CN115093135B - 一种磷石膏脱硫制备贝利特硫铝酸盐水泥熟料的工艺 - Google Patents

一种磷石膏脱硫制备贝利特硫铝酸盐水泥熟料的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磷石膏脱硫制备贝利特硫铝酸盐水泥熟料的工艺，获取磷石膏，经干燥、破碎、粉磨，与硅铝铁质原料按照低KH值、低IM值的水泥熟料配料后混合粉磨；所得低KH值、低IM值混合料经预热器进入脱硫炉，加入碳质原料进行CaSO4的脱硫；所得脱硫物料冷却后加入钙质原料、铝质原料、石膏进行混合粉磨，使得IM值和PM值达到贝利特硫铝酸盐水泥熟料的标准要求；进入分解炉进行碳酸盐的分解；分解的生料进入回转窑煅烧，制得贝利特硫铝酸盐水泥熟料；本发明采用了低KH值配料脱硫的同时对IM值进行限制的方法，在实现磷石膏高效脱硫的同时限制了Al2O3含量高对磷石膏脱硫产生明显抑制作用的影响，开发了一种磷石膏高效脱硫且用于制备贝利特硫铝酸盐水泥熟料的方法。

Description

一种磷石膏脱硫制备贝利特硫铝酸盐水泥熟料的工艺
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种磷石膏脱硫制备贝利特硫铝酸盐水泥熟料的工艺。
背景技术
磷石膏是生产磷肥、磷酸时产生的固体废弃物，每生产1t磷酸约产生4.5-5t磷石膏。磷石膏的组成比较复杂，除水合硫酸钙以外，还有未完全分解的磷矿、残余的磷酸、氟化物、酸不溶物、有机质等，其中氟和有机质的存在对磷石膏的资源化利用影响最大，堆放会占用大量土地，并会对水资源和土地资源造成污染。据中国磷肥工业协会统计，2020年磷石膏年排放总量约7500-8000万吨，虽有很多行业尝试使用磷石膏，但利用率低，国内堆存量已达6亿多吨，世界达60亿多吨，磷石膏的资源化和安全高效利用，对解决堆放处理带来的环境污染、资源浪费问题具有重要意义。
磷石膏代替石灰石作为CaO源生产水泥熟料是解决磷石膏资源化利用的一个具有挑战和意义的方向，可以使熟料中的CaO主要由磷石膏提供，减少石灰石在水泥生产中的二氧化碳排放问题。然而，CaSO4相对于CaCO3而言，其需要在更高的温度下才能完全分解并脱硫，会增加工艺上的操作难度和成本，甚至在熟料煅烧的温度下依然能大量存在，会对熟料的生产和应用带来诸多不利影响，这无疑制约了其在水泥熟料制备上的应用。
贝利特硫铝酸盐水泥是以
Figure BDA0003743921320000011
矿物替代了硅酸盐水泥中的C3S和C3A矿物，用于弥补C2S早期水化慢、强度低的缺点，相对于硫铝酸盐水泥，其
Figure BDA0003743921320000012
含量低，C2S含量高，因而具有钙质原料用量少、烧成温度低、凝结时间短、早期强度高、后期强度发展稳定、微膨胀、耐腐蚀性好的特点，是一种低碳节能型水泥。采用固废磷石膏代替石灰石作为CaO源制备贝利特硫铝酸盐水泥熟料，可以进一步减少石灰石、天然石膏、脱硫石膏的用量，其主要起到两部分作用，其一是脱硫后的磷石膏成为CaO参与到所有矿物的形成中，其二是未脱除硫的磷石膏以CaSO4或其他含硫物质的形式参与到
Figure BDA0003743921320000013
矿物的形成中。因此，该方法也适用于磷石膏的脱硫率达不到较高水平的场合。
将磷石膏应用于水泥熟料的制备首先要进行脱硫处理，现有技术存在两种路线，一是将磷石膏单独与还原剂混合脱硫，这样存在脱硫效率不高而且产品脱硫率不稳定的缺陷。二是将磷石膏、硅铝铁质原料、还原剂混合脱硫，但因缺少相关机理及指导方法而同样存在脱硫率低的缺陷，甚至易出现熔融而难以用于生产，尤其是制备本身Al2O3含量较高的贝利特硫铝酸盐水泥熟料。
发明内容
