[发明专利]磷石膏和高硫铝土矿制备喷射混凝土速凝剂和制酸的工艺

说明书

本发明公开了一种磷石膏和高硫铝土矿制备喷射混凝土速凝剂和制酸的工艺，步骤1），将磷石膏、高硫铝土矿、添加剂和改性剂混合制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料，将熟料研磨后加水溶出，并进行固液分离，得溶液和残渣；2）将步骤1）分离得到的溶液加热蒸发得铝酸钠结晶，将铝酸钠结晶烘干后研磨成铝酸钠；3）将步骤2）制得的铝酸钠与碳酸钾、氢氧化钾、三乙醇胺和甲基纤维素混合并研磨，得粉状的喷射混凝土速凝剂；4）向步骤1）分离得到的残渣中加入浮选剂，浮选出硫化物，将硫化物焙烧，产生的SO₂经五氧化二钒催化氧化成SO₃，SO₃经浓硫酸吸收后制酸。本发明具有喷射混凝土速凝剂生产成本低，磷石膏和高硫铝土矿处理成本低，附加值高的特点。

技术领域

本发明涉及一种磷石膏和高硫铝土矿制备喷射混凝土速凝剂和制酸的工艺，属于冶金化工领域。

背景技术

喷射混凝土是一种利用机械压缩空气或者其他动力将混凝土直接通过喷洒的方式喷射到施工面上，尤其是在隧道、边坡、地下室、建筑坑以及其他易发生坍塌和滑坡的地方，喷射混凝土的应用更加广泛，通过喷射混凝土可以对上述施工面起到临时保护，但是，为了使喷射混凝土尽快达到支护效果，需要其在短时间内凝固，并达到相应的支护强度要求，这就需要在喷射混凝土中添加速凝剂。现目前的速凝剂有多种类型，其中最好的属铝酸钠速凝剂，这种速凝剂以铝酸钠为主，通过配比其他辅料后制得，其凝结快，效果好。但是，这种速凝剂中的铝酸钠在工业上都是通过拜耳法制得，成本非常高，使得这种速凝剂价格非常昂贵。

磷石膏是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣,其主要成分为硫酸钙（CaSO₄），其含量一般可达到70～90%左右。此外，磷石膏还含有多种杂质：未分解的磷矿，未洗涤干净的磷酸、氟化钙、铁、铝化合物、酸不溶物、有机质等。磷石膏一般呈粉状，外观一般是灰白、灰黄、浅绿等色，含：有机磷、硫氟类化合物有毒有害物，容重0.733-0.88g/cm³，颗粒直径一般为5～15um，pH 1.5～3.0。我国每年排放磷石膏约2000万吨，累计排量近亿吨。磷石膏在建材方面的利用率不到5%，大量磷石膏渣场占用土地，严重污染环境。

高硫铝土矿是指含硫量大于0.7%的铝土矿，其中的硫主要以黄铁矿和其异构体白铁矿和胶黄铁矿形式存在。由于在氧化铝生成中，当硫含量达到一定程度之后，将会给生产到来极大的危害，甚至使生产无法进行，因此，如果将高硫铝土矿用作氧化铝生产，则必须进行脱硫处理，但是，不管是预焙烧脱硫、浮选脱硫、添加剂脱硫、分解母液冷冻结晶脱硫，还是蒸发-时效-分离脱硫等其他脱硫工艺，均存在脱硫效率不高、成本昂贵、脱硫工艺复杂的缺陷。

因此，如果能将磷石膏和高硫铝土矿进行综合利用来制备出速凝剂需要的原材料，并将磷石膏和高硫铝土矿中的有价成分进行提取回收，这对降低喷射混凝土速凝剂生产成本以及促进磷石膏和高硫铝土矿的应用，缓解环境污染，降低磷石膏和高硫铝土矿的处理成本，提高磷石膏和高硫铝土矿的附加值具有极大的意义。

发明目的

本发明的目的在于，提供一种磷石膏和高硫铝土矿制备喷射混凝土速凝剂和制酸的工艺。本发明具有喷射混凝土速凝剂生产成本低，磷石膏和高硫铝土矿处理成本低，附加值高的特点。

本发明的技术方案

一种磷石膏和高硫铝土矿制备喷射混凝土速凝剂和制酸的工艺，包括如下步骤：

1）将磷石膏、高硫铝土矿、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料，将熟料研磨后加水溶出，并进行固液分离，分别得溶液和残渣；

2）将步骤1）分离得到的溶液加热蒸发得铝酸钠结晶，将铝酸钠结晶烘干后研磨成铝酸钠；

3）将步骤2）制得的铝酸钠与碳酸钾、氢氧化钾、三乙醇胺和甲基纤维素混合并研磨，得粉状的喷射混凝土速凝剂；