龚家竹

    (成都千砺金科技创新有限公司 四川成都 610041)

    磷石膏硫资源循环利用生产技术

    龚家竹

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    回顾了磷石膏硫资源循环利用生产技术的研究发展，论述了化学分解磷石膏产生氧化硫气体工艺技术所面临的技术难点、工艺缺陷以及影响经济生产的因素。针对原有技术存在的问题，提出了第3代化学分解磷石膏制酸联产水泥技术，分析了采用创新技术实现磷石膏中钙、硫资源有效利用的途径及新技术带来的直接经济效益和社会效益。

    磷石膏；硫资源；生产技术

    1 磷石膏硫资源循环利用工艺技术的研究发展[1- 9]

    1.1 磷石膏化学分解的基本原理

    磷石膏化学分解生产硫酸与水泥的主要化学反应如下：

    CaSO4+2C=CaS+2CO2↑

    (1)

    3CaSO4+CaS=4CaO+4SO2↑

    (2)

    CaO+SiO2，Al2O3，Fe2O3=硅酸钙+铁铝酸钙等

    (3)

    CaSO4+3CaS=4CaO+4S

    (4)

    C+O2=CO2↑

    (5)

    S+O2=SO2↑

    (6)

    磷石膏化学分解是固体与固体界面之间的还原与半还原反应，第1步还原剂碳与硫酸钙进行深度还原反应生成硫化钙，反应式(1)；第2步硫化钙再与硫酸钙进行半还原和半氧化反应生成二氧化硫气体，反应式(2)；第3步磷石膏分解后产生的氧化钙与水泥矿化剂氧化硅、氧化铝、氧化铁等进行矿化反应生成水泥熟料，反应式(3)；反应式(4)，(5)以及(6)均为磷石膏化学分解时的副反应。

    1.2 生产技术回顾

    1.2.1 第1代生产技术

    1915年，德国人Müller以碳作为还原剂，在石膏中加入Al2O3，Fe2O3和SiO2于高温下进行分解，分解产生的CaO与加入的氧化物反应生成水泥熟料，分解出的SO2气体用于生产硫酸。此后，Kühne在此基础上进行了进一步的研究，于1916年由德国Bayer燃料公司在德国的Leverkusen建成石膏制硫酸与水泥装置，并于1931年转入正常生产。这即为第1代生产技术，又被称为Müller- Kühne(M- K)法或拜耳(Bayer)法石膏制硫酸和水泥工艺，采用中空回转窑化学分解磷石膏生产氧化硫气体与硅酸盐水泥熟料，其代表流程见图1。 ......