磷渣及磷石膏用于水泥生产的技术方案.pdf
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1、磷渣及磷石膏用于水泥生产的技术方案吴昕谕(云南省建筑材料科学研究设计院有限公司 云南 昆明)摘 要:通过分析磷渣、磷石膏在水泥工业中的应用 磷渣作矿化剂参与生料配料 能改善生料的易烧性 降低熟料煤耗提高水泥性能 改性后的磷石膏取代天然石膏用作生产水泥的缓凝剂 降低企业生产成本 提高企业经济效益和社会效益关键词:磷渣 磷石膏 矿化剂 熟料中图分类号:文献标识码:文章编号:()云南省是我国重要的磷化工生产基地 云南省年产黄磷约 万 占全国产量的一半 湿法磷酸约 万 生产 黄磷产生磷渣约 湿法磷酸产生磷石膏 云南省每年磷渣、磷石膏的排放量超过 万 目前总堆存量超过 亿 磷渣、磷石膏资源化处置是我省磷
2、化工行业面临的迫在眉睫的重要任务 磷渣、磷石膏的作用 磷渣磷渣是黄磷生产过程中 磷矿石、焦炭和硅石在黄磷电炉中熔融并反应后生成产物 成分和粒化的炼铁高炉矿渣较为相似 磷渣的主要化学成分为和 并含有少量的、以及、磷渣为细颗粒状 高温水淬后的磷渣中玻璃体含量可以达以上 粒度在 之间生料配料中掺入适量的磷渣后 由于磷渣中存在少量的、等元素 与入窑煤粉的硫在熟料锻烧过程中形成复合矿化剂 可降低熟料烧成温度、提前出现液相促使硅酸盐矿物形成 磷石膏水泥熟料中掺入适量石膏 可调节水泥的凝结时间 熟料中的 和石膏反应生成高硫型水化硫铝酸钙和低硫型水化硫铝酸钙 高、低硫型水化硫铝酸钙是难溶于水的稳定针状晶体 从
3、而起到延缓水泥凝结的作用磷石膏是湿法磷酸工艺中 由硫酸与磷矿反应后产生的固体废弃物 组分较为复杂 主要成分是 此外还有未完全分解的磷矿、残余的磷酸、酸不溶物、氟化物、有机质等 其中氟和有机质的存在对磷石膏的资源化利用影响最大经大量生产实践证明:作为水泥缓凝剂使用特别是对硅酸盐水泥凝结时间的延长作用尤为明显改性磷石膏用作水泥缓凝剂 还能相应地降低水泥的制造成本 使用改性磷石膏作水泥缓凝剂 云南省已有较成熟的技术 我省 年就制定并颁布实施了地方标准/改性磷石膏水泥缓凝剂 为生产并使用改性磷石膏水泥缓凝剂的企业 提供了重要质量标准依据 目前云南省已有多家生产改性磷石膏水泥缓凝剂的企业 使用改性磷石膏
4、水泥缓凝剂的水泥企业也不断增加 工艺技术方案研究 磷渣作矿化剂用于生料配料的工艺技术方案磷渣作矿化剂参与生料配料 能改善生料的易烧性 降低熟料煅烧过程中液相形成的最低共融温度 从而降低熟料的烧成热耗即煤耗 磷渣的加入还能够有效地降低煅烧过程中液相的黏度 促进 的形成和生长 减少熟料中 的含量 改善熟料矿物晶体的形貌 提高熟料的质量 磷渣作矿化剂技术 在我省水泥行业中应用 是一项十分成熟的技术 掺用量一般在 配料方案确定从该企业提供的工艺数据看 该企业目前烧成煤耗偏高、出窑熟料强度偏低 因此 选用磷渣作矿化剂 既可以降低熟料烧成温度 降低煤耗 又可以提高熟料强度 是比较合适的技术措施 在常用的
5、的掺量范围内 本院根据该企业采用的原料及所提供磷渣化学成分(见表)进行分析对比 磷渣不同掺入量对水泥熟料易磨性、岩相分布、凝结时间以及强度的影响 最后确定企业用磷渣作矿化剂在生料中的配合比为 生料的配合比见表表 磷渣化学成分()名称/磷渣 年 月第 卷第 期 建材发展导向 从我院对磷渣作矿化剂的生产实践证明:掺入磷渣使得水泥熟料的易烧性得到大幅提升 故配料三个率值的设定可以适当提高熟料的 和 最终确定出熟料的率值控制范围为:表 生料配合比()名称石灰石中硅砂 玄武岩磷渣 铁质原料合计配比 生产过程控制要求通过生产实践和研讨分析 对用磷渣作矿化时水泥窑生产过程控制须有以下要求 加强进厂原料的控制
6、由于磷渣是由企业附近黄磷生产企业提供 各批次磷渣成分不会太稳定 含量波动较大 在水泥企业日常生产过程中 进厂磷渣 含量实测数从 到 不等 生产过程对磷渣掺入量难以把握 为保证磷渣中 含量稳定 需采取预先均化措施 另外 石灰石中 含量也需要重点控制 还要注意减小其他杂质对水泥的生产造成的不良影响 加强生料均化工艺控制加入磷渣后 水泥熟料的易烧性提升 熟料的 和 值可适当提高 要加强生料配料站的管理 确保生料各项配比的稳定性 提高入窑生料、三个率值以及熟料质量的合格率严格控制石灰石 铁质原料的粒度 颗粒 占 占 保证水泥熟料的质量磷渣中的 会降低水泥熟料的强度 需用石灰或碱予以除弃 熟料中的 含量
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