CN105819447A - 一种高热强度CaO含碳球团及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高热强度CaO含碳球团及其制备方法和用途，该CaO含碳球团的制备方法为：将钙基粉体、含碳粉体、无机粘结剂和水混合后冷压成型，得到钙基含碳球团；将钙基含碳球团可选地放置一定时间后，再经干燥，煅烧控制，得到所述CaO含碳球团。该CaO含碳球团的热强度在1200℃时，最高可达19Mpa，在1300℃时，其热强度可大于10MPa；由于原料为粉体，其制备电石的温度大大降低，可在1800‑2000℃制备得到电石；解决了煤化工行业固废大规模循环利用问题，同时为电石生产制备出高性能、优质的原料，降低了电石生产能耗。
Description
技术领域
本发明属于煤化工工业固废资源化利用技术领域，涉及一种高热强度CaO含碳球团及其制备方法和用途，尤其涉及一种使用无机粘结剂提高CaO含碳球团热强度的方法。
背景技术
钙基粉体包括电石渣(主要成分Ca(OH)2)、石粉(主要成分CaCO3)、氧化钙粉末等含钙工业固废。随着我国国民经济的持续高速发展，我国的PVC产业规模快速增长，产能由2009年的1780万t/a增加到2014年的2631万t/a，其中电石渣是在电石法PVC制取乙炔过程中产生的。截止2014年，电石的产能已达2600万t/a，其中每生产1t电石约产生1.2t电石渣。目前电石渣难以大量消纳，并且电石渣主要成分是Ca(OH)2，呈强碱性，随意堆放不仅占用大量的土地资源，还会污染附近的土壤和水体资源，在运输转移过程中也易引起二次污染。石粉是在石材开采、加工过程中产生的，部分石材加工企业为降低成本，将石粉、碎石及含有石粉的铣、削冷却液未经沉淀等处理而直接排放，给石材企业附近的环境造成污染。氧化钙粉末主要是在氧化钙产品的生产过程中产生的，由于其具有腐蚀性，随意堆放造成严重污染。
目前电石渣的利用途径主要包括环境治理、建材生产、普通钙化工产品等方面。但是由于在利用过程中，预处理过程复杂、产品附加值低等问题，使得电石渣在全国的利用率还不到10％。电石渣中80-90％的是Ca(OH)2，具有很大的潜在的再利用价值，既可以分离提纯制得纳米碳酸钙，广泛应用于化工生产领域；亦可以用于废气处理，用于处理含硫含氮的工业废气。石粉一般主要用于污染物防治和新型建材方面，但是因为产品附加值较低，因而限制其大规模的应用。电石渣(Ca(OH)2与石粉(CaCO3)均可在高温下分解成为CaO，因此钙基粉体经过处理可用于电石的生产。
工业上生产电石的主要方法是电热法：以块状CaO和焦炭为原料，混合投入电石炉中，在2000-2200℃温度下经数小时生成熔融态电石，其反应式：3C+CaO＝CaC2+CO。电热法有以下特点：1、块状生石灰制备需要煅烧大量优质石灰石(高纯度CaCO3)；2、焦炭价格贵，且在焦炭制块过程中产生相当数量的无法直接使用的焦炭粉，原料成本高；3、生产电石过程是固相吸热反应，反应物均为块状，反应面积小，使得原料传质、传热效率低，导致能耗高。工业上生产电石采用的移动床反应器，因此所用原料需要具有一定的高温热强度，以便电石生产过程中产生的CO气体能够顺利通过电石炉内的软熔带，防止生产过程中产生“崩料”引起安全事故，保证电石生产的正常进行。
针对煤基电石生产，目前有以下几种方法：北京神雾能源环境科技有限公司利用CaO和煤粉混合在高温下煤粉热解制备含CaO的焦炭(CN103708456A)，将煤粉与CaO的混合物料进行成型处理，高温下获得块状半焦，同时获得高热值合成气体、焦油和热解固体产物。所述热解固体产物含有焦炭、半焦和生石灰，同时热解固体产物输入至电极电弧炉中，以便在电弧炉中进行冶炼处理，并且获得电石。由于煤粉的使用，特别是为了要制备出焦油，导致含CaO焦炭的热强度完全消失。
杭州电化股份有限公司提出了一种利用电石渣与焦粉混合制成含碳球团的方法(CN1105381A)。该发明中利用CO2在碳化温度50-130℃下对干基电石渣和焦粉制备的球团进行碳化，使Ca(OH)2与CO2反应生成CaCO3，进而强化含碳球团的强度。但是在电石生产过程中，电石炉内的软熔带温度可达1200-1400℃，在此温度下，CaCO3已经转变成为CaO，进而导致了球团的热强度降低甚至消失。
CN101172605A公开了利用煤粉与生石灰为原料生产电石的方法：将煤粉研磨至纳米尺寸大小，然后与生石灰混合，以水作为粘结剂，压制成方形蜂窝块，然后在2300℃下制得电石。但是其需要将煤粉研磨至纳米尺寸，所需能耗高，且污染严重；在2300℃高温下，煤粉容易裂解软化，产生煤焦油，从而使快料的强度降低，不能保证良好的透气性；而且生产温度为2300℃，能耗高。
