一种一次铝灰制备铝酸钙粉的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及铝酸钙制备领域的一种一次铝灰制备铝酸钙粉的方法及系统，方法包括以下步骤：1)一次铝灰经过提铝后得到原料铝灰；2)原料铝灰与生石膏混合粉磨以后得到生料；3)生料先升温至脱氟温度进行脱氟，脱氟完成后再升温至反应温度进行铝酸钙烧成，得到熟料；脱氟温度不高于1000℃；反应温度不低于1400℃；4)熟料经过破碎和粉磨以后得到铝酸钙粉。本发明专利技术可以缩短一次铝灰制备净水剂原料用铝酸钙粉的生产流程，降低成本，提高生产效率。提高生产效率。提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种一次铝灰制备铝酸钙粉的方法及系统


[0001]本专利技术属于铝酸钙制备
，具体涉及一种一次铝灰制备铝酸钙粉的方法及系统。

技术介绍

[0002]在利用铝灰制备作为净水剂原料的铝酸钙粉时，需要重点考虑铝灰的脱氟、脱氮和脱除重金属。由于铝酸钙烧成的煅烧温度高达1400℃，可以实现高温脱氮和脱除重金属。但铝酸钙的制备原料中包含石灰石，石灰石高温分解为氧化钙，如果直接将铝灰与石灰石混合制备铝酸钙，铝灰中的氟会在高温条件下与氧化钙结合生成高温稳定的氟化钙，因此无法完成脱氟。
[0003]已经公开的一些铝灰回收制取铝酸钙的技术，大多是用于水泥建材，对氟含量的要求不严。
[0004]现有技术中，在用铝灰制备用于净水剂原料的铝酸钙粉时，一般是将一次铝灰进行两级球磨筛分出金属铝以后，再加入脱氟剂进行煅烧，煅烧过程中完成铝灰的脱氟、脱氮和脱除重金属，得到高铝无机材料，再将高铝无机材料与石灰石混合煅烧制备铝酸钙粉。
[0005]上述工艺涉及到中间产品高铝无机材料的制备，需要进行两次高温煅烧和冷却，流程长，能耗大，增加了生产成本，效率也较低。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是缩短铝灰制备铝酸钙粉的流程，提高生产效率。采用的技术方案是：
[0007]一种一次铝灰制备铝酸钙粉的方法，包括以下步骤：
[0008]1)一次铝灰经过提铝后得到原料铝灰；
[0009]2)原料铝灰与生石膏混合粉磨以后得到生料；
[0010]3)生料先升温至脱氟温度进行脱氟，脱氟完成后再升温至反应温度进行铝酸钙烧成，得到熟料；脱氟温度不高于1000℃；反应温度不低于1400℃；
[0011]4)熟料经过破碎和粉磨以后得到铝酸钙粉。
[0012]本方案中，选择生石膏替代石灰石与铝灰反应制备铝酸钙粉。缩短铝灰制备铝酸钙粉的生产流程，降低成本，提高生产效率。
[0013]石灰石在800℃时开始分解，900℃时迅速分解，与铝灰混合煅烧时生成的氧化钙和氟结合成稳定的氟化钙。
[0014]而石膏的性质较稳定，分解起始温度在1200℃以上。因此可以将脱氟与石膏的分解分段进行，避免石膏分解以后生成的氧化钙与氟结合。
[0015]现有技术中，铝灰的脱氟需要加入10％左右的脱氟剂，脱氟剂一般选择具有结合水的铝尾矿，其原理是在加热条件下结合水生成水蒸气，水蒸气与氟盐反应生成气态氟化氢挥发出来。脱氟效率与脱氟剂的加入量、脱氟温度和脱氟时间相关，在脱氟剂加入量较大
时，可以在较低的温度下脱氟。
[0016]本方案中，选择生石膏为原料，生石膏本身含有结晶水，可以起到脱氟剂的作用，而且作为原料生石膏的加入量大，可以提高脱氟效率。也有利于脱氟和石膏分解分段进行。
[0017]具体的，步骤2)中的铝灰与生石膏的质量比例为1
‑
2:1。铝灰与生石膏的具体配比根据Al2O3和CaO的当量确定。
[0018]本专利技术的一种具体改进方案，步骤3)中，脱氟和铝酸钙烧成分别在独立的加热区域依次进行；生料脱氟完成后，再加入煤粉混合进行铝酸钙烧成。
[0019]在还原性条件下，例如在掺配有煤粉的条件下，石膏的分解起始温度可以降低到1000℃以下。改进方案中将脱氟和铝酸钙烧成分开进行，可以在脱氟完成后混入煤粉，提高石膏的分解效率，有利于铝酸钙的烧成。
[0020]本专利技术中，步骤3)中铝酸钙烧成时的尾气用于制备硫酸。烧成阶段包括石膏的分解，石膏分解的产物中含大量二氧化硫，可以导入制硫酸系统，通过催化氧化将二氧化硫转换为三氧化硫，副产硫酸。
[0021]本专利技术提供了一种一次铝灰制备铝酸钙粉的系统，用于实现本专利技术的方法，包括原料处理段和烧制段，原料处理段包括粉磨机构，粉磨机构设有原料铝灰进口、生石膏进口和生料出口，烧制段包括回转窑，生料出口连接至回转窑进料口。在原料处理段，还可以包括一次铝灰的提铝设备和生石膏的破碎粉磨设备，一次铝灰的提铝可以采用多级球磨筛分，将一次铝灰中金属铝分离回收。处理后的原料铝灰和生石膏一起进入粉磨机构进行混合制取生料。粉磨机构可采用球磨机或辊磨机。