本发明目的在于采用了低KH值配料脱硫的同时对IM值进行限制的方法，在实现磷石膏高效脱硫的同时限制了Al2O3含量高对磷石膏脱硫产生明显抑制作用的影响，开发了一种磷石膏高效脱硫且用于制备贝利特硫铝酸盐水泥熟料的方法。
为达到上述目的，采用技术方案如下：
一种磷石膏脱硫制备贝利特硫铝酸盐水泥熟料的工艺，包括以下步骤：
(1)获取磷石膏，经干燥、破碎、粉磨，与硅铝铁质原料按照低KH值、低IM值的水泥熟料配料后混合粉磨；
(2)所得低KH值、低IM值混合料经预热器进入脱硫炉，加入碳质原料进行CaSO4的脱硫；
(3)所得脱硫物料冷却后加入钙质原料、铝质原料、石膏进行混合粉磨，使得IM值和PM值达到贝利特硫铝酸盐水泥熟料的标准要求；进入分解炉进行碳酸盐的分解；
(4)分解的生料进入回转窑煅烧，制得贝利特硫铝酸盐水泥熟料。
按上述方案，步骤1配料过程中磷石膏化学成分中的SO3算入自身的烧失量，剩余化学成分对应于以CaO为主的物质进行计量。
按上述方案，步骤1中的硅铝铁质原料为砂页岩、煤矸石、硅石、粘土、粉煤灰、铝矾土、各类废渣中的一种或多种。
按上述方案，步骤1中所述KH值为0.60-0.70，IM值不超过5.00。
按上述方案，步骤2中碳质原料为普通煤、高硫煤、焦炭中的一种或多种；碳质原料中C与磷石膏中SO3的摩尔比为0.6-1.5。
按上述方案，步骤2中脱硫炉通过碳质原料以及通入三次风创造还原气氛；控制脱硫炉内CO的体积浓度为2％-6％。
按上述方案，步骤2中脱硫炉的脱硫温度为1000-1100℃。
按上述方案，步骤3中所述钙质原料为以CaO为主要成分的原料，具体为石灰石、生石灰、熟石灰中的一种或混合；所述铝质原料为以Al2O3为主要成分的原料，具体为铝矾土等；所述石膏为以CaSO4为主要成分的原料，具体为磷石膏、脱硫石膏、天然石膏的一种或混合。
按上述方案，步骤3中的KH值设定为0.60-0.70，IM值设定为9.00-12.00，PM值设定为0.40-0.50。
按上述方案，步骤4中回转窑的煅烧温度为1200-1325℃。
按上述方案，步骤4所得贝利特硫铝酸盐水泥熟料的矿物组成中
Figure DA00037439213247531523
为30％-40％，C2S为45％-55％，C4AF为0％-8％，CaSO4为0％-7％，CaS为0％。
发明人经研究发现，由于C2S可在1000-1100℃大量形成且SiO2在水泥熟料中占比较高，因而SiO2最利于CaSO4、CaS向CaO的方向转化然后结合SiO2形成C2S，从而稳定高效脱硫。另一方面，硅灰、稻壳灰等SiO2活性高的原材料通过此机理也有利于CaSO4、CaS在低温下稳定脱硫。Al2O3会从侧面促进CaSO4向CaO的方向分解，但当CaSO4分解到一定程度时又会抑制CaSO4的分解，主要原因为Al2O3结合CaSO4和CaO后形成了3CaO·3Al2O3·CaSO4，另一方面Al2O3也会直接与C2S结合形成2CaO·SiO2·Al2O3从而起不到脱硫作用，且高温煅烧熟料时又会争抢体系内的CaO，若要想通过低温实现CaSO4的高分解率和脱硫率，总得来说Al2O3是有害的。
因而在采用低KH这种高效稳定脱硫方法的情况下，由于制备贝利特硫铝酸盐水泥熟料所需Al2O3的含量较高，而Al2O3会严重影响磷石膏的脱硫效果，因此需要在低KH脱硫时对IM值进行限制，故本发明在脱硫时的混合料采用低KH值、低IM值配比，脱硫达到要求之后补充铝质原料再进行煅烧，克服了铝质原料占比过多对脱硫造成的负面影响，成功将磷石膏应用于贝利特硫铝酸盐水泥熟料的制备。
相对于现有技术，本发明有益效果如下：
本发明采用了低KH值配料使磷石膏脱硫效果好且稳定，并考虑到贝利特硫铝酸盐水泥熟料本身Al2O3较高从而对磷石膏的脱硫效果产生不利影响的问题，对IM值进行了限制，从而开发了一种磷石膏高效脱硫且用于制备贝利特硫铝酸盐水泥熟料的方法。
