一种利用脱硫石膏制备高纯度硫酸钙的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用脱硫石膏制备高纯度硫酸钙的方法。首先将脱硫石膏进行焙烧、脱去水分，得到焙烧熟料；所得焙烧熟料进行水浸，水浸后固液分离，得到滤液A和滤饼B；所得滤饼B加入洗涤槽进行洗涤，然后固液分离，得到滤液C和滤饼D，所得滤液C返回步骤b水浸工序进行循环使用；将所得滤饼D进行烘干，得到硫酸钙产品；焙烧过程中产生的焙烧烟气引入所得滤液A中进行反应，反应生成碳酸钙沉淀，所得反应物进行固液分离；分离所得碳酸钙返回脱硫工序循环使用，所得滤液返回产品洗涤槽进行循环使用。本发明专利技术方法工艺简单，综合利用率高，经济效益好。益好。

【技术实现步骤摘要】
一种利用脱硫石膏制备高纯度硫酸钙的方法
一、
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[0001]本专利技术属于大宗固废资源化
，具体涉及一种利用脱硫石膏制备高纯度硫酸钙的方法。
二、
技术介绍
：
[0002]脱硫石膏是燃煤电力、钢铁冶炼、铝冶炼、氟化工、水泥等行业含硫烟气采用石灰石
‑
石膏湿法或氢氧化钙脱硫后形成的副产物，脱硫石膏(也称为排烟脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏)的主要成分是CaSO4·
2H2O，含量约90～93％，此外含有约3～8％的CaCO3、约1～5％的CaF2，主要用作水泥缓凝剂或用于制作石膏制品、改良土壤与路基回填材料等。但是，因脱硫石膏市场严重供过于求，每年仍有巨量的脱硫石膏无法得到有效利用，必须闲置堆放，占用大量土地资源。尤其对于一些含危害性杂质如可溶氟化物的脱硫石膏属于危险固废，处置不当极易造成二次污染，给当地生态环境造成潜在污染风险。如何将脱硫石膏提纯、进行增值利用，减少脱硫石膏存量，消除二次污染，具有深远的研究价值和显著的社会环境效益。
[0003]专利申请CN 113149055A公开了一种利用工业脱硫石膏制备碳酸钙联产硫酸盐的方法，该方法是将脱硫石膏进行调浆处理，得到石膏浆液，石膏浆液采用碱性化合物(所用碱性化合物为液氨、氨水、尿素、氢氧化钠、氢氧化钾中至少一种)调节至碱性后，通入二氧化碳气体进行反应，反应完成后，固液分离，得到碳酸钙产品和硫酸盐溶液；硫酸盐溶液通过除杂处理后，浓缩结晶，得到硫酸盐产品；该方法能够实现脱硫石膏的资源化综合利用，不但能够得到较高纯度的碳酸钙产品，可返回电力、氟化工、金属冶炼行业烟气脱硫过程中，而且可以获得硫酸盐(硫酸铵)等副产品，可用于农业生产用肥料或工业原料，促进硫、钙资源的综合利用。
[0004]专利技术专利CN 113461034A公开一种脱硫石膏生产亚硫酸钠的方法，该方法以脱硫石膏为原料，用含钠溶液(所用含钠溶液为碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠溶液的至少一种)作转型液，将脱硫石膏中的亚硫酸钙转化成碳酸氢钙，同时副产亚硫酸钠，从而实现脱硫石膏中的钙以碳酸氢钙或碳酸钙的形式分离回收，硫则以亚硫酸钠的形式分离回收，变废为宝，大大减轻烟气脱硫后续的环保压力，适合于脱硫石膏资源化治理的工业应用。
[0005]以上现有处理方法虽然对脱硫石膏进行了简单利用，但仍然存在一定的不足之处：产品是附加值较低的亚硫酸钠、碳酸钙、碳酸氢钙和硫酸铵，投入多产出少，企业积极性不高。
三、
技术实现思路
：
[0006]本专利技术要解决的技术问题是：针对脱硫石膏现有处理方法中存在的不足之处，本专利技术提供一种新的利用工业脱硫石膏制备高纯度硫酸钙的方法。本专利技术方法工艺简单、综合利用率高、经济效益好，实现了脱硫石膏的增值利用和碳酸钙的循环使用，减少了生产过程的二氧化碳排放；无需外加药剂，整个生产过程没有废水废渣、废气，达标排放。
[0007]为了解决上述问题，本专利技术采取的技术方案是：
[0008]本专利技术提供一种利用脱硫石膏制备高纯度硫酸钙的方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0009]a、将脱硫石膏进行焙烧，脱去水分，同时石膏中的碳酸钙分解生成氧化钙和CO2，焙烧后得到焙烧熟料；
[0010]b、将步骤a所得焙烧熟料进行水浸，水浸后进行固液分离，得到滤液A和滤饼B，滤液A的溶质是氢氧化钙；
[0011]c、将步骤b所得滤饼B加入洗涤槽进行洗涤，然后进行固液分离，得到滤液C和滤饼D，所得滤液C返回步骤b水浸工序进行循环使用；将所得滤饼D 进行烘干，得到硫酸钙产品；
[0012]d、将步骤a焙烧过程中产生的焙烧烟气引入所得滤液A中进行反应，反应生成碳酸钙沉淀，所得悬浮液进行固液分离；分离所得碳酸钙返回脱硫工序循环使用，所得滤液返回产品洗涤槽进行循环使用。
