一种利用烧结烟气脱硫灰一步法合成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灰一步法合成硫酸钙晶须的方法，属于资源回收再利用技术领域。本发明专利技术将预处理的脱硫灰和MgCl2溶液充分搅拌均匀后制成浆液，在浆液中滴加饱和Ca(OH)2，调节浆液的pH值的范围至8～9之间，再将浆液转移至高压反应釜中进行水热合成得到硫酸钙晶须。本发明专利技术以烧结烟气脱硫灰为原料，采用水热体系氧化协同制备硫酸钙晶须，实现烧结烟气脱硫灰氧化协同制备硫酸钙晶须，解决了CaSO3难以快速氧化和硫酸钙晶须制备工艺流程较长的难题，提高了脱硫灰的回收利用率，改善了硫酸钙晶须的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种利用烧结烟气脱硫灰一步法合成硫酸钙晶须的方法
本专利技术涉及资源回收再利用领域，更具体地说，涉及一种利用烧结烟气脱硫灰一步法合成硫酸钙晶须的方法。
技术介绍
随着国家对SO2污染控制的加强和我国环境保护意识的加强，烧结矿烟气脱硫灰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灰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灰综合利用方面进行了大量的研究，如利用烧结烟气脱硫灰制备硫酸、水泥缓凝剂、石膏建筑材料和硫酸钙晶须等。其中，采用烧结烟气脱硫灰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。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，但是现有的脱硫灰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，严重限制了脱硫灰的高效资源化应用。经专利检索，东北大学的史培阳也进行了相关研究，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。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。此外，专利技术创造的名称为：半干法脱硫灰的处理装置(专利申请号：CN201610076883.3，申请公布日：2016.05.04)，该处理装置通过在加热炉的上方设置吸附塔，加热半干法脱硫灰产生的烟气在进气烟道中被引风机吹出的冷风降温后再进入到下吸附室中，下吸附室中的活性焦对烟气中的SO2进行第一次吸附，然后烟气通过过渡烟道进入到上吸附室中，上吸附室中的活性焦对烟气中的SO2进行第二次吸附，然后烟气进入出气烟道后由烟囱中排出。这样实现了快速地对半干法脱硫灰进行脱硫处理，解决了半干法脱硫灰的二次污染问题，但仍然没有解决对脱硫灰的再次利用的技术问题。此外，专利技术创造的名称为：一种脱硫灰的处理装置和处理方法(专利申请号：CN201610344246.X，申请公布日：2016.10.12)，其通过设置一种脱硫灰的处理装置，包括：立磨、收尘器、热风炉、一次热风管和二次热风管；立磨上开设有矿渣进入的矿渣入口；收尘器与所述立磨连接；一次热风管和二次热风管的连接处开设有混风入口。通过将脱硫灰在热风中氧化改性，使得形成的矿渣粉产品凝结时间大大缩短，并且节约了低温煅烧设备投资与工序成本，有效解决了现有技术中脱硫灰处理方式导致处理成本增加和形成新的污染源的技术问题，但仍然没有解决脱硫灰中铁粉的分离问题。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术针对现有技术中脱硫灰制备硫酸钙晶须的质量较差的问题，提供了一种利用烧结烟气脱硫灰一步法合成硫酸钙晶须的方法，本专利技术对脱硫灰进行除铁，并采用水热体系氧化协同制备硫酸钙晶须，提高硫酸钙晶须的质量，并且可以降低制备过程中脱硫灰对环境的污染。