可以有效利用磷石膏，使熟料中的CaO主要由磷石膏提供，其中，磷石膏提供的CaO占总CaO含量的百分比在65％以上，实现磷石膏固废利用的同时减少石灰石带来的二氧化碳排放问题。
附图说明
图1：本发明磷石膏脱硫制备贝利特硫铝酸盐水泥熟料的工艺流程图。
图2：减少Al2O3的影响下，高低KH值脱硫后物料的XRD图谱。
图3：实施例1、2脱硫后物料的XRD图谱。
图4：实施例1、2所得贝利特硫铝酸盐水泥熟料的XRD图谱。
具体实施方式
以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。
具体实施方式中提供了一种磷石膏脱硫制备贝利特硫铝酸盐水泥熟料的工艺，参照附图1所示：
(1)获取磷石膏，经干燥、破碎、粉磨，与硅铝铁质原料按照低KH值、低IM值的水泥熟料配料后混合粉磨；配料过程中磷石膏化学成分中的SO3算入自身的烧失量，剩余化学成分对应于以CaO为主的物质进行计量。
(2)所得低KH值、低IM值混合料经预热器进入脱硫炉，加入碳质原料进行CaSO4的脱硫；
(3)所得脱硫物料冷却后加入钙质原料、铝质原料、石膏进行混合粉磨，使得IM值和PM值达到贝利特硫铝酸盐水泥熟料的标准要求；进入分解炉进行碳酸盐的分解；
(4)分解的生料进入回转窑煅烧，制得贝利特硫铝酸盐水泥熟料。
具体地，步骤1中的硅铝铁质原料为砂页岩、煤矸石、硅石、粘土、粉煤灰、铝矾土、各类废渣中的一种或多种。所述KH值为0.60-0.70，IM值不超过5.00。
具体地，步骤2中碳质原料为普通煤、高硫煤、焦炭中的一种或多种；碳质原料中C与磷石膏中SO3的摩尔比为0.6-1.5。脱硫炉的脱硫温度为1000-1100℃。通过碳质原料以及通入三次风创造还原气氛；控制脱硫炉内CO的体积浓度为2％-6％。
具体地，步骤3中所述钙质原料为以CaO为主要成分的原料，具体为石灰石、生石灰、熟石灰中的一种或混合；所述铝质原料为以Al2O3为主要成分的原料，具体为铝矾土等；所述石膏为以CaSO4为主要成分的原料，具体为磷石膏、脱硫石膏、天然石膏的一种或混合。
贝利特硫铝酸盐水泥熟料的标准要求KH值设定为0.60-0.70，IM值设定为9.00-12.00，PM值设定为0.40-0.50。
具体地，步骤4中回转窑的煅烧温度为1200-1325℃。所得贝利特硫铝酸盐水泥熟料的—矿物组成中C4A3S为30％-40％，C2S为45％-55％，C4AF为0％-8％，CaSO4为0％-7％，CaS为0％。
具体实施例中所用磷石膏、煤矸石、粉煤灰、铝矾土的化学成分如表1所示：
表1化学成分分析
Figure BDA0003743921320000041
Figure BDA0003743921320000051
将所用碳质原料进行常规分析和灰分的化学成分分析，此处为高硫煤，结果分别如表2、表3所示：
表2高硫煤常规分析
名称 水分 灰分 挥发分 固定碳含量 全硫 Qnet,ad Qnet,d
高硫煤 1.42 23.48 10.25 64.85 2.99 25.25 26.33
表3高硫煤灰分的化学成分分析
名称 烧失量 <![CDATA[SiO<sub>2</sub>]]> <![CDATA[Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]> <![CDATA[Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]> CaO MgO <![CDATA[SO<sub>3</sub>]]> <![CDATA[K<sub>2</sub>O]]> <![CDATA[Na<sub>2</sub>O]]>
煤灰分 0 47.36 26.12 15.21 4.16 1.55 2.11 1.03 0.40
实施例1
1、低KH值、低IM值的配比设计
