专利名称：一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的装置和方法
技术领域：
本发明涉及生产水泥和窑灰钾肥的装置和方法，尤其是一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的装置和方法。
背景技术：
目前，我国可溶性固体钾资源极度缺乏，大部分钾资源为水不溶性的钾长石矿。作为一个农业大国，由于可溶性钾矿资源储量少，且钾肥工业发展缓慢，钾肥产量远不能满足农业生产需要，每年都需要进口 ；相反，我国不溶性钾矿资源丰富，尤其是结构稳定的钾长石，氧化钾K2O含量在10 20%，且蕴藏量大。因此，利用钾长石生产钾肥是解决我国对钾肥需求的根本出路。从五十年代末，我国就开始了对利用钾长石制取钾肥的研究。现有的加工处理钾长石的方法主要有烧结法、高温熔融法、水热法、高炉冶炼法和低温分解法等。但到目前为止，钾长石生产钾肥仍未获得大规模工业生产，仍仅限于实验阶段，而且研究工作也开展得较少，究其原因，一是由于钾长石难于处理，生产工艺复杂，收率低，尾渣多，能耗高，产品档次低，综合效益差，其技术各产品质量均缺乏市场竞争力；二是对钾长石的利用尚未摆到重要的位置，没有进行过大规模工业生产。另一方面，水泥单一生产过程中在高温煅烧时大部份可以挥发的是氧化钾，其余都是水泥熟料的组成部份；耗费大量能源，降低工作效率，对环境造成污染，综合利用率低，经济负担大，增加了生产成本。因此，若要开发出一条经济的加工钾长石的路线，必须克服以往工艺中存在的上述缺陷，生产水泥的同时，综合利用钾长石中的钾、铝、硅元素，生产钾肥，同时制成副产附加值较高的硅酸盐系列产品，并降低能耗；这是目前国内利用钾长石制钾肥的发展趋势。但也是本领域长期以来难以解决的技术难题。鉴于上述的原因，现有的生产水泥和窑灰钾肥的装置和方法需要改进。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的装置和方法，利用钾长石代替粘土配制水泥生料，采用新型干法水泥回转窑， 通过旁路放风技术，并安装高效回收装置，实现同时生产水泥熟料和窑灰钾肥，并实现窑灰钾肥的大规模生产；明显提高工作效率和综合利用率，节约大量能源，保护了环境，降低生产成本。本发明为了实现上述的目的，采用如下的技术方案一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的装置，是由窑尾烟室1，水泥窑2，三次风管道3，冷却机4，混合室5，冷却塔6，第一输送设备7，收尘器8，第二输送设备9，放风风机10，冷空气风机11构成；水泥窑 2的一侧设置窑尾烟室1，水泥窑2的另一侧设置冷却机4，冷却机4上方与窑尾烟室1 一侧之间设置三次风管道3 ；窑尾烟室1的另一侧设置混合室5，混合室5上部的一侧通过连接管道设置冷空气风机11。
混合室5的另一侧设置冷却塔6，冷却塔6的上方与混合室5的上方之间设置连接管道；冷却塔6的下方设置第一输送设备7 ；冷却塔6的一侧设置收尘器8，收尘器8的一侧与冷却塔6的上方与下部之间设置连接管道；收尘器8下方设置第二输送设备9，收尘器8 的另一侧通过连接管道设置放风风机10。一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的方法，首先将石灰石、钾长石、砂岩、 铁矿石、萤石添加剂这些原料破碎后，进行储存配料；配料中各组分按重量的百分比为 石灰石78% -82%、钾长石12. 5% -16. 5%、砂岩3% _5%、铁矿石_3%、萤石添加剂 ^ 1. 