磷石膏及其綜合利用的探討

1、磷石膏及其綜合利用的探討磷石膏及其綜合利用的探討磷石膏是硫酸法萃取磷酸生產(chǎn)過程的副產(chǎn)品，每生產(chǎn)1t磷酸(P205)將產(chǎn)生4.5～5.5t的磷石膏。磷石膏的大量排放不僅占用大量的土地，還由于磷石膏經(jīng)雨水長期浸泡，其中的可溶性只P2O5和F等以水體為媒介向環(huán)境傳遞引起土壤、水系、大氣的污染。在50年代初我國已開始磷石膏綜合利用的研究，取得了一定的成果。一、磷石膏的特性一、磷石膏的特性1、磷石膏有一定的含水率。磷石膏的含水率一般達(dá)到20%～2

2、5%。由于其含水率高，粘性強(qiáng)，在裝載、提升、輸送過程中極易粘附在各種設(shè)備上，造成積料堵塞，影響生產(chǎn)過程的正常進(jìn)行。2、磷石膏的顏色偏深。純凈的磷石膏是純白色的，但通常的磷石膏呈深灰色，作為粉刷石膏和裝飾石膏將影響外觀。主要原因是雜質(zhì)的影響。3、磷石膏的表觀密度大。磷石膏的表現(xiàn)密度達(dá)到1gcm3，表觀密度大對其貯存、生產(chǎn)和產(chǎn)品的性能有一定影響。4、磷石膏中含有H、水溶性P205、F等雜質(zhì)且pH值一般在1.5～4.5之間，呈酸性。磷石膏與天

3、然石膏的最大不同在于磷石膏含有某‰些雜質(zhì)，而這些雜質(zhì)對石膏制品的性能造成不同程度的危害。二、磷石膏綜合利用的主要途徑二、磷石膏綜合利用的主要途徑1、磷石膏制琉銨和碳酸鈣利用氨和二氧化碳將磷石膏轉(zhuǎn)化成琉銨與碳酸鈣作為成品直接外銷，在國外是較為成熟的技術(shù)。該法的優(yōu)點(diǎn)是部分碳銨產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為硫銨易于外銷，磷石膏不需要堆場，也不需要外運(yùn)。缺點(diǎn)是：流程長，設(shè)備多，投資較大。并對磷石膏的質(zhì)量有一定要求。2、制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥因國內(nèi)的硫資源比較短缺，隨著濕法

4、磷酸的發(fā)展，又必須耗用大量的硫酸的情況下，將磷石膏制取硫酸并聯(lián)產(chǎn)水泥無疑是一條既可彌補(bǔ)硫資源不足，又能解決磷石膏出路，使資源得到綜合利用的有效途徑。目前，我國已在魯北企業(yè)集團(tuán)等多家企業(yè)建成磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的“三、四、六”工程，通過多年的實(shí)踐，技術(shù)已趨成熟。該法的優(yōu)點(diǎn)：增加硫酸產(chǎn)量，使磷酸生產(chǎn)使用的硫酸有85%～90%自身循環(huán)，磷石膏不需要堆場，也不需要外運(yùn)。缺點(diǎn)是：流程長設(shè)備多，投資大，并對磷石膏的質(zhì)量有一定要求。據(jù)對磷石膏生產(chǎn)硫酸

5、聯(lián)產(chǎn)水泥的“三、四、六”工程測算，工程總投資在1億元人民幣左右，處理磷石膏約100kta。3、直接施用以改良堿性土壤磷石膏pH值為1.5～4.5，直接施用可改良堿性土壤，同時(shí)磷石膏中還含有少許植物生長所需的磷、硫、鈣、硅、鋅、鎂、鐵等成分。4、制磷石膏增強(qiáng)球作水泥緩凝劑在國外采用磷石膏作為水泥緩凝劑已成為磷石膏的主要利用途徑之一。我們曾進(jìn)行過磷石膏作硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥緩凝劑的研究，結(jié)果其制得的水（1）物料流程經(jīng)過