[0013]根据上述的利用脱硫石膏制备高纯度硫酸钙的方法，步骤a中所述脱硫石膏中水分的质量百分含量为14～19％，脱去水分后所得焙烧熟料中水分的质量百分含量小于0.5％。
[0014]根据上述的利用脱硫石膏制备高纯度硫酸钙的方法，步骤a中所述焙烧过程中焙烧温度为825～950℃，焙烧时间为30～75min。
[0015]根据上述的利用脱硫石膏制备高纯度硫酸钙的方法，步骤a中所述焙烧过程中焙烧温度为850～900℃，焙烧时间为45～60min。
[0016]根据上述的利用脱硫石膏制备高纯度硫酸钙的方法，步骤a中所述脱硫石膏为处理工业含硫烟气得到的任何形态的脱硫石膏。
[0017]根据上述的利用脱硫石膏制备高纯度硫酸钙的方法，步骤b所述水浸过程中控制液固比为2:1～8:1，水浸过程中搅拌时间为45～120min。
[0018]根据上述的利用脱硫石膏制备高纯度硫酸钙的方法，步骤b中所述水浸过程中控制液固比为5:1～8:1，水浸过程中搅拌时间为60～90min。
[0019]根据上述的利用脱硫石膏制备高纯度硫酸钙的方法，步骤c所述洗涤过程中控制液固比为2:1～7:1，洗涤过程中搅拌时间为30～120min。
[0020]根据上述的利用脱硫石膏制备高纯度硫酸钙的方法，步骤c所述洗涤过程中控制液固比为5:1～7:1，洗涤过程中搅拌时间为60～90min。
[0021]根据上述的利用脱硫石膏制备高纯度硫酸钙的方法，步骤d中所述反应的终点为溶液的pH值为6.5～7.5，所得硫酸钙的纯度≥96％。
[0022]本专利技术利用脱硫石膏制备高纯度硫酸钙的方法，是通过焙烧分解碳酸钙、而后水浸溶解氧化钙，从而去除石膏中的碳酸钙，达到提高石膏纯度的目的，其基本原理为：
[0023]步骤a发生的反应：CaCO3→
CaO+CO2[0024]步骤b发生的反应：CaO+H2O
→
Ca(OH)2[0025]步骤d发生的反应：Ca(OH)2+CO2→
CaCO3+H2O
[0026]本专利技术的积极有益效果：
[0027]1、本专利技术技术方案恰当地利用了碳酸钙的转型，首先是通过焙烧分解碳酸钙、而后水浸溶解氧化钙、固液分离得到石膏和氢氧化钙溶液，有效去除了石膏中的碳酸钙，石膏
的纯度明显提高，硫酸钙含量从90％提高到大于96％，甚至超过98％；而且实现了碳酸钙和CO2在系统内的循环利用，节碳效果明显。
[0028]2、本专利技术整个操作工艺绿色，不需要外加药剂，不涉及废酸、废碱，没有废水、废渣排放。具有工艺流程短、处理成本低、综合利用率高、经济效益好和操作方便等优点，适合于各类脱硫石膏的增值利用。
[0029]综上所述，本专利技术具有显著的经济效益和社会效益。
四、具体实施方式：
[0030]以下结合实施例进一步阐述本专利技术，但并不限制本专利技术技术方案保护的范围。
[0031]以下实施例中采用的脱硫石膏为处理工业含硫烟气得到的任何形态的脱硫石膏；所述脱硫石膏中水分的质量百分含量为14～19％，经脱去水分后，所得焙烧熟料中水分的质量百分含量小于0.5％。
[0032]实施例1：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用脱硫石膏制备高纯度硫酸钙的方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：a、将脱硫石膏进行焙烧，脱去水分，同时石膏中碳酸钙分解生成氧化钙和CO2，焙烧后得到焙烧熟料；b、将步骤a所得焙烧熟料进行水浸，水浸后进行固液分离，得到滤液A和滤饼B；c、将步骤b所得滤饼B加入洗涤槽进行洗涤，然后进行固液分离，得到滤液C和滤饼D，所得滤液C返回步骤b水浸工序进行循环使用；将所得滤饼D进行烘干，得到硫酸钙产品；d、将步骤a焙烧过程中产生的焙烧烟气引入所得滤液A中进行反应，反应生成碳酸钙沉淀，所得悬浮液进行固液分离；分离所得碳酸钙返回脱硫工序循环使用，所得滤液返回产品洗涤槽进行循环使用。2.根据权利要求1所述的利用脱硫石膏制备高纯度硫酸钙的方法，其特征在于：步骤a中所述脱硫石膏中水分的质量百分含量为14～19％，脱去水分后所得焙烧熟料中水分的质量百分含量小于0.5％。3.根据权利要求1所述的利用脱硫石膏制备高纯度硫酸钙的方法，其特征在于：步骤a中所述焙烧过程中焙烧温度为825～950℃，焙烧时间为30～75min。4.根据权利要求3所述的利用脱硫石膏制备高纯度硫酸钙的方法，其特征在于：步骤a中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈喜平，张凯，赵伟东，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：