本发明专利技术公开了一种磷石膏部分转化制硫铝酸盐水泥副产硫酸铵的方法，主要步骤包括磷石膏转化、转化物过滤分离、转化液的中和、硫酸铵溶液的浓缩结晶干燥、滤饼及铝钒土的干燥、生料配料和均化、熟料煅烧和冷却、熟料调质、研磨及均化、煅烧尾气处理等。通过对不需预处理的磷石膏部分转化得到满足硫铝酸盐水泥生产所需配料要求的混合料，不需再外加石灰石，拓展了高铁、铝杂质含量磷石膏的应用范围，还可简化流程和转化设备，降低氨耗和操作难度，节约成本，杜绝二次污染物的排出；而且，对煅烧尾气带出的热能和二氧化碳进行了回收利用，可有效降低能耗，进一步节约成本；此外，该方法对磷石膏杂质含量要求不高，对原料适应性强。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及硫铝酸盐水泥的制备
，尤其是一种以磷石膏废渣为主要原料、部分 转化制硫铝酸盐水泥、同时副产硫酸铵的方法。
技术介绍
中国已成为世界磷复肥生产大国，高浓度磷复肥占总产量的50%以上，其生产过程中副 产的磷石膏堆存量达数亿吨，每年新增量大约5000万吨，磷石膏的资源化利用已成为磷化工 行业可持续发展的重要课题。通常，磷石膏呈粉状，外观一般是灰白、灰黄、浅绿、深灰等色，体积密度0.7 0.9g/cm3，颗粒直径一般为5 20um，其主要成分为二水硫酸钙(CaS04 2H20)，其含量一 般可达到75 95%，次要组分为少量的未完全反应的磷矿粒、硅酸盐及硫氟类化合物有机质 等。磷石膏的主要化学组成(质量百分比)通常包括CaO: 28 33%， S03: 38 44%，水溶 性P2O5: 0. 05 0. 5%，不溶性P2O5: 0. 5 2%， Fe203: 0. 2 2. 5%， A1203: 0. 5 4%， Si02: 0. 5 6%， MgO: 0.1 0.5%， F: 0. 1 0. 5%，结晶水14.5—18%。以铝矾土和石灰石为主要原料生产的硫铝酸盐水泥的化学组成主要有CaO、 A1203、 Si02 、S03等，且在硫铝酸盐水泥生产过程中也必须加入一定量的石膏，这给以高铁、铝杂质磷 石膏部分转化制硫铝酸盐水泥副产硫酸铵提供了较好的技术条件。铝矾土是通常用来生产氧化铝和铝的一种自然界存在的不均匀的物质。铝矾土的主要成份包括三7JChttp:〃knology. chinaccm. com/phrase-2006030911434300310. html 铝矿、薄水铝矿和水铝石，体积密度2.2-3.2g/cm3，其化学组成(质量百分比)通常包括CaO: 0 2. 5%， S03: 0 1%， Fe203: 0 6%， A1203: 50 75%， Si02: 5 15%， MgO: 0 1%, Ti: 0 4%。目前，以高铁、铝杂质磷石膏部分转化制硫铝酸盐水泥副产硫酸铵的工艺流程尚未见报 道。较为接近的现有技术有《用磷石膏烧成硫铝酸盐水泥的研究》(《水泥》杂志，主办 单位建筑材料工业技术情报研究所，1999年4期，Pl-P4) —文中介绍用磷石膏烧成制硫铝 酸盐水泥的流程，该流程是以石灰石、铝矾土和磷石膏为主要原料配置成生料，进一步烧成 为硫磷酸盐水泥熟料。其不足之处在于 生料中磷石膏所占比例为20-25%，不足的钙质仍 需加入石灰石，吨产品消耗的磷石膏数量仅占全部原料的20-25%。②该流程采用立窑煅烧， 能耗较高，煅烧的还原气氛不易控制，产品质量不稳定，生产成本也较高。5以磷石膏为原料经碳化氨水转化制硫酸铵的报道较多，主要包括《利用磷石膏制取硫酸铵》(《河南化工》杂志，主办单位河南省化工研究所，1997年9期，P37-P38) —文介绍的磷石膏经碳化氨水转化制得肥料级硫酸铵产品，其不足之处在于①原料磷石膏必须经过精选以提高进入生产系统磷石膏的质量，才能保证较高的磷石膏转化率和产品质量，由此增加了处理成本，杂质含量高的磷石膏废渣的利用受到限制。②该流程有二次废渣产生，一部分是杂质含量非常高的选余磷石膏，另一部分则是需要二次再利用的碳酸钙废渣。《磷石膏综合利用制高浓度NPK复肥工业试验研究》(《硫磷设计与粉体工程》杂志，主办单位:南化集团设计院，2004年5期，P7-P9) —文介绍的磷石膏经碳化氨水转化制得硫酸铵溶液，进一步与氯化钾进行复分解制得用于NPK复肥生产所需的中间产品抓硫酸钾铵溶液和氯化钾铵溶液的流程，其不足之处①磷石膏需经过漂洗处理后，再进入碳化铵水转化系统，由此增加了磷石膏处理成本，流程中的磷石膏洗涤水和固体杂质产生了二次废水和废渣。②该流程产生有需要二次再利用的碳酸钙废渣。