CN104828824A公开了利用电石渣与焦粉，配合一定的改性剂与有机粘结剂，压制成CaO含碳球团。但是，该方法中电石渣需要利用改性剂对电石渣进行改性处理，操作不简便；且其主要利用有机粘结剂，有机粘结剂在高温环境下容易分解，使CaO含碳球团的强度大大降低，故其制备的CaO含碳球团在1000℃的强度最高为7.86MPa。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高热强度CaO含碳球团及其制备方法和用途，所述CaO含碳球团的热强度大大提高，其在1200℃时的强度可达19MPa，1300℃时的热强度可达到10.89MPa，并且，由于所述CaO含碳球团中的原料为粉体，其制备电石的温度大大降低，可在1800-2000℃制备得到电石；解决了煤化工行业固废大规模循环利用问题，同时为电石生产制备出高性能、优质的原料，降低了电石生产能耗。
本发明中所述的高热强度是指在CaO含碳球团在1200℃，恒温30min时的热强度为9.78-19MPa或在1300℃恒温30min时的热强度为1.5-10.89MPa。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种CaO含碳球团，所述CaO含碳球团按重量份数主要由如下原料制备得到：
所述CaO含碳球团的原料中含碳粉体的重量份数可为3.2份、3.5份、3.8份、4.1份、4.3份、4.5份或4.8份等，所述无机粘结剂的重量份数可为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份等，所述水的重量份数可为1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份或4.5份等。
所述CaO含碳球团的原料中不含有有机粘结剂，可大大降低生产成本。
所述水的重量占钙基粉体与含碳粉体总重量的10％-50％，如15％、20％、25％、30％、35％、40％或45％等，优选为15％-25％。
所述钙基粉体选自电石渣、石粉、氧化钙粉末、碳酸钙粉末或氢氧化钙粉末中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如电石渣与石粉，氧化钙粉末与碳酸钙粉末，电石渣与氢氧化钙粉末，电石渣、石粉与氧化钙粉末。
优选地，所述钙基粉体的纯度大于95％，如96％、97％、98％或99％等。
优选地，所述钙基粉体的粒度为5-200μm，如10μm、20μm、50μm、80μm、100μm、120μm、150μm或180μm等，优选5-150μm。
优选地，所述含碳粉体选自焦粉和/或兰炭粉。
优选地，所述焦粉为生物质焦粉和/或石油焦粉。
优选地，所述含碳粉体的粒度为5-500μm，如10μm、20μm、30μm、50μm、80μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm或450μm等，优选50-200μm。
优选地，所述含碳粉体中碳的纯度大于85％，如含碳粉体中的纯度为86％、88％、90％、92％、95％或98％等。
所述CaO含碳球团的原料为钙基粉体(如电石渣、石粉或氧化钙等)以及含碳粉体(如焦粉)，均为电石、化工、建筑或者冶金企业的工业副产品，既变废为宝，又节约了生产成本。
所述无机粘结剂为酸、酸式盐、Al2O3、Fe2O3、SiO2、煤矸石或煤灰中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如酸与酸式盐，Al2O3、Fe2O3与SiO2，煤矸石与煤灰。
优选地，所述酸为硫酸、硝酸、磷酸或乙酸中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如硫酸与硝酸，硫酸与磷酸，硫酸与乙酸，硫酸、硝酸与磷酸，硝酸、磷酸与乙酸。
优选地，所述酸式盐选自NaHSO4、NaH2PO4、NaHSO3、Ca(H2PO4)2、Na2HPO4、CaHPO4、Ca3(PO4)2中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如NaHSO4与NaH2PO4，NaHSO3、Ca(H2PO4)2与Na2HPO4，CaHPO4与Ca3(PO4)2，Na2HPO4、CaHPO4与Ca3(PO4)2。
所述无机粘结剂的作用是促进氧化钙的低温烧结与聚集，形成较多的低温烧结颈。
所述CaO含碳球团为形状为圆柱状。
优选地，所述圆柱状CaO含碳球团的高径比为0.4-1.5，如0.5、0.6、0.8、1.0、1.2或1.4等，优选为0.8-1.2。
优选地，所述圆柱状CaO含碳球团的直径为5-100mm，如8mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm或90mm等，优选为20-50mm。
本发明的目的之一还在于提供一种CaO含碳球团的制备方法，所述制备方法为：将钙基粉体、含碳粉体、无机粘结剂和水混合后冷压成型，得到钙基含碳球团；将钙基含碳球团可选地放置一定时间后，再经干燥，煅烧控制，得到所述CaO含碳球团。
