CN205133420U - 一种制备净化型磷石膏水泥缓凝剂的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制备净化型磷石膏水泥缓凝剂的装置，包括球磨系统、过滤洗涤系统、再浆一次改性系统、脱水二次改性系统、化灰系统以及与化灰系统连接的母液处理系统。采用本实用新型生产磷石膏水泥缓凝剂，具有磷石膏净化程度高、产品质量稳定、无需燃煤烘干，能耗低的特点，并且能完全替代天然石膏用于通用硅酸盐水泥的生产，因此，其具有很好的环保和经济效益，适于推广应用。

Description

一种制备净化型磷石膏水泥缓凝剂的装置

技术领域

本实用新型涉及一种磷石膏水泥缓凝剂的制备装置，具体涉及的是一种制备净化型磷石膏水泥缓凝剂的装置。

背景技术

磷石膏是磷化工企业用硫酸法生产湿法磷酸过程中排放的工业固体废弃物，磷石膏的堆放不仅占用大量土地和资金，而且会对地下水、地表水和大气环境造成污染。利用工业固体废弃物磷石膏制作水泥缓凝剂，提高废弃物的利用率，减少废弃物对生态环境的影响，减少废弃物堆放占用的耕地，节约资源，降低生产成本，在公开出版物上已有相关报道。

目前，磷石膏制水泥缓凝剂的相关技术有如下几种：

1、在磷石膏中加入生石灰混合，于800℃的温度下用烘干机烘干，再加水用成球盘造粒入库。它利用石灰将磷石膏中的可溶杂质转化为难溶杂质，并继续在800℃的温度下，使磷石膏可溶微量组分转化为不可溶或可挥发性组分，从而消除有害杂质对水泥水化的影响。此法生产的改性磷石膏虽然能替代天然石膏用作水泥缓凝剂，但是存在能耗高、资源消耗大、产生二次污染、成本高等问题。

2、中国专利申请公开号：CN1279219A公开了一种“磷石膏水泥缓凝剂及其制备方法”，它是以磷石膏30-70％、粉煤灰20-60％、钙质材料(如电石渣)4-16％、活性剂0.1-0.5％作为原料，配料，并经搅拌机混合均匀，然后通过压制或转盘成球，成型后半成品再经自然养护或常压蒸汽养护，经烘干或晒干即成产品。该种磷石膏水泥缓凝剂替代了天然石膏作缓凝剂，能够变废为宝，减少环境污染，实现了工业固体废弃物的有效利用。但研究表明，其尚存在以下缺陷：(1)在配方中磷石膏使用量小，导致水泥在水化过程中的速度缓慢，凝结力较差，早期强度低；(2)采用转盘成球机成球水分大(含水20％左右)，自然晒干储存时间长。

3、目前市场上主导的改性磷石膏制水泥缓凝剂法，俗称“干混改性”，其是利用电石渣、粉煤灰、芒硝(或三乙醇胺下脚料)按一定比例干混搅匀烘干得到的产品。该法生产工艺简单，成本低，但是要耗煤，并且会产生二次污染，如果改性不彻底，则不能完全替代天然石膏用作水泥缓凝剂。

4、中国专利申请公开号：CN101367632A公开了一种“磷石膏水泥缓凝剂及其制备方法”，它是以磷石膏90-95％、粉煤灰1-5％、芒硝(或三乙醇胺下脚料)1-3％经料仓、粉碎、筒式成球机烘干后即成产品。由于该法制备磷石膏水泥缓凝剂改性过程的不均匀性，对水溶性磷、氟，有机物处理不彻底，因此该种磷石膏水泥缓凝剂同样不能完全替代天然石膏作缓凝剂。

