CN110218013A - 用改进型立磨系统生产磷石膏建筑石膏粉的方法与设备 - Google Patents

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Abstract

用改进型立磨系统生产磷石膏建筑石膏粉的方法与设备，该方法是，将热风通入立磨内，将磷石膏从立磨的进料口喂入，进入立磨内的磷石膏在磨内热风和辗轮的辗压下和磨内上部转子的撞击下，同时进行烘干、脱水和粉磨，将磷石膏一步转化为以可溶性无水石膏、半水石膏为主要成分的建筑石膏粉末混合物料，建筑石膏粉末混合物料随湿热气流从立磨排出，经连接管道进入选粉机内，在选粉机内分选出预定粒径分布范围的建筑石膏粉，即为目标产品；其余超细粒径粉末和轻质杂质随湿热气流从选粉机的废气出口排出，经连接管道进入收尘器，经收尘器净化粉尘后的含湿废气排空。本发明还包括实施所述方法的设备。本发明产能高，投资较少，操作简单，能耗低。

Description

用改进型立磨系统生产磷石膏建筑石膏粉的方法与设备
技术领域
本发明涉及建筑石膏粉制造技术领域，具体涉及一种用改进型立磨系统生产磷石膏建筑石膏粉的方法与设备。
背景技术
作为大宗工业废渣的磷石膏，其石膏品位、杂质成份及含量、结晶形态、颗粒粒径分布、酸性pH值、含水率等，随矿山品质、细度及工艺设备和工艺控制参数不同而不同，其颜色也从灰白色至灰黑色、或黄白色至黄色不同，致使磷石膏替代天然石膏的开发利用一直不尽人意，利用现有技术，即使选用同一企业的磷石膏，即使进行严谨控制，制取的建筑石膏粉的质量亦常有波动。
磷石膏中影响所制建筑石膏粉性能的杂质可分为粗粒径类石英和未反应的磷灰石矿物等惰性填料型杂质、及微细粒径类颗粒状可溶至难溶杂质、粘附于石膏晶体表面的杂质及嵌入簇状石膏晶体中的杂质，微细粒径类杂质对建筑石膏粉的水化特性和强度的影响较大。
现有的各类磷石膏制建筑石膏粉技术方法的工艺步骤或工艺设备的流程设置可概括为磷石膏烘干、磷石膏脱水为 阝-半水石膏、阝-半水石膏粉磨制建筑石膏粉三个步骤。且无论是炒锅工艺、还是沸腾炉节能工艺或转筒焙烧脱水工艺或采用烘干式破碎机的烘干破碎脱水工艺，其设备投资相对较大而产能较低，对于堆存量逾数亿吨，年新增排放总量近5000万吨的磷石膏的加工力有不逮。而且现有技术方法还都没有涉及到建筑石膏粉颗粒粒径和/或其杂质含量的粉磨分级处理，即现有技术生产的磷石膏建筑石膏粉中的杂质包含了送入脱水过程磷石膏原料中的所有杂质及影响建筑石膏粉强度的所有超细颗粒。至今，水泥生产等行业应用非常成熟的产能高的“立磨+收尘器”粉磨系统，尚未见用于一步法直接烘干、脱水、粉磨、粒径分选去杂制建筑石膏粉的任何研究或实践报道。
对于磷石膏中影响磷石膏建筑石膏粉水化性能和强度的微细粒径类杂质颗粒，现有分离方式是烘干脱水前釆用制浆水洗和离心分离的方法去除部分微细粒径类杂质颗粒物料，分离去杂效果客观上不甚理想。而对于建筑石膏粉而言，合理的粒径范围有利于强度提高，但超细颗粒过多对水化性能和强度影响较大，而对于建筑石膏粉中影响强度的超细颗粒的分离至今尚未见任何研究和实践报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种产能高、投资较少，操作简单，能耗较低，可利用现有水泥生料生产用的“立磨+收尘器”系统，一步实现磷石膏同步烘干、脱水为可溶性无水石膏和半水石膏、粉磨为建筑石膏粉并实现颗粒粒径分布合理分选去杂为不同质量等级的建筑石膏粉的方法与实施该方法的设备。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种用改进型立磨系统生产磷石膏建筑石膏粉的方法，在立磨系统的立磨机和收尘器之间装设选粉机，所述立磨、选粉机、收尘器依次通过管道连接，将热风连续通入立磨内，将磷石膏连续从立磨的进料口喂入，进入立磨内的磷石膏在磨内热风和辗轮的反复辗压下和磨内上部转子的反复撞击下，同时进行烘干、脱水和粉磨，将磷石膏直接一步转化为以可溶性无水石膏、半水石膏为主要成分的建筑石膏粉末混合物料，所述建筑石膏粉末混合物料随湿热气流从立磨排出，经连接管道直接进入选粉机内，在选粉机内分选出预定粒径分布范围的建筑石膏粉，即为目标产品；其余的超细粒径粉末和轻质杂质等随湿热气流从选粉机的废气出口排出，经连接管道直接进入收尘器，经收尘器净化粉尘后的含湿废气排空。
