[發明專利]一種循環利用尾氣分解磷石膏的方法

有效

• 申請號: 202211294625.4
• 申請日: 2022-10-21
• 公開（公告）號: CN115504495B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 李葉青;張克昌;余松柏;孫航
• 申請（專利權）人: 華新水泥股份有限公司
• 主分類號: C01F11/04
• 分類號: C01F11/04;C01B17/50
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉洋

本發明公開了一種循環利用尾氣分解磷石膏的方法，按照所要處理磷石膏的量配入所需的碳質原料，再按照尾氣中所需達到的SOsubgt;2/subgt;濃度計算含COsubgt;2/subgt;氣體的通入量；一部分碳質原料與全部磷石膏同時從主入料口進入還原爐，剩下部分碳質原料根據磷石膏在還原爐中的反應停留時間從次入料口均勻進入還原爐；含COsubgt;2/subgt;氣體從進氣口通入；在還原爐中進行磷石膏的分解；磷石膏分解完后所產生的尾氣經過SOsubgt;2/subgt;回收利用系統制Hsubgt;2/subgt;SOsubgt;4/subgt;，然后作為下一批磷石膏分解時所需的含COsubgt;2/subgt;氣體使用，如此循環利用尾氣，直至通入氣體趨向于全部為COsubgt;2/subgt;時達到平衡。

技術領域

本發明涉及一種循環利用尾氣分解磷石膏的方法。

背景技術

磷石膏是濕法磷酸工藝中產生的固體廢棄物，磷石膏的組成比較復雜，除水合硫酸鈣以外，還有未完全分解的磷礦、殘余的磷酸、氟化物、酸不溶物、有機質等，其中氟和有機質的存在對磷石膏的資源化利用影響最大，堆放會占用大量土地，并會對水資源和土地資源造成污染。據中國磷肥工業協會統計，2020年磷石膏年排放總量約7500-8000萬噸，雖有很多行業嘗試使用磷石膏，但利用率低，國內堆存量已達6億多噸，世界達60億多噸，磷石膏的資源化和安全高效利用，對解決堆放處理帶來的環境污染、資源浪費問題具有重要意義。

磷石膏代替石灰石作為CaO源生產水泥熟料是解決磷石膏資源化利用的一個具有挑戰和意義的方向，可以使熟料中的CaO主要由磷石膏提供，提高磷石膏的利用率，減少石灰石在水泥生產中的二氧化碳排放問題。市場上應用廣泛的硅酸鹽水泥熟料對SO₃含量具有嚴苛的要求，但CaSO₄相對于CaCO₃而言，其需要在更高的溫度下才能完全分解并脫硫，為了節約能源，使磷石膏生料在分解時不至于熔融產生堵塞，因此需要提供還原氣氛使磷石膏在900-1100℃的低溫環境下分解并脫硫。

還原氣氛的控制是分解磷石膏的關鍵，磷石膏分解會發生的主要反應式如下：

磷石膏在900-1100℃的低溫環境下分解并脫硫主要依靠反應4的進行，反應5對磷石膏的脫硫不利，反應6需要在1200℃以上進行且速度較慢，CaS會在后續煅燒熟料的高溫條件下被氧化為CaO和CaSO₄以及進行反應6的固-固反應從而釋放出SO₂對熟料的煅燒產生不利影響。大量文獻及研究表明還原氣氛中CO濃度低于10％時主要發生反應4，CO濃度高于10％時則主要發生反應5，還原勢P(CO)/P(CO₂)也會影響各反應的進行，P(CO)/P(CO₂)低于0.20時主要發生反應4，P(CO)/P(CO₂)高于0.20時則主要發生反應5，同時，CaSO₄發生分解使氣氛中SO₂濃度過高也會抑制反應4的發生，但為了使尾氣中的SO₂更易回收制得H₂SO₄，因而尾氣中SO₂濃度應在8％以上。