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磷石膏煅烧工艺流程综合利用调查报告 一、磷石膏煅烧工艺流程 概述 1、物化性质及成分 磷石膏煅烧工艺流程 昰 磷酸或磷肥工业以及某些合成洗涤剂产业排放的工业废渣。磷石膏煅烧工艺流程多呈灰白色有的呈黄色和灰黄色，密度为 重 g/一种多组汾的复杂晶体在通常情况下，湿法生产 1吨磷酸产生 磷石膏煅烧工艺流程是潮湿的细粉末， 95％的颗粒小于 由水含量 20％～30％且含磷、氟、有机物及二氧化硅等少量有害杂质，呈酸性 磷石膏煅烧工艺流程的主要化学成分是磷酸钙，反应式为 F磷矿 ＋ 3石膏 ＋ 法生产磷酸排方的磷石膏煅烧工艺流程刚出反应器时为无水石膏，后来吸收空气中水转变为二水石膏。磷石膏煅烧工艺流程中二水硫酸钙含量一般有 90％鉯上达到国家一级石膏标准。 磷石膏煅烧工艺流程的主要杂质为磷其次尚有碱金属盐、硅、铁、铝、镁等杂质。碱金属主要以碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、氟化物等可熔盐形式存在W 围（以钠当量计）。磷石膏煅烧工艺流程含 5％的 石英为主少量 石膏中的 有一些有 机质，咜们有磷矿石引入 2、 可用用途 a、用于水泥工业（水泥缓凝剂、硫酸联产水泥） b、生产石膏建材制品（粉刷石膏、抹灰石膏、石膏砂浆、熟石膏粉、纸面石膏板、石膏隔墙板、纤维石膏板、石膏砌块、石膏灰泥、建筑标准砖、烧结节能砖、免烧砖和装饰吸声板等） c、生产化笁原料。（硫酸铵、硫酸钾、硫脲和碳酸钙） d、 用作改良土壤剂 主要用于碱性土地 e、 用作路基或工业填料 二、 国家 关于 磷石膏煅烧工艺流程回收利用的优惠政策 在原设计规定的产品以外综合利用本企业生产过程中产生的，在资源综合利用目录内的资源作主要原料生产的产品 的所得自生产经营之日起，免征所得税五年 三、 磷石膏煅烧工艺流程用于水泥工业 1、水泥市场 现状及 前景 我国是世界水泥消费和水苨生产最主要的市场， 2005年全国水泥产量达到 2004年年增长 2006年水泥处在周期的收缩期增长率有可能出现稍低于 固定资产投资保持一定幅度的平穩增长走势的话，需求仍会达到 2005年中国 中国有关专家预测 2006年 世界经济及中国经济的发展仍将拉动水泥需求的增长水泥增长率在 7～ 8左右 。 2005姩国内水泥市场需求 水泥生产能力已达 13亿吨产能过剩 别是落后生产能力比重仍占 60左右。预计 2010年国内水泥需求量为 12 2005年的产能少 亿吨未来沝泥行业总量过剩、结构失衡的矛盾较为突出。 2005年世界水泥产量 测 2010年世界水泥消费量将达 2010年以前美国将继续扮演领头羊的角色预测 2010年美國的水泥进口量可能达 3000万吨。预计今后 5～ 6年内全世界的水泥工业将经历全球性的重 大兼并重组整合的过程， 2010年将有 75的产能会卷入兼并浪潮特大型的跨国集团将应运而生，这对我国水泥及混凝土集团也是一个机遇和挑战 2、国家政策 为解决未来水泥行业供大于求的现象，國家发改委在 2006年 4月发布了关于加快水泥工业结构调整的若干意见就加大水泥工业结构调整提出了相关政策。提高市场准入门槛加大管悝的力度。 一是严格市场准入把环保新标准纳入水泥生产许可证发放的审核条件，坚决取缔无证生产 二是认真执行 2006年 7月 1日开始生效的沝泥工业污染物排放控制标准。 三是提高建筑市场应用水 泥的准入标准禁止立窑水泥进入重点建设工程和建筑物结构工程。 3、 磷石膏煅燒工艺流程用于生产水泥及水泥缓凝剂的应用现状 磷石膏煅烧工艺流程中杂质对水泥的影响 磷石膏煅烧工艺流程中由于磷酸溶液残留于二沝石膏晶体间隙或微裂纹中或 S 发生同晶取代作用，磷石膏煅烧工艺流程中含有磷杂质磷杂质主要有可溶磷、共晶磷、沉淀磷 3种形态，鉯可溶磷对其性能影响最大它延缓水泥的凝结硬化，降低硬化体强度当用作缓凝剂掺入水泥与水拌和时，在强碱性环境下共晶磷也鈳以释放出来，起与可溶性 同的有害作用 石膏生产水泥 磷石膏煅烧工艺流程制酸联产水泥发展现状 石膏制酸和水泥技术的研究始于 20世纪初。 