由收尘器收集的超细颗粒粉末，可作为次品或等外品建筑石膏粉使用、销售。
进一步，所述热风的温度≥170℃；优选180℃～500℃，更优选190℃～440℃。
进一步，控制立磨出料口的温度≥100℃；优选105℃～180℃，更优选110℃～160℃。
进一步，控制收尘器的温度≥90℃；优选98℃～178℃。
进一步，所述热风由燃煤或生物质热风炉、燃气热风炉、燃油热风炉供给，或利用余热供给。
进一步，收尘器排出的湿热废气余热利用热交换器回收余热供给热风炉，以节约能耗。
进一步，所述的磷石膏指含水的新鲜散粒状磷石膏、或改性处理的磷石膏、或净化处理的磷石膏、或堆存结块后破碎至<80mm的块粒状磷石膏、或含水的半水磷石膏。
进一步，立磨内喂入磷石膏的同时，可根据需要，同时配入改性剂和/或添加剂。以改善产品性能。
一种实施本发明方法所用的设备，包括立磨和收尘器，在立磨和收尘器的连接管道中，设置有选粉机。
进一步，所述立磨为带内置选粉转子的辗压粉磨机，如水泥生产用的生料立磨。
进一步，所述选粉机优选高效的转子式选粉机、高效三分离选粉机、旋风式选粉机、离心式选粉机或专用选粉机，或选用旋风筒选粉机和/或V型选粉机串连。
进一步，所述收尘器优选袋式除尘器、电除尘器或电布袋除尘器。
本发明的技术优势：
1）本发明所用设备主要为水泥生产等行业广泛应用的立磨、选粉机、收尘器等，设备质量可靠而造价低，适用于数十万吨至数百万吨产能规模，投资较小；
2）在立磨内置选粉转子，立磨内的辗轮、磨盘、衬板导热性能远高于磷石膏的导热性能，借热风并以辗磨机构的反复辗磨作用及磨内上部选粉转子对磷石膏反复的撞击作用，既同步（一步法）实现磷石膏的烘干、脱水和粉磨，又解离出粘附在石膏晶体表面上的杂质颗粒及嵌入于簇状石膏晶体颗粒中的微细粒径类杂质颗粒，净化石膏晶体，同时，也使磷石膏中极难分离的微细粒径类杂质的分离成为可能，并采用成熟的高效选粉机从粉末混合物料中分离清除超细颗粒物和轻质杂质；操作简单；
3）利用出磨管道至选粉机中的夹带粉末混合物料的湿热气流环境，将部分过热脱水形成的以可溶性无水石膏和半水石膏及少量二水石膏为主要矿物的粉末混合物料全部转化为以半水石膏为主要成分的粉末物料，即利用湿热条件将可溶性无水石膏快速转化为半水石膏，将少量二水石膏脱水为半水石膏，而半水石膏不会转化为二水石膏，实现半水石膏矿物的稳定；
4）对磷石膏的质量波动、水份含量变化适应性强，建筑石膏粉的产量及产品质量易于通过调整立磨转子速度和辗轮机构转速压力参数、磷石膏喂料量、风温风量、及选粉机工艺参数等生产工艺参数的调整控制来予以稳定；
5）工艺简单，为节能环保工艺，无二次污染产生。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
以下实施例，系利用某干法旋窑水泥厂的生料立磨系统改造，将立磨和收尘器的原连接管道截断，加装选粉机，改造为立磨废气出口管道连接选粉机进料口、选粉机废气出口管道连接收尘器进风口，热风釆用燃气热风炉供给。利用此改进型立磨粉磨系统以磷石膏为原料制取建筑石膏粉。产品性能检测按照GB/T9776-2008（建筑石膏）标准执行。
实施例1
选用某磷石膏水洗生产线堆场已水洗后的磷石膏 ，灰白色，检测含水率波动在22.8～26.9%，（干基）二水石膏含量波动在91.6～96.3%，以此磷石膏利用改进型立磨粉磨系统一步法制建筑石膏粉：
