利用磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥
磷石膏制酸聯(lián)產(chǎn)水泥這一技術(shù)能使磷石膏中的硫組份再生成硫酸,其他成份生成水泥熟料。該法存在生產(chǎn)過程設(shè)備的效率低、投資大、能耗高等缺點。因此,有些國家建立了生產(chǎn)裝置但又停止使用。對于硫資源短缺、能源價格便宜的我國來說,該法是有吸引力的。據(jù)國際肥料協(xié)會(IFA)1990年所作的統(tǒng)計和預(yù)測,1990年世界濕法磷酸產(chǎn)量為2500萬t,產(chǎn)生的磷石膏約為1.2億t,絕大部分磷石膏被作為廢物排放,被利用的磷石膏僅約4%。2001年世界濕法磷酸生產(chǎn)能力4026萬t、產(chǎn)量為 3368萬t,產(chǎn)生的磷石膏約為1.62億t。目前,絕大部分磷石膏被作為廢物排放,被利用的磷石膏估計不超過10%。磷石膏渣制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥技術(shù)是我國磷肥工業(yè)今后發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。磷石膏的主要成分是CaSO4 ,在高溫下可以分解出CaO與SO2 氣體,CaO與其他的形成水泥熟料,SO2氣體送入硫酸裝置制取硫酸。配套建設(shè)磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥裝置,可以變廢為寶生產(chǎn)硫酸和水泥,減少大量占地,解決磷石膏堆存的困難,提高磷復(fù)肥企業(yè)的經(jīng)濟效益;還可以消除環(huán)境污染,產(chǎn)生環(huán)境效益;可以少上硫鐵礦、石灰石礦采礦裝置,減少礦產(chǎn)運輸,綜合回收有用資源。磷酸生產(chǎn)需要大量硫酸,一套年產(chǎn)24萬t規(guī)模的磷銨裝置需配套36萬t硫酸,生產(chǎn)硫酸需約40萬t硫鐵礦(標(biāo)礦),按目前情況預(yù)計,硫鐵礦噸礦投資約 400-500元,配套硫鐵礦投資需1.5億~2億元。磷石膏制硫酸系統(tǒng)理論上硫可以循環(huán)利用,但考慮到生產(chǎn)過程中硫的回收率,通常可滿足80%的硫酸供應(yīng)量,或補充20%的石膏可使整個系統(tǒng)達到平衡。據(jù)初步預(yù)測,若將100萬t濕法磷酸生產(chǎn)能力配套磷石膏制備硫酸裝置獲取硫酸,相當(dāng)于400萬t硫酸 (100%),硫鐵礦400萬-500萬t(標(biāo)礦);相應(yīng)節(jié)省礦山投資2O億元,渣場投資4億~5億元,水泥裝置投資12億元以上;增產(chǎn)水泥熟料500萬 t。而磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥裝置投資約2O億元左右,顯然,具有較好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。
磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥技術(shù)已在魯北、銀山、什邡、萊西、遵化、沈陽等磷肥廠、化工廠推廣,硫酸產(chǎn)品用于生產(chǎn)磷銨,水泥產(chǎn)品已進入市場。該法的優(yōu)點是增加硫酸產(chǎn)量,使磷酸生產(chǎn)使用的硫酸有85%~90%自身循環(huán),磷石膏不需要堆場及外運。缺點是流程復(fù)雜,設(shè)備多,投資大,對磷石膏的質(zhì)量有一定要求。
磷石膏水泥早期強度偏低,可從以下幾個方面改善。
1)降低磷石膏中P2O5含量
P2O5對熟料中硅酸鹽礦物的影響很大,P2O5含量每增加1%,C3S量將降低9.9%,C2S量增加O.9%。經(jīng)驗表明:熟料中P2O5<1%時,對水泥早期強度沒有影響,且能提高28d強度;當(dāng)熟料P2O5—1~2%時,只影響早期強度,而不影響水泥的長期強度;當(dāng)Pz()5>2%時,將明顯降低水泥早期強度和長期強度。故磷石膏中P。05含量必須低于0.5%(二水物干基)。加強磷銨生產(chǎn)過程控制,降磷石膏中磷含量是既合理又經(jīng)濟的方法。
2)采用窯外分解煅燒技術(shù),摻加BaS04作礦劑。
3)提高水泥粉磨細(xì)度
磷石膏熟料適合細(xì)磨,用磷石膏生產(chǎn)的水泥度80/~m篩篩余控制在1~3%為宜。
4)降低混合材摻量
粉磨水泥時最好少摻或不摻混合材或用兩種.兩種以上的混合材進行復(fù)摻,最好選用對早期強,有利,而互補性又強的堿性和惰性同時具備的混合材料,這種混合材能提高水泥3d和7d強度。
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