CN109289408A - 磷矿煅烧废气处理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磷矿煅烧废气处理方法及系统，方法包括：将磷矿煅烧废气依次通入旋风分离器和洗涤塔处理，其中旋风分离器对废气中固体灰尘的分离比例为60～90％。采用本发明的以上磷矿煅烧废气处理方法，通过将含有磷矿煅烧渣颗粒的废气通过旋风分离器分离后倒入洗涤塔后，利用水洗生成的碱对废气进行吸收，进一步生成硫酸钙和硫酸镁，从而消除废气中的二氧化硫；既可以避免采用新的废气吸收物料，也避免了新废料的生成。

Description

磷矿煅烧废气处理方法及系统
技术领域
本发明涉及磷矿加工技术领域，尤其涉及一种磷矿煅烧废气处理方法及系统。
背景技术
我国磷矿贮量居世界第二位，但贮量的80％左右是中低品位磷矿，其中多为难选的中低品位胶磷矿，矿物颗粒细、嵌布紧密，伴生镁等杂质较高，它会降低磷矿石的品位，增大磷矿湿法处理时的硫酸消耗，影响磷酸及磷酸盐深加工的过程及产品的质量。
为了提升将磷矿用作于肥料制备原料的品质，ZL201510226362.7号名称为“一种由中低品位磷矿制取磷精矿副产碳酸钙、氧化镁的工艺”的发明专利提出了一种对中低品位磷矿进行加工去除其中的钙镁杂质的磷精矿制备过程，包括“将中低品位磷矿为主要原料在900～1100℃的温度下煅烧，并将煅烧后的煅烧渣依次用60～100℃的水进行消化、硝酸铵溶液浸取，最后再经过硫酸铵溶液浸取得到磷精矿”。
基于更加优良的磷精矿制备的品质，201710912084.X号“快速确定磷矿钙镁浸取工艺条件的方法及应用”专利中还提出了更加精细的方法过程，包括“将磷矿原料先粉碎至合适的粒径、并采用合适量比的煤粉混合后，进行煅烧；煅烧后按照铵离子的摩尔量与待浸取钙镁元素的总摩尔量构建水溶液体系进行浸取”。
上述方法都是采用将磷矿原料先煅烧后，用铵溶液浸取除杂；在实施的过程中煅烧环节会产生大量含二氧化碳和二氧化硫的废气，目前的主要处理方式是经脱硫塔后、再用吸附和处理装置助理后排放。这一废气处理的过程中需要进行单独脱硫，而单独脱硫会导致产生新的废弃物、或需要利用新的原材料，即增加了成本又产生了新的污染物。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种磷矿煅烧废气处理方法，旨在不增加新的原料情形下能有效消除磷矿煅烧废气中的二氧化硫，消除环境污染并降低成本。
为实现上述目的，本发明提供的磷矿煅烧废气处理方法，方法包括：将磷矿煅烧废气依次通入旋风分离器和洗涤塔处理；其中旋风分离器对废气中固体灰尘的分离比例为60～90％。
采用本发明的以上磷矿煅烧废气处理方法，通过将含有磷矿煅烧渣颗粒的废气通过旋风分离器分离后倒入洗涤塔后，利用水洗生成的碱对废气进行吸收，进一步生成硫酸钙和硫酸镁，从而消除废气中的二氧化硫；既可以避免采用新的废气吸收物料，也避免了新废料的生成。
优选地，所述旋风分离器中气体流动速率为2500～3500m3/h。
优选地，所述洗涤塔喷淋中液气体积比为5～10：1。
优选地，所述磷矿煅烧废气是中低品味磷矿在900～1100℃的温度下煅烧产生。
优选地，所述方法还包括：
将所述洗涤塔洗涤得到的气体通入包含氨水的液体；
将所述洗涤塔得到的液体通入到湿法球磨机的入料口，随同磷矿煅烧渣一同进行湿法球磨。
在上述废气处理方法的基础上，本发明进一步提出实现上述方法的磷矿煅烧废气处理系统，包括旋风分离器和洗涤塔；其中，所述旋风分离器的进气口与磷矿旋转煅烧窑的废气出口连接；