将磷石膏化学成分中的SO3算入自身的烧失量中，按照烧失量20.04％+42.28％＝62.32％，剩余化学成分对应于以CaO为主的物质进行计量，类似于石灰石使用，与硅铝铁质原料和碳质原料按照低KH值、低IM值的水泥熟料进行设计配比，其中，碳质原料采用高硫煤，高硫煤按照固定碳含量与磷石膏中SO3的摩尔比为0.8计量掺入，即高硫煤用量＝磷石膏用量*0.4228*0.8*12/(80*0.6485)，硅铝铁质原料采用煤矸石、粉煤灰和铝矾土，最终采用重量比磷石膏：煤矸石：粉煤灰：铝矾土：高硫煤为90：5：2：3：7.04，高硫煤引入的灰分重量为7.04*0.2348＝1.65，配比和理论矿物组成分别如表4、表5所示：
表4配比
名称 烧失量 <![CDATA[SiO<sub>2</sub>]]> <![CDATA[Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]> <![CDATA[Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]> CaO MgO <![CDATA[SO<sub>3</sub>]]> <![CDATA[K<sub>2</sub>O]]> <![CDATA[Na<sub>2</sub>O]]> 配比
磷石膏 62.32 6.04 0.30 0.28 29.75 0.02 0 0.22 0.12 90
煤矸石 4.63 76.3 6.62 4.64 1.91 2.35 0.48 1.34 0.55 5
粉煤灰 5.33 43.41 32.88 6.44 6.72 0.7 1.2 0.81 0.47 2
铝矾土 0.43 7.67 84.03 1.73 0.43 0.16 0.05 0.78 0.03 3
煤灰分 0 47.36 26.12 15.21 4.16 1.55 2.11 1.03 0.40 1.65
表5脱硫的理论矿物组成
KH SM IM <![CDATA[C<sub>3</sub>S]]> <![CDATA[C<sub>2</sub>S]]> <![CDATA[C<sub>3</sub>A]]> <![CDATA[C<sub>4</sub>AF]]> <![CDATA[CaSO<sub>4</sub>]]>
0.634 2.171 4.597 -9.20 77.52 21.25 6.16 0.32
此次低KH值、低IM值配比的KH为0.634，IM为4.597，主要矿相以C2S为主，没有C3S。
2、磷石膏的脱硫
将按配比计量的磷石膏、煤矸石、粉煤灰和铝矾土进行混合粉磨，然后经预热器进入脱硫炉进行CaSO4的脱硫，脱硫炉通过加入计量好的高硫煤以及通入三次风创造还原气氛，脱硫炉的温度设定为1100℃。
这里需要说明的是，脱硫炉中通入三次风的速度或气体量，其受到工艺和设备的共同影响，要使其达到适宜的气氛条件，需要通过脱硫后的物料的全硫分析检测结果进行评价和调整，以全硫含量越小越好，考虑到因低KH值、低IM值配比中加入的铝质原料过多而造成磷石膏的脱硫效果变差以及需要CaSO4用于形成
Figure BDA0003743921320000061
此全硫分析换算为SO3的含量可放宽至不超过12％，本例中控制脱硫炉内CO的体积浓度为5％。
3、加入钙质原料、铝质原料和石膏，从而调整KH值，提高IM值和PM值
在脱硫后的物料中加入钙质原料、铝质原料和石膏进行混合粉磨，此处采用的钙质原料为石灰石，其化学成分分析结果如表6所示：
表6石灰石的化学成分分析
名称 烧失量 <![CDATA[SiO<sub>2</sub>]]> <![CDATA[Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]> <![CDATA[Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]> CaO MgO <![CDATA[SO<sub>3</sub>]]> <![CDATA[K<sub>2</sub>O]]> <![CDATA[Na<sub>2</sub>O]]>
