本發明涉及一種利用低品位煤煅燒磷石膏和電石泥制備β-半水石膏的方法，屬于建筑材料
技術領域：
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背景技術：
：磷石膏是濕法磷酸生產過程中產生的工業副產品，主要成分是caso4·2h2o，質量分數大于80.0％。由于磷石膏中含有一定量影響其制品性能的雜質，例如磷、氟、有機物等，造成了其綜合利用困難。隨著磷肥工業的快速發展，大量的磷石膏隨之產生。現存的磷石膏處理方法主要以堆放方式處理，占用了大量的土地資源并產生了嚴重的環境危害。利用磷石膏生產β-半水石膏是磷石膏資源化利用的重要研究方向，具有廣闊的商業前景和實際意義。電石泥是電石水解獲取乙炔氣體后獲得的氫氧化鈣大于85％的固態廢渣。1t電石加水可生成300kg以上的乙炔氣，同時生成10t固含量約12％的工業廢液。目前我國電石泥每年的排放量約有2000萬噸，雖然有40％左右的電石泥通過綜合處理得到利用，但其余部分仍然采用堆存和填埋為主，土地和環境承載壓力大。我國煤炭資源條件較差，據文獻可知，低品位煤占到我國總煤炭資源儲量的45.68％，低品質煤是指礦物、硫等雜質含量高的煤炭或煤炭分選產品，無論它是什么樣的煤階與煤種，都由于高含雜而導致利用效率極低甚至無法利用。隨著我國煤炭開釆規模的擴大、開釆水平向深部延伸以及產煤重心的西移，我國煤炭產出中低品質煤總量不斷增加，這部分資源的開發利用，對滿足我國快速增長的能源需求及實現節能減排目標具有重要意義。專利cn201510436927.4中介紹了一種利用磷石膏制備β-建筑石膏的方法，先將磷石膏進行篩分，再與水、檸檬酸按一定比例混合，得到混合物料；再加入ca(oh)2調節物料ph至7-10，再將加熱干燥后的物料冷卻至室溫，經再次篩分后即得到β-磷建筑石膏。該發明減少了化學試劑的用量和使用種類，克服了傳統生產β-磷建筑石膏時添加大量化學試劑、生產工藝復雜繁瑣、二次污染嚴重等問題。專利cn201310142412.4公開了一種磷石膏生產磷建筑石膏的方法，以工業廢物磷石膏為原料，利用工業余熱產生的過熱蒸汽為動力的蒸汽氣流磨制備磷建筑石膏，具有原材料廣泛、生產設備簡單、產量高、成本低、生產趨于大規模化等特點。在磷石膏制備β-磷建筑石膏方面，目前采用直接煅燒或加入化學試劑進行處理的方法進行煅燒。技術實現要素：本發明所要解決的技術問題是提供一種利用低品位煤煅燒磷石膏和電石泥制備β-半水石膏的方法，其不僅具有低成本、沒有二次污染、實現了廢棄物再利用的特點，而且為低品位煤的使用提供了一種新途徑，為磷石膏高效低成本制備β-半水石膏提供了新思路，生成的β半水石膏品質良好，生產過程簡單，操作方便，易于大規模化生產。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：利用低品位煤煅燒磷石膏和電石泥制備β-半水石膏的方法，其特征在于，包括以下步驟：1)將磷石膏與電石泥按比例混合，加入煅燒設備中；2)利用低品位煤作為燃料，將燃燒生成的煙氣控制在一定溫度通入煅燒設備內進行煅燒；3)將煅燒過后的煙氣除塵，然后排出；4)將煅燒過后的產物進行研磨、陳化，時間為12～24h，即可得到β-半水石膏。按上述方案，步驟1)所述的磷石膏為磷二水石膏，其吸附水含量為0～25％、干基二水硫酸鈣含量≥90％、且雜質中可溶磷含量≥1％、可溶氟含量≥0.5％、ph值為2～4，以上均為質量百分比計。按上述方案，步驟1)所述的電石泥中氫氧化鈣大于85％，含水率為5％～20％，其中含有雜質硫化鈣、磷化鈣，以上均為質量百分比計。按上述方案，步驟1)所述的電石泥的用量為磷石膏質量的0.5％～6％。按上述方案，步驟2)所采用的低品位煤為含硫量較高的低品位煤，其灰分范圍為25.00％～40.00％，干燥基全硫分范圍為1.01％～3.00％，以上均為質量百分比計，發熱量為16.71～25.00mj/kg。按上述方案，步驟2)所用煅燒設備為直熱式回轉窯，煅燒時通入煙氣的溫度為160～200℃，煅燒時間為1～4h，其中煙氣流速為0.04～0.15m/s。按上述方案，步驟4)陳化后所得的β-半水石膏粒徑小于30μm的占總量的20％～40％，粒徑30～60μm占總量的40％～55％，粒徑60～100μm占總量的10％～30％，以上均為質量百分比計。按上述方案，步驟4)所得的β-半水石膏的物理性能為：初凝時間≥6min，終凝時間≤30min，抗折強度≥1.8mpa，抗壓強度≥3.0mpa。本發明的基本原理：傳統的β半水石膏的煅燒過程中，需要加入酸堿調節劑來調節ph至理想狀態，在煅燒過程中需加入固體吸收劑來實現脫硫，防止污染環境。