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灰一步法合成硫酸钙晶须的方法，包括步骤一：脱硫灰预处理将脱硫灰中的铁粉与脱硫灰分离，筛去脱硫灰中的大颗粒不溶物，得到预处理的脱硫灰；步骤二：制备硫酸钙晶须将预处理的脱硫灰和MgCl2溶液混合得到浆液，再将浆液转移至反应装置的高压反应釜中，并向高压反应釜中通入氧气，调节高压反应釜内的压力为1～2MPA、温度为120～180℃；从而在高压反应釜内水热合成硫酸钙晶须。优选地，步骤二的步骤为：(1)配制浓度为2％的MgCl2溶液充当媒晶剂，向MgCl2溶液加入预处理的脱硫灰搅拌均匀得到浆液，控制浆液的固液比为1/15～1/20；(2)向浆液中滴加饱和的Ca(OH)2溶液，调节浆液的pH为8～9；(3)将浆液加入到高压反应釜中，关闭高压反应釜顶盖后向高压反应釜中充入氧气，并对高压反应釜内的浆液进行搅拌，搅拌强度为400～600r/min，反应时间为2～3h，从而在高压反应釜内水热合成硫酸钙晶须。优选地，步骤一的步骤为：将脱硫灰加入到脱硫灰铁粉分离装置内分离铁粉，脱硫灰铁粉分离装置的进风管产生的喷吹气流将脱硫灰喷吹至铁粉回收腔体内，电磁铁产生磁力将脱硫灰中的铁粉吸附于棉质套筒的表面；关闭进风管的喷吹气流后分离铁粉后的脱硫灰在重力作用下降落至回收槽中；从回收槽取出分离铁粉的脱硫灰与水混合，筛去脱硫灰中的大颗粒不溶物，再对筛去大颗粒不溶物的脱硫灰进行真空抽滤，得到预处理的脱硫灰。优选地，反应装置包括氧气瓶和高压反应釜，氧气瓶通过管道与高压反应釜顶部的进气口相连，进气口上设置有氧气阀，进气口与高压反应釜之间的管道上设置有泄压阀，所述高压反应釜上设置有气压表，高压反应釜内设置有搅拌叶片。优选地，步骤一：脱硫灰预处理的具体步骤为：(1)将脱硫灰加入到铁粉回收装置脱硫灰铁粉分离装置内，开启电磁铁，同时打开反吹气罐的气阀，反吹气罐内的反吹气流经管道进入电磁铁铁芯的筒心内，而后反吹气流由铁芯表面的通气孔向电磁铁外部溢出；(2)开启鼓风风机，鼓风风机产生的喷吹气流经进风管自下而上的喷入铁粉回收腔体内；(3)通过脱硫灰槽将脱硫灰输送至进风管内；(4)进风管的喷吹气流将脱硫灰喷吹至铁粉回收腔体内，脱硫灰中的铁粉被吸附于棉质套筒的表面；(5)关闭进风管的喷吹气流，分离铁粉后的脱硫灰在重力作用下降落至回收槽中；(6)从回收槽取出去除铁粉的脱硫灰与水混合，筛去大颗粒不溶物，再将筛去大颗粒不溶物的脱硫灰置于抽滤装置中进行真空抽滤，得到预处理的脱硫灰。优选地，步骤一(1)中反吹气罐内的反吹气流经过气流主管分别进入第一气流支管和第二气流支管，并同时控制第一反吹阀和第二反吹阀的流量。优选地，步骤一(3)中将脱硫灰加入到脱硫灰槽，开启增压气罐的气阀，增压气罐对脱硫灰槽进行加压，而后打开物料阀，脱硫灰槽内脱硫灰经输送管输送至进风管内。优选地，步骤一(4)中进风管的喷吹气流将脱硫灰喷吹至铁粉回收腔体内，在喷吹气流的作用下脱硫灰被喷吹至电磁铁的周围，脱硫灰内的铁粉被电磁铁吸附于棉质套筒的表面，与此同时反吹气流通过电磁铁铁芯表面的通气孔向外溢出，避免脱硫灰渗入棉质套筒中。优选地，铁粉回收装置脱硫灰铁粉分离装置包括进风管、铁粉回收腔体、顶盖和反吹气罐；铁粉回收腔体内设置有电磁铁和棉质套筒，所述棉质套筒包裹于电磁铁的外部，电磁铁包括导线和铁芯，其中导线缠绕于铁芯的外部，铁芯的表面开设有通气孔，该通气孔与铁芯的筒心相连通；顶盖设置于铁粉回收腔体的顶部，该顶盖的内部设置有过滤层；进风管设置于铁粉回收腔体的底部，脱硫灰通过进风管进入铁粉回收腔体内；上述反吹气罐通过气体管道与铁芯的筒心相连，进风管底部设置有回收槽。