CN105905872A - 一种利用磷石膏生产硫酸及生石灰的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种回收利用饲料级磷酸氢钙生产过程中产生的堆弃物磷石膏，将其制备为生产饲料级磷酸氢钙所需原料硫酸及生石灰的方法。将磷石膏粉碎并烘干，转入干法回转窑，加入黄铁矿粉末，进行煅烧，得到氧化钙、氧化铁与二氧化硫，其中固体物料可用于生产水泥。固体物料经磁筛分离后得到生石灰，二氧化硫经转化后吸收得到硫酸，二者均可用于生产饲料级磷酸氢钙。本发明经济、有效，既解决了堆弃物磷石膏对环境的污染和占用地方的问题，又生成了生产原料。

Description

一种利用磷石膏生产硫酸及生石灰的方法
技术领域
本发明属于磷化工处理技术领域，具体涉及一种利用磷石膏生产硫酸及生石灰的方法。
背景技术
磷石膏是磷酸或磷肥生产过程中产生的工业固体废弃物，主要化学成分是硫酸钙，主要杂质为磷，其次尚有碱金属盐、硅、铁、铝、镁等杂质。全世界每年排放的磷石膏超过1.5亿吨，中国作为世界第一大磷肥生产国，每年磷石膏排放量接近5000万吨，云南省的排放量达1000万吨。一般企业对磷石膏的处置手段为废弃堆积，造成了严重的资源浪费和潜在的环境危害。目前，对磷石膏的利用率较低，主要用于生产水泥、砖、板等建筑材料。随着研究的深入，人们将磷石膏分解制备氧化钙和二氧化硫。主要是将磷石膏与炭粉或者铁粉一起煅烧，得到的二氧化硫经转化后吸收为硫酸。氧化钙可以进一步用于其他工业。本发明创造性地用黄铁矿代替炭粉或者铁粉，与磷石膏一起煅烧，化学程式为：11CaSO4+2FeS2=11CaO+15SO2↑+Fe2O3。气体二氧化硫经转化后吸收为硫酸，固体可用于水泥的生产，粉碎后经磁筛分离后得到生石灰，二氧化硫经转化后吸收得到硫酸，二者均可用于生产饲料级磷酸氢钙。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用磷石膏生产硫酸及生石灰的方法。
本发明的目的是这样实现的：包括以下四个步骤：
A. 将磷石膏用球磨机粉碎，送入滚筒烘干机，烘干到水分为1~5%；
B. 将烘干的磷石膏粉转入干法回转窑，加入黄铁矿粉末，进行煅烧；
C. 将步骤B中得到的物料冷却后粉碎，置入磁筛内，震动，氧化铁吸附在磁筛上，其余物料为生石灰；
D. 步骤B中煅烧后的窑气输入到装有五氧化二钒的转化塔，二氧化硫转化为三氧化硫，进入硫酸吸收塔，制成硫酸。
步骤A中，干燥条件为100～110℃，干燥时间30～60min。
步骤B中，黄铁矿粉末与烘干后磷石膏粉的质量比为1:10~1:5。
步骤B中，煅烧的温度为900~1200℃，煅烧时间30～60min。
步骤B中所得到的煅烧后的物料用于水泥的制作。
步骤C中，物料冷却后粉碎至粒径为50~100目。
步骤C中所得到的生石灰用于饲料级磷酸氢钙的生产。
步骤D中，窑气的温度控制在300~500℃。
步骤D中，硫酸吸收塔中的硫酸浓度为80~99%。
步骤D中制得的硫酸用于饲料级磷酸氢钙的生产。
本发明优点：
本发明利用磷石膏生产硫酸及生石灰，运用较为廉价的黄铁矿一起煅烧，成本较低。本发明利用磷石膏生产硫酸及生石灰，可用于饲料级磷酸氢钙的生产，充分利用了磷石膏的钙元素与硫元素。本发明解决了堆弃物磷石膏对环境的污染和占用地方的问题。
具体实施方式
下面对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明所作的任何变换，均属于本发明的保护范围。
实施例1：
取磷石膏100kg，用球磨机粉碎，送入滚筒烘干机，干燥条件为100℃，干燥时间60min，烘干到水分为5%；转入干法回转窑，加入黄铁矿粉末10kg，进行煅烧，煅烧的温度为1200℃，煅烧时间30min；煅烧后的物料冷却后粉碎至粒径为50目，置入磁筛内，震动，氧化铁吸附在磁筛上，其余物料为生石灰；煅烧后的窑气温度控制在300℃输入到装有五氧化二钒的转化塔，二氧化硫转化为三氧化硫，进入硫酸吸收塔，硫酸浓度为80%，制成硫酸。
实施例2：
取磷石膏100kg，用球磨机粉碎，送入滚筒烘干机，干燥条件为110℃，干燥时间30min，烘干到水分为3%；转入干法回转窑，加入黄铁矿粉末15kg，进行煅烧，煅烧的温度为1000℃，煅烧时间50min；煅烧后的物料冷却后粉碎至粒径为80目，置入磁筛内，震动，氧化铁吸附在磁筛上，其余物料为生石灰；煅烧后的窑气温度控制在400℃输入到装有五氧化二钒的转化塔，二氧化硫转化为三氧化硫，进入硫酸吸收塔，硫酸浓度为90%，制成硫酸。
实施例3：
取磷石膏100kg，用球磨机粉碎，送入滚筒烘干机，干燥条件为105℃，干燥时间45min，烘干到水分为1%；转入干法回转窑，加入黄铁矿粉末20kg，进行煅烧，煅烧的温度为900℃，煅烧时间60min；煅烧后的物料冷却后粉碎至粒径为100目，置入磁筛内，震动，氧化铁吸附在磁筛上，其余物料为生石灰；煅烧后的窑气温度控制在500℃输入到装有五氧化二钒的转化塔，二氧化硫转化为三氧化硫，进入硫酸吸收塔，硫酸浓度为99%，制成硫酸。
实施例1~3的元素回收率见下表。
钙回收率 硫回收率
实施例1 90% 77%
实施例2 88% 72%
实施例3 91% 65%
钙回收率=（生石灰质量×生石灰中钙含量）÷（磷石膏质量×磷石膏中钙含量）×100%
硫回收率=（硫酸终质量×硫酸终浓度－硫酸初质量×硫酸初浓度）×32÷98÷（磷石膏质量×磷石膏中硫含量＋黄铁矿粉末质量×黄铁矿中硫含量）×100%。

