利用磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥
磷石膏制酸聯(lián)產(chǎn)水泥這一技術(shù)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(chǎn)過(guò)程設(shè)備的效率低、投資大、能耗高等缺點(diǎn)。因此，有些國(guó)家建立了生產(chǎn)裝置但又停止使用。對(duì)于硫資源短缺、能源價(jià)格便宜的我國(guó)來(lái)說(shuō)，該法是有吸引力的。據(jù)國(guó)際肥料協(xié)會(huì)(IFA)1990年所作的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)，1990年世界濕法磷酸產(chǎn)量為2500萬(wàn)t，產(chǎn)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(chǎn)能力4026萬(wàn)t、產(chǎn)量為 3368萬(wàn)t，產(chǎn)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(jì)不超過(guò)10%。磷石膏渣制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥技術(shù)是我國(guó)磷肥工業(yè)今后發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)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(shè)磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥裝置，可以變廢為寶生產(chǎn)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(fù)肥企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；還可以消除環(huán)境污染，產(chǎn)生環(huán)境效益；可以少上硫鐵礦、石灰石礦采礦裝置，減少礦產(chǎn)運(yùn)輸，綜合回收有用資源。磷酸生產(chǎn)需要大量硫酸，一套年產(chǎn)24萬(wàn)t規(guī)模的磷銨裝置需配套36萬(wàn)t硫酸，生產(chǎn)硫酸需約40萬(wàn)t硫鐵礦(標(biāo)礦)，按目前情況預(yù)計(jì)，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(tǒng)理論上硫可以循環(huán)利用，但考慮到生產(chǎn)過(guò)程中硫的回收率，通常可滿足80%的硫酸供應(yīng)量，或補(bǔ)充20％的石膏可使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到平衡。據(jù)初步預(yù)測(cè)，若將100萬(wàn)t濕法磷酸生產(chǎn)能力配套磷石膏制備硫酸裝置獲取硫酸，相當(dāng)于400萬(wàn)t硫酸 (100％)，硫鐵礦400萬(wàn)-500萬(wàn)t(標(biāo)礦)；相應(yīng)節(jié)省礦山投資2O億元，渣場(chǎng)投資4億～5億元，水泥裝置投資12億元以上；增產(chǎn)水泥熟料500萬(wàn) t。而磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥裝置投資約2O億元左右，顯然，具有較好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。
磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥技術(shù)已在魯北、銀山、什邡、萊西、遵化、沈陽(yáng)等磷肥廠、化工廠推廣，硫酸產(chǎn)品用于生產(chǎn)磷銨，水泥產(chǎn)品已進(jìn)入市場(chǎng)。該法的優(yōu)點(diǎn)是增加硫酸產(chǎn)量，使磷酸生產(chǎn)使用的硫酸有85%～90%自身循環(huán)，磷石膏不需要堆場(chǎng)及外運(yùn)。缺點(diǎn)是流程復(fù)雜，設(shè)備多，投資大，對(duì)磷石膏的質(zhì)量有一定要求。
磷石膏水泥早期強(qiáng)度偏低，可從以下幾個(gè)方面改善。
1)降低磷石膏中P2O5含量
P2O5對(duì)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(jīng)驗(yàn)表明：熟料中P2O5<1%時(shí)，對(duì)水泥早期強(qiáng)度沒(méi)有影響，且能提高28d強(qiáng)度；當(dāng)熟料P2O5—1～2%時(shí)，只影響早期強(qiáng)度，而不影響水泥的長(zhǎng)期強(qiáng)度；當(dāng)Pz()5>2%時(shí)，將明顯降低水泥早期強(qiáng)度和長(zhǎng)期強(qiáng)度。故磷石膏中P。05含量必須低于0．5%(二水物干基)。加強(qiáng)磷銨生產(chǎn)過(guò)程控制，降磷石膏中磷含量是既合理又經(jīng)濟(jì)的方法。
2)采用窯外分解煅燒技術(shù)，摻加BaS04作礦劑。
3)提高水泥粉磨細(xì)度
磷石膏熟料適合細(xì)磨，用磷石膏生產(chǎn)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(shí)最好少摻或不摻混合材或用兩種．兩種以上的混合材進(jìn)行復(fù)摻，最好選用對(duì)早期強(qiáng)，有利，而互補(bǔ)性又強(qiáng)的堿性和惰性同時(shí)具備的混合材料，這種混合材能提高水泥3d和7d強(qiáng)度。
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