專利名稱：：一種石膏制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種石膏制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的工藝，尤其涉及該工藝生料的制備方法，屬于化工
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：硫酸是各種工業(yè)都需要的基礎(chǔ)化工原料，我國硫資源短缺，但是石膏資源十分豐富，尤其硬石膏(主要成分CaSO4)儲量居世界第一，是潛在的制取硫酸的原料，為了滿足日益增長的硫酸需求，以硬石膏為主料，與焦炭配合作為原料制取硫酸，尤其是以硬石膏為主料，配合焦炭和其他輔料制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥將是硫酸工業(yè)必由之路，會有極大的發(fā)展。傳統(tǒng)的石膏制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的生產(chǎn)工藝是將硬石膏、含碳還原劑一焦炭及其他的輔助材料(如硅質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料等)，秤量后共同粉磨至細度68%(0.08mm篩余)、均化，在常溫態(tài)入回轉(zhuǎn)窯鍛燒，完成CaSO4的分解，分解出SO2制取硫酸，CaO燒成水泥熟料生產(chǎn)水泥；其普遍認為粉磨的粒度越細產(chǎn)率越高。但實際中發(fā)現(xiàn)這一工藝存在的主要缺陷包括(一)粉磨細度過細，能源消耗大，而且不利于回轉(zhuǎn)窯的煅燒；(二)還原劑一焦炭細度細，遇高溫在進行還原反應(yīng)前被提前燒掉，SO3與C的摩爾比為0.750.8，被迫增加焦炭的用量，焦炭的價格是使用原料中最貴的一種，目前市場價格在1500元/噸，增加了生產(chǎn)成本；(三)由于焦炭被燒掉，而不是參與還原反應(yīng)，產(chǎn)生CO與分解出的SO2產(chǎn)生副反應(yīng)，生成升華硫，造成硫酸系統(tǒng)的堵塞，嚴重影響生產(chǎn)。為了節(jié)能減排，提高石膏制硫酸生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝必須進行改進。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種石膏制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的工藝。本發(fā)明的另一目的在于提供一種石膏制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的生料。本發(fā)明的又一目的在于提供一種石膏制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的生料的制備方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種石膏制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的工藝，其特征在于所述工藝包括對原料的粉磨步驟，所述原料包括石膏、含碳還原劑、硅質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料；所述對原料的粉磨是將含碳還原劑原料粉磨至粒度為0.2mm篩篩余<20%，以重量百分數(shù)計。(注除非特別說明，本發(fā)明所指的比例關(guān)系均以重量百分比計)為了進一步提高石膏、硅質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料的利用率，使后續(xù)水泥熟料制備反應(yīng)中各物料能反應(yīng)完全、提高反應(yīng)的安全性，上述石膏、硅質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料的粒度控制在0.2mm篩篩余<1.5%。為了在粉磨石膏原料、硅質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料時進一步提高對電能的利用率，上述石膏、硅質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料的粒度為0.08mm篩篩余在1218%，0.2mm篩篩余<1.5%。為了進一步提高硫酸和水泥的產(chǎn)率，上述生料各原料的比例為石膏8488%、硅質(zhì)原料36%、鋁質(zhì)原料24%、鐵粉或氧化鐵01.0%、含碳還原劑46%。由于上述石膏與含碳還原劑、鋁質(zhì)材料、硅質(zhì)材料等的易磨程度不同，為了提高磨料后各原料粒度的精確度，提高最終生料的質(zhì)量，上述粉磨采用分別粉磨工藝才能精確控制上述含碳還原劑的粒度和石膏、硅質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料等的粒度。