将钙基含碳球团放置一定时间是为了让原料之间进行充分的反应。
本发明提出通过无机复合粘结剂，成型工艺和煅烧控制，来调控CaO含碳球团微结构，大大提高了CaO含碳球团热强度(1200℃条件下的强度可达19MPa)，重点解决了钙基粉体与焦粉共成型制备CaO含碳球团的技术难题，为电石生产提供原料，满足电石生产对球团热强度的要求；钙基原料和含碳粉体的利用，实现了电石渣、石粉的大量消纳和CaO的大量循环利用。
所述钙基粉体、含碳粉体、无机粘结剂与水的重量比为10:(3-5):(0.1-1):(1-5)，如10:4:0.3:2、10:4.5:0.4:3、10:4.5:0.7:4或10:3.5:0.9:4.5等。
优选地，所述水的重量占钙基粉体与含碳粉体总重量的10％-50％，如15％、20％、25％、30％、35％、40％或45％等，优选为15％-25％。
优选地，所述钙基粉体选自电石渣、石粉、氧化钙粉末、碳酸钙粉末或氢氧化钙粉末中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如电石渣与石粉，氧化钙粉末与碳酸钙粉末，电石渣与氢氧化钙粉末，电石渣、石粉与氧化钙粉末。
优选地，所述钙基粉体的纯度大于95％，如96％、97％、98％或99％等。
优选地，所述钙基粉体的粒度为5-200μm，如10μm、20μm、50μm、80μm、100μm、120μm、150μm或180μm等，优选5-150μm。
优选地，所述含碳粉体选自焦粉和/或兰炭粉。
优选地，所述焦粉为生物质焦粉和/或石油焦粉。
优选地，所述含碳粉体的粒度为5-500μm，如10μm、20μm、30μm、50μm、80μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm或450μm等，优选50-200μm。
优选地，所述含碳粉体中碳的纯度大于85％，如含碳粉体中的纯度为86％、88％、90％、92％、95％或98％等。
优选地，所述无机粘结剂为酸、酸式盐、Al2O3、Fe2O3、SiO2、煤矸石或煤灰中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如酸与酸式盐，Al2O3、Fe2O3与SiO2，煤矸石与煤灰。
优选地，所述酸为硫酸、硝酸、磷酸或乙酸中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如硫酸与硝酸，硫酸与磷酸，硫酸与乙酸，硫酸、硝酸与磷酸，硝酸、磷酸与乙酸。
优选地，所述酸式盐选自NaHSO4、NaH2PO4、NaHSO3、Ca(H2PO4)2、Na2HPO4、CaHPO4、Ca3(PO4)2中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如NaHSO4与NaH2PO4，NaHSO3、Ca(H2PO4)2与Na2HPO4，CaHPO4与Ca3(PO4)2，Na2HPO4、CaHPO4与Ca3(PO4)2。
所述冷压成型的压力为30-50MPa，如32MPa、35MPa、38MPa、40MPa、42MPa、45MPa或48MPa等，优选为40-50MPa。
优选地，所述CaO含碳球团的形状为圆柱状。
优选地，所述圆柱状CaO含碳球团的高径比为0.4-1.5，如0.5、0.6、0.8、1.0、1.2或1.4等，优选为0.8-1.2。
优选地，所述圆柱状CaO含碳球团的直径为5-100mm，如8mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm或90mm等，优选为20-50mm。
优选地，当钙基粉体为电石渣和/或者氧化钙粉体时，所述钙基含碳球团放置一定时间后再进行干燥。
优选地，所述放置的时间为1-3天，如1.2天、1.3天、1.5天、1.8天、2天或2.5天等，优选1-1.5天。
优选地，所述煅烧控制为：将干燥后的钙基含碳球团在500-700℃(如520℃、550℃、580℃、600℃、620℃、650℃或680℃等)恒温煅烧5-30分钟(如10分钟、15分钟、20分钟或25分钟等)，再升温至800-1300℃(如850℃、880℃、900℃、920℃、950℃、1000℃、1100℃或1200℃等)下恒温煅烧5-30分钟(如8分钟、10分钟、12分钟、15分钟、20分钟、22分钟、25分钟或28分钟等)。
作为优选的技术方案，所述CaO含碳球团的制备方法为：将重量比为10：(3-5)：(1-5)：(0.1-1)的钙基粉体、含碳粉体、水和无机粘结剂混合后，在30-50MPa的条件下冷压成型，得到直径为5-100mm，高径比为0.4-1.5的圆柱状钙基含碳球团；圆柱状钙基含碳球团可选地放置1-2天后，再进行干燥，干燥后的钙基含碳球团在500-700℃恒温煅烧5-30分钟，再升温至800-1300℃下恒温煅烧5-30分钟，得到所述CaO含碳球团。
