一種磷石膏碳酸化尾氣還原分解磷石膏的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種磷石膏碳酸化尾氣還原分解磷石膏的方法，屬于磷化工處理【技術(shù)領(lǐng)域】；用H2S體積百分含量≥5%的磷石膏碳酸化尾氣還原分解磷石膏，產(chǎn)出SO2的體積百分含量≥15%的爐氣，可直接用作二轉(zhuǎn)二吸制硫酸工藝的合格原料氣，固體產(chǎn)物中CaO含量≥75%，可直接用作標(biāo)號425以上的合格水泥原料，且過程中無廢物產(chǎn)生，磷石膏分解率≥95%，脫硫率≥90%。在充分利用磷石膏碳酸化尾氣，開發(fā)潛在硫資源的同時，實(shí)現(xiàn)磷石膏的多樣化綜合利用，形成濕法磷酸企業(yè)綜合利用磷石膏的循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。
【專利說明】—種磷石膏碳酸化尾氣還原分解磷石膏的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磷石膏碳酸化尾氣還原分解磷石膏的方法，屬于磷化工處理【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]磷石膏是濕法磷酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣，主要成分CaSO4,隨著高濃度磷復(fù)肥、磷酸和洗滌劑工業(yè)的迅速發(fā)展，磷石膏廢渣急劇增加，每生產(chǎn)It磷酸約排放5 t磷石膏，中國作為世界第一大磷肥生產(chǎn)國，同時也是第一大磷石膏副產(chǎn)國。隨著我國磷化工的發(fā)展，磷石膏排放量越來越大，預(yù)計到2010年我國磷石膏的產(chǎn)生量將達(dá)到5000萬t/a,而其綜合利用率不足10%，磷石膏的處理與處置問題尤為迫切。磷石膏堆放占用大量土地，經(jīng)雨水浸泡后，其中的可溶性P2O5和氟化物等有害成分通過水體向周圍環(huán)境擴(kuò)散滲透，對土壤、水、大氣造成嚴(yán)重污染，因此，磷石膏無害化處理及綜合利用成為固體廢棄物處理處置與資源化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，也是磷化工持續(xù)發(fā)展的迫切需要。
[0003]目前，國內(nèi)外利用磷石膏的方法主要集中在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和建材三個方向，其中磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥可以實(shí)現(xiàn)磷石膏的大宗化處理處置，并大量回收Ca、S資源。我國從上世紀(jì)五十年代開始石膏分解制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的研究工作，但研究及生產(chǎn)實(shí)例中多以焦炭等作為還原劑，分解率和脫硫率不高，固體產(chǎn)物中以CaS居多，導(dǎo)致SO2XaO產(chǎn)率過低，同時焦炭價格不菲，造成了該工藝設(shè)備投資大、能耗高、轉(zhuǎn)化率低等難題，致使磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥工藝經(jīng)濟(jì)和環(huán)保上的不合理，難以大規(guī)模推廣利用。
[0004]發(fā)明專利CN1389421A公開一種改質(zhì)磷石膏磚及作水泥緩凝劑的方法，該方法將含80-95wt%磷石膏，2-15wt%增強(qiáng)劑，3_10wt%改質(zhì)劑組分，各組分量之和100wt%的混合物，經(jīng)攪拌混勻后，擠壓成型、自然干燥制成，該改質(zhì)磷石膏磚含水量<10wt%，S03>35wt%，可溶P205〈0.lwt%, pH>7，其中增強(qiáng)劑為高爐礦渣、粉煤灰、鋼渣或其它工業(yè)廢渣中任一種或多種。3-10wt%的改質(zhì)劑為0-10wt%堿性物質(zhì):電石洛、堿洛、白泥、水泥、石灰、赤泥中任一種或二種，及0-10wt%的工業(yè)鋁渣或明礬石或煅燒鋁釩土。
