[發(fā)明專利]一種粘結(jié)劑及基于該粘結(jié)劑的鈣基工業(yè)粉體成型方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210238535.3
• 申請(qǐng)日: 2012-07-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102776047A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 公旭中;王志;林榮毅;王明涌;汪玉華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所
• 主分類號(hào): C10L5/12
• 分類號(hào): C10L5/12;C01F11/04;B09B3/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王雪梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤制乙炔領(lǐng)域，尤其涉及一種粘結(jié)劑及基于該粘結(jié)劑的鈣基工業(yè)粉體的成型方法。

背景技術(shù)

電石渣是煤制乙炔氣工業(yè)過(guò)程中電石水解后產(chǎn)生的廢渣。電石渣是已經(jīng)處理過(guò)的工業(yè)廢渣，目前累計(jì)堆存量已達(dá)1.3億t，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家大部分將電石渣就地堆放或填埋。隨著國(guó)內(nèi)PVC、PVA等化工產(chǎn)品規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電石渣將越來(lái)越多。電石渣不僅占用了寶貴的土地資源，而且嚴(yán)重影響環(huán)境和人類健康，已成為社會(huì)一大公害。2009年我國(guó)電石渣產(chǎn)量為1800萬(wàn)噸，大量電石渣堆砌閑置，不僅造成了鈣資源的浪費(fèi)，也給周圍環(huán)境保護(hù)帶來(lái)了嚴(yán)重的壓力。

目前電石渣的應(yīng)用主要集中在水泥的制備以及煙氣脫硫添加劑的制備，電石渣處理量有限，且無(wú)法從根本上解決電石渣的綜合利用問(wèn)題。因此只有將電石渣成型循環(huán)利用才能解決乙炔工業(yè)電石制備原料的缺乏以及堆積閑置等環(huán)境問(wèn)題。

煤制乙炔生產(chǎn)工藝，首先是電石的生產(chǎn)，即由塊煤或焦炭和塊狀的氧化鈣，在電爐中高溫生產(chǎn)電石，再由電石和水反應(yīng)生產(chǎn)乙炔，因此塊狀的氧化鈣是該工藝必須的原料。

目前在我國(guó)電石制乙炔產(chǎn)業(yè)中，塊狀氧化鈣已經(jīng)成了一些企業(yè)控制成本的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。電石渣中含有85-95%的氫氧化鈣，其經(jīng)過(guò)煅燒則可以獲得氧化鈣。然而電石渣是一種粒度小于1mm的鈣基粉體，因此在煅燒前必須成型，同時(shí)保證具有冷熱強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，即滿足煅燒后仍然保持一定的形狀和強(qiáng)度，在電爐內(nèi)能夠達(dá)到天然塊狀氧化鈣的工藝性能。

CN?101619251A涉及煤炭加工利用技術(shù)領(lǐng)域，是一種熔融還原煉鐵用型煤粘結(jié)劑及應(yīng)用。粘結(jié)劑由下述成分按重量份比例制成：CaO?1～10重量份、MgO?2～8重量份、SiO₂?50～70重量份、A1₂O₃?10～20重量份、煤瀝青10～30重量份。使用方法是：將所述的型煤粘結(jié)劑與粉煤混合，外加水，常溫下壓制成型煤。

CN?101182171A公開(kāi)了一種催化膠結(jié)電石渣磚，是以電石渣、無(wú)機(jī)細(xì)骨料為主要原料，加入適量的水，通過(guò)無(wú)機(jī)催化激活劑膠結(jié)制備而成。無(wú)機(jī)催化激活劑為活性金屬氧化物和金屬鹽的混合物。所述的電石渣磚的制備方法，其具體步驟為：先將電石渣塊球磨粉碎過(guò)篩后，按上述原料配方稱取電石渣粉、無(wú)機(jī)細(xì)骨料和無(wú)機(jī)催化激活劑，經(jīng)攪拌機(jī)混合均勻后，加入水，再攪拌混料后，裝料入模成型自然養(yǎng)護(hù)，得到所需電石渣磚。

為了實(shí)現(xiàn)電石渣循環(huán)利用，則需要發(fā)明一種高性能粘結(jié)劑，以及配合該粘結(jié)劑成型的工藝條件，滿足電石渣粉體成型的要求，即滿足電石渣成型后的高溫強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。工業(yè)粉體成型（造塊工藝）是一項(xiàng)必不可少的加工過(guò)程，如型煤、球團(tuán)礦，包括有粘結(jié)劑和無(wú)粘結(jié)劑成型工藝[CN?101619251A；CN?101798538A；CN?101812343A]，有粘結(jié)劑成型較為普遍，其中復(fù)合粘結(jié)劑成型后塊料各項(xiàng)指標(biāo)均能夠滿足工藝要求。在冶金和化工領(lǐng)域塊料的熱強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性是一個(gè)重要指標(biāo)，如氣化型煤、豎爐氣基還原球團(tuán)礦等[CN?102121065A；CN102021323A；CN101956066A]。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于為煤制乙炔生產(chǎn)工藝提供電石渣循環(huán)利用途徑。本發(fā)明的特殊性在于其加入一定量不影響后續(xù)工藝的無(wú)機(jī)物，通過(guò)激發(fā)部分原料和固化劑，利用化學(xué)合成方法，使得粉料逐步形成耐熱成分的包覆結(jié)構(gòu)，配合適當(dāng)?shù)某尚凸に嚕箟K料的熱強(qiáng)度和熱穩(wěn)定大大提高，添加一定量的無(wú)機(jī)黏結(jié)劑是提高塊料的熱強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性的關(guān)鍵。

電石渣成型工藝流程如下：將電石渣與固化劑混合均勻，利用噴霧或流體計(jì)量設(shè)備將一定濃度酸或堿的溶液加入固體粉料中，充分?jǐn)嚢韬螅媚ゾ呋虺尚蜋C(jī)壓制成型，干燥獲得成品塊料。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的目的之一在于提供一種粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑是將無(wú)機(jī)酸或堿與水以1:5～1:40的質(zhì)量比混合后得到。

本發(fā)明所述無(wú)機(jī)酸或堿與水的質(zhì)量比可選擇1:5.05～1:39，1:8～1:32，1:12～1:25，1:15～1:20等，優(yōu)選為1:10～1:15，進(jìn)一步優(yōu)選1:10。

本發(fā)明所述無(wú)機(jī)酸包括鹽酸、硝酸、磷酸、硫酸或氫氟酸中的一種或至少兩種的混合物，例如鹽酸，磷酸，硝酸和磷酸的混合物，鹽酸、硝酸和氫氟酸的混合物等，進(jìn)一步優(yōu)選鹽酸和/或硫酸。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠獲知的其他無(wú)機(jī)酸均可用于本發(fā)明。