用旋窯廠處理磷石膏制特種硬石膏熟渣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用磷石膏制特種硬石膏熟渣的方法，特別涉及一種用旋窯生產(chǎn)線設(shè)備處理磷石膏制特種硬石膏熟渣的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磷石膏為磷化工制磷酸或磷肥排放的廢渣，主要成份是以石膏為主的硫酸鹽，含量達78?96%，其次是含有4?22%的石英質(zhì)S12、可溶性的磷酸鹽和氟磷酸鹽及不可溶性的磷酸鹽、氟磷酸鹽和硅鋁酸鹽礦物，并含有少量的有害的重金屬元素如鈷、鍶、鉛、鎘等。
[0003]新排放的磷石膏為散粒狀物料，棄置堆存易揚塵，但在有適量水分作用下可緩慢的石膏重結(jié)晶粘結(jié)為堅硬的塊狀物。大量棄置的磷石膏客觀上對環(huán)境及地下水和土壤造成了較嚴重的污染和破壞。
[0004]當(dāng)前，磷石膏的研究和應(yīng)用主要集中在四個方面，其一，是將磷石膏加石灰改性，即加石灰中和固化其中的可溶性磷酸鹽和氟磷酸鹽，取代天然石膏用作水泥生產(chǎn)的緩凝劑，但應(yīng)用效果客觀上不太理想，實際消耗量很有限；其二，是將磷石膏熱處理轉(zhuǎn)化為半水石膏或半水石膏和可溶性無水石膏的復(fù)合物，即250?500°C低溫?zé)崽幚斫ㄖ喾?，用于生產(chǎn)石膏粉及石膏板、石膏砌塊等制品，但因磷石膏品位、顏色遠不如天然石膏，且含有一定量的有害元素和有害雜質(zhì)，加之建筑石膏制品耐水差，其實際應(yīng)用消耗量尚有限；其三，是將磷石膏和石灰和煤渣、粉煤灰混合壓制經(jīng)養(yǎng)護制磚，但因有害雜質(zhì)和有害元素的影響及需經(jīng)蒸壓養(yǎng)護工藝才能較好的保證磚類制品的體積穩(wěn)定性，其推廣應(yīng)用不理想；其四，是制硫酸副產(chǎn)水泥，因投資大、硫酸品位偏低、經(jīng)濟性較差，且二次污染大，導(dǎo)致推廣應(yīng)用受阻。
[0005]因此，迫切需要一種全新的技術(shù)方法，以相對合理的礦物組成的產(chǎn)品開拓市場途徑，實現(xiàn)磷石膏的資源化利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用旋窯廠處理磷石膏制特種硬石膏熟渣的方法，該方法可簡單地利用旋窯生產(chǎn)線工藝裝備，較低成本的有效利用磷石膏及其它廢棄物，生產(chǎn)有較高附加值、用途廣泛的特種硬石膏熟渣及特種硬石膏膠凝材料。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:用旋窯廠處理磷石膏制特種硬石膏熟渣的方法，包括以下步驟:
(1)備料:取原料磷石膏和廢石渣，其中，結(jié)塊的磷石膏則破碎至粒徑<40_ ;
(2)配料:將磷石膏和廢石渣按質(zhì)量比為磷石膏50?80%:廢石渣20?50%的比例實行配料；
(3)制粉:將配料的物料連續(xù)送入生料立磨系統(tǒng)，混合粉磨制成80μπι篩余< 30%的廢棄物粉料； (4)煅燒:將廢棄物粉料連續(xù)送入干法旋窯預(yù)熱器系統(tǒng)，入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，在氧化性氣氛下，經(jīng)1150°C?1350°C、15?60分鐘煅燒，即制成特種硬石膏熟渣。
[0008]進一步，將所得的特種硬石膏熟渣直接粉磨、或按常規(guī)旋窯粉磨工藝配入如水淬礦渣、磷渣、粉煤灰、硅渣、減水劑、流平劑等其它材料中的一種或幾種粉磨至80 μπι篩余(12%的粉料，即制成特種硬石膏膠凝材料。
[0009]進一步，所述的廢石渣為石灰石礦山開采棄置的含泥的石肩。
[0010]進一步，所述的廢石渣可部分或全部用廢棄混凝土和/或大理石加工泥肩和/或石灰渣替代。
[0011]進一步，用18?48%的電石渣和/或石灰石與2?8%的廢土和/或污泥替代20?50%的廢石渣。
[0012]本發(fā)明步驟(2)中，以50?80%磷石膏提供適量的硫酸鈣及磷、氟元素礦物，以20?50%的廢石渣提供適量的活性氧化鈣及可熱分解活化反應(yīng)的硅鋁酸鹽礦物。
[0013]本發(fā)明所得特種硬石膏熟渣的主要水化活性礦物為不可溶性硬石膏和硅酸二鈣、硫鋁酸鈣、硫鐵酸鈣等。這種熟渣的特性不同于硅酸鹽熟料或普通硬石膏或硫鋁酸鹽或硫鐵酸鹽熟料，為特種熟料，可直接供應(yīng)粉磨站、水泥廠、建筑砂漿廠等企業(yè)生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥、早強快硬水泥、膨脹劑、砌筑水泥或砌筑灰、建筑砂漿等。
[0014]本發(fā)明所得特種硬石膏膠凝材料，其礦物組成及膠凝材料特性有異于硅酸鹽膠凝材料或普通硬石膏膠凝材料或硫鋁酸鹽膠凝材料或硫鐵酸鹽膠凝材料?？晒?yīng)商品混凝土攪拌站、水泥廠或建筑工地及建材制品廠。
[0015]本發(fā)明的技術(shù)原理:
(1)針對磷石膏的主要礦物為硫酸鈣、磷酸鹽和氟磷酸鹽及硅鋁酸鹽礦物的特點，將磷石膏和廢石渣作為原料配料，低溫煅燒制成用途廣且市場需求量大、主要水化活性礦物為硫酸鈣和硅酸二鈣、硫鋁酸鈣、硫鐵酸鈣礦物的特種硬石膏熟渣和/或特種硬石膏膠凝材料；
(2)利用旋窯生產(chǎn)線裝備的回轉(zhuǎn)窯可快速煅燒粉狀物料，通過調(diào)整窯頭噴煤管及窯尾分解爐的煤粉用量、及調(diào)整廢棄物粉料的喂料量和回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速即可有效控制回轉(zhuǎn)窯內(nèi)高溫段煅燒溫度和高溫段煅燒時間、及以廢石渣配料既提供活性氧化鈣又提供適量的硅、鋁、鐵、鎂等所需的化學(xué)成份，以降低廢棄物的利用成本；
(3)以磷石膏中含有的磷、氟等元素礦物作為低溫煅燒(旋窯物料正常煅燒溫度為1450°C )的助燒劑，以降低燒成溫度節(jié)省燒成能耗，同時，穩(wěn)定并活化C2S大幅提高其水化活性，提高熟渣的燒成質(zhì)量；
(4)控制(1150?1350°C)的低溫煅燒，使熟渣易磨性好，以降低熟渣粉等的生產(chǎn)粉磨能耗。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
(1)可充分利用新鮮的磷石膏和堆存或棄置的結(jié)塊的磷石膏，利于保護社會生態(tài)環(huán)境及自然環(huán)境；
(2)為化解旋窯水泥企業(yè)的產(chǎn)能過剩、及實施產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型提供一種可行的方案，利于盤活社會存量資產(chǎn)，提供就業(yè)機會；
(3)充分利用磷石膏、廢石渣等廢棄物，生產(chǎn)市場需求量大的高活性硬石膏熟渣或特種硬石膏膠凝材料，可大量節(jié)省水泥生產(chǎn)對不可再生的優(yōu)質(zhì)石灰石、粘土、頁巖及石膏、燃煤資源的過度開采和消耗。
【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0018]實施例1
用某Φ3Χ42πι干法旋窯水泥生產(chǎn)線工藝裝備，處理磷石膏制取特種硬石膏熟渣的方法，包括以下步驟:
(1)備料:取廢渣壩上堆存結(jié)塊的磷石膏，破碎至粒徑<35mm入庫；取碎石場棄置的廢石渣入庫；
(2)配料:將磷石膏和廢石渣按質(zhì)量比為磷石膏50%:廢石渣50%的比例實行微機配料；
(3)制粉:將微機配料的物料連續(xù)送入生料立磨系統(tǒng)，混合粉磨制成80μπι篩余20%的廢棄物粉料；
(4)煅燒:將廢棄物粉料連續(xù)送入干法旋窯預(yù)熱器系統(tǒng)，入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，在氧化性氣氛(窯內(nèi)通風(fēng)良好，窯尾煙室02> 2%)下，經(jīng)1150°C?1280°C、30分鐘煅燒，即制成特種硬石膏熟渣。
[0019]取制成的特種硬石膏熟渣進行衍射分析、顯微電鏡觀測及化學(xué)分析，主要礦物為硫酸鈣、硅酸二鈣、氧化鈣、硫鋁酸鈣、硫鐵酸鈣等有良好水化活性的礦物。
[0020]所得的特種硬石膏熟渣供應(yīng)某粉磨站，該粉磨站根據(jù)實驗室的小磨試驗結(jié)果，以此熟渣替代部分熟料和全部水淬礦渣和石膏，反饋比用礦渣強度高10.1%。
[0021]將所得的特種硬石膏熟渣用水泥磨球磨機系統(tǒng)直接粉磨成細度80 μπι篩余6%的粉料，即制成特種硬石膏膠凝材料。
[0022]所得的特種硬石膏膠凝材料以旋窯廠實驗室設(shè)備進行物檢，指標(biāo)為:安定性合格，初凝時間2:07、終凝時間2:58，3天抗壓強度34.9MPa、抗折強度6.7MPa，28天抗壓強度58.2MPa、抗折強度9.SMPa0試驗所得特種硬石膏膠凝材料分別供應(yīng)某粉磨站直接摻配30%生產(chǎn)水泥，供應(yīng)某商品混凝土攪拌站同步替代膨脹劑和活性渣粉，供應(yīng)某建筑工地作為砌筑水泥，三個不同類的用戶的反饋意見一致:強度好。
[0023]實施例2
用某Φ3.5X47m干法旋窯水泥生產(chǎn)線工藝裝備，處理磷石膏制取特種硬石膏熟渣的方法，包括以下步驟:
(1)備料:取含濕新鮮磷石膏(含水率21.7%)和廢渣壩上堆存結(jié)塊的磷石膏干渣，結(jié)塊磷石膏破碎至粒徑< 35_，用鏟車將濕渣與干渣混合(濕渣與干渣的混合質(zhì)量比為1:1);取化工廠棄置結(jié)塊的電石渣和廢土破碎至粒徑< 35mm替代廢石渣；
(2)配料:將磷石膏及廢石渣替代物(電石渣和廢土)按質(zhì)量比為磷石膏79%:廢石渣替代物21% (其中電石渣18%+廢土 3%)的比例實行微機配料；
(3)制粉:將微機配料的物料連續(xù)送入生料立磨系統(tǒng)，混合粉磨制成80μπι篩余28%的廢棄物粉料；
(4)煅燒:將廢棄物粉料連續(xù)送入干法旋窯預(yù)熱器系統(tǒng)，入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，在氧化性氣氛(窯內(nèi)通風(fēng)