发明提供了一种利用钙基粉体与含碳粉体共成型制备CaO含碳球团，进而替代块状氧化钙与焦炭生产电石的方法。该方法首先将钙基粉体进行研磨破碎，过筛制得粒度均匀的钙基粉状原料，然后将提纯后的原料、含碳粉体、适当比例的有机粘结剂和少量的水混合均匀、并在常温下冷压成型，再经过一段时间的放置期或不经过放置，获得干燥的固结良好的含碳球团，然后将其煅烧制得CaO含碳球团。
本发明的目的之一还在于提供一种制备电石的方法，所述方法为：利用如上所述的CaO含碳球团在1800-2000℃(如1820℃、1850℃、1880℃、1910℃、1950℃或1980℃等)制备电石。
即本发明提供了一种所述CaO含碳球团的用途，其应用于制备电石，所述CaO含碳球团制备电石的温度为1800-2000℃，如1820℃、1850℃、1880℃、1910℃、1950℃或1980℃等。
所述CaO含碳球团用于制备电石能够大大降低制备电石的能耗，由于制备原料均为粉体，CaO与碳之间的接触面积大，能够大大提高反应活性，使得电石制备的反应温度降低至1800-2000℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的CaO含碳球团具有较高的冷强度(>10MPa)和热强度(1200℃时的强度可达19MPa，1300℃时的热强度可达到10.89MPa)，满足电石生产对原料的入炉要求和生产过程中的热强度要求；
(2)本发明提供的CaO含碳球团的原料为钙基粉体(电石渣、石粉和氧化钙等)以及含碳粉体(焦粉)，均为电石、化工、建筑或者冶金企业的工业副产品，既变废为宝，又节约了生产成本；解决了煤化工行业固废大规模循环利用问题，同时为电石生产制备出高性能、优质的原料，降低了电石生产能耗；
(3)本发明提供的CaO含碳球团的原料均为粉状原料，生产过程中经过混合、冷压，增加了原料间的反应界面，改善了反应动力学条件，有利于电石合成反应中的传质和传热，实现了电石原料及电石生产过程的节能减排；
(4)本发明提供的CaO含碳球团的制备工艺简单，利用钙基粉体制备CaO含碳球团，利用粘结剂、成型工艺和煅烧控制，调控CaO含碳球团的微结构，尤其是耐高温结构的形成，提高其热强度，不同钙基粉体、不同的粘结剂和不同的煅烧工艺所制得的CaO含碳球团均具备优良的高温的热强度，大幅度提高了CaO含碳球团的入炉率，在1800-2000℃即可制得电石，实现了节能降耗的目的。
附图说明
图1为本发明一种实施方式提供的CaO含碳球团的制备流程示意图。
图2为粘结剂与工艺对CaO含碳球团1200-1300℃下热强度的影响规律图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。但以下的实施例仅限于解释本发明，本发明的保护范围应包括权利要求的全部内容，不仅仅限于本实施例。
如图1所示，为本发明一种实施方式提供的CaO含碳球团的制备流程示意图。所述CaO含碳球团的制备方法为：将提纯后的钙基粉体、焦粉、无机复合粘结剂和水混合后冷压成型，得到钙基含碳球团；将钙基含碳球团放置一段时间后，干燥，煅烧，得到所述CaO含碳球团。
实施例1
一种CaO含碳球团，所述CaO含碳球团按重量份数主要由如下原料制备得到：
其中，无机粘结剂为硫酸。含碳粉体为石油焦粉。钙基粉体主要成分是氧化钙。对氧化钙进行将物理除杂(CaO纯度大于90％)，然后进行粉碎、筛分；用筛子对石油焦粉筛分，选择粒度小于200μm、纯度大于90％的石油焦粉与氧化钙作为原料。
所述CaO含碳球团的制备方法，包括如下步骤：
(1)将上述氧化钙和焦粉混合均匀，之后添加水，再添加无机粘结剂混合均匀；
(2)将混匀的物料放在嵌样机中冷压成型(成型压力为30MPa)，得15g的圆柱状生球，生球的冷强度大于15MPa；将此生球置于室温环境下放置3天；
(3)将放置后的生球干燥，之后置于马弗炉内升温至500℃，恒温30分钟，后升温至800℃，恒温30分钟，得到CaO含碳球团。
在氮气气氛下，测试CaO含碳球团的热强度，测得1300℃，恒温30min时的热强度为3.23Mpa[样品1]。
实施例2
一种CaO含碳球团，所述CaO含碳球团按重量份数主要由如下原料制备得到：
其中，无机粘结剂为Ca(H2PO4)2。钙基粉体主要成分是电石渣，对电石渣进行将物理除杂(Ca(OH)2纯度大于95％)，然后进行粉碎、筛分，选取粒度小于100μm的电石渣；用筛子对焦粉筛分，选择粒度小于200μm、纯度大于89％的焦粉作为原料。
所述CaO含碳球团的制备方法，包括如下步骤：
(1)将上述电石渣和焦粉按照7:3的质量比混合均匀，添加占电石渣与焦粉重量的25％的水，再添加占电石渣与焦粉重量的8％的无机粘结剂混合均匀；
(2)将混匀的物料放在嵌样机中冷压成型(成型压力为50MPa)，得15g的圆柱状生球，生球的冷强度大于20MPa；将此生球置于室温环境下放置1天；
(3)将放置后的生球干燥，之后置于马弗炉内升温至700℃，恒温10分钟，再升温至1300℃，恒温10分钟，得到CaO含碳球团。
