浅谈磷石膏制硫酸联产水泥
一、磷石膏的产生及综合利用
随着我国磷复肥工业的发展，工业废渣磷石膏的利用成为行业发展不容忽视的问题。每生产一吨磷酸（100%P2O5）产生磷石膏5-6t（干基），实物量约7t。磷石膏中除含CaSO4 外，还含有未分解的磷矿，未洗涤干净的磷酸、氟化钙、铁、铝化合物、酸不溶物、有机质等多种杂质，这些杂质在一定程度上影响着磷石膏的利用。据有关资料统计，我国磷石膏年产排量在5000-6000 万吨，截止目前，磷石膏的累计堆存量已超过2 亿吨。
目前，磷石膏综合利用的途径主要有：一是磷石膏制建材产品，如：建筑石膏粉、建筑砌块等。二是磷石膏制化工原料，如：磷石膏制硫酸联产水泥、磷石膏制硫酸钾、硫酸铵、硫酸钾铵等。三是磷石膏制水泥缓凝剂。四是磷石膏做盐碱土壤的改良剂。五是磷石膏制硫酸钙晶须（纤维石膏）。磷石膏制硫酸钙晶须是磷石膏综合利用的新途径。「3」「4」硫酸钙晶须集无机填料和增强纤维的优势于一身, 应用于制品中呈现出优异的综合性能，是一种高档填料。广泛用于橡胶、塑料、造纸等行业。
磷石膏制硫酸联产水泥是磷石膏综合利用的重要方面。据资料报道，我国的硫资源对外的依存度高达60%以上，每年需要大量进口硫磺，磷石膏制硫酸联产水泥不仅能使磷石膏中的硫、钙等资源得到充分利用，而且可使我国的硫磺进口需求降至最低，有效平抑硫磺市场价格波动。因此，发展磷石膏制硫酸联产水泥，可以有效缓解我国硫资源短缺的状况。
二、磷石膏制硫酸联产水泥的化学反应及工艺流程
1、磷石膏制硫酸联产水泥的化学反应
（1）磷石膏烘干：
磷石膏在干燥机中与高温热烟气换热，脱除物理水及部分结晶水，生成半水石膏：
2CaSO4 2H2O 120-160 °C 2CaSO4.1/2H2O+3H2O↑
（2）磷石膏分解:
磷石膏中的硫酸钙（CaSO4）热稳定性强，升温到1470° C才能分解，且速度缓慢。当磷石膏中添加部分含有SiO2、Fe2O3 等氧化物的原料
时，可以提高分
解速率、降低分解温度。但其作用仍然很小。如果磷石膏中加入焦沫作还原剂，
可以大幅度的降低分解温度，提高反应速度，其反应如下：
第一阶段产生中间物 CaS
CaSO 41/2H 2O+2C 900-1000 °C CaS+2CO 2↑+1/2H 2O
第二阶段中间物再和 CaSO 4 作用，生成 SO 2气体和 CaO 。
CaS+3CaSO 4 1000-1200 °C 4CaO+4SO 2 ↑
总反应 4CaSO 41/2H 2O+2C 900-1300°C 4CaO+4SO 2 ↑+2H 2O ↑+2CO 2↑ （3）熟料烧成：
分解出游离 CaO 活性较好，与添加的 SiO 2、Al 2O 3、 Fe 2O 3等主要氧化物进入 烧成带，发生矿化反应，形成水泥熟料。
12CaO + 2SiO2 + 2A12O3 + Fe2O3 1250-1450 °C 3CaO?SiO2 + 2CaO?SiO2
+ 3CaO ?A12O3 + 4CaO?A12O3?Fe2O3
硅酸二钙简写为 C 2S ） 硅酸三钙简写为 C 3S ） （铝酸三钙简写为 C 3A ） 铁铝酸四钙简写为 C 4AF ） 形成 C 2S ，呈小粒状，成堆分布于石英颗粒（ SiO 2 颗粒）的周围，当物料温
度上 升到 1380°C 时， CaSO 4大量分解
液相较多时， C 3S 开始形成，同时有 fCaO 存在
物料温度再升到 1450°C 时，已形成的矿物结构数量有显著的变化， C 3S 晶体尺寸加大，数量较多， C 2S 的晶体尺寸也加大，但数量减少，中间相是以 C 3A 为主，也有少量 CaS 和未分解的 CaSO 4及 fCaO 。至此，熟料矿物的形成反 应即告完成。
4） 磷石膏煅烧窑气制酸 :
窑气制酸与硫铁矿制酸比较有以下特点
1 、窑气中 SO
2 浓度甚低，处于制酸的边缘
2 、窑气中有 CO 、C n H m 、NO x 的存在。
2CaO.SiO
3CaO.SiO
3CaO.Al
4CaO.Al
2 2 2O
3 2O 3.Fe 熟料的形成过程大致如当物料温度达到 1000°C 时，已有少量 C 3A
成，随着物料温度的上升， CaS
、C 3A 的含量增多，但当 CaS 含量在 10%时开
根据计算，10万吨/ 年以上装置磷石膏制酸进转化器的SO2浓度可达6.5%，理论上两转两吸工艺热量可以平衡。由于回转窑操作要兼顾熟料质量和窑气SO2 浓度两个方面，对于操作技术要求较高。
窑气制酸SO2 转化反应：
SO 2+O2 400-590°C 钒催化剂SO 3
由于窑气中存在CO，CO对钒催化剂无毒害作用，不会引起催化剂活性降低，但微量CO的存在会导致转化率下降，这不是催化剂中毒，而是由于SO3 被CO还
