一種磷石膏制備建筑石膏粉的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磷石膏制備建筑石膏粉的工藝。該工藝是由磷石膏烘干、磨細(xì)、選粉，懸浮態(tài)脫水和適度陳化等工藝環(huán)節(jié)構(gòu)成。本發(fā)明工藝系統(tǒng)將磷石膏的磨細(xì)烘干與脫水過(guò)程分成兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的環(huán)節(jié)，采用負(fù)壓操作，由熱風(fēng)爐、給料裝置、磷石膏細(xì)磨烘干選粉裝置、懸浮態(tài)脫水器裝置、陳化倉(cāng)、收塵裝置、引風(fēng)機(jī)等組成。本工藝生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定，節(jié)能，產(chǎn)品質(zhì)量高，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】一種磷石膏制備建筑石膏粉的工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種廢渣處理及利用【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種兩步法實(shí)現(xiàn)磷石膏在懸浮態(tài)下烘干、脫水，制備建筑石膏粉的生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]磷石膏是濕法磷酸和磷肥工業(yè)生產(chǎn)所排放的固體廢棄物，其主要成分是CaS04.2H20 (含量在90%以上)。生產(chǎn)一噸磷酸要產(chǎn)生五噸左右的磷石膏廢渣，我國(guó)磷肥生產(chǎn)每年要排放數(shù)千萬(wàn)噸磷石膏，需要大量的土地堆放，同時(shí)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。石膏排放所形成的環(huán)保壓力已經(jīng)成為磷肥工業(yè)發(fā)展的重要制約因素之一。
[0003]磷石膏既是工業(yè)廢棄物，也是寶貴的資源。磷石膏顆粒整形、烘干脫水處理后，可成為滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的建筑用石膏粉。此工藝消除了磷石膏等工業(yè)副產(chǎn)石膏對(duì)環(huán)境的污染，變廢為寶，也可以節(jié)約資源。因此，對(duì)磷石膏等工業(yè)副產(chǎn)石膏的開發(fā)利用可以把副產(chǎn)石膏的化工工業(yè)和建材工業(yè)結(jié)合起來(lái)，做到磷肥和磷酸等工業(yè)的無(wú)廢渣排放。
[0004]建筑石膏粉的生產(chǎn)有多種工藝。按加熱方式，分為間接加熱工藝和直接加熱工藝；按煅燒脫水速度，分為慢速煅燒工藝和快速煅燒工藝；按出料方式，可分為間歇生產(chǎn)工藝和連續(xù)生產(chǎn)工藝。
[0005]在二十世紀(jì)六十年代之前，以傳統(tǒng)慢燒型的間歇炒鍋和外燒式回轉(zhuǎn)窯為主。六十年代后期，對(duì)上述設(shè)備進(jìn)行了技術(shù)改造，七十年代，將間歇炒鍋發(fā)展成為連續(xù)炒鍋，八十年代后又發(fā)展成了錐形炒鍋；回轉(zhuǎn)窯也從外燒式發(fā)展成內(nèi)燒式煅燒；為推動(dòng)建筑石膏粉工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，提高石膏建材制品生產(chǎn)線的運(yùn)行速度，近年來(lái)又發(fā)展出了氣流式快速煅燒工藝?？偟膩?lái)看，石膏煅燒工藝是沿著從間歇出料到連續(xù)出料、從間接加熱到直接加熱、從慢速脫水到快速脫水的趨勢(shì)逐步發(fā)展的。
[0006]目前，我國(guó)的中小企業(yè)多采用內(nèi)燒或外燒回轉(zhuǎn)窯、間歇或連續(xù)炒鍋和沸騰爐等進(jìn)行生產(chǎn)，規(guī)模較小，配套設(shè)施不健全，產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定，能耗偏高。近年來(lái)，我國(guó)自行開發(fā)的年產(chǎn)10萬(wàn)噸以上的沸騰爐、直熱式回轉(zhuǎn)窯已有幾條投入了生產(chǎn)(生產(chǎn)工藝參數(shù)尚有待于優(yōu)化)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種利用磷石膏制備建筑石膏粉的工藝，該工藝采用工業(yè)廢棄物作為原料，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，控制方便，產(chǎn)品性能優(yōu)越穩(wěn)定，完全滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB9776-2008 的要求。