在氮气气氛下，测试CaO含碳球团的热强度，测得1300℃，恒温30min时的热强度为10.89MPa[样品2]。
实施例3
一种CaO含碳球团，所述CaO含碳球团按重量份数主要由如下原料制备得到：
其中，无机粘结剂为Ca3(PO4)2。钙基粉体主要成分是石粉(CaCO3)，对石粉进行将物理除杂(CaCO3纯度大于90％)，然后进行粉碎、筛分；用筛子对焦粉筛分，选择粒度小于150μm、纯度大于90％的焦粉与石粉作为原料。
所述CaO含碳球团的制备方法，包括如下步骤：
(1)将上述石粉和焦粉按照6:4的质量比混合均匀，添加占石粉与焦粉重量的40％的水，再添加占石粉与焦粉重量的4％的无机粘结剂混合均匀；
(2)将混匀的物料放在嵌样机中冷压成型(成型压力为45MPa)，得25g的圆柱状生球，生球的冷强度大于15MPa，不需经过放置处理；
(3)将生球干燥，之后置于马弗炉内升温至700℃，恒温10分钟，后升温至1300℃，恒温20分钟，得到CaO含碳球团。
在氮气气氛下，测试CaO含碳球团的热强度，测得1300℃，恒温30min时的热强度为2.37MPa[样品3]。
实施例4
一种CaO含碳球团，所述CaO含碳球团按重量份数主要由如下原料制备得到：
其中，无机粘结剂为Ca3(PO4)2。钙基粉体主要成分是电石渣，对电石渣进行将物理除杂(Ca(OH)2纯度大于95％)，然后进行粉碎、筛分，选取粒度小于100μm的电石渣；用筛子对木炭粉筛分，选择粒度小于200μm、纯度大于88％的木炭粉作为原料。
所述CaO含碳球团的制备方法，包括如下步骤：
(1)将上述电石渣和木炭粉按照7:3的质量比混合均匀，添加占电石渣与木炭粉重量的25％的水，再添加占电石渣与木炭粉重量的3％的无机粘结剂混合均匀；
(2)将混匀的物料放在嵌样机中冷压成型(成型压力为50MPa)，得15g的圆柱状生球，生球的冷强度大于20MPa；将此生球置于室温环境下放置1天；
(3)将放置后的生球干燥，之后置于马弗炉内升温至700℃，恒温10分钟，再升温至1300℃，恒温10分钟，得到CaO含碳球团。
在氮气气氛下，测试CaO含碳球团的热强度，测得1300℃，恒温30min时的热强度为1.5MPa[样品4]。
实施例5
一种CaO含碳球团，除了其原料中无机粘结剂重量份数改变为0.4份外，其余与实施例2相同。
所述CaO含碳球团的制备方法，除步骤(1)中添加占电石渣与焦粉重量的4％的无机粘结剂外，其余与实施例2相同。
在氮气气氛下，测试CaO含碳球团的热强度，测得1300℃，恒温30min时的热强度为8.92MPa[样品5]。
实施例6
一种CaO含碳球团，所述CaO含碳球团按重量份数主要由如下原料制备得到：
其中，无机粘结剂为Ca3(PO4)2。钙基粉体主要成分是电石渣，对电石渣进行将物理除杂(Ca(OH)2纯度大于95％)，然后进行粉碎、筛分，选取粒度小于100μm的电石渣；用筛子对焦粉筛分，选择粒度小于200μm，纯度大于85％的焦粉作为原料。
所述CaO含碳球团的制备方法，包括如下步骤：
(1)将上述电石渣和焦粉按照7:3的质量比混合均匀，添加占电石渣与焦粉重量的25％的水，再添加占电石渣与焦粉重量的3％的无机粘结剂混合均匀；
(2)将混匀的物料放在嵌样机中冷压成型(成型压力为50MPa)，得15g的圆柱状生球，生球的冷强度大于20MPa；将此生球置于室温环境下放置1天；
(3)将放置后的生球干燥，之后置于马弗炉内升温至700℃，恒温10分钟，再升温至1200℃，恒温5分钟，得到CaO含碳球团。
在氮气气氛下，测试CaO含碳球团的热强度，测得1200℃，恒温30min时的热强度为19MPa[样品6]。
实施例7
一种CaO含碳球团，除了其原料中不包含无机粘结剂外，其余与实施例3相同。
所述CaO含碳球团的制备方法，除步骤(1)中不添加无机粘结剂外，其余与实施例3相同。
在氮气气氛下，测试CaO含碳球团的热强度，测得1300℃，恒温30min时的热强度为0.82MPa[样品7]。
实施例8
一种CaO含碳球团，所述CaO含碳球团按重量份数主要由如下原料制备得到：
其中，无机粘结剂为CaHPO4。钙基粉体主要成分是电石渣，对电石渣进行将物理除杂(Ca(OH)2纯度大于95％)，然后进行粉碎、筛分选取粒度小于100μm的电石渣；用筛子对焦粉筛分，选择粒度小于150μm、纯度大于90％的焦粉与电石渣作为原料。
所述CaO含碳球团的制备方法，包括如下步骤：
(1)将上述电石渣和焦粉按照7:3的质量比混合均匀，添加占电石渣与焦粉重量的25％的水，再添加占电石渣与焦粉重量的3％的无机粘结剂混合均匀；
(2)将混匀的物料放在嵌样机中冷压成型(成型压力为50MPa)，得15g的圆柱状生球，生球的冷强度大于20MPa；将此生球置于室温环境下放置2天；
(3)将放置后的生球干燥，之后置于马弗炉内升温至700℃，恒温10分钟，后升温至1200℃，恒温30分钟，得到CaO含碳球团。