上述對含碳還原劑的粉磨采用風選錘式破碎機粉磨；上述對石膏、鋁質(zhì)材料、硅質(zhì)材料等的粉磨采用輥式磨或球磨機粉磨。為了在配制上述生料時將各原料的含量控制得更加準確，使生料質(zhì)量更加穩(wěn)定，上述生料的制備方法還包括對原料粉磨后的二次秤量配料步驟，且在二次秤量配料是按C/SO3的摩爾比為0.60.65進行混合。上述生料制備方法中，對粉磨后的各原料秤量配料后還可包括生料均化儲存步驟。上述石膏可以是硬石膏、二水石膏或化學石膏。為了在生產(chǎn)過程中減少對原料石膏的烘干等工藝步驟、提高最終制得硫酸的品質(zhì)、充分利用豐富的硬石膏資源，以節(jié)約成本提高生產(chǎn)效率，上述石膏優(yōu)選為硬石膏。上述硬石膏無結(jié)晶水，附著水含量<1%。上述含碳還原劑為焦炭或/和無煙煤，所述焦炭或無煙煤的固定碳含量大于75%，揮發(fā)分小于5%。為了降低原料的生產(chǎn)成本，產(chǎn)生更好的經(jīng)濟效益，上述含碳還原劑優(yōu)選為焦炭。上述硅質(zhì)原料可以是河沙、黏土、砂巖等二氧化硅含量較高的材料。上述鋁質(zhì)原料可以是鋁礬土、煤矸石、頁巖等氧化鋁含量較高的材料。具體地說，一種石膏制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的工藝如下1、秤量配料將各原料按以重量百分數(shù)計的下述比例秤量，硬石膏8488%、砂巖36%、頁巖24%、鐵粉或氧化鐵01.0%和焦炭46%。2、粉磨將上述硬石膏、砂巖、頁巖和鐵粉混合，一起用輥式磨機或球磨機粉磨至粒度為0.08mm篩篩余在1218%，0.2mm篩篩余<1.5%；另外，將上述焦炭用風選錘式破碎機粉磨至粒度為0.2mm篩篩余<20%；再分別儲存。3、二次秤量配料將上述粉磨后的硬石膏、砂巖、頁巖、鐵粉混合物和焦炭按C/S03摩爾比為0.60.65進行混合。4、將上述配制好的生料均化儲存，在常溫態(tài)入回轉(zhuǎn)窯鍛燒，完成CaSO4的分解，產(chǎn)生的SO2按常規(guī)步驟制得硫酸、產(chǎn)生的CaO按常規(guī)步驟制得水泥。一種石膏制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的生料，包括石膏、含碳還原劑、硅質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料，其特征在于所述含碳還原劑的粒度為0.2mm篩篩余<20%。為了進一步提高石膏、硅質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料的利用率，使后續(xù)水泥熟料制備反應(yīng)中各物料能反應(yīng)完全、提高反應(yīng)的安全性，上述石膏、硅質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料的粒度控制在0.2mm篩篩余<1.5%。為了在粉磨石膏原料、硅質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料時進一步提高對電能的利用率，上述石膏、硅質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料的粒度為0.08mm篩篩余在1218%，0.2mm篩篩余<1.5%。為了進一步提高硫酸和水泥的產(chǎn)率，上述生料各原料的比例為石膏8488%、硅質(zhì)原料36%、鋁質(zhì)原料24%、鐵粉或氧化鐵01.0%、含碳還原劑46%。上述加入鐵粉、氧化鐵等類物質(zhì)是為了使原料中Fe2O3的含量達到該生產(chǎn)過程中所屬領(lǐng)域要求的標準。上述石膏可以是硬石膏、二水石膏或化學石膏，如磷石膏、檸檬酸石膏、煙氣脫硫石膏、氟石膏等。為了在生產(chǎn)過程中減少對原料石膏的烘干等工藝步驟、提高最終制得硫酸的品質(zhì)、充分利用豐富的硬石膏資源，以節(jié)約成本提高生產(chǎn)效率，上述石膏優(yōu)選為硬石膏。上述硬石膏無結(jié)晶水，附著水含量<1%。上述含碳還原劑為焦炭或/和無煙煤，所述焦炭或無煙煤的固定碳含量大于75%，揮發(fā)分小于5%。為了降低原料的生產(chǎn)成本，產(chǎn)生更好的經(jīng)濟效益，上述含碳還原劑優(yōu)選為焦炭。上述硅質(zhì)原料可以是河沙、黏土、砂巖等二氧化硅含量較高的材料。上述鋁質(zhì)原料可以是鋁礬土、煤矸石、頁巖等氧化鋁含量較高的材料。一種石膏制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的生料的制備方法，其特征在于所述方法包括對原料的粉磨步驟，所述原料包括石膏、含碳還原劑、硅質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料，所述對原料的粉磨是將含碳還原劑原料粉磨至粒度為0.2mm篩篩余<20%。