[0005]發(fā)明專利CN1724338A公開了一種以磷石膏為原料生產(chǎn)工業(yè)硫酸的方法，該方法將磷石膏與質(zhì)量為磷石膏20%的還原碳混合加入到1000°C -1100°C的沸騰爐中煅燒，得到含SO2爐氣，經(jīng)除塵、降溫、二轉(zhuǎn)二吸工藝合成工業(yè)硫酸。
[0006]發(fā)明專利CN1775660A公開了一種利用磷石膏廢渣制取硫酸的生產(chǎn)方法，將磷石膏與煤炭按重量比1:0.15-0.35的比例混合加入到分解爐，在800°C -1200°C下焙燒，制得CaS經(jīng)復(fù)分解反應(yīng)得到H2S,再用氧化鉛吸收得到硫化鉛產(chǎn)品，再將所得硫化鉛焙燒制得SO2用于硫酸生產(chǎn)。
[0007]目前，得以公開的以磷石膏為原料制取硫酸的專利多以碳為還原劑，采用固固反應(yīng)，存在混合不均勻，易出現(xiàn)反應(yīng)死角等問題，而且由于近年來煤炭價格的持續(xù)走高，其經(jīng)濟(jì)性日趨減弱。難以實(shí)現(xiàn)以廢治廢，磷石膏循環(huán)綜合利用資源化的目標(biāo)。與此同時，在磷石膏分解制CaS及三相流化床碳酸化制備碳酸鈣等工藝研究中所產(chǎn)生尾氣中的H2S，由于其濃度較低和腐蝕性而難以實(shí)現(xiàn)綜合利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種磷石膏碳酸化尾氣還原分解磷石膏的方法，用H2S體積百分含量> 5%的尾氣分解磷石膏，最后得到SO2的體積百分含量> 15%的爐氣，可直接用作二轉(zhuǎn)二吸制硫酸工藝過程中的原料氣體，固體產(chǎn)物中CaO含量> 75%，可直接用作標(biāo)號425以上的合格水泥原料，過程中無廢物產(chǎn)生，磷石膏分解率> 95%，脫硫率> 90%，具體包括以下步驟:
(I)磷石膏經(jīng)自然風(fēng)干、破碎、研磨、篩分，得到粒度為100-120目的磷石膏粉末；
(2 )將步驟(1)得到的磷石膏粉末置于反應(yīng)器內(nèi)，然后通入含有H2S氣體的磷石膏碳酸化尾氣，在700-1050°C下反應(yīng)0.5-3小時，進(jìn)行磷石膏還原分解。
[0009]本發(fā)明所述含有H2S氣體的磷石膏碳酸化尾氣是指H2S的體積百分比含量> 5%的磷石膏碳酸化尾氣，其中H2S體積百分含量≤5%，空氣< 50% ；
磷石膏碳酸化尾氣是磷石膏分解渣制備碳酸鈣過程中所產(chǎn)生的以H2S, CO2及混入一定量空氣所形成的混合氣體，產(chǎn)生原理如下:
【權(quán)利要求】
1.一種磷石膏碳酸化尾氣還原分解磷石膏的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)磷石膏經(jīng)自然風(fēng)干、破碎、研磨、篩分，得到粒度為100-120目的磷石膏粉末； (2)將步驟(1)得到的磷石膏粉末置于反應(yīng)器內(nèi)，然后通入含有H2S氣體磷石膏碳酸化尾氣，在700-1050°C下反應(yīng)0.5-3小時，進(jìn)行磷石膏還原分解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述磷石膏碳酸化尾氣還原分解磷石膏的方法，其特征在于:所述含有H2S氣體磷石膏碳酸化尾氣中H2S的體積百分比含量≥5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述磷石膏碳酸化尾氣還原分解磷石膏的方法，其特征在于:所述含有H2S氣體磷石膏碳酸化尾氣的通入量為:控制磷石膏碳酸化尾氣中H2S與磷石膏中CaSO4的摩爾比為0.8:3-2:3。
【文檔編號】C01B17/50GK103864023SQ201410085724
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】馬麗萍, 閆貝, 馬俊, 資澤成 申請人:昆明理工大學(xué)