工业石膏制硫酸联产水泥熟料研究

【摘要】本项目是以工业石膏（脱硫石膏）和锰渣为主要原料，通过高温煅烧后窑尾产生SO2气体制造硫酸，煅烧后的渣成为硅酸盐矿物为主的水泥熟料，用于水泥厂进行水泥生产，硫酸用于宁夏天元锰业集团公司锰厂生产电解金属锰。

电解锰渣是电解法生产金属锰时排放的固体废弃物，每生产1吨金属锰约产生3.5吨锰渣。我公司现在每年产生的锰渣约有70万吨，利用率非常低，大面积的锰渣堆积不仅对环境造成很大的压力，更是资源的极端浪费。目前国内生产硫酸的原料主要为硫磺和硫铁矿，包括冶炼烟气、其它含硫物质。对于目前我国硫资源短缺，全靠进口硫磺来生产硫酸，难以维持硫酸消耗大户所需，利用脱硫石膏、磷石膏、锰渣制硫酸联产水泥的工艺已成为当今化工行业最为关注的问题。

【关键词】工业石膏；制硫酸；废渣利用；循环经济

本项目是以脱硫石膏和锰渣为主要原料，通过高温煅烧后窑尾产生SO2气体制造硫酸，煅烧后的渣成为硅酸盐矿物为主的水泥熟料，用于水泥厂进行水泥生产，硫酸用于宁夏天元锰业集团公司锰厂生产电解金属锰。

一、项目背景

该项目以资源综合利用、循环利用为核心，以清洁生产、低消耗、低排放、高效益为特征的经济增长方式，最大限度利用进入系统的物质加能量，提高资源利用率，最大限度地减少污染物排放量，提高经济运行的质量和效益；减量化、再利用、再循环是项目的主要特征，项目实施后，使宁夏华夏特钢有限公司形成以硫酸生产为龙头，以废渣综合利用，环境治理和清洁生产为一体的产业格局。

宁夏华夏特钢有限公司工业石膏制硫酸项目充分利用宁夏天元锰业有限公司电解金属锰渣废渣与工业石膏生产硫酸。硫酸用于宁夏天元锰业有限公司生产电解金属锰，同时将回转窑排放的废渣作为生产水泥的熟料，尾气回收后进行制取硫酸。本项目不仅解决了外购硫酸的困局，又达到了资源综合利用和节能减排的目的。使目前应用极少而原料资源丰富的工业石膏与电解锰渣得到了充分利用。因此，本项目的提出完全符合国家资源综合利用、循环利用、节能减排的基本国策。

宁夏天元锰业有限公司生产电解金属锰产生锰渣的主要成分为二水硫酸钙和二氧化硅，年产量约70万吨（性能经银川环境检测站和国家建筑材料工业水泥能效环保评价检验测试中心检验），结论为：改性电解锰渣样品的放射性、浸出毒性、腐蚀性均符合相关标准要求，改性电解金属锰渣不属于工业危险物，属于一般工业固体废物，以上废渣的堆存，不仅占用大量土地资源，而且其中的有害成分通过介质向周围环境扩散、渗透土壤、水源、大气造成严重污染，给生产企业和社会带来巨大的经济负担和环境负担，宁夏华夏特钢公司工业石膏制酸项目就是在这样的背景下而产生。

二、实验过程及技术特点

4、实验过程及数据

（2）焦炭的掺入量：

干基电解锰渣中的SO3平均按28%计算，焦炭的固定碳按82.88%计算，C/SO3比按0.70计算，湿基水分按22%计算，经计算：干基中焦炭的掺入量为3.33%；湿基中焦炭的掺入量为2.60%。

三、实验结论

1、在980℃加入焦炭粉后的脱硫效果较低，脱硫率最高为58.64%，不能完全脱硫。2、在1200℃时焦炭的脱硫效果相对较好，脱硫率可达到100%。3、在1200℃时加入生石灰后，脱硫效果显著降低，脱硫率仅98.1%。4、随着煅烧时间的逐渐延长，脱硫率逐渐增加，但增加速度缓慢。5、随着温度的逐渐升高，脱硫率逐渐增加，但900℃～980℃各种试验方案的脱硫率均较低。6、各种试验中最以锰渣加焦炭的试验效果最好。其他物料不能作为锰渣脱硫还原剂。7、利用SO2烟气制取硫酸目前工业生产技术已非常成熟，本实验不再涉及。

结束语

本项目是以工业石膏和锰渣为主要原料，通过高温煅烧后窑尾产生SO2气体制造硫酸，煅烧后的渣成为以硅酸盐矿物为主的水泥熟料，用于水泥厂进行水泥生产，硫酸用于宁夏天元锰业有限公司锰厂生产电解金属锰。用锰渣制硫酸联产水泥，不仅可以节约废渣堆场，减少环境污染，而且可以充分利用硫、钙资源，硫酸可以循环利用，可大大节约生产成本，还可以副产水泥熟料产生经济价值，实现了两种产品一体化生产，实现了化工和建筑材料的最佳结合。这既符合国家循环经济产业政策要求，又可以实现电解锰行业的又好又快和可持续发展，是体现经济效益、社会效益、环保效益于一体的好项目。

参考文献

[1]黄新，王海帆.我国磷石膏制硫酸联产水泥的现状[J].硫酸工业，2000（03）

[2]孙瑞军.鲁北磷石膏制酸联产水泥发展循环经济与技术创新[J].硫磷设计与粉体工程，2009（03）