一种利用烧结烟气脱硫副产物制备硫酸钙晶须的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用烧结烟气脱硫副产物制备硫酸钙晶须的方法，属于脱硫副产物资源应用技术领域。本发明专利技术具体步骤如下：步骤一、去除杂质，将脱硫副产物去杂后加入硫酸进行酸洗，水洗后得到中性的脱硫副产物溶液；步骤二、低温氧化，将脱硫副产物溶液加入氧化装置，向脱硫副产物溶液中吹入富氧空气进行吹气氧化；步骤三、调配浆料，向脱硫副产物粉料中加入水制得浆料；步骤四、水热反应，将上述得到的浆料加入反应釜中，在120‑150℃反应；步骤五、水洗干燥，对反应产物水洗、抽滤得到滤饼；干燥完成得到CaSO

Method for preparing calcium sulfate crystal whisker by by-product of sintering flue gas desulfurization

The invention discloses a method for preparing calcium sulfate whisker by using sintering flue gas desulfurization by-product, belonging to the technical field of desulfurization by-product resource application. The specific steps of the invention are as follows: step one, remove impurities, will desulfurization by-products to the complex after adding sulfuric acid pickling, water washing after desulfurization by-product neutral solution; step two, low temperature oxidation, desulfurization by-product solution into the oxidation device, blowing oxygen enriched air is blown into the oxidation desulfurization by-product solution; step three and mixing, adding to the by-product powder in water to prepare slurry; step four, hydrothermal reaction, the slurry is added into the reaction kettle, reacting at 120 150 DEG C; step five, washing and drying, the reaction product of washing, filtration to obtain filter cake; drying CaSO

【技术实现步骤摘要】
一种利用烧结烟气脱硫副产物制备硫酸钙晶须的方法
本专利技术涉及脱硫副产物的资源化应用领域，更具体地说，涉及一种利用烧结烟气脱硫副产物制备硫酸钙晶须的方法。
技术介绍
随着我国钢铁工业的持续迅猛发展，所产生的环境污染问题十分突出，尤其“三废”排放方面备受国家的高度关注，在最新修订的“钢铁工业污染排放标准”中将SO2的排放控制作为重要内容之一，强制性规定钢铁行业要限期实现减排量和烟气达标排放。在我国钢铁企业，SO2排放量仅次于电力工业和工业锅炉的排放量，居第3位，而钢铁企业排放的SO2中50％-70％来自烧结工序，采用半干法脱硫技术进行烧结烟气脱硫，不仅投资低，且脱硫率较高，但是在半干法脱硫过程中产生了大量的脱硫副产物，目前，国内外只有少部分脱硫副产物得到利用，绝大部分被抛弃，如果不加以合理利用，将会造成二次污染并占用大量土地。随着我国环境保护意识的加强，烧结矿烟气脱硫副产物的综合利用方面的研究逐渐受到人们的关注，并且烧结矿烟气脱硫副产物的利用可以减少因堆放所消耗的资金、占用土地和环境污染，减少天然石膏的用量，进而减少天然石膏的开采量，保护生态环境。因此，许多高校和企业对烧结矿烟气脱硫副产物综合利用方面进行了大量的研究，如利用烧结烟气脱硫副产物制备硫酸、水泥缓凝剂、石膏建筑材料和硫酸钙晶须等。其中，采用烧结烟气脱硫副产物制备硫酸钙晶须具有较高的附加值，硫酸钙晶须是以单晶形式生长出的一种短纤维，它具有均匀的横截面，完整的外形及高度完善的内部结构，与玻璃纤维相比，优点在于它具有极高的强度，细微的尺寸，更易与树脂、橡胶、塑料等有机高分子化合物结合，并且产品的外观质量优良。