全球最大磷石膏分解制硫酸联产水泥装置一次性投料试车成功

近日,贵州磷化集团在世界磷化工领域又迈出了具有里程碑意义的一步——全球最大的磷石膏分解制硫酸联产水泥装置(“1468”项目)一次性投料试车成功。磷化集团通过不断技术研发和实践探索,成功开发出磷石膏分解制硫酸并联产水泥的新技术。

磷石膏分解炉的研究与开发进展

1 引言 采用磷石膏为原料生产硫酸和水泥已近一个世纪,到目前为止,世界上若干国家拥有规模较大的工业化生产装置。就我国而言,从60年代开始便进行磷石膏制酸技术的应用研究工作。目前,国内已有云南磷肥厂和山东鲁北化工总厂两套成功的装置。1991年山东鲁北化工总厂国产化“三、四、六”装置通过国家验收,近几年内还将有若干套类似装置上马。

三相流化床中磷石膏分解渣碳酸化反应研究

通过对磷石膏分解渣在三相流化床中碳酸化反应的实验研究,探讨了不同因素对磷石膏分解渣中CaS转化的影响。实验结果表明:增大CO2气体流量和增加反应时间有利于CaS的转化,随着液固比的增大,CaS的转化率首先是增大然后趋于平缓,而升高反应温度对CaS的转化有微弱抑制作用。得到磷石膏分解渣碳酸化反应的最佳反应条件:CO2气体流量为300 mL/min、反应时间为40 min、液固比(体积质量比)为6 mL/g、反应温度为(25±2)℃。在最佳反应条件下,三相流化床中CaS的转化率为97.34%,釜式反应器中CaS的转化率为86.32%,相差了11%。与釜式反应器相比,三相流化床反应器更有利于磷石膏分解渣的碳酸化反应。

磷石膏分解渣中氧化钙的分离纯化及表征

利用酸碱化学方法研究磷石膏分解渣中氧化钙的提纯工艺,并结合XRD、SEM、EDS手段表征提纯物物相和光谱特征等。结果表明,通过加入去离子水和盐酸可以有效除去渣中可溶性二氧化硅和酸不溶物,经氢氧化钠处理后的物料在1050℃煅烧3.5h,形成的样品中氧化钙纯度达到89%,其结构密实紧凑,表面分布均匀,色度较高。提纯过程中,磷石膏分解渣、去离子水、盐酸和氢氧化钠的最佳质量比为5∶15∶6∶8。

钾长石-石膏-石灰(石)热分解体系研究

在钾长石-石膏-石灰(石)热分解体系中可能发生的7类反应的ΔGT0进行重新计算的基础上,利用纯物质摩尔配比,分别在1 273 K,1 323 K,1 373 K和1 423 K条件下进行物料焙烧实验,通过对烧成物可溶K2O含量测定,得出反应KAS6+CaSO4+14CaO=K2SO4+C3A+6C2S是7类分解反应中最容易发生的反应,与计算的该反应ΔGT0值最负相当吻合。对7类反应的烧成物进行XRD和EPMA分析,得出了这7类反应中只有反应式KAS6+CaSO4+12CaO=K2SO4+CA+6C2S和KAS6+CaSO4+14CaO=K2SO4+C3A+6C2S正确,其他均需要重新修正,修正后的反应可以更加合理的解释该体系的分解机理,从而为利用该体系焙烧生产钾肥提供理论指导。

预分解磷石膏制备贝利特-硫铝酸盐水泥

研究磷石膏在低温还原-高温氧化气氛下的分解特性,并将分解后的磷石膏作为钙源代替石灰石制备贝利特-硫铝酸盐水泥。结果表明:在碳硫比(C/S)为2,CO_2-950℃-1h/空气-1 200℃-1h的分段煅烧条件下,磷石膏分解率可达87.69%,且SO_2在900~1 200℃内集中释放。将分解率为87.69%的磷石膏代替部分石灰石烧制贝利特-硫铝酸盐水泥熟料,其主要矿相有C4A3珔S、C2S和C4AF,及少量C2AS,水泥净浆3d抗压强度为41.4 MPa。每生产1t贝利特-硫铝酸盐水泥熟料可消纳约0.98t磷石膏,减少石灰石用量近50%。