[0008]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的利用磷石膏制備建筑石膏粉的工藝，包括以下步驟:
A.憐石骨原料的喂料:憐石骨原料由專用喂料機(jī)定量喂入進(jìn)料溜槽；
B.烘干和脫水熱源:采用熱風(fēng)爐提供氣體熱源，氣體溫度控制在350°C^eoo0C ；
C.磷石膏的干燥、細(xì)磨、選粉:磷石膏原料在立磨裝置內(nèi)集中完成顆粒分散、磨細(xì)、干燥和分級(jí)過(guò)程，立磨裝置排出的含塵氣體進(jìn)入旋風(fēng)分離器，實(shí)現(xiàn)氣固分離，氣流溫度控制在900C ^140oC ;出立磨裝置的中間物料為二水石膏，自由水含量小于5% ;所述含塵氣體通過(guò)收塵器收塵后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)排出；
D.磷石膏的懸浮態(tài)脫水:干燥后的中間物料進(jìn)入懸浮態(tài)脫水爐脫水，脫水爐的出口溫度控制在160°C ^230°C ;然后經(jīng)旋風(fēng)分離器氣固分離，收集物料的主物相為半水石膏粉，總含水量控制在39TlO% ;氣體進(jìn)入立磨裝置，用作烘干的部分熱源。
[0009]Ε.陳化:收集得到的半水石膏粉送入陳化倉(cāng)內(nèi)，陳化I飛天，即成為建筑石膏粉。所得產(chǎn)品達(dá)到工業(yè)用建筑石膏粉的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBT9776-2008的要求。
[0010]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0011]所述的磷石膏原料可以是氟石膏或其它類型石膏等工業(yè)副產(chǎn)品石膏或天然石膏。各種原料中CaSO4.2Η20的含量為60%~100%，SiO2含量為0%~30%。
[0012]所述的工藝步驟B中，熱風(fēng)爐可以為燃煤、燃?xì)饣蛉加蜖t型，也可以不用熱風(fēng)爐，利用其他工業(yè)過(guò)程排出的高溫尾氣作為熱源。
[0013]所述的工藝步驟C中，立磨粉磨后的物料平均粒度控制在15MnT60Mm范圍內(nèi)。
[0014]所述的工藝步驟C中，收塵器可以為帶式收塵器或者電收塵器。
[0015]所述的在工藝步驟C中，脫水爐采用物料爐外循環(huán)方式，其物料循環(huán)量可控。
[0016]本發(fā)明的工藝系統(tǒng)為負(fù)壓操作，動(dòng)力來(lái)源于引風(fēng)機(jī)形成的設(shè)備內(nèi)部負(fù)壓差。
[0017]本發(fā)明磷石膏制備建筑石膏粉的方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn):
I)對(duì)磷石膏等工業(yè)副產(chǎn)石膏的開發(fā)利用，可以把副產(chǎn)石膏的化工工業(yè)和建材工業(yè)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)磷肥和磷酸等工業(yè)的無(wú)廢渣排放。
[0018]2)工藝流程中，核心步驟C可以實(shí)現(xiàn)磷石膏粉體顆粒粒級(jí)的按目標(biāo)控制，粒度控制方便。
[0019]3)工藝流程中，核心步驟C-D內(nèi)的傳熱傳質(zhì)過(guò)程都是在懸浮態(tài)下進(jìn)行，極大改善了氣固傳遞條件，提高了系統(tǒng)的熱效率和反應(yīng)效率。前期的基礎(chǔ)研究證明懸浮態(tài)脫水過(guò)程在15s內(nèi)即可迅速完成。
[0020]4) D步驟排出的溫度相對(duì)較高的廢氣進(jìn)入C步驟繼續(xù)利用，最終排出的廢氣溫度低于120°C，與傳統(tǒng)脫水工藝相比熱耗大幅度降低。
