專利名稱：一種鎂質(zhì)用后耐材的用途及其制備脫硫劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煙氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種脫硫塔中脫硫劑的制備方法。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)S02總排放量已連續(xù)多年超過(guò)2000萬(wàn)t，居世界首位。煙氣 脫硫工藝在工業(yè)煙氣凈化方面已有廣泛應(yīng)用， 一般是采用堿性吸收液與煙氣 接觸，使煙氣中的煙塵和S02—起進(jìn)入吸收液，從而凈化煙氣，常見(jiàn)的工藝 有石灰石/石灰一石膏法、拋棄法、鈉洗法、雙堿法、氧化鎂法、煙氣循環(huán)流 化床法、活性炭法、氨法、噴霧干燥法和爐內(nèi)噴鈣加尾部增濕活化法等。其 中，石灰石一石膏法作為煙氣脫硫的主流工藝[CN2629812Y]，雖具有脫硫效
率高、對(duì)煙氣適應(yīng)性好，工藝路線成熟、脫硫劑價(jià)廉易得等優(yōu)點(diǎn)，但仍面臨 如下問(wèn)題 CaC03、 CaS03和CaS04溶解度低，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中易發(fā)生結(jié)垢、 堵塞和磨損；②副產(chǎn)石膏利用價(jià)值較低，市場(chǎng)銷售前景不容樂(lè)觀，尤其是在 副產(chǎn)天然石膏的地方，石膏大量堆積，造成環(huán)境污染；③設(shè)備占地大、系統(tǒng) 管理操作復(fù)雜，投資和運(yùn)行成本較高；④循環(huán)水用量大，脫硫廢水較難處理； ⑤鈣法在脫硫的同時(shí)，產(chǎn)生了等摩爾的C02，加劇了溫室效應(yīng)。
與鐘基濕法脫硫相比較，氧化鎂濕法脫硫工藝因其吸收劑用量少，吸收 性能好、副產(chǎn)物利用價(jià)值大，工程設(shè)備投資、運(yùn)行成本和檢修維護(hù)費(fèi)用低， 加之運(yùn)行過(guò)程易于控制、設(shè)備腐蝕堵塞結(jié)垢速度較低、特別適用于高硫煤煙 氣脫硫等優(yōu)點(diǎn)，成為煙氣脫硫中頗具競(jìng)爭(zhēng)力的一種工藝[US3，919,393、 US3，919，394、 JP155263]。 20世紀(jì)80年代以來(lái)，氧化鎂濕法脫硫工藝的優(yōu) 異性已經(jīng)在工業(yè)實(shí)踐中得到了證明。日本是世界上鎂劑脫硫規(guī)模最大、采用 最多的國(guó)家。美國(guó)、韓國(guó)也成功運(yùn)用了這一技術(shù)，尤其是在脫硫副產(chǎn)物的綜 合利用方面，采用氧化鎂濕法脫硫工藝的火電廠其副產(chǎn)物幾乎全部利用，如 美國(guó)的Mystic電廠、Eddystone電廠。目前，國(guó)內(nèi)氧化鎂濕法脫硫在山東電力三建公司也有了中試應(yīng)用，相關(guān)的專利也陸續(xù)有所報(bào)道[CN1481926A， CN1733656A， CN1762550A]。
工程實(shí)踐表明，由于世界范圍內(nèi)菱鎂礦儲(chǔ)量較少，且雜質(zhì)含量約為15%， 在常規(guī)濕法脫硫中，不僅氧化鎂粉加工成本高，制造過(guò)程有煙氣污染產(chǎn)生， 而且兩步法結(jié)晶致使脫硫漿液雜質(zhì)含量很高，液相流失的MgS03量很大，副 產(chǎn)物回收價(jià)值則大大降低。鑒于上述原因，目前，氧化鎂濕法脫硫工藝的技 術(shù)推廣存在較多限制，國(guó)內(nèi)尚缺少大型電廠煙氣脫硫的應(yīng)用業(yè)績(jī)。
