本發明專利技術一種用不溶性含鉀巖石和磷石膏生產鉀鈣肥聯產硫酸的方法，屬三廢治理和化工生產技術領域，本發明專利技術將不溶性含鉀巖石，磷石膏和無煙煤按質量比為１∶０．７～２．２∶０．０５～０．２５混合，經粉磨、制球或制塊后在回轉窯、立窯或隧道窯內１０００～１２００℃還原焙燒２０～１５０分鐘，燒結熟料粉碎包裝為鉀鈣肥產品，尾氣送硫酸制備系統制備硫酸，本發明專利技術生產鉀鈣肥主要原料之一為工業廢渣，比磷石膏制硫酸聯產水泥方法有更多的優越性。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種用不溶性含鉀巖石和磷石膏生產硅鈣鉀 肥(或稱鉀鈣肥)聯產硫酸的方法，屬于環境保護治理和化工生產技術 領域。
技術介紹
中國可直接用于生產鉀肥的水溶性鉀礦資源雖然不多， 但不溶性鉀礦資源卻十分豐富。鉀長石就是其中較重要的一種。鉀長石既含鉀又含硅，化學式為K20 'A1必，'6Si。2，含K2016. 9%， A鹿8. 4%, Si0264. 7%。盡管鉀長石中氧化鉀的含量不算太高，但它在地殼中儲量大， 分布廣。如能將這些鉀礦資源用于生產鉀肥，就克服了我國鉀肥生產資 源短缺的問題，可大量生產鉀肥，對促進我國農業發展產生重大作用。 對以鉀長石為代表的鉀礦資源為原料生產鉀肥的方法主要有以下兩類 (1)高溫焙燒類。將鉀長石、石灰石和煤(用作燃料)按一定比例磨 制成粉料，加少量水混勻成球后進行高溫焙燒，利用氧化鈣破壞鉀長石 礦物的結構，再研磨成粉，即為鉀鈣肥。目前，高溫焙燒生產鉀鈣肥的 方法轉化效率最高，產品質量最好的是貴州大學的專利《一種鉀鈣肥的 生產方法》申請號92111690. X，采用制塊燧道窯燒結。其制塊燒結的原 理，與本專利技術有相同之處。(2)濕法浸取類。在一定溫度和壓力下用酸、 堿或鹽等對礦石進行處理，使礦石中的鉀轉變為可溶性物質，然后使其 浸取出來，制成純度較高的氯化鉀、硫酸鉀等鉀肥。濕法浸取制備鉀肥 存在的問題是流程復雜、能耗較高、鉀礦中的硅組分沒有得到合理利用、提取后產生大量廢渣等缺點，難以工業化實施。濕法磷酸生產的廢渣磷石膏主要成份為CaS04 〈H20，目前主要處 理方式為渣場堆放，大都堆積如山，成為公害。是磷酸鹽生產行業急需 解決的一大難題。有些企業用于生產水泥副產硫酸，國內的山東魯北化工與四川銀山化工都實現了工業化，其生產工藝流程為磷石膏經洗漆 凈化，降低磷石膏中游離P205和F的含量，使P205的含量小于1%、 F含量小于0.35%，然后進入脫水機和烘干機，脫除了部分水分及部分氟 的磷石膏經冷卻后進入配料倉。無煙煤、硅石和各種輔助原料經過球磨 機研磨達到粒度要求后進入配料倉，配好的水泥生料經過均化后進入回 轉窯煅燒，磷石膏在回轉窯分解段1300。C左右以碳為還原劑分解成CaO 和S02， CaO在回轉窯燒成段1450。C左右進一步與硅石發生礦化反應生 成硅酸二鈣(C2S)和硅酸三鈣(C3S)完成燒成水泥的反應，出回轉窯 的物料即為水泥熟料，經冷卻加入部分緩凝劑及活化劑等原料后，經粉磨得到水泥產品。含S02的窯氣即為生產硫酸的原料氣，原料氣經除塵、凈化，原料氣經凈化S02后濃度稀釋為體積百分濃度4y。左右，為了保 證轉化的熱平衡，通常采用一轉一吸制酸流程，總轉換率在96%左右，排空尾氣S02的濃度只有經過尾氣處理才能達標排放。