利用脱硫石膏制备高品质二水石膏.

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提高脱硫石膏生产品质的措施

提高脱硫石膏生产品质的措施

提高脱硫石膏生产品质的措施摘要:浆液中石膏的过饱和度、浆液的pH值、氧化空气的量、石膏晶粒的形状和大小、操作条件等都是影响脱硫石膏含水率的因素。

本文阐述了脱硫石膏的物理化学以及生产特性,提出了几条提高脱硫石膏生产品质的措施。

关键词:脱硫石膏;生产品质;硫酸钙1.脱硫石膏概述1.化学性质脱硫石膏的主要成分是二水硫酸钙,与天然石膏相同石膏颗粒比较细,平均粒径约40-60微米,颗粒短,纵横比1.5-2.5,呈灰黄色。

碳酸钙是脱硫石膏中的主要杂质,约占5%左右。

未氧化的半水硫酸钙容易结晶成石膏晶体,许多小的半水硫酸钙在石膏表面聚集形成石膏颗粒。

当粒度分布变宽,粒度层不均匀时,石膏的强度减弱,包裹在石膏晶体表面的细小颗粒通过作用毛细管吸收大量污泥,提高了脱水效果。

脱硫石膏的纯度、石灰石粉的利用率、亚硫酸盐的氧化率、流入脱硫塔的石灰石浆液浓度都与除尘率有关。

1.1.物理性质脱硫石膏颗粒多为完整形态的短柱状节理,具有致密的晶体结构,致密的晶体结构网络增加了水化硬化体的强度。

天然石膏水化后主要为针状、片状晶体,晶体接触点应力增大,晶体结构疏松,硬化体强度低。

脱硫石膏水工体的表面密度比天然石膏硬化体高10~20%,这也解释了两种晶体结构的密度差异。

脱硫石膏和天然石膏的标准粗糙度差别不大,凝结时间也很相似,但抗压强度差别很大。

在耗水标准一致的情况下,脱硫石膏的抗压强度和抗折强度分别比天然石膏高100%和80%。

1.1.生产特性石膏脱水系统是脱硫石膏生产中相当重要的一环。

石膏脱水系统分为两段,第一段为石膏旋流浓缩器,第二段为真空带式脱水机。

吸收塔底部排出的浆液主要成分为石膏晶体,固型物含量为8%-15%,经第一段浓缩后变为约原来的一半,之后再经脱水机进行第二次脱水,第二次脱水后石膏的水分含量小于10%。

为控制石膏中氯离子、重金属离子等杂质的含量,保证石膏的质量,系统在石膏脱水过程中建立了滤饼洗涤系统,进行两级洗涤。

1.提高脱硫石膏生产品质的措施脱硫石膏生产品质主要体现在提高石膏的纯度,含水率和杂志含量等方面。

脱硫石膏蒸汽二步法生产建筑石膏粉工艺简介

脱硫石膏蒸汽二步法生产建筑石膏粉工艺简介
脱硫石膏进入烘干机预烘干后,需控制温度小于 75℃ (因温度大于 75℃,结晶水会开始脱水),使表面水分开始蒸 发,干燥去掉游离水,出料附着水控制小于 3%,下步供煅烧 工序应用(若含水量太高,石膏粉无法在煅烧炉中处流态化)。 在石膏粉的生产加工环节中烘干脱水是关键环节,故选择烘 干机类型是最为关键的部分。目前低压过热蒸汽作为热源的 烘干机,主要有桨叶式、管束式、回转式等。
(3)回转式烘干机。内部按照圆周方向设置多根换热管 道,蒸汽通过换热管道,在窑体的转动下不断接触原料,热量
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第 4 期(总第 216 期)
生产技术■
传递给原料,以达到烘干的目的。优点是生产能力较大,管道 基本不受其他外力作用,不易损坏,故障少,维修费用低;缺 点是投入成本高,占地面积大,物料的温度不容易控制,无搅 拌功能,原料进入设备时粘性较大,容易粘成团,使有效换热 面积变小,蒸发效率低;适用于物料粘性较低的生产线。 2.3 煅烧工序
(1)桨叶烘干机。设备内部轴上密集排列着中空桨叶,蒸 汽通过中空桨叶,使湿物料在桨叶的搅动下,与热表面充分 接触,从而与石膏换热干燥。优点是热量利用率高,设备结构 紧凑,占地面积小,投资低;缺点是浆叶在滚筒旋转时受力, 容易磨损开裂,维护维修量较大,物料粘性较强,若不及时清 理的情况,会影响干燥效果和设备干燥能力,产能较低;适用 于单体产能要求不高的生产线。
目前脱硫石膏生产建筑石膏粉主要以蒸汽、天然气、煤 等为热源。其中以煤炭为最便宜,但污染严重;天然气较清 洁,但成本较高;蒸汽清洁又经济,但周边需有供热电厂。由 于脱硫石膏主要是由电厂烟气脱硫得到的副产品,紧邻电 厂,所以主要选择蒸汽作为热源。以蒸汽为热源的生产工艺 分为一步法和二步法两类。一步法是将石膏的干燥、煅烧两 个工艺过程在一台装备中完成。该工艺生产适用于规模小、 附着水含量多在 10%以内的脱硫石膏。生产工艺流程具有简 单、热损失小、投资成本少等特点;二步法是把石膏的干燥、 煅烧两个工艺过程分别在二台装备中完成。烘干 + 煅烧的二 步法模式,对于采用蒸汽作为热源、大规模(年单机产能大于 10 万 t)及高含水量(附着水含量大于 10%)的生产线,具有较 明显的优势。以下主要对脱硫石膏蒸汽二步法生产建筑石膏 粉工艺进行简介。