[0022]针对本专利技术中一种改进后的方法，本专利技术的系统也提出相应改进，烧制段设有预分解炉，生料出口先连接至预分解炉，预分解炉再连接至回转窑进料口；回转窑进料口还设有煤粉进口。相应的，生料的脱氟在预分解炉中进行，石膏的分解和铝酸钙的烧成在回转窑中进行。
[0023]区别于改进后的系统，具体的，烧制段不设预分解炉，回转窑采用气态或液态燃料。当不设置预分解炉时，生料的脱氟和铝酸钙烧成均在回转窑内进行，为了实现脱氟和铝酸钙烧成的分段进行，需要避免石膏的提前分解。当采用固态燃料，例如煤粉为回转窑的燃料时，燃烧速度慢，来不及完全燃烧的煤粉会混入生料中，促进石膏提前分解。当石膏分解与生料脱氟同步进行时，则可能生成氟化钙而影响脱氟。因此，在不设置预分解炉时，回转窑采用气态或液态燃料燃烧提供热量，如天然气、煤气或重油。
[0024]当不设置预分解炉时，石膏的分解发生在回转窑内的高温段，可能影响铝酸钙的烧成，针对该问题，在回转窑的二次风管前设置第一测点；第一测点用于检测回转窑内二次风管鼓风口前端的二氧化硫浓度；第一测点的二氧化硫浓度超过阈值时，提高二次风管进风量。提高二次风管进风量可以提高靠近窑头的煅烧带温度，加快石膏的分解，有利于铝酸钙烧成。
[0025]进一步的，为了提高回转窑内脱氟和烧成的分段控制效果，回转窑的三次风管前设置第二测点，第二测点用于检测回转窑内三次风管鼓风口前端的氟化氢浓度；第二测点的氟化氢浓度超过阈值时，提高三次风管进风量。提高三次风管进风量可以提高靠近窑尾的升温带温度，加快生料脱氟。
[0026]具体的，第一测点和第二测点设置气体浓度检测机构，气体浓度检测机构包括采
样风管，采样风管设有采样口、引风机和检测仓，采样口设置在二次风管或三次风管的鼓风口前端；所述采样风管连接有散热器，散热器设置在二次风管或三次风管的进风口。
[0027]本专利技术采用生石膏和铝灰反应制备铝酸钙粉，生石膏可以同时起到脱氟作用，不用外加脱氟剂。本专利技术可以利用铝灰制备得到净水剂原料用铝酸钙粉，相对于现有技术，可以缩短工艺流程，降低成本，提高生产效率。另外，本专利技术在制备铝酸钙粉时还可以副产硫酸。
附图说明
[0028]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0029]图1是实施例2的一次铝灰制备铝酸钙粉的流程示意图。
[0030]图2是实施例3的一次铝灰制备铝酸钙粉的流程示意图。
[0031]图3是实施例3的第一测点和第二测点的位置示意图。
[0032]图4是实施例3的气体浓度检测机构的示意图。
[0033]图5是实施例3的采样口的位置示意图。
具体实施方式
[0034]下面结合本专利技术实施例中的附图以及具体实施例对本专利技术进行清楚地描述，在此处的描述仅仅用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一次铝灰制备铝酸钙粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)一次铝灰经过提铝后得到原料铝灰；2)原料铝灰与生石膏混合粉磨以后得到生料；3)生料先升温至脱氟温度进行脱氟，脱氟完成后再升温至反应温度进行铝酸钙烧成，得到熟料；脱氟温度不高于1000℃；反应温度不低于1400℃；4)熟料经过破碎和粉磨以后得到铝酸钙粉。2.根据权利要求1所述的一次铝灰制备铝酸钙粉的方法，其特征在于：步骤2)中的铝灰与生石膏的质量比例为1
‑
2:1。3.根据权利要求1所述的一次铝灰制备铝酸钙粉的方法，其特征在于：步骤3)中，脱氟和铝酸钙烧成分别在独立的加热区域依次进行；生料脱氟完成后，再加入煤粉混合进行铝酸钙烧成。4.根据权利要求1所述的一次铝灰制备铝酸钙粉的方法，其特征在于：步骤3)中铝酸钙烧成时的尾气用于制备硫酸。5.一种一次铝灰制备铝酸钙粉的系统，其特征在于：包括原料处理段和烧制段，原料处理段包括粉磨机构，粉磨机构设有原料铝灰进口、生石膏进口和生料出口，烧制段包括回转窑，生料出口连接至回转窑进料口。6.根据权利要求5所述的一次铝灰...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔友民，乔子洋，徐飞，
申请(专利权)人：河南亿水源净水材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：