目前國內工業化的磷石膏制硫酸聯產水泥的流程，具有以下缺點原料氣S02的濃度低， 兩轉兩吸轉化熱量不能平衡，只能用一轉一吸，尾氣不能直接排空，運 轉費用較高。濃度低造成生產設備生產強度低，導致制酸裝置投資較大， 效能低下。對原料磷石膏的雜質含量如氟、磷要求含量<1%，磷石膏 需經過預處理才能用于生產。同時窯操作要求復雜，導致水泥產品質量 不穩定。目前尚無任何用磷石膏生產鉀鈣肥聯產硫酸的專利申請和相關技 術，而用磷石膏生產鉀鈣肥聯產硫酸比用磷石膏生產水泥聯產硫酸有更 多的優越性，包括工藝簡單，操作容易，產品質量穩定，大降低能耗， 為解決磷石膏三廢污染開辟一個新途徑。
技術實現思路
本專利技術的目的，在于為磷石膏廢渣有效利用開辟一條新 的途徑，有效利用磷石膏中的氧化鈣生產鉀鈣肥，大大降低鉀鈣肥生產 成本，有效利用磷石膏中的S生產硫酸，將磷石膏變廢為寶。本專利技術是這樣來實現的將不溶性含鉀巖石、磷石膏和無煙煤按質量比為l: 0.7 2.2: 0.05 0.25配比混合，粉磨至80 120目，經制成4> 10 30mm小球或相應的塊后在回轉窯，立窯或隧道窯內1000 1200 。C焙燒20 150分鐘，燒結熟料經破碎，粉磨后包裝即為鉀肥產品，尾 氣送硫酸制備系統。配料中，磷石膏以CaS04含量計、煤以固定碳量計。 本專利技術所指不溶性含鉀巖石是指以鉀長石為代表的含鉀硅酸鹽類 鉀礦資源。本專利技術所指一種用不溶性含鉀巖石和磷石膏生產鉀鈣肥聯產硫酸 的方法，除磷石膏外同樣適用天然石膏、脫硫石膏、氟石膏等其它含硫 酸鈣為主要成分的石膏。本專利技術不溶性含鉀巖石和磷石膏、無煙煤的優選配比按質量比為1:1.8 2: 0.卜0.12，配比中磷石膏以不含結晶水的CaS04計重，無煙煤以 固定碳計重。本專利技術不溶性含鉀巖石和磷石膏、無煙煤混合后粉磨至80 120目 優選范圍100 120目。本專利技術粉磨后的不溶性含鉀巖石和磷石膏、無煙煤粉料加水制成小球狀或塊狀的料塊。本專利技術在窯爐內的還原焙燒是指溫度為1000~1200°C，焙燒時間為 20~90分鐘，優選為1100 105(TC焙燒40 60分鐘，控制窯尾氣中02 的體積百分濃度0.5~1.0%。本專利技術燒結熟料經破碎、粉磨后細度達到80 100目(篩余<5%)， 經包裝成鉀鈣肥產品。本專利技術窯尾氣中S02體積百分濃度為5 8%。 S02隨尾氣排出經收 塵凈化后作為原料氣體送硫配制備系統，在催化劑的作用下轉化成so3、S03經水吸后得硫酸。本專利技術有以下特征和有益效果不溶性含鉀巖石中含鉀主要成分為鉀長石(K20 A1203 6Si02)，在高溫下與磷石膏還原分解后的CaO反應，使鉀礦石中的不溶性K20轉變 為易溶性和枸溶性K20，能被作物吸收。其主要反應如下 2CaS04+C—2CaO+ 2S02+C02K20 A1203 6Si02+ 6CaO—K20 Al203+6 (CaO Si02)本專利技術與已有的利用不溶性含鉀巖石生產鉀肥的方法相比，具有以下有益效果(1)已有高溫焙燒制備鉀肥技術中，與鉀長石反應的原料為石灰石、白云石等含CaO的礦石，本專利技術用工業廢渣磷石膏，既是 廢物利用，也為環保作出貢獻。(2)本專利技術與鉀長石高溫反應的原料 為磷石膏，磷石膏中含有氟化鹽、氧化鐵等雜質，降低了物料的熔點， 燒結在1000 1200。