非电解质乙二醇水溶液脱硫石膏制备高强石膏

非电解质乙二醇水溶液脱硫石膏制备高强石膏

非电解质乙二醇水溶液脱硫石膏制备高强石膏蒋光明;赵浚雯;张贤明;吕晓书;官宝红【摘要】研究了常压非电解质乙二醇-水溶液脱硫石膏制备α-半水石膏工艺,对转化过程和产物特性做了表征分析;研究了不同金属离子对于转化过程的调控作用,对调控机制作了分析.结果表明脱硫石膏在乙二醇水溶液中(乙二醇浓度80 mol%,反应温度95℃)可成功转化为α-半水石膏;微量金属阳离子K+,Mg2+的添加可显著加快转化速率,而Fe3+的加入则会减缓转化;添加K+产物α-半水石膏晶体呈梭子状,添加Mg2+后可获得细长α-半水石膏晶须,而添加Fe3+后则获得扁平硬币状α-半水石膏晶体;金属阳离子对于转化速率和产物形貌的调控主要通过影响溶液pH及晶体表面选择性吸附实现,确切的机理还需进一步分析表征.研究内容将有助于常压非电解质醇水溶液α-半水石膏制备技术的发展,并利于脱硫石膏的高附加值资源化利用.【期刊名称】《重庆工商大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(033)004【总页数】7页(P15-21)【关键词】脱硫石膏;α-半水石膏;相态转化;形貌调控【作者】蒋光明;赵浚雯;张贤明;吕晓书;官宝红【作者单位】重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心,重庆400067;浙江大学环境与资源学院,杭州310058;重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心,重庆400067;重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心,重庆400067;重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心,重庆400067;浙江大学环境与资源学院,杭州310058【正文语种】中文【中图分类】X773脱硫石膏(Flue gas desulfurization gypsum, 简称FGD gypsum)是燃煤电厂采用湿法石灰石-石膏技术烟气脱硫工艺产生的工业副产物,年产量巨大。

据不完全统计,2014年中国脱硫石膏产量为7 550万t,到2015年预计将到8 000万t[1]。

脱硫石膏在水泥生产中的使用技术

脱硫石膏在水泥生产中的使用技术

脱硫石膏在水泥生产中的使用技术发布时间:2023-02-17T03:24:50.855Z 来源:《新型城镇化》2022年24期作者:王梅张磊[导读] 脱硫石膏是以石灰石/石灰-石膏法对燃煤烟气进行脱硫处理得到的工业副产物,每脱除1吨SO2约产生脱硫石膏2.7t。

淄博双凤山水水泥有限公司山东省淄博市 255190摘要:脱硫石膏又称排烟脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏,主要成分和天然石膏一样,为二水硫酸钙CaSO4.2H2O,含量≥93%。

脱硫石膏是燃煤或油的工业企业在治理烟气中的二氧化硫后而得到的工业副产石膏,其加工利用的意义非常重大。

它不仅有力地促进了国家环保循环经济的进一步发展,而且还大大降低了矿石膏的开采量,保护了资源。

本文就笔者长期使用脱硫石膏的经验和向同行学习的心得作一介绍,以供同行参考。

关键词:脱硫石膏;水泥生产;实用技术脱硫石膏是以石灰石/石灰-石膏法对燃煤烟气进行脱硫处理得到的工业副产物,每脱除1吨SO2约产生脱硫石膏2.7t。

分为燃煤电厂脱硫石膏和钢厂脱硫石膏两种。

脱硫石膏化学成分以二水石膏硫酸钙为主,并含有少量碳酸钙、亚硫酸钙以及微量钠、镁、氯、氟等水溶性离子。

钢厂脱硫石膏由于含有较高的氯离子,一般不宜单独使用,需要和其它石膏混合使用。

杂质含量少、正常的脱硫石膏使用性能良好,也因为其价格远低于天然二水石膏和分布地域广泛而在水泥行业作为缓凝剂得到广泛使用,在一些企业,脱硫石膏甚至取代天然二水石膏而成为“基准石膏”。

