[发明专利]一种磷石膏分段煅烧制硫铝酸盐水泥的方法

说明书

本发明涉及一种磷石膏分段煅烧制硫铝酸盐水泥的方法；以磷石膏完全代替石灰石和天然石膏，经同铝矾土、固废钢渣、无烟煤粉磨均化后，通过分段煅烧的方法制备硫铝酸盐水泥。本发明可大幅度提高磷石膏利用率，并且高浓度的二氧化硫尾气可通过吸收制备硫酸。本发明制备的硫铝酸盐水泥熟料硬化速度快，前期强度高且后期强度也增进稳定，性能测试表明，使用本发明方法制备的硫铝酸盐水泥的力学强度符合硫铝酸盐水泥标准。

技术领域：

本发明属于水泥材料的技术领域，涉及以磷化工工业废弃物磷石膏为原料制备硫铝酸盐水泥的方法。

背景技术：

随着工程技术的现代化，对特种水泥的技术要求也越来越高。其中包括特殊工程施工时对快速凝结与硬化的速度和各期硬度均有了特别的要求，如水泥管路的连接施工，大型装备的基础现场的施工等。然而虽然应用与销售市场的不断扩大但因产品的成本较高而受到限制，使更多的用户可望而不可及。另一方面，作为世界上的三大磷肥生产国之一，受磷石膏杂质指标及应用技术的制约，难以实现大宗利用，庞大的磷肥产业留下了3亿吨工业副产磷石膏，每年的排放量约7000万吨，利用量约为1700万吨，利用率不到30％，已成为磷复肥行业可持续发展的瓶颈。如何利用副产磷石膏来制备硫铝酸盐水泥，已经成为国内外研究者研究的重点之一。

中国专利文件CN1401604A公开了一种快硬硫铝酸盐水泥的制作工艺，此工艺以生料配比为脱水磷石膏17-20％，石灰石45-52％，矾土31-35％，此工艺成功的利用废料磷石膏取代了生料配比中的天然石膏，可以部分降低硫铝酸盐水泥的成本，但工艺中磷石膏的使用量仅仅占到生料配比的17-20％,发明中还需要45-52％的石灰石，达不到有效利用磷石膏的目的，另外工艺中磷石膏的分解会释放二氧化硫，不妥善处理会造成环境污染。

中国专利文件CN103304170A公开了一种生产硫铝酸盐水泥的方法，将石灰石、磷石膏、低品位矾土以及焦炭按一定比例配制成水泥生料，经过粉磨混匀后在高温下煅烧，煅烧过程中通过促进磷石膏尽可能多的分解，分解生成的氧化钙代替部分石灰石，二氧化硫气体可以收集制备硫酸，此工艺配比为石灰石30-60份、磷石膏25-55份、低品位矾土15-45份，此发明也可以成功利用废料磷石膏取代了天然石膏，适当降低了水泥的成本，但磷石膏未完全取代石灰石，生料配比中仍然有高达30-60份的石灰石，石灰石分解生成的二氧化碳会大大稀释二氧化硫的浓度，使得二氧化硫制备硫酸的成本和难度增加。

中国专利文件CN101481222A公开了一种磷石膏部分转化制硫铝酸盐水泥副产硫酸铵的方法，主要步骤包括磷石膏转化、转化物过滤分离、转化液的中和、硫酸铵溶液的浓缩结晶干燥、滤饼及铝钒土的干燥、生料配料和均化、熟料煅烧和冷却、熟料调质、研磨及均化、煅烧尾气处理等。通过对不需预处理的磷石膏部分转化得到满足硫铝酸盐水泥生产所需配料要求的混合料，不需再外加石灰石，拓展了磷石膏的应用范围，但此工艺需先将磷石膏转化为碳酸钙然后再进行生料配比和煅烧，所需设备和工艺流程都较为复杂，生产成本高。

发明内容：

针对目前硫铝酸盐水泥制备中存在的问题，本发明提供一种可完全利用磷石膏取代天然石膏和石灰石，并可通过回收尾气联产硫酸的硫铝酸盐生产方法，且工艺路线简单，生产成本低，具有良好的的经济和环境效益。

发明概述

本发明以磷石膏、铝矾土、固废钢渣和无烟煤为原料，经配料、粉磨、均化后制块后，在高温炉内分段煅烧制成熟料，所得熟料可添加天然石膏或石灰石制备不同类型的硫铝酸盐水泥，也可不外加天然石膏，直接获得硫铝酸盐水泥。

发明详述

本发明的技术方案如下：

一种磷石膏分段煅烧制硫铝酸盐水泥的方法，包括步骤如下：

a.水泥生料的制备：