一種磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥生料集成粉磨的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及硫酸、水泥工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)及工業(yè)固體廢棄物綜合利用領(lǐng)域與環(huán)境保護(hù)治理領(lǐng)域，具體涉及一種磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥生料集成粉磨的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磷石膏是濕法生產(chǎn)磷酸過(guò)程中排放的工業(yè)廢渣，每生產(chǎn)It磷酸，大約產(chǎn)生4.5t?5t磷石膏。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年我國(guó)磷石膏的堆放量累計(jì)達(dá)3億多t，每年磷石膏排放量接近5000萬(wàn)t。我國(guó)的磷肥產(chǎn)量正在以每年超過(guò)10%的速度遞增，將導(dǎo)致磷石膏的排放量逐年增加。磷石膏主要成分為二水硫酸鈣，含有磷、氟、有機(jī)物等多種有害雜質(zhì)。磷石膏中的二水硫酸鈣晶體粗大、均勻整齊，呈六面板狀，表面覆蓋可溶磷、有機(jī)物等雜質(zhì)，顆粒分布高度集中。磷石膏存在的多種有害雜質(zhì)以及其顆粒結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)其應(yīng)用性能會(huì)產(chǎn)生不利影響，使其性能不如天然石膏，從而限制了磷石膏的實(shí)際應(yīng)用范圍及規(guī)模。磷石膏長(zhǎng)期大量堆積，不僅占用大量土地，浪費(fèi)土地資源，而且極易造成環(huán)境污染，破壞生態(tài)環(huán)境。
[0003]目前，我國(guó)高度重視磷石膏資源化利用，對(duì)磷石膏綜合利用技術(shù)作了大量研究，使磷石膏可應(yīng)用于水泥工業(yè)、石膏建材制品、化肥工業(yè)、陶瓷裝飾材料及土壤改良劑等方面。實(shí)踐證明，磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥綜合利用是磷石膏最合理、最有效、最經(jīng)濟(jì)的資源化利用途徑，不僅可以解決硫資源缺乏問(wèn)題、降低硫酸生產(chǎn)成本，同時(shí)解決磷石膏大量堆積嚴(yán)重污染環(huán)境的問(wèn)題，而且可以減少水泥工業(yè)對(duì)自然資源的需求、節(jié)約資源成本、減少碳排放。磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥對(duì)我國(guó)硫酸工業(yè)與水泥工業(yè)的發(fā)展、磷石膏堆積與環(huán)境污染的治理具有重要而深遠(yuǎn)的意義。
[0004]我國(guó)磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥工藝主要流程是磷石膏首先是經(jīng)過(guò)烘干處理脫去結(jié)晶水變成半水石膏，再按生產(chǎn)需要摻入一定量的粉磨好的粘土、砂巖、焦炭等輔助原料配制成合適的生料，生料經(jīng)過(guò)均化送入回轉(zhuǎn)窯高溫煅燒反應(yīng)，制取生產(chǎn)硫酸的窯氣與生產(chǎn)水泥的熟料，熟料再摻入一定量的高爐礦渣、粉煤灰等混合材與石膏混合配料，經(jīng)過(guò)水泥粉磨系統(tǒng)粉磨成水泥產(chǎn)品。而窯氣分離進(jìn)入制硫酸系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成S03，SO3經(jīng)硫酸吸收后制得硫酸產(chǎn)品O
[0005]目前，我國(guó)磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥生料粉磨工藝主要采用球磨機(jī)或者立式磨將磷石膏和輔助原料分別單級(jí)粉磨。磷石膏首先是利用烘干機(jī)與熱風(fēng)爐使磷石膏水分蒸發(fā)，脫水成為半水石膏送入石膏庫(kù)儲(chǔ)存；利用除塵器和電收塵收集烘干機(jī)排出的廢氣，收集石膏粉塵同樣送入石膏庫(kù)。而黏土、砂巖、焦炭等輔助原料單級(jí)粉磨工藝首先是利用烘干磨機(jī)將輔助原料烘干、粉磨，送入各自的儲(chǔ)庫(kù)。最后將石膏庫(kù)中的石膏與輔料庫(kù)中的輔助原料配料混合均化，使原料組分穩(wěn)定，將生料送入生料倉(cāng)。