CN106629729A - 一种石灰石一步法冶炼电石的方法 - Google Patents

一种石灰石一步法冶炼电石的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种石灰石一步法冶炼电石的方法，包括下述步骤：将石灰石和煤块分别破碎，然后混合均匀，获得待冶炼的电石原料；将待冶炼的电石原料装入回转窑进行高温煅烧；将煅烧后的炉料直接热装进入密闭式矿热炉，密闭式矿热炉产生的煤气直接通过其入料口进入回转窑，煅烧后的炉料在密闭式矿热炉内冶炼得到电石。其中，回转窑高温煅烧所需燃料为矿热炉产生的煤气，矿热炉还原剂为经回转窑蒸馏后的块煤。本发明将石灰石煅烧与电石生产连接起来，缩短了工艺流程，降低了矿热炉电耗，提高了冶炼效率，具有良好的经济效益。

Description

一种石灰石一步法冶炼电石的方法
技术领域
本发明涉及电石冶炼领域，特别提供了一种石灰石一步法冶炼电石的方法。
背景技术
电石化学名称是碳化钙，是有机合成化学工业的基本原料之一，是乙炔化工的重要原料。目前电石生产方法有氧热法和电热法，一般多采用电热法生产。其中电热法的生产过程是：生石灰CaO和含碳原料即焦炭、兰炭或石油焦经配料后，通过电炉上端的加料口将混合料加入电炉内，在开放或密闭的电炉中加热至2000℃左右，碳与氧化钙反应生成碳化钙，熔化的碳化钙从炉底流入坩埚，经冷却、破碎后作为成品包装。目前，我国电石生产主要是采用电热法，该法存在的主要问题是生石灰和含碳原料冷料入炉，电炉冶炼电耗高，一吨电石耗电量达3000kWh；生石灰和含碳原料都需要经过不同的反应器进行高温处理才能作为冶炼电石原料，工艺过程复杂，成本高，污染物排放大。
专利CN103708456B公开了一种电石生产新方法，该方法使用的原料为碳基粉末和钙基粉末，将两种原料进行混合和成型处理，然后将块状物料进行热解处理，获得高热值合成气体、焦油和热解固体产物。热解固体产物不低于450℃装入电弧炉进行冶炼处理，并且获得电石。该方法采用热装可以降低电弧炉冶炼电耗，成型处理可以降低冶炼反应时间，但存在热解处理速度慢，热解固体产物强度低等问题。
本发明为解决上述问题，提出了一种石灰石一步法冶炼电石的方法，此方法不仅可以解决传统电石生产需要消耗焦炭或兰炭作还原剂的问题，可以直接使用块煤，经回转窑进行高温蒸馏直接进入矿热炉，从而实现了电石生产节能、低碳以及低成本生产。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种石灰石一步法冶炼电石的方法，通过减少电石冶炼的工艺流程，解决了传统电石生产需要消耗焦炭或兰炭作还原剂的问题，同时实现了电石生产节能、低碳以及低成本生产。
本发明的技术方案是：
一种石灰石一步法冶炼电石的方法，包括以下步骤：
1)将石灰石和煤块用颚式破碎机或锤式破碎机分别破碎，然后用圆筒混料机混合均匀，获得待冶炼的电石原料；
2)将待冶炼的电石原料通过皮带装入回转窑进行高温煅烧；
3)将煅烧后的炉料直接热装进入密闭式矿热炉，密闭式矿热炉产生的煤气直接通过其入料口进入回转窑，煅烧后的炉料在密闭式矿热炉内冶炼得到电石。
进一步的，步骤1)中石灰石和煤块的破碎粒度为5～30mm。
石灰石和煤块合适的破碎粒度为5～30mm，粒度太大，石灰石分解不彻底，矿热炉中还原反应速度慢；粒度太小，矿热炉中炉料的透气性差，不利于炉况顺行。
进一步的，步骤1)中石灰石与煤块的质量比为100:40～100:70。
根据石灰石中CaO和煤块中固定碳含量不同，石灰石与煤块的质量比为100:40～100:70，煤块不但可以满足电石生产还原剂需求，而且挥发分可以作为回转窑煅烧燃料。
进一步的，步骤2)中回转窑温度：1200～1500℃，所述回转窑的出料口生石灰中碳酸钙含量低于3％。
回转窑内要实现石灰石的完全分解和煤块中挥发分的分解，回转窑温度控制在1200～1500℃。温度越高，石灰石和煤粉分解速度越快；温度低于1200℃，石灰石分解不彻底。回转窑出料口生石灰中碳酸钙含量要低于3％，如果生石灰中碳酸钙含量高于3％，矿热炉冶炼电耗会升高。
进一步的，步骤2)中，回转窑位于密闭式矿热炉的顶部，回转窑的出料口正对着密闭式矿热炉的入料口。
进一步的，步骤2)中，回转窑所用燃料为密闭式矿热炉还原产生的煤气，密闭式矿热炉的还原剂为经回转窑蒸馏后的块煤。
进一步的，步骤2)中，回转窑的煅烧时间为60～240min。
回转窑的煅烧时间为60～240min，回转窑温度低，煅烧时间长，回转窑温度高，煅烧时间短。
进一步的，步骤1)中石灰石破碎粒度为8～15mm，煤块的破碎粒度为7～16mm，石灰石与煤块的质量比为100:53；步骤2)中回转窑温度：1257～1412℃，回转窑的出料口生石灰中碳酸钙含量低于2.4％，回转窑的煅烧时间为83～201min。
进一步的，石灰石的化学成分为：CaO：46％～52％、SiO2≤2.0％、MgO≤2.0％、Al2O3≤1.0％、Fe2O3≤0.8％、烧失量≥42.0％，所述化学成分为质量百分比，上述化学成分的总和为100％。
进一步的，煤块中固定碳含量为50％～85％，挥发分8％～40％，所述化学成分为质量百分比。
进一步的，电石的发气量280～340L/kg。
本发明一种石灰石一步法冶炼电石的方法具有下述优点：
(1)本发明的石灰石一步法冶炼电石的方法将石灰石煅烧和电石冶炼连接起来，缩短了工艺流程，减少了物料的倒运和存储；
