利用电石渣生产电石原料的方法技术

本发明专利技术涉及电石法乙炔生产中的电石渣循环利用领域，特别是一种将电石渣杂质进行物理分离后提取其中的氢氧化钙成分，利用电石渣生产电石原料的方法。一种利用电石渣生产电石原料的方法，主要包括以下步骤：新鲜电石渣筛分；磁选；磨矿；矿浆调制；悬液分离；除水；混碳：将除水后得到的含有一定水分的滤饼与粒度小于等于2mm，固定碳含量大于等于70%的碳素材料颗粒按照质量分数1.63:1～2.91:1比例在混合机中进行混合；造粒成型；烘干；煅烧。本发明专利技术是一种可有效克服现有技术中的缺点与不足，实现电石渣的资源化循环利用，能够对电石渣中的杂质进行有效去除、工艺简便、经济实用的利用电石渣生产电石原料的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电石法乙炔生产中的电石渣循环利用领域，特别是一种将电石渣杂质进行物理分离后提取其中的氢氧化钙成分，利用电石渣生产电石原料的方法。
技术介绍
电石渣是电石制备乙炔后得到的以氢氧化钙为主要成分的固体废渣，同时还含有氧化硅、氧化铝及少量的碳酸钙、三氧化二铁、氧化镁、碳渣等杂质，不仅占用土地，而且污染环境。电石渣中的主要成分为氢氧化钙，理论上通过去除电石渣中的硅、铁、铝、镁等有害杂质，进行提纯处理，可以作为电石生产原料。电石渣为粉体颗粒，研究表明电石渣中的氢氧化钙含量随电石渣颗粒粒度的减小而增大，因此可以按照粒度分级来提纯氢氧化钙，但较大颗粒中同时包含有杂质成分，简单的对电石渣进行分级不能有效去除电石渣中的杂质成分，同时存在大量的电石渣浪费。用电石渣代替石灰石生产水泥是目前电石渣综合利用中最为彻底、技术上也最为成熟的方法。根据电石渣的排放量和化学成分，配合其它硅质、铁质等原料烧制水泥，合理确定建设规模，可以将电石渣全部利用。但电石渣生产水泥大多采用湿法工艺，与一般采用石灰石为主要原料的湿法工艺比较，能耗相对较高，窑的产量较同规格以石灰石为配料的生产能力低，且电石原料带入的杂质使水泥质量受到影响。受行业需求影响，以电石渣为原料生产水泥受水泥需求的影响巨大，随着水泥需求量的下降，电石渣的处理问题日益严峻。与此同时，石灰的需求量巨大，钢铁厂、水泥厂和火电厂需要大量的石灰，石灰须以石灰石为原料煅烧生产，每年需开采数十亿吨石灰石，破坏生态环境，很多石灰石矿面临枯竭。中国专利申请201210152846.8，公开了一种电石渣回收利用系统及其应用方法，该方法采用将电石渣直接作为电石原料，未经筛分和除杂处理。电石渣中含有铁、硅、铝、镁等主要杂质，杂质含量可达20%，不经除杂处理，会严重影响电石产品质量，使电石产品纯度大幅下降。中国专利申请200910040064.3，公开了一种用电石渣与电石行业所形成的物料循环系统，该方法通过离心机将新鲜电石渣脱水，然后通过压力机挤压成型，煅烧后得到氧化钙，然后将煅烧后的氧化钙与碳按比例混合生产电石。与本申请相比，该方法同样未对电石渣中的杂质进行去除；同时，该方法采用成型煅烧后的氧化钙与碳混合生产电石，而本专利技术采用的氢氧化钙与碳预先按比例混合，后成型烘干煅烧，相比该方法能够极大的提高电石生产原料中碳与钙的接触界面，提高电石转化效率，缩短反应时间，降低生产能耗。中国专利申请201010157724.9，公开的是一种将电石渣用于电石行业的物料循环系统的方法，该方法同样未对电石渣中的杂质进行去除，合成电石采用煅烧后的氧化钙与碳混合，与本专利技术在工艺上存在极大差异。