本发明专利技术提供了一种磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火可塑料的工艺，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；制得的熟料进行溶出，并进行固液分离；将分离得到的残渣经浮选，分离得硫化物；将分离出的硫化物加工制得硫酸；将分离得到的溶液制备高纯氧化铝粉；将制得的高纯氧化铝粉与碳化硅、硅微粉、聚丙烯酸钠、氧化镁均匀混合，研磨得混合物料，使用时在混合物料中加入结合剂混合均匀得耐火可塑料。本发明专利技术具有制酸和制备耐火可塑料成本低，废渣利用率高，工艺简单，采用高纯氧化铝粉制备的耐火可塑料品质高的特点。
【技术实现步骤摘要】
一种磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火可塑料的工艺
本专利技术涉及一种磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火可塑料的工艺，属于冶金化工领域。
技术介绍
我国是个产煤大国，以煤炭为电力生产基本燃料。我国的能源工业稳步发展，发电能力年增长率为7.3%，电力工业的迅速发展，带来了粉煤灰排放量的急剧增加，燃煤热电厂每年所排放的粉煤灰总量逐年增加，1995年粉煤灰排放量达1.25亿吨，2000年约为1.5亿吨，到2010年将达到3亿吨，给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。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（CaSO4），其含量一般可达到70-90%左右。此外，磷石膏还含有多种杂质：未分解的磷矿，未洗涤干净的磷酸、氟化钙、铁、铝化合物、酸不溶物、有机质等。我国每年排放磷石膏约2000万吨，累计排量近亿吨。磷石膏在建材方面的利用率不到5%，大量磷石膏渣场占用土地，严重污染环境。耐火可塑料是为了解决现有技术中煤粉蒸汽锅炉的燃烧器恶劣的燃烧环境下，耐火材料易熔损、开裂、导热性能不好、渣壳太薄等问题。而现有的耐火可塑料避免了高温因为收缩造成开裂的情况；具有强度高，耐冲刷性能好，导热性能好，能在工作层表面很好的形成渣壳的特点，能完全满足煤粉蒸汽锅炉的燃烧器的使用要求。但是在现有的耐火可塑料生产中，耐火可塑料中含有大量的高纯氧化铝粉，且现有高纯氧化铝粉的制作工艺复杂、生产成本高，导致高纯氧化铝粉成品价格贵，大大的增加了耐火可塑料的生产成本。现目前，针对磷石膏和粉煤灰的综合利用的技术很少，基本上集中在建材和铺路等传统领域，这造成了磷石膏和粉煤灰中大量高价值成分的浪费，附加值非常低。而将磷石膏和粉煤灰综合利用来制酸，同时联产耐火可塑料的工艺，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耐火可塑料的工艺。本专利技术具有制酸和制备耐火可塑料成本低，废渣利用率高，工艺简单，采用高纯氧化铝粉制备的耐火可塑料品质高的特点。本专利技术的技术方案一种磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火可塑料的工艺，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；B、将步骤A制得的熟料以液固体积比为4-6:1进行水磨溶出，并进行固液分离；C、将步骤B分离得到的残渣经浮选，分离得硫化物；D、将步骤C分离出的硫化物置于30-50%的富氧环境下，在800-1200℃下焙烧3-5h，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；E、将步骤B分离得到的溶液加入氧化钙恒温搅拌，过滤得高纯偏铝酸钠溶液，向高纯偏铝酸钠溶液中通入CO2气体至白色沉淀不再产生，然后将白色沉淀滤出后得氢氧化铝；F、将步骤E制得的氢氧化铝加入盐酸搅洗3-4次，再进行搅拌水洗，水洗至滤液呈中性，得高纯氢氧化铝，将高纯氢氧化铝焙烧，得高纯氧化铝粉；G、将步骤F制得的高纯氧化铝粉与碳化硅、硅微粉、聚丙烯酸钠、氧化镁均匀混合，研磨得混合物料，使用时在混合物料中加入结合剂混合均匀得耐火可塑料。前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火可塑料的工艺中，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。前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火可塑料的工艺中，步骤A中，所述的生料中，磷石膏和粉煤灰按照1:0.8-2.2重量比的比例混合，添加剂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，改性剂的混合比例为生料总重量的10-25%。前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火可塑料的工艺中，步骤A中，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耐火可塑料的工艺中，步骤A中，是在温度1000-1350℃下焙烧时间1-2h。前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火可塑料的工艺中，步骤E中，所述氧化钙的用量为7-12g/L；其中将步骤B分离得到的溶液加入分析纯氧化钙恒温搅拌时的温度为80-90℃，搅拌时间为1.5-2h。前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火可塑料的工艺中，步骤F中，所述盐酸的浓度为40-60g/L，温度为40-60℃；所述高纯氢氧化铝焙烧的焙烧温度为350-600℃，焙烧时间为2-3h。前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火可塑料的工艺中，步骤G中，按重量份计，所述耐火可塑料包含高纯氧化铝粉10-15份、碳化硅70-75份、硅微粉5-10份、聚丙烯酸钠0.01-0.05份、氧化镁0.02-0.1份和结合剂10-15份。