可广泛用于汽车、航空航天、化工、冶金、国防、机械、电气、船舶、石油和建材等诸多领域。以脱硫石膏为原料制备硫酸钙晶须不仅可以减少脱硫石膏对环境的污染，还可以节约天然石膏资源，并且为脱硫石膏的高附加值利用开辟了新途径，但是现有的脱硫副产物制备硫酸钙晶须的方法尚不完善，使得硫酸钙晶须的质量较差，严重限制了脱硫副产物的高效资源化应用。经专利检索，东北大学的史培阳也进行了先关研究，并申请了相关专利，利用烧结矿烟气脱硫副产物制备硫酸钙晶须的方法(申请号：201010545829.1；申请日：2010.11.16)和利用烟气脱硫石膏制备硫酸钙晶须的方法(申请号：200810011193.5；申请日：2008.04.25)，该方法为脱硫副产物的资源化应用提供了一种途径。此外，一种利用半干法脱硫灰和废酸制备石膏晶须的工艺及装置(申请号：201210405335.2，申请日：2012.10.22)，实现了脱硫副产物的资源化应用。但是，现有的方法生产得到的硫酸钙晶须质量较差，限制了脱硫副产物的高附加值应用。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有技术中，在采用脱硫副产物制备晶须过程中制备方法尚不完善，致使制备得到的硫酸钙晶须性能较差的问题，提供一种利用烧结烟气脱硫副产物制备硫酸钙晶须的方法，大大提高了制备的硫酸钙晶须的性能，实现了脱硫副产物的高附加值应用。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种利用烧结烟气脱硫副产物制备硫酸钙晶须的方法，具体步骤如下：步骤一、去除杂质将脱硫副产物去杂后加入硫酸进行酸洗，将酸洗液进行抽滤得到脱硫副产物颗粒，对脱硫副产物颗粒进行水洗2-4次，并得到呈中性的脱硫副产物溶液；步骤二、低温氧化将脱硫副产物溶液加入氧化装置，向脱硫副产物溶液中吹入富氧空气进行吹气氧化，吹气氧化的过程中对脱硫副产物颗粒进行间歇研磨，并控制脱硫副产物溶液的氧化温度为50-90℃；步骤三、调配浆料将步骤二的脱硫副产物溶液进行干燥得到脱硫副产物粉料，向脱硫副产物粉料中加入水，并控制固液比为1/6-1/10；搅拌使其充分乳化制得浆料；步骤四、水热反应将上述得到的浆料加入反应釜中，在120-150℃的密闭条件下进行下反应60-180min，并得到反应产物；步骤五、水洗干燥对反应产物水洗1-3次，抽滤得到滤饼；再将滤饼置于干燥箱中干燥，干燥完成得到CaSO4晶须。优选地，所述的步骤五中水洗的过程中，用于水洗的水温为80-100℃。优选地，所述的步骤四水热反应时的搅拌速度为15-25r/min。优选地，步骤三中加入稀硫酸调节PH至3.5-5.3。优选地，所述的步骤二中的富氧空气中的氧气体积比为40-60％。优选地，氧化装置包括氧化单元，该氧化单元包括氧化吹气部件和研磨氧化腔体，其中氧化吹气部件位于研磨氧化腔体的下部，氧化吹气部件用于向研磨氧化腔体鼓入富氧空气，所述的研磨氧化腔体由弧形研磨段和研磨间隙段组成；搅拌研磨单元，该搅拌研磨单元包括驱动电机和搅拌研磨叶片，所述的驱动电机上设置有搅拌研磨叶片，该搅拌研磨叶片的圆周上设置有叶片研磨圆弧；上述的搅拌研磨叶片位于研磨氧化腔体内，且搅拌研磨叶片的叶片研磨圆弧与弧形研磨段相配合，在驱动电机的驱动下叶片研磨圆弧与弧形研磨段发生研磨运动。优选地，所述的氧化单元还包括锥形收集仓，该锥形收集仓为倒锥形，所述的氧化吹气部件通过锥形收集仓与研磨氧化腔体相连。优选地，所述的搅拌研磨单元还包括电机驱动轴和叶片连接杆，所述的驱动电机通过电机驱动轴与叶片连接杆相连，该叶片连接杆上设置有搅拌研磨叶片。优选地，所述的具体步骤为：A、将脱硫副产物溶液加入氧化装置之中，脱硫副产物在重力作用下下沉至底部的锥形收集仓中；B、氧化吹气部件将富氧空气吹入氧化装置，在富氧空气的驱动下，沉积在锥形收集仓的脱硫副产物颗粒运动至氧化装置顶部的研磨氧化腔体内，在搅拌研磨叶片旋转搅拌的作用下，脱硫副产物颗粒运动至研磨氧化腔体的内壁边缘位置；C、在研磨氧化腔体的内壁边缘对脱硫副产物颗粒进行间歇研磨，所述的间歇研磨为脱硫副产物颗粒运动至弧形研磨段时，研磨氧化腔体的内壁与搅拌研磨叶片的叶片研磨圆弧发生挤压碰撞，将脱硫副产物颗粒表面的难溶物研磨去除，研磨后的脱硫副产物颗粒在研磨间隙段与叶片研磨圆弧分离，富氧空气与脱硫副产物颗粒内部反应，而后脱硫副产物颗粒再次运动至弧形研磨段时发生再次研磨、氧化。优选地，所述的富氧空气的温度为60-150℃。