本发明专利技术公开了一种采用浮选法由粉煤灰制高比表面活性炭的工艺，其包括对粉煤灰颗粒进行浮选的过程以及对浮选出的颗粒状含碳物料进行活化的过程。其中，浮选过程包括如下步骤：①向粉煤灰颗粒中加入浮选剂，形成混合物料；②在浮选设备中使步骤①中所得的混合物料从上部下落；③在浮选设备中形成向上吹送的气体，该气体与步骤②中落下的混合物料形成逆流接触，而且该气体在向上运动的过程中呈紊流状态；④收集步骤③中向上通过所述浮选设备之浮选板的颗粒物。由于本发明专利技术的浮选过程中，向上吹送气泡及颗粒的气体呈紊流状态，因而浮选的效果更好，浮选率更高。本发明专利技术的方法不仅实现了从粉煤灰出发制备活性炭，而且制备的是高附加值的高比表面的活性炭。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及利用粉煤灰制造活性炭，更具体地讲，本专利技术涉及一种采用浮选法由粉煤灰制活性炭的工艺。
技术介绍
粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，现阶段我国年排渣量已达3000万吨。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。粉煤灰中含有大量未燃烧的碳颗粒，经浮选后，可用作制造活性炭的原料。中国专利200810143173. 3公开了一种用粉煤灰制取活性炭的新工艺，原料为电厂锅炉的排弃物料粉煤灰原灰，经箱式冲灰器处理后，加入到矿浆预处理器中，同时分散剂及复合浮选剂经自动加药机也加入到矿浆预处理器中，然后再进入第一级浮选柱、第二级浮选柱内，从第二级浮选柱分离出来的碳粒子，含碳量达到85%以上，符合活性炭的含碳量要求，经浓缩机、过滤机、烘干机后，进入活性炭专用磨，通入高压蒸汽，进一步磨细，最后经油水分离及烘干，成为活性炭。中国专利99115444. 4公开了一种粉煤灰和浮选尾煤再浮选方法及工艺，将尾煤和煤灰送入脱水筛实行分选，将+0. 5mm粒度以上的煤和杂物直接筛选出来，再将-0. 5mm粒度以下的尾煤或煤灰及水用补充水并掺入根据尾煤和煤灰的特性用χ轴、红松油和烃类油组合配制的特制浮选药剂，在浮选机内再浮游选煤，从而将尾煤或煤灰中的可燃物全部浮选出来。中国专利200410098980. X公开了一种分离粉煤灰中残炭的浮选柱工艺，由矿浆准备、浮选柱分选、产品脱水三部分构成。采用双射流浮选柱，并配合相应的给料及脱水设备，组成浮选柱-厢式压滤机浮选工艺，脱除粉煤灰中的未燃尽炭粒。将高炭粉煤灰和水装入搅拌桶，经叶轮搅拌制备成符合浮选浓度要求的矿浆，制备好的矿浆用螺杆泵输送至浮选柱的入料口，矿浆入料经双射流浮选柱分选得到浮选精矿浆残炭和浮选尾矿浆粉煤灰， 通过厢式压滤机脱水的处理，分别得到最终的残炭产品和粉煤灰产品。中国专利200810031473. 2公开了一种烧失量超标粉煤灰脱碳工艺，粉煤灰原灰由散装罐车运至处理厂的储灰罐，经计量后送入矿浆预处理器中，自动加药机将分散剂、复合浮选剂也加入矿浆预处理器中，进行混合搅拌，矿浆预处理器处理后的输出进入煤灰专用浮选柱，经浮选，炭粒子与尾灰分离，分别收集的炭粒子和尾灰再分别经浓缩机浓缩、过滤机过滤脱水后成为精煤粉和低烧失量粉煤灰。中国专利200810031474. 7公开了一种粉煤灰专用浮选柱，在浮选柱筒体顶部装有矿浆分配器，筒体内设多层鼓泡板，筒体下部设多点旋流装置和多点尾灰溢流孔，矿浆分配器周围装置矿浆分配管，筒体周边装置循环管道，循环管道上端与矿浆分配管连接连通， 下端与旋流装置连接连通，矿浆分配管接口和进出料口分别连接循环泵两端，在浮选柱上部还装有高碳灰均衡溢流板及高碳灰溢流收集口，尾灰溢流孔通过管道连接安装有尾灰自动调节箱。上述技术方案的缺点是，通入浮选设备内驱动气泡及颗粒运动的气体为层流或旋流，浮选效果差，浮选率低。
技术实现思路
针对现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种利用粉煤灰制造高比表面活性炭的工艺，在浮选过程中，其以紊流状态的气体驱动浮选设备内的气泡及颗粒运动。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种采用浮选法由粉煤灰制活性炭的工艺，其包括对粉煤灰进行浮选的过程以及对浮选出的颗粒状含碳物料进行活化的过程；其中，浮选过程包括如下步骤①向粉煤灰颗粒中加入浮选剂，形成混合物料；②在浮选设备中使步骤①中所得的混合物料从上部下落；③在浮选设备中形成向上吹送的气体，该气体与步骤②中落下的混合物料形成逆流接触，而且该气体在向上运动的过程中呈紊流状态；④收集步骤③中向上通过浮选设备之浮选板的颗粒物。步骤①中使用浮选剂、捕收剂，其中，采用的浮选剂为松醇油或碳八芳烃，捕收剂为轻质柴油或柴油。③中的气体具体为1-2个大气压(表压)。