利用磷石膏制硫酸聯產水泥
磷石膏制酸聯產水泥這一技術能使磷石膏中的硫組份再生成硫酸,其他成份生成水泥熟料。該法存在生產過程設備的效率低、投資大、能耗高等缺點。因此,有些國家建立了生產裝置但又停止使用。對于硫資源短缺、能源價格便宜的我國來說,該法是有吸引力的。據國際肥料協會(IFA)1990年所作的統計和預測,1990年世界濕法磷酸產量為2500萬t,產生的磷石膏約為1.2億t,絕大部分磷石膏被作為廢物排放,被利用的磷石膏僅約4%。2001年世界濕法磷酸生產能力4026萬t、產量為 3368萬t,產生的磷石膏約為1.62億t。目前,絕大部分磷石膏被作為廢物排放,被利用的磷石膏估計不超過10%。磷石膏渣制硫酸聯產水泥技術是我國磷肥工業今后發展的關鍵技術之一。磷石膏的主要成分是CaSO4 ,在高溫下可以分解出CaO與SO2 氣體,CaO與其他的形成水泥熟料,SO2氣體送入硫酸裝置制取硫酸。配套建設磷石膏制硫酸聯產水泥裝置,可以變廢為寶生產硫酸和水泥,減少大量占地,解決磷石膏堆存的困難,提高磷復肥企業的經濟效益;還可以消除環境污染,產生環境效益;可以少上硫鐵礦、石灰石礦采礦裝置,減少礦產運輸,綜合回收有用資源。磷酸生產需要大量硫酸,一套年產24萬t規模的磷銨裝置需配套36萬t硫酸,生產硫酸需約40萬t硫鐵礦(標礦),按目前情況預計,硫鐵礦噸礦投資約 400-500元,配套硫鐵礦投資需1.5億~2億元。磷石膏制硫酸系統理論上硫可以循環利用,但考慮到生產過程中硫的回收率,通常可滿足80%的硫酸供應量,或補充20%的石膏可使整個系統達到平衡。據初步預測,若將100萬t濕法磷酸生產能力配套磷石膏制備硫酸裝置獲取硫酸,相當于400萬t硫酸 (100%),硫鐵礦400萬-500萬t(標礦);相應節省礦山投資2O億元,渣場投資4億~5億元,水泥裝置投資12億元以上;增產水泥熟料500萬 t。而磷石膏制硫酸聯產水泥裝置投資約2O億元左右,顯然,具有較好的經濟、社會和環境效益。
磷石膏制硫酸聯產水泥技術已在魯北、銀山、什邡、萊西、遵化、沈陽等磷肥廠、化工廠推廣,硫酸產品用于生產磷銨,水泥產品已進入市場。該法的優點是增加硫酸產量,使磷酸生產使用的硫酸有85%~90%自身循環,磷石膏不需要堆場及外運。缺點是流程復雜,設備多,投資大,對磷石膏的質量有一定要求。
磷石膏水泥早期強度偏低,可從以下幾個方面改善。
1)降低磷石膏中P2O5含量
P2O5對熟料中硅酸鹽礦物的影響很大,P2O5含量每增加1%,C3S量將降低9.9%,C2S量增加O.9%。經驗表明:熟料中P2O5<1%時,對水泥早期強度沒有影響,且能提高28d強度;當熟料P2O5—1~2%時,只影響早期強度,而不影響水泥的長期強度;當Pz()5>2%時,將明顯降低水泥早期強度和長期強度。故磷石膏中P。05含量必須低于0.5%(二水物干基)。加強磷銨生產過程控制,降磷石膏中磷含量是既合理又經濟的方法。
2)采用窯外分解煅燒技術,摻加BaS04作礦劑。
3)提高水泥粉磨細度
磷石膏熟料適合細磨,用磷石膏生產的水泥度80/~m篩篩余控制在1~3%為宜。
4)降低混合材摻量
粉磨水泥時最好少摻或不摻混合材或用兩種.兩種以上的混合材進行復摻,最好選用對早期強,有利,而互補性又強的堿性和惰性同時具備的混合材料,這種混合材能提高水泥3d和7d強度。

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