——访山东鲁北企业集团总公司董事长吕天宝
从去年以来,多地爆出磷石膏堆存污染问题,生态环境部日前也为“三磷”整治划定时间表,如何资源化利用磷石膏成为行业内亟待解决的问题。而早在1990年山东鲁北企业集团总公司便开始研发磷石膏制硫酸联产水泥技术,经过多年技术升级,目前该公司建成世界最大磷石膏制硫酸联产水泥装置,为磷石膏资源化利用开辟新途径。为此,记者采访了参与技术研发的鲁北集团董事长吕天宝。
记者:磷石膏制硫酸联产水泥已经发展近40年,为什么国内利用率低呢?
吕天宝:多年来磷石膏可以露天堆放,没有治理压力,如果上个20万吨硫酸联产30万吨水泥,投资也要3亿~4亿元,投资太高。磷石膏制硫酸联产水泥都应用的国产化设备,看似简单,但是核心技术大都没有真正掌握,装置难以实现正常生产,经常停车,造成生产成本高,运行好的工程装置寥寥无几。
现在环保治理力度越来越大,磷石膏治理压力增大,随意堆放已经不可行了,利用磷石膏生产建筑石膏、纸面石膏板等建材,市场需求量少,从鲁北多年实践看,制硫酸联产水泥,市场用量大,是规模利用磷石膏的有效途径。
记者:您提到磷石膏制硫酸联产水泥有技术含量高,有核心技术,那核心技术体现在哪里?
吕天宝:磷石膏的主要成分硫酸钙,加焦炭作还原剂分解成氧化钙和二氧化硅,同时氧化钙和二氧化硅等烧成水泥熟料,既要达到水泥要求,又要把硫酸钙全部分解才能正常生产, 而磷石膏分解范围窄,副反应多,掌握不好,易出现工艺事故,引起设备堵塞。煤粉燃烧的状况直接影响硫酸钙的分解,氧化气氛掌握不好,硫酸钙不充分反应,分解率降低,水泥熟料中三氧化硫超标;在还原气氛时,形成硫化钙残存于水泥熟料中,产生的含硫和氧硫化碳气体在净化系统中冷凝后造成管道、设备堵塞,被迫停车清理,清理要接近一个月。因此,窑内氧化或还原气氛对硫酸钙的完全分解都是不利的,需要中性或微氧化气氛,把氧含量控制在0.1%左右,而这很难稳定控制在一个点上,这是磷石膏制硫酸联产水泥工艺的核心技术。
我们从小试开始,经过多年摸索,不断发现问题,积累经验,通过配料调整生料成分,提高氧化钙与二氧化硅比值,提高二氧化硅与铁铝成分的比值等有关指标,使其生成的产物在高温下减少液相的生成,尽量多的生成硅酸三钙,保持窑内固相、液相的适当比例,也同时保证了高分解率,物料顺畅的分解、烧成。通过微氧化气氛保持硫酸钙分解生成二氧化硅这个正反应,而抑制生成单质硫等副反应的发生。通过调整碳硫比,同时调整和平衡化学反应的氧化、还原气氛,保持适当的物料细度,增加反应的接触面积,提高传质传热效率,避免了单质硫的生成,从根本上解决气态硫堵塞的问题。
记者:掌握核心技术后如何能保证整套装置长周期稳定运行?是否还有其他要素?
吕天宝:磷复肥副产磷石膏制硫酸联产水泥是一个链条上的3个产品,生产时各自的原料、工艺技术、操作参数都对下一个产品有影响,整套装置生产流程长,设备种类多,连续性强,对原料、工艺指标要求严格,一旦某个设备出现故障就会造成整个装置的停车,全系统难以实现长周期安全稳定运行。
因此,磷石膏制硫酸联产水泥是一项系统工程,需要一个技术团队,包括一批经验丰富的操作工,比如回转窑的操作控制要掌握好,匹配好,生料、燃料成分要均匀,加料、加煤、加风量要稳定,生料配制时石膏、黏土、焦炭等原材料组分保持相对稳定,配料比例合理,这单靠一两个技术人员很难保证装置长周期稳定运行,必须要有一个综合专业的技术团队。
12月4日,在武汉召开的湖北省政研工作暨第四届湖北改革奖表彰会议上,“用法治力量助推磷石膏污染防治和综合利用”荣获第四届湖北改革奖。
11月24~26日,由中国建筑材料流通协会联合行业机构主办的全国磷石膏综合利用新技术、新设备交流大会在湖北武汉隆重举行。湖北省黄麦岭控股集团有限公司副总经理、黄麦岭绿色环保有限公司董事长陈大山代表公司...
工信部将强化建材行业与磷化工行业的耦合发展,加快磷石膏建材产品相关标准的制修订,持续推进磷石膏在绿色建材中的应用,进一步推动将磷石膏综合利用产品纳入绿色建材认证范围。