本發明將酸性的磷石膏與堿性的電石泥通過按比例混合后，無需加入酸堿調節劑即可通過磷石膏與電石泥的酸堿中和來調節ph至理想狀態。除此之外，在煅燒過程中無需加入固體吸收劑，所加入的電石泥即可以在煅燒過程中吸收低品位煤燃燒所產生的so2，生成二水硫酸鈣。不僅解決了燃燒過程中所產生的環境污染問題，還增加了β半水石膏的產量，降低了生產成本，具有很大的應用前景。本發明的有益效果：與傳統β半水石膏的制備方法相比較，本發明采用低品位煤作為燃料，在煅燒過程中電石泥能夠吸收燃燒所產生的so2，緩解了煤炭燃料資源緊張的問題。在煅燒前無需加入固體吸收劑，電石泥與磷石膏混合后即可調節ph，操作步驟更加簡單。由于電石泥與磷石膏都屬于工業廢棄物，本發明所闡述的方法具有“以廢治廢”的特點，實現了工業廢棄物的再利用，降低了成本、節約了資源，符合國家可持續發展的戰略需求，生產過程簡單，操作方便，易于大規模化生產，具有良好的市場前景。具體實施方式為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。實施例1：一種利用低品位煤煅燒磷石膏和電石泥制備β-半水石膏的方法，所述的磷石膏為磷二水石膏，其吸附水含量為10％，干基二水硫酸鈣含量90％、且雜質中可溶磷含量1％，可溶氟含量0.5％、ph值為2.5，按照100g干基磷石膏：3.0g干基電石泥渣的比例取磷石膏和電石泥，電石泥渣是電石水解獲取乙炔氣體后獲得，氫氧化鈣含量為85％，含水率為8％，其中含有雜質硫化鈣、磷化鈣。將磷石膏與電石泥混合均勻之后加入直熱式回轉窯中，采用含硫量較高的低品位煤炭作為燃料，該種低品位煤的灰分范圍為28.00％，干燥基全硫分范圍為1.5％，發熱量為18.70mj/kg。煅燒時通入煙氣的溫度為165，℃煅燒時間為2h。其中煙氣流速為0.08m/s。將煅燒過后的煙氣利用除塵器除塵，然后用引風機直接排出。將煅燒過后的產物進行研磨、陳化，時間為14h，即可得到主要性能(見附表，實施例1)符合gb/t9776-2008《建筑石膏》要求的β-半水石膏。其粒徑小于30μm的占總量的24％，粒徑30～60μm占總量的46％，粒徑60～100μm占總量的30％，以上均為質量百分比計。實施例2一種利用低品位煤煅燒磷石膏和電石泥制備β-半水石膏的方法，所述的；磷石膏為磷二水石膏，其吸附水含量為12％，干基二水硫酸鈣含量93％、且雜質中可溶磷含量1.5％，可溶氟含量0.7％、ph值為2.7，按照100g干基磷石膏：5.2g干基電石泥渣的比例取磷石膏和電石泥，電石泥渣是電石水解獲取乙炔氣體后獲得，氫氧化鈣含量為87％，含水率為8.6％，其中含有雜質硫化鈣、磷化鈣。將磷石膏與電石泥混合均勻之后加入直熱式回轉窯中，采用含硫量較高的低品位煤炭作為燃料，該種低品位煤的灰分范圍為31.00％，干燥基全硫分范圍為1.8％，發熱量為20.10mj/kg。煅燒時通入煙氣的溫度為170，℃煅燒時間為2h。其中煙氣流速為0.10m/s。將煅燒過后的煙氣利用除塵器除塵，然后用引風機直接排出。將煅燒過后的產物進行研磨、陳化，時間為16h，即可得到主要性能(見附表，實施例2)符合gb/t9776-2008《建筑石膏》要求的β-半水石膏。其粒徑小于30μm的占總量的28％，粒徑30～60μm占總量的47％，粒徑60～100μm占總量的25％，以上均為質量百分比計。實施例3一種利用低品位煤煅燒磷石膏和電石泥制備β-半水石膏的方法，所述的；磷石膏為磷二水石膏，其吸附水含量為21％，干基二水硫酸鈣含量95％、且雜質中可溶磷含量2.1％，可溶氟含量0.9％、ph值為2.4，按照100g干基磷石膏：6.0g干基電石泥渣的比例取磷石膏和電石泥，電石泥渣是電石水解獲取乙炔氣體后獲得，氫氧化鈣含量為92％，含水率為11％，其中含有雜質硫化鈣、磷化鈣。將磷石膏與電石泥混合均勻之后加入直熱式回轉窯中，采用含硫量較高的低品位煤炭作為燃料，該種低品位煤的灰分范圍為33.00％，干燥基全硫分范圍為2.1％，發熱量為33.07mj/kg。煅燒時通入煙氣的溫度為175，℃煅燒時間為2h。其中煙氣流速為0.12m/s。將煅燒過后的煙氣利用除塵器除塵，然后用引風機直接排出。將煅燒過后的產物進行研磨、陳化，時間為20h，即可得到主要性能(見附表，實施例3)符合gb/t9776-2008《建筑石膏》要求的β-半水石膏。其粒徑小于30μm的占總量的33％，粒徑30～60μm占總量的40％，粒徑60～100μm占總量的27％，以上均為質量百分比計。附表：磷石膏和電石泥通過煅燒制備的β-半水石膏序號初凝時間/min終凝時間/min2h抗折強度/mpa2h抗壓強度/mpa實施例13.5253.36.2實施例24283.56.5實施例33.9274.17.2當前第1頁12