“工業(yè)副產石膏化學分解法綜合利用工程技術”項目獲得2016年山東省科技進步一等獎。

獲獎項目第一完成人呂天寶研究員

工業(yè)副產石膏是指工業(yè)生產中生成的以硫酸鈣為主要成分的廢渣，僅2015年我國工業(yè)副產石膏產生量約1.87億噸，主要為磷石膏、脫硫石膏、鈦石膏及酸性廢水處理形成的石膏等。工業(yè)副產石膏中雜質含量高且成分復雜，色澤差，受資源化利用技術、經濟等條件限制，目前我國綜合利用率不足50%，其中磷石膏僅為27%、鈦石膏僅為30%。目前我國工業(yè)副產石膏累積堆存量已超過5億噸，占用土地，污染環(huán)境，危害極大，是制約我國化工、電力等行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸問題。

山東魯北企業(yè)集團總公司自1977年一直從事石膏制硫酸聯(lián)產水泥技術的研究和開發(fā)，先后取得利用鹽石膏、磷石膏、天然石膏、脫硫石膏、鈦石膏化學分解制硫酸與水泥攻關試驗的成功。1999年建成“年產15萬噸磷銨、副產磷石膏制20萬噸硫酸聯(lián)產30萬噸水泥”裝置。由于石膏制硫酸與水泥存在投資高、能耗大、操作難、效益差，利用石膏品種單一等缺點，該公司近10余年研發(fā)創(chuàng)新，開發(fā)適用于多種工業(yè)固廢石膏化學分解法綜合利用新工藝，在年產20萬噸磷石膏制硫酸聯(lián)產30萬噸水泥裝置上創(chuàng)新技改，生產能力翻一番，總能耗降低50%，建設投資為原技術1/3，在國際上首次實現(xiàn)了多種工業(yè)廢石膏協(xié)同處理生產裝置的規(guī)模化穩(wěn)定運行。

中國工程院李龍土院士認為：“擁有自主知識產權，大規(guī)模處理工業(yè)副產石膏廢渣開辟了一條新路，具有廣泛示范和推廣作用。整體創(chuàng)新技術處于國際領先水平。對我國資源綜合利用、發(fā)展循環(huán)經濟，特別是增強綜合國力，具有重要意義?！敝袊Ｑ蟠髮W楊桂朋教授(國家自然科學杰出青年、長江學者、泰山學者)認為：“創(chuàng)新的化學分解法制硫酸和水泥工藝，在世界上規(guī)模最大的磷石膏制酸裝置上實現(xiàn)了產業(yè)化，解決了工業(yè)副產石膏制酸的技術難題，實現(xiàn)了石膏資源化有效利用。擁有自主知識產權的典型循環(huán)經濟綜合利用技術，對提升我國綜合科技實力具有重要意義?！?/p>

該項目突破了三大關鍵技術：

——開發(fā)了“高飽和比、高硅酸率、微氧化氣氛”工藝及自動控制技術，解決了石膏生料在氧化條件下分解不完全易“熔結”，在還原條件下易生成氣態(tài)升華硫造成管路“堵塞”的難題。使石膏分解過程始終處于穩(wěn)定的微氧化分解氣氛中。消除了系統(tǒng) “熔結”和“堵塞”，SO2濃度由6%—8%提高到11%—14%。

——開發(fā)了“一步法聯(lián)產磷酸和半水石膏”和“石膏生料高溫分解控制”新技術;研制了“偏錐噴騰復合預熱器”“石膏物理脫水及氣流干燥”“生料制備混化機”和“硫酸凈化酸洗污水封閉循環(huán)”等新裝備。實現(xiàn)了酸、水、熱平衡，解決了濕法磷酸工藝磷收率低和半水磷酸工藝產生的石膏易硬結、系統(tǒng)無法正常運轉的難題，能耗降低，生產清潔化。

——開發(fā)了兩步法中和鈦白酸性廢水新工藝。解決了鈦石膏硫酸鈣含量低，鐵、鈦等雜質含量高，煅燒過程易熔結的難題，實現(xiàn)了高鈦鐵雜質石膏的化學分解綜合利用。

山東魯北企業(yè)集團總公司董事長、黨委書記，項目第一完成人呂天寶研究員介紹：“魯北建有化學分解法綜合利用工程研究中心。該技術產生專著3部，發(fā)表論文42篇。項目達到年產40萬噸硫酸、60萬噸水泥、100萬噸磷肥、21萬噸鈦白粉等聯(lián)產規(guī)模，年資源化100萬噸廢石膏，實現(xiàn)銷售收入3億元、經濟效益0.8億元，同傳統(tǒng)工藝相比可節(jié)約硫鐵礦40萬噸、石灰石50萬噸、減排二氧化碳9萬噸，避免工業(yè)副產石膏堆存占地約170畝，節(jié)約石膏倒運管理費3000萬元。硫酸產品自用生產磷肥和鈦白粉;高強低堿的優(yōu)質水泥產品暢銷山東、河北等地，已應用到黃驊港等國家重點工程。”

據悉，該項目采用化學法大規(guī)模協(xié)同處理多種工業(yè)廢石膏的技術，其余國內外同類裝置均因工藝技術及經濟等原因先后停產，至今未見工業(yè)化生產報道。

來源:科技日報  作者:魏東

特此聲明：
1. 本網轉載并注明自其他來源的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點。
2. 請文章來源方確保投稿文章內容及其附屬圖片無版權爭議問題，如發(fā)生涉及內容、版權等問題，文章來源方自負相關法律責任。
3. 如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發(fā)表之日內起一周內與本網聯(lián)系，否則視為放棄相關權益。