一种磷石膏和粉煤灰制酸联产莫来石耐火砖的方法技术

本发明专利技术提供了一种磷石膏和粉煤灰制酸联产莫来石耐火砖的方法，包括如下步骤：将磷石膏、粉煤灰、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料，对熟料进行水磨溶出，并进行固液分离，分离得到的固体焙烧后加工制得硫酸，分离得到的液体加CO2得到氢氧化铝，氢氧化铝再与高岭石、伊利石、蒙脱石、刚玉粉、石英石、滑石粉、锯末、可发性聚苯乙烯球和聚乙烯醇制得莫来石耐火砖。本发明专利技术将磷石膏和粉煤灰进行综合利用，具有可减少环境污染，附加值高，且制得的氢氧化铝是生产莫来石耐火砖的良好原料，制备的莫来石耐火砖有生产成本低的优点。

Method for producing mullite refractory brick by making phosphogypsum and fly ash to produce acid

The invention provides a method for producing mullite refractory brick by acid production from phosphogypsum and fly ash. The method comprises the following steps: mixing phosphogypsum, fly ash, additives and modifiers and grinding them into raw materials, feeding them into a kiln for calcination, producing clinker, grinding and dissolving the clinker with water, separating the solid from the liquid, and separating the solid from the clinker. Aluminum hydroxide is obtained by adding CO2 to the separated liquid. Mullite refractory bricks are made from kaolinite, illite, montmorillonite, corundum powder, quartzite, talc powder, sawdust, EPS ball and polyvinyl alcohol. The invention comprehensively utilizes phosphogypsum and fly ash, has the advantages of reducing environmental pollution, high added value, and the prepared aluminium hydroxide is a good raw material for producing mullite refractory brick, and the prepared mullite refractory brick has the advantages of low production cost.

