磷石膏制硫酸联产水泥生产工艺

山东鲁北化工股份有限公司利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制硫酸联产水泥,硫酸返回用于生产磷铵,硫酸尾气回收制取的液体SO2作为海水提溴的原料,废水封闭循环利用,磷铵干燥采用节能型沸腾式热风炉,以锅炉排出的煤渣为原料,燃烬后成为合格的水泥混合材。

1)磷酸磷铵部分

磷酸磷铵装置采用湿法磨矿,三槽单桨再结晶萃取磷酸,真空吸滤,外环流氨中和与三效料浆浓缩一体化,内分级、内返料、内破碎喷浆造粒干燥工艺,制得粒状磷铵产品。

磷矿经破碎、球磨制成矿浆,与硫酸经计量后,加入萃取槽进行化学反应:

磷酸料浆经过滤洗涤后,得到成品磷酸和副产品磷石膏。 萃取反应产生的含氟气体进入氟吸收塔洗涤吸收。

磷酸由泵送入外环流快速中和器,与气氨进行中和反应,经三效浓缩,由内分级、内返料、内破碎喷浆造粒干燥机制得粒状磷铵:

2)硫酸及水泥部分

磷酸生产过程中排放的磷石膏废渣制取硫酸与水泥,采用半水烘干石膏流程、单级粉磨、旋风预热器窑分解煅烧、封闭稀酸洗涤净化、两转两吸工艺,包括原料均化、烘干脱水、生料制备、熟料烧成、窑气制酸和水泥磨制6 个过程。(www.xing528.com)

磷石膏经烘干脱水成半水石膏,与焦炭、黏土等辅助材料按配比由微机计量、粉磨均化成生料,生料经旋风预热器预热后加入回转窑内,与窑气逆流接触,反应式为:

生成的CaO 与物料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3等发生矿化反应,形成水泥熟料:

制得的熟料与石膏、混合材(煤渣)按一定比例经球磨机粉磨为水泥。

含SO2(11% ～14%)的窑气经电除尘、酸洗净化、干燥,由SO2鼓风机送入转化工序,在钒触媒的催化作用下,经两次转化,SO2被氧化成SO3:

SO3被浓度为98%的H2SO4两次吸收后,与其中的水化合制得H2SO4:

3)项目投资及收益估算

15 万t 磷铵、20 万t 硫酸、30 万t 水泥的装置投资95 975 万元,其中,基建投资23 213 万元,设备投资36 977 万元;其他18 741 万元,使用寿命为14年。 每年可实现销售收入84 000万元,利税22 216 万元,回收期投资4.32年。 每年能吃掉60 万t 废渣,13 万t 含8%硫酸的废水,节约堆存占地费300 万元。 并解决了石膏污染地表、地下水的问题。 节约水泥生产所用石灰石开采费10 500 万元和硫铁矿开采费16 000 万元。