在氮气气氛下，测试CaO含碳球团的热强度，测得1200℃，恒温30min时的热强度为9.78MPa[样品8]。
实施例9
一种CaO含碳球团，所述CaO含碳球团按重量份数主要由如下原料制备得到：
其中，无机粘结剂为Al2O3、Fe2O3与SiO2质量比为1:1:1的混合物。钙基粉体主要成分是氧化钙，对氧化钙进行将物理除杂(CaO纯度大于90％)，然后进行粉碎、筛分；用筛子对生物质焦粉筛分，选择粒度小于200μm、纯度大于90％的焦粉与氧化钙作为原料。
所述CaO含碳球团的制备方法，包括如下步骤：
(1)将上述氧化钙和焦粉混合均匀，之后添加水，再添加无机粘结剂混合均匀；
(2)将混匀的物料放在嵌样机中冷压成型(成型压力为35Mpa)，得15g的圆柱状生球，生球的冷强度大于15Mpa；将此生球置于室温环境下放置3天；
(3)将放置后的生球干燥，之后置于马弗炉内升温至600℃，恒温30分钟，后升温至1300℃，恒温5分钟，得到CaO含碳球团。
在氮气气氛下，测试CaO含碳球团的热强度，测得1300℃，恒温30min时的热强度为4.12Mpa[样品9]。
实施例10
一种CaO含碳球团，所述CaO含碳球团按重量份数主要由如下原料制备得到：
其中，无机粘结剂为Ca(H2PO4)2。钙基粉体主要成分是氧化钙，对氧化钙进行将物理除杂(CaO纯度大于90％)，然后进行粉碎、筛分；用筛子对焦粉筛分，选择粒度小于150μm、纯度大于90％的焦粉与氧化钙作为原料。
所述CaO含碳球团的制备方法，包括如下步骤：
(1)将上述氧化钙和焦粉按照7:3的质量比混合均匀，添加占氧化钙与焦粉重量的40％的水，再添加占氧化钙与焦粉重量的5％的无机粘结剂混合均匀；
(2)将混匀的物料放在嵌样机中冷压成型(成型压力为40MPa)，得15g的圆柱状生球，生球的冷强度大于15MPa；将此生球置于室温环境下放置3天；
(3)将放置后的生球干燥，之后置于马弗炉内升温至700℃，恒温30分钟，后升温至1300℃，恒温5分钟，得到CaO含碳球团。
在氮气气氛下，测试CaO含碳球团的热强度，测得1300℃，恒温30min时的热强度为6.63MPa[样品10]。
实施例11
一种CaO含碳球团，除了其原料中无机粘结剂重量份数改变为0.2份外，其余与实施例2相同。
所述CaO含碳球团的制备方法，除步骤(1)中添加占电石渣与焦粉重量的2％的无机粘结剂外，其余与实施例2相同。
测试CaO含碳球团的热强度，测得1300℃，恒温30min时的热强度为5.65MPa[样品11]。
实施例12
一种CaO含碳球团，所述CaO含碳球团按重量份数主要由如下原料制备得到：
其中，无机粘结剂为CaHPO4。钙基粉体主要成分是氧化钙，对氧化钙进行将物理除杂(CaO纯度大于90％)，然后进行粉碎、筛分；用筛子对焦粉筛分，选择粒度小于200μm、纯度大于90％的焦粉与氧化钙作为原料。
所述CaO含碳球团的制备方法，包括如下步骤：
(1)将上述氧化钙和焦粉按照6:4的质量比混合均匀，添加占氧化钙与焦粉重量的25％的水，再添加占氧化钙与焦粉重量的1.5％的无机粘结剂混合均匀；
(2)将混匀的物料放在嵌样机中冷压成型(成型压力为35MPa)，得15g的圆柱状生球，生球的冷强度大于15MPa；将此生球置于室温环境下放置3天；
(3)将放置后的生球干燥，之后置于马弗炉内升温至700℃，恒温30分钟，后升温至1300℃，恒温10分钟，得到CaO含碳球团。
在氮气气氛下，测试CaO含碳球团的热强度，测得1300℃，恒温30min时的热强度为3.48MPa[样品12]。
实施例13
一种CaO含碳球团，所述CaO含碳球团按重量份数主要由如下原料制备得到：
其中，无机粘结剂为质量比为1:2的煤矸石与煤灰。钙基粉体主要成分是氧化钙，对氧化钙进行将物理除杂(CaO纯度大于90％)，然后进行粉碎、筛分；用筛子对木炭粉筛分，选择粒度小于200μm、纯度大于90％的木炭粉与氧化钙作为原料。
所述CaO含碳球团的制备方法，包括如下步骤：
(1)将上述氧化钙和焦粉混合均匀，之后添加水，再添加无机粘结剂混合均匀；
(2)将混匀的物料放在嵌样机中冷压成型(成型压力为35MPa)，得15g的圆柱状生球，生球的冷强度大于15MPa；将此生球置于室温环境下放置3天；
(3)将放置后的生球干燥，之后置于马弗炉内升温至700℃，恒温30分钟，后升温至1300℃，恒温10分钟，得到CaO含碳球团。
在氮气气氛下，测试CaO含碳球团的热强度，测得1300℃，恒温30min时的热强度为5.21Mpa[样品13]。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种CaO含碳球团，其特征在于，所述CaO含碳球团按重量份数主要由如下原料制备得到：
2.根据权利要求1所述的CaO含碳球团，其特征在于，所述水的重量占钙基粉体与含碳粉体总重量的10％-50％，优选为15％-25％。