【技术实现步骤摘要】
一种磷石膏和粉煤灰制酸联产莫来石耐火砖的方法
本专利技术涉及一种磷石膏和粉煤灰制酸联产莫来石耐火砖的方法，属于冶金化工领域。
技术介绍
磷石膏是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，其主要成分为硫酸钙，此外还含有多种其他杂质。目前，全世界每年排放磷石膏总量约为1.2-1.4亿吨，我国约为5000万吨左右，占全球年排放磷石膏总量的25-29%，这一数量呈增加趋势，且目前国内磷石膏堆放量达2.5亿吨，排出的磷石膏渣占用大量土地，形成渣山，严重污染环境。粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，粉煤灰已成为我国当前排量较大的工业废渣之一。现目前，我国粉煤灰年产量已超过6亿吨，给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。莫来石耐火砖具有荷重软化温度高、高温蠕变率低、抗热震性好等优点，广泛应用于高炉热风炉、玻璃熔窑、干熄焦及加热炉等工业炉窑上。为了追求更高质量的的莫来石耐火砖，现目前市场上出现了一种莫来石轻质隔热耐火砖，这种耐火砖中主要由耐火黏土和氢氧化铝烧制而成，但是现目前由于氢氧化铝的的市场价格较为昂贵，导致了其生产成本高的问题。现目前，我国一方面磷石膏和粉煤灰都存在大量堆积，污染环境的问题，另一方面磷石膏和粉煤灰中都还存在许多有用组分。目前人们对磷石膏和粉煤灰的利用，主要都是用于建材方面，不过磷石膏中存在的酸会导致建材质量不佳，且这种利用方式的附加产值较低。目前综合利用磷石膏和粉煤灰制酸并联产莫来石耐火砖的工艺，未见报道。专利技术目的本专利技术的目的在于，提供一种磷石膏和粉煤灰制酸联产莫来石耐火砖的方法。本专利技术将磷石膏和粉煤灰进行综合利用，具有可减少环境污染，附加值高，且制得的氢氧化铝是生产莫来石耐火砖的良好原料，制备的莫来石耐火砖有生产成本低的优点。本专利技术的技术方案一种磷石膏和粉煤灰制酸联产莫来石耐火砖的方法，包括如下步骤：A、将磷石膏、粉煤灰、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料，对熟料进行水磨溶出，并进行固液分离；B、将步骤A中固液分离得到的沉淀进行浮选，分离出硫化物，将分离出的硫化物进行焙烧，再将焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后，采用浓硫酸进行吸收，制得硫酸；C、向步骤A中固液分离得到的液体中加入CO2至沉淀不再产生，然后将沉淀烘干，粉碎，制得氢氧化铝；D、将高岭石、伊利石、蒙脱石、刚玉粉、石英石和滑石粉进行粉碎，然后投入混料机中混合均匀得混合料，混合料再与步骤C制得的氢氧化铝混合均匀，然后加入再加入锯末、可发性聚苯乙烯球和聚乙烯醇混合均匀得原料粉，加入水，继续混合得到浆料，将浆料注入模具浇注成砖坯，干燥砖坯，然后烧制，制得莫来石耐火砖。前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产莫来石耐火砖的方法，步骤A中，所述添加剂为碳酸钠、硫酸钠或烧碱；所述改性剂为无烟煤、碳或煤矸石；所述窑为工业回转窑、工业隧道窑或工业立窑。前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产莫来石耐火砖的方法，步骤A中，所述的生料中，磷石膏和粉煤灰按照1:1-1.7重量比的比例混合，添加剂添加比例按生料中所含Na2O和Al2O3+Fe2O3总和的分子比为1:1添加，改性剂的混合比例为生料总重量的12-23%；所述焙烧的温度为1130-1380℃，时间为2-5h；所述水磨溶出时的液固体积比为5-8:1。前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产莫来石耐火砖的方法，步骤B中，所述焙烧的温度1000-1200℃；时间为2-5h；条件为将硫化物置于40-45%的富氧环境下。前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产莫来石耐火砖的方法，步骤C中，所述烘干的温度为100-120℃，沉淀烘干后水分低于0.5%。前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产莫来石耐火砖的方法，按重量份计，步骤D中，所述莫来石耐火砖包括20-25份高岭石、6-8份伊利石、7-9份蒙脱石、12-15份刚玉粉、14-18份石英石、3-5份滑石粉、40-50份氢氧化铝、5-10份锯末、6-12份可发性聚苯乙烯球和3-5份聚乙烯醇。前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产莫来石耐火砖的方法，步骤D中，所述原料粉与水的质量比为1:1-1.2。前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产莫来石耐火砖的方法，步骤D中，所述粉碎过100-120目筛网。前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产莫来石耐火砖的方法，步骤D中，所述锯末过80-100目筛；可发性聚苯乙烯球的粒径为1-2mm。前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产莫来石耐火砖的方法，步骤D中，所述烧制是在5-10h内升温至1300-1400℃，然后保温2-5h，然后在10-15h内降温至700-800℃，最后自然冷却。本专利技术通过将磷石膏和高硫铝土矿反应、重组，使之成为有用物质。原理的总反应式为：CaSO4（磷石膏）+Na2O·SiO2·Al2O3（粉煤灰）→Na2O·Al2O3+CaO·SiO2↓+[硫]从该反应式可知，用磷石膏中的CaO与粉煤灰中的SiO2生成原硅酸钙（CaO·SiO2↓）后，得到可溶性极好的铝酸钠（Na2O·Al2O3）。反应式中的[硫]，是指通过生料加改性剂工艺，生成的金属硫化物，其主要成分为FeS；浸出熟料中的铝酸钠后，将得到的沉淀物浮选即可得到FeS。有益效果1、本专利技术通过将磷石膏和粉煤灰综合利用，混合添加剂和改性剂后经研磨，水磨溶出后进行固液分离，即可得到成分分明的产物，可大量消耗磷石膏和粉煤灰，减少磷石膏和粉煤灰对环境的污染。2、本专利技术通过将工业废渣磷石膏、粉煤灰、添加剂和改性剂混合研磨后焙烧，再进行水磨溶出和固液分离，原料成本低廉，工艺简单，且焙烧过程形成的主要成分金属硫化物、偏铝酸盐和硅酸盐成分分明，均可单独提取回收，大大提高了磷石膏和粉煤灰的附加值。3、本专利技术利用废料磷石膏和粉煤灰，加上添加剂和改性剂作为原料，焙烧后经过水磨溶出和固液分离就能得到成分分明的产物，焙烧过后产物中不含有机物，非常利于后期对产物各组分进行分别提取，尤其是固液分离中得到液体，几乎只含有可溶的偏铝酸钠，通入CO2气体后即可得到纯度很高的氢氧化铝，纯度可达98%以上，是制备莫来石耐火砖的良好原料。4、本专利技术通过廉价的工业废渣磷石膏和粉煤灰，加上一定的添加剂和改性剂制得氢氧化铝的工艺简单，原料成本低廉，所得氢氧化铝的成本很低，用于生产莫来石耐火砖，可大大降低莫来石耐火砖的生产成本。5、本专利技术通过将工业废渣磷石膏、粉煤灰、添加剂和改性剂混合研磨后焙烧，再水磨溶出后进行固液分离，再从分离出的沉淀中提取得到硫酸，生产成本低，工艺简单。性能检测取样实施例1-5制得的莫来石耐火砖，进行耐火度、常温耐压强度和高温抗折强度的检测。得表1结果。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。本专利技术的实施例实施例1：一种磷石膏和粉煤灰制酸联产莫来石耐火砖的方法，步骤如下：A、将磷石膏、粉煤灰、碳酸钠和碳混合并研磨制成生料，生料中，磷石膏和粉煤灰按照1:1.7重量比的比例混合，碳酸钠添加比例按生料中所含Na2O和A12O3+Fe2O3总和的分子比为1:1添加，碳的混合比例为生料总重量的12%送入工业立窑内焙烧，焙烧温度为1380℃，焙烧时间为2小时，制得熟料，对熟料进行水磨溶出，并进行固液分离，分离时液固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磷石膏和粉煤灰制酸联产莫来石耐火砖的方法，其特征在于，包括如下步骤：A、将磷石膏、粉煤灰、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料，对熟料进行水磨溶出，并进行固液分离；B、将步骤A中固液分离得到的沉淀进行浮选，分离出硫化物，将分离出的硫化物进行焙烧，再将焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后，采用浓硫酸进行吸收，制得硫酸；C、向步骤A中固液分离得到的液体中加入CO2至沉淀不再产生，然后将沉淀烘干，粉碎，制得氢氧化铝；D、将高岭石、伊利石、蒙脱石、刚玉粉、石英石和滑石粉进行粉碎，然后投入混料机中混合均匀得混合料，混合料再与步骤C制得的氢氧化铝混合均匀，然后加入再加入锯末、可发性聚苯乙烯球和聚乙烯醇混合均匀得原料粉，加入水，继续混合得到浆料，将浆料注入模具浇注成砖坯，干燥砖坯，然后烧制，制得莫来石耐火砖。

