[發明專利]一種綜合利用電石凈化灰的方法

有效

• 申請號: 202110301680.0
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113105131B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 宋曉玲;周軍;熊新陽;周剛;李國棟;王小艷;王耀武;原曉麗;淡玄玄;李靜;夏銳;艾長纓;蔡亮;路栩;周佳;王偉;愷峰;李自兵;田方方;靳芳明;司江坤;夏倫超
• 申請（專利權）人: 新疆至臻化工工程研究中心有限公司;新疆天業（集團）有限公司;東北大學
• 主分類號: C04B7/19
• 分類號: C04B7/19;C22B1/02;C22B5/02;C22B7/00;C22B7/02;C22B26/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種綜合利用電石凈化灰的方法，包括以下步驟：（1）將電石凈化灰進行有氧煅燒，冷卻備用；（2）將還原劑破碎、研磨備用；（3）將備用凈化灰與還原劑混合、研磨、過篩、制球備用。還原劑按照所需理論量的90%~120%配入；（4）將混合制球物料進行真空熱還原，得到粗鎂和鈣基鈣基廢渣，粗鎂進行精煉得到精鎂、鎂錠；（5）將鈣基廢渣冷卻，摻混一定量電石渣、煤渣，研磨、焙燒、冷卻、磨粉，得到成品硅酸鹽水泥。本發明可實現電石凈化灰的全組分綜合利用，是一種綠色高值化的廢渣綜合利用方法。

技術領域

本發明屬于電石生產領域，尤其是涉及一種綜合利用電石凈化灰的方法。

背景技術

我國是世界上電石第一生產和消費大國，電石產能占世界總產能的90%以上，年產量已超過3500萬噸。電石是石灰和焦炭在密閉電石爐內通過電弧熱發生固相熔融反應而成，反應過程中會產生大量的高溫電石爐尾氣，尾氣主要為一氧化碳和固體粉塵，尾氣首先進入沉降器將40%-50%的大顆粒粉塵沉降下來，然后經空冷器進行降溫除塵，再進入布袋除塵器進行精過濾，經沉降器、空冷器及布袋除塵器收集的固體粉塵稱之為凈化灰。一般生產一噸電石就會產生約2%～7%的電石凈化灰。電石凈化灰中主要含有碳、鈣、鎂、硅、鋁、鐵、鉀、鈉等元素，其中碳、鈣、鎂、硅四種元素含量較高，其中炭部分以單質形式存在，部分以碳化鈣形式存在，而鈣主要以單質鈣、碳化鈣和氧化鈣形式存在，鎂、硅部分以單質形式存在，部分以氧化物形式存在，鋁、鈉和鉀主要以氧化物形式存在。由于電石凈化灰中含有部分碳化鈣、金屬單質和單質炭，且這些物質以粉狀形式存在，因此電石凈化灰遇空氣容易自然，且電石凈化灰具有顆粒度小、燒失量高、比重輕、粘性大、強堿性、易發生揚塵的特性，因此運輸處理困難，污染環境，亦存在諸多安全問題，盡管經過簡單處理后可解決電石凈化灰的易燃問題，但處理后的電石凈化灰由于氧化鎂含量高，堿性較強，利用價值較低，一直未獲得合理的利用。目前電石凈化灰主要以填埋、堆放為主，對生態環境及安全造成嚴重污染。

電石凈化灰作為電石行業的固廢物質，成分復雜且多變，其處理方法已成為電石行業綠色發展的瓶頸問題。

發明內容

針對目前電石凈化灰無有效處理方法，本發明提供了一種綜合利用電石凈化灰的方法，解決電石行業凈化灰固廢處置問題。

該方法首先將電石凈化灰中的可燃物質通過氧化轉換為氧化物，然后進行真空熱還原將物料中的氧化鎂還原為金屬鎂，最終獲得主要成分為氧化鈣與硅酸鈣的鈣基廢渣，這種鈣基廢渣作為硅酸鹽水泥原料應用。采用該工藝處理電石凈化灰過程中無廢水，廢渣等二次污染。

本發明的方法包括以下步驟：

（1）將電石凈化灰進行有氧煅燒，單質炭燃燒成CO₂除去；凈化灰中的金屬鈣、鎂和硅與氧結合形成氧化物，冷卻后備用；有氧煅燒在空氣氛下800℃~900℃下煅燒2~6h。

（2）將還原劑破碎、研磨使粒徑≤0.15mm，備用。還原劑可選擇硅鐵、電石、硅粉中的至少一種。

（3）將步驟（1）中有氧煅燒后的電石凈化灰與步驟（2）中所得還原劑一起混合、研磨、過篩、制球后備用；還原劑按照理論量的90%~120%配入，形成混合物料。

（4）將步驟（3）中制取的混合物料進行真空熱還原法制鎂，得到粗鎂和還原后鈣基廢渣，粗鎂通過精煉得到精鎂、鎂錠等。真空熱還原法制鎂的真空度為0.1~30Pa，還原溫度為1100~1250℃，還原時間為2~12h。還原獲得的鎂錠純度達到國家標準GBT3499-2011規定的Mg9980。

（5）將步驟（4）所得的鈣基廢渣冷卻后，摻混一定量的電石渣、煤渣，經研磨、焙燒、冷卻、磨粉后，得到成品水泥。電石渣的摻混量為鈣基廢渣質量的5%~40%；所述煤渣的摻混量為鈣基廢渣質量的5%~20%；焙燒溫度為1320℃~1450℃，最終得到硅酸鹽水泥。水泥性能達到《通用硅酸鹽水泥》國家標準GB175-2007，強度達到42.5。