当这些企业开辟新型缓凝剂时,往往将新的缓凝剂制造水泥的使用效果与使用脱硫石膏制造水泥的使用效果为基准进行比对。

但脱硫石膏毕竟是工业副产石膏,其品质的波动是不可避免的,一些有害成分对其在水泥中的使用时明显有害的,对其使用中的一些问题如果缺乏认识,而没有及时采取预防纠正措施,盲目使用是会给水泥质量带来损害的。

1 脱硫石膏的概念、主要成分及其应用分类1.1脱硫石膏的概念脱硫石膏是燃煤电厂采用湿式石灰石-石膏法工艺对烟气进行脱硫产生的大量副产物燃煤烟气中的SO2是中国目前最主要的 SO2污染来源,而烟气脱硫是直接、有效消减 SO2排放量不可替代的技术,是中国防治SO2污染的有效途径在众多烟气脱硫工艺中,湿式石灰石-石膏法以其稳定、高效等优点成为世界上应用最广泛的脱硫工艺,其原理是烟气中的SO2与石灰石粉反应生成主要成分是二水硫酸钙,其主要特点纯度高、成分稳定、粒度小、粉状,游离水约 12%~17%,粒度分布均匀,级配较差,标准稠度用水量较大,含有一定量的 Ca CO3和较多的水溶性盐。

工业副产石膏制备高强石膏的方法及其应用技术

工业副产石膏制备高强石膏的方法及其应用技术

引言当前,我国工业副产石膏,如磷石膏、脱硫石膏、氟石膏、钛石膏和柠檬酸石膏等,主要成分均为二水石膏(CaSO4·2H2O),年排放量为2.2亿吨左右,累计堆存量超过10亿吨。

其中,磷石膏作为我国历史堆存量最高的工业副产石膏,每年新增排放量超过7000万吨,但综合利用率只有20%左右。

脱硫石膏又称烟气脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏,是采用石灰石或石灰回收含硫燃料(煤和油等)燃烧后产生的烟气并进行脱硫净化处理得到的工业副产石膏制备高强石膏的方法及其应用技术孙振平1,2,3 金惠玲1,2,3 杨海静1,2,3 田俊涛1,2 李 飞4 李志林5 杨春云5 马跃飞6 王至立71. 同济大学 先进土木工程材料教育部重点实验室 上海 2018042. 同济大学 材料科学与工程学院 上海 2018043. 上海市水务局城市管网智能评估与修复工程技术研究中心 上海 2019004. 上海复培新材料科技有限公司 上海 2018045. 云南氟业环保科技股份有限公司 云南 昆明 3130006. 乌兰浩特市圣益商砼有限公司 内蒙古 乌兰浩特 1374007. 泰州夏北新型绿色建材科技有限公司 江苏 泰州 225500摘 要:本文论述了高强石膏的制备方法,从高强石膏传统的制备工艺入手,分析了蒸压法(饱和蒸汽法)、常压盐/酸溶液法和加压盐/酸溶液法的优点及缺点,阐释了在高强石膏的制备过程中转晶剂的应用以及优化颗粒级配对提高α-半水石膏性能的重要性,论述了高强石膏的技术要求。

在建材、模具铸造、航空航天、医疗以及美术制品等领域,高强石膏有非常广泛的应用,介绍了其出众的性能,最后讨论了水膏比对高强石膏硬化浆体强度的影响,以及高强石膏制品耐水性差的原因和解决方法。

