[发明专利]一种利用工业副产物石膏制备氧化钙的方法

说明书

本发明提供一种利用工业副产物石膏制备氧化钙的方法，所述方法包括：对所述工业副产物石膏进行还原处理，得到的硫化钙在CO₂气氛下进行氧化处理。所述方法采用还原‑氧化两个处理过程，可有效降低初始反应温度，提高原料的分解率和转化率，氧化处理中放出的热量不仅可为自身反应提供热量，还可为还原反应提供热量，降低系统能耗和运行成本，提高工艺的经济性。本发明在制备氧化钙过程中无二次污染物排放，过程中产生的气体可重复利用，石膏分解率达99％，氧化钙转化率达97％，实现了工业副产物石膏废渣的高效资源化利用。

技术领域

本发明属于固废资源利用技术领域，尤其涉及一种利用工业副产物石膏制备氧化钙的方法。

背景技术

据统计，目前天然石膏矿储量约为570亿吨，而储量中仅有8％为优质石膏(硫酸钙含量大于90％)资源，低品位矿石及硬石膏含量相对较大。除此之外，石膏资源分布极不均衡，但近年来市场对石膏资源的需求又不断扩大。工业副产物石膏是指工业生产中通过化学反应生成的以硫酸钙为主要成分的工业副产品，主要包括磷石膏、脱硫石膏、钛石膏、芒硝石膏、氟石膏、盐石膏和柠檬石膏等，其中磷石膏是工业副产物石膏废渣排放量中占比最大的一种，每年排放的磷石膏约5000万吨，累计排量近5亿吨，磷石膏渣的存放不仅占用大量土地，还严重污染环境。另外，磷石膏中CaSO₄·2H₂O含量为75％-90％，脱硫石膏中CaSO₄·2H₂O含量为80％-96％，从有效物质含量角度考虑，若用工业副产物石膏废渣替代天然石膏进行资源化利用，对于相关企业的可持续发展和有限的天然石膏资源的保护和有效利用具有重大意义。而且，随着我国环保要求日趋严格，如何高效处理大量堆积的工业副产物石膏已然成为一个迫在眉睫的问题。

众多科研工作者以及企业一直致力于工业副产物石膏的综合利用技术开发，CN101549859B公开了一种还原分解磷石膏制硫酸联产水泥的方法，利用燃煤锅炉灰渣中碳含量高的特点，作为还原剂还原分解磷石膏，用来制备硫酸和氧化钙；CN103482584B公开了一种利用脱硫石膏制备氧化钙和二氧化硫的生产工艺，将脱硫石膏烘干，按照碳和硫酸钙摩尔比1:1～1.2:1混合，在惰性气体保护下1000～1100℃分解脱硫石膏，得到氧化钙和二氧化硫；CN105905872A公开了一种利用磷石膏生产硫酸及生石灰的方法，利用黄铁矿粉末还原分解磷石膏，制备生石灰和硫酸。上述专利在利用工业副产物石膏制备氧化钙的过程中，都是以固态原料作为还原剂分解石膏，而固态还原剂在反应过程中存在混合不均匀，易出现反应死角等问题；而且，固态还原剂还易代入杂质导致副产物较多且反应残渣较难分离，另外所需反应温度较高，耗能较大。

鉴于上述技术存在的问题，如何实现工业副产物石膏的资源化利用，成为本领域技术人员迫切需要解决的问题。因此，有必要开发一种利用工业副产物石膏制备氧化钙的技术，既可以解决工业副产物石膏废渣的污染问题，还能保持相关行业的可持续发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用工业副产物石膏制备氧化钙的方法，所述方法可将固体废弃物工业副产物石膏转化为氧化钙产品，同时制备过程无二次污染物排放，可实现资源清洁化利用。

为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种利用工业副产物石膏制备氧化钙的方法，所述方法包括：对所述工业副产物石膏进行还原处理，得到的硫化钙在CO₂气氛下进行氧化处理。

本发明中，所述工业副产物石膏依次经过还原和氧化处理，有效降低初始反应温度并提高原料的分解率和转化率，还可以利用氧化过程中放出的热量，回用于还原过程，节约能耗，提高工艺的经济性。

作为本发明优选的技术方案，所述工业副产物石膏包括磷石膏、脱硫石膏、钛石膏、芒硝石膏、氟石膏、盐石膏或柠檬石膏中的任意一种或至少两种组合，所述组合典型但非限制性实例有：磷石膏和脱硫石膏的组合、脱硫石膏和钛石膏的组合、氟石膏和盐石膏的组合或钛石膏和芒硝石膏的组合等。