[發明專利]一種磷石膏的煅燒脫水方法

在審

• 申請號: 202010947815.6
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112028511A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 包先法;時繼明;王仕群;周磊;崔冬梅
• 申請（專利權）人: 合肥水泥研究設計院有限公司
• 主分類號: C04B11/028
• 分類號: C04B11/028;C04B11/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

本發明公開了一種磷石膏的煅燒脫水方法，以濕磷石膏渣為原料，采用懸浮預熱分解技術煅燒脫水，獲得以半水石膏和二水石膏為主要成分的燒石膏粉產品，具體如下：(1)濕磷石膏渣除去異物和粗粒后，采用烘干破碎機進行烘干破碎獲得干磷石膏粉；(2)采用二級串聯懸浮預熱器預熱干磷石膏粉，預熱后的干磷石膏粉進入懸浮脫水爐脫去結晶水并在高溫下燒除部分有害雜質；(3)出懸浮脫水爐的燒石膏粉進入二級串聯懸浮冷卻器冷卻。本發明工藝先進，綠色節能；可以大幅提高單線生產規模；自動化程度高，可實現智能化運行。

技術領域

本發明涉及資源與環境技術領域，尤其涉及一種磷肥工業的副產磷石膏的煅燒脫水方法。

背景技術

磷石膏是硫酸法制磷酸進而生產高濃度磷復肥的副產，我國磷酸生產工藝~85%采用二水法，又稱濕法磷酸。濕法磷酸工藝的副產磷石膏渣為自由水含量10~25%濕粉或濾餅，顏色以灰白色為主，粒徑10~600μm，大多在80~200μm。一般情況，每生產1t磷酸就要產生5~7t的磷石膏，我國目前堆存的磷石膏已超過5億噸，每年還要新增堆存5000萬噸。磷石膏主要成分是二水硫酸鈣，含有磷酸鹽、硫酸鹽、氟化物、重金屬錳和鎘等雜質。受技術水平和資源化利用成本的限制，我國磷石膏資源化綜合利用率僅10%左右，主要以固體廢棄物形式在尾礦庫和指定堆場存放。磷石膏在長期堆存過程中，日曬、風吹、雨淋、雷暴等自然氣象活動都會加速可溶性磷、氟和重金屬污染物的釋放，磷石膏中的可溶磷等酸性廢物伴隨降雨再次被浸泡、淋濾出來，對周邊區域的水質、土壤、植被等造成嚴重破壞。尤其是在礦區隨著地表徑流匯入到下游江河、地下水系和土壤層中，污染物質的遷移和累積都會直接影響居民飲用水、農業灌溉、植物生長、漁業發展和糧食安全，繼而影響人類健康，已成為影響生態環境的重要污染源。

磷石膏利用途徑較多，但研究多于實際應用，主要途徑如下：

一是用于水泥工業，替代天然石膏或脫硫石膏作為水泥緩凝劑和替代石灰石生產水泥聯產硫酸。作為水泥緩凝劑使用量有限；替代石灰石生產水泥聯產硫酸能夠消納大量磷石膏，但目前技術尚未成熟且聯產硫酸投資很大，沒有實質性使用。

二是生產化工原料，如替代石灰石生產氧化鈣聯產硫酸，但磷石膏的雜質影響產品的質量，加上聯產硫酸投資大，制約了其使用。

三是替代天然石膏或脫硫石膏生產石膏建材制品，先是制得燒石膏粉，然后加入添加劑、改性劑等生產各種石膏制品，如抹灰石膏、自流平石膏、粉刷石膏、石膏砂漿、各種石膏板、各種石膏砌塊、石膏隔墻等。我國石膏建材制品市場容量大，用來生產石膏建材制品是擴大磷石膏資源化利用率的主要探求方向。

利用磷石膏生產石膏建材制品的首要環節是將磷石膏煅燒脫水制得石膏粉，有關試驗表明，實驗室條件下磷石膏在130℃左右開始脫水，物相變化，250℃左右時基本結束。

目前磷石膏的煅燒脫水方法，按設備分類主要有炒鍋、回轉窯、沸騰爐、磨燒一體化煅燒設備等，脫水過程中還可以燒除部分有害雜質。其中較成熟的是炒鍋，采用導熱油作為熱介質，低溫慢燒，煅燒時間0.5~2h，其特點是導熱油比熱很大，溫度穩定，生產的石膏粉質量較穩定，其缺點是生產效率低，常規規模僅年產10萬噸。

上述磷石膏的煅燒脫水方法存在規模大型化的困難，從而限制了利用磷石膏生產石膏建材制品的產業發展。本發明旨在為磷石膏的煅燒脫水提供一種工藝先進、綠色節能、規模又能大型化的技術方案。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術中磷肥工業的副產磷石膏渣煅燒脫水的技術的缺陷，提供一種磷石膏的煅燒脫水方法，實現濕磷石膏渣烘干破碎、干磷石膏粉預熱與脫水、燒石膏粉冷卻的有機整合，同時也能實現大型化配置。

本發明是通過以下技術方案實現的：