关键词:工业副产石膏;高强石膏;制备工艺;转晶剂;颗粒级配;强度;耐水性Method for Preparing High-strength Gypsum From Industrial By-product Gypsum and Application Technology of High-strength GypsumAbstract: This paper discusses the preparation methods of high-strength gypsum. Starting from the traditional preparation process of high-strength gypsum, it analyzes the advantages and disadvantages of steam pressure method (saturated steam method), atmospheric salt/acid solution method, and pressurized salt/acid solution method. It explains the application of intermediate crystal agents in the preparation process of high-strength gypsum and discusses the optimization of particle size matching to improve the importance of the performance of α - hydrated gypsum, and expounds the technical requirements for high-strength gypsum. In the fields of building materials, mold casting, aerospace, medical, and art products, high-strength gypsum has a wide range of applications. Finally, it discusses the impact of water-gypsum ratio on the strength of high-strength gypsum hardened paste, as well as the reasons and solutions for poor water resistance of high-strength gypsum products.Key words: Industrial by-product gypsum; high-strength gypsum; preparation process; transgenic agents; particle grading; strength; water resistance收稿日期:2023-10-3第一作者:孙振平,1969年生,同济大学教授,博士,博士生导师,E-mail:***************.cn项目信息:国家自然科学基金项目(52278272, 52108240);上海市科委项目(19DZ1202702,19DZ1201404);上海市建委专项课题(住建管2021-001-002);住建部项目(K20200988); 上海市科委(上海市外专局)项目(22WZ2502400);重庆市科技局专项项目(cstc2020kqjscx-phxm1594);内蒙古自治区科技计划项目(2022YFDZ0063);云南省科技厅专家工作站项目(202105AF150243)工业副产石膏。

脱硫石膏加工成石膏粉方案

脱硫石膏加工成石膏粉方案

脱硫石膏加工成石膏粉方案一、硫石膏及脱其形成:1. 脱硫石膏又称排烟脱硫石膏、硫石膏,是对含硫燃料(煤、油等)燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理后,得到的工业副产石膏。

其定义为:脱硫石膏是来自排烟脱硫工业,颗粒细小、品位高的湿态二水硫酸钙晶体。

2.脱硫石膏的形成过程:将通过除尘处理后的烟气导入吸收器中,细石灰石粉与水充分搅拌的料浆,通过喷淋的方式在吸收器中洗涤烟气,与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙,然后通入大量空气强制将其氧化成二水硫酸钙。

从吸收器中出来的石膏悬浮液通过浓缩器和离心器脱水,最终产物为颗粒细小、品位高、残余含水量在5~15%之间的脱硫石膏,也叫二水石膏或生石膏。

这种人工制备的二水石膏,主要成分和天然石膏一样,其物理、化学特征和天然石膏具有共同的规律。

国内电厂采用湿式石灰/石灰石——石膏法脱硫工艺,开始于上世纪90年代,且近些年来,规划投资脱硫的工程越来越多。

在我国,具有一定代表性的就是国华北京热电分公司,它是引进世界上先进的德国湿法脱硫技术,在对电厂烟气脱硫的过程中,每年不但消纳了1.15万吨的二氧化硫,还产生了纯度高达95%的脱硫石膏,为净化首都环境作出了突出的贡献,同时充分利用脱硫石膏,生产出符合国家环保要求的新型脱硫石膏砌块。

二、脱硫石膏的用途:脱硫石膏的应用主流是把它烘干后作为水泥的缓凝剂使用;或锻烧成β型半水石膏,用于制造石膏板、石膏砌块、粉刷石膏。

三、脱硫石膏的利用与前景:脱硫石膏在建材行业中应用十分广泛,通过不同手段进行处理,基本上能代替绝大部分用天然石膏生产的建材制品。

国内脱硫石膏的综合处理和应用已起步,利用前景蕴藏着巨大的市场机遇,特别是那些天然石膏缺乏而脱硫石膏资源丰富的经济发达地区,经应用实践证明脱硫石膏是一种品位较高的宝贵资源,它可适合于不同用途的石膏建材制品的生产,处理后的脱硫石膏是一种比天然石膏还要好的胶凝材料。

脱硫石膏通过干燥,脱水处理成为熟石膏,熟石膏按制品可分:浇注石膏,灰泥石膏,陶瓷工业用石膏,铸造工业用石膏,牙料用石膏,骨科绷带医用石膏,煤矿防火加强巷壁用石膏,土壤改良用石膏等等,用量最大的是建筑用熟石膏(建筑石膏)四、脱硫石膏煅烧成石膏粉设备:(一)、结构组成:脱硫石膏烘干机简称ZDSG间歇转筒石膏粉炒锅机主要由钢结构机座、炒锅、炒锅内装有扬料和导料装置、滚圈托轮和传动机构组成。

我国脱硫石膏的综合利用

我国脱硫石膏的综合利用

我国脱硫石膏的综合利用作者:赵向鹏来源:《中小企业管理与科技·下旬刊》2016年第07期摘要:简要介绍我国脱硫石膏综合利用的主要途径,以及正在开发研究的脱硫石膏的一些其他利用途径。

关键词:脱硫石膏;石膏制品;综合利用中图分类号: X773 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2016)21-180-20 引言脱硫石膏是火电厂或其他锅炉对烟气采用石灰石/石灰-石膏湿法脱硫时产生的工业副产物。