石灰石 39.84 5.66 1.29 1.02 48.33 2.64 0.05 0.29 0.15
铝质原料和石膏分别采用表1的铝矾土和磷石膏，所加入的石灰石、铝矾土、磷石膏采用外掺法，即磷石膏、煤矸石、粉煤灰、铝矾土、高硫煤总重量的百分数，本例外掺的石灰石、铝矾土和磷石膏通过全硫分析结果来计算掺入量，使KH值为0.60-0.70，IM值为9.00-12.00，PM值为0.40-0.50，硫铝比PM值＝m(SO3)/(m(Al2O3)-0.64*m(Fe2O3))，若全硫分析结果的SO3含量为0％，则采用外掺17％的石灰石、12％的铝矾土和14％的磷石膏，得到的理论矿物组成如表7所示：
表7熟料的理论矿物组成
Figure BDA0003743921320000062
此次采用的KH为0.667、IM为10.893、PM为0.439。混合粉磨后的粉料经预热器进入分解炉进行碳酸盐的分解。
4、熟料煅烧
将经过分解的生料进入回转窑煅烧，从而制得贝利特硫铝酸盐水泥熟料，回转窑的温度设定为1275℃。
实施例2
1、低KH值、低IM值的配比设计
将磷石膏化学成分中的SO3算入自身的烧失量中，按照烧失量20.04％+42.28％＝62.32％，剩余化学成分对应于以CaO为主的物质进行计量，类似于石灰石使用，与硅铝铁质原料和碳质原料按照低KH值、低IM值的水泥熟料进行设计配比，其中，碳质原料采用高硫煤，高硫煤按照固定碳含量与磷石膏中SO3的摩尔比为0.8计量掺入，即高硫煤用量＝磷石膏用量*0.4228*0.8*12/(80*0.6485)，硅铝铁质原料采用煤矸石和粉煤灰，最终采用重量比磷石膏：煤矸石：粉煤灰：高硫煤为90：5：5：7.04，高硫煤引入的灰分重量为7.04*0.2348＝1.65，配比和理论矿物组成分别如表8、表9所示：
表8配比
名称 烧失量 <![CDATA[SiO<sub>2</sub>]]> <![CDATA[Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]> <![CDATA[Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]> CaO MgO <![CDATA[SO<sub>3</sub>]]> <![CDATA[K<sub>2</sub>O]]> <![CDATA[Na<sub>2</sub>O]]> 配比
磷石膏 62.32 6.04 0.30 0.28 29.75 0.02 0 0.22 0.12 90
煤矸石 4.63 76.3 6.62 4.64 1.91 2.35 0.48 1.34 0.55 5
粉煤灰 5.33 43.41 32.88 6.44 6.72 0.7 1.2 0.81 0.47 5
煤灰分 0 47.36 26.12 15.21 4.16 1.55 2.11 1.03 0.40 1.65
表9脱硫的理论矿物组成
KH SM IM <![CDATA[C<sub>3</sub>S]]> <![CDATA[C<sub>2</sub>S]]> <![CDATA[C<sub>3</sub>A]]> <![CDATA[C<sub>4</sub>AF]]> <![CDATA[CaSO<sub>4</sub>]]>
0.656 3.268 2.531 -3.40 80.19 11.76 7.13 0.45
此次低KH值、低IM值配比的KH为0.656，IM为2.531，主要矿相以C2S为主，没有C3S。
2、磷石膏的脱硫
