磷石膏开发利用乘风破浪 主攻化学分解


来源:中国粉体网

标签磷石膏
磷石膏是磷化工行业生产磷肥所排放的废渣,即用硫酸与磷矿石反应,湿法生产磷酸时的副产品。其主要成分是CaSO4•2H2O,含有少量未分解的磷矿粉,未洗涤干净的磷酸、 磷酸铁、磷酸铝和氟硅酸盐等杂质,经2~3次洗涤、过滤后以固体废弃物的形式排出。

    我国磷石膏堆存量巨大,截至2011年已超过2.5亿吨,预计到“十二五”末,年产生量约为7000万吨。大量的磷石膏不仅占地,而且存在较大的环境风险和安全隐患。

    在今年6月发布的《磷石膏安全处置及综合利用“十二五”实施方案》(征求意见稿)中提出,“十二五”时期,磷肥行业要重点攻关并突破磷石膏制硫酸联产水泥(石灰)的化学法分解磷石膏技术,从根本上解决目前能耗高、投资大、工艺路线长、经济指标性差等制约该技术推广应用的难题,不仅能大量消纳磷石膏,而且能充分利用磷石膏中的硫、钙元素,缓解我国硫资源短缺的矛盾,降低硫资源的对外依存度。此外,确定了在“十二五”末,磷石膏年综合利用率力争达到40%;磷石膏安全处置率超过90%的目标。

    鉴于此,相关企业积极响应国家号召,研发并开展多方式、多渠道综合利用磷石膏的行动,并取得了一定的经济和社会效益。例如,生产水泥缓释剂,作为石膏砖、石膏砌块、石膏墙板等石膏制品的建筑材料,做路基材料,生产陶瓷装饰材料,制硫酸铵及饲料级磷酸氢钙,作为改良盐碱地的土壤调理剂等等。但是磷石膏建材存在成本高、利润低、推广难的问题,在国家强力引导下,突破化学分解这一根本举措成为消耗利用磷石膏的重要方向。磷肥协会计划从多方面着手,把磷石膏化学分解技术攻关作为一项重要工作来抓。

    磷石膏中SO3含量为40~52%,CaO含量约为20%,因此可以将磷石膏分解利用其中的SO3制硫酸及CaO生产水泥。之前的“3-4-6”项目中,3万吨磷铵排放10万吨磷石膏,制取4万吨硫酸,副产4万吨水泥熟料,联产6万吨水泥,基本形成硫的大循环,每年仅补充10%左右的硫的损失即可,全装置没有废渣排放。但是此工艺投资大,工艺路线长,能源消耗高,操作管理有一定的难度。磷石膏化学分解技术要想获得突破,相关的技术装备也需要尽快实现工业化突破。经专家综合分析,就磷石膏分解制硫酸联产石灰的工艺和设备设计有如下建议:

    (1)磷石膏单独直接破碎烘干余热进入分解炉,尾气分流。

    (2)原联产硫酸和水泥工艺中,将焦炭直接加入磷石膏中,进行烘干、煅烧。

    (3)保证磷石膏硫态分解炉的温度不高于1200℃。

    (4)分解炉设计,要使焦炭在分解炉中适当的位置直接喷入,以C/S比为0.5的理论值为参考,一般略高。

    (5)在高温段,即焦炭喷入处的上方,鼓入氧气,并控制在3%以下。注意,分解炉尾气温度不宜低于800℃,进入制酸系统。

    中国磷肥工业协会讨论表示,“十二五”期间,在加大已有先进成熟的磷石膏综合利用技术推广应用的同时,全行业要加快关键共性技术的研发,尤其是重点攻关化学分解法磷石膏综合利用技术。并确定力争在2013年年底前实现磷石膏化学分解技术重要难点的突破,到2015年使该技术能够真正实现产业化的目标。

    磷石膏发展乘风破浪,前景可期。(本网编辑 落晖/文)


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