前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火可塑料的工艺中，步骤G中，所述结合剂为硅溶胶，硅溶胶中的SiO2%含量30-35%。前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火可塑料的工艺中，步骤G中，所述混合物料粒径为100-200μm。本专利技术通过将磷石膏和粉煤灰反应、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]，是指通过生料加添加剂和改性剂工艺，生成的金属硫化物；浸出熟料中的铝酸钠后，将得到的沉淀物浮选即可得到金属硫化物。有益效果1、本专利技术通过利用磷石膏和粉煤灰作为原料，并加入添加剂和改性剂之后，在高温焙烧的工艺下得到主要含硅酸盐、铝酸盐和硫化物的熟料，而该铝酸盐的主要成分为铝酸钠，将铝酸钠水溶出后即可进行回收，而固体残渣浮选之后，得到硫化物，采用硫化物制备硫酸，通过回收的铝酸钠制备高纯氧化铝粉，将高纯氧化铝粉与其它原料制备耐火可塑料，由于整个工艺中主要以磷石膏和粉煤灰为原料，添加少量其他物质即可，因此，大大降低了制酸和耐火可塑料的成本投入。还大大增加了磷石膏和粉煤灰废渣的利用率，为缓解磷石膏和粉煤灰对环境的污染具有重要的贡献。2、本专利技术将工艺中的固体残渣浮选之后，得到硫化物，采用硫化物制备硫酸，制酸的成本低，制酸工艺简单。3、本专利技术通过的原料通过焙烧后，得到的成分分明，铝主要以铝酸钠形式存在，利用铝酸钠极易溶于水的特性，可简单快速的将其分离并用于制备高纯氧化铝粉，将高纯氧化铝粉与其它原料制备耐火可塑料，耐火可塑料品质高，耐火可塑料避免了高温因为收缩造成开裂的情况，具有强度高，耐冲刷性能好，导热性能好，能在工作层表面很好的形成渣壳的特点，耐火可塑料成本低。为进一步证明本专利技术耐火可塑料的效果，专利技术人分别对以下五组实施例中的耐火可塑料进行检测，其中检测结果如表1所示；通过对表1耐火可塑料的检测结果分析可知，本专利技术的耐火可塑料避免了高温因为收缩造成开裂的情况，具有强度高，耐冲刷性能好，导热性能好，能在工作层表面很好的形成渣壳，耐火可塑料品质高。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耐火可塑料的工艺，步骤如下：A、将磷石膏、粉煤灰、碳酸钠和无烟煤混合并研磨制成生料，送入工业回转窑内在温度1000℃下焙烧时间2h，制得熟料；其中，磷石膏和粉煤灰按照1:0.8重量比的比例混合，碳酸钠添加比例按生料中所含Na2O和A12O3+Fe2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耐火可塑料的工艺，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；B、将步骤A制得的熟料以液固体积比为4‑6:1进行水磨溶出，并进行固液分离；C、将步骤B分离得到的残渣经浮选，分离得硫化物；D、将步骤C分离出的硫化物置于30‑50%的富氧环境下，在800‑1200℃下焙烧3‑5h，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；E、将步骤B分离得到的溶液加入氧化钙恒温搅拌，过滤得高纯偏铝酸钠溶液，向高纯偏铝酸钠溶液中通入CO2气体至白色沉淀不再产生，然后将白色沉淀滤出后得氢氧化铝；F、将步骤E制得的氢氧化铝加入盐酸搅洗3‑4次，再进行搅拌水洗，水洗至滤液呈中性，得高纯氢氧化铝，将高纯氢氧化铝焙烧，得高纯氧化铝粉；G、将步骤F制得的高纯氧化铝粉与碳化硅、硅微粉、聚丙烯酸钠、氧化镁均匀混合，研磨得混合物料，使用时在混合物料中加入结合剂混合均匀得耐火可塑料。
【技术特征摘要】
1.一种磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火可塑料的工艺，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；B、将步骤A制得的熟料以液固体积比为4-6:1进行水磨溶出，并进行固液分离；C、将步骤B分离得到的残渣经浮选，分离得硫化物；D、将步骤C分离出的硫化物置于30-50%的富氧环境下，在800-1200℃下焙烧3-5h，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；E、将步骤B分离得到的溶液加入氧化钙恒温搅拌，过滤得高纯偏铝酸钠溶液，向高纯偏铝酸钠溶液中通入CO2气体至白色沉淀不再产生，然后将白色沉淀滤出后得氢氧化铝；F、将步骤E制得的氢氧化铝加入盐酸搅洗3-4次，再进行搅拌水洗，水洗至滤液呈中性，得高纯氢氧化铝，将高纯氢氧化铝焙烧，得高纯氧化铝粉；G、将步骤F制得的高纯氧化铝粉与碳化硅、硅微粉、聚丙烯酸钠、氧化镁均匀混合，研磨得混合物料，使用时在混合物料中加入结合剂混合均匀得耐火可塑料。2.根据权利要求1所述的磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火可塑料的工艺，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。3.根据权利要求1所述的磷石膏和粉煤灰制酸联产耐火可塑料的工艺，其特征在于：步骤A中，所述的生料中，磷石膏和粉煤灰按照1:0.8-2.2重量比的比例混合，添加剂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，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈肖虎，王帅帅，李杰瑞，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州,52
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