為了進一步提高石膏、硅質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料的利用率，使后續(xù)水泥熟料制備反應(yīng)中各物料能反應(yīng)完全、提高反應(yīng)的安全性，上述石膏、硅質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料的粒度控制在0.2mm篩篩余<1.5%。為了在粉磨石膏原料、硅質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料時進一步提高對電能的利用率，上述石膏、硅質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料的粒度為0.08mm篩篩余在1218%，0.2mm篩篩余<1.5%。為了進一步提高硫酸和水泥的產(chǎn)率，上述生料各原料的比例為石膏8488%、硅質(zhì)原料36%、鋁質(zhì)原料24%、鐵粉或氧化鐵01.0%、含碳還原劑46%。由于上述石膏與含碳還原劑、鋁質(zhì)材料、硅質(zhì)材料等的易磨程度不同，為了提高磨料后各原料粒度的精確度，提高最終生料的質(zhì)量，上述粉磨采用分別粉磨工藝才能精確控制上述含碳還原劑的粒度和石膏、硅質(zhì)原料、鋁質(zhì)原料等的粒度。上述對含碳還原劑的粉磨采用風選錘式破碎機粉磨；上述對石膏、鋁質(zhì)材料、硅質(zhì)材料等的粉磨采用輥式磨或球磨機粉磨。為了在配制上述生料時將各原料的含量控制得更加準確，使生料質(zhì)量更加穩(wěn)定，上述生料的制備方法還包括對原料粉磨后的二次秤量配料步驟，且在二次秤量配料是按C/SO3的摩爾比為0.60.65進行混合。上述生料制備方法中，對粉磨后的各原料秤量配料后還可包括生料均化儲存步馬聚ο上述石膏可以是硬石膏、二水石膏或化學石膏。為了在生產(chǎn)過程中減少對原料石膏的烘干等工藝步驟、提高最終制得硫酸的品質(zhì)、充分利用豐富的硬石膏資源，以節(jié)約成本提高生產(chǎn)效率，上述石膏優(yōu)選為硬石膏。上述硬石膏無結(jié)晶水，附著水含量<1%。上述含碳還原劑為焦炭或/和無煙煤，所述焦炭或無煙煤的固定碳含量大于75%，揮發(fā)分小于5%。為了降低原料的生產(chǎn)成本，產(chǎn)生更好的經(jīng)濟效益，上述含碳還原劑優(yōu)選為焦炭。上述硅質(zhì)原料可以是河沙、黏土、砂巖等二氧化硅含量較高的材料。上述鋁質(zhì)原料可以是鋁礬土、煤矸石、頁巖等氧化鋁含量較高的材料。具體地說，一種石膏制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的生料的制備方法如下1、秤量配料將各原料按以重量百分數(shù)計的下述比例秤量，硬石膏8488%、砂巖36%、頁巖24%、鐵粉或氧化鐵01.0%和焦炭46%。2、粉磨將上述硬石膏、砂巖、頁巖和鐵粉混合，一起用輥式磨機或球磨機粉磨至粒度為0.08mm篩篩余在1218%，0.2mm篩篩余<1.5%；另外，將上述焦炭用風選錘式破碎機粉磨至粒度為0.2mm篩篩余<20%；再分別儲存。3、二次秤量配料將上述粉磨后的硬石膏、砂巖、頁巖、鐵粉混合物和焦炭按C/S03摩爾比為0.60.65進行混合。4、將上述配制好的生料均化儲存。本發(fā)明的有益效果如下1、本發(fā)明石膏制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的生料中，選用硬石膏作為石膏原料減少了烘干脫水步驟，并且不會產(chǎn)生雜質(zhì)影響制酸和水泥的品質(zhì)。2、本發(fā)明硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥生料的各原料采用特定的比例關(guān)系混合，再結(jié)合各原料特定的粒度，使得用本發(fā)明生料配合硫酸和水泥的生產(chǎn)工藝，有效提高了硫酸和水泥的品質(zhì)。3、本發(fā)明生料的焦炭原料細度控制在0.2mm篩篩余<20%，明顯降低了本發(fā)明生料中焦炭在后續(xù)生產(chǎn)硫酸和水泥參與的還原反應(yīng)之前由于易被燒掉而引起的損失、有效降低了生產(chǎn)成本；同時，也有效避免了焦炭在參與還原反應(yīng)之前被燒掉產(chǎn)生的CO與分解產(chǎn)生的S02反應(yīng)，從而生成升華硫在硫酸裝置的凈化系統(tǒng)冷凝，造成系統(tǒng)堵塞，從而有效排除了生產(chǎn)中的安全隱患。4、本發(fā)明石膏、鋁質(zhì)原料、硅質(zhì)原料等輔料粒度為0.08mm篩篩余在1218%，0.2mm篩篩余<1.5%，使得各原料反應(yīng)充分，顯著提高了生料中各原料的利用率，進一步還提高了反應(yīng)的安全性；同時，該類輔料粒度不用磨得過細，從而有效降低了粉磨過程中的電耗。