另一方面，隨著我國(guó)鋼鐵冶金、水泥、陶瓷、化工等工業(yè)的迅速發(fā)展， 每年消耗的耐火材料已超過(guò)了 900萬(wàn)噸，用后耐火材料也達(dá)到了 400萬(wàn)噸。 在這些用后耐火材料中，常見(jiàn)的鎂磚、鎂碳磚、鎂砂、氧化鎂陶瓷、鎂橄欖 石磚、鎂阿隆材料、鎂鉻磚、鎂鈣磚、鎂鋁磚、鎂尖晶石磚、鎂質(zhì)中間包涂 料、鎂質(zhì)擋渣堰、堿性不定形耐火材料等鎂質(zhì)耐火材料。這些鎂質(zhì)用后耐火 材料多數(shù)當(dāng)作垃圾被廢棄，只有少量被粗糙的加以利用了，并沒(méi)有產(chǎn)生高的 附加值。這不但浪費(fèi)了資源，也污染了環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鎂質(zhì)用后耐材的用途及其制備脫硫劑的方法， 使用工業(yè)廢棄的鎂質(zhì)用后耐材代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氧化鎂粉制備脫硫劑，從而可以在 降低氧化鎂濕法煙氣脫硫工藝的運(yùn)行成本的同時(shí)，提高廢棄鎂質(zhì)用后耐材的 利用率，節(jié)約資源，避免環(huán)境污染。
本發(fā)明的技術(shù)方案為 一種鎂質(zhì)用后耐材的用途，用于制備脫硫劑。 所述工業(yè)廢棄的鎂質(zhì)用后耐材為鋼鐵、有色冶金、化工、水泥、玻璃、 陶瓷等工業(yè)廢棄的含10 90%MgO的鎂質(zhì)用后耐材，包括鎂磚、鎂碳磚、氧 化鎂陶瓷、鎂橄欖石磚、鎂阿隆材料、鎂鉻磚、鎂鈣磚、鎂鋁磚、鎂尖晶石 磚、鎂質(zhì)中間包涂料、鎂質(zhì)擋渣堰等。
一種鎂質(zhì)用后耐材制備脫硫劑的方法，包括以下步驟
(1)對(duì)拆除后的鎂質(zhì)用后耐材進(jìn)行分類揀選、除雜質(zhì)、破粉碎加工、磁 選除鐵、多級(jí)粉磨，制成粉末。
耐火材料達(dá)到使用壽命后，就要拆除。在使用過(guò)程中，窯爐內(nèi)的物質(zhì)長(zhǎng) 期與爐襯接觸，它們與爐襯發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和滲透、擴(kuò)散和溶解等物理作用，
4也就導(dǎo)致了窯爐內(nèi)襯變質(zhì)或侵蝕，有時(shí)用后耐火材料表面粘附了成塊的渣， 甚至有滲入到用后耐火材料的縫隙里，形成夾層，如金屬片等。特別是不同 部位所用的耐火材料成分不同，它們不能混合在一起，必須分開(kāi)拆除后存放。
分類揀選現(xiàn)場(chǎng)拆爐過(guò)程中，是把整個(gè)窯爐襯堆放在一起，并且?jiàn)A雜了 不少爐渣、夾雜物、灰塵和泥土等，因此，其分類是粗糙的。對(duì)于這樣的情 況，需要把用后耐火材料從現(xiàn)場(chǎng)清理，并運(yùn)送到堆場(chǎng)后，進(jìn)行分類揀選，揀 出用后耐火材料，特別是要把不同材質(zhì)的用后耐火材料分別開(kāi)來(lái)，并且進(jìn)一 步把不同級(jí)別的同一材質(zhì)的用后耐火材料分類出來(lái)。
除雜質(zhì)用后耐火材料表面常沾有一層爐渣、夾雜物等窯內(nèi)的侵蝕介質(zhì)， 有時(shí)，窯內(nèi)的侵蝕介質(zhì)還擴(kuò)散滲入用后耐火材料爐襯內(nèi)部，并與其發(fā)生反應(yīng) 形成變質(zhì)層或冷鋼結(jié)合物，因此，必須先除去這些爐渣和冷鋼等有害成分， 才能對(duì)用后耐火材料進(jìn)行破粉碎加工。除雜質(zhì)具體的方法有人工敲擊法和切 割法。
破粉碎加工破粉碎加工是在各種破粉碎設(shè)備中進(jìn)行的， 一般先經(jīng)過(guò)鄂 式破碎機(jī)進(jìn)行粗碎，然后經(jīng)過(guò)圓錐破碎機(jī)、對(duì)輥破碎機(jī)等進(jìn)行中碎，再經(jīng)球 磨機(jī)、立磨機(jī)或雷蒙磨等粉碎機(jī)進(jìn)行細(xì)磨。
磁選除鐵用后耐火材料內(nèi)含有金屬夾片鐵和鐵屑，在破粉碎加工過(guò)程 中，由于機(jī)械的磨損和撞擊，也會(huì)使用后耐火材料內(nèi)增加鐵。用后耐火材料 里金屬鐵的存在，影響了其進(jìn)一步的加工性能。因此，必須把金屬鐵從用后 耐火材料中除去?？梢砸罁?jù)鐵具有磁性的原理，利用磁鐵對(duì)用后耐火材料進(jìn) 行磁選。
多級(jí)粉磨對(duì)用后耐火材料進(jìn)行多級(jí)粉磨，具有三方面優(yōu)點(diǎn)①使用后 耐火材料本色化，通過(guò)多次碾磨，破壞用后耐材顆粒原本高溫?zé)Y(jié)密實(shí)的團(tuán) 聚體和假顆粒，使之還原本來(lái)面目；②使用后耐火材料粉末化，使之成為微 粉，甚至納米粉，以增加其活化機(jī)會(huì)；③使用后耐火材料均勻化，從而使其
