CN111717929A - 一种电石渣综合利用装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种电石渣综合利用装置及方法,装置包括浮选除硅单元、活性石灰制备单元和微粉碳酸钙制备单元;浮选除硅单元包括浮选搅拌槽、浮选机及第一压滤机,活性石灰制备单元包括预热器、焙烧炉、冷却器及压球成型***,微粉碳酸钙制备单元包括强磁磁选机、水力旋流器、碳化槽、浓缩机、第二压滤机及干燥粉磨***。方法为:调整电石渣浆料PH值,对浆料脱硅脱碳,压滤制备氢氧化钙滤饼;预热氢氧化钙滤饼,一部分作为脱硫剂,另一部经高温焙烧形成活性石灰,压球成型制备成活性石灰颗粒,其作为电石制备***原料使用;加水稀释氢氧化钙滤饼,磁选脱除铁化物,除杂后在碳化槽内制备碳酸钙浆液,增浓后压滤制备碳酸钙滤饼,干燥粉磨后形成微粉碳酸钙。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域,特别是涉及一种电石渣综合利用装置及方法。
背景技术
据统计,我国现有电石产能在2600万吨左右,同时每年产生的电石渣超过3500万吨,而电石渣中的主要矿物成分为Ca(OH)2,其在电石渣的占比达到70%~85%。现阶段,只有少部分的电石渣被用于制造低附加值的水泥,剩余的绝大部分电石渣都没有实现循环再利用,这部分电石渣不但会占用大量的土地,而且还会由于电石渣的碱液和残留电石的水解,进而造成生态环境、地下水以及土壤等污染。因此,解决电石渣循环再利用难的问题十分必要。
为此,申请号为200610031408.0的中国专利公开了一种由电石渣制备高纯轻质碳酸钙微粉的方法,申请号为201310691661.9的中国专利公开了一种以电石渣为原料制取纳米碳酸钙的方法,尽管上述两个专利申请中都涉及了电石渣循环再利用的方法,一个利用电石渣制备碳酸钙微粉,另一个是利用电石渣制取纳米碳酸钙。但是,上述两个专利申请中的方法都存在着问题。第一,中间产物都存在氨水,而氨水属于化学危险品,其储存条件和使用要求较高;第二,都没有提及到如何脱除电石渣中的铁化物和残碳,而铁化物和残碳又是影响微粉碳酸钙质量和白度的主要因素;第三,都存在工艺流程长、过程复杂、产品杂质含量高、产品质量差等缺点。申请号为201811136653.7的中国专利公开了一种利用电石渣生产活性氧化钙的装置及方法,虽然该专利申请涉及了电石渣循环再利用的方法,具体利用电石渣来制备活性石灰,但其采用的是闪蒸干燥和动态煅烧的方法,此方法难以用于大规模的工业生产,而且其产品捕集器所收集的热量用于多级预热器,这会造成热量的明显不平衡和浪费。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供一种电石渣综合利用装置及方法,能够根据实际需要分别制备出微粉碳酸钙(CaCO3)、脱硫剂(氢氧化钙)和活性石灰(氧化钙),且制备微粉碳酸钙时的中间产物中没有氨水存在,通过脱除铁化物、硅和碳,有效提高了微粉碳酸钙的质量和白度,同时具有工艺流程简单、操作容易、能耗低的特点。