[0021]5)本工藝采用現(xiàn)代控制手段進(jìn)行溫度和流量的控制，自動(dòng)化程度高，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，易于大規(guī)模組織生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明的工藝示意圖，圖中帶箭頭的虛線表示氣流路線，帶箭頭的實(shí)線表示物料路線圖。1.喂料系統(tǒng)；2.熱風(fēng)爐；3.立磨裝置；4.脫水爐；5.成品料倉(cāng)；6.離心風(fēng)機(jī)；T1 為 450°C ；T2 為 180°C ；T3 為 110°C。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的兩步法磷石膏制備建筑石膏粉的工藝作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0024]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:本發(fā)明工藝系統(tǒng)為負(fù)壓操作，動(dòng)力來(lái)源于引風(fēng)機(jī)形成的設(shè)備內(nèi)部負(fù)壓差。由喂料裝置、立磨裝置、懸浮態(tài)脫水反應(yīng)爐、陳化倉(cāng)和收塵裝置等組成，包括如下工藝步驟:
A:憐石骨原料的喂料。憐石骨原料由專用喂料機(jī)定量喂入C步驟中的進(jìn)料溜槽。依據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，喂料機(jī)的規(guī)格可以是30(T6000t/d (噸/天)。
[0025]B:烘干和脫水熱源。采用熱風(fēng)爐為C和D步驟提供氣體熱源。一個(gè)較優(yōu)的溫度控制實(shí)施例為氣體溫度控制在450±20°C范圍內(nèi)。
[0026]C:磷石膏的干燥、細(xì)磨、選粉。磷石膏原料在立磨裝置內(nèi)集中完成顆粒分散、磨細(xì)、干燥和分級(jí)過(guò)程。一個(gè)較優(yōu)的溫度控制參數(shù)為立磨排出的含塵氣流溫度控制在110±10°c范圍內(nèi)，進(jìn)入旋風(fēng)分離器，實(shí)現(xiàn)氣固分離。出立磨的中間物料為二水石膏，自由水含量小于3%。氣體進(jìn)入收塵器收塵后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)排出。
[0027]D:磷石膏的懸浮態(tài)脫水。干燥后的磷石膏粉料進(jìn)入懸浮態(tài)脫水爐脫水，一個(gè)較優(yōu)的實(shí)施例為脫水爐的出口溫度控制在190± 10°C。后經(jīng)旋風(fēng)分離器氣固分離，收集物料的主物相為半水石膏粉，在較優(yōu)的實(shí)施例下，物料總含水量控制在4%_6%范圍內(nèi)。氣體進(jìn)入立磨裝置，用作烘干的部分熱源。
[0028]E:收集得到的半水石膏粉進(jìn)入陳化倉(cāng)內(nèi)，一個(gè)較優(yōu)的實(shí)施例是經(jīng)過(guò)2~3天的陳化，即成為建筑石膏粉，達(dá)到工業(yè)用建筑石膏粉的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBT9776-2008的要求。
[0029]本發(fā)明的工藝步驟C中，磷石膏物料的粉磨細(xì)度和選粉細(xì)度等參數(shù)根據(jù)工藝要求可調(diào)。一個(gè)較優(yōu)的實(shí)施例是石膏粉的平均粒徑控制在15MnT40Mm。
[0030]本發(fā)明的工藝步驟D中，磷石膏物料的脫水溫度根據(jù)工藝要求可調(diào)。
[0031]本發(fā)明的工藝流程中，系統(tǒng)風(fēng)量、系統(tǒng)是設(shè)備內(nèi)部斷面風(fēng)速可調(diào)，調(diào)節(jié)方式可以為管道上設(shè)置閥門或者對(duì)引風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速方式。
[0032]本發(fā)明的工藝步驟D中，磷石膏懸浮態(tài)反應(yīng)器采用物料爐外循環(huán)方式，其物料循環(huán)量可控。一個(gè)較優(yōu)的實(shí)施例是循環(huán)量控制在10%左右。
[0033]本發(fā)明的工藝流程中，進(jìn)入步驟C的氣流可以是步驟D排出的氣體，也可以是步驟D與熱風(fēng)爐排出的高溫氣體的混合氣，可以通過(guò)相應(yīng)管路上的閥門進(jìn)行氣體流量的配置。一個(gè)較優(yōu)的實(shí)施例是混合氣攜帶的有效熱焓滿足磷石膏干燥的熱量要求，使步驟C排出的氣體溫度維持在110±10°c的范圍內(nèi)。
