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工業事產石膏資源綜合利用

鈦石膏

大乐透走势图专家推测 www.iaskuu.com.cn   一、鈦石膏

  鈦石膏是硫酸酸解鈦鐵礦(FeTiO3礦石基本是攀枝花礦)生產鈦白粉時的工業廢渣。其主要化學成分為二水石膏(即β-CaSO4·2 H2O)。

  2010年3月9日受江蘇鎮江市環境?;ぞ中慮志治?,中國環境科學研究院固體廢物污染控制技術研究所對江蘇太白集團有限公司產生的工業副產鈦石膏廢渣進行了固體廢物危險特性鑒別,同時進行了化學分析。經過樣品的腐蝕性分析,浸出毒性分析和毒性物質含量分析,綜合判斷樣品不屬于危險廢物。其經550℃煅燒后,它的主要化學組成如下所示:

  表1 江蘇太白集團有限公司鈦石膏主要化學成分分析(%)

 

成 份

SO3

Cao

Fe2O3

Ti2O3

SiO2

Al2O3

MnO

MgO

含 量

44.85

36.54

12.4

3.32

1.53

1.0

0.14

0.1

 

  從表上可知:SO3 CaO含量達81.39%,對照相關標準是符合其原料組成基本含量的要求,但是Fe2O3等雜質含量為18.25%。由于國民經濟的發展需要,鈦白粉市場的生產空間較大,據業內人士初步測算我國每年排放鈦石膏廢渣約1700萬噸,除少量用于水泥緩凝劑和土壤改良劑外,它的絕大部分為填埋,占用大量土地資源,對環境?;げ洗蟾好嫘в?。

 

鈦石膏 鈦石膏
鈦石膏 鈦石膏

 

  二、解決方案

  1、原料

  鈦石膏為鈦白粉副產特,自由水含量在40%左右,顏色為淺紅色。

  2、產品設計

  鈦石膏可加工成為石膏砌塊、粘結石膏、粉刷石膏、石膏隔墻板、石膏模盒等。

  3、 生產線規劃

  1) 根據產品需求,設計鈦石膏煅燒線:1、年煅燒50萬噸石膏粉生產線一條,用于:石膏砌塊、石膏隔墻板、石膏模盒生產;粉刷石膏。

  2) 為提高產品品質,建議配套增設粉磨生產線,將半水石膏磨至120目。

  3) 砌塊生產線、粘結石膏粉生產線。

  4) 石膏模盒生產線設。

  5) 石膏隔墻板線。

  6) 石膏粉烘干、煅燒烘干均需要熱源,根據原料特性整個生產工藝采用中溫烘干+低溫煅燒的二步工藝流程,熱源為燃煤熱風熱源。石膏原料經鏟車喂入前置系統,經打散、計量、除鐵輸送到烘干機烘干,合格的半成品經輸送篩分后再經提升機提到半成品倉;經原料計量再經提升機輸送進入沸騰爐煅燒系統,合格產品經冷卻或球磨機粉磨經鏈式輸送到提升機送入三個沉化倉進行72小時沉化處理。

  三、主要工藝流程

  一、鈦石膏除鐵工藝流程

  

鈦石膏

 

  方案(一)

  

鈦石膏

 

  方案(二)

  2、烘干、煅燒工藝流程

  

鈦石膏

 

  3、半干法石膏砌塊工藝流程

  

鈦石膏

 

  四、工藝總述

  (一)煅燒工藝

  根據原料特性整個生產工藝采用中溫烘干+低溫煅燒的二步工藝流程,熱源為燃煤熱風熱源。烘干采用國內節能三筒烘干機設備,煅燒系統采用國內節能設備石膏專用沸騰爐設備;石膏原料經鏟車喂入前置系統,經打散、計量、除鐵輸送到烘干機烘干,烘干機的煅燒余熱+熱風換熱節能熱源組成,合格的半成品經輸送篩分后再經提升機提到半成品倉,篩分主要是篩掉不符合煅燒的雜質;經原料計量再經提升機輸送進入沸騰爐煅燒系統,合格產品經冷卻或球磨機粉磨經鏈式輸送到提升機送入三個沉化倉進行72小時沉化處理,陳化倉內均裝有除塵、料位、均化系統,倉頂除塵吸出多余熱量,均化系統在均化的同時并防止成品結塊。

