CN103667705A - 硼泥废料综合利用方法 - Google Patents

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Abstract

一种硼泥废料综合利用方法，其特征在于：将硼泥与碳粉按重量比为100:25~40的比例充分混合制成硼泥混合料，将硼泥混合料置于硼泥高温处理炉内在真空、1500~1800℃、30~180分钟的条件下进行高温处理，使得硼泥中的氧化镁、氧化铁、氧化硅、氧化硼、氧化钙等主要成分和碳粉反应分别生成金属镁、金属铁、碳化硅、碳化硼、电石等物质，然后将上述物质分离。以工业废料硼泥为主，利用本发明技术不仅减少生产成本，而且降低环境污染，经济环保，把硼泥废料转变为附加值较高的产品。

Description

硼泥废料综合利用方法
技术领域
本发明涉及一种硼泥废料综合利用方法，属于化工工艺技术领域。
背景技术
硼泥是使用硼镁矿生产硼化工产品时产生的固体废弃物。每生产1吨硼化工产品要排放出4吨左右的硼泥。我国每年有数百万吨硼泥排放，现阶段对硼泥的处理方法是将其堆放在一定区域集中排放，造成资源浪费和环境污染。最新的较科学的处理硼泥的方法是将其中40wt％左右的氧化镁转化为碳酸镁或氢氧化镁等化工产品，但脱镁之后占硼泥50wt％左右的脱镁硼泥仍然造成污染环境。
发明内容
本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷，利用工业废弃料，变废为宝，一次性高效解决硼泥资源再生和硼泥污染的综合利用方法，其技术方案为：
一种硼泥废料综合利用方法，将硼泥与碳粉按重量比为100:25~40的比例充分混合制成硼泥混合料，将硼泥混合料置于硼泥高温处理炉内在真空、1500~1800℃、30~180分钟的条件下进行高温处理，使得硼泥中的氧化镁、氧化铁、氧化硅、氧化硼、氧化钙等主要成分和碳粉反应分别生成金属镁、金属铁、碳化硅、碳化硼、电石等物质，然后将上述物质分离，其中，硼泥的化学组成为氧化铁5~15wt%、氧化硼2~3 wt %、氧化镁32~40 wt %、氧化硅15~25 wt %、氧化钙2~4 wt %、烧失量13~44wt %，硼泥高温处理炉是由真空排气室（1）、等待室一（2）、等待室二（3）、高温处理室（4）、冷却沉积室（5）、等待室三（6）、等待室四（7）、出料室（8）、换热器（9）、真空排气管（10）、密封门一（11）、密封门二（12）、密封门三（13）、密封门四（14）、密封门五（15）、密封门六（16）组成的。
所述的硼泥废料综合利用方法，硼泥混合料于真空排气室（1）经真空处理后通过密封门一（11）将硼泥混合料推入等待室一（2）并关闭密封门一（11），然后打开密封门二（12）推入等待室二（3）并关闭密封门二（12），再通过密封门三（13）推入高温处理室（4）并关闭密封门三（13），硼泥混合料在这里进行氧化镁与碳粉还原反应生成金属镁，金属镁在高温作用下形成镁蒸汽并通过换热器（9）在冷却沉积室（5）沉积成固体金属镁，而氧化铁与碳粉还原反应生成金属铁，氧化硅与碳粉反应生成碳化硅，氧化硼与碳粉反应生成碳化硼，氧化钙与碳粉反应生成电石，反应生成的废气CO通过换热器（9）冷却沉积室（5）和真空排气管（10）排出，反应结束后打开密封门四（14）将反应后物料推入等待室三（6）并关闭密封门四（14），在这里反应后物料通过换热器（9）进行降温，当温度降到200℃以下时打开密封门五（15）推入等待室四（7）并关闭密封门五（15），打开密封门六（16）将反应后物料推入出料室（8）并关闭密封门六（16）。
本发明与现有技术相比，其优点为：
1、本发明提供的方法可以有效的、大规模地利用硼泥废料，其主要产品为金属镁、金属铁、碳化硅、碳化硼和电石等，将工业废料硼泥一步转化为高附加值产品；
2、通过换热器与冷却沉积室进行精确控温使不同金属蒸汽在精确温度下沉积，达到高纯分离；
3、反应物分离时采用磁选将金属铁分离，然后，碳化硅、碳化硼和电石的混合物中的电石与水反应生成氢氧化钙和乙炔气，将乙炔气收集起来；
4、碳化硅、碳化硼和氢氧化钙的混合物中的氢氧化钙比重小，用水冲选使之与碳化硅、碳化硼分离，再将碳化硅和碳化硼的混合物分离；
5、本发明以工业废料为主，不仅降低生产成本，而且减少环境污染，经济环保，废料转变为附加值较高的产品。
附图说明
图1是本发明所使用的硼泥高温处理炉结构示意图：
图中：1、真空排气室，2、等待室一，3、等待室二，4、高温处理室，5、冷却沉积室，6、等待室三，7、等待室四，8、出料室,9、换热器，10、真空排气管，11、密封门一，12、密封门二，13、密封门三，14、密封门四，15、密封门五，16、密封门六。
具体实施方式
在图1所示的硼泥高温处理炉中，硼泥混合料于真空排气室（1）经真空处理后通过密封门一（11）将硼泥混合料推入等待室一（2）并封闭密封门一（11），打开密封门二（12）推入等待室二（3）并关闭密封门二（12），再通过密封门三（13）推入高温处理室（4）并关闭密封门三（13），硼泥混合料在这里进行氧化镁与碳粉还原反应生成金属镁，金属镁在高温作用下形成镁蒸汽并通过换热器（9）在冷却沉积室（5）沉积成固体金属镁，而氧化铁与碳粉还原反应生成金属铁，氧化硅与碳粉反应生成碳化硅，氧化硼与碳粉反应生成碳化硼，氧化钙与碳粉反应生成电石，反应生成的废气CO通过换热器（9）、冷却沉积室（5）和真空排气管（10）排出，反应结束后打开密封门四（14）将反应后物料推入等待室三（6）并关闭密封门四（14），在这里反应后物料通过换热器（9）进行降温，当温度降到200℃以下时打开密封门五（15）推入等待室四（7）并关闭密封门五（15），打开密封门六（16）将反应后物料推入出料室（8）并关闭密封门六（16）。
具体实施方式
实施例1
（1）      配料：硼泥的化学组成为氧化铁5wt%、氧化硼2 wt %、氧化镁32wt %、氧化硅15wt %、氧化钙2 wt %、烧失量44wt %，将硼泥与碳粉按重量比为100:25的比例充分混合制成硼泥混合料；
（2）      将硼泥混合料置于硼泥高温处理炉内在真空、1500℃、30分钟的条件下进行高温处理，使得硼泥中的氧化镁、氧化铁、氧化硅、氧化硼、氧化钙等主要成分和碳粉反应分别生成金属镁、金属铁、碳化硅、碳化硼、电石等物质，然后将上述物质分离。 
实施例2
（1）   配料：硼泥的化学组成为氧化铁10wt%、氧化硼2.5 wt %、氧化镁36wt %、氧化硅20wt %、氧化钙3 wt %、烧失量28.5wt %，将硼泥与碳粉按重量比为100:32.5的比例充分混合制成硼泥混合料；
（2）   将硼泥混合料置于硼泥高温处理炉内在真空、1650℃、110分钟的条件下进行高温处理，使得硼泥中的氧化镁、氧化铁、氧化硅、氧化硼、氧化钙等主要成分和碳粉反应分别生成金属镁、金属铁、碳化硅、碳化硼、电石等物质，然后将上述物质分离。
实施例3
（1）   配料：硼泥的化学组成为氧化铁15wt%、氧化硼3wt %、氧化镁40wt %、氧化硅25wt %、氧化钙4wt %、烧失量13wt %，将硼泥与碳粉按重量比为100:40的比例充分混合制成硼泥混合料；
（2）   将硼泥混合料置于硼泥高温处理炉内在真空、1800℃、180分钟的条件下进行高温处理，使得硼泥中的氧化镁、氧化铁、氧化硅、氧化硼、氧化钙等主要成分和碳粉反应分别生成金属镁、金属铁、碳化硅、碳化硼、电石等物质，然后将上述物质分离。