脱硫石膏为二水石膏,主要成份为二水硫酸钙。

其外观为含水率为10%~20%的潮湿松散的细小颗粒。

灰白色,颗粒集中,大部分在40~60μm之间,比表面积为45m2/kg,纯度也比较高。

杂质主要是灰尘、氧化铝和氧化硅,另有方解石或石英、氧化镁和长石等。

烟气脱硫石膏的化学成分及细度见表1、表2。

在国外,脱硫石膏主要用来生产各种建筑石膏制品和用于水泥生产的缓凝剂。

近年来,我国对脱硫石膏的预处理和深加工工艺技术装备逐步成熟,脱硫石膏的应用处在非常迅猛发展阶段。

在没有天然石膏资源但有大量脱硫石膏的长江三角洲地区,脱硫石膏的应用发展最快,上海、浙江和江苏等地有许多新建或筹建以脱硫石膏为原料的大型纸面石膏板生产线。

在一些其他地区脱硫石膏的综合利用也正在建设或者规划之中。

从已经规模化、工业化生产的工业实例来说,我国脱硫石膏综合利用主要为以下几项:1 用作水泥缓凝剂如果脱硫石膏的游离水含量低,有害杂质少,可直接用作水泥缓凝剂。

如天瑞集团汝州水泥公司使用游离水含量为4%~5%的脱硫石膏与天然石膏搭配使用,生产出的水泥在平顶山地区的房屋建筑和道路建设中得到了应用。

用户反应水泥质量稳定,富余去爱你孤独高,施工性能好。

但我国脱硫石膏的游离水含量一般在10%~20%,如果直接用作水泥缓凝剂,不仅在运输、储存过程中会出现粘结、堵料现象,而且还会造成计量不准、生产不稳定,影响水泥质量。

另外过多的水分也会影响球磨机的产量。

因此在用作水泥缓凝剂前,需要低温烘干,通过造粒将脱硫石膏制成球状。

利用电厂脱硫石膏生产水泥

利用电厂脱硫石膏生产水泥

利用电厂脱硫石膏生产水泥作者:史旭鸽来源:《建材发展导向》2013年第02期摘要:随着经济的不断发展,推动经济强力发展的电厂在我国越来越普及,我国的电厂在长期运行的过程中都面临着石膏处理的难题,国家针对电厂造成的大量环境破坏问题也提出了更高的要求,为了更好地适应国家针对电厂提出的节能减排需要,许多电厂研制出使用脱硫石膏的方式对水泥生产技术进行处理,本文主要从水泥厂大力推行脱硫技术,针对电厂排放的工业废渣进行处理的需要,利用电厂中的脱硫石膏代替二水石膏,继而为水泥业的生产提供缓凝剂,解决困扰我国电厂多年的电厂脱硫石膏的乱排放问题,不仅仅对水泥生产成本的降低起到较大的促进作用,同时也可以从另一个方面促进整个电厂企业的经济发展,带来较好的社会效益。

关键词:电厂;脱硫石膏;水泥电厂作为我国经济发展的重要助推力量随着我国经济良好的发展态势已经越来越普遍了,但是电厂在为我国经济提供辅助的同时也难免会因为生产工艺等问题造成不同程度的环境污染与破坏。

同时,在我们之前从事的电厂水泥生产过程中,往往都是采用二水石膏作为水泥的缓凝剂,这种二水石膏在运输的过程中,不仅仅成本费用十分高昂,遇到较为恶劣的天气时也会带来各种不便。

石膏废料的处理也是项相对浩大的工程,对于设备的磨损较大,要时常进行针对性的检修与更换,成本较高。

针对电厂行业的污染严重现状,我国尝试着在电厂行业实行节能减排的方针,针对水泥厂的各种配合实验都要进行抽样检查,对于不符合环保基本要求的电厂实施整改处理。

电厂对于自身设备成本高昂的问题也不得不正视,基于以上众多原因,我国许多电厂经过潜心研究,多次实验,最终研制出使用脱硫的石膏进行二水石膏的最终替代产品,这种脱硫石膏一方面价格较为廉价,同时运输较为便利,也有利于整个资源的综合利用,总体而言,脱硫石膏相对于二水石膏而言有着十分明显的优势。

1 脱硫石膏的设计方案分析脱硫石膏的设计方案都是基于脱硫石膏自身的基本特征以及我国电厂水泥生产的实际进行处理的,脱硫石膏十分重要的特征就在于其吸附水的含量十分高,一般可以达到百分之十五,并且这种脱硫石膏湿度相对较大,粘附性能也很强。

