专利名称：一种利用硬石膏煅烧生产水泥和硫酸的方法
技术领域：
本发明涉及一种生产水泥和硫酸的方法，尤其是涉及一种利用硬石膏煅烧生产水泥和硫酸的方法。
背景技术：
石膏制备硫酸和水泥技术始于20世纪初，1916年，德国开发出天然石膏制备硫酸和水泥的技术，其后，英国、法国、波兰等国家相继建成以天然石膏、硬石膏和磷石膏等为原料生产水泥的工厂，但是由于生产率低、技术不过关而纷纷倒闭。后来，由于磷肥等的大量生产，磷石膏制备水泥的技术开始迅速发展，突破了一些关键技术。但是，很长时间以来，我国在石膏制备水泥和硫酸的过程中，一直没有太大突破。 随着近年来经济的发展和多年的技术探索，有些关键问题还是得以解决，并达到一定水平。钡水泥具有抗辐射性能，因此在核电站工程或者一些掩体、防空洞的建筑用料中显得特别重要，但是由于其生产技术有限、生产成本高等方面的因素，我国一直是从外国进口钡水泥。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种利用硬石膏煅烧生产钡水泥和硫酸的方法。本发明解决所述技术问题所采用的技术方案是，一种利用硬石膏煅烧生产水泥和硫酸的方法，包括如下步骤
(1)将硬石膏破碎，控制破碎后的硬石膏IOmm筛筛余质量分数为12-18%;干燥,生成半水石膏，控制半水石膏的含水率为7-8% ；
(2)将重晶石、沙土、煤炭及步骤(I)所得半水石膏混合，置于预热器中，加热到 850-950°C，然后将经预热器预热的原料送入回转窑，加热至1000-1450°C，保温2_5小时， 通过化学反应，得到含二氧化硫的高温窑气和固体物料，将高温窑气导入预热器用于预热原料，同时降低窑气的温度；
所述半水石膏、重晶石、沙土和煤炭的质量百分比为半水石膏40-70%、重晶石 20-50%、沙土 5-20%、煤炭5-10%，各原料百分比之和为100% ；
优选的重量百分比为半水石膏50%、重晶石30%、沙土 15%、煤炭5% ；
(3)将步骤(2)所得固体物料冷却至30-90°C(优选50°C)，再加入相当于所述固体物料重量3-6%的水泥缓凝剂，研磨，控制比表面积为400-500m2/kg，得水泥产品；
(4)收集来自所述预热器和回转窑内含二氧化硫的窑气，除去灰尘，净化，干燥，在钒触媒作用下，二氧化硫氧化为三氧化硫，再用质量分数> 98%的浓硫酸循环吸收、转化，生成硫fe。所述水泥缓凝剂优选磷酸钠。
本发明通过硬石膏破碎、干燥，生成半水石膏，加入重晶石、沙土、煤炭，这些原料成分提供了水泥产品中的各种元素物质的来源。本发明利用其他工业上的废弃资源为原料，产生废弃物、废气较少，无废水排放， 除了一些尘埃和二氧化碳排放外，其他物质最终进入产物，最大程度利用了原料，节约了不可再生资源，可降低企业的成本。本发明之生产硫酸的转化率高；利用高温窑气预热原料，不仅降低了窑气自身温度，而且提高了原料的温度，节约了能源；窑气经过循环后，提高了二氧化硫的浓度，进而使得转化率提闻，使得最终广物硫酸的浓度最闻可达到99. 2%。本发明生产的水泥含钡，具有抗辐射性能，特别适于运用在核电站工程或者一些掩体、防空洞的建筑上。
具体实施例方式以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。实施例I
本实施例包括以下步骤
(O将硬石膏破碎，控制破碎后的硬石膏IOmm筛筛余质量分数为18% ;干燥,生成半水石膏，控制半水石膏的含水率为8% ；
(2)将重晶石、沙土、煤炭及步骤(I)所得半水石膏混合，置于预热器中，加热到 850-900°C，然后将经预热器预热的原料加入回转窑，加热至1240°C，保温3小时，通过化学反应，得到含二氧化硫的高温窑气和固体物料，将高温窑气导入预热器用于预热原料，同时降低窑气的温度；