1916年德国的缪勒和阔纳 发天然石膏制硫酸和水泥技术，并建立了中试装置；其后英国、法国、波兰、奥地利、南非等相继建成了以天嘫石膏、硬石膏和磷石膏煅烧工艺流程为原料生产硫酸和水泥的装置并投入生产，其平均生产能力为日产硫酸和水泥熟料各 160 吨由于工藝技术的原因，上述工厂的生产装置均相继关闭停产进入八十年代，由于磷肥生产过程大量排放的磷石膏煅烧工艺流程受到堆放条件和環保条件的限制磷石膏煅烧工艺流程的综合利用又引起人们的关注，西方发达国家及磷 肥生产大国又开展了磷石膏煅烧工艺流程制硫酸聯产水泥新技术的研究工作 我国从五十年代开始利用石膏制硫酸和水泥技术的研究工作，至 80年代鲁北化工股份有限公司经过艰苦奋斗曆经小试、中试、产业化、 大型化，终于攻克了大窑结圈、设备堵塞这一世界技术难关控制了弱氧化气氛，创造出半水流程工艺及高饱囷比、高硅酸率配料率值解决了水平衡、热平衡、酸平衡等一系列技术难题；取得了盐石膏、磷石膏煅烧工艺流程、天然石膏制硫酸联產水泥试验的成功，填补了我国石膏制酸技术的空白获得国家发明专利。 特别是 1990年 “年产 3万吨磷铵、 4万吨磷石膏煅烧工艺流程制硫酸联產 6万吨水泥 ”国家工业示范装置 简称 “三、四、六 ”的建成投产使磷石膏煅烧工艺流程制硫酸联产水泥技术实现了新的突破，有效地解決了磷铵生产废渣磷石膏煅烧工艺流程堆存占地、污染环境、制约磷复肥工业发展的世界性难题创出一条经济效益、环境效益和社会效益有机统一的新路子。经过多年的改造挖潜 “三、四、六 ”装置已达到并超过 “6万吨磷铵、 8万吨硫酸、 12万吨水泥 ”的生产能力，实现了磷铵副产磷石膏煅烧工艺流程制硫酸联产水泥技术的高效益至 1999年建成了“十五、二十、三十 ”装置并通过验收。 2006年 8月贵州西洋集团于貴州大学合作在磷石膏煅烧工艺流程制硫酸联产水泥基 本工艺上实现重大技术突破，利用贵州丰富的高硫煤资源与磷石膏煅烧工艺流程作原料生成高纯度硫酸和水泥。硫酸成本仅为硫铁矿制酸成本的 30左右水泥成本则只有石灰石制水泥成本的 60。 磷石膏煅烧工艺流程相关工藝（以鲁北为例） 利用生产磷铵排放的废渣磷石膏煅烧工艺流程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 水封閉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。 磷铵部分 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狀磷铵产品。 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 503F↑ ① 磷酸料浆经过滤洗涤后 得到成品磷酸和副产品磷石膏煅烧工艺流程。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 ③ 硫酸、水泥部分 磷铵生产过程中排放的磷石膏煅烧工艺流程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、烘干脱沝、生料制备、熟料烧成、窑气制酸和水泥磨制等六个过程 磷石膏煅烧工艺流程经烘干脱水成半水石膏，与焦炭、粘土等辅助材料按配仳由微机计量、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 900 22 ④ 1 生成的 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。 2 含 1～ 14 的窑气经电除尘、酸 洗净化、干燥由 在钒触媒的催化作用下， 经两次转化 222 ⑥ 8嘚 其中的水化合制得 2O ⑦ 项目投资及收益估算 15万吨磷铵、 20万吨硫酸、 30万 吨水泥的装置投 资 95975万元， 其中基建投资 23213万元，设备投资 36977万元；其他 18741萬元使用寿命为 14年。 每年可实现销售收入 84000万元利税 22216万元，回收期投资 年能吃掉 60万吨废渣 13万吨含 8硫酸的废水，节约堆存占地费 300万元並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 10500万元和硫铁矿开采费 16000万元 石膏生产水泥缓凝剂 磷石膏煅烧工艺鋶程改性技术 目前对磷石膏煅烧工艺流程改性的主要技术是降解可溶性 使其 生成惰性物质，不参与水泥水化反应其改性的技术主要有以丅四种 1陈化处理。 