所述旋风分离器的出气口与洗涤塔的进气口连接。
优选地，所述旋风分离器为轴流式旋风分离器。
优选地，所述旋风分离器中气体流动速率为2500～3500m3/h。
优选地，所述洗涤塔喷淋的液气体积比为5～10：1。
具体实施方式
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种磷矿煅烧废气处理方法，方法包括：将煅烧废气依次通入旋风分离器和洗涤塔处理；其中设定和控制旋风分离器对废气中固体灰尘的分离比例为60～90％。。
本发明实施中，煅烧废气的来源是中低品味磷矿在旋转煅烧炉中于900～1100℃的温度下煅烧获得产生，在旋转煅烧炉的排气口排出的废气除了含有煅烧磷矿生成的二氧化碳/二氧化硫等废气以外，主要还含有混在废气中的磷矿煅烧渣固体颗粒；磷矿煅烧渣固体颗粒中除了主要的碳氟磷灰石之外，还含有比较多的煅烧生成的氧化钙和氧化镁等。
基于上述，在本发明的废气处理方法利用磷矿煅烧渣固体颗粒中的碱性成分，先将废气通过旋风分离器处理，分离其中适当比例的部分颗粒而不是完全分离，一方面能初步回收磷矿煅烧产物降低有效产物的损失，另一方面还能使废气煅烧渣颗粒不过分的沉淀出去而能保留一定低细度的煅烧渣颗粒，用于后续废气处理。然后，将通过旋风分离器处理后的废气进一步输入洗涤塔中进行水洗，在洗涤塔中固体颗粒所含有的煅烧生成的氧化钙和氧化镁与水生成碱，并吸收二氧化硫气体，形成硫酸/亚硫酸，进一步生成硫酸钙和硫酸镁，从而消除废气中的二氧化硫。
在实施中，旋风分离器中气体的流动速率与后续洗涤塔中的吸收效果紧密相关；旋风分离器中气流速率过高则固体颗粒很难被分离，导入洗涤塔后腐蚀性和粘黏吸附不利于处理；旋风分离器气流流动缓慢则无法带动固体颗粒在废气中留存，而降低了后续水洗时碱的生成，不利于二氧化硫的吸收；因此基于这一情形，本发明中采用控制旋风分离器中气体流动速率为2500～3500m3/h。
废气从旋风分离器排气口直接输入到洗涤塔内，在洗涤塔中气体从下往上运行、而喷淋的水从上往下运行，从而水、气充分接触实现对气体的洗涤。为了保证二氧化硫的吸收效果，在本发明中调整洗涤塔进行喷淋工作的液气体积比按照5～10：1进行。既能保证洗涤过程有充分的喷淋接触，也能维持洗涤液的碱性满足二氧化硫的吸收效率。
当然，进一步洗涤塔之后还可以对洗涤塔处理后的洗涤气体和洗涤液体进行分别处理或利用，包括：将所述洗涤塔洗涤得到的气体通入包含氨水的液体；以及，将所述洗涤塔得到的液体通入到湿法球磨机的入料口，随同磷矿煅烧渣一同进行湿法球磨。分别洗涤后的气体和液体进行吸收和利用处理，提升效益。
采用本发明的以上磷矿煅烧废气处理方法，通过将含有磷矿煅烧渣颗粒的废气通过旋风分离器分离后倒入洗涤塔后，利用水洗生成的碱对废气进行吸收，进一步生成硫酸钙和硫酸镁，从而消除废气中的二氧化硫；既可以避免采用新的废气吸收物料，也避免了新废料的生成。
本发明进一步还提出采用上述方法进行磷矿煅烧废气处理的系统，包括旋风分离器和洗涤塔，其中旋风分离器的进气口与进行磷矿煅烧的旋转煅烧窑废气出口连接、旋风分离器的排气口与洗涤塔气体入口端连接。
基于本发明的效果和要求，进一步优选旋风分离器采用轴流式旋风分离器，其结果和工作原理是利用导流叶片使气流在旋风分离器内旋转，压力损失最小，在进行气固分离的同时能保证在废气中仍然保留部分的磷矿煅烧渣的固体颗粒物，进而利于后续在洗涤塔中生成碱吸收二氧化硫。
同时，在本发明的磷矿煅烧废气处理的系统中，出于提升废气吸收率的立意，可以加设一回流气道，将从下往上洗涤后的气体再次导入至下方的液槽再次吸收后排出。