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)本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用烧结烟气脱硫灰一步法合成硫酸钙晶须的方法，其特征在于：步骤一：脱硫灰预处理将脱硫灰中的铁粉与脱硫灰分离，筛去脱硫灰中的大颗粒不溶物，得到预处理的脱硫灰；步骤二：制备硫酸钙晶须将预处理的脱硫灰和MgCl2溶液混合得到浆液，再将浆液转移至反应装置的高压反应釜(520)中，并向高压反应釜(520)中通入氧气，调节高压反应釜(520)内的压力为1～2MPA、温度为120～180℃；从而在高压反应釜(520)内水热合成硫酸钙晶须。

【技术特征摘要】
1.一种利用烧结烟气脱硫灰一步法合成硫酸钙晶须的方法，其特征在于：步骤一：脱硫灰预处理将脱硫灰中的铁粉与脱硫灰分离，筛去脱硫灰中的大颗粒不溶物，得到预处理的脱硫灰；步骤二：制备硫酸钙晶须将预处理的脱硫灰和MgCl2溶液混合得到浆液，再将浆液转移至反应装置的高压反应釜(520)中，并向高压反应釜(520)中通入氧气，调节高压反应釜(520)内的压力为1～2MPA、温度为120～180℃；从而在高压反应釜(520)内水热合成硫酸钙晶须。2.根据权利要求1所述的一种利用烧结烟气脱硫灰一步法合成硫酸钙晶须的方法，其特征在于：步骤二的步骤为：(1)配制浓度为2％的MgCl2溶液充当媒晶剂，向MgCl2溶液加入预处理的脱硫灰搅拌均匀得到浆液，控制浆液的固液比为1/15～1/20；(2)向浆液中滴加饱和的Ca(OH)2溶液，调节浆液的pH为8～9；(3)将浆液加入到高压反应釜(520)中，关闭高压反应釜(520)顶盖后向高压反应釜(520)中充入氧气，并对高压反应釜(520)内的浆液进行搅拌，搅拌强度为400～600r/min，反应时间为2～3h，从而在高压反应釜(520)内水热合成硫酸钙晶须。3.根据权利要求1所述的一种利用烧结烟气脱硫灰一步法合成硫酸钙晶须的方法，其特征在于：步骤一的步骤为：将脱硫灰加入到脱硫灰铁粉分离装置内分离铁粉，脱硫灰铁粉分离装置的进风管(100)产生的喷吹气流将脱硫灰喷吹至铁粉回收腔体(200)内，电磁铁产生磁力将脱硫灰中的铁粉吸附于棉质套筒(203)的表面；关闭进风管(100)的喷吹气流后分离铁粉后的脱硫灰在重力作用下降落至回收槽(140)中；从回收槽(140)中取出分离铁粉的脱硫灰与水混合，筛去脱硫灰中的大颗粒不溶物，再对筛去大颗粒不溶物的脱硫灰进行真空抽滤，得到预处理的脱硫灰。4.根据权利要求1所述的一种利用烧结烟气脱硫灰一步法合成硫酸钙晶须的方法，其特征在于：反应装置包括氧气瓶(510)和高压反应釜(520)，氧气瓶(510)通过管道与高压反应釜(520)顶部的进气口(523)相连，进气口(523)上设置有氧气阀(528)，进气口(523)与高压反应釜(520)之间的管道上设置有泄压阀(521)，所述高压反应釜(520)上设置有气压表(522)，高压反应釜(520)内设置有搅拌叶片(525)。5.根据权利要求3所述的一种利用烧结烟气脱硫灰一步法合成硫酸钙晶须的方法，其特征在于：步骤一：脱硫灰预处理的具体步骤为：(1)将脱硫灰加入到铁粉回收装置脱硫灰铁粉分离装置内，开启电磁铁，同时打开反吹气罐(410)的气阀，反吹气罐(410)内的反吹气流经管道进入电磁铁铁芯(205)的筒心内，而后反吹气流由铁芯(205)表面的通气孔(204)向电磁铁外...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙红明，魏汝飞，章裕东，王毅璠，王平，孟庆民，春铁军，狄瞻霞，余正伟，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