我國(guó)磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥裝置的生料粉磨采用分別單級(jí)烘干粉磨工藝，主要存在磷石膏雜質(zhì)多活性差、烘干效率低、生料均化差、粉磨工藝能耗高等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是，針對(duì)目前磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥生料單級(jí)粉磨工藝存在的諸多問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種新型磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥生料粉磨方法用于硫酸和水泥聯(lián)產(chǎn)，不僅可以減少磷石膏有害雜質(zhì)含量，改善磷石膏顆粒級(jí)配與顆粒形貌，提高磷石膏顆粒反應(yīng)活性，進(jìn)而提高其分解效率，并且可提高生料均化程度，有助于獲得質(zhì)量穩(wěn)定的水泥熟料；同時(shí)集成粉磨工藝具有節(jié)能減排特點(diǎn)，有利于降低硫酸與水泥聯(lián)產(chǎn)行業(yè)生產(chǎn)成本，促進(jìn)硫酸工業(yè)與水泥工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)；還可進(jìn)一步提高磷石膏綜合利用率，徹底解決磷石膏堆積問(wèn)題與污染問(wèn)題，具有重要深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)保效益。
[0007]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方法實(shí)現(xiàn):
[0008]—種磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥生料集成粉磨的方法，包括以下步驟:
[0009]I)將磷石膏與硅質(zhì)校正材料、鋁質(zhì)校正材料和焦炭等輔助原材料按照預(yù)定的比例進(jìn)行混合配料。
[0010]具體的，以磷石膏的重量為基準(zhǔn)，將磷石膏、5?20wt% (優(yōu)選的為10?20wt% )的黏土質(zhì)原料、I?3wt%的娃質(zhì)校正材料、I?5wt%的招質(zhì)校正材料和I?8wt%的焦炭混合配料。
[0011]優(yōu)選的，所述磷石膏為濕法生產(chǎn)磷酸過(guò)程中排放的工業(yè)副產(chǎn)品，其中CaO含量彡 25%, SO3彡 40，P2O5彡 1.5% ；
[0012]優(yōu)選的，所述黏土質(zhì)原料選自黃土、黏土、頁(yè)巖中的任意一種或者多種混合，硅率
2.5?3.5，鋁率1.5?3.0，S12含量為55?72%。
[0013]優(yōu)選的，所述硅質(zhì)校正原料選自砂巖、沙土中、粉砂巖的任意一種或多種的混合，S12^量高于60%。
[0014]優(yōu)選的，所述鋁質(zhì)校正原料選自礦渣、粉煤灰、煤渣、煤矸石中的任意一種或多種的混合，Al2O3含量高于30%。
[0015]2)將步驟I)所得的混合物均勻分散至負(fù)壓的空間體積內(nèi)，得到分散的物料，再?gòu)姆稚⒌奈锪系南铝戏较虻拇怪狈较虺掷m(xù)噴吹高溫的干燥氣流，將分散的物料的含水率降低到2%以下，收集得到干燥的物料。之后，烘干后的物料可直接進(jìn)入破碎步驟。
[0016]具體的，高溫的干燥氣流來(lái)自工藝過(guò)程中預(yù)熱階段的系統(tǒng)余熱的再利用，氣流溫度 200 ?300 0C ο
[0017]3)將步驟2)得到的干燥的物料破碎、粉磨至物料比表面積在200m2/kg以上，得到粉磨后的物料。
[0018]此步驟有利于提高系統(tǒng)粉磨效率與產(chǎn)量，降低系統(tǒng)電耗。
[0019]破碎、粉磨過(guò)程可以借由高效的球磨機(jī)或輥壓機(jī)進(jìn)行。
[0020]4)將步驟3)得到的粉磨后的物料進(jìn)行二次粉磨，使物料中30?65 μ m范圍內(nèi)細(xì)顆粒的含量(質(zhì)量分布)達(dá)到85%以上，物料比表面積在300m2/kg以上。
[0021]此過(guò)程不僅減少磷石膏有害雜質(zhì)含量，而且提高磷石膏顆粒反應(yīng)活性，降低磷石膏分解溫度，有利于提高硫酸產(chǎn)量與水泥熟料產(chǎn)量及質(zhì)量。
[0022]二次粉磨可以借由球磨機(jī)進(jìn)行。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0024]1.采用在線烘干技術(shù)，熱交換效率高、熱損失小、熱利用率高，在線烘干效率高，處理量大，取消傳統(tǒng)烘干倉(cāng)；
[0025]2.集成粉磨對(duì)磷石膏進(jìn)行粉磨預(yù)處理，可有效減少磷石膏有害雜質(zhì)含量，改善