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种完全采用磷石膏作为主体原料，经转化后全部作为制备硫铝酸盐水泥生产所需的石膏质、钙质成分原料，同时副产硫酸铵的新方法。在保证产品质量的前提下，简化工艺，降低综合能耗和成本，不产生二次污染。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下，主要步骤包括磷石膏转化、转化物过滤分离、转化液的中和、硫酸铵溶液的浓縮结晶干燥、滤饼及铝钒土干燥、生料配料和均化、熟料煅烧和冷却、熟料调质研磨及均化、煅烧尾气处理。上述步骤中的煅烧尾气处理，是将熟料煅烧过程产生的含二氧化碳及少量硫、氮氧化物等的废气(即煅烧尾气)予以回收利用，出回转煅烧窑的煅烧尾气先进入干燥设备中对滤饼进行换热干燥，回收热量降温收尘后，进入水洗塔进一步降温净化，再进入氨吸收碳化塔中，与浓氨水进行化合反应得到碳化氨水溶液，出氨吸收碳化塔的碳化氨水溶液经调配成合符投料要求的碳化氨水溶液再参与磷石膏转化反应；出氨吸收碳化塔的含氨废气经湿法磷酸或其它酸性液体洗涤后排空，被部分氨化的湿法磷酸或其它酸性液体可再利用，如可作为磷酸盐或磷肥或其它相应盐等的生产原料。具体步骤如下(1)磷石膏转化由步骤(10)煅烧尾气处理工序氨吸收碳化塔来的碳化氨水先进入调配缓冲槽中，以碳酸铵或碳酸氢铵、硫酸铵、水调节至其组成符合投料要求的碳化氨水(其质量百分比组成为:朋4+含量为8 12%、 C02含量为9 15%、 S0;j含量为0. 5 5%)，将调节后的碳化氨水与磷石膏干基(磷石膏干基是指不含游离水的磷石膏)按1.7 2.2:1的质量比在转化槽内进行磷石膏转化反应，控制转化反应时间为60 120min，反应温度30 6(TC;反应结束，得转化料浆；磷石膏转化率为75 95%。磷石膏的转化率可通过下述公式计算得到X=(100A-100C) / (100A-0.45AC-BC)其中X:磷石膏转化率，％A:原料磷石膏中S03含量，％B:原料磷石膏中结晶水含量，％C:转化物中S03含量，％(2) 转化物过滤分离对上述步骤(1)所得的转化料浆(即转化物)进行固液分离(可优选采用隔膜压滤机进行压滤，还可采用真空、离心等其它过滤方式)，分别得滤饼和转化液；以水对滤饼进行单向或双向洗涤，控制洗涤至流出液中S03含量《0. 5% (质量百分比)。(3) 转化液的中和以少量硫酸将上述步骤(2)分离后所得的转化液的PH值调节至4.3 4.6，获得的硫酸铵溶液，其中含(NH4)2S04 20 40% (质量百分比)。(4) 硫酸铵溶液的浓縮、结晶、干燥将上述步骤(3)中和得到的硫酸铵溶液进行浓縮、结晶、干燥(可优选采用双效浓縮、真空结晶、流化干燥等方法)，得肥料级硫酸铵产品。该副产品达到国家强制性标准中规定的合格品的技术要求。(5) 滤饼干燥将上述步骤(2)过滤分离并洗涤后的滤饼与步骤(8)回转煅烧窑排出的煅烧尾气(500 60(TC)在干燥设备中对滤饼进行换热干燥(可优选采用逆流换热干燥)，将其中的游离水及部分结晶水除去，得到滤饼干粉；其化学组成(质量百分比)主要包括CaO: 42 50%， S03: 3 12. 5%， 7K溶性P2O5: 0 0. 1%，不溶性P2O5: 0 2%， Fe203:0 3%， A1203: 0 6%， Si02%: : 0 5%， MgO: 0 0. 5%。本步骤中通过干燥机排出的煅烧尾气，可按下述步骤(1本文档来自技高网...
【技术保护点】
磷石膏部分转化制硫铝酸盐水泥副产硫酸铵的方法，主要步骤包括磷石膏转化、转化物过滤分离、转化液的中和、硫酸铵溶液的浓缩结晶干燥、滤饼及铝钒土的干燥、生料配料和均化、熟料煅烧和冷却、熟料调质研磨及均化、煅烧尾气处理；所述的煅烧尾气处理，是将熟料煅烧过程产生的煅烧尾气予以回收利用，出回转煅烧窑的煅烧尾气先进入干燥设备中对滤饼进行换热干燥，回收热量降温后，再进入氨吸收碳化塔中，与浓氨水进行化合反应得到碳化氨水溶液，出氨吸收碳化塔的碳化氨水溶液经调配成合符投料要求的碳化氨水溶液再参与磷石膏转化反应；出氨吸收碳化塔的含氨废气经湿法磷酸或其它酸性液体洗涤后排空，被部分氨化的湿法磷酸或其它酸性液体可再利用。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈维贵，罗万林，蒲中云，谢素龙，杨守明，张勇，钟显刚，
申请(专利权)人：四川宏达股份有限公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]
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