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种电石渣综合利用装置,包括浮选除硅单元、活性石灰制备单元和微粉碳酸钙制备单元;所述浮选除硅单元包括浮选搅拌槽、浮选机及第一压滤机;所述活性石灰制备单元包括预热器、焙烧炉、冷却器及压球成型***;所述微粉碳酸钙制备单元包括强磁磁选机、水力旋流器、碳化槽、浓缩机、第二压滤机及干燥粉磨***;所述浮选搅拌槽的顶部进料口用于输入电石渣原料,电石渣原料由电石制备***输出;所述浮选搅拌槽的底部出料口与浮选机的顶部进料口相连通,浮选机的顶部浆液出口用于输出电石渣尾矿浆,浮选机的底部出料口用于输出电石渣精矿浆,浮选机的底部出料口与第一压滤机的进料口相连通,第一压滤机的滤出液出口与浮选搅拌槽的顶部进料口相连通,第一压滤机的出料口用于输出氢氧化钙滤饼,第一压滤机的出料口分两路输出,第一路与预热器的进料口相连通且用于制备活性石灰,第二路与强磁磁选机的进料口相连通且用于制备微粉碳酸钙;所述预热器的出料口与焙烧炉的进料口相连通,焙烧炉的出料口与冷却器的进料口相连通,冷却器的出料口与压球成型***的进料端相连通,压球成型***的出料端用于输出活性石灰颗粒;所述强磁磁选机的第一出料口用于排放磁选出的铁化物,强磁磁选机的第二出料口用于输出去除铁化物的氢氧化钙浆液;所述强磁磁选机的第二出料口与水力旋流器的顶部进料口相连通,水力旋流器的底部排渣口用于排出固态杂质,水力旋流器的顶部浆液出口用于排出氢氧化钙精制浆液,水力旋流器的顶部浆液出口与碳化槽的顶部进料口相连通,碳化槽的底部出料口用于排出碳酸钙浆液,碳化槽的底部出料口与浓缩机的顶部进料口相连通,浓缩机的顶部澄清液出口与碳化槽的顶部进料口相连通,浓缩机的底部出料口第二压滤机的进料口相连通,第二压滤机的出料口与干燥粉磨***的进料口相连通,干燥粉磨***的出料口用于排出微粉碳酸钙。
一种电石渣综合利用方法,采用了所述的电石渣综合利用装置,包括如下步骤:
步骤一:浮选除硅脱碳
步骤①:将电石渣原料经计量后输入浮选搅拌槽内,同时向浮选搅拌槽内输入定量的捕捉剂、起泡剂和PH值调节剂,使电石渣浆料的PH值处于7.0~7.5之间;
步骤②:将调整好PH值的电石渣浆料输入浮选机内,同时向浮选机内输入脱硅浮选剂,并且进行三次反浮选脱硅,使电石渣原料A中的硅含量降到1.7%以下;
步骤③:当电石渣浆料完成三次反浮选脱硅后,再向浮选机内输入脱碳浮选剂,而且只进行一次浮选脱碳,使电石渣原料中的碳含量降到0.7%以下;
步骤④:将完成脱硅和脱碳的电石渣浆料输入第一压滤机中,通过第一压滤机对电石渣浆料进行脱水,直到形成含水率为12%~17%的氢氧化钙滤饼;
步骤二:活性石灰制备
步骤①:将氢氧化钙滤饼输入预热器内,在预热器内对氢氧化钙滤饼进行预热,预热气体为焙烧炉排出的高温废气,高温废气的温度为900℃~1050℃;
步骤②:完成预热的氢氧化钙滤饼分两路输出,一路直接输出作为脱硫剂,该脱硫剂的含水量≤0.5%,而另一路进入焙烧炉内进行高温焙烧,焙烧温度为900℃~1050℃,焙烧时间为2s~20s,直至形成活性石灰;
步骤③:焙烧完成后形成的活性石灰直接进入冷却器内,冷空气在冷却器内与活性石灰进行逐级热交换,直到冷空气被加热到650℃~800℃进入焙烧炉内用于燃料助燃,而活性石灰降温至80℃以下;
