CN102838154A - 一种用磷石膏生产硫磺和轻质碳酸钙的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用磷石膏生产硫磺和轻质碳酸钙的工艺，该工艺是将磷石膏和煤按摩尔比1：2～3配成混合料，另加混合料重量1～5%的塑化剂及合适的水量，搅拌均匀后，用压力机或挤泥机成型为空心砌块，用码坯机或机械手码到窑车上；经过隧道干燥室干燥和隧道窑还原焙烧，磷石膏转化为硫化钙，放出二氧化碳，硫化钙破碎粉磨后进入浸取工序,在水和硫化氢的作用下,反应为硫氢化钙溶液，经过滤除杂后,向硫氢化钙溶液中通入二氧化碳进行置换反应,生成轻质碳酸钙和硫化氢气体；轻质碳酸钙经干燥为成品，部分硫化氢气体回浸取工序，另一部分硫化氢气体用湿法吸收氧化法生产硫磺。本发明生产工艺投资少，生产成本低，硫转化率高达95%以上，实现资源的循环利用。
Description
技术领域
本方面涉及化工生产技术领域，具体涉及用磷石膏生产硫磺和轻质碳酸钙的工艺。
背景技术
磷石膏是湿法磷酸和磷肥工业生产所排放的废渣,生产一吨磷酸要产生五吨左右的磷石膏废渣。我国磷肥生产每年要排放数千万吨磷石膏。如此巨大的废渣需要大量的土地堆放，同时对环境造成严重污染。
现有技术有的提出用转炉焙烧磷石膏，有的提出用沸腾炉焙烧分解磷石膏，都不能达到预期效果。主要是以上窑炉在温度、气氛、保温时间等因素上不能满足磷石膏还原分解的要求，因而硫转化率低，无法工业化生产。还有专利提出把料装在匣钵中，放在隧道窑或轮窑中焙烧，这种方法热效率低，能耗高，匣钵更换成本高，这一切使生产硫化钙成本太高，无法推广到生产中。
发明内容
本发明的目的是提供一种用磷石膏生产硫磺和轻质碳酸钙的工艺，本发明生产工艺投资少，生产成本低，节能环保，废弃、废渣全部循环利用，硫转化率高。
本发明的技术方案是：一种用磷石膏生产硫磺和轻质碳酸钙的工艺，其特征是包括步骤
（1）磷石膏和煤按摩尔比1：2～3配成混合料，另加混合料重量1～5%的塑化剂及合适的水量，搅拌均匀后，用压机或挤泥机成型为空心砌块，用码坯机或机械手码到窑车上，经过隧道干燥室干燥和隧道窑还原焙烧，磷石膏转化为硫化钙，放出二氧化碳。
CaSO4+2C=CaS+2CO2↑
（2）硫化钙粉料在水中同时加入硫化氢气体进行浸取生成溶于水的硫氢化钙[Ca(HS)2]
2CaS+2H2O= Ca(HS)2+Ca(OH)2
Ca(OH)2+2H2S= Ca(HS)2+2H2O
（3）硫氢化钙溶液中通入CO2气体进行置换，生成轻质碳酸钙沉淀和硫化氢气体。
Ca(HS)2+ CO2+ H2O=CaCO3↓+2H2S↑
（4）硫化氢气体用湿法吸收氧化法生产硫磺。
其中焙烧温度为900～1200℃、还原气氛中一氧化碳含量占整个气体含量的3～8％、氧含量占整个气体含量的0～3％（越低越好）、在最高温度保温2～5小时。
本发明的优点：
1、本发明用隧道窑直接焙烧磷石膏。在焙烧温度、还原气氛、保温时间等工艺参数完全满足磷石膏还原分解的要求。硫转化率可达95%以上。
2、隧道窑产量高，建造费用低，运行成本低，调节方便，全线实现自动化。隧道窑排出废气后经过隧道窑循环焙烧后提高了 CO2的浓度，净化后用于硫氢化钙的炭化置换工序。
3、本发明生产工艺投资少，能大量利用磷石膏。节能环保，废弃、废渣全部循环利用。生产的硫磺和轻质碳酸钙质量附合国家标准，生产成本低，有相当的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示，将磷石膏和煤按摩尔比1：2～3配成混合料，另加混合料重量1～5%的塑化剂及合适的水量，搅拌均匀后，用压力机或挤泥机成型为空心砌块，用码坯机或机械手码到窑车上；经过隧道干燥室干燥和隧道窑还原焙烧，磷石膏转化为硫化钙，放出二氧化碳；硫化钙粉料在水中同时加入硫化氢气体进行浸取生成溶于水的硫氢化钙；硫氢化钙溶液中通入二氧化碳气体进行置换，生成轻质碳酸钙沉淀和硫化氢气体；硫化氢气体用湿法吸收氧化法生产硫磺。其中焙烧温度为900～1200℃、还原气氛中一氧化碳含量占整个气体含量的4％、氧含量占整个气体含量的2％、在最高温度保温5小时。
以年利用磷石膏废渣15万吨生产线为例，可生产：
硫磺2.2万吨/年；轻质碳酸钙:6.6万吨/年。总投资:3200万左右(不包括土地)。年产值：2.2万吨×1300元/吨=2860万元/年；6.6万吨×400元/吨=2640万元/年；成本预算:3000万元/年 (包括折旧)；年利润:2500万元/年；两年之内收回成本。
Claims (2)
1.一种用磷石膏生产硫磺和轻质碳酸钙的工艺，其特征是将磷石膏和煤按摩尔比1：2～3配成混合料，另加混合料重量1～5%的塑化剂及合适的水量，搅拌均匀后，用压力机或挤泥机成型为空心砌块，用码坯机或机械手码到窑车上；经过隧道干燥室干燥和隧道窑还原焙烧，磷石膏转化为硫化钙，放出二氧化碳；硫化钙粉料在水中同时加入硫化氢气体进行浸取生成溶于水的硫氢化钙；硫氢化钙溶液中通入二氧化碳气体进行置换，生成轻质碳酸钙沉淀和硫化氢气体；硫化氢气体用湿法吸收氧化法生产硫磺。
2.如权利要求1所述的用磷石膏生产硫磺和轻质碳酸钙的工艺，其特征是焙烧温度为900～1200℃；还原气氛中一氧化碳含量占整个气体含量的3～8％、氧含量占整个气体含量的0～3％；在最高温度保温2～5小时。
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