硬石膏制硫酸废渣联产水泥

来源：矿产资源节约与综合利用先进适用技术推广目录（第二批）

一、技术类型

    非金属矿山综合利用技术。

二、适用范围

   天然石膏、工业副石膏、脱硫石膏等化工硫酸生产及水泥建材领域。

三、技术内容

 （一）基本原理

     用石膏同时生产硫酸和水泥的基本原理是以焦炭为还原剂，在高温下促使CaSO₄分解成CaO、SO₂、CO₂气体。CaO与掺入生料中的SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃，进行多级固相矿化反应生成水泥熟料，而SO₂气体则随同废气由窑尾排出，经净化、洗涤、干燥、转化、吸收等工序制成硫酸。

（二）关键技术

    1.设计的生产配方既能满足生产硫酸又能联产高贝利特水泥熟料。主要原料为硬石膏，CaSO₄的分解会残存少量的SO₃，起到稳定βC₂S生成和活化作用，工艺环节更简捷；

   2.开发一种石膏烟气制硫酸成品酸脱色的方法，提升硫酸品质；

3.CaSO₄的还原分解和熟料烧成是在回转窑中以固相反应的方式进行的，故整套生产装置的关键设备便是回转窑。基订参数如下：

回转窑规格：Φ3.2×89m（L/D=28）

回转窑斜度：3.5%（正弦）

回转窑转速：0.41～3.5r/min。

（三）工艺流程

  主要为三个环节：生料制备、熟料烧成和窑气制酸。其工艺流程见下图。

硬石膏制硫酸-水泥工艺流程示意图

四、主要技术指标

    1.熟料：C₂S≥40%，标号52.5，水泥产品符合GB/T21372-2008标准；

    2.硫酸：转化率≥99.5%，吸收率≥99.95%，尾气SO₂排放浓度≤100ppm，成品酸符合GB/T534-2002标准。

五、技术应用现状及典型实例

（一）技术应用现状

     目前，该技术已日臻成熟，已进入产业化生产阶段。湖南嘉丰建材2010年筹建的石膏制100KT/a硫酸联产150KT/a水泥装置已于2012年初实现了达标达产。

（二）典型案例

     湖南嘉丰建材有限公司利用已被国家产业政策淘汰的湿法水泥生产装置，改造成以硬石膏为原料制硫酸联产高贝利特水泥生产线。产品质量稳定可靠，用户反映良好。销售硫酸10万t和水泥15万t，销售额约9000万元，经济效益良好。硫酸质量达到国家工业硫酸优等品指标。生产的水泥各项指标符合国家标准要求。经过对比分析，用硬石膏制硫酸联产水泥的原材料及动力消耗成本是硫酸制酸的58.5%，是硫铁矿制酸的63.1%，水泥熟料的消耗成本也接近新型干法的费用。由此可见，本项目技术成熟可靠，经济效益显著，实现了矿山资源综合利用，已形成规模化生产，可以大力推广应用。

六、推广前景和矿产资源节约与综合利用潜力

     我国已探明石膏储量的有600亿吨，湖南省有49.7亿吨，其中的硬石膏占76%。硬石膏使用范围小，开发利用率低。目前，使用本技术在国内的生产装置总能力不到100万吨/年，该技术的应用推广将大大拓展石膏的利用范围，并且其附加值显著提高。此外，该技术还可广泛应用于工业副产石膏（磷石膏、氟石膏、盐石膏、脱硫膏等）。目前国内磷石膏的堆存量6000万吨/年，我国每年磷石膏的排放量已达6000万吨，累计堆放量超过2亿吨，脱硫膏年排放量达3000万吨，盐石膏年排放量达500万吨。