全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法技术

本发明专利技术属于固废资源综合利用、建材与化工生产领域，尤其涉及全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法，所述全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法包括如下步骤：步骤一：将以质量百分比(％)计，5‑75％的磷石膏、0‑60％的脱硫石膏、0‑45％的氟石膏、0‑45％的电石渣、3‑20％的粉煤灰、0‑10％的赤泥和3‑30％的铝灰；步骤二：将步骤一的混合料送入粒度分选系统；步骤三：粗料经粉磨系统磨细至细度+80μm筛余≤10％，再入均化系统；步骤四：分选所得细料及粗料经粉磨系统磨细后形成的粉磨后料经均化系统均化处理；步骤五：所述生料在多级预热器窑煅烧系统内完成煅烧。

Industrial production method of sulphoaluminate cement clinker co production of sulfuric acid from solid waste

【技术实现步骤摘要】
全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法
本专利技术属于固废资源综合利用、建材与化工生产领域，尤其涉及全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法。
技术介绍
现有技术和缺陷：我国工业固废排放量极其庞大，全国每年会产生磷石膏、脱硫石膏等工业副产石膏约2亿吨，粉煤灰6亿吨，赤泥1亿吨，铝灰300万吨。相关固废排污企业不仅要提供专用土地建造堆场，还要承担大额的环保排污税，周边环境及居民健康也会受到影响，工业固废大量消纳利用已迫在眉睫。然而，工业固废资源化利用过程中，固废掺量少、制品成本高、性能差、附加值低、市场开拓难等根本问题一直无法解决。磷石膏、脱硫石膏等用作水泥缓凝剂时，掺量仅5％左右。各种工业固废均存在化学成分波动大的缺点，品质无法满足稳定生产。工业固废中有害成分高，建材产品性能差、附加值低，与天然资源制备产品相比，竞争力差。硫铝酸盐水泥作为一种性能优良的特种水泥，其市场售价远高于普通硅酸盐水泥。硫铝酸盐水泥生产通常以铝矾土、石灰石和天然石膏为原料，这些天然矿产资源价格高且受资源产地限制，因此传统硫铝酸盐水泥生产成本很高。在我国，石膏制酸联产水泥工艺始于上世纪70年代，至今生产工艺已臻于成熟。该工艺以天然石膏或工业副产石膏为主料，添加粘土、铝矾土等在预热器窑上煅烧生产普通硅酸盐水泥熟料，同时产生含高浓度SO2气体的窑气，窑气进入制酸工艺系统制酸。然而，该工艺是以制酸为主、水泥为辅，配料组成保证窑气SO2气体浓度的同时无法保持水泥品质和传统法产品平齐，竞争时经济上没有优势。此外，生产过程仍需要消耗粘土、铝矾土等天然资源，成本无优势。近年来，利用工业固废制备硫铝酸盐水泥，已经成为国内外研究者研究的热点之一。中国专利公布号CN106365476A公开了一种脱硫石膏制备硫铝酸盐水泥联产硫酸的方法，以脱硫石膏完全代替石灰石和天然石膏，经铝矾土、硅石、无烟煤进行配料，煅烧后制得硫铝酸盐水泥。该方法以脱硫石膏为主料，工业固废利用率有了较大提升。但仍需消耗铝矾土、硅石等高价格的天然资源。专利技术专利ZL201510834817.3公开了一种“全部利用工业废渣煅烧贝利特硫铝酸盐水泥熟料的方法”，为天津水泥工业设计研究院有限公司研制的新型水泥熟料生产技术，以电石渣、粉煤灰、电解铝渣和脱硫石膏为原料，烧制成高贝利特硫铝酸盐水泥熟料，其熟料强度高、性能优异。该方法主要消耗工业固废电石渣，脱硫石膏无法大量利用，联产硫酸工艺无法实现。开发工艺端可适应工业固废成分不稳定的固有缺点，原料端不用天然资源、低成本，产品端性能优异且可与传统法产品媲美的工业固废建材化生产方法，其产品才能在市场上具有生命力。解决上述技术问题的难度和意义：因此，基于这些问题，提供了一种原料全部来自工业固废，采用分选粉磨均化技术稳定化学成分，碳硫调控气固相平衡技术，制备优质硫铝酸盐水泥熟料并回收高浓度SO2尾气联产硫酸；具有原料成本低，产品附加值高，良好的经济和环境效益的全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术目的在于为解决公知技术中存在的技术问题而提供了一种原料全部来自工业固废，采用分选粉磨均化技术稳定化学成分，碳硫调控气固相平衡技术，制备优质硫铝酸盐水泥熟料并回收高浓度SO2尾气联产硫酸；具有原料成本低，产品附加值高，良好的经济和环境效益的全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法，所述全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法包括如下步骤：步骤一：将以质量百分比(％)计，5-75％的磷石膏、0-60％的脱硫石膏、0-45％的氟石膏、0-45％的电石渣、3-20％的粉煤灰、0-10％的赤泥和3-30％的铝灰按照碱度系数、铝硫比和碳硫摩尔比要求进行原料配比组成计算，并按配比计量下料量实现混合，所述碱度系数Cm范围为0.85～1.01，铝硫比P范围为0.5～3.8，碳硫摩尔比CS范围为0.2～3.0；步骤二：将步骤一的混合料送入粒度分选系统，分选所得细料进入均化系统，分选所得粗料进入粉磨系统；步骤三：粗料经粉磨系统磨细至细度+80μm筛余≤10％，再入均化系统；步骤四：分选所得细料及粗料经粉磨系统磨细后形成的粉磨后料经均化系统均化处理，所得生料，进入煅烧系统；步骤五：所述生料在多级预热器窑煅烧系统内完成煅烧，产生硫铝酸盐水泥熟料和高浓度二氧化硫尾气。原料全部采用工业固体废弃物，制备硫铝酸盐水泥熟料并将含高浓度二氧化硫的尾气用来制备硫酸。在上述的全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法中，进一步的，所属全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法还包括以下步骤：步骤六：步骤五所生成的硫铝酸盐水泥熟料经水泥粉磨系统制成成品水泥；步骤五所生成的高浓度二氧化硫尾气进入制酸系统制成硫酸。在上述的全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法中，进一步的，所述步骤二中分选所得细料细度+80μm筛余≤10％，分选所得粗料细度+80μm筛余＞10％。合格生料的细度控制指标为细度μ+80μm≤10％。粒度分选系统将细度μ+80μm≤10％细料选出，将细度不合格的μ+80μm＞10％的粗料送入粉磨系统。分选步骤一方面降低了步骤三的粉磨量，节约粉磨电耗，另一方面只有将细粉与粗粉分离，粗粉才更容易粉磨至合格细度。在上述的全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法中，进一步的，所述步骤四中均化处理后产品生料化学成分Al2O3含量标准偏差σ≤0.08％。生料化学成分Al2O3含量标准偏差σ≤0.08％，是为了保证生料的均化效果，能够满足烧制水泥熟料的矿物组分均匀稳定。在上述的全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法中，进一步的，所述步骤五中操作煅烧温度1250～1420℃，生料在煅烧系统内停留时间为20～50分钟，高浓度二氧化硫尾气按体积百分比计，所述二氧化硫气体浓度8.5％～12％。所述二氧化硫气体浓度8.5％～12％，是控制指标。只有二氧化硫气体浓度满足8.5％～12％时，才能同时满足硫铝酸盐水泥熟料矿物组成要求和制酸工艺。二氧化硫气体浓度<8.5％时，难以满足联产制备硫酸工艺；二氧化硫气体浓度>12％时，难以满足硫铝酸盐水泥熟料中无水硫铝酸的含量要求。全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产系统，所述全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产系统包括配料系统、分选系统、粉磨系统、均化系统、煅烧系统、制酸系统和水泥制成系统；所述配料系统、分选系统、均化系统和煅烧系统依次相连，所述分选系统的细料进入均化系统，所述分选系统的粗料经过粉磨系统研磨后进入均化系统，所述煅烧系统熟料进入水泥制成系统，所述煅烧系统的尾气进入制酸系统。在上述的全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产系统中，进一步的，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法，其特征在于：所述全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法包括如下步骤：/n步骤一：将以质量百分比(％)计，5-75％的磷石膏、0-60％的脱硫石膏、0-45％的氟石膏、0-45％的电石渣、3-20％的粉煤灰、0-10％的赤泥和3-30％的铝灰按照碱度系数、铝硫比和碳硫摩尔比要求进行原料配比组成计算，并按配比计量下料量实现混合，所述碱度系数C