进入球磨机内热风温度调至210℃±10℃，将含水磷石膏从立磨进料口连续喂入立磨内，控制立磨出口温度在123℃±5℃、收尘器温度在120℃±5℃。选粉机连续分选出建筑石膏粉末物料，袋式除尘器连续收集超细粉料。
取选粉机分离的8个建筑石膏粉末样混合均匀后检测：白度59度，标准稠度需水量0.68，初凝6′19″、终凝9′38″，抗压强度7.14MPa、抗折强度3.26MPa。主要指标达一等品。
取袋式收尘器收集的8个超细粉料样混合均匀后检测：颜色为灰色，标准稠度需水量0.84，初凝17′39″、终凝28′7″，抗压强度3.04MPa、抗折强度1.62MPa。主要指标勉强达到3等品但只能作为等外品。
实施例2
选用某磷化工企业露天堆场已完全固化结块的磷石膏，预破碎至粒径为40mm以下块粒状物料 ，灰色，检测含水率波动在11.6～18.7%，（干基）二水石膏含量波动在83.9～92.7%，以此磷石膏利用改进型立磨粉磨系统一步法制建筑石膏粉：
入立磨热风温度调至290℃±20℃，将含水块粒状磷石膏连续喂入立磨内，控制立磨出口温度在140℃±10℃、收尘器温度在130℃±10℃。选粉机连续分选出建筑石膏粉末物料，袋式除尘器连续收集超细粉料。
取选粉机分离的16个建筑石膏粉末样混合均匀后检测：白度34度，标准稠度需水量0.65，初凝8′47″、终凝13′34″，抗压强度7.41MPa、抗折强度3.30MPa。主要指标达一等品。
取袋式收尘器收集的16个超细粉料样混合均匀后检测：颜色为灰黑色，标准稠度需水量0.88，初凝4′12″、终凝28′30″，抗压强度3.70MPa、抗折强度1.51MPa。为等外品。
实施例3
选用某化工企业新鲜磷石膏散料 ，灰白色，检测含水率波动在22.6～26.3%，（干基）二水石膏含量波动在87.9～94.3%，以此磷石膏利用改进型立磨粉磨系统一步法制建筑石膏粉：
入磨热风温度调至340℃±10℃，将含水磷石膏从立磨进料口连续喂入球磨机内，同时，从立磨进料口连续喷加占含水磷石膏质量比为1.6%的石灰乳，控制立磨出口温度在135℃±10℃、收尘器温度在135℃±10℃。选粉机连续分选出建筑石膏粉末物料，袋式除尘器连续收集超细粉料。
取选粉机分离的16个建筑石膏粉末样混合均匀后检测：白度41度，标准稠度需水量0.61，初凝8′40″、终凝13′34″，抗压强度7.86MPa、抗折强度3.50MPa。主要指标达一等品。
取袋式收尘器收集的16个超细粉料样混合均匀后检测：颜色为灰色，标准稠度需水量0.92，初凝12′12″、终凝28′32″，抗压强度3.56MPa、抗折强度1.57MPa。为等外品。
实施例4、
选用某化工企业新排出的具有缓慢硬化特性的“半水磷石膏”物料 ，灰色，检测含水率波动在22.1～26.7%，以此“半水磷石膏”利用改进型立磨粉磨系统一步法制建筑石膏粉：
入磨热风温度调至200℃±10℃，将含水的“半水磷石膏”从立磨进料口连续喂入球磨机内，同时，从立磨进料口连续喷加占含水磷石膏质量比为3.1%的石灰乳、及占含水磷石膏质量比为0.18%的改性剂，控制立磨出口温度在165℃±10℃、收尘器温度在163℃±10℃。选粉机连续分选出建筑石膏粉末物料，袋式除尘器连续收集超细粉料。
取选粉机分离的16个建筑石膏粉末样混合均匀后检测：灰白色，标准稠度需水量0.59，初凝15′47″、终凝19′38″，抗压强度8.23MPa、抗折强度3.75MPa。主要指标达一等品。
取袋式收尘器收集的16个超细粉料样混合均匀后检测：颜色为灰黑色，标准稠度需水量0.82，初凝11′15″、终凝29′33″，抗压强度3.85MPa、抗折强度1.58MPa。为等外品。
实施例5、