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术的一种利用烧结烟气脱硫副产物制备硫酸钙晶须的方法，通过对脱硫副产物的充分氧化改性，提高了脱硫副产物中硫酸钙的纯度，为后续生长良好的晶须做好物质基础，在调配浆料的过程中严格控制脱硫灰的浆料的固液比为1/6-1/10，而后选择在120-150℃的密闭条件下进行下反应60-180min，使得制备的硫酸钙晶须直径小于1μm，长径比到达80，硫酸钙晶须的强度的理论强度达到0.02E-0.05E，表明光洁度较高，大大提高了硫酸钙晶须的性能，实现了脱硫副产物的高附加值应用；(2)本专利技术的一种利用烧结烟气脱硫副产物制备硫酸钙晶须的方法，在水热反应结束后水洗的过程中，创造性的提出了采用水温为80-100℃的水进行水洗，从而提高了硫酸钙晶须表面光洁度，减少了制备的硫酸钙晶须的断裂面，进一步提高了硫酸钙晶须制备的质量，改善了晶须的性能；(3)本专利技术的一种利用烧结烟气脱硫副产物制备硫酸钙晶须的方法，在氧化的过程中进行间歇研磨，将脱硫副产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用烧结烟气脱硫副产物制备硫酸钙晶须的方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤一、去除杂质将脱硫副产物去杂后加入硫酸进行酸洗，将酸洗液进行抽滤得到脱硫副产物颗粒，对脱硫副产物颗粒进行水洗2‑4次，并得到呈中性的脱硫副产物溶液；步骤二、低温氧化将脱硫副产物溶液加入氧化装置，向脱硫副产物溶液中吹入富氧空气进行吹气氧化，吹气氧化的过程中对脱硫副产物颗粒进行间歇研磨，并控制脱硫副产物溶液的氧化温度为50‑90℃；步骤三、调配浆料将步骤二的脱硫副产物溶液进行干燥得到脱硫副产物粉料，向脱硫副产物粉料中加入水，并控制固液比为1/6‑1/10；搅拌使其充分乳化制得浆料；步骤四、水热反应将上述得到的浆料加入反应釜中，在120‑150℃的密闭条件下进行下反应60‑180min，并得到反应产物；步骤五、水洗干燥对反应产物水洗1‑3次，抽滤得到滤饼；再将滤饼置于干燥箱中干燥，干燥完成得到CaSO

【技术特征摘要】
1.一种利用烧结烟气脱硫副产物制备硫酸钙晶须的方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤一、去除杂质将脱硫副产物去杂后加入硫酸进行酸洗，将酸洗液进行抽滤得到脱硫副产物颗粒，对脱硫副产物颗粒进行水洗2-4次，并得到呈中性的脱硫副产物溶液；步骤二、低温氧化将脱硫副产物溶液加入氧化装置，向脱硫副产物溶液中吹入富氧空气进行吹气氧化，吹气氧化的过程中对脱硫副产物颗粒进行间歇研磨，并控制脱硫副产物溶液的氧化温度为50-90℃；步骤三、调配浆料将步骤二的脱硫副产物溶液进行干燥得到脱硫副产物粉料，向脱硫副产物粉料中加入水，并控制固液比为1/6-1/10；搅拌使其充分乳化制得浆料；步骤四、水热反应将上述得到的浆料加入反应釜中，在120-150℃的密闭条件下进行下反应60-180min，并得到反应产物；步骤五、水洗干燥对反应产物水洗1-3次，抽滤得到滤饼；再将滤饼置于干燥箱中干燥，干燥完成得到CaSO4晶须。2.根据权利要求1所述的一种利用烧结烟气脱硫副产物制备硫酸钙晶须的方法，其特征在于：所述的步骤五中水洗的过程中，用于水洗的水温为80-100℃。3.根据权利要求2所述的一种利用烧结烟气脱硫副产物制备硫酸钙晶须的方法，其特征在于：所述的步骤四水热反应时的搅拌速度为15-25r/min。4.根据权利要求3所述的一种利用烧结烟气脱硫副产物制备硫酸钙晶须的方法，其特征在于：步骤三中加入稀硫酸调节PH至3.5-5.3。5.根据权利要求4所述的一种利用烧结烟气脱硫副产物制备硫酸钙晶须的方法，其特征在于：所述的步骤二中的富氧空气中的氧气体积比为40-60％。6.根据权利要求1-5任一项所述的一种利用烧结烟气脱硫副产物制备硫酸钙晶须的方法，其特征在于：氧化装置包括氧化单元(100)，该氧化单元(100)包括氧化吹气部件(110)和研磨氧化腔体(130)，其中氧化吹气部件(110)位于研磨氧化腔体(130)的下部，氧化吹气部件(110)用于向研磨氧化腔体(130)鼓入富氧空气，所述的研磨氧化腔体(130)由弧形研磨段(131)和研磨间隙段(132)组成；搅拌研磨单元(200)，该搅拌研磨单元(200)包括驱动电机(210)和搅拌研磨叶片(240)，所述的驱动电机(210)上设...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙红明，王毅璠，吕宁宁，春铁军，狄瞻霞，王平，孟庆民，钱立新，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34