【技术特征摘要】
1.全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法，其特征在于：所述全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法包括如下步骤：
步骤一：将以质量百分比(％)计，5-75％的磷石膏、0-60％的脱硫石膏、0-45％的氟石膏、0-45％的电石渣、3-20％的粉煤灰、0-10％的赤泥和3-30％的铝灰按照碱度系数、铝硫比和碳硫摩尔比要求进行原料配比组成计算，并按配比计量下料量实现混合，所述碱度系数Cm范围为0.85～1.01，铝硫比P范围为0.5～3.8，碳硫摩尔比CS范围为0.2～3.0；
步骤二：将步骤一的混合料送入粒度分选系统，分选所得细料进入均化系统，分选所得粗料进入粉磨系统；
步骤三：粗料经粉磨系统磨细至细度+80μm筛余≤10％，再入均化系统；
步骤四：分选所得细料及粗料经粉磨系统磨细后形成的粉磨后料经均化系统均化处理，所得生料，进入煅烧系统；
步骤五：所述生料在多级预热器窑煅烧系统内完成煅烧，产生硫铝酸盐水泥熟料和高浓度二氧化硫尾气。


2.根据权利要求1所述的全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法，其特征在于：所属全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法还包括以下步骤：步骤六：步骤五所生成的硫铝酸盐水泥熟料经水泥粉磨系统制成成品水泥；步骤五所生成的高浓度二氧化硫尾气进入制酸系统制成硫酸。


3.根据权利要求1所述的全固废制备硫铝酸盐水泥熟料联产硫酸的工业生产方法，其特征在于：所述步骤二中分选所得细料细度+80μm筛余≤10％，分选所得粗料细度+80μm筛余＞10％。


4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀龙，胡芝娟，张明飞，韩辉，姚丕强，赵艳妍，倪祥平，
申请(专利权)人：天津水泥工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12