一種磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥生料集成粉磨的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及硫酸、水泥工業(yè)生產(chǎn)技術及工業(yè)固體廢棄物綜合利用領域與環(huán)境保護治理領域，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】
[0002]磷石膏是濕法生產(chǎn)磷酸過程中排放的工業(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，2012年我國磷石膏的堆放量累計達3億多t，每年磷石膏排放量接近5000萬t。我國的磷肥產(chǎn)量正在以每年超過10%的速度遞增，將導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)以及其顆粒結構特點，對其應用性能會產(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際應用范圍及規(guī)模。磷石膏長期大量堆積，不僅占用大量土地，浪費土地資源，而且極易造成環(huán)境污染，破壞生態(tài)環(huán)境。
[0003]目前，我國高度重視磷石膏資源化利用，對磷石膏綜合利用技術作了大量研究，使磷石膏可應用于水泥工業(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)濟的資源化利用途徑，不僅可以解決硫資源缺乏問題、降低硫酸生產(chǎn)成本，同時解決磷石膏大量堆積嚴重污染環(huán)境的問題，而且可以減少水泥工業(yè)對自然資源的需求、節(jié)約資源成本、減少碳排放。磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥對我國硫酸工業(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的意義。
[0004]我國磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥工藝主要流程是磷石膏首先是經(jīng)過烘干處理脫去結晶水變成半水石膏，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)過均化送入回轉窯高溫煅燒反應，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)過水泥粉磨系統(tǒng)粉磨成水泥產(chǎn)品。而窯氣分離進入制硫酸系統(tǒng)轉化成S03，SO3經(jīng)硫酸吸收后制得硫酸產(chǎn)品O
[0005]目前，我國磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥生料粉磨工藝主要采用球磨機或者立式磨將磷石膏和輔助原料分別單級粉磨。磷石膏首先是利用烘干機與熱風爐使磷石膏水分蒸發(fā)，脫水成為半水石膏送入石膏庫儲存；利用除塵器和電收塵收集烘干機排出的廢氣，收集石膏粉塵同樣送入石膏庫。而黏土、砂巖、焦炭等輔助原料單級粉磨工藝首先是利用烘干磨機將輔助原料烘干、粉磨，送入各自的儲庫。最后將石膏庫中的石膏與輔料庫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。我國磷石膏制硫酸聯(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題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是，針對目前磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥生料單級粉磨工藝存在的諸多問題，設計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，改善磷石膏顆粒級配與顆粒形貌，提高磷石膏顆粒反應活性，進而提高其分解效率，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；同時集成粉磨工藝具有節(jié)能減排特點，有利于降低硫酸與水泥聯(lián)產(chǎn)行業(yè)生產(chǎn)成本，促進硫酸工業(yè)與水泥工業(yè)轉型升級；還可進一步提高磷石膏綜合利用率，徹底解決磷石膏堆積問題與污染問題，具有重要深遠的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)保效益。
[0007]本發(fā)明的目的通過以下技術方法實現(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定的比例進行混合配料。
[0010]具體的，以磷石膏的重量為基準，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壓的空間體積內(nèi)，得到分散的物料，再從分散的物料的下料方向的垂直方向持續(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入破碎步驟。
[0016]具體的，高溫的干燥氣流來自工藝過程中預熱階段的系統(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、粉磨過程可以借由高效的球磨機或輥壓機進行。
[0020]4)將步驟3)得到的粉磨后的物料進行二次粉磨，使物料中30?65 μ m范圍內(nèi)細顆粒的含量(質(zhì)量分布)達到85%以上，物料比表面積在300m2/kg以上。
[0021]此過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進行。
[0023]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0024]1.采用在線烘干技術，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；
[0025]2.集成粉磨對磷石膏進行粉磨預處理，可有效減少磷石膏有害雜質(zhì)含量，改善