5%，各组分的总和为百分之百；然后将各原料的配料粉磨成生料，生料的颗粒度< 0.08mm，送入一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的装置中，一方面将生料经预热、分解、煅烧、冷却成为水泥熟料， 此过程采用水泥生产常规成熟技术；煅烧时采用硫含量为0. 3% -2. 0%的煤做燃料，在水泥窑2内进行燃烧，燃烧的火焰温度为1650°C -1850°C ；另一方面，同时在水泥窑2内火焰温度为1650°C -1850°c的煅烧作用下，钾长石中的氧化钾K2O气体挥发出来，与烟气中的二氧化硫SO2、二氧化碳(X)2化合，先形成硫酸钾 K2so4、碳酸钾K2CO3，稍后形成硅酸钾和铝酸钾，随烟气冷凝在窑尾烟室1上部的窑灰中；在放风风机10的作用下，通过窑尾烟室1上部的旁路将带有含钾窑灰的烟气从混合室5中抽出；在冷空气风机11的作用下，向混合室5中每立方米的烟气热气体掺入3. 7立方米的冷空气，将烟气气体温度降至350-400°C ；而后进入冷却塔6中喷水，一部分含钾窑灰通过第一输送设备7输送收集；烟气气体冷却至150-20(TC后，随后进入袋式收尘器8，另一部分含钾窑灰通过收尘器8收集，并通过第二输送设备9输送收集；最后，将收集的含钾窑灰加工制成钾肥，包装入库。砂岩中的二氧化硅SiO2含量> 95%，铁矿石中的三氧化二铁!^e2O3含量> 55%。萤石添加剂添加量< 1.5%，用做挥发剂，由于萤石本身也是一种矿化剂，降低物料的熔点，增加液相量，提高1(20的挥发率；但萤石的添加量需要根据生产线实际情况加入， 若加入过多易造大块料增多，窑内结圈，窑皮增厚。采用硫含量为0.3% 2.0%的煤做燃料，是由于煤中的硫元素S高温下生成的二氧化硫与钾长石中分解出来的氧化钾K2O化合成钾盐，随烟气排出窑外，减少了氧化钾 K2O在窑内的循环，有利于氧化钾K2O的挥发。旁路系统的混合室5连接在窑尾烟室1 一侧，窑尾烟室1的旁路管道向水泥窑2 的方向引导连接出来，使旁路气体从窑尾烟室1的内侧引出，从而使大部分粉尘集中于外侧，这样抽出的气体中只含有很少的粉尘，整个旁路系统设置有一个密封塞与窑切断；这样对含钾窑灰进行收集时，提高氧化钾K2O的收集效率。本发明的有益效果是结构简单，设计合理，生产改进容易，操作运行方便快捷，投资低、收效快，明显提高工作效率和综合利用率，使建材、化工两个行业有机的结合起来，便于推广。本发明利用钾长石代替粘土配制水泥生料，采用新型干法水泥回转窑，通过旁路放风技术，并安装高效回收装置，实现同时生产水泥熟料和窑灰钾肥，并实现窑灰钾肥的大规模生产；工艺方法简单，不影响水泥质量，综合利用率高，经济合理；节约了大量能源，保护了环境，降低了生产成本。本发明加快了钾肥工业生产发展，满足国内农业生产的钾肥需求。充分利用国内不溶性钾矿丰富资源，大大提高国内生产产值和经济收入。
下面结合附图对本发明作进一步说明图1是本发明的总装结构示意图；图1中窑尾烟室1，水泥窑2，三次风管道3，冷却机4，混合室5，冷却塔6，第一输送设备7，收尘器8，第二输送设备9，放风风机10，冷空气风机11。
具体实施例方式下面结合附图和实施例与具体实施方式
对本发明作进一步详细说明实施例1 如图所示，一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的装置，是由窑尾烟室1， 水泥窑2，三次风管道3，冷却机4，混合室5，冷却塔6，第一输送设备7，收尘器8，第二输送设备9，放风风机10，冷空气风机11构成；水泥窑2的一侧设置窑尾烟室1，水泥窑2的另一侧设置冷却机4，冷却机4上方与窑尾烟室1 一侧之间设置三次风管道3 ；窑尾烟室1的另一侧设置混合室5，混合室5上部的一侧通过连接管道设置冷空气风机11。