(2)本发明的石灰石一步法冶炼电石的方法可以直接使用普通块煤，块煤在回转窑内高温干馏不但可以为石灰石煅烧提供热量，而且高温干馏后可以作为电石还原剂，不需要使用焦炭或兰炭作为还原剂等，生产成本低；
(3)本发明的石灰石一步法冶炼电石的方法回转窑排出的混合料热装进入电炉，热装温度可以达到1000℃以上，显著降低电石生产冶炼电耗，提高冶炼效率，降低生产成本。
具体实施方式
实施例1
石灰石的化学成分的质量百分比为：CaO 51.53％、SiO2 0.82％、MgO 1.41％、Al2O3 1.47％、Fe2O3 0.45％、烧失量44.32％；煤块中固定碳含量为50.65％，挥发分37.78％，其中，石灰石破碎粒度为5～20mm，煤块破碎粒度为10～30mm。
工艺步骤为如下：将100kg石灰石70kg煤块混匀加入到回转窑中，回转窑内煅烧温度为1200℃，混合料在回转窑内的停留时间为240min，然后将回转窑排出的高温混合料直接装入密闭式矿热炉，冶炼得到电石产品。所得电石产品的发气量可以达到310L/kg。
实施例2
石灰石的化学成分的质量百分比为：CaO 49.82％、SiO2 1.02％、MgO 1.68％、Al2O3 0.97％、Fe2O3 0.62％、烧失量45.89％；煤块中固定碳含量为75.48％，挥发分14.21％，其中，石灰石破碎粒度为10～30mm，煤块破碎粒度为5～20mm。
工艺步骤为如下：将100kg石灰石45kg煤块混匀加入到回转窑中，回转窑内煅烧温度为1400℃，混合料在回转窑内的停留时间为120min，然后将回转窑排出的高温混合料直接装入密闭式矿热炉，冶炼得到电石产品。所得电石产品的发气量可以达到310L/kg。
实施例3
石灰石的化学成分为如下(以质量计)：CaO 52.89％、SiO2 0.72％、MgO 1.03％、Al2O3 0.68％、Fe2O3 0.82％、烧失量43.86％；煤块中固定碳含量为85.05％，挥发分7.78％，其中，石灰石破碎粒度为5～30mm，煤块破碎粒度为5～30mm。
工艺步骤为如下：将100kg石灰石40kg煤块混匀加入到回转窑中，回转窑内煅烧温度为1500℃，混合料在回转窑内的停留时间为60min，然后将回转窑排出的高温混合料直接装入密闭式矿热炉，冶炼得到电石产品。所得电石产品的发气量可以达到310L/kg。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉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，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石灰石一步法冶炼电石的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将石灰石和煤块用颚式破碎机或锤式破碎机分别破碎，然后用圆筒混料机混合均匀，获得待冶炼的电石原料；
2)将待冶炼的电石原料通过皮带装入回转窑进行高温煅烧；
3)将煅烧后的炉料直接热装进入密闭式矿热炉，密闭式矿热炉产生的煤气直接通过其入料口进入回转窑，煅烧后的炉料在密闭式矿热炉内冶炼得到电石。
2.根据权利要求1所述的一种石灰石一步法冶炼电石的方法，其特征在于，所述步骤1)中石灰石和煤块的破碎粒度为5～30mm。
3.根据权利要求2所述的一种石灰石一步法冶炼电石的方法，其特征在于，所述步骤1)中石灰石与煤块的质量比为100:40～100:70。
4.根据权利要求3所述的一种石灰石一步法冶炼电石的方法，其特征在于，所述步骤2)中回转窑温度：1200～1500℃，所述回转窑的出料口生石灰中碳酸钙含量低于3％。
5.根据权利要求4所述的一种石灰石一步法冶炼电石的方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述回转窑位于密闭式矿热炉的顶部，回转窑的出料口正对着密闭式矿热炉的入料口。
6.根据权利要求5所述的一种石灰石一步法冶炼电石的方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述回转窑所用燃料为密闭式矿热炉还原产生的煤气，密闭式矿热炉的还原剂为经回转窑蒸馏后的煤块。
7.根据权利要求6所述的一种石灰石一步法冶炼电石的方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述回转窑的煅烧时间为60～240min。
8.根据权利要求7所述的一种石灰石一步法冶炼电石的方法，其特征在于，所述步骤1)中石灰石破碎粒度为8～15mm，煤块的破碎粒度为7～16mm，所述石灰石与煤块的质量比为100:53；所述步骤2)中回转窑温度：1257～1412℃，所述回转窑的出料口生石灰中碳酸钙含量低于2.4％，所述回转窑的煅烧时间为83～201min。
9.根据权利要求8所述的一种石灰石一步法冶炼电石的方法，其特征在于，所述石灰石的化学成分为：CaO：46％～52％、SiO2≤2.0％、MgO≤2.0％、Al2O3≤1.0％、Fe2O3≤0.8％、烧失量≥42.0％，所述化学成分为质量百分比，上述化学成分的总和为100％。
10.根据权利要求9所述的一种石灰石一步法冶炼电石的方法，其特征在于，所述煤块中固定碳含量为50％～85％，挥发分8％～40％，所述化学成分为质量百分比。
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