[发明专利]一种硫酸钙生产硫化钙的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫化钙的化工生产工艺，特别涉及采用硫酸钙生产硫酸和水泥熟料生产过程中硫化钙的化工生产工艺。

背景技术

磷石膏是化工生产中用硫酸分解磷矿产生的废料，其数量极大，处理不当对环境影响很大，国际上大部分采取掩埋方式，我国因硫资源缺乏，多年来一直有人致力于开发磷石膏联产水泥工艺，按照这种工艺，生产磷酸产生的废料磷石膏用来生产水泥和硫酸，硫酸又用来生产磷酸，反复循环，几乎没有废料，但由于这项技术本身的复杂性，在生产实际的推广应用上还存在大量的问题。从国外情况来看，早在1916年，国外就有利用中空回转窑生产水泥和硫酸的实例，但因热耗较高，因此这种工艺现已基本处于淘汰状态，上世纪六十年代，随着水泥干法生产工艺技术的发展，国际上普遍采用低热耗的窑尾预热技术和低耗高效的窑外分解技术生产普通水泥，在此背景下，奥地利的林茨公司开发研制了立筒预热器作为热交换装置，原料磷石膏经一次烘干后即与辅助原料混合，然后进入立筒预热器预热后进窑分解煅烧，与原有工艺相比，可降低热耗，但由于生产控制困难，气体中SO₂含量不稳定等原因，发展缓慢，近年来，由于流态化技术和水泥窑外分解技术的启发以及对磷石膏分解规律的进一步认识，国内外对磷石膏流化床分解新技术、新工艺产生了浓厚的兴趣，作了大量的工作。我国应用石膏分解联产水泥和硫酸这项技术起步较晚，目前成熟的技术是将烘干后的粉状物料与其它原料配合经粉磨进入中空回转窑进行分解煅烧，窑内气氛难以控制，容易产生窑中氧含量偏高等问题，会使原料中加入的碳部分地与氧发生燃烧反应，造成磷石膏分解反应所需的碳不足，分解率和脱硫率降低。另外中空回转窑因其传热效果差，煤高耗，在我国水泥行业已属淘汰工艺。从生产现状来看，现有装置均不是很理想，主要反映在以下几个方面：1.现有生产方式都是将硫酸钙在弱氧化气氛或还原-氧化双气氛下直接分解成SO₂和氧化钙，实际分解温度都在1000℃以上，分离设备中的耐火材料寿命难于达到工业化要求，选取困难，至今没有产业化的窑外分解装置投产。2.现有生产工艺中硫酸钙还原分解和氧化均在一个分解炉或窑中进行，操作条件控制复杂，稳定性差不易实现，且热耗较大，产生的SO₂在进入转化器时，浓度只有3-5％，造成硫酸装置产能降低，转化温度难于保证，操作和管理难度大。3.难以实现大型化生产。分析以上几方面问题，其主要原因在于生产流程长，设备多，能耗高，投资大，生产成本高；

中国专利申请号200510022084.X公开了一种利用磷石膏废渣制取硫酸的生产方法，该方法是以磷石膏为原料的工业硫酸的生产方法，它包括如下工艺步骤：沸腾燃烧；炉气的洗涤；干燥炉气；第一次转化；第二次转化；第二次吸收；尾气处理；但仅公开了硫化钙的生产，没有给出更详细的生产控制方法，其后续加工方法也与本工艺不同。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种热利用率高，工艺简单，反应条件易于控制的硫酸钙分解生产硫酸和水泥熟料的中间产品硫化钙的生产方法。

本发明所述的一种硫酸钙生产硫化钙的方法，其生产步骤如下：

a.将湿硫酸钙在烘干破碎机中烘干及旋风式预热器组成的物料烘干预热系统进行烘干，并升高物料温度至150-950℃。

b.将粉磨好的原煤或焦炭加入原料中作为还原剂，细度为0.08mm方孔筛筛余小于30％；

c.在还原介质的作用下，硫酸钙与原料中的C在反应器内发生反应，硫酸钙还原生成硫化钙，其化学反应为：

CaSO₄+2C＝CaS+2CO₂↑

d.还原产物为步骤c生成的硫化钙及未反应的硫酸钙混合物；

e.将还原产物直接转移到另一反应器中，控制硫酸钙与硫化钙的摩尔比为6∶1-1∶6，反应制得SO₂。

步骤c所述的反应器为回转窑。在回转窑内物料的反应温度为300-1200℃。

步骤a中，还原硫化钙产生的废气用于烘干原料后经处理排放。

步骤c中，控制入窑料中C与SO₃的摩尔比为1-4∶1；

经回收热量后经旋风分离器排出的气体温度为80——350℃；

步骤e制得的SO₂进行深加工得到其它产品。