选用某磷化企业堆场已结块磷石膏 ，预破碎至30mm以下块粒状物料，淡黄色，检测含水率波动在10.8～16.6%，（干基）二水石膏含量波动在84.9～92.1%，以此磷石膏利用改进型立磨粉磨系统一步法制建筑石膏粉：
入磨热风温度调至240℃±10℃，将含水块粒状磷石膏从立磨进料口连续喂入立磨内，同时，连续加入占含水磷石膏质量比为1.8%的粉状添加剂，控制立磨出口温度在138℃±10℃、收尘器温度在125℃±10℃。选粉机连续分选出建筑石膏粉末物料，袋式除尘器连续收集超细粉料。
取选粉机分离的16个建筑石膏粉末样混合均匀后检测：黄白色，标准稠度需水量0.67，初凝9′37″、终凝18′39″，抗压强度6.4MPa、抗折强度3.1MPa。主要指标达一等品。
取袋式收尘器收集的8个超细粉料样混合均匀后检测：颜色为黄色，标准稠度需水量0.89，初凝4′57″、终凝27′33″，抗压强度3.32MPa、抗折强度1.57MPa。为等外品。

Claims (10)

1.一种用改进型立磨系统生产磷石膏建筑石膏粉的方法，其特征在于，在立磨系统的立磨机和收尘器之间装设选粉机，所述立磨、选粉机、收尘器依次通过管道连接，将热风连续通入立磨内，将含水磷石膏连续从立磨的进料口喂入，进入立磨内的含水磷石膏在磨内热风和辗轮的反复辗压下和磨内上部转子的反复撞击下，同时进行烘干、脱水和粉磨三个过程，将含水磷石膏直接一步转化为以可溶性无水石膏、半水石膏为主要成分的建筑石膏粉末混合物料，所述建筑石膏粉末混合物料随湿热气流从立磨排出，经连接管道直接进入选粉机内，在选粉机内分选出预定粒径分布范围的建筑石膏粉，即为目标产品；其余的超细粒径粉末和轻质杂质等随湿热气流从选粉机的废气出口排出，经连接管道直接进入收尘器，经收尘器净化粉尘后的含湿废气排空。
2.如权利要求1所述的用改进型立磨系统生产磷石膏建筑石膏粉的方法，其特征在于，所述热风的温度≥170℃；优选180℃～500℃，更优选190℃～440℃。
3.如权利要求1或2所述的用改进型立磨系统生产磷石膏建筑石膏粉的方法，其特征在于，控制立磨出料口的温度≥100℃；优选105℃～180℃，更优选110℃～160℃。
4.如权利要求1-3之一所述的用改进型立磨系统生产磷石膏建筑石膏粉的方法，其特征在于，控制收尘器的温度≥90℃；优选98℃～178℃。
5.如权利要求1-4之一所述的用改进型立磨系统生产磷石膏建筑石膏粉的方法，其特征在于，，所述热风由燃煤或生物质热风炉、燃气热风炉、燃油热风炉供给，或利用余热供给。
6.如权利要求1-5之一所述的用改进型立磨系统生产磷石膏建筑石膏粉的方法，其特征在于，收尘器排出的湿热废气余热利用热交换器回收余热供给热风炉，以节约能耗。
7.如权利要求1-6之一所述的用改进型立磨系统生产磷石膏建筑石膏粉的方法，其特征在于，所述的磷石膏指含水的新鲜散粒状磷石膏、或改性处理的磷石膏、或净化处理的磷石膏、或堆存结块后破碎至<80mm的块粒状磷石膏、或含水的半水磷石膏。
8.如权利要求1所述的用改进型立磨系统生产磷石膏建筑石膏粉的方法，其特征在于，立磨内喂入磷石膏的同时，可根据需要，同时配入改性剂和/或添加剂。
9.实施权利要求1-8之一所述用改进型立磨系统生产磷石膏建筑石膏粉的方法的设备， 包括立磨、通过管道与立磨连接的收尘器，其特征在于，在立磨和收尘器的连接管道中，设置有选粉机。
10.如权利要求9所述实施权利要求1-8之一所述用改进型立磨系统生产磷石膏建筑石膏粉的方法的设备，其特征在于，所述立磨为带内置选粉转子的辗压粉磨机，优选水泥生产用的生料立磨；所述选粉机优选高效的转子式选粉机、高效三分离选粉机、旋风式选粉机、离心式选粉机或专用选粉机，或选用旋风筒选粉机和/或V型选粉机串连；所述收尘器优选袋式除尘器、电除尘器或电布袋除尘器。
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