中国专利申请201310179710.0，是一种利用电石渣制备高纯氢氧化钙的方法，采用高速分散机对电石渣团聚颗粒进行分散，并且未对电石渣进行磁选，与本专利技术相比，本专利技术采用磁选工艺，在去除电石渣中铁质杂质的同时，实现了电石渣中硅铁的提取，极大提高了电石渣的生产附加值，同时本专利技术采用磨矿工艺对电石渣团聚颗粒进行分散，能够确保电石渣团聚颗粒的有效分散；应用水力旋流器进行电石渣除杂处理是一种简单高效的方法，但水力旋流器的分离性能受其结构参数、操作参数、物料特性多方面性能的影响，该专利方法仅通过改变水力旋流器基本直径和底流口直径，通过不同组合的选取进行分离除杂，未对影响水力旋流器分离性能的入口直径、溢流口直径、溢流管插入深度及入口速度等进行选取，分离性能及分离效果有限。另外，中国专利申请201110190197.6，公开了一种去除电石渣浆中硅铁颗粒的工艺，是采用电石渣与水打浆后进行磁选除铁。中国专利申请200910064352.2，一种利用电石渣制备氢氧化钙的生产工艺，通过单纯的筛分或简单的水力旋流器进行分离除杂，很难实现对杂质的有效去除和获得较高纯度的氢氧化钙产品，并且会造成电石渣的大量浪费。综上所述，如何利用电石渣中的钙质资源，避免电石渣对环境的污染，减少石灰石开采对环境的破坏，同时降低对电石渣水泥产业的依赖，克服现有技术中的缺点与不足，急需一种经济实用的利用电石渣生产电石原料的方法，从而实现电石渣的资源化循环利用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种克服现有技术中的缺点与不足，实现电石渣的资源化循环利用，能够对电石渣中的杂质进行有效去除、工艺简便、经济实用的利用电石渣生产电石原料的方法。本专利技术公开了一种利用电石渣生产电石原料的方法，其特征在于主要包括以下步骤：(1)新鲜电石渣筛分:采用60～80目网筛，去除电石渣中的较大颗粒；网筛可选用振动筛；(2)磁选：采用磁选机，去除经步骤(1)筛分后得到的电石渣中的铁质杂质，比如干粉式磁选机；(3)磨矿:采用粉磨机将电石渣颗粒磨至小于45μm；(4)矿浆调制：将磨矿后的电石渣与水按质量浓度15%～25%，混合成矿浆，通过搅拌器使电石渣与水混合均匀；(5)悬液分离：采用污水泵将调制后的矿浆送入水力旋流器，收集由水力旋流器溢流口排出的浆液；(6)除水：将水力旋流器溢流口排出的浆液通过压滤机压榨脱水，制成含固量70%～90%的滤饼；(7)混碳：将除水后得到的含有一定水分的滤饼与粒度小于等于2mm，固定碳含量大于等于70%的碳素材料颗粒按照质量分数1.63:1～2.91:1比例在混合机中进行混合；(8)造粒成型：将混合机中混合后的粉体颗粒按40～80mm直径在造粒机中造粒成型；(9)烘干：将造粒成型后的颗粒在网带式烘干机中，在100～280℃高温下烘干至水分≤5%；(10)煅烧:将烘干后的颗粒在煅烧炉中，在450～650℃高温下煅烧1～3h，使颗粒中的氢氧化钙转化为氧化钙。所述的水力旋流器入口速度为3～7m/s，基本直径3为50～70mm，溢流口直径2为18～22mm,底流口直径5为8～12mm，入口当量直径1为10～12mm，锥角4为12°～18°，溢流管插入深度6为30～60mm。现对操作步骤详细说明如下：1、采用60～80目振动筛，将新鲜电石渣中的较大颗粒去除，并在第二步中对去除的大颗粒进行磁选处理，电石渣中氢氧化钙含量随电石渣颗粒粒度的增大而下降，较大颗粒中氢氧化钙含量极低，可利用率低，且较大颗粒中包含大量硬质颗粒，难于在后续工艺中进行粉磨处理。