原成了SO2。有资料通过热力学计算判断可能发生下列反应：
SO 3+CO SO 2+CO2+184.707kJ/mol
此外，还会发生CO 燃烧反应：
CO+1/2 O 2 CO2+282.993kJ/mol
由于已生成的SO3 被CO还原成SO2，使转化率后移，并使转换器一段出口温度偏高。
青岛东方化工公司窑尾出口窑气成分
3
注：窑气量：32137--43251Nm3/h（干）
2、磷石膏制硫酸联产水泥工艺流程方块图
磷石
粘土、铝矾土、焦原
硫酸成品水泥成品
三、磷石膏制硫酸联产水泥工艺改进探讨上世纪八十年代，鲁北化工以“黄席棚”精神攻克了磷石膏制硫酸联产水泥的世界性难题，“3·4 ·6”国家示范装置和放大工程使磷石膏制硫酸联产水泥技术日渐成熟。但由于磷石膏制硫酸联产水泥存在能耗高、生产成本高、建设投资高等问题「10」，在具有良好环境效益、社会效益的同时，还不能取得满意的经济效益。为了降低能耗、简化流程、降低生产成本，国家高新技术发展计划 (863 计划）2011年10 月列课题：“硫磺分解磷石膏制硫酸技术”，目标是：针对现
有磷石膏制酸技术分解温度高、烟气SO2 浓度低、对磷石膏质量要求高等问题，研发低成本的磷石膏制酸关键技术与装备，建立自主创新的硫磺分解磷石膏制酸工艺路线，实现磷石膏中硫、钙资源循环利用，推动磷化工行业的可持续发展。近期，该技术获突破。「7」近年来，一些大专院校、科研单位进行了磷石膏制硫酸联产水泥技术的研究，取得了技术创新和科研成果。
李建锡等「9」研究了利用水泥新型干法技术实现磷石膏预分解制硫酸联产水泥的新工艺，结果表明：普通水泥分解炉温度在880°C左右，一般不大于950° C，否则易产生硫硅酸钙、亚硫酸盐、含钠钾的矿物、氯化物等低熔矿物（最低共熔点温度通常低于1000°C）引起的粘结堵塞。通过差热分析，磷石膏分解温度约为1000-1030°C，最大分解速度出现在约1180°C 左右，无论是否存在还原气氛，磷石膏完全分解的温度都在1300°C以上。因此，采用水泥新型干法技术分解磷石膏制硫酸联产水泥是十分困难的。
云南民族大学申请号为：200710066431.8 的专利，提出在磷石膏制硫酸联产水泥熟料的过程中，用煤做还原剂的前提下，加入复合型催化剂，可降低磷石膏的分解温度至700-750° C，降低磷石膏分解温度250-300°C，达到降低能耗，降低处理固体废物的成本的目的，同时，主要生成钙的化合物和二氧化硫。二氧化硫可直接用作制酸原料气，化合物可直接用作优质水泥熟料。
购买云南民族大学的专利，根据李建锡等人的研究，可以设想用磷石膏预分解流程改进现有工艺。设想的预分解磷石膏制硫酸联产水泥原则流程方块图如下：
磷石膏
有资料报道「11」，申请号为：200710066431.8 的专利，提出在磷石膏制硫酸联产水泥熟料的过程中，以煤做还原剂，加入按化学成分质量百分比为：氧化镁9.4-29.7% ；氯化钠6.7-21.2% ；二氧化硅3.5-11.1% ；三氧化二铝1.6-50.8% ；三氧化二铁2.8-45.5% ，总量为100%配制的复合型催化剂，可降低磷石膏的分解温度至700-750°C。
根据有关资料介绍，氧化镁是水泥的有害成分，且在磷石膏中一般已含有
0.5%左右。国家标准规定熟料中氧化镁含量不得超过5%，如经蒸煮，安定性试验合格，则允许放宽到6%。因为氧化镁经高温煅烧后，易形成方镁石（即结晶氧化镁），水化速度极慢，甚至施工几年后才开始水化，水化时发生膨胀，混凝土工程易遭损坏。所以，限制水泥中氧化镁含量是保证水泥质量必不可少的措施之一。但是，适量的氧化镁可起助熔作用，因为氧化镁在煅烧中与碱、硫等组分组合，最低共熔点约为1250-1280°C，比C3S-C2S-C3A 三组分最低共熔点1455° C约低167°C，所以料易烧。氧化镁与熟料矿物C4AF 生成固熔体，可使熟料玻璃质颜色变黑，使水泥颜色美观。
因此，云南民族大学申请号为：200710066431.8 的专利，催化剂中氧化镁的配量及磷石膏分解时催化剂的用量，是这一磷石膏预分解设想流程需要考虑的问题之一。
参考文献：
1、叶学东《磷石膏综合利用现状及“十二五”发展思路》第六届全国石膏技术交流大会暨展览会论文集 2011.06.15-17
2、Xuwh12345 《磷石膏的形成及现状》百度文库 2011.04.12
3、崔益顺《磷石膏制备硫酸钙晶须的研究》无机盐工业 2010 年 9 月
4、毛常明、陈学玺《高品质低成本磷石膏晶须的制备及其应用》化工中间体导刊2005
5、吕天宝、刘飞编著《磷石膏制硫酸与水泥技术》东南大学出版社2010.09.01
6、中国磷肥工业协会、中国硫酸工业协会组织编写《磷石膏制硫酸联产水泥》小磷铵生产技术丛书 1994.10
7、方俊文编辑《硫磺分解磷石膏制酸获突破》中国磷硫网 2014.4.21
