CN106829912B - 一种从金属冶炼废渣和电子垃圾燃烧废弃物中提取晶质碳的方法 - Google Patents

一种从金属冶炼废渣和电子垃圾燃烧废弃物中提取晶质碳的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种从金属冶炼废渣和电子垃圾燃烧废弃物中提取晶质碳的方法，先采用上升脉冲气动法去除废渣或废弃物中的部分杂质，然后采用液体浮选法富集晶质碳，再采用磁选法去除磁性物质，最后采用酸法进行纯化，得到含碳量≥99％的晶质碳产品。

Description

一种从金属冶炼废渣和电子垃圾燃烧废弃物中提取晶质碳的 方法
技术领域
本发明属于固体废弃物处理及综合利用技术领域，特别涉及一种从金属冶炼废渣和电子垃圾燃烧废弃物中提取晶质碳的方法。
背景技术
合理的固体废弃物处理法，不仅能将其无害化处理，更能最大限度地将其中有用成分资源化回收。
我国金属冶炼废渣年产量和累积量巨大，是利用最差的大宗固体废弃物之一。以钢铁冶炼为例，我国2014年、2015年的钢铁产量均超过11亿吨，近十年的累计产量已经达到80亿吨。伴随而来的钢渣年产量和累积量巨大，是钢铁企业利用最差的大宗固体废物之一。与钢铁产量相对应地，我国年产钢渣近1亿吨,目前全国钢渣累积堆存近10亿吨，是一个巨大的晶质碳资源库。冶炼过程中，熔融状态中过量的碳元素在冷却过程中以晶质碳的形式析出，进入钢渣中。
焚烧法(焚化法)是一种从电子垃圾中回收金属的重要方法。处理流程先将电子垃圾进行适当破碎，然后进入焚烧炉中焚烧，其中的树脂被分解，使有机气体与固体物分离，实现金属的回收。与金属冶炼过程相似，电子垃圾的燃烧处理过程中，熔融状态过量的碳元素在冷却过程中将以晶质碳的形式析出，进入灰渣。
由于目前固体废弃物回收利用技术的欠缺，还没有从金属冶炼废渣和电子垃圾燃烧废弃物中提取晶质碳的有效方法。这些晶质碳未能被回收，一直被视为废料，被直接填埋或者作为建筑填料，不仅得不到合理利用，而且在储存过程中会到处飞扬污染环境。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种从金属冶炼废渣和电子垃圾燃烧废弃物中提取晶质碳的方法，先采用上升脉冲气动法去除部分杂质，然后采用液体浮选法富集晶质碳；进一步采用磁选法去除磁性物质，最后采用酸法进行纯化。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种从金属冶炼废渣和电子垃圾燃烧废弃物中提取晶质碳的方法，采用上升脉冲气动法联合液体浮选法从废渣或废弃物中提取晶质碳，具体包括如下步骤：
先采用上升脉冲气动法去除废渣或废弃物中的部分杂质，然后采用液体浮选法富集晶质碳，所得晶质碳的含碳量≥80％。
其中，在上升脉冲气动法之前，可对金属冶炼和垃圾焚烧废渣进行选择性破碎，筛分除掉≥5mm的杂质。
上升脉冲气动法：对于破碎后＜5mm的物料，采用向上的3-6m m/s的恒定气流，附加向上的速度为0.5-1.5m/s、频率为10-20Hz的脉冲气流，去除部分杂质；
液体浮选法：将上升脉冲气动法所得产物以300-400g/L的固液比加入水中，再以20-30kg/t液固比加入捕收剂、2-3kg/t液固比加入发泡剂，进行富集晶质碳；捕收剂为煤油或柴油等，发泡剂为醚醇等。
可将液体浮选法所得产物进一步采用磁选法去除磁性物质，再采用酸法进行纯化，得到晶质碳的含碳量≥99％。
酸法：将10％盐酸和98％硫酸按照6:1-2:1体积比配成酸液，以1.5-2.0kg/L的固液比将浮选法所得产物加入酸液当中，升温至30-70℃，搅拌过滤，重复1－3次。
与现有技术相比，本发明的从金属冶炼废渣和电子垃圾燃烧废弃物中提取晶质碳的方法，是指从金属冶炼废渣和电子垃圾燃烧废弃物中，对晶质碳的分离和提纯，最后得到含碳量≥99％的晶质碳产品。其产品成本低廉，可以作为天然碳原料的重要补充。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的实施方法。
实施例1
对从某钢铁企业取回的碳含量为5％的脱硫渣，进行选择性破碎，筛分后将≥5mm的铁杂质回收作为副产品；将＜5mm的产品进行上升脉冲气动法进行除杂，采用向上的3m/s的恒定气流，附加向上的速度为0.5m/s、频率为10Hz的脉冲气流，去除部分杂质；将上升脉冲气动法所得产物以300g/L的固液比加入水中，再以20kg/t液固比加入煤油、以2kg/t液固比加入仲辛醇，进行浮选富集；将10％盐酸和98％硫酸按照6:1体积比配成酸液，以2.0kg/L的固液比将浮选法所得晶质碳加入酸液当中，升温至30℃，过滤搅拌，重复1次，得到含碳量为99.0％的晶质碳产品。
实施例2
对从某垃圾处理企业取回的碳含量为5％的灰渣，进行选择性破碎，筛分后将≥5mm的杂质回收作为副产品；将＜5mm的产品进行上升脉冲气动法进行除杂，采用向上的4m/s的恒定气流，附加向上的速度为0.8m/s、频率为15Hz的脉冲气流，去除部分杂质；将上升脉冲气动法所得产物以350g/L的固液比加入水中，再以25kg/t液固比加入柴油、以2.5kg/t液固比加入仲辛醇，进行浮选富集；将10％盐酸和98％硫酸按照4:1体积比配成酸液，以1.75kg/L的固液比将浮选法所得晶质碳加入酸液当中，升温至40℃，过滤搅拌，重复2次，得到含碳量为99.5％的晶质碳产品。
实施例3
对从某钢铁企业取回的碳含量为6％的脱硫渣，进行选择性破碎，筛分后将≥5mm的铁杂质回收作为副产品；将＜5mm的产品进行上升脉冲气动法进行除杂，采用向上的5m/s的恒定气流，附加向上的速度为1m/s、频率为20Hz的脉冲气流，去除部分杂质；将上升脉冲气动法所得产物以4000g/L的固液比加入水中，再以30kg/t液固比加入煤油、以3kg/t液固比加入仲辛醇，进行浮选富集；将10％盐酸和98％硫酸按照2:1体积比配成酸液，以2.0kg/L的固液比将浮选法所得晶质碳加入酸液当中，升温至50℃，过滤搅拌，重复3次，得到含碳量为99.8％的晶质碳产品。
实施例4
对从某钢铁企业取回的碳含量为6％的脱硫渣，进行选择性破碎，筛分后将≥5mm的铁杂质回收作为副产品；将＜5mm的产品进行上升脉冲气动法进行除杂，采用向上的6m/s的恒定气流，附加向上的速度为1.5m/s、频率为20Hz的脉冲气流，去除部分杂质；将上升脉冲气动法所得产物以300g/L的固液比加入水中，再以20kg/t液固比加入柴油、以3kg/t液固比加入仲辛醇，进行浮选富集；将10％盐酸和98％硫酸按照3:1体积比配成酸液，以1.75kg/L的固液比将浮选法所得晶质碳加入酸液当中，升温至60℃，过滤搅拌，重复1次，得到含碳量为99.3％的晶质碳产品。
实施例5
对从某钢铁企业取回的碳含量为7％的脱硫渣，进行选择性破碎，筛分后将≥5mm的铁杂质回收作为副产品；将＜5mm的产品进行上升脉冲气动法进行除杂，采用向上的6m/s的恒定气流，附加向上的速度为1m/s、频率为17Hz的脉冲气流，去除部分杂质；将上升脉冲气动法所得产物以400g/L的固液比加入水中，再以25kg/t液固比加入煤油、以2.5kg/t液固比加入仲辛醇，进行浮选富集；将10％盐酸和98％硫酸按照5:1体积比配成酸液，以2.0kg/L的固液比将浮选法所得晶质碳加入酸液当中，升温至70℃，过滤搅拌，重复2次，得到含碳量为99.6％的晶质碳产品。