步骤④:将冷却好的活性石灰输入压球成型***内,并制备成活性石灰颗粒,活性石灰颗粒直接输送至电石制备***内作为原料使用,制备好的活性石灰颗粒的粒径为φ30mm~φ90mm,抗压强度≥650N,落下强度≥95%;
步骤三:微粉碳酸钙制备
步骤①:将氢氧化钙滤饼加水稀释,直到形成质量浓度为10%~15%的氢氧化钙浆液;
步骤②:将氢氧化钙浆液输入强磁磁选机内,通过强磁磁选机将氢氧化钙浆液内的铁化物分离排出,使氢氧化钙浆液中的铁化物含量降到0.15%以下;
步骤③:将脱除了铁化物的氢氧化钙浆液输入水力旋流器内,通过水力旋流器将氢氧化钙浆液中的固态杂质分离排出;
步骤④:将脱除了固态杂质的氢氧化钙浆液输入碳化槽,向碳化槽内输入二氧化碳气体,通过搅拌使氢氧化钙与二氧化碳气体发生反应,反应时间为2h~10h,直至在碳化槽内形成碳酸钙浆液;
步骤⑤:将碳酸钙浆液输入浓缩机内,通过浓缩机将碳酸钙浆液的质量浓度提高到70%~75%;
步骤⑥:将增浓后的碳酸钙浆液输入第二压滤机内,通过第二压滤机对碳酸钙浆液进行脱水,直到形成含水率为12%~17%的碳酸钙滤饼;
步骤⑦:将脱水后的碳酸钙滤饼输入干燥粉磨***内,通过干燥粉磨***对碳酸钙滤饼进行干燥和粉磨,干燥温度为70℃~120℃,直至形成含水率<1%的微粉碳酸钙。
本发明的有益效果:
本发明的电石渣综合利用装置及方法,能够根据实际需要分别制备出微粉碳酸钙(CaCO3)、脱硫剂(氢氧化钙)和活性石灰(氧化钙),且制备微粉碳酸钙时的中间产物中没有氨水存在,通过脱除铁化物、硅和碳,有效提高了微粉碳酸钙的质量和白度,同时具有工艺流程简单、操作容易、能耗低的特点。
附图说明
图1为本发明的一种电石渣综合利用装置的结构原理图;
图中,1—浮选搅拌槽,2—浮选机,3—第一压滤机,4—预热器,5—焙烧炉,6—冷却器,7—压球成型***,8—强磁磁选机,9—水力旋流器,10—碳化槽,11—浓缩机,12—第二压滤机,13—干燥粉磨***,14—电石制备***,A—电石渣原料,B—电石渣尾矿浆,C—氢氧化钙滤饼,D—活性石灰颗粒,E—铁化物,F—固态杂质,G—微粉碳酸钙。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示,一种电石渣综合利用装置,包括浮选除硅单元、活性石灰制备单元和微粉碳酸钙制备单元;所述浮选除硅单元包括浮选搅拌槽1、浮选机2及第一压滤机3;所述活性石灰制备单元包括预热器4、焙烧炉5、冷却器6及压球成型***7;所述微粉碳酸钙制备单元包括强磁磁选机8、水力旋流器9、碳化槽10、浓缩机11、第二压滤机12及干燥粉磨***13;所述浮选搅拌槽1的顶部进料口用于输入电石渣原料A,电石渣原料A由电石制备***14输出;所述浮选搅拌槽1的底部出料口与浮选机2的顶部进料口相连通,浮选机2的顶部浆液出口用于输出电石渣尾矿浆B,浮选机2的底部出料口用于输出电石渣精矿浆,浮选机2的底部出料口与第一压滤机3的进料口相连通,第一压滤机3的滤出液出口与浮选搅拌槽1的顶部进料口相连通,第一压滤机3的出料口用于输出氢氧化钙滤饼C,第一压滤机3的出料口分两路输出,第一路与预热器4的进料口相连通且用于制备活性石灰,第二路与强磁磁选机8的进料口相连通且用于制备微粉碳酸