[发明专利]一种以脱硫石膏制备硅酸钙的方法

说明书

本发明提供了一种以脱硫石膏制备硅酸钙的方法，涉及固废资源化处理技术领域。本发明以脱硫石膏为原料经干燥、混料、造球、焙烧等步骤实现硅酸钙的制备。本发明利用碳化硅显著降低了脱硫石膏的分解温度与处理能耗，同时降低了对生产设备的要求，得到了能够作为建筑材料使用的硅酸钙，实现了脱硫石膏中硫资源的高效回收。

技术领域

本发明涉及固废资源化处理技术领域，尤其涉及一种以脱硫石膏制备硅酸钙的方法。

背景技术

脱硫石膏是工业生产为脱除含硫废气中的SO₂产生的副产品，我国的脱硫石膏主要来源于燃煤电厂和钢铁行业。近年来，随着我国电力和钢铁产量需求不断增加，需要处理含硫废气的压力也越来越大。钙基湿法烟气脱硫技术(FGD)是目前应用最广泛，经济和环境效益最好的处理技术之一，该技术将含硫烟气吹入石灰-石灰石的混合液，在此过程中SO₂与Ca(OH)₂反应、再经氧化生成硫酸钙，获得含水脱硫石膏，其主要成分与天然石膏相近，一般为CaSO₄·2H₂O。FGD技术处理一吨SO₂就会产生2.7吨的脱硫石膏，而我国是钢铁生产和以燃煤火力发电为主的大国，每年产生脱硫石膏的量超1亿吨。因此，脱硫石膏这一规模巨大的固废资源的合理利用至关重要。

目前，我国钢铁行业中脱硫石膏处理现状主要是直接堆放或填埋，这不仅会占用宝贵的土地资源，威胁环境安全，而且是对硫资源的极大浪费。制酸联产水泥是脱硫石膏的利用方式之一，即利用高温将分解SO₂和CaO，SO₂用于制备硫酸，CaO用于水泥生产。脱硫石膏的直接煅烧分解温度高的特点使得处理能耗非常高，虽然添加一定量的碳可以降低硫酸钙的分解温度，但是在焙烧温度900℃以上容易生成液相和CaS，影响物料透气性，进而导致脱硫效果不佳。也有很大部分的脱硫石膏被直接用于建筑和路基回填的材料，导致其中的硫资源没有得到有效的回收利用造成资源浪费。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种以脱硫石膏制备硅酸钙的方法以解决含硫石膏堆存量巨大且利用率低的问题。本发明所述以脱硫石膏制备硅酸钙的方法包括以下步骤：

(1)干燥：将脱硫石膏和碳化硅分别进行干燥；

(2)混料：将干燥后的脱硫石膏和碳化硅混合并加水球磨，得到混合料；

(3)造球：将混合料干燥后加水造球，将球团陈腐24h后干燥；

(4)焙烧：将干燥后的球团焙烧后得到含硅酸钙的石膏脱硫产物。

进一步地，所述步骤(1)的脱硫石膏中CaSO₄·0.5H₂O的含量≧95％。

进一步地，所述步骤(1)中碳化硅为包括SiC、SiC-Al₂O₃，SiC-C或SiC-SiO₂。

进一步地，所述步骤(1)中的碳化硅中β-SiC含量≥98％。

进一步地，所述步骤(1)中干燥温度为70℃～90℃，干燥时间为12h～24h。优选地，所述步骤(1)中干燥温度为75℃～85℃，干燥时间为16h～18h。

进一步地，所述步骤(2)中脱硫石膏和碳化硅的重量比为5-8:2-5，水的添加量为脱硫石膏和碳化硅总重量的5％～10％。

进一步地，所述步骤(2)中料球质量比为2：1，球磨时间为3h～6h，球磨转速为90～120r/min。优选地，所述步骤(2)中球磨转速为100r/min。

进一步地，所述步骤(3)中水的添加量为混合料总重量的5％～10％，球团直径为5mm～8mm，干燥温度为55℃～65℃，干燥时间为12h～24h。优选地，所述步骤(3)中干燥时间为12h～24h。