8、赵建国等《磷石膏制硫酸联产水泥（或熟料）调研报告》云南省化工研究院
2006.12 9、李建锡、舒艺周、唐霜露、卢凯芳《新型干法预分解磷石膏制硫酸联产水泥可行性分析》硅酸盐通报 2009.06 第 28 卷第 3 期
10、李飞《磷石膏综合利用现状及“十二五”发展建议》第六届全国石膏技术交流大会暨展览会论文集 2011.06.15-17
11、钟本和、张志业、王辛龙、扬秀《化学法处理磷石膏新工艺》全国工业付产石膏
综合
利用技术协作网 2011.11.15
磷石膏是磷铵生产过程中形成的副产物。每生产1 kg的磷铵可排放3 kg的磷石膏。利用磷石膏改良盐碱土需要注意一下问题： 第一，用量不能过多，因磷石膏里含有氟和重金属，以免造成污染。 第二，低氟区，使用量不宜过高，一般为3000~4500kg/hm2,不宜连年用。 第三，最好与有机肥混合使用，因有机肥对氟有吸附作用。 第四，因过石磷铵中含氟量较高，同一块最好不与磷石膏合用。 市农科院高度重视改良盐碱地工作，近几年在采用磷石膏改良盐碱地方面做了大量的试验，今年根据试验田盐碱化问题进一步做了磷石膏改土方面的试验。4月23日调运磷石膏200吨，在新址科技园区亩施入2吨磷石膏，改良100亩耕地。科技人员将磷石膏均匀铺散于地表，结合土壤旋耕磙地，翻入0-40cm耕层，使之与土壤充分混合后，于播前灌水，全面进行盐碱地改良。 3月4日，临河区乌兰图克镇新胜村七组村民早早来到地头，在区农业局工作人员的指挥下，忙着用四轮车将磷石膏往自家田里运。 乌兰图克镇新胜村土地盐碱化严重，直接影响到农作物的保苗率和产量，制约着农业生产。为此，农技推广中心按照上级安排，对临河区盐碱化耕地面积较大、盐碱化程度较高的新华、狼山、白脑包、乌兰图克、干召庙5个乡镇，实施盐碱地改良，通过施用磷石膏和有机肥，实现土地改碱降盐、培肥地力，提高耕地质量。 临河区农技推广中心的工作人员告诉记者：“利用磷石膏改良盐碱地，是我们多年摸索出来的经验。今年，主要在北部几个乡镇进行项目推广。耕地使用磷石膏，可以有效改善土地盐碱化程度，改良土壤结构，提高盐碱化耕地上种植葵花的保苗率和产量达10%以上，实现增产增收。” 村民巩世芳家里有80亩耕地，近一半是盐碱地。“往年这好地、赖地种的都是葵花，明显的就能看出来盐碱地里的葵花长得就不如好地里的。听其他村民说去年在六组用磷石膏改良盐碱地，效果挺明显，我们也挺想试试。这不，今年推广中心把这个项目放在我们组，把磷石膏给我们拉到田间地头，不用我们花一分钱，真是太好了。估计今年我这用磷石膏改良后的40亩地肯定也能有个好收成。”正在等待磷石膏装车的巩世芳对记者说。 据了解，农技推广中心从今年2月开始发放磷石膏，按照磷石膏施用量每亩900公斤，截至目前已发放15909.091吨，改良盐碱地3.5万亩。 中新网乌鲁木齐1月12日电（记者戚亚平）来自新疆生产建设兵团发改委的消息，2015年，新疆兵团计划在4个团场开展脱硫石膏改良盐碱地试点工作，共计将投入2400万元人民币，实施脱硫石膏改良盐碱地示范2万亩。 新疆兵团下辖14个师176个农牧团场，大部分垦区分布在河流下游，是土壤盐渍化高发地，现有1558.35万亩耕地中不同程度的存在盐渍化问题，在一定程度上制约了现代农业加快发展。 据悉，按照向南疆垦区倾斜的总要求，新疆兵团初步确定了一师8团、10团、12团和八师142团作为2015年脱硫石膏改良盐碱地示范团场。计划每个示范团场实施脱硫石膏改
浅淡磷石膏制硫酸联产水泥的工艺 摘要：磷石膏制硫酸联产水泥, 不仅可以节省磷石膏堆场, 减少环境污染, 而且可以充分利用硫、钙资源, 硫酸可以循环使用( 占萃取用硫酸80%) , 水泥又是一种良好的建筑材料。本文主要介绍了利用废渣磷石膏制硫酸联产水泥的工艺以及发展前景。 关键词：磷石膏；硫酸；联产水泥；工艺； abstract: phosphor gesso makes vitriolic couplet produce cement, can not only save the phosphogypsum yard, reduce environmental pollution, but also make full use of resource of sulfur, calcium, sulfate can be used circularly (percentage of extraction with sulfuric acid 80% ), cement is a kind of good building materials. this paper mainly describes the use of waste phosphogypsum combined production of sulphuric acid and cement technology and development prospects. key words: phosphorus gypsum; cement; sulfate; process 中图分类号：tu7文献标识码：a文章编号：2095-2104（2012） 磷石膏是湿法磷酸生产时排放的固体废弃物, 每生产1tp2o5磷酸约产生4.8~5.5t磷石膏。全世界磷石膏的年排放量超过10亿t 我国每年磷石膏的排放量超过3亿t，而我国磷石膏利用率还不足