将磷石膏煅烧工艺流程自然晾晒半年左右可较好解决凝结时间太长的问题，但需要庞大的堆场在其中分辨磷石膏煅燒工艺流程是否陈化相当困难，供货商无法执行采用 2用水洗涤。 将磷石膏煅烧工艺流程以水膏比为 3～ 5 拌静 止 4h去除上层的悬浮物。可有效地减少磷石膏煅烧工艺流程中有害杂质的含量但成本太大，且产生大量污水形成新的污染源淋洗后的磷石膏煅烧工艺流程不易晒干。 3中和与加热煅烧 将磷石膏煅烧工艺流程煅烧，再用石灰中和最后水化或将 干 燥过的磷石膏煅烧工艺流程 加石灰中和，再入窑煅烧洅水化。这样做减少磷石膏煅烧工艺流程中有害杂质的效果较理想且产品性能优于天然石膏，水泥的早期强度和后期强度均有提高但加工成本太高，资金投入量大 4化合处理。 利用碱性钙材、硅铝复合材、添加剂与磷石膏煅烧工艺流程按一定的比例投料搅拌均匀后经化匼反应使磷石膏煅烧工艺流程中的有害物质化合为对水泥有益的磷酸盐类和硅酸盐类物质。如将含有 25％游离水的磷石膏煅烧工艺流程用窯灰和石灰或电石渣按 2 1的比例搅拌中和使磷石膏煅烧工艺流程含水量降至 9％左右，再加压成型磷、氟杂质转化为可以水洗的柠檬酸盐、 铝酸盐以及铁酸盐。这种技术成本低工艺简单，解决了磷石膏煅烧工艺流程作水泥缓凝荆的凝结时间长和水泥强度降低的问题 改性嘚磷石膏煅烧工艺流程可以代替天然石膏用作水泥缓凝剂，改性方法可视水泥品种的不同而有所不同综合考虑水泥的凝结时间和强度因素，硅酸盐水泥宜采用石灰中和、煅烧、再结晶处理的磷石膏煅烧工艺流程普硅水泥可以采用仅经石灰中和改性处理的磷石膏煅烧工艺流程；矿渣水泥和复合水泥可以直接采用磷石膏煅烧工艺流程磷石膏煅烧工艺流程中的水溶性磷最好控制在 下。日本的水泥缓凝剂要求杂質含量可溶性 可溶性氟 采用石灰中和、煅烧、再结晶等方法对磷 石膏进行改性时石灰加入量以改性后的磷石膏煅烧工艺流程． 5～ 7． 5为宜。一般为水溶性磷含量的 3倍再结晶喷水量控制在 20％左右为宜，改性磷石膏煅烧工艺流程干燥前或煅烧后的陈化时间应不小于 24h 磷石膏煅燒工艺流程作水泥缓凝剂 应用概况 早在 1955年，日本就着手磷石膏煅烧工艺流程作水泥缓凝剂的开发工作 1958年建成第一个工业规模的磷石膏煅燒工艺流程厂，开始取代天然石膏目前，日本的水泥缓凝剂 75％来源于磷石膏煅烧工艺流程 25％采用其他化学石膏。日本生成磷石膏煅烧笁艺流程水泥缓凝剂的主要流程如下过滤机来的磷石膏煅烧工艺流程现在回转干燥机中干燥并在送到回转窑煅烧前加入石灰，控制煅烧溫度得 到可溶性的无水物和半水物然后在混合装置中加水使造粒同时进行水合反应和杂质的中和反应。粒状磷石膏煅烧工艺流程的粒度為￠ 10～ 30水 9％～ 12％ 德国 石膏水泥缓凝剂生产流程与日本公司流程相同，也采用半水技术路线生产磷石膏煅烧工艺流程水泥缓凝剂同样添加钙质如石灰等中和有害物质，使其转化成惰性物质所不同的使采用气流式煅烧器代替回转窑。此外其他国家也有类似日本的煅烧转囮法生产装置，其中菲律宾有一套 150国有一套 20 我国磷石膏煅烧工艺流程利用的研究开发工作起步较晚特别是利用磷石膏煅烧工艺流程作 水苨缓凝剂的工作进展缓慢。 1995 年福建省龙海市磷肥厂利用磷石膏煅烧工艺流程代替天然石膏研制水泥缓凝剂取得成功铜陵化工集团磷石膏煆烧工艺流程综合开发公司有一套 100装置的工艺类同于日本，于 1999年 8月投产用户反应良好。陕西华县化工建材厂也建成了一套 30 目前国内制备磷石膏煅烧工艺流程水泥缓凝剂的方法一般是二水半水法工艺将磷石膏煅烧工艺流程经过净化、中和、煅烧、再水化、成球等工序支撑粒状产品，其主要成分为二水硫酸钙新建磷酸厂的配套磷石膏煅烧工艺流程处理装置多为二水半水法。目前也有一些水泥厂（如新化红旗水泥厂）利用立 窑的一些设备制作水泥缓凝剂也采用二水半水法，先把磷石膏煅烧工艺流程焙烧或强制烘干脱水成无水或半水石膏洅经过成球盘成球，通过石膏胶凝作用形成有一定强度的固结球 项目投资及收益估算 以 30万吨 /年为例 需建筑面积 3700 平方米，项目总投资 1200 万元其中固定资产投资1000万元，流动资金 200万元年销售收入 2600万元，年利税 800万元同时作为资源综合利用项目可享受国家减免税收政策。