以脱硫石膏为原料水热法一步合成超细粉体碳酸钙

以脱硫石膏为原料水热法一步合成超细粉体碳酸钙

广东化工2021年第9期·60·第48卷总第443期以脱硫石膏为原料水热法一步合成超细粉体碳酸钙杜凯敏1,2,刘春红1,2*,祁志福1,2,项飞鹏1,2,陈锡炯3,胡晨晖1,2(1.浙江省火力发电高效节能与污染物控制技术研究重点实验室,浙江杭州311121;2.浙江浙能技术研究院有限公司,浙江杭州311121;3.浙江浙能长兴发电有限公司,浙江长兴313100)One-step Hydrothemal Synthesis of Ultrafine Calcium Carbonateby Using Desulfurized GypsumDu Kaimin1,2,Liu Chunhong1,2*,Qi Zhifu1,2,Xiang Feipeng1,2,Chen Xijiong3,Hu Chenhui1,2(1.Key Laboratory of Energy Conservation&Pollutant Control Technology for Thermal Power of Zhejiang Province,Hangzhou311121;2.Zhejiang Energy R&D Institute Co.,Ltd.,Hangzhou311121;3.Zhejiang Zheneng Changxing Power Generation Co.,Ltd.,Changxing313100,China)Abstract:One-step hydrothemal synthesis of ultrafine calcium carbonate by using waste desulfurized gypsum as a new resource utilization method was studied. It realized high conversion and high value-added utilization of wasted desulfurization gypsum.The basic physical properties of CaCO3were characterized.XRD showed that the product was calcite CaCO3without other phase,which was white powder.Futhermore,the content of CaCO3could reach about98%.SEM indicated that the microstructure of CaCO3was cubic structure without obvious agglomeration.The average particle size of CaCO3was6.9μm.The supersaturation of calcium carbonate was low under hydrothermal environment,which was beneficial to form ultrafine particles.What’s more,hydrothermal environment can prevented the gypsum surface coverd by calcium carbonate,promoting the mass and heat transfer of the system,which is conducive to the efficient conversion of gypsum.Keywords:desulfurized gypsum;hydrothemal synthesis;calcium carbonate;solid waste;resource utilization脱硫石膏是燃煤电厂湿法脱硫后所得的工业副产品,外观一般呈黄色,其主要成分为二水硫酸钙,质量占比一般在90%以上,纯度较高,成分组成也较为稳定[1-2]。

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第45卷第1期人工晶体学报v01.45N。

.1垫!鱼生!旦:一——』些坐坠坚』堡堡堡』些些些————————墅鬯垡坠利用脱硫石膏制备高品质二水石膏卢静昭,赵斌,陈学青,曹吉林(河北工业大学化工学院,河北省绿色化工与高效节能重点实验室,天津300130)摘要:利用脱硫石膏在酸性溶液中重结晶的特点,采用重结晶技术对脱硫石膏进行脱色提纯,通过对溶解、结晶过程的控制制备出高纯度、高自度的二水石膏。

研究了硫酸浓度、晶种量、料浆浓度、稳定剂、温度、反应时闻、陈化时闻对二水石膏结晶的影响,并进行了母液循环实验。

研究结果表明:常压下,H2S04用量lO.O%,ca(()H)z用量0.5%,料浆浓度7.4%。

聚乙二醇用量0.5%,反应温度120℃,反应时间2.5h,陈化24h后生成的二水硫酸钙结晶形貌良好,白度为94.0l%,纯度达99.24%;母液循环3次后生成的二水石膏纯度大于98%。

关键词:脱硫石膏;重结晶;二水硫酸钙中图分类号:TD98文献标识码:A文章编号:1000-985x(2016)01枷97聊Prep黜曩6触ofthelIigll-quali锣Gyps啪byDihydrateFGD明j堍一批o,ZHA0B讥,CHENX妣一q吨,CA0沁h(HebeiProvincialKeyLabofGreenCheIIIical‰hnolo盱&HighE雎cientEnergySav咄,Sch00l0fchemicalE嚼ne谢ng&‰h叫。

