一種用磷石膏或其它石膏生產硫化鈣的工藝的製作方法
2023-04-26 11:08:21 2
專利名稱：：一種用磷石膏或其它石膏生產硫化鈣的工藝的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種用磷石膏或其它石膏生產硫化鈣的生產工藝，屬於環境保護治理和化工生產
技術領域：
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背景技術：
：磷石膏是溼法磷酸和磷肥工業生產所排放的廢渣，生產一噸磷酸要產生五噸左右的磷石膏廢渣，我國磷肥生產每年要排放數千萬噸磷石膏，如此巨大的廢渣需要大量的土地堆放，同時對環境造成嚴重汙染。本發明正是將磷石膏廢渣作為生產硫化鈣的原料，實現資源的循環利用。硫化鈣是一種有用的化工中間產品，可以作為生產硫脲、硫化氫、硫磺、硫酸等化工產品的原料，下遊產品副產的廢渣主要為氧化鈣，可以用來生產塗料、水泥等建築材料。與本發明相關的背景專利申請有l.四川省健為明豐化工有限公司專利申請《利用磷石膏廢渣製取硫酸的生產方法》申請號200510022084.X;2.貴州大學和貴州西洋肥業有限公司聯合申請的專利申請《一種磷石膏生產硫化鈣的新方法》，申請號200710077608.4。背景材料l、對配料後的焙燒原料未進行粉磨、制球處理，在轉爐中硫酸鈣(CaS04)還原為硫化鈣(CaS)的過程有CaS04與C的固一固反應和CaS04與CO的固一氣反應。在轉爐不斷轉動的情況下，硫酸鈣與煤中的碳固一固之間接觸機率小，很難實現CaS04與C的固一固反應，主要依靠CaS04與CO的固一氣反應來實現，但是轉爐中的氣體不只是含有CO，還含有N2、02和(302等其它氣體，其它氣體的存在會隔離和屏蔽CaS04與CO的反應。因此造成CaS04轉化為CaS的轉化率不高，，一般只有60—70%。背景材料2、貴州大學和貴州西洋肥業有限公司聯合申請的專禾i」《一種用磷石膏生產硫化鈣的新方法》(申請號)是將磷石膏與煤按1:0.10.4配成混合料，用混勻粉磨後加水製成塊狀或球狀物放入匣缽內，在隧道窯等塊狀燒結窯爐內焙燒製得硫化鈣。該發明為克服現有磷石膏或其它工業副產品石膏為原料制硫化鈣的生產方法中存在的硫化鈣產品雜質含量高、硫化鈣含量低、煤耗高，生產控制困難等缺點提出了一種用磷石膏或其它石膏生產硫化鈣的新方法。但該發明也存在一些不足，包括裝匣缽人工多、勞動強度大、在高溫下匣缽破損率高，增大生產成本，匣缽予熱時間長，匣缽冷卻時間也長，因此生產周期長，而且在匣缽冷卻過程中會有部份CaS被氧化。
發明內容本發明的目的是對本發明人的發明專利申請《一種用磷石膏生產硫化鈣的新方法》申請號200710077608.4的發展，既保留該發明在生產過程使CaS04還原為CaS的還原率達97%以上，比現有技術的還原率大幅度提高，同時生產煤耗大幅度降低，生產的CaS含量質量高的優點，同時也克服該發明生產周期長，生產成本相對較高，工人勞動強度大，而且還原的CaS又有部份可能被氧化的缺點。本發明是這樣實現的將磷石膏或其它石膏和煤按摩爾比1:24配比進行配料，混勻粉磨至80120目後，加少量水製成4)1030mm料球或相應料塊，用迴轉窯在8001100。C燒結0.51.5小時，在還原氣氛中進行焙燒，燒結料經篩分出料球或料塊，即為硫化鈣產品。本發明保留了申請號200710077608.4發明專利固一固反應原理，大大降低煤耗，具有申請號200710077608.4發明的所有優點，同時因為取消了匣缽，克服了匣缽在隧道窯中還原生成CaS的所有缺點，另夕卜，用迴轉窯取代隧道窯，使塊狀物在迴轉窯中燒結通過篩分，可將燒結塊與煤灰渣分離，保證產品質量，克服了原來用迴轉窯生產硫化鈣的缺陷，同時又發揮迴轉窯操作方便，生產周期短的優點。上述優化原料配比是指磷石膏或其它石膏與煤按摩爾比為1:23配比進行配料。一種用磷石膏或其它石膏生產硫化鈣的工藝，其特徵是配好的原料經粉磨設備磨至細度至少120目，篩餘<5%。一種用磷石膏或其它石膏生產硫化鈣的工藝，其特徵是料球直徑為(J)1030mm。一種用磷石膏或其它石膏生產硫化鈣的工藝，其特徵是一定燒結溫度是指在溫度800—IIO(TC下進行焙燒。一種用磷石膏或其它石膏生產硫化鈣的工藝，其特徵是一定燒結溫度IIO(TC燒時間為1小時。一種用磷石膏或其它石膏生產硫化鈣的新方法，其特徵是還原氣氛是指控制窯尾氣中02體積百分濃度在1%以下。本發明與背景文獻l，相比有以下特徵和有益效果本發明在CaS04被還原為CaS的主要反應機理與現有技術不同。