Claims (10)

1.一种利用磷石膏生产硫酸及生石灰的方法，其特征在于主要包括以下四个步骤：
A. 将磷石膏用球磨机粉碎，送入滚筒烘干机，烘干到水分为1~5%；
B. 将烘干的磷石膏粉转入干法回转窑，加入黄铁矿粉末，进行煅烧；
C. 将步骤B中得到的物料冷却后粉碎，置入磁筛内，震动，氧化铁吸附在磁筛上，其余物料为生石灰；
D. 步骤B中煅烧后的窑气输入到装有五氧化二钒的转化塔，二氧化硫转化为三氧化硫，进入硫酸吸收塔，制成硫酸。
2.根据权利要求1所述的利用磷石膏生产硫酸及生石灰的方法，其特征是：所述的步骤A中，干燥条件为100～110℃，干燥时间30～60min。
3.根据权利要求1所述的利用磷石膏生产硫酸及生石灰的方法，其特征是：所述的步骤B中，黄铁矿粉末与烘干后磷石膏粉的质量比为1:10~1:5。
4.根据权利要求1所述的利用磷石膏生产硫酸及生石灰的方法，其特征是：所述的步骤B中，煅烧的温度为900~1200℃，煅烧时间30～60min。
5.根据权利要求1所述的利用磷石膏生产硫酸及生石灰的方法，其特征是：所述的步骤B中所得到的煅烧后的物料用于水泥的制作。
6.根据权利要求1所述的利用磷石膏生产硫酸及生石灰的方法，其特征是：所述的步骤C中，物料冷却后粉碎至粒径为50~100目。
7.根据权利要求1所述的利用磷石膏生产硫酸及生石灰的方法，其特征是：所述的步骤C中所得到的生石灰用于饲料级磷酸氢钙的生产。
8.根据权利要求1所述的利用磷石膏生产硫酸及生石灰的方法，其特征是：所述的步骤D中，窑气的温度控制在300~500℃。
9.根据权利要求1所述的利用磷石膏生产硫酸及生石灰的方法，其特征是：所述的步骤D中，硫酸吸收塔中的硫酸浓度为80~99%。
10.根据权利要求1所述的利用磷石膏生产硫酸及生石灰的方法，其特征是：所述的步骤D中制得的硫酸用于饲料级磷酸氢钙的生产。
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