[0034] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種磷石膏制備建筑石膏粉的工藝，其特征在于其包括以下步驟: A.憐石骨原料的喂料:憐石骨原料由專用喂料機(jī)定量喂入進(jìn)料溜槽； B.烘干和脫水熱源:采用熱風(fēng)爐提供氣體熱源，氣體溫度控制在350°C^eoo0C ； C.磷石膏的干燥、細(xì)磨、選粉:磷石膏原料在立磨裝置內(nèi)集中完成顆粒分散、磨細(xì)、干燥和分級(jí)過(guò)程，立磨裝置排出的含塵氣體進(jìn)入旋風(fēng)分離器，實(shí)現(xiàn)氣固分離，氣流溫度控制在900C ^140oC ;出立磨裝置的中間物料為二水石膏，自由水含量小于5% ;所述含塵氣體通過(guò)收塵器收塵后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)排出； D.磷石膏的懸浮態(tài)脫水:干燥后的中間物料進(jìn)入懸浮態(tài)脫水爐脫水，脫水爐的出口溫度控制在160°C ^230°C ;然后經(jīng)旋風(fēng)分離器氣固分離，收集物料的主物相為半水石膏粉，總含水量控制在39TlO% ;氣體進(jìn)入立磨裝置，用作烘干的部分熱源； Ε.陳化:收集得到的半水石膏粉送入陳化倉(cāng)內(nèi)，陳化I飛天，即成為建筑石膏粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷石膏制備建筑石膏粉的工藝，其工藝規(guī)模為30(T5000t/d(噸/天)成品量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷石膏制備建筑石膏粉的工藝，其特征在于所述的磷石膏原料是氟石膏或其它類型石膏工業(yè)副產(chǎn)品石膏或天然石膏，各種原料中CaSO4.2H20的含量為60%"100%, SiO2 含量為 0%~30%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷石膏制備建筑石膏粉的工藝，其特征在于所述的工藝步驟B中，熱風(fēng)爐為燃煤、燃?xì)饣蛉加蜖t型，或者不用熱風(fēng)爐，利用其他工業(yè)過(guò)程排出的高溫尾氣作為熱源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷石膏制備建筑石膏粉的工藝，其特征在于，在工藝步驟C中，立磨粉磨后的物料平均粒度控制在15MnT60Mm范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷石膏制備建筑石膏粉的工藝，其特征在于，在工藝步驟C中，收塵器為帶式收塵器或者電收塵器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷石膏制備建筑石膏粉的工藝，其特征在于，在工藝步驟C中，脫水爐采用物料爐外循環(huán)方式，其物料循環(huán)量可控。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷石膏制備建筑石膏粉的工藝，其特征在于，所述工藝為負(fù)壓操作系統(tǒng)，動(dòng)力來(lái)源于引風(fēng)機(jī)形成的設(shè)備內(nèi)部負(fù)壓差。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷石膏制備建筑石膏粉的工藝，其特征在于，步驟B中氣體溫度控制在450±20°C ;步驟C中立磨排出的含塵氣流溫度控制在110±10°C，自由水含量小于3% ;步驟D中脫水爐的出口溫度控制在190±10°C，物料總含水量控制在4%-6%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷石膏制備建筑石膏粉的工藝，其特征在于，步驟C中石膏粉的平均粒徑控制在15~40Mffl ;步驟D中，磷石膏懸浮態(tài)反應(yīng)器采用物料爐外循環(huán)方式，其物料循環(huán)量控制在10%。
【文檔編號(hào)】C04B11/26GK103936313SQ201410192026
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】徐德龍, 何浩明, 陳延信, 楊三可, 李輝, 解田, 胡宏, 酒少武, 李文飛, 周泳波 申請(qǐng)人:甕福（集團(tuán)）有限責(zé)任公司, 西安建筑科技大學(xué)