[發明專利]一種基于碳質收塵粉的碳基材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201811440301.0
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109607528A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 龔得喜;昌健;劉少冕;韓旭東;呂小玲;劉恒恒;程俊峰
• 申請（專利權）人: 北京清新環境技術股份有限公司
• 主分類號: C01B32/33
• 分類號: C01B32/33;C01B32/348;C01B32/342
• 代理公司: 北京國電智臻知識產權代理事務所(普通合伙) 11580
• 代理人: 吳紅飛

本發明涉及一種基于碳質收塵粉的碳基材料及其制備方法，所述成型碳基材料的原料包括含量為收塵粉0％～40％、煤焦油0％～50％、焦油渣0％～30％、瀝青0％～30％、合格煤粉0％～70％和M活化劑為膏料的0～3倍等。其制備方法包括步驟：將原料依次進行配比混合、成型造粒、陳化或干燥，再經高溫炭化、活化，得到成型碳基材料。由于在產品制備中利用了收塵粉資源，解決了回收含碳收塵粉的資源化利用問題，降低了產品成本，提高了經濟效益，同時避免了收塵粉對環境的二次污染。制備的成型碳基材料產品性能優異，孔隙結構合理，耐磨損指數高，強度好，堆積密度適中，著火點高等特點。產品可應用于有害氣體的凈化，工業煙氣脫硫脫硝及重金屬脫除處理，以及工業廢水的凈化處理，溶劑回收等方面。

技術領域

本發明涉及收塵粉廢棄物的再利用技術領域，尤其涉及收塵粉廢棄物的利用方法。適用于一種基于碳質收塵粉的的制備方法。

背景技術

在冶金過程(焙燒、燒結、熔煉、吹煉、蒸餾等)產出大量的煙塵，將煙塵收集后充分利用，既可改善勞動條件，防止污染，又能綜合回收其中的各種有用組分，使原料得到充分的合理利用。

如在碳陽極生產過程中，由于原料的破碎、輸送，以及工藝作業過程中產生了大量的粉料。由于顆粒細微、導電性能良好，在回收處理和排放運輸過程中，很容易產生飛揚，造成環境污染。長期以來，收塵粉排放一直是制約我國碳素行業清潔生產的“老大難”問題。目前國內對這些收塵粉沒有專業的回收利用技術，一般采用的處理方式是低價外賣，這種處理方式造成了資源的浪費，并且在裝卸、運輸時粉料容易外泄，造成環境的二次污染。專利201611065051.8提出了一種煉焦煤處理過程除塵粉的處理方法，將除塵粉、雜煤與焦油渣混合后，采用對輥成型機壓制成煤球。劉志祥等人(云南冶金,2011,40(4),66-69.)將收塵粉按比例配入磨粉系統，參與生產主流程，實現該粉塵作為原料的再利用。肇玉卿(輕金屬，1992,49-5110,(10),38-41.)調整原料粉純度，并修改配料比例，將收塵粉作為碳陽極配料，實現再利用。李小明等(材料科學與工藝，2018,26(4),34-41.)將預焙陽極炭塊生產過程中大量收塵粉混酸法提升碳品位，作為陽極生產原料或填充料返回利用。郭世平等(炭素技術,2017,36(3),48-50.)研究了回轉窯煅燒石油焦產生的收塵粉進行測定分析，為后續實現收塵粉的利用提供價值支持。專利申請號201710837977.2將電解鋁和碳素生產過程中產生的瀝青渣、廢焦油、收塵粉、殘極粉以及軟殘極等固、危廢無資源成型為碳轉后進行再利用。

目前，關于收塵粉的主要應用是作為循環回生產原料。石油焦煅燒產生的收塵粉也僅限于產品的檢測分析，沒有得到高值化的利用。同時，大部分收塵粉資源局限于原生產區域內使用、消耗。成型碳基材料是一種孔隙發達的材料，具有突出的化學和熱力學穩定性和良好的機械強度，隨著科學技術的進步和人們生活水平的提高，成型碳基材料的用途將越來越廣泛。在積極尋找更加環保的新型能源，實施新型能源戰略的同時，也更加需要在現有的能源基礎上減少浪費，降低環境污染。對固體廢棄物實現在再生能源、節約能源的資源化利用，為緩解資源緊缺、降低環境污染起到一定的積極作用。

發明內容

針對現有產品生產行業中帶來的收塵粉等問題，本發明內容公布一種基于碳質收塵粉等廢棄資源制備成型碳基材料及其制備方法。對廢棄物實現資源化利用，緩解資源緊缺、降低環境污染。

本發明采取的技術方案為：

一種基于碳質收塵粉的碳基材料的原料包括固體粉料和粘結劑；固體粉料包括收塵粉和煤粉，收塵粉為碳素收塵粉、石油焦粉塵、瀝青煙塵、殘極粉和/或軟殘極，煤粉為粉狀無煙煤、長焰煤、褐煤、褐煤半焦、焦煤、蘭炭的一種或幾種，粘結劑為洗油、蒽油、瀝青、煤焦油、焦油渣的一種或幾種。

碳基材料的原料包括比例為1:1～4:1的固體粉料與粘結劑的混合物料，以及混合物料質量5％～25％的水。

碳基材料的原料還包括M活化劑，所述的M活化劑包括磷酸、氯化鋅、苛性堿及堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽一種或幾種。