Способ получения двуокиси серы и портландцемента Советский патент 1982 года по МПК C01B17/50 C04B11/00 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВУОКИСИ СЕРЫ И ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

Изобретение относится к технологии получения вяжущих веществ и сернокислого ангидрида, используемого в производстве серной кислоты, из сульфата кальция и его разновидностей (фосфогипс фторгипс и т.д:). Известен способ переработки сульфата кальция, основанный на спекании сульфата кальция с глиной и восстановителем (коксом, углем и др,) при высокотемпературной обработке. В присутствии восст новителя происходит разложение сульфата кальция с образованием его окиси, которая приводит к образованию компонентов цементного клинкера гСаЗрф-ьСг 4Ca(.. Выделивщаяся при разложении сульфата кальция окись кальция реагирует при высокотемпературном спекании с глиной с образованием минералов портландцемен тного клинкера Ci,5, Сд5, CjA, 4СА, а полу ченные газы, содержащие SOij , испольауетг для получения серной кислоты ГЧ Недостатками этого процесса являются низкая скорость кшшкерообразования, необходимость введения в щихту значительных количеств кокса и болыиой пылеунос до 5О-6О%. Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ, заключающийся в том, что сульфат кальция, полученный при разложении апатитового концентрата, подвергают обработке солевыми растворами, содержащими 2520О г/л при 25-100°С в течение 1-5 ч с получением осадка карбоната кальция и водного раствора сульфата натрия, который упаривают, вьзделенные сульфатные сопи подвергают термической карбонизации при 400-700 С с получением карбоната натрия, при этом углекислый кальций направляют на спекание с глинистым компонентом при 13ОО1450 С, а серосодержащие газы - на производство серной ююлоты 12 . 39 Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает полного восстановления сульфата натрия в карбонат, кроме того, этот способ не предусматривает получение двуокиси кремния. Цель изобретения - повышение степени переработки сульфата натрия и одновременное получение двуокиси кремния. Поставленная цель достигается способом, включакщим обработку сульфата кальшш содовым раствором,, разделение полученной пульпы на образующие карбонат кальция и раствор сульфата на рия, упаривание его, смешение вьэделенного No(150 с углем в мольном отношении NOnQ/C 5-10 и с кварцитовыми отхо дами в отношении ),5-3,0, термообработку полученной смеси при ЭОО-ХЗОО С, растворение образующегос при этом силиката натрия в воде и карб низацию его с образованием двуокиси кремния и углекислого натрия. Выбор вышеуказанных интервалов температуры и отношений NQ(jO/C и 5iOfj/Nc( обусловлен тем, что проведе ние процесса при более высоких значени этих параметров экономически нецелесоо разно, а при меньших значениях не дост гается полная переработка. Предлагаемый способ заключается в следующем. Сульфат кальция подвергают содовой обработке с получением водного раствора сульфата натрия и карбоната кальция Из водного раствора выделякуг сульфат натрия, который смешивают с кварцитовыми отходами в соотношении ,0 О,5-3,О и с углем в отношении Nflij O/С- 5-10 и обжигают при ЭОО-13ОО С (в зависимости от отношения SiOn/NdrtO до спекания или Д плавления) по схеме Hc(i50 + nSiO, + NdQ O-n-5iO . Полученный после термической обработки силикат натрия растворяют в во де и подвергают карбонизации углекислы газом по реакции nSiO,4-COr} Ма,еОз+nSi OQ с получением содового раствора и кремне кислоты . Пример. Фосфогипс в количестве 136 г обрабатывают содовым раствором 24 содержащим 106 г/л МапСО-,, по реакNdij cOj 4 со 504 NdtiSOA Go соз с получением 142 г сульфата натрия, который выделяется из раствора путем вьшарки при 100°С. Образовавшийся в ходе реакции карбонат кальция направляют для производства портландцемента. или другого известкового вяжущего. Полученный сульфат натрия смешивают с кварцитом (5i Ог ) и углем из расчета получения в шихте молекулярных отношений 0,5-3 и Nq,. При этом в результате термического обжига осуществляют реакцию ,i.C+0,50n NcJftSi044 50а+соаiс получением 122 г силиката натрия и 64 г сернистого газа. Силикат натрия (122 г) подвергают растворению в воде, и карбонизации углекислым газом по реакции Mcj SiOj+cO rNa COj + SiO, при этом получают 106 г углекислого натрия, который возвращают в голову процесса на разложение сульфата кальция, и кремнекислоту в количестве 74 г, которая выделяется в виде товарного продукта (белая сажа). Предлагаемый способ обеспечивает 1ОО%-ную степень восстановления сульфата натрия, а кроме того, позволяет использовать отходы производства в виде кварцита (5i 0) для регенерации Noiij SO j в карбонат натрия с получением нового продукта - белой сажи. Создается замкнутый цикл по переработке фосфогипса с использованием всех полезных компонентов сырья. Формула изобретения Способ получения двуокиси серы и портландцемента сульфата кальция, включающий обработку последнего содовым раствором, разделение полученной пульпы на карбонат кальция и раствор сульфата натрия, обжиг карбЬт)ата кальция с глинистым компонет-ом .до портландцемента, упарку раствора сульфата натрия, переработку его на двуокись )i и о50

доБый pacTiiop, возвращаемый в голову процесса, смешением с углем, о т . л и ч а ю щ и и с я тем, что, с цепью повышения степени переработки сульфата натрия и одаовременного получения двуокиси кремния, сульфат натрия смешивают с углем ь мольном отношении NOijO/C 5-10 и дополнительно с кварцитовыми отходами в отношении 0,5-3,О, полученную смесь подвергают термическому обжигу при температуре ЭОО-ХЗОО С и затем полу7032«

ченный силикат натрия растворяют в воде и карбонизуют с образованием двуокиси кремния и углекислого натрия.

5Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Гипс и фосфогипс. Сборник работ НИУИФ, вып. 160. Под ред. С. И. Вольфковича. М., 1968, с. 42. . 2. Авторское свидетельство СССР

10 по заявке № 2395913/29-33, кл. С 04 В 11/О4, 1976.