[发明专利]磷石膏部分转化制硫铝酸盐水泥副产硫酸铵的方法

说明书

技术领域

本发明涉及硫铝酸盐水泥的制备技术领域，尤其是一种以磷石膏废渣为主要原料、部分 转化制硫铝酸盐水泥、同时副产硫酸铵的方法。

背景技术

中国已成为世界磷复肥生产大国，高浓度磷复肥占总产量的50％以上，其生产过程中副 产的磷石膏堆存量达数亿吨，每年新增量大约5000万吨，磷石膏的资源化利用已成为磷化工 行业可持续发展的重要课题。

通常，磷石膏呈粉状，外观一般是灰白、灰黄、浅绿、深灰等色，体积密度0.7～ 0.9g/cm³，颗粒直径一般为5～20um，其主要成分为二水硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)，其含量一 般可达到75～95％，次要组分为少量的未完全反应的磷矿粒、硅酸盐及硫氟类化合物有机质 等。磷石膏的主要化学组成(质量百分比)通常包括：CaO：28～33％，SO₃：38～44％，水溶 性P₂O₅：0.05～0.5％，不溶性P₂O₅：0.5～2％，Fe₂O₃：0.2～2.5％，Al₂O₃：0.5～4％，SiO₂： 0.5～6％，MgO：0.1～0.5％，F：0.1～0.5％，结晶水：14.5 18％。

以铝矾土和石灰石为主要原料生产的硫铝酸盐水泥的化学组成主要有CaO、Al₂O₃、SiO₂、SO₃等，且在硫铝酸盐水泥生产过程中也必须加入一定量的石膏，这给以高铁、铝杂质磷 石膏部分转化制硫铝酸盐水泥副产硫酸铵提供了较好的技术条件。

铝矾土是通常用来生产氧化铝和铝的一种自然界存在的不均匀的物质。铝矾土的主要成 份包括三水http://knology.chinaccm.com/phrase-2006030911434300310.html铝矿、薄水铝矿和水)通常包括：CaO：0～2.5％，SO₃：0～1％，Fe₂O₃：0～6％，Al₂O₃：50～75％，SiO₂：5～15％， MgO：0～1％，Ti：0～4％。

目前，以高铁、铝杂质磷石膏部分转化制硫铝酸盐水泥副产硫酸铵的工艺流程尚未见报 道。较为接近的现有技术有：《用磷石膏烧成硫铝酸盐水泥的研究》(《水泥》杂志，主办 单位：建筑材料工业技术情报研究所，1999年4期，P1-P4)一文中介绍用磷石膏烧成制硫铝 酸盐水泥的流程，该流程是以石灰石、铝矾土和磷石膏为主要原料配置成生料，进一步烧成 为硫磷酸盐水泥熟料。其不足之处在于：①生料中磷石膏所占比例为20-25％，不足的钙质仍 需加入石灰石，吨产品消耗的磷石膏数量仅占全部原料的20 25％。②该流程采用立窑煅烧， 能耗较高，煅烧的还原气氛不易控制，产品质量不稳定，生产成本也较高。

以磷石膏为原料经碳化氨水转化制硫酸铵的报道较多，主要包括：《利用磷石膏制取硫 酸铵》(《河南化工》杂志，主办单位：河南省化工研究所，1997年9期，P37-P38)一文介 绍的磷石膏经碳化氨水转化制得肥料级硫酸铵产品，其不足之处在于：①原料磷石膏必须经 过精选以提高进入生产系统磷石膏的质量，才能保证较高的磷石膏转化率和产品质量，由此 增加了处理成本，杂质含量高的磷石膏废渣的利用受到限制。②该流程有二次废渣产生，一 部分是杂质含量非常高的选余磷石膏，另一部分则是需要二次再利用的碳酸钙废渣。《磷 石膏综合利用制高浓度NPK复肥工业试验研究》(《硫磷设计与粉体工程》杂志，主办单位 ：南化集团设计院，2004年5期，P7-P9)一文介绍的磷石膏经碳化氨水转化制得硫酸铵溶液 ，进一步与氯化钾进行复分解制得用于NPK复肥生产所需的中间产品抓硫酸钾铵溶液和氯化 钾铵溶液的流程，其不足之处：①磷石膏需经过漂洗处理后，再进入碳化铵水转化系统，由 此增加了磷石膏处理成本，流程中的磷石膏洗涤水和固体杂质产生了二次废水和废渣。②该 流程产生有需要二次再利用的碳酸钙废渣。

发明内容