料浆法磷铵、磷石膏制硫酸联产水泥 岗位技能学习问答 一、原、辅料烘干车间 1、什么是化学不完全燃烧 ? 什么是机械不完全燃烧 ? 答 : 煤在燃烧过程中 , 由于氧气不足或加煤量过大 , 煤中的固定炭与烟气中的 CO2 反应 , 使其还原生成 CO, 随废气排空 , 造成可燃物的白费 , 该现象称之为化学不完全燃烧 ; 燃煤由于粒度过大、燃烧温度不够或燃烧时刻不足 , 煤中的固定炭未能完全燃尽 , 与煤灰和煤渣混合一起清除出燃烧室 , 造成可燃物的白费 , 该现象称之为机械不完全燃烧。 2、什么叫游离水、结晶水？ 答：游离水：游离水只存在于物质的表面或间隙中，呈水分子状态。游离水在物料中含量是不固定，当温度达到100--11 0摄氏度,游离水就完全从物质中逸出。 结晶水：在物质晶格中具有固定的位置，起着构造单位的作用，以中性水分子存在，是物质化学组成的一部分，水分子的数量与其他成分之间成简单比例。例如：磷石膏Ca[SO4].2H2O,确实是硫酸钙加2个结晶水分子。结晶水由于受到晶格的束缚，结合比较牢固，要使它从物质中脱失就需要比较高的温度(一般
为200—500°C或更高)，物质脱去结晶水，结构完全破坏，原子重新改组而形成新的物质。 3、传热的方式有几种 ?回转烘干机内介质是如何将热量传给被干燥物料的 ? 答 : 传热方式有三种 : 传导传流、辐射传热、对流传热。 烘干机内的干燥介质有热气流 , 烘干机内壁、扬料板 , 煤燃烧产生的热气流沿着烘干机轴向温度较低的方向流淌 , 同时将热量传递给物料 , 最要紧的传热方式是对流传热；而煤燃烧后产生的 CO2 和空气及煤、物料所产生的水蒸汽具有较强的辐射能力 , 在不接触烘干物料的情况下 , 通过辐射方式将热量传递给物料；高温气体在流淌中又与被扬料板扬起的物料直接接触 , 与烘干机内壁中的物料直接接触 , 通过对流和传导方式将热量传递给物料，与烘干机内壁和扬料板接触的物料 , 又通过传导方式汲取烘干机筒体和扬料板的热量 , 使自已的温度提高。因此 , 被干燥物料是同时用三种传热方式汲取热量。 4、什么是 " 顺流式干燥 " ，有什么优点？什么是 " 逆流式干燥 " 有什么优点？ 答 : 顺流式干燥 : 物料在烘干机内的运动方向与气流的运动方向相同。
磷石膏制硫酸工艺培训试题（一） 车间（部门）：姓名：分数： 一、填空题：（每题10分，共30分） 1、浓硫酸（）比水大得多，直接加入水中会使水浮在硫酸表面，大量放热而使酸液沸腾，造成事故。 2、要严格保证净化指标，控制进入（）的气体达到指标要求，避免因触媒中毒、粉化或阻力上涨而影响转化率。 3、冬季短时间停车时，可提前半小时将98%酸浓降至（）。 二、判断题：（正确“√”错误“×”，每题10分，共30分） 1、在适宜的温度下，浓度为98.3%的硫酸吸收效果最好。（） 2、我公司窑气净化工艺采用的是一级电除雾，酸雾指标应该是0.1g/Nm3( )。 3、在筛换触媒时，只允许把在较低温度下用过的触媒更换到将在较高温度下使用的部位。（） 三、简答题：（每题20分，共40分） 1、窑气净化的目的是什么？ 2、为什么说吸收酸浓为98.3%时吸收率最高？ 磷石膏制硫酸工艺培训试题（一）答案 一、填空题： 1、浓硫酸（密度）比水大得多，直接加入水中会使水浮在硫酸表面，大量放热而使酸液沸腾，造成事故。 2、要严格保证净化指标，控制进入（转化器）的气体达到指标要求，避免因触媒中毒、粉化或阻力上涨而影响转化率。 3、冬季短时间停车时，可提前半小时将98%酸浓降至（97%）。 二、判断题： 1、在适宜的温度下，浓度为98.3%的硫酸吸收效果最好。（√） 2、我公司窑气净化工艺采用的是一级电除雾，酸雾指标应该是0.1g/Nm3( × )。