所述半水石膏、重晶石、沙土和煤炭的质量百分比为半水石膏50%、重晶石30%、沙土 15%、煤炭 5% ；
(3 )将步骤(2 )所得固体物料冷却至温度为50 V，再加入相当于固体物料重量4%的水泥缓凝剂磷酸钠，研磨，控制比表面积为400-500m2/kg，得水泥产品；
(4)收集来自所述预热器和回转窑内含二氧化硫的窑气，除去灰尘，净化，干燥，在钒触媒作用下，二氧化硫氧化生成三氧化硫，用质量分数为98%的浓硫酸循环吸收、转化，生成硫fe。本实施例最终产品硫酸的质量浓度为99. 8%，三氧化硫转化率为100%。本实施例制得之水泥产品的性能检测结果见表1，本实施例制得之水泥产品的密度大，防辐射性能好。实施例2
本实施例包括以下步骤
(O将硬石膏破碎，控制破碎后的硬石膏IOmm筛筛余质量分数为12% ;干燥,生成半水石膏，控制半水石膏的含水率为7% ；
(2)将重晶石、沙土、煤炭及步骤(I)所得半水石膏混合，置于预热器中，加热到 900-950°C，然后将经预热器预热的原料加入回转窑，加热至1000°C，保温2小时，通过化学反应，得到含二氧化硫的高温窑气和固体物料，将高温窑气导入预热器用于预热原料，同时降低窑气的温度；所述半水石膏、重晶石、沙土和煤炭的质量百分比为半水石膏40%、重晶石50%、沙土 5%、煤炭5% ；
(3 )将步骤(2 )所得固体物料冷却至温度为30 V，再加入相当于固体物料重量6%的水泥缓凝剂磷酸钠，研磨，控制比表面积为400-500m2/kg，得水泥产品；
(4)收集来自所述预热器和回转窑内含二氧化硫的窑气，除去灰尘，净化，干燥，在钒触媒作用下，二氧化硫氧化生成三氧化硫，用质量分数为98%的浓硫酸循环吸收、转化，生成硫fe。本实施例最终产品硫酸的质量浓度为99. 4%，三氧化硫转化率为100%。本实施例制得之水泥产品的性能检测结果见表1，本实施例制得之水泥产品的密度大，防辐射性能好。实施例3
本实施例包括以下步骤
(O将硬石膏破碎，控制破碎后的硬石膏IOmm筛筛余质量分数为16% ;干燥,生成半水石膏，控制半水石膏的含水率为8% ；
(2)将重晶石、沙土、煤炭及步骤(I)所得半水石膏混合，置于预热器中，加热到 850-900°C，然后将经预热器预热的原料送入回转窑，加热至1450°C，保温5小时，通过化学反应，得到含二氧化硫的高温窑气和固体物料，将高温窑气导入预热器用于预热原料，同时降低窑气的温度；
所述半水石膏、重晶石、沙土和煤炭的质量百分比为半水石膏70%、重晶石20%、沙土 5%、煤炭5% ；
(3 )将步骤(2 )所得固体物料冷却至温度为90 V，再加入相当于固体物料重量3%的水泥缓凝剂磷酸钠，研磨，控制比表面积为400-500m2/kg，得水泥产品；
(4)收集来自所述预热器和回转窑内含二氧化硫的窑气，除去灰尘，净化，干燥，在钒触媒作用下，二氧化硫氧化生成三氧化硫，用质量分数为98%的浓硫酸循环吸收、转化，生成硫fe。本实施例最终产品硫酸的质量浓度为99. 7%，三氧化硫转化率为100%。本实施例制得之水泥产品的性能检测结果见表1，本实施例制得之水泥产品的密度大，防辐射性能好。实施例4
本实施例包括以下步骤
(O将硬石膏破碎，控制破碎后的硬石膏IOmm筛筛余质量分数为15% ;干燥,生成半水石膏，控制半水石膏的含水率为7% ；
(2)将重晶石、沙土、煤炭及步骤(I)所得半水石膏混合，置于预热器中，加热到 850-900°C，然后将经预热器预热的原料送入回转窑，加热至1200°C，保温4小时，通过化学反应，得到含二氧化硫的高温窑气和固体物料，将高温窑气导入预热器用于预热原料，同时降低窑气的温度；