钙;所述预热器4的出料口与焙烧炉5的进料口相连通,焙烧炉5的出料口与冷却器6的进料口相连通,冷却器6的出料口与压球成型***7的进料端相连通,压球成型***7的出料端用于输出活性石灰颗粒D;所述强磁磁选机8的第一出料口用于排放磁选出的铁化物E,强磁磁选机8的第二出料口用于输出去除铁化物E的氢氧化钙浆液;所述强磁磁选机8的第二出料口与水力旋流器9的顶部进料口相连通,水力旋流器9的底部排渣口用于排出固态杂质F,水力旋流器9的顶部浆液出口用于排出氢氧化钙精制浆液,水力旋流器9的顶部浆液出口与碳化槽10的顶部进料口相连通,碳化槽10的底部出料口用于排出碳酸钙浆液,碳化槽10的底部出料口与浓缩机11的顶部进料口相连通,浓缩机11的顶部澄清液出口与碳化槽10的顶部进料口相连通,浓缩机11的底部出料口第二压滤机12的进料口相连通,第二压滤机12的出料口与干燥粉磨***13的进料口相连通,干燥粉磨***13的出料口用于排出微粉碳酸钙G。
本实施例中,电石渣原料A的粒度≤0.1mm,电石渣原料A的含水率为13%~16%,电石渣原料A中的铁化物B含量为0.5%,电石渣原料A中的硅含量为4%~5%,电石渣原料A中的碳含量为2%;浮选剂分为脱硅浮选剂和脱碳浮选剂,脱硅浮选剂采用六偏磷酸钠和十二胺,脱碳浮选剂采用煤油和12#油;碳化槽10的数量为3~12个,一部分用于进行常规碳化反应,另一部分用于澄清液的增浓,且两部分的碳化槽10交替使用;第一压滤机3的滤出液直接返回浮选搅拌槽1进行循环利用;第二压滤机12的滤出液直接返回碳化槽10进行循环利用;预热器4包括一个干燥器和四个悬浮预热器并且依次相连;焙烧炉5采用悬浮焙烧炉;冷却器6包括三个悬浮冷却器并且依次相连;压球成型***7包括提升机、料仓、喂料机、压球机和振动筛并且依次连接;干燥粉磨***13包括喂料机、烘干磨机、选粉机、除尘器及风机并且依次连接。
一种电石渣综合利用方法,采用了所述的电石渣综合利用装置,包括如下步骤:
步骤一:浮选除硅脱碳
步骤①:将电石渣原料A经计量后输入浮选搅拌槽1内,同时向浮选搅拌槽1内输入定量的捕捉剂、起泡剂和PH值调节剂,使电石渣浆料的PH值处于7.0~7.5之间;
步骤②:将调整好PH值的电石渣浆料输入浮选机2内,同时向浮选机2内输入脱硅浮选剂,并且进行三次反浮选脱硅,使电石渣原料A中的硅含量降到1.7%以下;
步骤③:当电石渣浆料完成三次反浮选脱硅后,再向浮选机2内输入脱碳浮选剂,而且只进行一次浮选脱碳,使电石渣原料A中的碳含量降到0.7%以下;
步骤④:将完成脱硅和脱碳的电石渣浆料输入第一压滤机3中,通过第一压滤机3对电石渣浆料进行脱水,直到形成含水率为12%~17%的氢氧化钙滤饼C;
步骤二:活性石灰制备
步骤①:将氢氧化钙滤饼C输入预热器4内,在预热器4内对氢氧化钙滤饼C进行预热,预热气体为焙烧炉5排出的高温废气,高温废气的温度为900℃~1050℃;
步骤②:完成预热的氢氧化钙滤饼C分两路输出,一路直接输出作为脱硫剂,该脱硫剂的含水量≤0.5%,而另一路进入焙烧炉5内进行高温焙烧,焙烧温度为900℃~1050℃,焙烧时间为2s~20s,直至形成活性石灰;