3、在筛换触媒时，只允许把在较低温度下用过的触媒更换到将在较高温度下使用的部位。（√） 三、简答题： 1、窑气净化的目的是什么？ 答（要点）：窑气净化的目的是降低窑气温度，除去窑气中的尘、酸雾（SO 3造成）、S、F-等有害成分。根据磷石膏法制酸窑气的特点，降温、除尘、除升华硫是关键。 2、为什么说吸收酸浓为98.3%时吸收率最高？ 答：（要点） 1）、与浓度高于98.3%的硫酸相比，以98.3%的硫酸液面上SO 3 平衡分压为最低； 2）、与浓度低于98.3%的硫酸相比，以98.3%的硫酸液面上水蒸气分压为最低； 3）、在浓度为98.3%时硫酸液面上的水蒸气、SO 3及H 2 SO 4 蒸气的分压之和最低； 4）、故用98.3%的硫酸作为吸收剂，最大可能地避免了酸雾的生成，同时保证了一定的吸收速度，因而吸收率最高。 磷石膏制硫酸工艺培训试题（二） 车间（部门）：姓名：分数： 一、填空题：（每题10分，共30分） 1、纯硫酸是一种（）油状液体。 2、脱( )性是浓硫酸的化学特性，而非稀硫酸的性质。 3、浓硫酸稀释时，常将浓硫酸沿器壁慢慢注入（）中，并不断搅拌，使稀释产生的热量及时散出。 二、判断题：（正确“√”错误“×”，每题10分，共30分） 1、在适宜的温度下，浓度为98.3%的硫酸干燥效果最好。（ ) 2、我公司窑气净化工艺采用的是一级电除雾，酸雾指标应该是0.03g/Nm3( )。 3、窑气净化的水分指标是0.1g/Nm3( )。 三、简答题：（每题20分，共40分）
浅谈磷石膏制硫酸联产水泥 一、磷石膏的产生及综合利用 随着我国磷复肥工业的发展，工业废渣磷石膏的利用成为行业发展不容忽视的问题。每生产一吨磷酸（100%P2O5）产生磷石膏5-6t（干基），实物量约7t。磷石膏中除含CaSO4 外，还含有未分解的磷矿，未洗涤干净的磷酸、氟化钙、铁、铝化合物、酸不溶物、有机质等多种杂质，这些杂质在一定程度上影响着磷石膏的利用。据有关资料统计，我国磷石膏年产排量在5000-6000 万吨，截止目前，磷石膏的累计堆存量已超过2 亿吨。 目前，磷石膏综合利用的途径主要有：一是磷石膏制建材产品，如：建筑石膏粉、建筑砌块等。二是磷石膏制化工原料，如：磷石膏制硫酸联产水泥、磷石膏制硫酸钾、硫酸铵、硫酸钾铵等。三是磷石膏制水泥缓凝剂。四是磷石膏做盐碱土壤的改良剂。五是磷石膏制硫酸钙晶须（纤维石膏）。磷石膏制硫酸钙晶须是磷石膏综合利用的新途径。「3」「4」硫酸钙晶须集无机填料和增强纤维的优势于一身, 应用于制品中呈现出优异的综合性能，是一种高档填料。广泛用于橡胶、塑料、造纸等行业。 磷石膏制硫酸联产水泥是磷石膏综合利用的重要方面。据资料报道，我国的硫资源对外的依存度高达60%以上，每年需要大量进口硫磺，磷石膏制硫酸联产水泥不仅能使磷石膏中的硫、钙等资源得到充分利用，而且可使我国的硫磺进口需求降至最低，有效平抑硫磺市场价格波动。因此，发展磷石膏制硫酸联产水泥，可以有效缓解我国硫资源短缺的状况。 二、磷石膏制硫酸联产水泥的化学反应及工艺流程 1、磷石膏制硫酸联产水泥的化学反应 （1）磷石膏烘干： 磷石膏在干燥机中与高温热烟气换热，脱除物理水及部分结晶水，生成半水石膏： 2CaSO4 2H2O 120-160 °C 2CaSO4.1/2H2O+3H2O↑ （2）磷石膏分解: 磷石膏中的硫酸钙（CaSO4）热稳定性强，升温到1470° C才能分解，且速度缓慢。当磷石膏中添加部分含有SiO2、Fe2O3 等氧化物的原料
磷石膏制硫酸联产水泥工艺培训试题及答案 生料制备车间试题工艺培训试题 姓名：分数： 一、名词解释：（每题5分，共10分） 1、化学不完全燃烧： 2、机械不完全燃烧： 二、填空题：（每题10分，共20分） 1、物料的均化效果是通过（）或（）来衡量的。 2、粘土质原料，主要为熟料提供（、）。 三、判断题：（正确“√”错误“×”，每题10分，共20分） 1、生料配料的目的：是为烧制优质、低耗的熟料而提供适当成份的生料。 ( ） 2、生料均化的主要目的是保证生料成分的均匀性。（） 四、选择题：（将正确答案号填在括号内，每题10分，共20分） 1、下列说法正确的是：（） A.率值SM反映的是CaO被SiO 饱和的程度 2 B.率值SM反映的是液相粘度的大小 C.率值SM反映的是液相量的多少 D.率值SM反映的是熟料后期强度的高低 2、二水磷石膏烘干成半水石膏后，水分（含结晶水）含量一般是：（） A 2--3% B 6--8% C 19--20% D 29--30% 五、简答题：（每题15分，共30分 1、生料配料的主要原料是什么？ 2、生料细度控制对烧成工序有哪些影响？ 生料制备车间工艺培训试题答案 一、名词解释： 1、化学不完全燃烧：煤在燃烧过程中 , 由于氧气不足或加煤量过大 , 煤中
