氟石膏制备硫酸联产水泥的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种氟石膏制备硫酸联产水泥的生产方法，该方法以氟石膏、粘土、粉煤灰、无烟煤和添加剂为原料，将各种原料研磨混匀后制块，或将各种原料研磨成细颗粒混合均匀，将制块后的物料导入隧道窑或将混匀后的颗粒物料导入回转窑进行煅烧，煅烧后的窑气与冷凝水进行热交换，然后对二氧化硫进行净化，净化后采用现有技术制备成９８％以上的硫酸成品；制备硫酸后产生的炉渣经冷却、破碎、磨制成粉料，将粉料包装即得水泥成品。本发明专利技术开创了氟石膏生产硫酸的先河，使氟石膏生产硫酸、氟化盐的生产、水泥生产联合起来实现了循环经济，使资源得到了最大程度的利用。

Method for producing sulfuric acid combined production cement by using fluorine gypsum

The invention discloses a method for producing fluorine gypsum to produce sulphuric acid and cement, the method of using fluorogypsum, clay, fly ash, anthracite and additives as raw materials, all kinds of raw material grinding and mixing block, or a variety of raw material grinding into fine particle mixing, the material into the tunnel kiln block after or mixed particle material into kiln uniform after calcining kiln gas, and the condensed water heat exchange after calcination, and the sulfur dioxide purification, after purification using existing technology for preparing sulfuric acid into finished more than 98%; preparation of sulfuric acid slag generated after cooling, crushing, grinding into powder, will powder packaging to obtain the finished cement. The invention opens a precedent for producing sulfuric acid by using fluorine gypsum, and makes the production of sulfuric acid, fluoride salt and cement production together by the gypsum, and realizes the circular economy, and makes the resources to be utilized to the maximum extent.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备硫酸和水泥的生产方法，特别是涉及 一种以氟石膏、粘土、粉煤灰、无烟煤和添加剂为原料制备硫酸联产水泥的生 产方法。二
技术介绍
生产硫酸的传统方法很多，例如采用硫磺生产硫酸、硫化物生产硫酸等 等，以前硫酸价格低，其原料硫磺、硫化物的价格也很低，并且使用硫化物生 产硫酸实际上主要产品是硫化物所含有的金属成分，硫酸是副产品，比较合算。 随着硫酸和原材料价格的不断上涨，生产硫酸的成本不断升高，虽然硫酸的价 格不断上升，然而利润却逐渐降低，实际上使用硫磺生产硫酸已经处于亏损状 态。而我国是硬石膏(无水硫酸钙CaS04)的主产区，储藏量丰富；并且生产 磷酸和磷酸盐每年会产生大量的磷石膏(其主要成分是CaS04.nH20)，生产柠 檬酸同样也会产生大量的石膏(主要成分是CaS04.nH20)。但因为所产生的大 量石膏用途不广而没有多少应用空间，大部分被废弃，对环境造成了一定程度 的污染，不利于环境保护。随着硫酸价格的不断上涨，国内研究开发了利用大 量副产品石膏生产硫酸的生产工艺，并且该项技术得到了一定程度的发展。关 于利用石膏生产硫酸也有文献报道，例如申请号为200610022146.1，专利技术名 称为一种磷石膏与硫磺结合制硫酸联产水泥的工艺方法。对于氟化盐生产企业来说，由于在氢氟酸的生产过程(主要反应如下)中H2S04+CaF2—2HF+ CaS04会产生大量的氟石膏废渣，以往很少进行对氟石膏废渣重新利用方面的研究， 大量氟石膏废渣用于水泥的调整剂，由于被当作废渣处理，没有得到很好的重 新利用，造成了大量的资源浪费。为了使氟石膏废渣得到有效利用，本专利技术研 究开发了一种利用氟石膏制备硫酸联产水泥的技术，并且生产的硫酸再投入到 氟化盐的生产中。本专利技术开创了氟石膏生产硫酸的先河，使氟石膏生产硫酸、 氟化盐的生产、水泥生产联合起来实现了循环经济，使资源得到了最大程度的 利用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种以氟石膏、粘土、粉煤灰、无烟煤和 添加剂为原料制备硫酸联产水泥的生产方法。