磷石膏分解特性及其流態(tài)化分解制硫酸聯(lián)產(chǎn)石灰的工藝研究.pdf

1、磷化工的迅速發(fā)展，一方面對硫酸的需求量增大，而我國硫資源缺乏，大部分依賴進(jìn)口硫磺制硫酸；另一方面，磷石膏排放量增加迅速而利用率低，大量磷石膏堆積造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。為此，本文提出了磷石膏流態(tài)化分解制硫酸聯(lián)產(chǎn)石灰的新工藝，并開展了磷石膏分解特性及其流態(tài)化分解工藝的研究。
　　 采用XRD、XRF、激光粒度分析、高溫顯微鏡等方法研究了磷石膏的基本特性。磷石膏主要礦物成分為CaSO4·2H2O，純度高達(dá)90％以上，干基CaO含量一般在

2、30％左右，SO3含量35～45％，是一種優(yōu)質(zhì)的制硫酸聯(lián)產(chǎn)石灰原料；顆粒粒徑≤0.075mm的顆粒含量高達(dá)91.25％，因此可不用粉磨，烘干破碎后直接分解制酸；磷石膏中的雜質(zhì)降低了CaSO4的熔點(diǎn)，1200℃左右開始產(chǎn)生液相，磷石膏熔點(diǎn)在1280℃左右，隨雜質(zhì)含量的變化而略有不同。
　　 采用HSC熱力學(xué)計算軟件，研究了CaSO4在還原分解的過程中可能發(fā)生的反應(yīng)，并計算了理論熱耗。CO和焦炭均能降低CaSO4的起始分解溫度和理論

3、熱耗，但是低溫條件下易發(fā)生副反應(yīng)生成CaS，應(yīng)避免低溫預(yù)熱過程中形成CaS。
　　 采用熱分析法，研究了分析純石膏和磷石膏在不同條件下的分解過程及相演變規(guī)律。磷石膏中所含雜質(zhì)降低了CaSO4的起始分解溫度，對分解有促進(jìn)作用；在N2氣氛下焦炭摻量對還原分解CaSO4的最終產(chǎn)物有重要影響，摻量為C/S=0.5時主要產(chǎn)物為CaO，當(dāng)C/S=2時主要產(chǎn)物為CaS。磷石膏在低溫易與焦炭反應(yīng)生產(chǎn)CaS，CaS在高于1100℃、3％O2濃度的

4、高溫低氧條件下能被緩慢氧化為CaO并釋放出SO2。
　　 采用高溫氣氛爐模擬分散態(tài)研究了磷石膏在還原氣氛的分解動力學(xué)。磷石膏在1000℃～1100℃，CO：3％～5％，CO2:25％～30％，PCO/PCO2=0.1～0.2，反應(yīng)時間20min，分解率達(dá)到95％左右，脫硫率85％左右。設(shè)計了紅外定硫儀法研究磷石膏的分解動力學(xué)，使用紅外定硫儀可以快速、方便、連續(xù)、精確得測定磷石膏的脫硫率。磷石膏熱分解的脫硫率方程為：α=Vmaxt