基于以上情况，现亟需一种实用新型磷石膏制水泥缓凝剂装置来解决产品既不需要燃煤，质量均匀稳定，还能使生产的磷石膏水泥缓凝剂达到替代天然石膏的目的。

实用新型内容

为解决现有技术的问题，本实用新型提供了一种制备净化型磷石膏水泥缓凝剂的装置，其制得的磷石膏水泥缓凝剂可完全替代天然石膏作为水泥缓凝剂使用。

为实现上述目的，本实用新型解决问题的技术方案如下：

一种制备净化型磷石膏水泥缓凝剂的装置，包括球磨系统、过滤洗涤系统、再浆一次改性系统、脱水二次改性系统、化灰系统以及与化灰系统连接的母液处理系统，其中：

所述过滤洗涤系统包括进口端与球磨系统连接、用于对石膏浆料进行液固洗涤分离的带式过滤机，均与该带式过滤机出口端连接的滤饼皮运机和滤液缓冲罐，与该滤液缓冲罐连接的除沫器，以及与该除沫器连接的真空泵；所述滤液缓冲罐与母液处理系统连接；所述真空泵还与带式过滤机连接；

所述再浆一次改性系统包括再浆池，底部与该再浆池连通的改性池，以及与该改性池连通、并且内设有改性料浆泵的改性料浆泵坑池；所述再浆池与母液处理系统连接；所述改性池与灰化系统连接；

所述脱水二次改性系统包括输入端同时与改性料浆泵泵出口和再浆池连通的自动离心机，与该自动离心机输出端连接的二号改性剂添加料斗，以及与该二号改性剂添加料斗连接的成品皮运机。

具体地说，所述球磨系统包括依次连接的装载机、给料斗、给料机、破碎机、原料皮运机、过料斗、球磨机、料浆池和内设有料浆泵的料浆泵坑池；所述料浆泵泵出口与带式过滤机进口端连接。

或者，所述球磨系统包括依次连接的装载机、给料斗、给料机、破碎机、原料皮运机、过料斗、球磨机、料浆池和内设有料浆泵的料浆泵坑池，以及与料浆泵泵出口连接的料浆高位槽；所述带式过滤机进口端与料浆高位槽连接。

具体地说，所述化灰系统包括依次连接的化灰机、手推车和内设有灰乳泵的灰乳池；所述灰乳池同时与改性池和母液处理系统连接。

具体地说，所述母液处理系统包括同时与滤液缓冲罐、再浆池和灰乳池连通、并内设有母液泵的母液处理池，与该母液泵泵出口连接的母液澄清池，同时与该澄清池连通的稠浆池和母液池，内设在稠浆池中的稠浆泵，同时与该稠浆泵泵出口和母液池连接的过滤装置，以及与该过滤装置连接的白肥皮运机。

进一步地，所述过滤装置为压滤机或离心机。

再进一步地，所述母液池内还设有母液循环泵，该母液循环泵通过管道同时与带式过滤机、真空泵和化灰机连接。

更进一步地，所述改性池为两个，两个改性池相互连通，其中一个同时与再浆池和灰乳池连通，另一个则与改性料浆泵坑池连通。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型中，磷石膏经带式过滤机水洗后可将90％以上的可溶磷和氟带入母液中，通过母液处理系统生产成白肥，提高了工业废弃物磷石膏的综合利用率，减少了工业固体废弃物对周边环境的污染，变废为宝，既节能又环保，提高了企业的经济效益。

(2)本实用新型由于使用了自动离心机，不但降低了劳动强度，节约了人力成本，而且产品不使用燃煤烘干，达到不产生二次污染的目的，有利于环境保护，节能降耗。

(3)本实用新型可将液固分离后的液体净化后进行循环使用，从而能够在正常制备水泥缓凝剂的同时，节约资源和成本，做到技术与成本之间的有效平衡。

(4)使用本实用新型生产的磷石膏水泥缓凝剂可完全替代天然石膏作为水泥缓凝剂使用。

附图说明

图1为本实用新型-实施例1的结构示意图。

图2为本实用新型-实施例2的结构示意图。

图3为本实用新型-实施例3的结构示意图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-装载机，2-给料斗，3-给料机，4-破碎机，5-原料皮运机，6-过料斗，7-球磨机，8-料浆池，9-料浆泵坑池，10-料浆泵，11-料浆高位槽，12-带式过滤机，13-滤液缓冲罐，14-真空泵，15-除沫器，16石膏滤饼皮运机，17-再浆池，18-改性池，19-改性料浆泵坑池，20-改性料浆泵，21-自动离心机，22-二号改性剂添加料斗，23-成品皮运机，24-化灰机，25-灰乳池，26-灰乳泵，27-手推车，28-母液处理池，29-母液泵，30-母液澄清池，31-稠浆池，32-稠浆泵，33-压滤机，34-离心机，35-白肥皮运机，36-母液池，37-母液循环泵。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供了一种制备净化型磷石膏水泥缓凝剂的装置，其包括球磨系统、过滤洗涤系统、再浆一次改性系统、脱水二次改性系统、化灰系统以及母液处理系统，其中：