该浮选过程的工作原理是粉煤灰的主要成分为碳颗粒及灰分。加入浮选剂和/ 或捕收剂和/或其它助剂后，粉煤灰中的颗粒与气泡接触、碰撞，可浮性好的碳颗粒选择性地粘附于气泡，并被携带上升，实现浮选。而可浮性差的灰分则向下沉。由于向上吹送气泡及颗粒的气体呈紊流状态，因而浮选的效果更好，浮选率更高。活化过程包括如下步骤a将氢氧化钾、碳粉按照6-2 1的重量比混合均勻，并放入活化炉中；b向活化炉内通入氮气，排出其中的空气，同时采用分段升温-保温的方法，升温至 700°C -1000°C，优选升温至 700°C -900°C ；c将活化炉所产生的气体导入盛有水的密闭容器中，进行水封回收，而且该密闭容器进一步设置有水封回收后的气体出口；d将活化炉降温，所得产物洗涤、干燥，得到高比表面积的活性炭。氢氧化钾为活化剂，其与碳粉在高温下的反应为K0H+C — K2C03+K20+H2KOH,K2CO3^K2O对单个石墨微晶或微晶群形成刻蚀而生成不同孔径的孔隙，活化过程中反应生成的小分子气体，如C0、C02、H2、H20d2S等，沿着已有孔道流出的过程中，因高温膨胀而起到扩孔的作用。另外，在活化的过程中产生的金属钾蒸汽将进入石墨层间，发挥造孔、扩孔的作用。活化反应过程中大部分钾蒸汽均发生反应，因而只剩下少量的未反应的钾蒸汽， 通过步骤c将活化炉所产生的气体导入盛有水的密闭容器中，进行水封回收，使K2CO3蒸汽、 K2O蒸汽及少量的钾蒸汽均被水吸收，利用简单的方法及较低的成本实现了反应后气体的回收。根据本专利技术的一实施方式，在浮选过程中，紊流状态是通过使气体在浮选设备中形成角度不同的多股向上气流而形成的。例如，可在浮选设备内设置散气装置，该散气装置的表面上设有多个气孔，该多个气孔设置为各自以不同的角度指向斜上方，以使浮选设备内的物料形成紊流。根据本专利技术的另一实施方式，在浮选过程中，未向上通过浮选板的颗粒物则输送到①中的混合物料所在的容器，以使未向上通过浮选板的颗粒物再次进入浮选设备进行浮选，进而提高原料的利用率。根据本专利技术的另一实施方式，在浮选过程中，浮选设备中使用超声分离装置或超声破散装置，通过发射超声波提高碳颗粒和灰分的剥离，形成粒度达一万目的超细的碳颗粒。具体而言，该超声分离装置或超声破散装置包括超声波发射器及配套的辅助装置。根据本专利技术的另一实施方式，在浮选过程中，浮选设备中设置反射面，使得自上方落下的混合物料及向下穿过浮选板的颗粒发生向上的反射。该反射面可为，例如平面、球面、尖端向上的锥斗等各种形状。根据本专利技术的另一实施方式，在浮选过程中，在混合物料通入向下的气体，以使混合物料顺利下落并控制下落的速度，该气体具体为1-2个大气压(表压)。上述过程为第一级浮选。另外，为了得到粒度更小、精度更高的碳颗粒，可对浮选出的碳颗粒进行第二级浮选，其具体步骤如下⑤在浮选设备中使步骤④中所得的颗粒物从上部下落；⑥在浮选设备中形成向上吹送的气体，该气体与步骤⑤中落下的颗粒物形成逆流接触，而且该气体在向上运动的过程中呈紊流状态；⑦收集步骤⑥中向上通过所述浮选设备之浮选板的颗粒物。步骤①、②、③、④中所用的浮选设备为第一浮选设备，步骤⑤、⑥、⑦中所用的浮选设备为第二浮选设备。⑥中的气体具体为1-2个大气压(表压)。根据本专利技术的另一实施方式，在浮选过程中，在步骤④、⑤之间还包括如下步骤 向步骤④中所得的颗粒物加入浮选剂及捕收剂；其中，采用的浮选剂为松醇油或碳八芳烃， 捕收剂为轻本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种制造活性炭的工艺，其包括对粉煤灰颗粒进行浮选的过程以及对浮选出的颗粒状含碳物料进行活化的过程；其中，所述浮选过程包括如下步骤：①向粉煤灰颗粒中加入浮选剂，形成混合物料；②在浮选设备中使步骤①中所得的混合物料从上部下落；③在浮选设备中形成向上吹送的气体，该气体与步骤②中落下的混合物料形成逆流接触，而且该气体在向上运动的过程中呈紊流状态；④收集步骤③中向上通过所述浮选设备之浮选板的颗粒物；所述活化过程包括如下步骤：ａ将氢氧化钾、碳粉按照６－２∶１的重量比混合均匀，并放入活化炉中；ｂ向所述活化炉内通入氮气，排出其中的空气，同时采用分段升温－保温的方法，升温至７００℃－１０００℃，优选升温至７００℃－９００℃；ｃ将所述活化炉所产生的气体导入盛有水的密闭容器中，进行水封回收，而且该密闭容器进一步设置有水封回收后的气体出口；ｄ将所述活化炉降温，所得产物洗涤、干燥，得到高比表面积的活性炭。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许闽清，
申请(专利权)人：福建省龙岩龙能粉煤灰综合利用有限公司，
类型：发明
国别省市：35
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