的固定炭与烟气中的 CO2 反应 , 使其还原生成 CO, 随废气排空 , 造成可燃物的浪费 , 该现象称之为化学不完全燃烧。 2、机械不完全燃烧：燃煤由于粒度过大、燃烧温度不够或燃烧时间不足 , 煤中的固定炭未能完全燃尽, 与煤灰和煤渣混合一起清除出燃烧室 , 造成可燃物的浪费 , 该现象称之为机械不完全燃烧。 二、填空题： 1、物料的均化效果是通过（均化倍数）或（均化系数）来衡量的。 2、粘土质原料，主要为熟料提供（SiO 2、Ai 2 O 3 ）。 三、判断题： 1、生料配料的目的：是为烧制优质、低耗的熟料而提供适当成份的生料 ( √）。 2、生料均化的主要目的是保证生料成分的均匀性。（√） 四、选择题： 1、下列说法正确的是：（ C ） 2、二水磷石膏烘干成半水石膏后，水分（含结晶水）含量一般是：（ B ） 五、简答题： 1、生料配料的主要原料是什么？ 答：1）、磷石膏； 2）、粘土； 3）、焦沫； 4）、铝矾土。 2、生料细度控制对烧成工序有哪些影响？ 答（要点）： （1）细度偏粗，特别是0.20mm筛余多，颗粒表面积减少，减少了煅烧过程中颗粒之间的接触，同时颗粒表面积小，自由能减少，不易参加反应，致使生料中硫酸钙分解不完全，易造成f-CaO增加，熟料质量下降。 （2）熟料矿物主要通过固相反应形成的。固相反应的速度除与原料的矿物性质有关外，在均化程度、煅烧温度和时间相同的前提下，与生料的细度成正比关系，细度越细，反应速度越快，反应过程越易完全。
云南省科学技术协会《专家建议》2009年第6期 工业废弃物磷石膏的综合利用 云南省化学化工学会 一、云南磷石膏产生、堆放的现状 云南是我国磷资源大省，随着省委、省政府发展矿产资源战略的实施，和高浓度磷复肥基地及大型饲料级磷酸钙盐企业的建设，云南湿法磷酸工业得到快速发展，副产磷石膏的数量也随之急剧增加。使用云南硅钙质磷矿生产湿法磷酸副产的二水磷石膏（干基）约为5 吨/吨P2O5左右，即每生产1吨P2O5的湿法磷酸要副产5吨二水磷石膏（干基）。截止2008年末，云南已建成投产的湿法磷酸企业21家，生产装置38套，总产能341万吨/年（折P2O5计，下同）。 云南的湿法磷酸装置主要集中在云天化，它的产能约占云南省的三分之二。按目前的装置产能，正常生产一年要产生1700万吨磷石膏。随着磷矿石品质的降低，磷石膏渣的产生量将越来越大，加上历年已累计堆存超过5000万吨的量，磷石膏的数量巨大，大量磷石膏的堆存不仅占用大量土地，还可能对环境造成污染，企业还要投入大量的渣场建设资金和运行管理费用。这是云南湿法磷酸工业发展中面临的一项重要难题。磷石膏的“无害化处理和资源 化利用”便成为云南磷化工产业需要认真思考的重要课题。加快磷石膏的资源化利用，尽快 消化磷石膏废渣已成为我省磷肥工业快速发展必须解决的问题。 磷石膏的主要化学成分是二水硫酸钙，它既含有具有多种潜在用途的硫、钙和石膏资源，又含有磷、氟、有机物、碱金属元素、硅、铁、铝、镁等对环境和综合利用有害的杂质及放射性核素等，对综合利用构成不利的影响。磷石膏的利用是世界性难题，目前，全世界对磷石膏的平均利用率只达到4.5%，在中国利用率不到10%。云南在综合利用方面做了一些工作，但由于种种原因还没有实现真正的产业化。 湿法磷酸生产中磷石膏的排放，云天化所属的五大磷肥企业中，除天湖公司仍采用干法排渣外，其余均改为湿法排渣。磷石膏渣场实际上已成为磷酸装置的一部分。目前磷石膏主要是建设堆场集中堆放，既占用了大量土地，若处理和管理不好还会造成对环境的污染。 按照危险废物鉴别标准（GB5085-1996）的规定,各磷肥企业（除云峰公司外）渣场磷石膏 浸出液中无机氟化物（以F计）均含量＞50mg/L,属具有浸出毒性的固体危险废物。各浸出液PH＞2，腐蚀性不超标。对照污水综合排放标准(GB8978)和磷肥工业水污染物排放标准（大型三级），各磷肥企业新鲜磷石膏浸出液中磷酸盐（以P计）含量＞50mg/L；氟化物（以F计）含量＞30mg/L,均超过最高允许排放浓度。 二、国内外磷石膏利用的现状 无论是国内还是国外，磷石膏资源化利用情况都不令人满意。目前，全世界磷石膏的有效利用率仅为4.5％左右，也就是说全世界每年得到综合利用的磷石膏只有12.6Mt。日本、韩国和德国等发达国家磷石膏的利用率相对高一些。以日本为例，由于日本国内缺乏天然石膏资源，磷石膏有效利用率达到90％以上，其中的75％左右用于生产熟石膏粉和石膏板。其他不发达国家磷石膏的利用率相对很低，一般以直接排放(抛弃)为主。 我国磷石膏的有效利用率不足10％，距国家“十一五”规划工业固体废物综合利用率达到60％