盱,He鼬Ulliv∞i‘y0f2015,口a删31^Mgmf1khnolo盯,Ti删in300130,Clli∞)(女缸it】ed7J£五y2015)Abst姻ct:BasedontllerecrystaⅡizationch锄cteristicsofgypsuminacidic舭on,a姗隅phe出acids01蕊onIIletllodwasusedtodec010dI唱动rp呲nbycontIDUingtlleprepa瑚商onofcrystaUization舳ds幽cdissolutionpIDcess,highpu玎如dcalci啪suhtemhydratewasparepa心d,SeVeralf砬torscontailliIlgacidconce曲献ion,solid—to・liquidratio,stabilizers,tempemture,reactiontimeand晤ngtiHle,枷cha缸&ttllequalit)roft}Iepmduct,wereim疽stigated.加1d也elI出erliquorcycletestwascarriedout.TheresIlltsindicatest}lat:ulldernomlalpressure,H2S04aⅡ10u11tof10%,Ca(OH)2dosageof0.5%,t11eFGDof7.4l%,theamountofp01)rpmpyleneglycolof0.5%,reactingat120℃,f矗2.5h,aftera百ng24h,thecrys【alofcalci岫叫lfatedihydratelooks900d,、vithwllitenessandpurityreached94.01%and99.24%,respectively.址ert11reecycles0ft}lemot}lerliquor,thep皿ty0fpfoducedgypsumismo陀than98%.KeywoI由:FGD;recrystallization;calciumsulfatedihydEate引言脱硫石膏是燃煤电厂采用湿式石灰石/石灰・石膏法吸收二氧化硫生成的副产物。

据估计,2015年我国脱硫石膏的年产量在5000万吨以上,如能有效回收利用,可极大改善我国优质石膏资源贫乏的现状。

脱硫石膏中二水石膏含量在90%以上,但M92+、cl一、Fe3+等可溶性杂质离子含量较高,致使颜色偏深‘Ⅵ1。

而这些杂质颗粒与脱硫石膏的晶体颗粒相当,在煅烧及制品生产过程中难以除去…。

因此,如何提纯脱硫石膏,收稿日期:2015JD7旬7;修订日期:2015—08.31基金项目:河北省自然科学基金(B2013202246);天津市自然科学基金(14JcYBJcl9900)作者简介:卢静昭(1991・),女,河北省人,硕士研究生。

E—mail:lujin乎haol23@126.co“通讯作者:曹吉林,教授。

E—mail:caojiun@hebut。

edu。

cn万方数据人工晶体学报第45卷并增大脱硫石膏的颗粒粒度是解决以上问题的关键。

美国巴威公司H。

和如ulkf血b1分别发表专利介绍了多级水力旋流器工艺和细颗粒多级分离工艺对石膏浆液进行提纯的方法,但由于该法完全采用物理手段提纯,脱硫石膏提纯产品品质较低。

汪潇等№3发明专利介绍了粗选、精选和深选的反浮选工艺,以单纯的选矿方式对脱硫石膏进行提纯的方法,该法需要多级浮选,损失较大且提纯效果也不显著。

Mca),punHo等通过酸浸法除去脱硫石膏原料中的杂质,再通过掺杂调节剂纯化石膏原料,结果表明,烟气脱硫石膏经预处理后,杂质含量明显降低,性能有所改善,但纯化后的石膏白度和纯度仍然难以满足制备高精细化学品的要求。

un捧。

和UchyIIliak等一。

从动力学角度研究石膏在反渗透过程中的结晶过程,利用膜分离技术对硫酸钙进行提纯,然而硫酸钙极易在膜面成核、结晶,致使膜污染。

也有学者利用重结晶法对脱硫石膏进行提纯,但由于二水石膏在常温水溶液中结晶缓慢,养护时间需要15~20天,最终难以工业化¨0’11J。

本课题组前期将脱硫石膏置于盐酸溶液中进行转晶,脱除了晶体内部杂质,并重结晶生成半水石膏晶须产品,但该工艺路线较长,且母液中铁离子易富集,影响产品的纯度和性能【l21。

基于此,本文尝试在硫酸体系中,以聚乙二醇为促晶剂,水热法促使脱硫石膏(FGD)脱水生成半水石膏(HH),再重结晶生成颗粒均匀、粗大的二水石膏(DH)晶体,达到提高脱硫石膏的纯度和白度的目的。

2实验2.1原料与试剂试验原料为某电厂烟气脱硫系统产生的脱硫石膏,外观呈黄褐色粉状,其组成的化学分析见表1,该脱硫石膏的主要成分CaSO。

・2H:O,约占94.14%。

表1脱硫石膏主要化学成分!璺婪!!竺塾型型婴苎型垡竺堕!垒旦Ca03189Si02107A1203】.54S0343.37M901.57Fe2031.45H2018.88Sum99.77』丝丝实验所用试剂均为分析纯,硫酸来自天津市化学试剂五厂;氢氧化钙来自天津市塘沽邓中化工厂;聚乙二醇来自天津市光复精细化工研究所;邻菲罗啉和无水乙酸钠来自天津市赢达稀贵化学试剂厂;冰醋酸来自天津市化学试剂一厂;实验所用水均为蒸馏水。

