[发明专利]一种制备镁铝尖晶石联产硫酸铵的系统和方法

说明书

本发明涉及资源综合利用和环境保护治理技术领域，具体为一种制备镁铝尖晶石联产硫酸铵的系统和方法，所述方法包括二次铝灰包括湿法水洗处理和干法煅烧处理；湿法水洗处理产生的氨气与脱硫镁渣中的硫全部分解被吸收后形成的硫酸反应得到硫酸铵；干法煅烧处理得到的初级煅烧铝灰与脱硫镁渣、湿法水洗处理后得到的铝灰湿渣混合后煅烧得到镁铝尖晶石。该方法能够实现镁法脱硫副产物、二次铝灰向无害化、规模化、资源化路径发展。

技术领域

本发明涉及资源综合利用和环境保护治理技术领域，具体为一种制备镁铝尖晶石联产硫酸铵的系统和方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

硫资源主要副产于石油天然气冶炼过程，硫主要赋存在硫化氢、金属硫化物、硫酸盐、自然硫。我国硫资源以硫铁矿、伴生硫、自然硫为主，然而，硫铁矿多为低品位贫矿多，高品位富矿少的特点，因此硫资源的获取主要从硫酸盐的分解中回收获得，而随着化工、农业等领域对硫资源需求量的逐年增加，我国硫资源更多的以进口方式来填补硫资源的短缺，目前在国内与硫资源相关的产品价格不断攀升，急需从现有无机高含硫废弃物中获取硫资源，减少对进口硫资源的依赖。

镁铝尖晶石是由轻烧氧化镁与氧化铝在经1700℃高温煅烧制备而成，其中轻烧氧化镁是由菱镁矿在800℃煅烧形成，氧化铝是由高品位铝矾土矿制备而成，工艺复杂，整个生产工艺能源消耗较大，但镁铝尖晶石可耐高温、耐磨损，常用于回转窑的高温煅烧带、冶金坩埚、耐高温材料基质材料等。

发明人发现，现有技术已有利用铝灰与水氯镁石水合法制备镁铝尖晶石，但没有完全利用二次铝灰、镁法脱硫副产物经水洗-煅烧制备镁铝尖晶石并联产硫酸铵的技术路线。

现有脱硫镁渣、二次铝灰处理的主要方法有：氧化镁再生和MgSO₄·7H₂O回收，氧化镁再生是将吸收塔排出的含硫浆液通过脱水干燥工序，去除固体的外在水分和内部结晶水，从而获得干燥的MgSO₄、MgSO₃、MgO和飞灰混合物，将干燥后的混合物在1000～1100℃进行焙烧，分解产生MgO和SO₂，MgO可继续用于脱硫。MgSO₄·7H₂O的回收是将浆液中的MgSO₃充气氧化成溶解态的MgSO₄，对MgSO₄浆液进行浓缩除杂提纯得到MgSO₄·7H₂O。而二次铝灰由于含有较多的卤化物、氟化物、氮化铝等有害物质，难于被无害化利用，现有的减害化应用主要有两种，一种是经过水化处理后的铝灰，用于合成聚合氯化铝或铝灰加压水浸获得高价金属元素，但处理过程中都存在废水难于再处理的局面，另一种是铝灰会钙质矿物煅烧铝酸钙，用于生产净水剂和陶瓷清水砖，但煅烧过程中由于铝灰中含有较多的卤化盐分解，造成窑尾粘窑，难以稳定长期运行。

现有技术中镁铝尖晶石、硫酸铵生产的主要方法：镁铝尖晶石主要由传统固相法、凝胶固相法、沉淀法、溶胶凝胶法、水热合成法、燃烧合成法等，其中使用最多的是采用较高纯度的氧化铝、氧化镁经两次煅烧工艺制备而成，传统的制备工艺能源消耗较高、高品位自然资源使用量较大，同时释放较多的CO₂。硫酸铵的生产主要在煤化工行业中实现，现有的生产方式主要是喷淋式饱和器技术，为了减少煤化工行业中排放的大量SO₂，通常将煤化工产生的高浓度SO₂进行吸收、制备成稀硫酸，进而与氯化铵、碱溶液经反应制得硫酸铵溶液，经蒸发结晶，形成硫酸铵产品。如果需要现有技术利用自然资源分别生产镁铝尖晶石和硫酸铵时，制备的镁铝尖晶石或硫酸铵带来的经济效益难以维持较高的附加值，运营成本较大。