[發明專利]高碳粉煤灰/煤渣脫碳分級方法及裝置

在審

• 申請號: 201410205431.1
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN103934098A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 劉毅;張勝兵;徐銀香;汪華林
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: B03B7/00
• 分類號: B03B7/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 項丹

技術領域

本發明屬于高碳粉煤灰/煤渣回收增值利用領域，涉及一種固廢資源高效利用技術，更具體涉及一種緊湊型煤渣脫碳分選方法。具體的說，本發明針對含碳量偏高的粉煤灰/煤渣，通過混入適量水流態化后，采取旋流脫渣、浮選脫碳和旋流分級方法，將利用價值和使用率較低的粉煤分類分級，達到大幅提高其利用價值的方法。本發明還涉及粉煤灰/煤渣脫碳分選的裝置。

背景技術

粉煤灰是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰，是燃煤電廠排出的主要固體廢物；而高碳煤渣則主要緣于近年興起的煤加壓氣化技術，兩類均屬于含一定碳分的微細顆粒混合物。隨著電力工業的發展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加，不加處理，就會對環境、人體和生物造成很大危害。目前我國每年由于燃煤所產生的煤渣約在4億噸左右，十二五末產量將達到5.7億噸，并且我國未利用的庫存煤渣多達5億余噸。對如此大量的煤渣如何實現資源化利用、提高煤渣的利用率已成為關注要點之一。

粉煤灰的顆粒粒度范圍為0.5～300μm，灰分中未燃盡的碳的含量一般在12％～20％之間。目前灰分的利用率在67％左右，但是火電廠對灰分的處理主要是直接出售用于建材、筑路、回填等，沒有對灰分的碳進行回收，不僅是對資源的浪費，而且較高的碳含量會對灰分用于建材生產原料產生不利影響。從灰分中回收碳作為電力燃煤不僅可以使煤炭資源得到充分利用,而且可以通過對灰分進行分選成一級灰和二、三級灰，顯著提高灰分的利用率，也能提高以其為原材料的建材的性能。

當前也存在個別針對灰分脫碳的工藝技術，例如，中國專利ZL200810031473.2中提及燒失量超標灰分脫碳工藝，中國專利ZL201110327655.6發明了灰分流化床燃燒脫碳裝置，中國專利ZL201210183445.9從灰分中提取碳粉、鐵礦粉、一級灰分和二級灰制備工藝，中國專利ZL201220722495.5中提出的一種灰分復合浮選脫碳處理裝置。這些現有技術都針對灰分含碳量高提出了自己的方法，并取得了一定的效果，但普遍存在粉煤灰處理工藝粗放，脫碳分級效率低下等缺陷，實際工業應用價值不合理等頑疾。

發展粉煤灰各種高附加值用途的一個必要前提就是減少粉煤灰中的碳含量，降低燒失量，這是綜合利用粉煤灰的重要基礎。但包括上述專利在內的現有技術還未能充分地綜合利用粉煤灰為社會經濟服務，遠遠不能滿足粉煤灰高效利用的情況。

因此，本領域迫切需要開發出一種能夠克服上述現有技術的缺陷的，成本低且效果好的粉煤灰脫渣分級和浮選脫碳方法及裝置，用以實現高碳粉煤灰/渣中碳粉的高效回收，同時能夠大幅提高其利用價值，充分實現工業排放物的綜合高效利用。

發明內容

本發明提供了一種新穎的緊湊型高碳粉煤灰脫碳分選方法與裝置，針對粉煤灰中碳含量偏高的問題，對粉煤灰采取回收措施也對粉煤灰分選出一級灰，回收了粉煤灰中的碳，并把粉煤灰依據國際分級為一級灰和二、三級灰，提高了粉煤灰的利用率和以其為原材料的建材性能，從而解決了現有技術中存在的問題，使得火電廠多年來堆放的粉煤灰得到全部處理，帶來極其可觀的經濟效益的同時，極大地提高了環境效益和社會效益。

一方面，本發明提供了一種高碳粉煤灰/煤渣脫碳分級方法，該方法包括以下步驟：

(1)將煤灰/煤渣摻入水中，利用固-液旋流去除煤渣中的大顆粒成分，得到經預脫渣處理的煤灰/煤渣；

(2)在經預脫渣處理的煤灰/煤渣中加入捕集劑和浮選劑，經礦漿預處理后攪拌均勻并打入浮選柱進行浮選，碳粉上浮回收，剩余煤灰/煤渣排出；

(3)對浮選柱中沉積的煤灰/煤渣進行分級旋流，收集一級粉煤灰，排出二級粉煤灰和三級粉煤灰；以及

(4)對步驟(1)中所得的大顆粒成分、步驟(2)中所得的碳粉和步驟(3)中所得的粉煤灰進行脫水處理，回收水循環利用。

在一個優選的實施方式中，所述捕集劑選自：輕柴油、烴類油捕收劑6008和煤油，所述浮選劑選自：仲辛醇、GF油和FR油；它們的用量均為500-1000g/t，以高碳粉煤灰/煤渣干重計。

在另一個優選的實施方式中，該方法用于對碳含量超過8％的粉煤灰/煤渣進行增值處理。

在另一個優選的實施方式中，該方法對碳的回收率達到85％或更高。

在另一個優選的實施方式中，所述分級旋流對45μm粒級或更高灰分的回收效率大于90％并達到一級灰粉煤標準，并且對一級粉煤灰的回收質量分數超過45％。

另一方面，本發明提供了一種高碳粉煤灰/煤渣脫碳分級裝置，該裝置包括：