性，减小磷石膏颗粒粒径，优化颗粒级配，从而减少磷石膏中有害杂质含量，提高物料颗粒活性，降低磷石膏颗粒分解温度，有利于提高磷石膏分解效率。磷石膏分解温度降低100～150℃，磷石膏分解效率升高，不易造成窑炉结皮堵塞。