  從原料的預處理開始,烘干、粉碎、煅燒、粉磨改性、陳化、儲存,包裝等工序做到工藝布置安全、流暢、合理、美觀,生產線全系統負壓運行,環保設置符合國家一類環保地區標準;保障生產產品質量的恒定如一。

  分系統簡介

  整個生產分為預處理烘干、粉磨、煅燒、球磨改性、陳化均化、包裝、自動控制、熱源、電力、生產實驗十個部分進行規劃。

  預處理烘干工段:初水≤25%的石膏原料經鏟車喂入二個3噸小料倉后,經除鐵器去除鐵質計量輸送至粘土破碎機,打散因原料堆積造成的塊狀原料,并按比例計量添加劑和原料混合,再經輸送送至三筒烘干機,烘干后的原料附著水控制在≤2%,供下工序應用,除塵系統選用旋風除塵+耐高溫耐腐蝕防粘接布袋二級除塵,除塵后粉塵排放濃度30mg/m3;原料制備烘干系統采用二個系統,熱源共用的方式,熱源由燃煤熱風爐+煅燒燃煤熱風爐余熱構成。

  粉磨、混合工段:石膏原料烘干后>60目的半成品影響后工序煅燒,烘干后的半成品進入粉磨設備進行粉磨、混合,半成品細度更符合產品要求。

  煅燒系統:石膏煅燒沸騰爐設備采用的是低溫煅燒工藝,產品質量可精確控制在初終凝時間誤差20秒以內,并可具要求在一定范圍內調整初終凝時間,熱源完全利用煤導熱油鍋爐。除塵系統選用流化板脈沖除塵+旋風除塵+耐高溫耐腐蝕防粘接、防結露布袋三級除塵系統,除塵后粉塵排放濃度30mg/m.

  整個系統由石膏煅燒專用沸騰爐系統、熱源系統、計量系統、輸送系統、溫控系統、除塵系統構成

  粉磨、改性:球磨(或粉磨)是改善脫硫石膏顆粒級配的有效手段。試驗結果表明,球磨使石膏中二水石膏晶體規則的板狀形貌和均勻的尺度遭到破壞,其顆粒呈現柱狀、板狀、糖粒狀等多樣化。這種對顆粒形貌和級配的改善,提高了磷石膏膠結材的流動性,使其標準稠度水固比大大降低,解決了硬化體孔隙率高、結構疏松的缺陷。粉磨、改性后的產品細度粒徑更小,沉化時成品三項轉化更均勻,通過粉磨成品強度得到不同程度的提高。

  陳化均化:煅燒出的產品,其物相組成不穩定、內含能量較高、分散度大、吸附活性高,從而出現熟石膏的標稠需水量大、強度低及凝結時間不穩定等現象。通過設置三個陳化倉和倉內活化系統,陳化時間為72小時,改善以上所述產品缺陷。并通過轉倉的方式進一步對產品進行均化。