所述半水石膏、重晶石、沙土和煤炭的质量百分比为半水石膏40%、重晶石30%、沙土 20%、煤炭 10% ；
(3)将步骤(2)所得固体物料冷却至温度为60°C，再加入相当于固体物料重量5%的水泥缓凝剂磷酸钠，研磨，控制比表面积为400-500m2/kg，得水泥产品；
(4)收集来自所述预热器和回转窑内含二氧化硫的窑气，除去灰尘，净化，干燥，在钒触媒作用下，二氧化硫氧化生成三氧化硫，用质量分数为98%的浓硫酸循环吸收、转化，生成硫fe。本实施例最终产品硫酸的质量浓度为99. 1%，三氧化硫转化率为100%。本实施例制得之水泥产品的性能检测结果见表1，本实施例制得之水泥产品的密度大，防辐射性能好。表I实施例I — 4制得之水泥产品的性能检测结果
权利要求
1.一种利用硬石膏煅烧生产水泥和硫酸的方法，其特征是，包括如下步骤(1)将硬石膏破碎，控制破碎后的硬石膏IOmm筛筛余质量分数为12-18%;干燥,生成半水石膏，控制半水石膏的含水率为7-8% ；(2)将重晶石、沙土、煤炭及步骤(I)所得半水石膏混合，置于预热器中，加热到 850-950°C，然后将经预热器预热的原料送入回转窑，加热至1000-1450°C，保温2-5小时， 通过化学反应，得到含二氧化硫的高温窑气和固体物料，将高温窑气导入预热器用于预热原料，同时降低窑气的温度；所述半水石膏、重晶石、沙土和煤炭的质量百分比为半水石膏40-70%、重晶石 20-50%、沙土 5-20%、煤炭5-10%，各原料百分比之和为100% ；(3)将步骤(2)所得固体物料冷却至30-90°C，再加入相当于所述固体物料重量3-6%的水泥缓凝剂，研磨，控制比表面积为400-500m2/kg，得水泥产品；(4)收集来自所述预热器和回转窑内含二氧化硫的窑气，除去灰尘，净化，干燥，在钒触媒作用下，二氧化硫氧化为三氧化硫，再用质量分数> 98%的浓硫酸循环吸收、转化，生成硫fe。
2.如权利要求I所述的利用硬石膏煅烧生产水泥和硫酸的方法，其特征是，步骤(2) 中，所述半水石膏、重晶石、沙土和煤炭的质量百分比为半水石膏50%、重晶石30%、沙土 15%、煤炭 5%。
3.如权利要求I或2所述的利用硬石膏煅烧生产水泥和硫酸的方法，其特征是，步骤(3)中，所述固体物料冷却至50°C。
4.如权利要求I或2所述的利用硬石膏煅烧生产水泥和硫酸的方法，其特征是，步骤(3)中，所述水泥缓凝剂为磷酸钠。
全文摘要
一种利用硬石膏煅烧生产水泥和硫酸的方法，包括如下步骤(1)将硬石膏破碎，干燥,得半水石膏；(2)将所得半水石膏、重晶石、沙土和煤炭混合，置于预热器中，加热到850-950℃；再置于回转窑中，加热至1000-1450℃，保温2-5小时，得到窑气和固体物料，将所得窑气送入预热器以预热原料，同时降低窑气的温度；(3)将所得固体物料冷却至30-90℃，再加入水泥缓凝剂，研磨，得水泥产品；(4)收集预热器和回转窑内的窑气，除去灰尘，净化，干燥，在钒触媒作用下，窑气中的二氧化硫氧化成三氧化硫，用质量分数≥98%的浓硫酸吸收、转化，生成硫酸。本发明生产的水泥含钡，密度大，具有抗辐射性能，特别适用于核电站工程或者一些掩体、防空洞的建筑上。
文档编号C04B7/24GK102583259SQ20121002310
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月2日 优先权日2012年2月2日
发明者刘四海, 刘立文, 宁勇, 鲁纪鸣 申请人:刘立文