3.根据权利要求1或2所述的CaO含碳球团，其特征在于，所述钙基粉体选自电石渣、石粉、氧化钙粉末、碳酸钙粉末或氢氧化钙粉末中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述钙基粉体的纯度大于95％；
优选地，所述钙基粉体的粒度为5-200μm，优选5-150μm；
优选地，所述含碳粉体选自焦粉和/或兰炭粉；
优选地，所述焦粉为生物质焦粉和/或石油焦粉；
优选地，所述含碳粉体的粒度为5-500μm，优选50-200μm；
优选地，所述含碳粉体中碳的纯度大于85％。
4.根据权利要求1-3之一所述的CaO含碳球团，其特征在于，所述无机粘结剂为酸、酸式盐、Al2O3、Fe2O3、SiO2、煤矸石或煤灰中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述酸为硫酸、硝酸、磷酸或乙酸中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述酸式盐选自NaHSO4、NaH2PO4、NaHSO3、Ca(H2PO4)2、Na2HPO4、CaHPO4、Ca3(PO4)2中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1-4之一所述的CaO含碳球团，其特征在于，所述CaO含碳球团的形状为圆柱状；
优选地，所述圆柱状CaO含碳球团的高径比为0.4-1.5，优选为0.8-1.2；
优选地，所述圆柱状CaO含碳球团的直径为5-100mm，优选为20-50mm。
6.一种CaO含碳球团的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将钙基粉体、含碳粉体、无机粘结剂和水混合后冷压成型，得到钙基含碳球团；将钙基含碳球团可选地放置一定时间后，再经干燥，煅烧控制，得到所述CaO含碳球团。
7.利用权利要求6所述的方法，其特征在于，所述钙基粉体、含碳粉体、无机粘结剂与水的重量比为10：(3-5)：(0.1-1)：(1-5)；
优选地，所述水的重量占钙基粉体与含碳粉体总重量的10％-50％，优选为15％-25％；
优选地，所述钙基粉体选自电石渣、石粉、氧化钙粉末、碳酸钙粉末或氢氧化钙粉末中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述钙基粉体的纯度大于95％；
优选地，所述钙基粉体的粒度为5-200μm，优选5-150μm；
优选地，所述含碳粉体选自焦粉和/或兰炭粉；
优选地，所述焦粉为生物质焦粉和/或石油焦粉；
优选地，所述含碳粉体的粒度为5-500μm，优选50-200μm；
优选地，所述含碳粉体中碳的纯度大于85％；
优选地，所述无机粘结剂为酸、酸式盐、Al2O3、Fe2O3、SiO2、煤矸石或煤灰中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述酸为硫酸、硝酸、磷酸或乙酸中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述酸式盐选自NaHSO4、NaH2PO4、NaHSO3、Ca(H2PO4)2、Na2HPO4、CaHPO4、Ca3(PO4)2中的任意一种或至少两种的组合。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述冷压成型的压力为30-50MPa，优选为40-50MPa；
优选地，所述CaO含碳球团的形状为圆柱状；
优选地，所述圆柱状CaO含碳球团的高径比为0.4-1.5，优选为0.8-1.2；
优选地，所述圆柱状CaO含碳球团的直径为5-100mm，优选为20-50mm；
优选地，当钙基粉体为电石渣和/或者氧化钙粉体时，所述钙基含碳球团放置一定时间后再进行干燥；
优选地，所述放置的时间为1-3天，优选1-1.5天；
优选地，所述煅烧控制为：将干燥后的钙基含碳球团在500-700℃恒温煅烧5-30分钟，再升温至800-1300℃下恒温煅烧5-30分钟。
9.根据权利要求6-8之一所述的方法，其特征在于，所述制备方法为：将重量比为10：(3-5)：(1-5)：(0.1-1)的钙基粉体、含碳粉体、水和无机粘结剂混合后，在30-50MPa的条件下冷压成型，得到直径为5-100mm，高径比为0.4-1.5的圆柱状钙基含碳球团；圆柱状钙基含碳球团可选地放置1-3天后，再进行干燥，干燥后的钙基含碳球团在500-700℃恒温煅烧5-30分钟，再升温至800-1300℃下恒温煅烧5-30分钟，得到所述CaO含碳球团。
10.一种制备电石的方法，其特征在于，所述方法为：利用权利要求1-5之一所述的CaO含碳球团在1800-2000℃制备电石。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106635164A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-05-10 | 中国石油大学(华东) | 一种石灰碳球团原位反应生产乙炔工艺 |
