[發明專利]碳化硼冶煉爐煙氣閉路回收工藝及設備

有效

• 申請號: 201210395310.9
• 申請日: 2012-10-18
• 公開（公告）號: CN102897784A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 孫維學;王顯義;李海利
• 申請（專利權）人: 潤鳴新素材（通遼）有限公司
• 主分類號: C01B35/10
• 分類號: C01B35/10;F27D17/00
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 鄒芳德

技術領域

本發明涉及一種碳化硼生產方法及設備，即一種碳化硼冶煉爐煙氣閉路回收工藝及設備。

背景技術

碳化硼是一種非金屬難熔化合物，以B₄C為常用品，是超硬的人造磨料之一，硬度僅次于金剛石。且具有適于磨削、理化性質穩定、質量輕、研磨性能好等特點，與酸堿幾乎不起反應，還具有半導體性和吸收中子的性能，是金剛石理想的代用材料。碳化硼微粉及碳化硼制品被廣泛應用到航空、軍工、核工業、耐磨、耐火材料等領域。目前，生產碳化硼的主要原料是硼酸和碳素材料，這些原料混合后投入到大功率三相程控電弧精煉爐中進行冶煉制得。碳化硼的冶煉過程中，會產生大量的煙塵，每生產一噸碳化硼，就會產生1.3—1.4噸的粉塵，并且攜帶幾百度的高溫氣體。為了降低排放污染，本公司曾采用布袋過濾法對煙氣進行過濾，同時對煙氣管道進行風冷或水冷，換取煙氣的熱量，顯著降低了環境影響。可是，過濾留下的固體粉塵只能集中堆放，既占用場地，也會影響場地附近的環境。特別是粉塵當中含有70%左右的硼矸B₂O₃，吸水后就會成為硼酸，是制取碳化硼的優質原料，目前還沒有得到很好的回收利用。據現有技術，回收硼矸最簡單的方法就是把粉塵回爐。可是，粉塵當中還有大量的硅、炭雜質，回爐后影響冶煉的效果，降低產品質量，得不償失。而要去除粉塵當中的雜質，現有的方法雖然很多，但成本都比較高，還不能用于生產。因此，如何以較低的成本去除粉塵中的雜質，提取高純度硼矸，是業內技術人員追求的目標，也是同行公認的難題。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠去除碳化硼冶煉煙氣中的雜質，提純其中的硼矸，且成本低、效益高的方法及設備。

上述目的是由以下技術方案實現的：提供一種碳化硼冶煉爐煙氣閉路回收工藝，其特點是：以溫度≥95℃的爐體冷卻水和/或煙氣熱量所制取的溫度≥95℃的水為溶劑，把碳化硼冶煉煙氣排入熱水溶劑中，煙氣粉塵中的硼矸溶解得到硼矸溶液，再對硼矸溶液進行過濾分離雜質，再將濾得的硼矸溶液降溫≤35℃進行結晶，再去除水分，得到硼酸。

一種碳化硼冶煉爐煙氣閉路回收設備，包括冶煉爐、吸煙罩和煙道，其特點是：所說的煙道的末端加設一種水解罐，水解罐的出口與壓濾機的進料口相連通，壓濾機下面設有接液槽，接液槽通過管路與結晶罐的入口相連，結晶罐的出料口通過管路與脫水機相連。

所說的脫水機的排水口通過管道與母液槽的進口相連，母液槽的出口通過管道與水解罐相連，脫水機的卸料口與烘干機相連。

所說的水解罐通過熱水管與碳化硼冶煉爐的限溫水套相連通。

所說的水解罐周圍設有冷卻水套。

所說的煙道通過裝水的換熱水箱，換熱水箱的進水管和排水管與冷水源及水解罐相連通。

所說的煙道末端與過濾倉相連通，過濾倉里面設有過濾袋，過濾袋外面設有排氣口，過濾倉下部設有排灰管，排灰管下端接入水解罐。

所說的煙道接入水解罐，水解罐上部設有霧化噴淋頭和排放口。

所說的水解罐內的霧化噴淋頭下方設有篩網。

所說的篩網設有振動器。

本發明的有益效果是：冶煉煙氣直接入水凈化，既可利用冶煉余熱，又能回收粉塵中90%以上的硼矸，形成閉合回路，節水節電，避免了資源浪費和環境污染，工藝步驟簡單，設備造價低廉，經濟效益和環境效益顯著雙贏。

附圖說明

圖1是第一種實施例的設備簡圖；

圖2是第二種實施例的設備局部簡圖；

圖3是第三種實施例的設備局部簡圖；

圖4是第四種實施例的局部設備簡圖；

圖5是第五種實施例的設備局部簡圖；

圖6是第六種實施例的設備局部簡圖；

圖7是第七種實施例的設備局部簡圖。

圖中可見：冶煉爐1，吸煙罩2，煙道3，引風機4，水解罐5，壓濾機6，接液槽7，結晶罐8，脫水機9，烘干機10，儲料倉11，母液槽12，冷卻水管13，冷卻水套14，溶液輸出管15，熱水管16，限溫水套17，換熱水箱18，過濾倉19，過濾袋20，排氣口21，排灰爪22，排灰管23，截止閥24，排放口25，霧化噴淋頭26，篩網27，振動器28。

具體實施方式

本發明總的構思是：根據硼矸≥95℃水中溶解和≤35℃結晶的規律，在碳化硼冶煉爐的煙道終端設置水解罐，且以冶煉余熱制取熱水，煙塵直接進水使硼矸溶解為硼酸，再通過壓濾，去除雜質，再經過冷卻使硼酸結晶，成為碳化硼冶煉原料。下面圍繞這一構思，介紹七個實施例。