要解决上述问题，本专利技术提供的技术方案是本专利技术提供一种氟石膏制备硫酸的生产方法，所述生产方法是以氟石膏、 粘土、粉煤灰、无烟煤和添加剂为原料，具体步骤如下 其主要反应方程式为-2C+02—2CO2CaS04 + C—2CaO十2S02 + C02CaS04 + CO—CaO+ S02 + C022CaS04 +2 Si02 —2CaSi03 +2 S02 + 026CaS04 + 4A1P04 —2Ca3(P04)2 + 2A1203 + 6S02 + 3022CaS04 + 2A1203—2CaO+2Al203+ 02+ 2S02a、 以重量百分含量为单位，各原料的加入量分别为氟石膏50 70%、粘土 0 10%、粉煤灰5 15°/。、无烟煤15 30%和添加剂5 30%;b、 先将上述各原料进行研磨，进而混合均匀进行制块，或将各原料研磨成细颗粒，颗粒粒度过120目筛后，筛上所剩物料小于总物料14.5%,然后将研磨 后的颗粒物料混合均匀；c、 将上述制块后的物料导入隧道窑或将研磨混合均匀后的颗粒物料导入回 转窑进行煅烧，煅烧温度为900 1400。C，煅烧时间为2 5小时；d、 煅烧后将含有S02的窑气与冷凝水进行热交换，热交换后对SCb进行净 化，净化介质为水或稀硫酸，净化后S02的体积百分浓度为5 7%，然后利用 现有技术制备成浓度为98%以上的硫酸产品。对于上述的氟石膏制备硫酸的生产方法，所述氟石膏是氟化盐生产过程中 产生的废渣，其粒度〈200mm，氟石膏中P2O5《1.0°/。， r《1.5%， SO3〉50%， MgO<2.5%，游离水<20%，其中水溶性P205《0.5。/。， F《0.2%， Si02《8%。对于上述的氟石膏制备硫酸的生产方法，所述粘土的含水率<5%;所述粉 煤灰的含水率<5%。对于上述的氟石膏制备硫酸的生产方法，所述无烟煤中固定炭含量〉80%， 挥发分<5%，热值〉25000KJ/Kg，水分<8%。对于上述的氟石膏制备硫酸的生产方法，步骤a中所述添加剂为含氧化铝 物料；所述含氧化铝物料为氧化铝或含有氧化铝的矿石。对于上述的氟石膏制备硫酸的生产方法，步骤b中所述制块的规格为60X 120X2400腿。对于上述的氟石膏制备硫酸的生产方法，其中步骤c中所述煅烧温度的优 选范围是1100 1250°C。对于上述的氟石膏制备硫酸的生产方法，步骤d中所述窑气与冷凝水进行 热交换产生的高压蒸汽用来发电，发电过程中产生的余热用于氢氧化铝生产。一种方法，即将上面所述氟石膏制备硫酸后产生的炉渣进行冷却，冷却后进行破碎、研磨成粉料，所述粉料的粒度小于0.04mm，比表面积大于300m2/kg，将粉料包装，即得水泥产品。上述原料粉煤灰的质量符合GB/T1596标准(见下表1)。表l GB/T1596-2005:水泥生产中做活性混合材料的粉煤灰标准<table>table see original document page 7</column></row><table>本专利技术的积极有益效果1、 本专利技术利用氟化盐生产过程中产生的氟石膏废渣为原料来制备硫酸和水 泥，生产的硫酸又重新投入到氟化盐的生产中，水泥作为产品出售；由此以来， 不仅降低了硫酸的生产成本，并且降低了氟化盐的生产成本。2、 本专利技术利用氟化盐生产过程中产生的氟石膏废渣为原料制备硫酸联产水 泥，不仅解决了氟化盐生产过程中产生的氟石膏废渣，为氟化盐生产企业减轻 了负担，并且使氟石膏得到了重新利用，有利于环保。3、 本专利技术利用氟石膏生产硫酸的过程中产生的炉渣，可以利用其炉渣生产 各种标号的水泥副产品，所得水泥产品符合GB/T175—1999硅酸盐水泥52.5号 的技术要求(见表2)，并且其标号可以根据需要进行调整。4、 在本专利技术的生产方法中对二氧化硫气体进行汽水热交换产生的高压蒸 汽，将其用来发电，发电后的余热用于氢氧化铝生产，氢氧化铝再投入到氟化 盐生产中。由此看来，在本专利技术生产过程中无废水、废渣排放，不易造成环境 污染，有利于环境保护。5、 本专利技术利用氟石膏制取硫酸，所得硫酸产品符合国标GB/T534-2002工 业硫酸一等品的要求，满足生产需要(见表3和表4)。硫酸收率可以达到95%以上。6、 本专利技术在生产中加入含氢氧化铝物料的添加剂用来有效消除氟、磷等有 害元素的影响，从而提高分解率。7、 本专利技术将氟化盐生产、硫酸生产、水泥生产、氢氧化铝生产、发电和余 热利用有机结合起来，充分利用了氟化盐生产和氢氧化铝生产产生的废渣，形成了循环经济，使资源得到了最大程度的利用(参见图1和图2)。表2水泥熟料的矿物组成可以达到以下指标成分C3SC2SC3AC4AFS03CaSfCaO><〉<<<<含量55%28%14%7.00%1.00%1.00%1.00%表3本专利技术硫酸产品分析化验结果序号化学指标不小于不大于不小于不大于H2S04FeAsHgPb透明度色度1980. 0090. 00300. 0070. 016511.6298本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氟石膏制备硫酸的生产方法，其特征在于：所述生产方法是以氟石膏、粘土、粉煤灰、无烟煤和添加剂为原料，具体步骤如下：ａ、以重量百分含量为单位，各原料的加入量分别为氟石膏５０～７０％、粘土０～１０％、粉煤灰５～１５％、无烟煤１５～３０％和添加剂５～３０％；ｂ、先将上述各原料进行研磨，进而混合均匀进行制块，或将各原料研磨成细颗粒，颗粒粒度过１２０目筛后，筛上所剩物料小于总物料１４．５％，然后将研磨后的颗粒物料混合均匀；ｃ、将上述制块后的物料导入隧道窑或将研磨混合均匀后的颗粒物料导入回转窑进行煅烧，煅烧温度为９００～１４００℃，煅烧时间为２～５小时；ｄ、煅烧后将含有ＳＯ↓［２］的窑气与冷凝水进行热交换，热交换后对ＳＯ↓［２］进行净化，净化介质为水或稀硫酸，净化后ＳＯ↓［２］的体积百分浓度为５～７％，然后利用现有技术制备成浓度为９８％以上的硫酸产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王志勇，李民菁，郎胜利，廖学建，史智慧，郑朝付，王有伦，冉俊生，
申请(专利权)人：河南未来铝业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]