为使本发明上述的磷矿煅烧废气处理方法细节更利于本领域技术人员的理解和实施，以及验证本案磷矿煅烧废气处理方法所在废气处理上的效果，以下通过具体的实施例来对本案的上述内容进行举例说明。
实施例1
S10，构建废气处理系统：通过输气管道将磷矿旋转煅烧窑、旋风分离器(腾达机械XLP/A-3.0)和洗涤塔(立创LCPL12K)依次连接；
S20，设定和调整旋风分离器的气流量为3000m3/h、洗涤塔的液气体积比7：1后运行各设备，洗涤塔中的液体在洗涤塔中循环，循环过程中补充水和排出洗涤液。然后检测洗涤塔顶端排出的废气中的二氧化硫含量和粉尘含量，检测的结果中二氧化硫含量<0.01mg/m3，并且废气经过洗涤塔的喷淋水洗和重吸收，颗粒粉尘含量<0.03μg/m3，均远远低于排放标准。并且整个废气处理的体系中，都采用废气自身的成分相互反应吸收完成，并不额外添加有用来处理废气的物料，产物仅有洗涤塔排出的混合浆料。
排出的混合料浆中含有的硫酸钙/硫酸镁/碳酸钙/碳酸镁等无污染物质可以进一步分离纯化/加工生产石膏、镁盐等副产品，获得更多的经济收益。
在以上实施的基础上，控制和调整旋风分离器按照不同的固体分离比例，设定旋风分离器的气流量、以及洗涤塔的液气体积比进行废气处理，检测洗涤塔顶端排出的废气中的二氧化硫含量和粉尘含量，结果如下表：
旋风分离器如果过度将固体沉降，会导致洗涤塔中可吸收二氧化硫的煅烧磷矿粉末过少，这样粉末经过消化形成氢氧化钙和氢氧化镁的量过少，吸收二氧化硫的量难以保证，所以会导致二氧化硫超标，但是旋风分离器对粉尘的沉降太少，导致洗涤塔难以及时洗涤太多的粉尘，会导致粉尘超标。所以控制旋风分离器对固体的分离率的控制是关键技术指标。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种磷矿煅烧废气处理方法，其特征在于，方法包括：将磷矿煅烧废气依次通入旋风分离器和洗涤塔处理，其中旋风分离器对废气中固体灰尘的分离比例为60～90％。
2.如权利要求1所述的磷矿煅烧废气处理方法，其特征在于，所述旋风分离器中气体流动速率为2500～3500m3/h。
3.如权利要求1或2所述的磷矿煅烧废气处理方法，其特征在于，所述洗涤塔喷淋中液气体积比为5～10：1。
4.如权利要求1或2所述的磷矿煅烧废气处理方法，其特征在于，所述磷矿煅烧废气是中低品味磷矿在900～1100℃的温度下煅烧产生。
5.如权利要求1或2所述的磷矿煅烧废气处理方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述洗涤塔洗涤得到的气体通入包含氨水的液体；
将所述洗涤塔得到的液体通入到湿法球磨机的入料口，随同磷矿煅烧渣一同进行湿法球磨。
6.一种磷矿煅烧废气处理系统，其特征在于，包括旋风分离器和洗涤塔；其中，所述旋风分离器的进气口与磷矿旋转煅烧窑的废气出口连接；
所述旋风分离器的出气口与洗涤塔的进气口连接；
其中，所述旋风分离器对废气中固体灰尘的分离比例为60～90％。
7.如权利要求6所述的磷矿煅烧废气处理系统，其特征在于，所述旋风分离器为轴流式旋风分离器。
8.如权利要求6或7所述的磷矿煅烧废气处理系统，其特征在于，所述旋风分离器中气体流动速率为2500～3500m3/h。
9.如权利要求6或7所述的磷矿煅烧废气处理系统，其特征在于，所述洗涤塔喷淋的液气体积比为5～10：1。
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