[發(fā)明專利]一種制備貝利特硫鋁酸鹽水泥聯(lián)產硫酸的方法

有效

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• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111517680B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設計）人: 龐仁杰;趙博;張國興;陳延信;韓丁;張志遠
• 申請（專利權）人: 上海三夫工程技術有限公司;西安建筑科技大學
• 主分類號: C04B7/32
• 分類號: C04B7/32;C04B7/44;C01B17/50;C01B17/74
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

1.一種制備貝利特硫鋁酸鹽水泥聯(lián)產硫酸的方法，其特征在于，以氣體硫磺和高硫鋁土礦為還原劑，協(xié)同還原脫水石膏，制得貝利特硫鋁酸鹽水泥，同時獲得高濃度的氣相SO₂煙氣，用于后續(xù)煙氣聯(lián)產制硫酸；

包括以下步驟：

A、氣體硫磺制備

將固體或液體硫磺導入熔硫槽，加熱至120～160℃熔融成粗硫磺液體，經硫磺過濾器過濾，得到精硫磺液體，送入氣化爐內加熱氣化至450～900℃制得高溫氣體硫磺，經文丘里引射器將氣體硫磺送入還原爐；

B、配料

按貝利特硫鋁酸鹽水泥熟料的用途要求通過控制堿度系數(shù)(C)、鋁硫比(P)和鋁硅比(N)，選擇高硫鋁土礦、硅質校正料和鐵質校正料為配料，與脫水石膏在混料機中混合均化，并在均化庫中進一步均化，得到成分均勻的生料；所述的生料的率值中堿度系數(shù)C:0.92～0.98，鋁硫比P:0.95～3.82，鋁硅比N:0.42～3.20；

C、預熱預還原

生料送入多級懸浮預熱系統(tǒng)進行梯級預熱，所述的梯級預熱是指：生料進入多級懸浮預熱系統(tǒng)最頂層的第一級旋風預熱器中，與熱氣流在旋風預熱器內迅速完成氣固傳質、換熱和分離，再依次通過下層各級旋風預熱器在20～60秒內完成梯級傳質、預熱和分離；預熱后的生料進入還原爐中，與步驟A進入還原爐內的氣體硫磺發(fā)生還原反應，還原反應的條件為：(1)入還原爐硫磺與生料中硫酸鈣中硫的摩爾比為(0～0.7):1，(2)出還原爐的生料中硫化物與CaSO₄的摩爾比為(0.10～0.35):1，(3)還原爐內溫度為700～980℃，(4)還原反應時間為2～45秒；反應后的物料進入旋風分離器完成氣固分離，煙氣進入多級懸浮預熱系統(tǒng)，預還原生料進入回轉窯；

D、深度還原與熟料燒結

在弱氧化氣氛下，預還原生料在回轉窯內發(fā)生深度還原反應，深度還原之后物料高溫燒結形成水泥熟料；控制回轉窯出口煙氣中氧氣含量小于2％v/v，所述的深度還原反應是預還原生料中的硫化物與CaSO₄在回轉窯內于950～1150℃下發(fā)生氧化還原反應，還原時間為5～30min，60～90％的S元素以SO₂的形式進入回轉窯內煙氣中，其它元素發(fā)生初步的固相反應；深度還原之后的物料溫度為950～1150℃，高溫燒結的溫度為1100～1300℃，燒結時間為20～60min；

E、熟料冷卻、熱量回用及凈化制硫酸

出回轉窯的高溫水泥熟料進入冷卻機與冷卻空氣進行熱交換，回收熱量，出多級懸浮預熱系統(tǒng)中第一級旋風預熱器的含硫煙氣經余熱回收、除塵后進入后續(xù)常規(guī)的硫酸生產工序制取工業(yè)硫酸產品；

F、水泥的制備

由步驟E中冷卻機來的水泥熟料，添加石膏和組合料、再經后續(xù)碾磨加工獲得不同性能要求的貝利特硫鋁酸鹽水泥產品。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種制備貝利特硫鋁酸鹽水泥聯(lián)產硫酸的方法，其特征在于，步驟B所述的脫水石膏為將工業(yè)副產石膏置于輸送床干燥爐內于120～300℃烘干脫水后的石膏；

所述的配料是在磨機中烘干粉磨并初步混合，石膏及配料烘干熱源是冷卻機排出的高溫富余空氣、第一級旋風預熱器出口煙氣余熱回收所得熱源和聯(lián)產硫酸中低溫余熱回收所得的熱源；

所述的配料為高硫鋁土礦、鋁土礦、粉煤灰、煤矸石、赤泥、鐵渣、粘土至少一種或一種以上的混合物。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種制備貝利特硫鋁酸鹽水泥聯(lián)產硫酸的方法，其特征在于，所述的石膏為含硫酸鈣的鈣質和硫質原料，包括工業(yè)副產石膏、天然石膏中的一種或一種以上的混合物，工業(yè)副產石膏包括磷石膏、脫硫石膏、鹽石膏、鈦白副產石膏、氟石膏、鎳石膏、錳石膏中的至少一種或幾種混合物；

所述的生料包括以下重量份組成：石膏70～90份，高硫鋁土礦3～25份，粉煤灰0～15份，煤矸石0～30份，赤泥0～20份，鐵渣0～8份，粘土0～20份，所述石膏為二水石膏或半水石膏；所述高硫鋁土礦為高硫低品位鋁土礦或高硫高品位鋁土礦中的一種，其Al₂O₃質量分數(shù)為30～75％，S的質量分數(shù)0.5～20％。