性能更加穩(wěn)定。
(2) 酸洗浸漬，重力浮選將粉末在強(qiáng)酸溶液中浸漬后重力浮選。將粉 末在強(qiáng)酸溶液中浸漬，可改變其表面性質(zhì)，提高其活化機(jī)會(huì)，使部分氧化物 轉(zhuǎn)化成硫酸鹽；而通過(guò)重力浮選可以去除粉末中大部分夾雜物、粉塵等雜質(zhì)。(4)漿液配制將所得粉末配制為含固量為10 30%的漿液，熟化3 5h。 漿液經(jīng)熟化后，即可送入脫硫塔。脫硫劑具體需用量與煙氣量和S02含量有 關(guān)，可以隨實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。
優(yōu)選地，所述步驟(1)中，粉末的細(xì)度為100 325目。 優(yōu)選地，所述步驟(2)中，強(qiáng)酸溶液的濃度為1.0 10mol/L，浸漬時(shí) 間為1 8小時(shí)。
優(yōu)選地，所述步驟(3)中，粉末的干燥溫度為60 20(TC，時(shí)間為2 8 h;焙燒溫度為600 1000°C，時(shí)間為2 8 h。高溫焙燒可增加MgO的活性， 使其水化反應(yīng)和S02吸收反應(yīng)更快。而高溫焙燒對(duì)含碳鎂質(zhì)用后耐火材料而 言，不僅可增加活性，還可因石墨等可燃物的去除，使得堿金屬氧化物的品 位大大提高。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果
(1) 將工業(yè)廢棄的鎂質(zhì)用后耐材用作煙氣脫硫的脫硫劑，既節(jié)省了優(yōu)質(zhì) 的鎂砂資源，又為廢棄耐材提供了良好的處理方式，有利于環(huán)保。
(2) 利用廉價(jià)的工業(yè)廢棄的鎂質(zhì)用后耐材制備脫硫劑，避免了原氧化鎂 粉脫硫劑制造過(guò)程中的能耗和環(huán)境污染，同時(shí)，也大大降低了氧化鎂濕法煙 氣脫硫工藝的運(yùn)行成本。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例h
將鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)爐鋼包用后的鎂碳磚(化學(xué)成分為MgO, 71.85%， F.C.，14.34%， CaO， 2. 26 %， A1203， 4.43%， Si02， 3. 10 %， FeO， 0. 36%)經(jīng) 人工拆除、分類揀選、除渣除雜、破碎、磁選、球磨預(yù)處理后，經(jīng)重力浮選 除雜和100(TC下焙燒4h活化處理后，制成100目的粉末，經(jīng)給料機(jī)送至MgO 混合罐，在混合罐中與工藝水?dāng)嚢杌旌稀⑾?，生成Mg(0H)2漿液，熟化3h 后，由Mg(0H)2輸送泵送至Mg(0H)2漿液儲(chǔ)罐，調(diào)節(jié)漿液含固量為10%，輸至 吸收塔。
原煙氣取自某燒結(jié)廠的排放煙氣，流量為90000mVh，煙溫為120 140 °C，煙氣中S02濃度為500 800 mg/Nm3，脫硫吸收過(guò)程穩(wěn)定后，脫硫效率一 直穩(wěn)定在95%以上，吸收系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備和管道沒(méi)有出現(xiàn)堵塞和結(jié)垢現(xiàn)象，所副產(chǎn)的硫酸鎂產(chǎn)品達(dá)到工業(yè)級(jí)應(yīng)用要求。實(shí)施例2:
將水泥工業(yè)用后鎂鈣磚(化學(xué)成分為Mg0， 75.57%, Ca0， 19. 85%, A1203，0.51 %, Si02，1.15%， Fe203， 0.74%)經(jīng)人工拆除、分類揀選、除渣除雜、破碎、磁選、球磨預(yù)處理后，經(jīng)重力浮選除雜和60(TC下焙燒6 h活化處理后，制成325目的粉末，經(jīng)給料機(jī)送至MgO混合罐，在混合罐中與工藝水?dāng)嚢杌旌?、消化，生成Mg (OH) 2漿液，熟化5 h后，由Mg (OH) 2輸送泵送至Mg (OH) 2漿液儲(chǔ)罐，調(diào)節(jié)漿液含固量為30%，輸至吸收塔。