石膏热分解性质及硫化反应行为

本文对石膏的热分解行为进行了系统的热力学研究和试验基础研究,结果表明:进行石膏固-固碳热分解反应,当碳硫比为3时,石膏转化为CaS的转化率达到最大(81.33%),且反应产物中CaS含量为71.19%;进行石膏气-固热分解反应,当气体CO/(CO+CO_(2))浓度为50%时,石膏转化为CaS的转化率为91.80%,且反应产物中CaS含量为93.51%;CaS作为硫化剂进行造锍熔炼时,硫化剂利用率可达到74%以上。据此,本文提出石膏选择性还原硫化富集有价金属的造锍熔炼工艺路线,并明确石膏硫化反应的控制关键因素为CaS的转化率。该试验结论可为石膏造锍熔炼技术在有色冶炼领域的应用提供理论依据。

贵州磷化集团 吃干榨尽 逐“绿”前行

2023年12月26日,贵州磷化集团黔南基地,当前世界上规模最大、技术领先的百万吨级磷石膏分解制硫酸联产水泥工艺装置项目现场如火如荼,项目管理人员岑祖望正紧盯最后节点,抢抓工期。项目分原料、水泥、硫酸3个工段,原料工段压滤部分本月初已完成投料试车,眼下正在推进原料工段烘干部分的设备联合调试。

用废弃物脱硫石膏制备铁酸钙的基础研究

结合目前中国大量的废弃脱硫石膏无法被合理利用的情况,讨论了钢厂中脱硫石膏制成铁酸钙回收利用的可能性。通过查询热力学数据进行计算研究,探讨石膏分解所需的气氛条件及相应条件下生成物组成。为达到最佳的分解效果,通过热力学计算调整一氧化碳/二氧化碳混合气体各项参数进而控制实验的进行。相关基础实验在实验室中利用现有管式炉进行烧结还原。通过对XRD数据进行半定量分析来确定石膏在不同条件下分解产物的成分组成。结果表明1 050℃为石膏气固反应和固固反应交界点。同时混合气体中一氧化碳体积分数为5%、100 m L/min的气体流量,可以保证气固反应生成氧化钙的同时,硫化钙的量在合理的范围内。实验进一步利用硫酸钙作为钙源制得铁酸钙,为废弃石膏在钢铁厂回收利用提供理论基础。

磷石膏制硫酸和联产水泥生产技术的现状和发展趋势

本文介绍了磷石膏制硫酸和联产水泥技术在国内外的发展情况,重点介绍了磷石膏的窑内外分解技术的状况,提出了国内发展磷石膏制硫酸、水泥的技术方向建议。

CO_2捕集的研究现状及钙基吸收剂的应用

温室气体CO_2是当今世界环境恶化的主要原因之一,近年来针对CO_2的捕集技术也相继被研究。磷石膏是湿法冶炼磷酸的副产物,具有产量大、微辐射性等特点,严重危害自然环境和人类健康。本文阐述二氧化碳捕集与封存(CCS)以及燃烧后捕集的三大方法的具体技术原理与特点,着重分析利用钙基吸收剂捕集CO_2的技术特点和优势,提出CO_2捕集技术的探索方向并指出利用磷石膏分解渣作钙基吸收剂矿化捕集CO_2的思路。当前对CO_2捕集的研究多停留在吸收剂捕集方面,单纯吸收剂虽吸收效果较好,但其成本较高。磷石膏分解渣作钙基吸收剂不仅有着良好的捕集效果,且解决了成本问题,实现了"以废制废"的思路。

中国化工科技成果加快产业化步伐

近几年,中国化学工业研究部门通过创办技术经济实体,科技人员从事各种科技成果商品化、产业化等活动,根据市场需要开发新材料、新品种,实行科研、生产、推广相结合,促进了科技成果的产业化。化学工程设计单位从单一设计向工程咨询和工程承包延伸,并正在按照国际型工程公司的模式加快推行设计新体制,设计水平和质量进一步提高。化工技术市场体系已经形成雏形。去年北京国家化工技术市场正式投入运营后。