所述球磨系统包括依次连接的装载机1、给料斗2、给料机3、破碎机4、原料皮运机5、过料斗6、球磨机7、料浆池8和内设有料浆泵10的料浆泵坑池9；

所述过滤洗涤系统包括进口端与料浆泵10泵出口连接、用于对石膏浆料进行液固洗涤分离得到石膏滤饼的带式过滤机12，均与该带式过滤机12出口端连接的石膏滤饼皮运机16和滤液缓冲罐13，与该滤液缓冲罐13连接的除沫器15，以及与该除沫器15连接的真空泵14；所述真空泵14还与带式过滤机12连接；

所述再浆一次改性系统包括再浆池17，底部与该再浆池17连通、并盛装有一号改性剂和清水的改性池18，以及与该改性池18连通、并且内设有改性料浆泵20的改性料浆泵坑池19；

所述脱水二次改性系统包括输入端同时与改性料浆泵20泵出口和再浆池17连通的自动离心机21，与该自动离心机21输出端连接的二号改性剂添加料斗22，以及与该二号改性剂添加料斗22连接的成品皮运机23；

所述化灰系统包括依次连接的化灰机24、手推车27和内设有灰乳泵26的灰乳池25；所述灰乳池25同时与改性池18和母液处理系统连接；

所述母液处理系统包括同时与滤液缓冲罐13、再浆池17和灰乳池25连通、并内设有母液泵29的母液处理池28，与该母液泵29泵出口连接的母液澄清池30，同时与该澄清池30连通的稠浆池31和母液池36，内设在稠浆池31中的稠浆泵32，同时与该稠浆泵32泵出口和母液池36连接的过滤装置，以及与该过滤装置连接的白肥皮运机35。本实施例中，所述的过滤装置为压滤机33。

按照上述结构，本实施例制备净化型磷石膏水泥缓凝剂的过程如下：

本实用新型制备的水泥缓凝剂是磷石膏经多重物理、化学方式净化后制得的水泥缓凝剂，其主要是由磷石膏经过球磨制浆，带式过滤机水洗、脱水，再浆、一次改性，离心脱水、二次改性制得，配方如下(按重量百分比计)：

磷石膏91～94％；

一号改性剂(电石渣或窑灰)4～6％；

二号改性剂(硅质活性剂)2～3％。

制备过程则如下：

磷石膏经计量后，通过原料皮运机5进入球磨机7，研磨后(80目以上)的石膏料浆进入料浆池8，然后经料浆泵10送入带式过滤机12进行液固洗涤分离。液体加入石灰乳(重量比为1.04～1.06％，确保母液循环使用)中和，生成难溶性磷、氟沉淀后，进入母液澄清池30，上层清液(循环母液)返回球磨系统，稠浆送压滤机33分离，压滤母液入母液澄清池30，白肥滤饼(磷酸氢钙和氟化钙)送白肥车间作原料。石膏滤饼(硫酸钙)进入再浆池17，然后再进入改性池18，改性池18中加入母液和一号改性剂搅拌均匀。

而后，将搅拌均匀的料浆通过料浆泵8进入自动离心机21中进行液固分离，分离后的液体返回再浆池17，固体经自动离心机21刮刀分散均匀后，加入二号改性剂均化，最后送成品库，熟化3天即可得到产品。