本發明是將石膏與煤配料後粉磨製成料球，使CaS04與C形成緊密接觸，CaS04與C主要是通過固一固反應來實現CaS04轉化為CaS，主要反應式為CaS04+2C—CaS+2C02;而現有技術是在轉窯中磷石膏與煤在不斷翻動下，CaS04主要是與CO的固-氣反應來實現CaS04轉化為CaS的，主要反應式為CaS04+4CO—CaS+4C02。CaS04還原為CaS的還原率高。本發明採用制塊或制球，使CaS04與C接觸緊密，主要進行固-固反應，使CaS04被C還原充分，因此，CaS04還原率高，可達到97%以上，比現有技術提高了20%以上。本發明比現有技術節約煤。本發明中1摩爾CaS04轉化成1摩爾CaS只需要消耗2摩爾碳(C)，現有技術1摩爾CaS04轉化成1摩爾CaS需要消耗4摩爾一氧化碳(CO)，而CO是C與空氣中的02不完全燃燒得來的，即1摩爾CaS04轉化成1摩爾CaS需要消耗4摩爾碳(C)，因此本發明比現有技術節約原料煤。本發明與背景文獻2相比具有生產連續性強，人工少，勞動強度低，生產成本低等特徵及有益效果。減少了人工裝匣缽，人工卸料等人工多，勞動強度大的環節。沒有匣缽破損造成的成本增加，生產成本低。具體實施例方式實施例l:原料l:磷石膏磷石膏的組成見下表tableseeoriginaldocumentpage6採集點為貴州西洋肥業有限公司原料2:原煤原煤含碳量為62%，灰分20%，採集點為貴州省金沙縣。實施方法將磷石膏和原枓煤按質量比1:0.20摩爾比1:2.3比例配料，經混合均勻後用球磨機粉磨至120目，加水用成cH030mm料球，料球經預烘乾後在迴轉窯內還原焙燒，迴轉窯高溫帶保持在110(TC，料塊在高溫帶總的停留時間為1小時，控制窯尾氣中02體積百分濃度在0.8%。燒結後得到的熟料塊即為粗硫化鈣成品。實施結果燒結熟料經分析其組成如下tableseeoriginaldocumentpage7CaS04轉化為CaS的轉化率為99.5%。實施例2:原料l:磷石膏磷石膏的組成見下表tableseeoriginaldocumentpage7採集點為貴州西洋肥業有限公司原料2:原煤原煤含碳量為62%，灰分20%，採集點為貴州省金沙縣。實施方法將磷石膏和原料煤按l:0.25摩爾比h2.9比例配料，經混合均勻後用球磨機粉磨至120目，加水用成4UO30mm料球，料球經預烘乾後在迴轉窯內還原焙燒，迴轉窯高溫帶保持在1100。C，料塊在高溫帶總的停留時間為1小時，控制窯尾氣中02體積百分濃度在0.8%。燒結後得到的熟料塊即為粗硫化鈣成品。實施結果燒結熟料經分析其組成如下tableseeoriginaldocumentpage7CaS04轉化為CaS的轉化率為99.2%。權利要求1、一種用磷石膏或其它石膏生產硫化鈣的工藝，其特徵是將磷石膏或其它石膏和煤按摩爾比1∶2～4配比進行配料，混勻粉磨至80～120目後，加少量水製成料球或相應料塊，用迴轉窯在800～1100℃燒結、燒結時間0.5～1.5小時，在還原氣氛中進行焙燒，燒結料經篩分出料球或料塊，即為硫化鈣產品。2、一種用磷石膏或其它石膏生產硫化鈣的工藝，其特徵是其它石膏是指氟石膏、脫硫石膏或天然石膏。3、一種用磷石膏或其它石膏生產硫化鈣的工藝，其特徵是原料配比是指磷石膏或其它石膏與煤按摩爾比為1:23進行配料。4、一種用磷石膏或其它石膏生產硫化鈣的工藝，其特徵是配好的原料經粉磨設備磨至至少120目。5、一種用磷石膏或其它石膏生產硫化鈣的工藝，其特徵是料球直徑為小1030mm。6、一種用磷石膏或其它石膏生產硫化鈣的工藝，其特徵是一定燒結溫度是指在溫度IIO(TC下進行焙燒，焙燒時間1小時。7、一種用磷石膏或其它石膏生產硫化鈣的新方法，其特徵是還原氣氛是指控制窯尾氣中02體積百分濃度在1%以下。全文摘要本發明一種用磷石膏或其它石膏生產硫化鈣的工藝。該工藝是將石膏和煤按摩爾比1∶2～4配比配料混勻粉磨後，加水製成料球或料塊，然後在迴轉窯內在800～1100℃溫度下進行焙燒0.5～1.5小時，經篩分出料球或料塊，得到硫化鈣產品，本發明方法具有石膏中硫酸鈣還原為硫化鈣的轉化率高，可達95％以上，產品中硫化鈣含量高，煤耗低，生產過程易於控制等特點。文檔編號C01B17/00GK101428767SQ200810069030公開日2009年5月13日申請日期2008年12月11日優先權日2008年12月11日發明者龐世花,張西興,朱雲勤,李樹軍,馬武權申請人:貴州大學;貴州西洋肥業有限公司