6、預(yù)處理的磷石膏通過皮帶機(jī)進(jìn)入石膏料倉，經(jīng)過計(jì)量后進(jìn)入單轉(zhuǎn)子錘式烘干機(jī)及氣流干燥管，和熱氣流充分接觸脫除游離水和大部分的結(jié)合水(錘式烘干機(jī)的出口溫度約160～1700C)，制得半水石膏，這部分熟石膏粉經(jīng)過旋風(fēng)除塵器、布袋收塵器和氣流徹底分離，熟石膏粉和原料二水石膏混合后進(jìn)入圓盤造粒機(jī)造粒，得到水泥緩凝劑成品。如用于制備建筑石膏粉，則原料磷石膏必須經(jīng)過水洗等預(yù)處理，以除去其中的可溶性磷等有害雜質(zhì)，然后制得半水石膏，半水石膏進(jìn)入成品穩(wěn)定器進(jìn)行

7、成品轉(zhuǎn)型后，得到符合建筑石膏要求的熟石膏粉，供制取后續(xù)產(chǎn)品使用。（2）氣體流程由燃燒爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入錘式烘干機(jī)和原料磷石膏充分接觸換熱(出口溫度約160～1700C)，攜帶磷石膏的熱氣流經(jīng)過布袋收塵器分離出熟石膏粉，分離掉熟石膏的熱氣流經(jīng)過引風(fēng)機(jī)牽引直接排空。3、本工藝的特點(diǎn)與傳統(tǒng)的工藝相比，本工藝(錘式烘干機(jī)氣流干燥管工藝)具有如下特點(diǎn)：（1）設(shè)備占地面積小，單臺生產(chǎn)能力大、裝置易于大型化。如目前國內(nèi)較先進(jìn)的建筑石膏生產(chǎn)線由Φ30

8、00mm的連續(xù)炒鍋和由Φ4000mm的沸騰爐工藝線，其單機(jī)生產(chǎn)能力僅30kta，而3000mm4000mm的錘式烘干機(jī)單機(jī)生產(chǎn)能力超過100kta。上海博羅公司單臺雙轉(zhuǎn)子錘式烘干機(jī)處理量達(dá)35th。（2）流程簡單，主設(shè)備不易損壞。如錘式烘干機(jī)僅葉輪為傳動部件，其他為靜止部件；并且，其工作溫度鉸低(低于2000C)，在銅化集團(tuán)使用的實(shí)踐證明其可靠性極高。（3）操作簡便，自動化程度高。該流程簡單，涉及的介質(zhì)少，僅有熱氣流和石膏，并且，因其連

9、續(xù)操作的特性，只要控制一個(gè)溫度，其它均可相應(yīng)得到控制，故（4)換熱效果好，能耗低。熱能：由于在該流程中物料和熱氣流直接充分接觸，換熱效率更高。能源損失更少。電耗：采用該流程，生產(chǎn)能力100kta，其裝機(jī)容量僅400kW，耗電省。（5）產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。由于采用低溫?zé)嵩?，熟石膏不易過燒，同時(shí)采用成品穩(wěn)定器使熟石膏粉進(jìn)一步轉(zhuǎn)型。其操作穩(wěn)定可靠得到的產(chǎn)品質(zhì)量也更穩(wěn)定。（6）投資省、生產(chǎn)費(fèi)用低。Φ3000mm的連續(xù)炒鍋和由Φ4000mm的沸騰爐工藝

10、路線設(shè)備投資分別為360萬元和250萬元，裝機(jī)容量分別為550kW和460kW。而單機(jī)生產(chǎn)能力超過100kta的錘式烘干機(jī)包括其他設(shè)備投資460萬元，并且其裝機(jī)容量僅400kW，故其投資更省，操作費(fèi)用更低。（7）產(chǎn)品多樣化。通過錘式烘干機(jī)制得半水石膏后，可制水泥緩凝劑增強(qiáng)球，也可以制得熟石膏粉后制造多種石膏制品。四、主要原輔材料消耗四、主要原輔材料消耗采用該流程的主要消耗為：原料石膏(含水12%)1.0tt水泥緩凝劑：總裝機(jī)容量約400