5、本發(fā)明石膏制備硫酸和水泥的生料制備方法中，對焦炭原料、石膏等原料采用分別粉磨工藝，有效控制了磨料后各原料粒度的精確度，特別是易磨的焦炭粒度不會過細從而避免了原料不必要的損失以及安全隱患，提高了最終生料的質(zhì)量。6、本發(fā)明生料的制備方法中對各原料配制采用二次秤量，使得各原料的含量控制得更加精準、使生料質(zhì)量穩(wěn)定。7、本發(fā)明石膏制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的工藝中，生產(chǎn)一噸硫酸的焦炭消耗80100kg，可比現(xiàn)有技術(shù)的生產(chǎn)方法減少40kg左右；按照日產(chǎn)硫酸400t計算，每天節(jié)約16t，年可節(jié)約4800t，焦炭價格1500元/噸，節(jié)約生產(chǎn)費用約720萬元。具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明進行具體的描述，有必要在此指出的是以下實施例只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)上述本
發(fā)明內(nèi)容對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整。實施例1一種石膏制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的工藝，按以下步驟制得1、秤量配料將各原料按下述比例秤量，硬石膏87%、砂巖4.5%、頁巖3%、鐵粉0.5%和焦炭5%；2、粉磨將上述硬石膏、砂巖、頁巖和鐵粉混合，一起用輥式磨機粉磨至粒度為0.08mm篩篩余在15%，0.2mm篩篩余1.2%；另外，將上述焦炭用風選錘式破碎機粉磨至粒度為0.2mm篩篩余13%，再分別儲存；3、二次秤量配料將上述粉磨后的硬石膏、砂巖、頁巖、鐵粉混合物和焦炭按C/S03摩爾比0.63混合秤量；4、將上述配制好的生料均化儲存；在常溫態(tài)入回轉(zhuǎn)窯鍛燒，完成CaSO4的分解，按照常規(guī)步驟分別制得硫酸和水泥。實施例2一種石膏制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的工藝，按以下步驟制得1、秤量配料將各原料按下述比例秤量，硬石膏88%、砂巖3.0%、頁巖4.0%、氧化鐵1.0%和焦炭4.0%；2、粉磨將上述硬石膏、砂巖、頁巖和鐵粉混合，一起用球磨機粉磨至粒度為0.08mm篩篩余在18%，0.2mm篩篩余1.0%；另外，將上述焦炭用風選錘式破碎機粉磨至粒度為0.2mm篩篩余18%，以重量百分數(shù)計，再分別儲存；3、二次秤量配料將上述粉磨后的硬石膏、砂巖、頁巖、鐵粉混合物和焦炭按C/S03摩爾比0.60混合秤量；4、將上述配制好的生料均化儲存；在常溫態(tài)入回轉(zhuǎn)窯鍛燒，完成CaSO4的分解，按照常規(guī)步驟分別制得硫酸和水泥。實施例310按以下物質(zhì)、工藝參數(shù)及步驟進行，其它均與實施例1相同；在石膏制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的工藝中，其電耗顯著降低，用本發(fā)明工藝生產(chǎn)一噸的硫酸，其焦炭原料消耗為80100kg。實施秤量配料石膏與鋁質(zhì)材料、硅質(zhì)~含碳還原二次秤量配料例材料等輔料混合粉磨劑粒度C/S03摩爾比的粒度~硬石膏88%、焦炭4%、頁巖0.2mm篩篩余0.9%，0.2mm篩蹄0654%、砂巖4%0.08mm篩篩余在12%余19%二水石膏85%、無煙煤和焦0.2mm篩篩余1.4%0.2mm篩蹄不進行炭5%、鋁礬土4%、河沙5%、余11%鐵粉和氧化鐵““5磷石膏86%、焦炭4.5%、煤0.2mm篩篩余1.1%，0.2mm篩蹄060矸石3.5%、黏土5.2%、氧0.08mm篩篩余在18%余13%化鐵0.8%~~6氟石膏87%、無煙煤5.5%、0.2mm篩篩余1.2%0.2mm篩蹄不進行頁巖3%、砂巖4.5%余9%<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>對比實施例1一種石膏制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的工藝，包括石膏、含碳還原劑、硅質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料，按以下步驟制得1、秤量配料將各原料按下述比例秤量，硬石膏87%、砂巖3.0%、頁巖2.0%和焦炭8.0%；2、粉磨將上述焦炭、硬石膏、砂巖和頁巖混合，一起粉磨至粒度為0.08mm篩篩余在68%，以重量百分數(shù)計；3、將上述配制好的生料均化儲存；在常溫態(tài)入回轉(zhuǎn)窯鍛燒，完成CaSO4的分解，按照常規(guī)步驟分別制得硫酸和水泥。