2.2实验方法脱硫石膏的物理提纯:采用水洗脱硫石膏原料的方法对其进行粗提纯,并用吸铁石吸除具有磁性的铁离子杂质。

脱硫石膏下沉时,粉煤灰等大颗粒杂质主要集中于浆料的最下层,泥土颗粒等杂质主要集中于上层,中层可得到初步提纯的浅黄色脱硫石膏。

脱硫石膏的化学提纯,称取适量粗提纯脱硫石膏(FGD)、蒸馏水、浓硫酸(95%~98%)和分散剂(聚乙二醇)置于250mL三口烧瓶中,并加入少量氢氧化钙使之与硫酸反应生成二水硫酸钙用作晶种。

将三口烧瓶置于恒温磁力搅拌器内,控制浆液温度为120℃,在浆料加热搅拌过程中,每10min取样一次并在显微镜下观察晶体形状。

待脱硫石膏(FGD)晶体形貌由棱柱状转变为针棒状时停止加热。

然后,将料浆从烧瓶内移到锥形瓶中并置于常温下陈化,一段时间后将上层悬浮液倾倒出去,固相进行洗涤过滤,在45℃(±l℃)烘箱中烘干3h,得到的白色固体即为提纯石膏,称重并测定白度值备用。

倾倒而出的滤液(母液)进行抽滤,去除杂质后进行母液循环。

2.3分析方法产品白度采用北京康光仪器有限公司生产的sc一80型全自动测色色差计测定;Ca”用EDTA滴定法检测,so:一利用重量法测定。

脱硫石膏原料与产品的化学成分分析依据GB/T5484.2000(石膏化学分析方法)中所述方法进行。

样品xRD分析采用日本理学D/Ma】【II-2500VB2+/PCx射线衍射仪测定,Cu靶(K。

射线,A=0.15406nm),管电压40kV,管电流100mA,硅粉为内标,扫描速度O.25。

/min,扫描范围2秽=5。

一90。

;样品表观形貌用cOIC公司Ⅺz—H光学显微镜和FEI生产的NanoSEM450型扫描电子显微镜(SEM)考万方数据第l期卢静昭等:利用脱硫石膏制备高品质二水石膏99察,仪器的分辨率为1.0nm,放大倍数为20—1000000倍。

3结果与讨论脱硫石膏是采用湿法脱硫生成的副产物,在脱硫过程中石灰/石灰石磨碎制成浆液与烟气充分接触,从而3.1脱硫石膏的物理提纯脱除烟气中的sO:。

在脱硫过程中烟气中的粉煤灰等杂质极易被卷入浆液当中,致使生成的脱硫石膏颜色较深。

根据脱硫石膏的颗粒特性,本文利用沉降法对脱硫石膏进行初步提纯。

并按GB/T5484-2000对沉降分层后上、中、下三层的石膏组成进行物相分析(表2),同时测定其自度变化。

研究结果表明,脱硫石膏下沉时,上层颗粒最细且有色杂质含量也最多,白度在10.21%到15.39%之间,杂质成分对应水合硅酸盐中颗粒非常细小的蒙脱石和高岭土晶体,分子结构为Al:O,・2siO:・2H:O,且具有一定粘性;中层颜色较浅,颗粒也较大杂质较少,白度在54.92%到69.17%之间;下层为灰黑色,含有绝大部分的粉煤灰,硫酸钙颗粒也最大,有色杂质成分对应粉煤灰中的Mulite(莫来石晶体)、SiO:(石英晶体)和无定形的m:0,,白度在21.77%到38.92%之间。

通过物理法进行提纯,去除了脱硫石膏中颜色较深的部分,提高了脱硫石膏的纯度和白度。

表2粗提纯脱硫石膏的各层物相组成H2oPhasecompositioncaos03sj02MgoFe203A1203唑皇rs尸I登I|jI一吨J・・T卵rHlA)融一一:铀。

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)图l物理提纯过程上、中、下三层的xRD图谱Fig.1XRDpattemsoftop,centerandbottomlayers、inphysicalpuri6cationpIDcess图2不同反应时间下样品的xRD图谱Fig.2XRDpattemsofsample8preparedatdifrerentreactiontime3.2脱硫石膏的化学提纯3.2.1水热反应时间的确定按照1.2所示方法和步骤,按照料浆中原料8.0g,蒸馏水用量为100.0mL,浓硫酸用量10.0mL,Ca(OH):用量0.5g,聚乙二醇用量0.5g进行配料,并在反应温度为120℃的反应条件下进行实验,在反应进行0min、90“n、150min、180min进行分段取样,将样品过滤、烘干后,对样品做xRD检测,考察不同反应时间二水石膏的转化情况,检测结果如图2所示。

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