Claims (2)

1.一种硼泥废料综合利用方法，其特征在于：将硼泥与碳粉按重量比为100:25~40的比例充分混合制成硼泥混合料，将硼泥混合料置于硼泥高温处理炉内在真空、1500~1800℃、30~180分钟的条件下进行高温处理，使得硼泥中的氧化镁、氧化铁、氧化硅、氧化硼、氧化钙等主要成分和碳粉反应分别生成金属镁、金属铁、碳化硅、碳化硼、电石等物质，然后将上述物质分离，其中，硼泥的化学组成为氧化铁5~15wt%、氧化硼2~3 wt %、氧化镁32~40 wt %、氧化硅15~25 wt %、氧化钙2~4 wt %、烧失量13~44wt %，硼泥高温处理炉是由真空排气室（1）、等待室一（2）、等待室二（3）、高温处理室（4）、冷却沉积室（5）、等待室三（6）、等待室四（7）、出料室（8）、换热器（9）、真空排气管（10）、密封门一（11）、密封门二（12）、密封门三（13）、密封门四（14）、密封门五（15）、密封门六（16）组成的。
2.根据权利要求1所述的硼泥废料综合利用方法，其特征在于：硼泥混合料于真空排气室（1）经真空处理后通过密封门一（11）将硼泥混合料推入等待室一（2）并封闭密封门一（11），然后打开密封门二（12）推入等待室二（3）并关闭密封门二（12），再通过密封门三（13）推入高温处理室（4）并关闭密封门三（13），硼泥混合料在这里进行氧化镁与碳粉还原反应生成金属镁，金属镁在高温作用下形成镁蒸汽并通过换热器（9）在冷却沉积室（5）沉积成固体金属镁，而氧化铁与碳粉还原反应生成金属铁，氧化硅与碳粉反应生成碳化硅，氧化硼与碳粉反应生成碳化硼，氧化钙与碳粉反应生成电石，反应生成的废气CO通过换热器（9）、冷却沉积室（5）和真空排气管（10）排出，反应结束后打开密封门四（14）将反应后物料推入等待室三（6）并关闭密封门四（14），在这里反应后物料通过换热器（9）进行降温，当温度降到200℃以下时打开密封门五（15）推入等待室四（7）并关闭封闭密封门五（15），打开密封门六（16）将反应后物料推入出料室（8）并关闭密封门六（16）。
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