工业制硫酸 1．原料：主要有硫铁矿、（或者硫磺）、空气、有色金属冶炼的烟气、石膏等。 2．生产流程 (1)SO 2的制取 (设备：沸腾炉) ①原料为硫黄：S ＋O 2 =====点燃SO 2， ②原料为硫铁矿：4FeS ＋11O 2=====高温 8SO 2＋2Fe 2O 3。 (2)SO 2的催化氧化 (设备：接触室)： 2SO 2+O 2 催化剂 2SO 3 (3)SO 3的吸收 (设备：吸收塔)： SO 3＋H 2O===H 2SO 4。注意：工业上用98％的浓硫酸吸收SO 3 ，这样可避免形成酸雾并提高吸收效率。 3．三废的利用 (1)尾气吸收 废气中的SO 2用氨水吸收，生成的(NH 4)2SO 4作化肥，SO 2循环使用。 SO 2＋2NH 3＋H 2O===(NH 4)2SO 3或SO 2＋NH 3＋H 2O===NH 4HSO 3 (NH 4)2SO 3＋H 2SO 4===(NH 4)2SO 4＋SO 2↑＋H 2O 或2NH 4HSO 3＋H 2SO 4===(NH 4)2SO 4＋2SO 2↑＋2H 2O (2)污水处理 废水可用Ca(OH)2中和，发生反应为SO 2＋Ca(OH)2===CaSO 3↓＋H 2O 。 (3)废渣的处理 作水泥或用于建筑材料；回收有色金属等综合利用。 4.反应条件： 2SO 2+O 2 催化剂 2SO 3 放热 可逆反应（低温、高压会提升转化率） 转化率、控制条件的成本、实际可能性。 即选：400℃～500℃，常压，五氧化二钒 （V 2O 5 ）作催化剂。 5．以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下： 人工固氮技术——合成氨 1．反应原理
磷石膏综合利用 双赢集团有限公司磷石膏综合利用 项 目 建 议 书 二00八年十一月 2 目录 一、概述 二、项目建设的目的和意义三、项目建设的优势条件四、项目管理与组织五、市场与销售 六、产品设计方案 七、环境保护 八、总投资及资金来源九、项目实施规划 十、经济效益和社会效益分析十一、评价结论 一、概述 21、项目名称: 磷石膏制200kt/a建筑石膏粉联产6000km/a高强度硫 2酸钙棉纤板和10000km/a纸面石膏板 2、项目地址:重庆南川市城北永生桥 3、项目承办单位: 双赢集团有限公司 4、法人代表:蓝森古
5、企业概况 历史沿革 双赢集团有限公司前身为重庆市双赢化工有限公司～成立于2001年5月,2003年1月～公司更名为重庆双赢化工集团有限公司,2005年1月～经国家工商行政管理总局核准～变更为双赢集团有限公司。 经营范围 化肥:磷酸一铵、磷酸二铵、复合肥、过磷酸钙、碳酸氢氨、合成氨、硫酸等制造和销售。 矿产:磷矿、煤矿、硫铁矿等生产和销售。 酒店:酒店经营 机构设置 集团设置行政人事部、发展与管理中心、财务管理中心、营销公司、审计督察部5个管理部门,下辖14个子,分,公司:双赢集团有限公司南川磷铵厂、先锋磷肥厂、四川双赢化工有限公司、内蒙古双赢化工有限公司、甘肃双赢化工有限公司、重庆市龙济化肥有限公司、南川市东胜煤矿有限公司、贵州省开阳广门田磷矿、贵州开阳青花磷矿、四川省兴文石林矿业有限公司、双赢集团矿业有限公司、贵州省双赢矿肥有限公司、南川宾馆有限公司、内蒙古宁城宾馆。 生产规模 集团年产化工产品、矿产品总量200万吨。其中磷酸一铵、磷酸二铵 1 40万吨、工业硫酸50万吨、合成氨6万吨、复合肥20万吨、过磷酸钙10万吨、磷矿30万吨、原煤30万吨、硫铁矿15万吨。 产业链条
磷石膏在建材工业中的综合利用秦景燕王传辉洛阳工业高等专科学校材料工程系(471003) 磷石膏是硫酸湿法萃取磷酸时排出的固体废弃物,每生产1t湿法磷酸约产生5t磷石膏。我国是磷肥生产和使用大国,上世纪末磷石膏年排放量已超过2000万吨。目前绝大部分磷石膏露天堆置,占用大量的土地,且可溶性P2O5和F等随雨水浸出,产生酸性废水,引起土壤、水系、大气的严重污染。因此如何有效地利用磷石膏,生产建筑材料是人们极力寻求解决的问题。 1制硫酸联产水泥[1] 磷石膏制硫酸联产水泥技术已在鲁北、银山、什邡、莱西、遵化、沈阳等磷肥厂、化工厂推广,硫酸产品用于生产磷铵,水泥产品已进入市场。该法的优点是增加硫酸产量,使磷酸生产使用的硫酸有85~ 90%自身循环,磷石膏不需要堆场及外运。缺点是流程复杂,设备多,投资大,对磷石膏的质量有一定要求。 磷石膏水泥早期强度偏低,可从以下几个方面改善。 1)降低磷石膏中P2O5含量 P2O5对熟料中硅酸盐矿物的影响很大,P2O5含量每增加1%,C3S量将降低9.9%,C2S量增加0.9%。经验表明:熟料中P2O5<1%时,对水泥早期强度没有影响,且能提高28d强度;当熟料中P2O5=1~2%时,只影响早期强度,而不影响水泥的长期强度;当P2O5>2%时,将明显降低水泥早期强度和长期强度。故磷石膏中P2O5含量必须低于0.5%(二水物干基)。加强磷铵生产过程控制,降低磷石膏中磷含量是既合理又经济的方法。 2)采用窑外分解煅烧技术,掺加BaSO4作矿化剂。 3)提高水泥粉磨细度 磷石膏熟料适合细磨,用磷石膏生产的水泥细度80L m筛筛余控制在1~3%为宜。 