CN1240611C - 磷矿石直接生产水泥和磷酸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种磷矿石直接生产水泥和磷酸的方法，属于磷酸和水泥生产技术领域。本发明的方法由旋转窑生产磷酸的工艺及将生产磷酸后的炉料通过换热器回收废热后与石膏调凝剂进行配料，再经球磨设备处理后制成水泥的工艺结合而成。本发明配料烘干工序中的原料是以磷矿石、硅石、煤粉、铝矾土按CaO/SiO2摩尔比为0.6混合；脱水后的球料进入旋转窑在1560℃煅烧，球料在窑内停留时间为2小时，煅烧过程中引入炉窑内的燃料为煤粉，球料粘接剂为粘土。本发明与现有技术相比，具有水泥生产成本低，解决了磷酸生产的废渣、废水、废气排放问题，提高了现有旋窑水泥装置的设备利用率和效益，能同时生产出磷酸和水泥等优点。

Description

磷矿石直接生产水泥和磷酸的方法
技术领域：
本发明涉及一种磷矿石直接生产水泥和磷酸的方法，属于磷酸和水泥生产技术领域。
背景技术：
磷酸的生产工艺已有多种。其中，美国Occidental Reseajc corp oration(ORC)提出采用KPA法即回转窑生产磷酸的方法(见磷酸资料汇编，总第22期，24～39页)，并进行了Φ0.84内×9.14米回转窑中试装置的试验(US专利NO.4.389.384)，其方法是将磷矿石、硅石、碳质还原剂(焦粉或煤粉)磨到50～85％-325目，加1％的膨润土造球，经干燥预热后送入旋转窑内，以天燃气为热能，控制温度1400～1500℃，CaO/SiO2的磨尔比为0.26～0.55，使球团熔点高于磷矿石的还原温度，磷以蒸气的形式从球团中挥发出来，然后在窑的中部空间被空气氧化成五氧化二磷，氧化放出的热又辐射到球层供给还后所需热，将含P2O5的窑气水合吸即得磷酸。
现有的水泥类型主要由硅酸盐水泥熟料以及调凝剂石膏等组成。
经文献检索，未见将磷酸生产工艺和水泥生产工艺结合在一起，并能同时生产出磷酸和水泥的公开报道。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术之不足，而提供一种将磷酸生产工艺和水泥生产工艺结合在一起，并能同时生产出磷酸和水泥的方法。
本发明的技术方案是：本发明的方法由旋转窑生产热法磷酸的工艺及将生产磷酸后的炉料通过换热器回收废热后与石膏调凝剂进行配料，再经球磨设备处理后制成水泥的工艺结合而成。磷酸生产工艺的原料是以磷矿石、硅石、煤粉、铝矾土按CaO/SiO2摩尔比为0.6混合；经细磨至200～300目，以粘土为粘接剂造球，通过干燥器预热后，球在水泥旋窑中于1560℃加热煅烧，球料在窑内停留时间为2小时，煅烧过程中引入炉窑内的燃料为煤粉，同时通以热空气为磷蒸气供氧，使磷蒸气被氧化为P2O5并放出热能，产生的CO被燃烧氧化为CO2而放热，产生的含P2O5窑气经旋风除尘装置除尘并降温后，进入水合塔水合吸收，制得磷酸；而球料出窑后，经回收废热(旋转热交换器)后，降温至100℃左右配入石膏，进入球磨机磨细、制得硅酸盐水泥。
旋转窑内物质的反应式如下：
1.
2.
3.
本发明所用的设备均为现有的公知设备。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和积极效果：
1.优化修改组合了新的硅酸盐水泥生料配方，同一生产方法可出两个产品，大幅降低了水泥生产成本。
2.利用本发明工艺，可以提高现有旋窑水泥装置的设备利用率和设备效益。
3.本发明充分利用了还原反应产生的CO燃烧及磷蒸气的氧化所放出的热能，可大幅降低炉窑的外供热能，有效的降低了水泥热料生产的热能消耗量。
4.利用窑熟料的回收热对生料进行烘干及预热，即可节省热能，又可缩短生料的煅烧时间，即节能又能提高产量。
5.本发明解决了磷酸生产的废渣、废水、废气排放问题，属环保型工艺。
附图说明：
附图为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式：
将磷矿石(含P2O527％)、硅石(含SiO298％)、煤粉(含固定碳80％)、铝矾土(含Al2O335％)按CaO/SiO2摩尔比为0.6混合，经细磨后达250目＞80％，再混以粘浆制球，70％的球的球径15mm，在500℃气分中干燥，干燥后的球料送入已预热至1300℃的长10.2米，内径Φ0.8米的旋窑中加热、物料在窑中停留时间2小时，产生的含P2O5窑气经旋转除尘装置除尘并降温后，进入水合塔水合吸收，制得含H3PO485％的磷酸；而球料出窑后，降温至100℃时配入石膏，进入球磨机磨细、制得硅酸盐水泥。

Claims (1)

1.一种磷矿石直接生产水泥和磷酸的方法，包括回转窑生产磷酸的工艺，其特征在于它还包括将生产磷酸后的炉料通过换热器回收废热后与石膏调凝剂进行配料，再经球磨设备处理后制成水泥的工艺；本发明配料烘干工序中的原料是以磷矿石、硅石、煤粉、铝矾土按CaO/SiO2摩尔比为0.6混合；经细磨至200～300目，以粘土为粘接剂造球；脱水后的球料进入旋转窑在1560℃煅烧，球料在窑内停留时间为2小时，煅烧过程中引入炉窑内的燃料为煤粉；球料出窑后，降温至100℃时配入石膏调凝剂进行配料。
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