步骤③:焙烧完成后形成的活性石灰直接进入冷却器6内,冷空气在冷却器6内与活性石灰进行逐级热交换,直到冷空气被加热到650℃~800℃进入焙烧炉5内用于燃料助燃,而活性石灰降温至80℃以下;
步骤④:将冷却好的活性石灰输入压球成型***7内,并制备成活性石灰颗粒D,活性石灰颗粒D直接输送至电石制备***14内作为原料使用,制备好的活性石灰颗粒D的粒径为φ30mm~φ90mm,抗压强度≥650N,落下强度≥95%;
步骤三:微粉碳酸钙制备
步骤①:将氢氧化钙滤饼C加水稀释,直到形成质量浓度为10%~15%的氢氧化钙浆液;
步骤②:将氢氧化钙浆液输入强磁磁选机8内,通过强磁磁选机8将氢氧化钙浆液内的铁化物E分离排出,使氢氧化钙浆液中的铁化物E含量降到0.15%以下;
步骤③:将脱除了铁化物E的氢氧化钙浆液输入水力旋流器9内,通过水力旋流器9将氢氧化钙浆液中的固态杂质F分离排出;
步骤④:将脱除了固态杂质F的氢氧化钙浆液输入碳化槽10,向碳化槽10内输入二氧化碳气体,通过搅拌使氢氧化钙与二氧化碳气体发生反应,反应时间为2h~10h,直至在碳化槽10内形成碳酸钙浆液;
步骤⑤:将碳酸钙浆液输入浓缩机11内,通过浓缩机11将碳酸钙浆液的质量浓度提高到70%~75%;
步骤⑥:将增浓后的碳酸钙浆液输入第二压滤机12内,通过第二压滤机12对碳酸钙浆液进行脱水,直到形成含水率为12%~17%的碳酸钙滤饼;
步骤⑦:将脱水后的碳酸钙滤饼输入干燥粉磨***13内,通过干燥粉磨***13对碳酸钙滤饼进行干燥和粉磨,干燥温度为70℃~120℃,直至形成含水率<1%的微粉碳酸钙G。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围,凡未脱离本发明所为的等效实施或变更,均包含于本案的专利范围中。
Claims (2)
1.一种电石渣综合利用装置,其特征在于:包括浮选除硅单元、活性石灰制备单元和微粉碳酸钙制备单元;所述浮选除硅单元包括浮选搅拌槽、浮选机及第一压滤机;所述活性石灰制备单元包括预热器、焙烧炉、冷却器及压球成型***;所述微粉碳酸钙制备单元包括强磁磁选机、水力旋流器、碳化槽、浓缩机、第二压滤机及干燥粉磨***;所述浮选搅拌槽的顶部进料口用于输入电石渣原料,电石渣原料由电石制备***输出;所述浮选搅拌槽的底部出料口与浮选机的顶部进料口相连通,浮选机的顶部浆液出口用于输出电石渣尾矿浆,浮选机的底部出料口用于输出电石渣精矿浆,浮选机的底部出料口与第一压滤机的进料口相连通,第一压滤机的滤出液出口与浮选搅拌槽的顶部进料口相连通,第一压滤机的出料口用于输出氢氧化钙滤饼,第一压滤机的出料口分两路输出,第一路与预热器的进料口相连通且用于制备活性石灰,第二路与强磁磁选机的进料口相连通且用于制备微粉碳酸钙;所述预热器的出料口与焙烧炉的进料口相连通,焙烧炉的出料口与冷却器的进料口相连通,冷却器的出料口与压球成型***的进料端相连通,压球成型***的出料端用于输出活性石灰颗粒;所述强磁磁选机的第一出料口用于排放磁选出的铁化物,强磁磁选机的第二出料口用于输出去除铁化物的氢氧化钙浆液;所述强磁磁选机的第二出料口与水力旋流器的顶部进料口相连通,水力旋流器的底部排渣口用于排出固态杂质,水力旋流器的顶部浆液出口用于排出氢氧化钙精制浆液,水力旋流器的顶部浆液出口与碳化槽的顶部进料口相连通,碳化槽的底部出料口用于排出碳酸钙浆液,碳化槽的底部出料口与浓缩机的顶部进料口相连通,浓缩机的顶部澄清液出口与碳化槽的顶部进料口相连通,浓缩机的底部出料口第二压滤机的进料口相连通,第二压滤机的出料口与干燥粉磨***的进料口相连通,干燥粉磨***的出料口用于排出微粉碳酸钙。