【技术特征摘要】
1.一种磷石膏和粉煤灰制酸联产莫来石耐火砖的方法，其特征在于，包括如下步骤：A、将磷石膏、粉煤灰、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料，对熟料进行水磨溶出，并进行固液分离；B、将步骤A中固液分离得到的沉淀进行浮选，分离出硫化物，将分离出的硫化物进行焙烧，再将焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后，采用浓硫酸进行吸收，制得硫酸；C、向步骤A中固液分离得到的液体中加入CO2至沉淀不再产生，然后将沉淀烘干，粉碎，制得氢氧化铝；D、将高岭石、伊利石、蒙脱石、刚玉粉、石英石和滑石粉进行粉碎，然后投入混料机中混合均匀得混合料，混合料再与步骤C制得的氢氧化铝混合均匀，然后加入再加入锯末、可发性聚苯乙烯球和聚乙烯醇混合均匀得原料粉，加入水，继续混合得到浆料，将浆料注入模具浇注成砖坯，干燥砖坯，然后烧制，制得莫来石耐火砖。2.根据权利要求1所述的磷石膏和粉煤灰制酸联产莫来石耐火砖的方法，其特征在于：步骤A中，所述添加剂为碳酸钠、硫酸钠或烧碱；所述改性剂为无烟煤、碳或煤矸石；所述窑为工业回转窑、工业隧道窑或工业立窑。3.根据权利要求1所述的磷石膏和粉煤灰制酸联产莫来石耐火砖的方法，其特征在于：步骤A中，所述的生料中，磷石膏和粉煤灰按照1:1-1.7重量比的比例混合，添加剂添加比例按生料中所含Na2O和Al2O3+Fe2O3总和的分子比为1:1添加，改性剂的混合比例为生料总重量的12-23%；所述焙烧的温度为1130-1380℃，时间为2-5h；所述水磨溶出时的液固...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈肖虎，王丽远，郑凯，罗勋，周登凤，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州,52