将按配比计量的磷石膏、煤矸石和粉煤灰进行混合粉磨，然后经预热器进入脱硫炉进行CaSO4的脱硫，脱硫炉通过加入计量好的高硫煤以及通入三次风创造还原气氛，脱硫炉的温度设定为1090℃。
这里需要说明的是，脱硫炉中通入三次风的速度或气体量，其受到工艺和设备的共同影响，要使其达到适宜的气氛条件，需要通过脱硫后的物料的全硫分析检测结果进行评价和调整，以全硫含量越小越好，考虑到因低KH值、低IM值配比中加入的铝质原料过多而造成磷石膏的脱硫效果变差以及需要CaSO4用于形成
Figure BDA0003743921320000071
此全硫分析换算为SO3的含量可放宽至不超过12％，本例中控制脱硫炉内CO的体积浓度为4％。
3、加入钙质原料、铝质原料和石膏，从而调整KH值，提高IM值和PM值
在脱硫后的物料中加入钙质原料、铝质原料和石膏进行混合粉磨，此处采用的钙质原料为石灰石，其化学成分分析结果如表10所示：
表10石灰石的化学成分分析
名称 烧失量 <![CDATA[SiO<sub>2</sub>]]> <![CDATA[Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]> <![CDATA[Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]> CaO MgO <![CDATA[SO<sub>3</sub>]]> <![CDATA[K<sub>2</sub>O]]> <![CDATA[Na<sub>2</sub>O]]>
石灰石 39.84 5.66 1.29 1.02 48.33 2.64 0.05 0.29 0.15
铝质原料和石膏分别采用表1的铝矾土和磷石膏，所加入的石灰石、铝矾土、磷石膏采用外掺法，即磷石膏、煤矸石、粉煤灰、高硫煤总重量的百分数，本例外掺的石灰石、铝矾土和磷石膏通过全硫分析结果来计算掺入量，使KH值为0.60-0.70，IM值为9.00-12.00，PM值为0.40-0.50，硫铝比PM值＝m(SO3)/(m(Al2O3)-0.64*m(Fe2O3))，若全硫分析结果的SO3含量为0％，则采用外掺24％的石灰石、14％的铝矾土和14％的磷石膏，得到的理论矿物组成如表11所示：
表11熟料的理论矿物组成
Figure BDA0003743921320000082
此次采用的KH为0.670、IM为9.341、PM为0.440。混合粉磨后的粉料经预热器进入分解炉进行碳酸盐的分解。
4、熟料煅烧
将经过分解的生料进入回转窑煅烧，从而制得贝利特硫铝酸盐水泥熟料，回转窑的温度设定为1300℃。
发明人对于磷石膏的脱硫进行了研究，采用低KH为0.666与高KH为0.764在其他条件相同的情况下对脱硫效果进行对比，理论矿物组成如表12所示，XRD图谱如图2所示，KH为0.666的组合中CaSO4和含硫的峰明显低于KH为0.764的组合，且C2S的峰更明显，该结果表明低KH的配比使得脱硫效果更好。
表12脱硫所用配比的理论矿物组成
KH SM IM <![CDATA[C<sub>3</sub>S]]> <![CDATA[C<sub>2</sub>S]]> <![CDATA[C<sub>3</sub>A]]> <![CDATA[C<sub>4</sub>AF]]> <![CDATA[CaSO<sub>4</sub>]]>
0.764 2.710 1.444 27.07 49.32 7.83 11.16 0.25
0.666 2.717 1.404 -0.22 75.16 8.11 12.18 0.26
本发明中实施例1、2的IM值要高，理论矿物组成如表13所示，脱硫后的XRD图谱
—如图3所示，IM较高导致出现明显的C4A3S、CaSO4和含硫的峰，其中，实施例1较实施例2更明显。
表13脱硫所用配比的理论矿物组成
