[发明专利]一种由磷石膏生产II型无水石膏的装置及方法

说明书

本发明提供了一种由磷石膏生产II型无水石膏的装置及方法，所述装置包括依次连接的预处理单元、干燥单元、煅烧单元和产品收集单元，所述预处理单元包括螺旋搅拌装置，所述干燥单元包括打散装置和至少一级干燥装置，所述煅烧单元包括煅烧装置，煅烧装置内设有热源管道。本发明所述装置通过预处理、干燥及煅烧工艺的结合，将磷石膏精准转化为II型无水石膏，有效去除磷石膏中可溶性磷、氟，实现难溶性磷的转化及有机物的分解，解决了酸的腐蚀问题，降低了有害杂质对石膏制品的影响；所述方法提高了磷石膏的综合利用效率，产品不易水化，可复配超硫酸盐水泥、石膏矿渣水泥或石膏复合胶凝材料，产品性能稳定，强度高，扩大了磷石膏的应用途径。

技术领域

本发明属于固体废弃物利用技术领域，涉及一种由磷石膏生产II型无水石膏的装置及方法。

背景技术

磷酸是一种重要的工业用品，其生产以硫酸法湿法工艺为主，该方法的副产物主要为磷石膏，每生产1吨磷酸大约产生含游离水20％左右的磷石膏7吨，副产物产量极大，既占用大量储存空间，又会给周边环境带来严重污染，因此磷石膏的回收及资源化利用必不可少。然而，由于磷矿石与硫酸的主、副反应以及在选矿过程中加入的助剂等原因，使得副产磷石膏中杂质种类复杂及浓度范围广，会严重影响制备的石膏胶凝材料的性能，限制了磷石膏的广泛利用，造成其综合利用率低，因此有必要对磷石膏进行除杂，以减少有害杂质对产品强度及应用环境的危害。

目前，磷石膏的除杂方式主要有水洗法、中和法、浮选法、酸浸取法或上述方法的组合，但只能除去可溶性杂质，除杂不充分，且耗水量大，产生的废水易带来二次污染。磷石膏由于其有害杂质的存在，未经充分除杂的的磷石膏不能单独作为石膏原料用于水泥缓凝剂、筑路填料、建筑石膏粉，均需要添加一定量的天然石膏或脱硫石膏进行复配来实现产品指标，使得磷石膏的综合利用率低，由其制备的建筑材料仅能用于面层或装饰，不能应用于主体结构材料，受应用范围的限制，其每年综合利用幅度远不及每年的产生量，且用量远低于用于主体材料的水泥。为此，需要对磷石膏进行转化，使之能够代替传统水泥，从而可以大量消化工业副产石膏，解决环保问题。

CN 109553372A公开了一种可循环使用的磷石膏路基材料的制备和使用方法，将自由含水率为7-20％的磷石膏加入到饱和氢氧化钙溶液中进行中和反应，得到去除可溶性磷酸根和氟离子的磷石膏，然后在170-350℃下进行高温煅烧，使其中的二水石膏转变为III型无水石膏，将制得的III型无水石膏与水、减水剂和防水剂混合，制得所述磷石膏路基材料，但该方法制得的无水石膏易水化，仍需添加减水剂和防水剂，原料成本较高，且除杂过程中难溶性杂质没有去除，影响其使用性能。

CN 105985036A公开了一种磷石膏的加工方法，将磷石膏与石灰混合处理后加入烘干煅烧机中，端部配置喷火炉，喷火口温度高于800℃，烘干煅烧机的出口采用分级出口，分别得到半水石膏和无水石膏II，将出口石膏送入搅拌匀化还原输送装置将混合石膏与空气充分接触，将不同形式的石膏进行分配，合格的石膏送入石膏晶体结构转化装置进行晶体转化，得到成品石膏，但该方法中烘干煅烧机不能精确控制煅烧过程，需要设置分级出口，再进行混合陈化，其生产的是β型石膏粉；烘干煅烧机配置喷火炉，难以控制煅烧时间，造成产品波动较大。

目前，超硫酸盐水泥因其具有水化热低、抗硫酸盐侵蚀、抗冻性好的特性，能够有效代替传统水泥，应用范围正不断扩展，其主要成分包括石膏，其中以II型无水石膏的效果最佳，因此，有必要寻求由磷石膏精确制备II型无水石膏的方法，既需要解决磷石膏中杂质的影响，同时提高磷石膏的资源化利用率。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种由磷石膏生产II型无水石膏的装置及方法，所述装置以工业副产物磷石膏为原料，通过预处理、干燥及煅烧工艺，可有效磷石膏中酸过量的问题，同时去除可溶性磷、氟，再将共晶磷、难溶性磷转化，消除杂质对石膏制品的影响，所得产品质量稳定；同时本发明还辅以冷却、余热回收、除尘等工艺，使得磷石膏处理能力达、综合利用程度高，节能环保，无二次污染产生。