2.电石渣综合利用方法,采用了权利要求1所述的电石渣综合利用装置,其特征在于包括如下步骤:
步骤一:浮选除硅脱碳
步骤①:将电石渣原料经计量后输入浮选搅拌槽内,同时向浮选搅拌槽内输入定量的捕捉剂、起泡剂和PH值调节剂,使电石渣浆料的PH值处于7.0~7.5之间;
步骤②:将调整好PH值的电石渣浆料输入浮选机内,同时向浮选机内输入脱硅浮选剂,并且进行三次反浮选脱硅,使电石渣原料A中的硅含量降到1.7%以下;
步骤③:当电石渣浆料完成三次反浮选脱硅后,再向浮选机内输入脱碳浮选剂,而且只进行一次浮选脱碳,使电石渣原料中的碳含量降到0.7%以下;
步骤④:将完成脱硅和脱碳的电石渣浆料输入第一压滤机中,通过第一压滤机对电石渣浆料进行脱水,直到形成含水率为12%~17%的氢氧化钙滤饼;
步骤二:活性石灰制备
步骤①:将氢氧化钙滤饼输入预热器内,在预热器内对氢氧化钙滤饼进行预热,预热气体为焙烧炉排出的高温废气,高温废气的温度为900℃~1050℃;
步骤②:完成预热的氢氧化钙滤饼分两路输出,一路直接输出作为脱硫剂,该脱硫剂的含水量≤0.5%,而另一路进入焙烧炉内进行高温焙烧,焙烧温度为900℃~1050℃,焙烧时间为2s~20s,直至形成活性石灰;
步骤③:焙烧完成后形成的活性石灰直接进入冷却器内,冷空气在冷却器内与活性石灰进行逐级热交换,直到冷空气被加热到650℃~800℃进入焙烧炉内用于燃料助燃,而活性石灰降温至80℃以下;
步骤④:将冷却好的活性石灰输入压球成型***内,并制备成活性石灰颗粒,活性石灰颗粒直接输送至电石制备***内作为原料使用,制备好的活性石灰颗粒的粒径为φ30mm~φ90mm,抗压强度≥650N,落下强度≥95%;
步骤三:微粉碳酸钙制备
步骤①:将氢氧化钙滤饼加水稀释,直到形成质量浓度为10%~15%的氢氧化钙浆液;
步骤②:将氢氧化钙浆液输入强磁磁选机内,通过强磁磁选机将氢氧化钙浆液内的铁化物分离排出,使氢氧化钙浆液中的铁化物含量降到0.15%以下;
步骤③:将脱除了铁化物的氢氧化钙浆液输入水力旋流器内,通过水力旋流器将氢氧化钙浆液中的固态杂质分离排出;
步骤④:将脱除了固态杂质的氢氧化钙浆液输入碳化槽,向碳化槽内输入二氧化碳气体,通过搅拌使氢氧化钙与二氧化碳气体发生反应,反应时间为2h~10h,直至在碳化槽内形成碳酸钙浆液;
步骤⑤:将碳酸钙浆液输入浓缩机内,通过浓缩机将碳酸钙浆液的质量浓度提高到70%~75%;
步骤⑥:将增浓后的碳酸钙浆液输入第二压滤机内,通过第二压滤机对碳酸钙浆液进行脱水,直到形成含水率为12%~17%的碳酸钙滤饼;
步骤⑦:将脱水后的碳酸钙滤饼输入干燥粉磨***内,通过干燥粉磨***对碳酸钙滤饼进行干燥和粉磨,干燥温度为70℃~120℃,直至形成含水率<1%的微粉碳酸钙。
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