喬蓉艷
摘要:《關于推進化肥行業(yè)轉型發(fā)展的指導意見》中指出:加大資源回收利用和廢棄物綜合利用,做好磷礦資源中氟、硅、鎂、鈣、碘等資源的回收利用以及磷石膏制高端石膏產品。提高磷石膏開發(fā)利用水平,到2020年,磷石膏綜合利用量從目前年生產量的30%提高到50%。工信部《工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃(2016~2020年)》(工信部規(guī)[2016]225號)中指出:到2020年,大宗工業(yè)固體廢棄物綜合利用量達21億t,磷石膏利用率達40%。
國家工信部與發(fā)改委聯(lián)發(fā)的《新型墻體推廣應用行動方案》、國家工信部《國家工業(yè)資源綜合利用先進適用技術裝備目錄》第34項“固體廢物生產新型噴筑墻體技術與裝備”等系列政策,大力支持磷石膏建材作為綠色環(huán)保的新材料、新工藝、新技術廣泛應用于建筑工程領域。
關鍵詞:磷石膏煅燒;建筑石膏技術;問題
1主要工藝技術
1.1磷石膏預處理技術
磷石膏的主要成分為CaSO4·2H2O,pH值為1.5~4.5,呈酸性,含水率很高,為20%~30%,是工業(yè)副產石膏,客觀上都含有未分解的磷礦、未洗滌干凈的磷酸、氟化鈣、鐵鋁氧化物、氟、酸不溶物及有機物等多種雜質。磷石膏因其雜質的影響,要直接用于生產石膏建材,應進行一定的潔凈預處理。常用的預處理工藝有水洗、浮選、石灰中和、復合固化等??煽康姆椒ㄊ撬捶ㄌ幚恚河么趾Y將磷石膏中的大塊雜物篩分去除,經過計量喂料皮帶進入成漿槽,加水攪拌均勻后泵入浮選槽,去除有機物后進入粗渣分離器去除石英、未分解的磷灰石等難溶的大顆粒雜質,經過濾機過濾的物料固液分離后存放在磷石膏原料堆場備用,實現磷石膏的減量化、資源化綜合利用。過濾液經石灰中和、沉淀后回到水系統(tǒng)重新利用,實現洗滌水零排放。目前最常用的方法是石灰中和法:將堆放數年的磷石膏與石灰按一定的比例混合均化,并在堆場堆放一定時間,讓其進行充分的反應與穩(wěn)定,這樣磷石膏的可溶性磷基本去除,生產出來的建筑石膏質量可靠,石膏制品的性能也穩(wěn)定,基本沒有返潮、不粘紙和銹蝕釘子等現象。
1.2磷石膏干燥與煅燒技術
目前,磷石膏煅燒建筑石膏粉的生產工藝主要有“一步法”和“兩步法”。一步法工藝流程為:磷石膏從原料存放場經鏟車裝入給料箱,經調速皮帶送入濕料倉。濕料倉中的物料用計量秤計量后喂入烘干煅燒一體設備中,充分干燥煅燒后經袋式收塵器,由螺旋、提升機送人改性磨研磨,改性后由提升機、喂料螺旋至冷卻器中進行冷卻,穩(wěn)定物料的性能,然后經提升機提升,螺旋或拉鏈機水平輸送進入建筑石膏陳化儲料倉。兩步法工藝流程為:磷石膏經鏟車裝入給料箱,計量后經皮帶送人濕料倉。煅燒和預烘干的尾氣經布袋除塵、洗滌后排空。兩步法煅燒制備石膏粉的加工核心環(huán)節(jié)是煅燒,煅燒設備主要有沸騰爐和炒鍋2種。沸騰爐的工作原理為:固體物料在爐內被向上流動的氣流托起,在一定的高度范圍內作上下翻滾運動,并以流態(tài)化狀態(tài)與熱風管進行熱交換而實現煅燒石膏的功能。炒鍋的工作原理為:物料在鍋內由攪拌器攪動而帶來流動,并使物料不斷與鍋底的明火及與鍋內換熱管的熱煙氣進行熱交換,而實現煅燒的功能。
無論一步法還是兩步法,尚存石膏粉質量不穩(wěn)定影響因素,很多相關企業(yè)已經在研制三步法、四步法的工藝及設備,為了更好的推廣工業(yè)廢渣磷石膏在建筑領域的使用,制定產品標準和相關技術規(guī)程非常重要和緊迫。
2應注意的問題
2.1物料基本性質
用于建材行業(yè)的磷石膏的放射陛應符合CB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》中的規(guī)定。磷石膏本身具有雜質種類多的特點,需要進行無害化處理。對于水洗的工藝需要注意對洗滌水的零排放處理,不要形成新的污染;對于中和處理,石灰的用量不能過多,中和后的磷石膏以pH值在6~7為好。并且一定要堆放半年后才能使用。磷石膏的無害化預處理,在技術可靠的前提下,還需要注意其經濟性,盡可能地降低預處理的綜合成本。建議制訂專用于不同地區(qū)建筑石膏制備的磷石膏標準。建議磷化工企業(yè)與下游磷石膏利用企業(yè)深度融合,將磷石膏的清洗工作前置到磷化工企業(yè)。使出廠的磷石膏中可溶性磷含量小于0.04%,氟含量小于0.01%。
2.2物料的輸送
由于磷石膏具有含水量高、黏性強和弱酸性的特點,輸送設備的選擇需注意:一是要考慮在裝載、提升、輸送過程中極易黏附在各種設備上,造成積料堵塞,影響正常生產過程,二是要考慮對設備的腐蝕等問題。
2.3濕物料的準確計量
為了煅燒出高質量的建筑石膏,需要對原料進行準確的計量,要特別注意到濕物料的粘性特性。選擇濕料倉,配合其變頻可調的卸料能力及精準的皮帶秤計量),能給烘干煅燒精準供料,給烘干煅燒的產品質量提供最基本保證。
2.4以電廠或磷化工廠蒸汽作熱源
烘干通常采用蒸汽回轉窯和空心軸雙螺旋干燥機,蒸汽回轉窯的優(yōu)點是熱量均勻,設備運行穩(wěn)定可靠,維修量少,產品性能穩(wěn)定,缺點是設備占地面積多,投資大。空心軸雙螺旋干燥機設備投資省,比較適應年產3萬t以下的建筑石膏煅燒線,設備大型化能力低,產量小,需要多臺設備并聯(lián)才能滿足大產能的要求,另外設備磨損大,故障率高,維修工作量大,設備開機率低是其缺點。選用蒸汽回轉窯時特別需要注意自由水含量超15%情況下效率降低的問題。
3結束語
綜上所述,本文主要介紹了磷石膏煅燒生產建筑石膏的主流技術,以及磷石膏煅燒建筑石膏的“一步法”和“兩步法”生產工藝流程。從目前來看,利用磷石膏生產建筑石膏的技術仍需不斷改進,希望更多的企業(yè)、政府職能部門支持,希望能編制《建筑石膏用磷石膏標準》、《磷石膏墻體技術規(guī)程》,希望加大研發(fā)推廣磷石膏應用于高強度石膏墻板的生產技術的力度。