一种磷石膏分解联产水泥工艺.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115108744A(43)申请公布日2022.09.27(21)申请号202210826893.X(22)申请日2022.07.13(71)申请人华新水泥股份有限公司地址435000湖北省黄石市黄石大道897号(72)发明人李叶青张克昌余松柏孙航(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102专利代理师刘洋(51)Int.Cl.C04B7/38(2006.01)C04B7/36(2006.01)C04B7/04(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称一种磷石膏分解联产水泥工艺(57)摘要本发明公开了一种磷石膏分解联产水泥工艺，获取磷石膏，经干燥、破碎、粉磨后经预热器进入还原炉进行CaSO4的分解；经过还原分解的粉料进入氧化炉将剩余的CaS氧化；按照硅酸盐水泥熟料进行配比计量的硅铝铁质原料经过混合粉磨后进入侧支预热器，与磷石膏的分解产物一起进入回转窑进行熟料的煅烧；采用本发明的方法，将磷石膏的分解和脱硫分别放入还原炉和氧化炉中进行，使得磷石膏经历还原和氧化两步之后脱硫更彻底，同时避免了CaS、CaSO4对后端回转窑内熟料煅烧的不利影响，且通过使用三次风的气体循环系统控制了气氛条件并节约了能源。CN115108744ACN115108744A权利要求书1/1页1.一种磷石膏分解联产水泥工艺，其特征在于包括以下步骤：(1)获取磷石膏，经干燥、破碎、粉磨后经预热器进入还原炉进行CaSO4的分解；(2)经过还原分解的粉料进入氧化炉将剩余的CaS氧化；(3)按照硅酸盐水泥熟料进行配比计量的硅铝铁质原料经过混合粉磨后进入侧支预热器，与磷石膏的分解产物一起进入回转窑进行熟料的煅烧。2.如权利要求1所述磷石膏分解联产水泥工艺，其特征在于步骤3中所述硅铝铁质原料为砂页岩、煤矸石、粘土、粉煤灰中的一种或多种；所述磷石膏化学成分中的SO3算入自身的烧失量中，剩余化学成分对应于以CaO为主的物质进行计量。3.如权利要求1所述磷石膏分解联产水泥工艺，其特征在于步骤1中还原炉通过加入煤质原料以及通入三次风创造还原气氛，控制还原炉内CO的体积浓度为2％‑6％；温度保持在900‑1000℃。4.如权利要求3所述磷石膏分解联产水泥工艺，其特征在于所述煤质原料为水泥生产普通用煤或高硫煤，其中C与磷石膏中SO3的摩尔比为0.6‑1.0。5.如权利要求3所述磷石膏分解联产水泥工艺，其特征在于所述三次风的通入速度和气体量通过还原炉出口处粉料的全硫分析检测结果进行调整，以全硫含量越小越好。6.如权利要求1所述磷石膏分解联产水泥工艺，其特征在于步骤2中氧化炉通过通入三次风创造氧化气氛，控制氧化炉内O2的体积浓度为2％‑10％；温度保持在1000‑1100℃。7.如权利要求6所述磷石膏分解联产水泥工艺，其特征在于所述三次风的通入速度和气体量通过氧化炉出口处粉料的全硫分析检测结果进行调整，以全硫含量越小越好。8.如权利要求1所述磷石膏分解联产水泥工艺，其特征在于所得熟料矿物组成中C3S为25％‑65％，C2S为10％‑50％，C3A为2％‑10％，C4AF为5％‑15％。2CN115108744A说明书1/7页一种磷石膏分解联产水泥工艺技术领域[0001]本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种磷石膏分解联产水泥工艺。背景技术[0002]磷石膏是湿法磷酸工艺中产生的固体废弃物，磷石膏的组成比较复杂，除水合硫酸钙以外，还有未完全分解的磷矿、残余的磷酸、氟化物、酸不溶物、有机质等，其中氟和有机质的存在对磷石膏的资源化利用影响最大，堆放会占用大量土地，并会对水资源和土地资源造成污染。据中国磷肥工业协会统计，2020年磷石膏年排放总量约7500‑8000万吨，虽有很多行业尝试使用磷石膏，但利用率低，国内堆存量已达6亿多吨，世界达60亿多吨，磷石膏的资源化利用是世界性难题。[0003]水泥行业是世界上最大的二氧化碳排放源之一，占全球排放量的5‑8％，其中，60％来源于石灰石的煅烧。磷石膏代替石灰石作为CaO源生产水泥熟料是解决磷石膏资源化利用的一个具有挑战和意义的方向，可以使磷石膏的利用率达到90％以上，并且可以避免石灰石在水泥生产中的二氧化碳排放问题。[0004]CaSO4相对于CaCO3而言，需要在更高的温度下才能分解，为了让磷石膏适应水泥生产的要求，降低在工艺上的操作难度和能源损耗，磷石膏需要在较低的温度下完成分解并脱硫。已有较多文献报道采用碳质原料、一氧化碳气氛、单质硫等对磷石膏进行分解的研究，虽然在1000‑1100℃的低温环境下磷石膏分解率可以达到99％以上，但要使脱硫率达到95％以上则较难实现，需要对气氛进行稳定、精准调控，这无疑会增加实际生产过程中的难度，若脱硫率达不到此