高杂质磷石膏制硫酸联产矿渣棉纤维的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113753864A(43)申请公布日2021.12.07(21)申请号202111140360.8(51)Int.Cl.(22)申请日2021.09.28C01B17/74(2006.01)C01B17/50(2006.01)(66)本国优先权数据C03C13/06(2006.01)202110899828.52021.08.06CNC03B5/16(2006.01)(71)申请人云南云天化环保科技有限公司C03B37/04(2006.01)地址650300云南省昆明市安宁市草铺街C03B37/06(2006.01)道金磷路云南天安化工有限公司厂区内申请人郑州大学(72)发明人张晖屈凌波侯翠红宋慧林王好斌张建国谷守玉郭旭东资学民钟晋(74)专利代理机构郑州宏海知识产权代理事务所(普通合伙)41184代理人李晓权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称高杂质磷石膏制硫酸联产矿渣棉纤维的方法(57)摘要本发明提出了高杂质磷石膏制硫酸联产矿渣棉纤维的方法。根据硅、铝、镁等杂质含量较高的磷石膏之特点，进行计算和配料优化，经过还原、焙烧分解和熔融，将磷石膏所含硫还原为SO2，用于制硫酸的同时，得到的副产熔融炉渣通过拉丝、喷吹或离心工艺，可直接制备出附加价值高的矿渣棉纤维产品，磷石膏中S元素循环回收利用的同时，将磷石膏所含较高的硅，以及铝、镁等杂质成分，转变为制备矿渣棉的原料，可节约矿渣棉所需硅、钙等原料，实现磷石膏烧渣的高附加值利用，使得磷石膏制酸技术更具有经济性和竞争力，具有突出的技术效果。CN113753864ACN113753864A权利要求书1/1页1.一种高杂质磷石膏制硫酸联产矿渣棉纤维的方法，其特征在于至少包括如下步骤：(1)将含硅、铝、镁的化合物加入高杂质磷石膏中，控制酸度系数Mk为1.1‑1.5，pH值为4‑5；(2)将步骤(1)中的混合物粉碎后加入炭基还原性物料；其中所述还原性物料中的C与磷石膏中S的摩尔比为0.5‑1.0：1；(3)在步骤(2)得到的物料中，加入耐高温粘结剂进行成型，送入高温反应炉，依次进行还原、焙烧和熔融；其中还原层温度750‑880℃，平均停留时间3.0‑30.0分钟；焙烧层温度1150‑1280℃，焙烧时间2.0‑20.0分钟，熔融层温度1320‑1550℃，熔融时间在1.0‑8.0分钟，生成的熔融炉渣经过喷吹或离心制备矿渣棉纤维；所述熔融炉渣粘度为1‑3Pa·s。(4)反应生成的高浓度SO2烟气从上部排出送入制硫酸系统，磷石膏中硫的分解逸出率为95‑98％。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中添加0.2‑15％质量百分含量的硫磺粉。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述还原性物料为C还原剂，选自褐煤、无烟煤、焦炭、焦丁、白煤中的一种或几种。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述混合物粉碎后过30‑80目筛。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述硅化物选自硅石粉、粉煤灰、焦灰、高炉渣、钾长石中的一种或几种。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述铝化物选自粉煤灰、焦灰、高炉渣中的一种或几种。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述镁化物选自硼镁矿或高炉渣中的一种或两种。8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述矿渣棉纤维主要组分的质量含量为SiO236‑42％、Al2O35‑12％、CaO28‑47％，MgO1‑8％、Fe2O31‑5％、(K2O+NaO)0‑1.2％。9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述酸度系数Mk为所含酸性氧化物和碱性氧化物的质量比，Mk＝(WSiO2+WAl2O3)/(WCaO+WMgO)。10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，pH值的计算方法为：pH＝‑0.0602WSiO2‑0.120WAl2O3+0.232WCaO+0.120WMgO+0.144WFe2O3+0.21WNa2O。2CN113753864A说明书1/7页高杂质磷石膏制硫酸联产矿渣棉纤维的方法技术领域[0001]本发明涉及磷石膏制硫酸及其烧渣高值化利用技术领域，具体涉及高杂质磷石膏制硫酸联产矿渣棉纤维的方法。背景技术[0002]磷石膏是湿法生产磷酸的工业副产品，每生产1t磷酸产生4.5t‑5.5t的磷石膏。磷石膏的主要成分为CaSO4·2H2O，并含有较的SiO2和少量MgO、Al2O3、Fe2O3、P2O5、氟化物、有机质等杂质。中国目前磷石膏存量高达约7.5亿吨，每年新增9000万吨左右，综合利用处置率不足40％。巨量磷石膏在专门的渣库集中堆存，带来了环保和安全风险，国家已不允许新建磷石膏渣库，国家和各级地方政府相关部门出台了一