[发明专利]一种利用半干法脱硫灰和废酸制备石膏晶须的工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及工业“三废”治理技术领域，具体涉及一种利用半干法脱硫灰和废酸制备石膏晶须的工艺及装置。

背景技术

半干法烟气脱硫工艺具有结构紧凑、占地面积小、电耗和水耗低、一次投资小、维护简便等优点，目前广泛应用于我国中、小型发电机组烟气脱硫工程，也有部分钢铁企业烧结厂烟气脱硫工程采用半干法烟气脱硫工艺。

半干法脱硫工艺原料采用生石灰，经过烟气脱硫后生成副产物半干法脱硫灰，其主要成分为：游离氧化钙、亚硫酸钙、碳酸钙、硫酸钙、氢氧化钙、氯化钙及部分的粉煤灰等。由于脱硫灰中富含有亚硫酸钙、粉煤灰和未反应的脱硫剂，这些成为了脱硫灰的处置与综合利用的技术瓶颈，很难被用于水泥、混凝土、制砖等传统建材行业，只能作抛弃处理。

硫酸、盐酸在化工、钢铁等行业广泛应用。在许多生产过程中，盐酸或硫酸的利用率很低，大量的硫酸随同含酸废水排放出去。这些废水如不经过处理而排放到环境中，不仅会使水体或土壤酸化，对生态环境造成危害，而且浪费大量资源。钢材经盐酸或硫酸酸洗后，会产生大量的酸洗废液。盐酸酸洗废液的组成主要是氯化氢、氯化亚铁和水等少量杂质；硫酸酸洗废液的组成主要是硫酸、硫酸亚铁和水等杂质。其含量随酸洗工艺、操作温度、钢材品种和规格不同而异，盐酸废酸一般含氯化亚铁10～20％，氯化氢3～10％，硫酸废酸一般含硫酸2～25％，硫酸铁10～25％

石膏晶须是指半水或无水硫酸钙的纤维状单晶体，是一种性能优良、价格低廉的新型功能材料。它具有极高的抗拉强度和弹性模量，是一种高价值的工业材料，用作中等强度的填充剂，特别是细径纤维的补强效果与其他高性能纤维增强材料的补强效果相同。与塑料配合使用时，可提高抗拉强度、弯曲强度、弯曲弹性模量和热变形温度。可以代替石棉作摩擦材料、建筑材料、保温和保冷材料等，具有广泛的用途。

公开号为CN 101623592A的中国专利文献公开了一种综合处理废酸和脱硫灰的工艺，以脱硫灰和废酸(以硫酸为主)中和反应生成石膏同时制硫酸：将脱硫灰与废酸混合反应，控制反应液的PH值为6-7；将反应液过滤，滤液达标排放或回收利用；同时，收集反应过程中产生的气体。该方法对脱硫灰成分要求较高，而一般半干法或干法脱硫灰二氧化硅、氧化铝等成分较高，该方法由于没有相应的除杂处理措施，生产的石膏纯度也不会很高，同时由于酸碱中和反应，硫酸钙结晶速率较快，生成的石膏粒径较小，脱水困难。

发明内容

本发明提供了一种利用半干法脱硫灰和废酸制备石膏晶须的工艺及装置，有机利用脱硫灰、盐酸废酸和硫酸废酸三种工业废弃物制备α-半水石膏晶须同时收集HCl气体，制备得到的石膏晶须纯度高、含水率低。

一种利用半干法脱硫灰和废酸制备石膏晶须的工艺，包括：

(1)将半干法脱硫灰与水混合得到脱硫灰浆液，所述脱硫灰浆液用盐酸废酸调节pH值至5～6后氧化，得到含硫酸钙和氯化钙的浆液；

(2)将所述含硫酸钙和氯化钙的浆液旋流分离，旋流分离后的底流浆液经调浆后得到反应浆液，所述反应浆液与硫酸废酸反应，得到的产物经过滤脱水后即得α-半水石膏晶须。

作为优选，步骤(1)中所述脱硫灰浆液的质量浓度为5～50％。

作为优选，步骤(1)中所述氧化为鼓泡式氧化，氧化时间为4～10h。

作为优选，步骤(2)中所述反应浆液中硫酸钙的质量浓度为3～15％，氯化钙的质量浓度为3～10％。

作为优选，步骤(2)中所述反应浆液与硫酸废酸反应时硫酸废酸占反应浆液与硫酸废酸总质量的0.5～10％。硫酸废酸中硫酸含量为10～25％，硫酸铁为10～25％。

作为优选，步骤(2)中所述反应浆液与硫酸废酸反应时的反应温度为95～110℃。

作为优选，步骤(2)中所述反应浆液与硫酸废酸反应的反应时间为2～6h。

作为优选，步骤(2)中所述过滤脱水时使用的滤布孔径为10～20μm，过滤的同时喷洒工艺水。

脱硫灰浆液浓度在5～50％，氧化时间在4～10h可实现亚硫酸钙完全被氧化；反应浆液中硫酸钙的质量浓度为3～15％，氯化钙的质量浓度为3～10％，硫酸废酸占总质量的0.5～10％，反应温度为95～110℃，反应时间为2～6h，可生产出密度在2.8～3.2g/cm³，长度在120～350μm，直径在3～12μm的α-半水石膏晶须。滤布孔径在10～20μm，可以有效地拦截石膏晶须，同时石膏晶须中旋流器未除去的少量杂质可通过滤布，被冲洗水带走。