| CN107010627A (zh) * | 2017-04-11 | 2017-08-04 | 北京柯林斯达科技发展有限公司 | 一种电石炉气除尘灰、兰炭末及石灰粉再利用生产球团电石原料的方法 |
| CN111591993A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-08-28 | 陕西臻厚能源科技有限公司 | 一种利用电石渣生产块状氧化钙的方法 |
| CN113403474A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-17 | 广西三秋树环保科技有限公司 | 一种粘结剂及其制备方法和应用 |
| CN113998687A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-02-01 | 新疆大学 | 一种半焦基交联网络碳纳米片及其制备方法和应用 |
| CN116199433A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-06-02 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种氧化钙的制备方法及其应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101037202A (zh) * | 2007-02-09 | 2007-09-19 | 李建华 | 一种电石渣粉固化料及其应用 |
| CN104828824A (zh) * | 2015-03-24 | 2015-08-12 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种电石渣与焦粉共成型制备电石的方法 |
| CN104843709A (zh) * | 2015-05-06 | 2015-08-19 | 云南永昌硅业股份有限公司 | 石灰球团及其制备方法 |
-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101037202A (zh) * | 2007-02-09 | 2007-09-19 | 李建华 | 一种电石渣粉固化料及其应用 |
| CN104828824A (zh) * | 2015-03-24 | 2015-08-12 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种电石渣与焦粉共成型制备电石的方法 |
| CN104843709A (zh) * | 2015-05-06 | 2015-08-19 | 云南永昌硅业股份有限公司 | 石灰球团及其制备方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106635164A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-05-10 | 中国石油大学(华东) | 一种石灰碳球团原位反应生产乙炔工艺 |
| CN107010627A (zh) * | 2017-04-11 | 2017-08-04 | 北京柯林斯达科技发展有限公司 | 一种电石炉气除尘灰、兰炭末及石灰粉再利用生产球团电石原料的方法 |
| CN111591993A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-08-28 | 陕西臻厚能源科技有限公司 | 一种利用电石渣生产块状氧化钙的方法 |
| CN113403474A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-17 | 广西三秋树环保科技有限公司 | 一种粘结剂及其制备方法和应用 |
| CN113403474B (zh) * | 2021-06-21 | 2022-10-04 | 广西三秋树环保科技有限公司 | 一种粘结剂及其制备方法和应用 |
| CN113998687A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-02-01 | 新疆大学 | 一种半焦基交联网络碳纳米片及其制备方法和应用 |
| CN116199433A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-06-02 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种氧化钙的制备方法及其应用 |
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