在上述生產(chǎn)工藝中，用該生料生產(chǎn)一噸的硫酸，其生料中焦炭原料消耗為135kg?？梢?，本發(fā)明石膏用于制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的工藝，采用含碳還原劑和石膏、鋁質(zhì)原料、硅質(zhì)原料等輔料為原料，各原料采用特定的粒度、進一步采用特定的量的配比、分別粉磨和二次秤量配料工藝，生產(chǎn)一噸的硫酸，其焦炭原料消耗比現(xiàn)有技術(shù)減少3540kg。本發(fā)明生產(chǎn)工藝降低了生產(chǎn)的電耗，降低了生產(chǎn)的原料成本，同時本發(fā)明生料配合后續(xù)的硫酸和水泥生產(chǎn)工藝可顯著提高硫酸和水泥熟料的品質(zhì)。權(quán)利要求一種石膏制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的工藝，其特征在于所述工藝包括對原料的粉磨步驟，所述原料包括石膏、含碳還原劑、硅質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料，所述對原料的粉磨是將原料中含碳還原劑粉磨至粒度為0.2mm篩篩余＜20％。2.如權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述石膏、硅質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料的粒度控制在0.2mm篩篩余<1.5%。3.如權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述石膏、硅質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料的粒度為0.08mm篩篩余在1218%，0.2mm篩篩余<1.5%。4.如權(quán)利要求2或3所述的工藝，其特征在于所述工藝還包括對原料粉磨后的二次秤量配料步驟，按C/S03摩爾比0.60.65秤量混合。5.如權(quán)利要求1、2或3所述的工藝，其特征在于所述石膏為硬石膏；所述含碳還原劑為焦炭或/和無煙煤，所述焦炭或無煙煤的固定碳含量大于75%，揮發(fā)分小于5%。6.如權(quán)利要求4所述的工藝，其特征在于所述石膏為硬石膏；所述含碳還原劑為焦炭或/和無煙煤，所述焦炭或無煙煤的固定碳含量大于75%，揮發(fā)分小于5%。7.如權(quán)利要求6所述的工藝，其特征在于所述硅質(zhì)原料為砂巖；所述鋁質(zhì)原料為頁巖。8.如權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于(1)秤量配料將各原料按下述重量百分比例秤量，硬石膏8488%、砂巖36%、頁巖24%、鐵粉或/和氧化鐵01.0%和焦炭46%；(2)粉磨將上述硬石膏、砂巖、頁巖和鐵粉混合，一起用輥式磨機或球磨機粉磨至粒度為0.08mm篩篩余在1218%，0.2mm篩篩余<1.5%；另外，將上述焦炭用風選錘式破碎機粉磨至粒度為0.2mm篩篩余<20%，再分別儲存；(3)二次秤量配料將所述粉磨后的硬石膏、砂巖、頁巖、鐵粉混合物和焦炭按C/S03摩爾比0.60.65混合秤量；(4)將所述配制好的生料均化儲存。9.如權(quán)利要求17任一項所述工藝采用的生料，其特征在于所述生料各原料的比例為石膏8488%、硅質(zhì)原料36%、鋁質(zhì)原料24%、鐵粉或/和氧化鐵01.0%、含碳還原劑46%。10.如權(quán)利要求9所述生料的制備方法，所述方法包括對原料的粉磨步驟，其特征在于對所述原料的粉磨是采取分別粉磨制得生料。全文摘要一種石膏制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的工藝，其特征在于所述工藝包括對原料的粉磨步驟，所述原料包括石膏、含碳還原劑、硅質(zhì)原料和鋁質(zhì)原料；所述對原料的粉磨是將含碳還原劑原料粉磨至粒度為0.2mm篩篩余＜20％，以重量百分數(shù)計。本發(fā)明工藝明顯降低了本發(fā)明生料中焦炭在后續(xù)生產(chǎn)硫酸和水泥參與的還原反應(yīng)之前由于易被燒掉而引起的損失、有效降低了生產(chǎn)成本；同時，也有效避免了焦炭在參與還原反應(yīng)之前被燒掉產(chǎn)生的CO與分解產(chǎn)生的SO2反應(yīng)，從而生成升華硫在硫酸裝置的凈化系統(tǒng)冷凝，造成系統(tǒng)堵塞，從而有效排除了生產(chǎn)中的安全隱患。文檔編號C01B17/74GK101830442SQ20101017729公開日2010年9月15日申請日期2010年5月8日優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日發(fā)明者丁竑廣,楊興志,潘先文申請人:重慶三圣特種建材股份有限公司