C溫度就可實現，已有技術一般要在120(TC以上。(3) 本專利技術在高溫燒結出鉀鈣肥的同時副產出可生產硫酸的S02氣體，提高 了經濟效益。本專利技術與已有的用磷石膏制硫酸副產水泥的工藝相比，具有以下有 益效果(1)本專利技術窯尾氣中S02濃度高。己有磷石膏制硫酸工藝中，磷石膏中的CaS04在窯內的還原分解反應以下面反應為主 2C+ 02—2COCaS04+CO—CaO+ S02+C02本專利技術采用鉀礦、磷石膏、無煙煤磨細后制成料塊或料球，磷石膏中的 CaS04在窯內的還原分解反應以下面反應為主 2CaS04+C—2CaO+ 2S02+C02由上述反應可知，己有的磷石膏制硫酸工藝中每產生i摩爾so2，就要伴生1摩爾C02，本專利技術每產生1摩爾S02，只伴生0.5摩爾CO2，窯 尾氣中廢氣C02體積濃度減少，S02體積濃度增加。(2)本專利技術焙燒溫 度低。已有磷石膏制酸聯產水泥工藝中，為了達到水泥熟料質量，焙燒 溫度在135(TC以上。本專利技術焙燒溫度在120(TC以下就可完成。(3)本 專利技術磷石膏不需要進本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用不溶性含鉀巖石和磷石膏生產鉀鈣肥聯產硫酸的方法，包括磷石膏中的硫以二氧化硫的形式隨窯尾氣排出，經收塵凈化后作為原料氣體送硫酸制備系統制備硫酸的方法，其特征是將不溶性含鉀巖石、磷石膏和無煙煤按質量比為１∶０．７～２．２∶０．０５～０．２５配比混合，粉磨至８０～１２０目，經制成φ１０～３０ｍｍ小球或相應的塊后在回轉窯，立窯或隧道窯內１０００～１２００℃焙燒２０～１５０分鐘，燒結熟料經破碎，粉磨后包裝即為鉀鈣肥產品，尾氣送硫酸制備系統。
【技術特征摘要】
1. 一種用不溶性含鉀巖石和磷石膏生產鉀鈣肥聯產硫酸的方法，包括磷石膏中的硫以二氧化硫的形式隨窯尾氣排出，經收塵凈化后作為原料氣體送硫酸制備系統制備硫酸的方法，其特征是將不溶性含鉀巖石、磷石膏和無煙煤按質量比為1∶0.7～2.2∶0.05～0.25配比混合，粉磨至80～120目，經制成φ10～30mm小球或相應的塊后在回轉窯，立窯或隧道窯內1000～1200℃焙燒20～150分鐘，燒結熟料經破碎，粉磨后包裝即為鉀鈣肥產品，尾氣送硫酸制備系統。2. 根據權利要求1所述的一種用不溶性含鉀巖石和磷石膏生產鉀鈣 肥聯產硫酸的方法，其特征是不溶性含鉀巖石是指以鉀長石為代表的含 鉀硅酸鹽類鉀礦資源。3. 據權利要求1所述的一種用不溶性含鉀巖石和磷石膏生產鉀鈣肥 聯產硫酸的方法，其特征是本方法同樣適用天然石膏、脫硫石膏、氟石 膏等其它含硫酸鈣為主要成分的石膏。4. 根據權利要求1所述的一種用不溶性含鉀巖石和磷石膏生產鉀鈣 肥聯產硫酸的方法，其特征是不溶性含鉀巖石和磷石膏、無煙煤的配比 按質量...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張西興，朱云勤，龐世花，馬武權，李樹軍，
申請(專利權)人：貴州西洋肥業有限公司，貴州大學，
類型：發明
國別省市：52[中國|貴州]
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