4)降低混合材掺量 粉磨水泥时最好少掺或不掺混合材或用两种或两种以上的混合材进行复掺,最好选用对早期强度有利,而互补性又强的碱性和惰性同时具备的混合材,这种混合材能提高水泥3d和7d强度。 2生产建筑石膏[2、3、4] 1)A)半水石膏 磷石膏加水搅拌成悬浮液,送浮选机和浓缩器除去有机质及可溶性杂质。如果磷石膏相当纯净,则可用过滤代替浮选。磷石膏与水混合后,经加热送入反应釜中,在一定条件下重结晶,使CaSO4# 2H2O转变为A)半水石膏。如前西德Giulini公司、英国ICI公司、我国东南大学等。 2)B)半水石膏 磷石膏加水调成料浆,经洗涤、脱水除去磷石膏中的可溶性杂质及粗大颗粒,如悬浮液呈酸性,加入适量的石灰粉或石灰乳中和磷石膏中的P2O5,再经干燥、煅烧、粉磨得到B一半水石膏粉。如日本磷酸株式会社、法国Rhone)Poulenc公司、德国Knauf 加速大企业集团的扶持和壮大,充分发挥资源优势,不断提高国际市场的竞争能力,为石材企业走出国门参与国际竞争奠定基础。 4.3以宏观调控促进石材产品出口 要在巩固传统市场的基础上,积极调整出口石材产品结构与石材市场布局,开拓新兴国际石材市场,扩大石材产品出口,缓解宏观调控所带来的国内石材市场紧缩的压力。当前,石材产品出口存在的主要问题是产品的技术含量低,附加值低,同国际市场的价格差距过大,花色品种陈旧国际市场的竞争能力也较低下。此外,石材企业缺乏有效的市场信息渠道,对国际市场供求关系的变化反应迟钝,缺乏熟悉世界贸易组织规则的外贸人才等。因此,必须针对以上问题采取有效措施,促进石材对外贸易的健康发展。 参考文献 1韩永奇.急刹车给建材业带来四大影响.中国经济信息,2004,12 2韩永奇.我国石材市场走向分析.中国建材报.2004,3月24日; 3韩永奇.如何正确认识我国石材市场.石材,2003,5 22河南建材2004年4期
料浆法磷铵、磷石膏制硫酸联产水泥岗位技能学习问答(doc 31页)
料浆法磷铵、磷石膏制硫酸联产水泥 岗位技能学习问答 一、原、辅料烘干车间 1、什么是化学不完全燃烧 ? 什么是机械不完全燃烧 ? 答 : 煤在燃烧过程中 , 由于氧气不足或加煤量过大 , 煤中的固定炭与烟气中的 CO2 反应 , 使其还原生成 CO, 随废气排空 , 造成可燃物的浪费 , 该现象称之为化学不完全燃烧 ; 燃煤由于粒度过大、燃烧温度不够或燃烧时间不足 , 煤中的固定炭未能完全燃尽 , 与煤灰和煤渣混合一起清除出燃烧室 , 造成可燃物的浪费 , 该现象称之为机械不完全燃烧。 2、什么叫游离水、结晶水？ 答：游离水：游离水只存在于物质的表面或间隙中，呈水分子状态。游离水在物料中含量是不固定，当温度达到100--110摄氏度,游离水就完全从物质中逸出。 结晶水：在物质晶格中具有固定的位置，起着构造单位的作用，以中性水分子存在，是物质化学组成的一部分，水分子的数量与其他成分之间成简单比例。例如：磷石膏Ca[SO4].2H2O,就是硫酸钙加2个结晶水分子。结晶水由于受到晶格的束缚，结合比较牢固，要使它从物质中脱失就需要比较高的温度(一般为200—500°C或更高)，物质脱去结晶水，结构完全破坏，原子重新改组而形成新的物质。 3、传热的方式有几种 ?回转烘干机内介质是如何将热量传给被干燥物料的 ? 答 : 传热方式有三种 : 传导传流、辐射传热、对流传热。
表示。 ( 1 ) 干基水分 : 是以绝对干物料为基准的湿物料中含水量，称为干基含水量，亦即湿物料中水分质量与绝对干料的质量之比。 (2) 湿基水分 : 就是物料中所含水的质量与湿物料的质量之比。 在工业生产中，通常是以湿基含水量来表示物料中含水分的多少。但是由于湿物料的质量在干燥过程中因失去水分而逐渐减少，故用湿基含水量表示，不能将干燥前后物料的含水量直接相减以表示干燥所除去的水分。而绝对干料的质量在干燥过程中是不变的，故用干基含水量计算较为方便。 6、锤式烘干机的特点？ 答：锤式烘干机加料口和热风进口在一端，另一端为气体和物料出口。被烘干物料在锤式烘干机中停留时间很短，一般为2～5秒。在转子作用下，物料进入后立即被打散与热风在悬浮状态下进行热交换，使物料迅速升温，烘干水分。该设备容积产量高、热损失少、电耗低，比回转式烘干机节能20～30%。该机热效率可以达到55-70%， 7、简述本车间的工艺流程 答：磷石膏烘干采用锤式烘干机烘干，用沸腾炉提供热源，来自磷酸装置的付产磷石膏经皮带输送机送至锤式烘干机（不足部分从磷石膏堆场补充），干燥后的物料经低压脉冲袋收尘器回收至磷石膏储库。 辅助材料烘干采用顺流回转式烘干机烘干，用沸腾炉提供热源，干燥后的物料经螺旋输送机、斗式提升机输送至辅料储库。 8、氧化镁在水泥中起何作用？（烘干、配料、烧成同） 答：氧化镁是水泥的有害成分。国家标准规定熟料中MgO含量不得超过5%，如