项目 KH SM IM <![CDATA[C<sub>3</sub>S]]> <![CDATA[C<sub>2</sub>S]]> <![CDATA[C<sub>3</sub>A]]> <![CDATA[C<sub>4</sub>AF]]> <![CDATA[CaSO<sub>4</sub>]]>
实施例1 0.634 2.171 4.597 -9.20 77.52 21.25 6.16 0.32
实施例2 0.656 3.268 2.531 -3.40 80.19 11.76 7.13 0.45
本发明实施例的各原料中CaO占总CaO含量的百分比如表14所示，实施例1和实施例2制得贝利特硫铝酸盐水泥熟料的XRD图谱如图4所示，各熟料矿物均形成良好。测得所有实施例的熟料中SO3含量不超过9％，在1275℃的煅烧温度下制得了该熟料；磷石膏提供的CaO占总CaO含量的百分比均在65％以上，因而本发明所制得贝利特硫铝酸盐水泥熟料中的CaO主要由磷石膏提供。
本发明中实施例1和实施例2在低KH值、低IM值脱硫时Al2O3的含量不同，具体表现为IM值不同，实施例1的优点在于制得更多
Figure BDA0003743921320000081
的同时，后续石灰石的掺量较低，缺点在于Al2O3的含量较高，磷石膏的脱硫率会下降；实施例2的优点在于Al2O3的含量低，磷石膏的脱硫率高，缺点在于要制得较多的
Figure BDA0003743921320000091
后续需补充铝质原料和更多的石灰石；因此，脱硫时的配比可根据工厂的实际情况进行调整。
表14各原料中CaO占总CaO含量的百分比
Figure BDA0003743921320000092
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种磷石膏脱硫制备贝利特硫铝酸盐水泥熟料的工艺，其特征在于包括以下步骤：
(1)获取磷石膏，经干燥、破碎、粉磨，与硅铝铁质原料按照低KH值、低IM值的水泥熟料配料后混合粉磨；所述KH值为0.60-0.70，IM值不超过5.00；
(2)所得低KH值、低IM值混合料经预热器进入脱硫炉，加入碳质原料进行CaSO4的脱硫；碳质原料为普通煤、高硫煤、焦炭中的一种或多种；碳质原料中C与磷石膏中SO3的摩尔比为0.6-1.5；脱硫炉通过碳质原料以及通入三次风创造还原气氛；控制脱硫炉内CO的体积浓度为2％-6％；脱硫炉的脱硫温度为1000-1100℃；
(3)所得脱硫物料冷却后加入钙质原料、铝质原料、石膏进行混合粉磨，使得IM值和PM值达到贝利特硫铝酸盐水泥熟料的标准要求；进入分解炉进行碳酸盐的分解；KH值设定为0.60-0.70，IM值设定为9.00-12.00，PM值设定为0.40-0.50；
(4)分解的生料进入回转窑煅烧，制得贝利特硫铝酸盐水泥熟料。
2.如权利要求1所述磷石膏脱硫制备贝利特硫铝酸盐水泥熟料的工艺，其特征在于步骤1中的硅铝铁质原料为砂页岩、煤矸石、硅石、粘土、粉煤灰、铝矾土、各类废渣中的一种或多种。
3.如权利要求1所述磷石膏脱硫制备贝利特硫铝酸盐水泥熟料的工艺，其特征在于步骤3中所述钙质原料为以CaO为主要成分的原料，具体为石灰石、生石灰、熟石灰中的一种或混合；所述铝质原料为以Al2O3为主要成分的原料，具体为铝矾土；所述石膏为以CaSO4为主要成分的原料，具体为磷石膏、脱硫石膏、天然石膏的一种或混合。
4.如权利要求1所述磷石膏脱硫制备贝利特硫铝酸盐水泥熟料的工艺，其特征在于步骤4中回转窑的煅烧温度为1200-1325℃。
5.如权利要求1所述磷石膏脱硫制备贝利特硫铝酸盐水泥熟料的工艺，其特征在于步骤4所得贝利特硫铝酸盐水泥熟料的矿物组成中为30％-40％，C2S为45％-55％，C4AF为0％-8％，CaSO4为0％-7％，CaS为0％。
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