[发明专利]一种磷石膏、煤矸石综合利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够利用磷石膏、煤矸石综合利用方法。

背景技术

据测算，每生产1吨磷酸约产生5吨磷石膏。中国磷肥工业协会数据显示，2006～2011年，我国累积生产高浓度磷复肥6659.6万吨，相应的磷石膏产生量已超过3亿吨，其中，堆存量超过了2.5亿吨。磷石膏的利用在世界上都是一个很大的难题，有三种方式可大量消耗磷石膏如作为水泥的缓凝剂、制作石膏砖和石膏砌块；作为水泥缓凝剂是一个利用量最大的方式，每生产一万吨水泥可消耗300吨磷石膏，目前不能大量使用的缺陷在于1.磷石膏含水量在20%以上;2.含有游离态的磷酸根离子，需要烘干机高温烘干才能大量供给水泥厂；将磷石膏做成石膏砖和石膏砌块，石膏砖需要在空气中自然干燥后才能使用而这样的生产周期较长在7天以上，而石膏砌块需要用蒸汽加热后才能使用。利用煤炭来提供热量进行烘干或产生蒸汽，不经济也不利于节能减排；而我国煤矸石的产量也很巨大，从煤炭开采来看，中国每年生产1亿t煤炭，排放矸石1400万t左右；从煤炭洗选加工来看，每洗选1亿t炼焦煤排放矸石量2000万t，每洗1亿t动力煤，排放矸石量1500万t。2011年，国内各类煤矿生产煤炭1045亿t，洗煤385亿t，排放矸石量19-20亿t。因而，全国国有煤矿现有矸石山1500余座，堆积量30亿t以上（占中国工业固体废物排放总量的40%以上）。

发明内容

本发明提出的是一种磷石膏、煤矸石综合利用方法，其目的旨在利用磷石膏、煤矸石废渣，制备可用于生产磷石膏。

本发明的技术解决方案：包括如下工艺步骤：

 一）利用沸腾炉燃烧后的含有热量的煤矸石渣提高磷石膏砖坯车间的环境温度和利用经烘干机、大布袋、引风机后的较高温度的废气提高磷石膏砌块车间的环境温度；

二）成化前磷石膏混合物的配制。

本发明的优点：

1）由于在磷石膏球添加水泥早强剂，赋予了磷石膏球对水泥的增强功能，属于增强型磷石膏球水泥缓凝剂；

2）由于采用煤矸石作燃料烘干磷石膏球，并利用烘干系统的余热提高磷石膏砖和砌块堆放环境的温度，缩短它们的出厂时间。本发明的生产过程是：经过粉碎达到1-8mm的煤矸石颗粒，经计量输送机送入沸腾炉燃烧，正常燃烧的沸腾炉温度控制在900-1000度，沸腾炉产生的热气由引风机经大布袋除尘器产生的负压流过回转式烘干机，与含水分的磷石膏球相遇并交换热量，从而烘干磷石膏球；并对煤矸石渣和废气的余热加以利用；

3）成化配料是将磷石膏80-90%、水泥早强剂化纤厂废渣（含硫酸钠95%左右）或99%硫酸钠3-5%和改性粘结剂（石灰或低标号水泥）8-15%，进入搅拌机混合后入成化库成化1-10小时消解磷石膏中残留的微量磷酸根离子；成化后的混合物可用于生产磷石膏球（直径为8-10mm）、磷石膏砌块（尺寸为390x190x190mm）和磷石膏砖（尺寸为240x120x5.5mm）；

4）整个生产过程无二次污染和能源浪费。

附图说明

附图1是磷石膏球烘干和余热综合利用装置的结构示意图。

图中的1是沸腾炉、2是烘干机、3是制球机、4是引风机、5是大布袋除尘器、6是磷石膏砌块库房、7是耐高温链板机、8是磷石膏砖库房、9是磷石膏球库、10是煤矸石渣库、11是粉碎机、12是提升机。

具体实施方式

对照附图1，其结构是粉碎机11通过溜槽与沸腾炉1相接，沸腾炉1通过热气管道与回转式烘干机2相连，引风机4通过大布袋除尘器5与磷石膏砌块车间6连接，制球机3的出口与回转式烘干机2的入口对应设置，回转式烘干机2经提升机12磷石膏球库9的入口相接；沸腾炉燃烧出口、耐高温链板机7、磷石膏砖车间8、煤矸石渣库10依次串接。利用粉碎机11粉碎过的煤矸石作沸腾炉1的燃料提供热量、用回转式烘干机2做干燥热交换设备，磷石膏混合物（含磷石膏、水泥或石灰粉、早强剂等）经回转式制球机3制成磷石膏球，沸腾炉1产生的热气由引风机4经大布袋除尘器5产生的负压流过回转式烘干机2，磷石膏球进入回转式烘干机2中被热气烘干，烘干时间20分钟或当磷石膏球的水分低于2%时，烘干后的磷石膏球经过提升机12进入磷石膏球库9储存；烘干机2经引风机4排放的余热进入磷石膏砌块库房6；沸腾炉1将排除的煤矸石渣经耐高温链板机7、磷石膏砖库房8，常温下降温，将接近环境温度的煤矸石渣进入煤矸石渣库10储存。

一种磷石膏、煤矸石综合利用的方法，包括如下工艺步骤：