2、采用干粉式磁选机，去除筛分后得到的电石渣中的铁质杂质，同时也对第一步中去除的大颗粒进行磁选，并对磁选出的铁质杂质进行回收。经筛分后得到的电石渣中氢氧化钙含量可达80%，而铁质杂质含量达2%，通过该步骤可有效提高最终提纯的氢氧化钙纯度。电石渣中的铁质杂质主要以硅铁形式存在，在去除铁质杂质的同时，也实现了对难处理杂质——硅杂质的去除。硅铁具有极高的利用价值，通过该步骤，同时实现了对电石渣中副产品硅铁的提取，极大的提高了生产附加值。3、采用粉磨机将磁选后的电石渣颗粒磨至小于45μm，电石渣为粉体颗粒，较大颗粒的电石渣同时包含有杂质成分，通过在搅拌器中对电石渣浆进行搅拌很难使电石渣中的氢氧化钙和杂质实现较大程度的分散，因此，仅通过水力旋流器进行粒度分级不能达到对颗粒中杂质的有效去除。通过该步骤能在较大程度上实现氢氧化钙与杂质成分的分散，为后续水力旋流分离提供基础，确保分离后得到的氢氧化钙产品纯度；同时，通过该步骤可避本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用电石渣生产电石原料的方法，其特征在于主要包括以下步骤：(1)新鲜电石渣筛分:采用60～80目网筛，去除电石渣中的较大颗粒；(2)磁选：采用磁选机，去除经步骤(1)筛分后得到的电石渣中的铁质杂质；(3)磨矿: 采用粉磨机将电石渣颗粒磨至小于45μm；(4)矿浆调制：将磨矿后的电石渣与水按质量浓度15%～25%，混合成矿浆，通过搅拌器使电石渣与水混合均匀；(5)悬液分离：采用污水泵将调制后的矿浆送入水力旋流器，收集由水力旋流器溢流口排出的浆液；(6)除水：将水力旋流器溢流口排出的浆液通过压滤机压榨脱水，制成含固量70%～90%的滤饼；(7)混碳：将除水后得到的含有一定水分的滤饼与粒度小于等于2mm，固定碳含量大于等于70%的碳素材料颗粒按照质量分数1.63:1～2.91:1比例在混合机中进行混合；(8)造粒成型：将混合机中混合后的粉体颗粒按40～80mm直径在造粒机中造粒成型；(9) 烘干：将造粒成型后的颗粒在网带式烘干机中，在100～280℃高温下烘干至水分≤5%；(10)煅烧:将烘干后的颗粒在煅烧炉中，在450～650℃高温下煅烧1～3h，使颗粒中的氢氧化钙转化为氧化钙。

【技术特征摘要】
1.一种利用电石渣生产电石原料的方法，其特征在于主要包括以下步骤：
(1)新鲜电石渣筛分:采用60～80目网筛，去除电石渣中的较大颗粒；
(2)磁选：采用磁选机，去除经步骤(1)筛分后得到的电石渣中的铁质杂质；
(3)磨矿:采用粉磨机将电石渣颗粒磨至小于45μm；
(4)矿浆调制：将磨矿后的电石渣与水按质量浓度15%～25%，混合成矿浆，通过搅拌器使电石渣与水混合均匀；
(5)悬液分离：采用污水泵将调制后的矿浆送入水力旋流器，收集由水力旋流器溢流口排出的浆液；
(6)除水：将水力旋流器溢流口排出的浆液通过压滤机压榨脱水，制成含固量70%～90%的滤饼；
(7)混碳：将除水后得到的含有一定水分的滤饼与粒度小于等于2mm，固定碳含量大于等于70%的碳素材...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯静安，王卫兵，应锐，唐小琦，邱艳军，张亭，孟红霞，但建明，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：新疆;65