上述过程中，所述装载机1用于原料磷石膏加料工作；所述破碎机4主要是用于破碎陈旧磷石膏中的大块结晶物，新鲜磷石膏一般不用破碎；所述过料斗6作用为利用循环母液将磷石膏带入球磨机7；所述球磨机7生产的料浆通过地沟流入料浆池8，并进入料浆泵坑池9中，然后由料浆泵10泵入带式过滤机12；所述带式过滤机12通过真空泵14提供真空过滤动能，并在带式过滤机12上完成磷石膏的分级洗涤；所述再浆池17将带式过滤机12的滤饼重新制成料浆；所述改性池18为两个，两个改性池相互连通，其中一个同时与再浆池17和灰乳池25连通，另一个则与改性料浆泵坑池19连通；所述成品皮运机23所送成品需由其它机械转运至成品库房。

所述自动离心机21的母液回流至再浆池17用于再浆带式过滤机12滤饼，剩余部分流入母液处理池28；所述灰乳泵26将灰乳送至母液处理池28和改性池18、手推车27将灰渣转至堆场；所述母液循环泵37为球磨机7、带式过滤机12、真空泵14、化灰机24提供母液循环；所述脱水二次改性系统包括多台并联自动离心机21，并要求离心机最高转速不得低于1200r/min,能满足脱水后产品附着水分≤14％。所述母液处理系统包括多台并联白肥压滤机33，所生产的白肥可通过机械转运至白肥烘干车间

此外，所述母液池36内还设有母液循环泵37，该母液循环泵37通过管道同时与带式过滤机12、真空泵14和化灰机24连接。母液循环泵37为球磨机7、带式过滤机12、真空泵14、化灰机24提供母液循环，如果母液池中的母液不够时用，则补充自来水即可。

下表为本实施例制得的磷石膏水泥缓凝剂的质量标准：

项目	指标
		三氧化硫(SO3)％	41.0±2.0
结晶水％	18.0±2.0
		附着水％	10.0±2.0
不溶物≤％	5.0
		P2O5(总)≤％	1.5
P2O5(水)≤％	0.01
		F(总)≤mg/kg	1500
F(水)≤mg/kg	100
		PH值≥	7.0

下面以几个实验案例对本实用新型制备得到的磷石膏水泥缓凝剂的性能进行介绍：

表1为每个实验案例的配方比例

表1

按照实验案例1～6生产的水泥缓凝剂，采用西南水泥什邡利森有限公司内的熟料、石灰石、矿渣、页岩、天然石膏以及本实用新型制备的净化磷石膏水泥缓凝剂按下面方案实施及结果如下：

材料分析

表2

试验方案

品种	编号	熟料	石灰石	矿渣	页岩	混合石膏	水泥缓凝剂
								P.O	01-1	79.0	7.0	9.0	0.0	5.0	0.0
P.O	01-2	79.0	7.0	8.5	0.0	0.0	5.5
								P.C	02-1	62.0	20.0	5.0	9.0	4.0	0.0
P.C	02-2	62.0	19.5	5.0	9.0	0.0	4.5

表3

水泥品质试验结果

表4

水泥性能试验结果

表5

从以上水泥的品质与性能来看，使用本实用新型制备的净化磷石膏水泥缓凝剂与使用天然石膏所生产的水泥品质相当接近，均能满足通用硅酸盐水泥GB-2007标准要求，故能用本净化磷石膏水泥缓凝剂替代天然石膏作水泥缓凝剂，为水泥生产企业节约成本，还能减少环境污染。

实施例2

如图2所示，与实施例1相比，本实施例还包括料浆高位槽11，料浆泵10管出口与高位槽32进口连通，高位槽32出口流入带式过滤机11，高位槽32溢流口与料浆池8连通。本实施例中，研磨后的石膏料浆进入料浆池8，经料浆泵10送入料浆高位槽11调节液固比(1.25～1.30∶1)后，进入带式过滤机12进行液固洗涤分离。其余未描述部分与实施例1相同。

料浆通过料浆高位槽11后更能保证料浆均匀稳定进入带式过滤机12，有利于带式过滤机12生产的滤饼厚薄均匀，洗涤效果稳定。

实施例3

如图3所示，与实施例1相比，本实施例用离心机34替代压滤机33，稠浆泵32出口与离心机34进口连通，滤饼即为白肥，滤液通过管道进入母液池36。其余未描述部分与实施例1相同。