原煙氣取自某電廠，流量為600000m7h，煙溫為110 130 °C，煙氣中S02濃度為2500 2900 mg/Nm3，脫硫吸收過(guò)程穩(wěn)定后，脫硫效率一直穩(wěn)定在97%以上，吸收系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備和管道沒(méi)有出現(xiàn)堵塞和結(jié)垢現(xiàn)象，所副產(chǎn)的硫酸鎂產(chǎn)品達(dá)到工業(yè)級(jí)應(yīng)用要求。
權(quán)利要求
1. 一種鎂質(zhì)用后耐材的用途，其特征在于用于制備脫硫劑。
2. 如權(quán)利要求1所述的鎂質(zhì)用后耐材的用途，其特征在于，所述鎂質(zhì)用后耐材為鋼鐵、有色冶金、化工、水泥、玻璃、陶瓷等工業(yè)廢棄的含10 90%MgO 的鎂質(zhì)用后耐材，包括鎂磚、鎂碳磚、氧化鎂陶瓷、鎂橄欖石磚、鎂阿隆材料、鎂鉻磚、鎂鈣磚、鎂鋁磚、鎂尖晶石磚、鎂質(zhì)中間包涂料、鎂質(zhì) 擋渣堰。
3. —種鎂質(zhì)用后耐材制備脫硫劑的方法，其特征在于包括以下步驟(1) 對(duì)拆除后的鎂質(zhì)用后耐材進(jìn)行分類揀選、除雜質(zhì)、破粉碎加工、磁 選除鐵、多級(jí)粉磨，制成粉末；(2) 酸洗浸漬，重力浮選將粉末在強(qiáng)酸溶液中浸漬后重力浮選；(3) 干燥焙燒；(4) 漿液配制將所得粉末配制為含固量為10 30%的槳液，熟化3 5h。
4. 如權(quán)利要求3所述的鎂質(zhì)用后耐材制備脫硫劑的方法，其特征在于，所述 步驟(1)中，破粉碎加工先經(jīng)過(guò)鄂式破碎機(jī)進(jìn)行粗碎，然后經(jīng)過(guò)圓錐破 碎機(jī)、對(duì)輥破碎機(jī)進(jìn)行中碎，再經(jīng)球磨機(jī)、立磨機(jī)或雷蒙磨粉碎機(jī)進(jìn)行細(xì) 磨。
5. 如權(quán)利要求3所述的鎂質(zhì)用后耐材制備脫硫劑的方法，其特征在于，所述 步驟(1)中，粉末的細(xì)度為100 325目。
6. 如權(quán)利要求3所述的鎂質(zhì)用后耐材制備脫硫劑的方法，其特征在于，所述 步驟(2)中，強(qiáng)酸溶液的濃度為1.0 10mol/L，浸漬時(shí)間為l 8h。
7. 如權(quán)利要求3所述的鎂質(zhì)用后耐材制備脫硫劑的方法，其特征在于，所述 步驟(3)中，干燥溫度為60 20(TC，時(shí)間為2 8h;焙燒溫度為600 IOOO"C，時(shí)間為2 8 h。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鎂質(zhì)用后耐材的用途及其制備脫硫劑的方法，主要特征為將工業(yè)廢棄的鎂質(zhì)用后耐材用作煙氣脫硫劑。其制備方法包括以下步驟(1)對(duì)拆除后的鎂質(zhì)用后耐材進(jìn)行分類揀選、除雜質(zhì)、破粉碎加工、磁選除鐵、多級(jí)粉磨，制成粉末；(2)酸洗浸漬，重力浮選；(3)干燥焙燒；(4)漿液配制將所得粉末配制為含固量為10～30％的漿液，熟化3～5h。本發(fā)明既節(jié)省了優(yōu)質(zhì)的鎂砂資源，同時(shí)又避免了處理廢棄鎂質(zhì)用后耐材和原氧化鎂粉脫硫劑制造過(guò)程中的能耗和環(huán)境污染，大大降低了氧化鎂濕法煙氣脫硫工藝的成本。
文檔編號(hào)B01D53/50GK101480564SQ200810032328
公開(kāi)日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2008年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月7日
發(fā)明者劉道清, 姚金甫, 瑜 林, 沈曉林, 王如意, 磊 石, 石洪志, 陳榮歡 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司