混合室5的另一侧设置冷却塔6，冷却塔6的上方与混合室5的上方之间设置连接管道；冷却塔6的下方设置第一输送设备7 ；冷却塔6的一侧设置收尘器8，收尘器8的一侧与冷却塔6的上方与下部之间设置连接管道；收尘器8下方设置第二输送设备9，收尘器8 的另一侧通过连接管道设置放风风机10。实施例2 如图所示，一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的方法，首先将石灰石、钾长石、砂岩、铁矿石、萤石添加剂这些原料破碎后，进行储存配料；配料中各组分按重量的百分比为石灰石78% -82%、钾长石12. 5% -16. 5%、砂岩3% _5%、铁矿石_3%、萤石添加剂< 1.5%，各组分的总和为百分之百；然后将各原料的配料粉磨成生料，生料的颗粒度< 0. 08mm,送入一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的装置中，一方面将生料经预热、分解、煅烧、冷却成为水泥熟料， 此过程采用水泥生产常规成熟技术；煅烧时采用硫含量为0. 3% -2. 0%的煤做燃料，在水泥窑2内进行燃烧，燃烧的火焰温度为1650°C -1850°C ；另一方面，同时在水泥窑2内火焰温度为1650°C -1850°C的煅烧作用下，钾长石中的氧化钾K2O气体挥发出来，与烟气中的二氧化硫SO2、二氧化碳(X)2化合，先形成硫酸钾 K2so4、碳酸钾K2CO3，稍后形成硅酸钾和铝酸钾，随烟气冷凝在窑尾烟室1上部的窑灰中；在放风风机10的作用下，通过窑尾烟室1上部的旁路将带有含钾窑灰的烟气从混合室5中抽出；在冷空气风机11的作用下，向混合室5中每立方米的烟气热气体掺入3. 7立方米的冷空气，将烟气气体温度降至350-400°C ；而后进入冷却塔6中喷水，一部分含钾窑灰通过第一输送设备7输送收集；烟气气体冷却至150-20(TC后，随后进入袋式收尘器8，另一部分含钾窑灰通过收尘器8收集，并通过第二输送设备9输送收集；最后，将收集的含钾窑灰加工制成钾肥，包装入库。实施例3 如图所示，一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的方法，首先将石灰石、钾长石、砂岩、铁矿石、萤石添加剂这些原料破碎后，进行储存配料；配料中各组分按重量的百分比为石灰石78%、钾长石16. 5%、砂岩3%、铁矿石1%、萤石添加剂< 1. 5%，各组分的总和为百分之百；然后将各原料的配料粉磨成生料，生料的颗粒度< 0. 08mm,送入一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的装置中，一方面将生料经预热、分解、煅烧、冷却成为水泥熟料， 此过程采用水泥生产常规成熟技术；煅烧时采用硫含量为0. 3%的煤做燃料，在水泥窑2内进行燃烧，燃烧的火焰温度为1650°C ；另一方面，同时在水泥窑2内火焰温度为1650°C的煅烧作用下，钾长石中的氧化钾K2O气体挥发出来，与烟气中的二氧化硫SO2、二氧化碳(X)2化合，先形成硫酸钾K2SO4^I 酸钾K2CO3,稍后形成硅酸钾和铝酸钾，随烟气冷凝在窑尾烟室1上部的窑灰中；在放风风机 10的作用下，通过窑尾烟室1上部的旁路将带有含钾窑灰的烟气从混合室5中抽出；在冷空气风机11的作用下，向混合室5中每立方米的烟气热气体掺入3. 7立方米的冷空气，将烟气气体温度降至350°C ；而后进入冷却塔6中喷水，一部分含钾窑灰通过第一输送设备7输送收集；烟气气体冷却至150°C后，随后进入袋式收尘器8，另一部分含钾窑灰通过收尘器8收集，并通过第二输送设备9输送收集；最后，将收集的含钾窑灰加工制成钾肥，包装入库。