Claims (7)

1.一种从金属冶炼废渣和电子垃圾燃烧废弃物中提取晶质碳的方法，其特征在于，先采用上升脉冲气动法去除废渣或废弃物中的部分杂质，然后采用液体浮选法富集晶质碳，其中，所述上升脉冲气动法是：对破碎后的原料，采用向上的3-6m/s的恒定气流，附加向上的速度为0.5-1.5m/s、频率为10-20Hz的脉冲气流，去除部分杂质；所述液体浮选法是：将上升脉冲气动法所得产物以300-400g/L固液比加入水中，再以20-30kg/t液固比加入捕收剂、2-3kg/t液固比加入发泡剂，进行晶质碳富集。
2.根据权利要求1所述从金属冶炼废渣和电子垃圾燃烧废弃物中提取晶质碳的方法，其特征在于，所得晶质碳的含碳量≥80％。
3.根据权利要求2所述从金属冶炼废渣和电子垃圾燃烧废弃物中提取晶质碳的方法，其特征在于，在采用上升脉冲气动法去除杂质之前，先对金属冶炼和垃圾焚烧废渣进行选择性破碎，筛分除掉粒径≥5mm的杂质。
4.根据权利要求1所述从金属冶炼废渣和电子垃圾燃烧废弃物中提取晶质碳的方法，其特征在于，所述捕收剂为煤油或柴油。
5.根据权利要求1所述从金属冶炼废渣和电子垃圾燃烧废弃物中提取晶质碳的方法，其特征在于，所述发泡剂为醚醇。
6.根据权利要求1或2所述从金属冶炼废渣和电子垃圾燃烧废弃物中提取晶质碳的方法，其特征在于，将液体浮选法所得产物进一步采用磁选法去除磁性物质，再采用酸法进行纯化，得到晶质碳的含碳量≥99％。
7.根据权利要求6所述从金属冶炼废渣和电子垃圾燃烧废弃物中提取晶质碳的方法，其特征在于，所述酸法是将10％盐酸和98％硫酸按照(6:1)-(2:1)体积比配成酸液，以1.5-2.0kg/L的固液比将浮选法所得产物加入酸液当中，升温至30-70℃，进行搅拌，然后过滤得到纯化的晶质碳。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103726074A (zh) * 2014-01-25 2014-04-16 云南蓝天铝业环保科技有限公司 一种回收利用铝电解废旧物料生产铝用电解质并回收碳的方法

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