[發(fā)明專利]一種工業(yè)副產(chǎn)石膏渣制備高濃度二氧化硫氣體的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110487919.8
• 申請(qǐng)日: 2021-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN112960652B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚宏斌;馬小玲;楊飛華;董發(fā)勤;張吉秀;李玉香;鄧秋林;王進(jìn)明;王進(jìn);王軍霞;賀小春;李芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B17/50
• 分類號(hào): C01B17/50;C01B32/55
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本專利公開了一種工業(yè)副產(chǎn)石膏渣制備高濃度二氧化硫氣體的方法，將工業(yè)副產(chǎn)石膏渣與催化劑和分解助劑混合均勻，在窯尾系統(tǒng)的分解爐中通入還原劑使石膏渣分解得到中間相，中間相在回轉(zhuǎn)窯中發(fā)生反應(yīng)得到熟料；將熟料冷卻、粉磨，加入增強(qiáng)纖維和水，攪拌均勻、成型、碳化養(yǎng)護(hù)，得到人造石。同已有技術(shù)方案相比，本方法生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)廢渣的資源化利用領(lǐng)域，具體涉及工業(yè)副產(chǎn)石膏渣的利用。

背景技術(shù)

工業(yè)副產(chǎn)石膏渣主要為工業(yè)副產(chǎn)石膏、干法脫硫灰或固硫渣中的一種。

石膏是硫酸鹽礦物，其化學(xué)分子式為CaSO₄·xH₂O。石膏分為天然石膏和工業(yè)副產(chǎn)石膏。目前，工業(yè)副產(chǎn)石膏原料主要為磷石膏、脫硫石膏、鈦石膏，還有少量氟石膏、檸檬酸石膏、鹽石膏等。干法脫硫灰，主要含亞硫酸鈣，利用消石灰在高濕度吸收塔與煙氣中二氧化硫反應(yīng)脫硫得到的灰渣，在中溫氧化環(huán)境容易生成硫酸鈣。固硫渣為循環(huán)流化床鍋爐（爐內(nèi)噴鈣）產(chǎn)生的廢渣，通過分選粉煤灰后的渣，主要含硫酸鈣。

磷石膏是濕法磷酸工業(yè)的副產(chǎn)物，每生產(chǎn)1噸磷肥（以P₂O₅計(jì)算）約產(chǎn)生4.5～5.0噸磷石膏。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年我國磷石膏排放量達(dá)8000萬噸，而歷年來磷石膏的堆放量，累計(jì)超過3億噸。在全國范圍，2015年我國磷石膏的綜合利用率僅為30%。剩余的石膏，就近堆放，企業(yè)每年為此花費(fèi)大量的經(jīng)費(fèi)用于建設(shè)渣場(chǎng)及其運(yùn)行管理。磷石膏含未分解磷礦、游離磷酸、氟化物等雜質(zhì)，大量堆放會(huì)帶來環(huán)境問題，污染土壤、大氣和水體。如何對(duì)其進(jìn)行合理地處置和處理是其面臨的重要問題。

脫硫石膏是火力發(fā)電廠石灰石-石灰濕法煙氣脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)品，該副產(chǎn)品主要為二水石膏；我國禁止脫硫石膏向江湖、河海排放。采用堆存的方式處理脫硫石膏，占用土地、影響環(huán)境、占用資金、浪費(fèi)資源，影響電廠的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效應(yīng)[王小飛，劉倫，馬鵬軍，等.火電廠脫硫石膏及其綜合利用[J]. 神華科技，2009，7（6）：42-45]。

鈦石膏是采用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉時(shí), 為治理酸性廢水, 加入石灰石和氧化鈣中和酸性廢水而產(chǎn)生的廢渣, 其主要成分為二水石膏和氫氧化鐵，為保證鐵沉淀徹底，氧化鈣加入微過量，鈦石膏顯弱堿性。鈦石膏的排放不僅占用大量土地，又污染環(huán)境。由于受到雨水的沖洗，堆砌場(chǎng)上的鈦石膏會(huì)發(fā)生流失，同時(shí)，鈦石膏經(jīng)過雨水的沖刷和浸泡，可溶性有害物質(zhì)溶于水中，經(jīng)水在環(huán)境中的流動(dòng)和循環(huán)，會(huì)嚴(yán)重污染地表水以及地下水；另一方面，鈦石膏堆積經(jīng)日曬風(fēng)吹后，少部分會(huì)以粉末狀飄散于大氣中，以及沉降到可能接觸到的外物表面，既污染環(huán)境又威脅健康[李國忠，趙帥，于洋.鈦石膏在建筑材料領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J]. 磚瓦，2008，（3）：58-60]。

本發(fā)明的熟料冷卻、粉磨加水后，在二氧化碳保護(hù)氣氛下養(yǎng)護(hù)，具有硬化快的特點(diǎn)，10min抗壓強(qiáng)度可達(dá)20MPa。本材料可用3D打印機(jī)進(jìn)行打印，得到3D打印人造石。

工業(yè)副產(chǎn)石膏渣在還原環(huán)境、催化劑和分解助劑的協(xié)同作用下容易分解得到含氧化鈣、硫化鈣，鐵酸鈣、鋁酸鈣和硅酸鈣的中間相，中間相在回轉(zhuǎn)窯中容易相互反應(yīng)得到熟料，熟料的主要物相為硅酸二鈣、鋁酸鈣和鐵鋁酸四鈣，可用于制備人造石。

目前用石膏分解制備二氧化硫的方法為用煤為燃料，用空氣為助燃?xì)怏w，由于空氣中含有大量的氮?dú)獠粎⑴c助燃，導(dǎo)致產(chǎn)生的煙氣中二氧化硫濃度低，不利于后續(xù)工序中硫酸的低成本生產(chǎn)。本發(fā)明用石膏渣制備高濃度二氧化硫氣體的方法，解決了石膏渣中硫回收的問題，具有容易工業(yè)化應(yīng)用的特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種工業(yè)副產(chǎn)石膏渣制備高濃度二氧化硫氣體的方法，同已有技術(shù)方案相比，本方法能節(jié)約生產(chǎn)成本，降低能耗，提高效率，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

一種工業(yè)副產(chǎn)石膏渣制備高濃度二氧化硫氣體的方法，包括以下步驟：