实施例4 如图所示，一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的方法，首先将石灰石、钾长石、砂岩、铁矿石、萤石添加剂这些原料破碎后，进行储存配料；配料中各组分按重量的百分比为石灰石82%、钾长石12. 5%、砂岩5%、铁矿石3%、萤石添加剂< 1.5%，各组分的总和为百分之百；然后将各原料的配料粉磨成生料，生料的颗粒度< 0. 08mm,送入一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的装置中，一方面将生料经预热、分解、煅烧、冷却成为水泥熟料， 此过程采用水泥生产常规成熟技术；煅烧时采用硫含量为2. 0%的煤做燃料，在水泥窑2内进行燃烧，燃烧的火焰温度为1850°C ；另一方面，同时在水泥窑2内火焰温度为1850°C的煅烧作用下，钾长石中的氧化钾K2O气体挥发出来，与烟气中的二氧化硫SO2、二氧化碳(X)2化合，先形成硫酸钾K2SO4^I 酸钾K2CO3,稍后形成硅酸钾和铝酸钾，随烟气冷凝在窑尾烟室1上部的窑灰中；在放风风机 10的作用下，通过窑尾烟室1上部的旁路将带有含钾窑灰的烟气从混合室5中抽出；在冷空气风机11的作用下，向混合室5中每立方米的烟气热气体掺入3. 7立方米的冷空气，将烟气气体温度降至400°C ；而后进入冷却塔6中喷水，一部分含钾窑灰通过第一输送设备7输送收集；烟气气体冷却至200°C后，随后进入袋式收尘器8，另一部分含钾窑灰通过收尘器8收集，并通过第二输送设备9输送收集；最后，将收集的含钾窑灰加工制成钾肥，包装入库。实施例5
如图所示，一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的方法，首先将石灰石、钾长石、砂岩、铁矿石、萤石添加剂这些原料破碎后，进行储存配料；配料中各组分按重量的百分比为石灰石80 %、钾长石14. 5 %、砂岩4%、铁矿石2 %、萤石添加剂< 1. 5 %，各组分的总和为百分之百；然后将各原料的配料粉磨成生料，生料的颗粒度< 0. 08mm,送入一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的装置中，一方面将生料经预热、分解、煅烧、冷却成为水泥熟料， 此过程采用水泥生产常规成熟技术；煅烧时采用硫含量为1. 的煤做燃料，在水泥窑2内进行燃烧，燃烧的火焰温度为1750°C ；另一方面，同时在水泥窑2内火焰温度为1750°C的煅烧作用下，钾长石中的氧化钾K2O气体挥发出来，与烟气中的二氧化硫SO2、二氧化碳(X)2化合，先形成硫酸钾K2SO4^I 酸钾K2CO3,稍后形成硅酸钾和铝酸钾，随烟气冷凝在窑尾烟室1上部的窑灰中；在放风风机 10的作用下，通过窑尾烟室1上部的旁路将带有含钾窑灰的烟气从混合室5中抽出；在冷空气风机11的作用下，向混合室5中每立方米的烟气热气体掺入3. 7立方米的冷空气，将烟气气体温度降至380°C ；而后进入冷却塔6中喷水，一部分含钾窑灰通过第一输送设备7输送收集；烟气气体冷却至180°C后，随后进入袋式收尘器8，另一部分含钾窑灰通过收尘器8收集，并通过第二输送设备9输送收集；最后，将收集的含钾窑灰加工制成钾肥，包装入库。
权利要求
1.一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的装置，是由窑尾烟室(1)，水泥窑0)， 三次风管道(3)，冷却机(4)，混合室(5)，冷却塔(6)，第一输送设备(7)，收尘器(8)，第二输送设备(9)，放风风机(10)，冷空气风机(11)构成；其特征在于水泥窑O)的一侧设置窑尾烟室(1)，水泥窑O)的另一侧设置冷却机G)，冷却机(4)上方与窑尾烟室(1) 一侧之间设置三次风管道(3)；窑尾烟室(1)的另一侧设置混合室(5)，混合室( 上部的一侧通过连接管道设置冷空气风机(11)。