白肥稠浆用离心机34分离过滤好处是滤饼比压滤机33所得滤饼含水率更低，有利于白肥后期烘干处理。

上述实施例仅为本实用新型优选的几种实施方式，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种制备净化型磷石膏水泥缓凝剂的装置，其特征在于，包括球磨系统、过滤洗涤系统、再浆一次改性系统、脱水二次改性系统、化灰系统以及与化灰系统连接的母液处理系统，其中：

所述过滤洗涤系统包括进口端与球磨系统连接、用于对石膏浆料进行液固洗涤分离的带式过滤机(12)，均与该带式过滤机(12)出口端连接的滤饼皮运机(16)和滤液缓冲罐(13)，与该滤液缓冲罐(13)连接的除沫器(15)，以及与该除沫器(15)连接的真空泵(14)；所述滤液缓冲罐(13)与母液处理系统连接；所述真空泵(14)还与带式过滤机(12)连接；

所述再浆一次改性系统包括再浆池(17)，底部与该再浆池(17)连通的改性池(18)，以及与该改性池(18)连通、并且内设有改性料浆泵(20)的改性料浆泵坑池(19)；所述再浆池(17)与母液处理系统连接；所述改性池(18)与灰化系统连接；

所述脱水二次改性系统包括输入端同时与改性料浆泵(20)泵出口和再浆池(17)连通的自动离心机(21)，与该自动离心机(21)输出端连接的二号改性剂添加料斗(22)，以及与该二号改性剂添加料斗(22)连接的成品皮运机(23)。

2.根据权利要求1所述的一种制备净化型磷石膏水泥缓凝剂的装置，其特征在于，所述球磨系统包括依次连接的装载机(1)、给料斗(2)、给料机(3)、破碎机(4)、原料皮运机(5)、过料斗(6)、球磨机(7)、料浆池(8)和内设有料浆泵(10)的料浆泵坑池(9)；所述料浆泵(10)泵出口与带式过滤机(12)进口端连接。

3.根据权利要求1所述的一种制备净化型磷石膏水泥缓凝剂的装置，其特征在于，所述球磨系统包括依次连接的装载机(1)、给料斗(2)、给料机(3)、破碎机(4)、原料皮运机(5)、过料斗(6)、球磨机(7)、料浆池(8)和内设有料浆泵(10)的料浆泵坑池(9)，以及与料浆泵(10)泵出口连接的料浆高位槽(11)；所述带式过滤机(12)进口端与料浆高位槽(11)连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种制备净化型磷石膏水泥缓凝剂的装置，其特征在于，所述化灰系统包括依次连接的化灰机(24)、手推车(27)和内设有灰乳泵(26)的灰乳池(25)；所述灰乳池(25)同时与改性池(18)和母液处理系统连接。

5.根据权利要求4所述的一种制备净化型磷石膏水泥缓凝剂的装置，其特征在于，所述母液处理系统包括同时与滤液缓冲罐(13)、再浆池(17)和灰乳池(25)连通、并内设有母液泵(29)的母液处理池(28)，与该母液泵(29)泵出口连接的母液澄清池(30)，同时与该澄清池(30)连通的稠浆池(31)和母液池(36)，内设在稠浆池(31)中的稠浆泵(32)，同时与该稠浆泵(32)泵出口和母液池(36)连接的过滤装置，以及与该过滤装置连接的白肥皮运机(35)。

6.根据权利要求5所述的一种制备净化型磷石膏水泥缓凝剂的装置，其特征在于，所述过滤装置为压滤机(33)或离心机(34)。

7.根据权利要求5或6所述的一种制备净化型磷石膏水泥缓凝剂的装置，其特征在于，所述母液池(36)内还设有母液循环泵(37)，该母液循环泵(37)通过管道同时与带式过滤机(12)、真空泵(14)和化灰机(24)连接。

8.根据权利要求7所述的一种制备净化型磷石膏水泥缓凝剂的装置，其特征在于，所述改性池(18)为两个，两个改性池相互连通，其中一个同时与再浆池(17)和灰乳池(25)连通，另一个则与改性料浆泵坑池(19)连通。