  包裝:包裝可分為散裝、自動包裝和自動裝車二個系統進行規化。包裝產量100噸/小時,裝車可分為四個自動裝車道裝車。

  實驗:生產過程的控制始終以實驗參數指導生產的全過程,包括原材料的檢驗、各生產過程的實驗、出廠成品的檢驗等環節,實驗室配備全套分析化驗實驗儀器。

  自動化控制:自動化控制始終貫穿生產的全過程,物料的精確計量、溫控的調整、倉儲的料位和稱重等均有工控機系統完成,控制系統如下車前所示

  熱源供給:以煤為熱源的潔凈熱風供熱系統,選用燃煤直熱風爐技術,可根據下游產品需要選用間接熱熱風爐,熱風應用中低溫區間,溫控恒定,溫差控制在煅燒溫度±50C區間,產品質量相對穩;燃煤直熱風爐燃燒充分,燃燒后SO2 含量900mg/m3,符合國家標準;如采用間接換熱方式,需裝配脫硫系統。煅燒選用直熱風,烘干選用煅燒余熱+一部分直熱風混合使用,最大限度節約能耗。

  電力供應系統

  生產車間設控制中心,車間電纜線路敷設主要采用電纜地溝、電纜橋架、穿鋼管敷設方式。照明與動力分別供電,照明系統用電單獨核算。生產照明主要采用新型高效節能防爆燈。

生產線特點

 

  節能降耗、工藝簡潔、自動控制減少用工;

  整條生產線全自動工控,數據化程控生產,產品質量穩定;

  質量調整簡單,據市場要求隨意調整產品的物理指標,并可在生產過程中調節;

  節約能源,整線采用現今國內節能降耗設備,烘干采用高效烘干設備—二筒烘干機并配備煤沸騰爐熱源,輸送全采用板鏈提升及鏈式水平輸送設備,煅燒系統采用現今國內最節能設備—石膏專用沸騰爐生產。綜合能耗比傳統設備節約30%以上。

  生產線負壓運行,環保達保家一類地區環保標準.

  環保設置:

  除塵因原料的烘干、輸送、鍛燒、熱源系統、包裝過程中會產生大量粉塵,粉塵的主要成份是石膏粉,采用合理的工藝流程和選擇用先進的設備,是控制粉塵、安全生產的主要步驟;并對無法密閉的揚塵點進行抽吸,經過除塵設備靜化再排出室外,保證工作環境達到規定標準。

  除塵系統設置

  烘干、鍛燒系統各設置一套耐高溫、防結露、防粘結脈沖袋式除塵+旋風塵設備;排放標準達國家一類環保地區環保標準,排放濃度小于30mg/m3

  除塵系統示意圖

  

鈦石膏

 

  自動控制

  DCS系統在工業生產過程中被廣泛使用,目前興建或改造的大中型石膏粉生產線中采用了PLC控件、系統界面軟件組成DCS 自動控制系統,我們選用了遠程數據??楹凸ひ導撲慊約跋嚶Φ謀鏡豂/O 設備來完成自動化控制。生產系統按石膏粉生產工藝過程要求分為4大功能子系統,共有系統流程主畫面、系統稱量稱重界面、歷史參數界面、打印界面四個操作界面組成。

鈦石膏

 

  (二)成型工藝

  經煅燒陳化后的建筑石膏粉,配比其他材料和工業廢渣,首先由電氣控制系統完成物料自動上料、自動計量,通過配料系統和自動供水系統完成物料配合比;2、配料完成后,料槽在軌道上邊移動邊攪拌至第一臺成型砌塊主機位置,將漿料倒入模腔內;3、然后再通過自動上料、計量、供水、料槽邊移動邊攪拌,將漿料澆注到第二、第三、第四臺成型砌塊主機模腔內;4、待第一、第二、第三、第四臺成型砌塊主機模腔內的漿料分別初凝后,由液壓系統分別控制完成刮料、頂升;5、再由移動行車及機械手將產品移位堆放至擺渡車送至烘干窯;6、液壓刮漿時的余料及時通過機械系統自動回收至儲水槽,與儲水槽內的水混合后待用,往復動作、連續生產。

  生產過程中,成型砌塊主機固定,計量準確,移動攪拌澆注定時、定點、定位,電氣控制,無需人工組模、脫模,采用液壓頂升系統,節省勞動力,節約資源,使生產工藝連續化、規?;?、自動化。