2.根据权利要求1所述的一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的装置，其特征在于混合室(5)的另一侧设置冷却塔(6)，冷却塔(6)的上方与混合室(5)的上方之间设置连接管道；冷却塔(6)的下方设置第一输送设备(7)；冷却塔(6)的一侧设置收尘器(8)，收尘器(8)的一侧与冷却塔(6)的上方与下部之间设置连接管道；收尘器(8)下方设置第二输送设备(9)，收尘器(8)的另一侧通过连接管道设置放风风机(10)。
3.一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的方法，其特征在于首先将石灰石、钾长石、砂岩、铁矿石、萤石添加剂这些原料破碎后，进行储存配料；配料中各组分按重量的百分比为石灰石78% -82%、钾长石12.5% -16. 5%、砂岩3% -5%、铁矿石1 % -3%、萤石添加剂< 1.5%，各组分的总和为百分之百；然后将各原料的配料粉磨成生料，生料的颗粒度<0. 08mm，送入一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的装置中，一方面将生料经预热、分解、煅烧、冷却成为水泥熟料，此过程采用水泥生产常规成熟技术；煅烧时采用硫含量为0. 3% -2. 0%的煤做燃料，在水泥窑 (2)内进行燃烧，燃烧的火焰温度为1650°C -1850°C ；另一方面，同时在水泥窑O)内火焰温度为1650°C-185(TC的煅烧作用下，钾长石中的氧化钾K2O气体挥发出来，与烟气中的二氧化硫SO2、二氧化碳CO2化合，先形成硫酸钾K2S04、 碳酸钾K2CO3，稍后形成硅酸钾和铝酸钾，随烟气冷凝在窑尾烟室(1)上部的窑灰中；在放风风机(10)的作用下，通过窑尾烟室(1)上部的旁路将带有含钾窑灰的烟气从混合室(5)中抽出；在冷空气风机(11)的作用下，向混合室( 中每立方米的烟气热气体掺入3. 7立方米的冷空气，将烟气气体温度降至350-400°C ；而后进入冷却塔(6)中喷水，一部分含钾窑灰通过第一输送设备(7)输送收集；烟气气体冷却至150-200°C后，随后进入袋式收尘器(8)， 另一部分含钾窑灰通过收尘器(8)收集，并通过第二输送设备(9)输送收集；最后，将收集的含钾窑灰加工制成钾肥，包装入库。
全文摘要
一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的装置和方法，利用钾长石代替粘土配制水泥生料，采用新型干法水泥回转窑，通过旁路放风技术，并安装高效回收装置，实现同时生产水泥熟料和窑灰钾肥，并实现窑灰钾肥的大规模生产；明显提高工作效率和综合利用率，节约大量能源，保护了环境，降低生产成本。一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的装置，是由窑尾烟室，水泥窑，三次风管道，冷却机，混合室，冷却塔，第一输送设备，收尘器，第二输送设备，放风风机，冷空气风机构成；水泥窑的一侧设置窑尾烟室，水泥窑的另一侧设置冷却机，冷却机上方与窑尾烟室一侧之间设置三次风管道；窑尾烟室的另一侧设置混合室。
文档编号C05D1/00GK102531428SQ20121001626
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者代家聚, 张松巍, 张虎堂, 牛华民, 王群红, 赵迎朝, 陈辉 申请人:洛阳水泥工程设计研究院有限公司