CN106927699B - 一种利用电石渣制备电石用石灰的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用电石渣制备电石用石灰的方法，包括以下步骤：S1：将电石渣加水搅拌得质量浓度为12‑20％的电石渣浆液；S2：将上述电石渣浆液通过机械筛分去除大颗粒杂质，去除大颗粒后的电石渣浆液流入磨机进行细磨加工，将电石渣颗粒粒径控制在≤40μm范围内；S3：细磨后的电石渣浆液通过旋液分离器进行分离，净化后的电石渣浆液经溢流管流出，进入真空皮带脱水机进行脱水，得到含水≤15％的电石渣；S4：造在脱水后的电石渣中加入造粒剂，搅拌、造粒成球并烘干；S5：将烘干后的电石渣经900‑1000℃煅烧，得到电石用石灰。本发明制备的石灰杂质含量低、颗粒大小均匀、强度高，活性好，能够满足电石用石灰的要求。

Description

一种利用电石渣制备电石用石灰的方法

技术领域

本发明涉及一种乙炔生产副产品电石渣的综合利用方法，特别涉及一种利用电石渣制备电石用石灰的方法。

背景技术

电石渣是PVC化工生产过程中产生的废渣，生产1吨PVC产品，消耗电石1.5吨，产生电石渣1.7吨。对于一个年产120万吨聚氯乙烯树脂的企业来说，每年产生的电石渣超过200万吨。这些废弃的电石渣(湿法)含水率在40％，不仅占用宝贵的土地资源，长时间堆放极易风干起飞灰，对周边环境及地下水造成污染。电石渣的“减量化、资源化、无害化”处置，受水泥、钢铁、建行业开工不足的影响，相关产品市场受到很大冲击。用电石渣烧制电石用石灰，实现从电石渣—石灰—电石—电石渣的良性循环，符合国家环保产业政策，也符合企业自身的发展需求。有效解决电石渣的处置，不仅保护环境增加效益，还大大减少了优质石灰石矿产资源的大量消耗，是当前PVC行业中最具发展前景，最具推广价值的技术项目。

世界上首次利用电石渣生产石灰的方法出现于上世纪60年代，但该方法生产的石灰颗粒小，石灰中含硫、磷、盐酸不溶物杂质多，影响电石质量，只能在生产电石时掺入20％。2007年以来，国内相关企业、专家学者围绕从电石渣中提取氧化钙、氢氧化钙的相关课题做了大量的研究。中国专利CN101157471B介绍了一种以电石渣生产石灰的方法及装置，其特征是先将电石渣通过自然沉淀除去硅铁、砂石等固体杂质，再将所得乳液去渣除杂，去除100目以上的各种固体杂质，然后将得到的乳液进行固液分离，得到的固体物进行空气吹扫，得到氢氧化钙晶体；中国专利号CN101508453B介绍了一种利用电石渣制备氢氧化钙的生产工艺,该工艺首先对电石渣物料进行筛分除杂、脱水,然后进行干燥，干燥后的物料经分离收集之后即得氢氧化钙成品；中国专利号CN102886201B公开了一种利用电石渣制备火力发电厂脱硫剂的方法及其专用设备，其工艺路径为:电石渣粉碎、除杂、煅烧、冷却、过筛。电石渣原料粉碎至5mm，旋风分离器分离除杂，煅烧温度500—600℃成品过筛去除较大颗粒。在上述方法中，电石渣的净化提纯主要是通过简单的筛分、沉降、离心分离、过滤等步骤，对于电石渣中的镁、硅、铁、铝、金属氧化物等杂质的处理结果均不甚理想，导致产品含量低，直接影响电石产品的质量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种利用电石渣制备电石用石灰的方法，该方法得到的石灰杂质含量低、颗粒大小均匀、强度高，活性好，能够满足电石用石灰的要求。

本发明采用的技术方案如下：

一种利用电石渣制备电石用石灰的方法，包括以下步骤：

S1：稀释搅拌，将电石渣加水稀释、搅拌得电石渣质量浓度为12-20％的电石渣浆液；

S2：细磨除杂，将步骤S1所得的电石渣浆液通过机械筛分去除大颗粒杂质，去除大颗粒后的电石渣浆液流入磨机进行细磨加工，控制电石渣浆液中的颗粒粒径在≤40μm范围内；

S3：净化脱水，细磨后的电石渣浆液通过旋液分离器进行分离获得氢氧化钙浆液，净化后的氢氧化钙浆液经溢流管流出，进入真空皮带脱水机进行脱水，得到含水≤15％的电石渣；

S4：造粒烘干，在步骤S3所得的脱水后的电石渣中加入造粒剂，搅拌、造粒成球并烘干；

S5：煅烧：将烘干后的电石渣经900-1000℃煅烧，得到电石用石灰。

本发明采用电石法PVC化工生产中排出的电石渣为原料生产电石用石灰，主要解决了电石渣烧制电石用石灰的两个问题：1、电石渣的净化提纯；2、电石渣的成球造粒。实际生产中发现，电石渣经100目筛筛分后直接进入旋液分离器，在一定的水流速度下，从溢流管流出的电石渣浆中测得氢氧化钙含量在80％上下；当调整用200目筛筛分后，从旋液分离器溢流管流出的电石渣浆中测得氢氧化钙含量可达90％左右，但筛余量很大；进一步调整用400目筛筛分后，从旋液分离器溢流管流出的电石渣浆中测得氢氧化钙含量达到95％以上，但筛余量更大，因此一般很少采用200目和400目筛筛分。更多是采用100目振动筛去渣后，再采用传统的沉降、离心分离、过滤等物理办法提纯，但这些传统方法想将氢氧化钙含量提高到95％在实际操作中根本无法实现。采用加入各种络合剂、净化剂、还原剂的化学提纯方法，成本太高不适于规模化生产。本发明通过在一次去杂之后设置细磨工序，将电石渣粒径细磨到40μm以下，此时杂质颗粒与氢氧化钙颗粒的粒径差在较小的范围内，使得杂质颗粒与氢氧化钙的密度差异较明显的体现出来，即氢氧化钙的密度远远小于杂质颗粒的密度，再通过旋液分离器离心，可以使氢氧化钙的含量达到95％以上，满足烧制电石用石灰的要求。

进一步的，所述造粒剂为羟甲基纤维素钠盐与氧化钙，其中羟甲基纤维素钠盐：氧化钙的重量比为1:4。

具体的，羟甲基纤维素钠盐属于阴离子型高分子化合物，氧化钙属碱性氧化物，与水玻璃(硅酸钠)、腐植酸钠等络合剂相比，易溶于水，不含影响石灰质量的硫、磷及三氧化二铁、三氧化二铝、氧化镁、二氧化硅等物质，能够调节改善物料的含水率、造粒成球压力，利于料球脱模和提高料球早期强度减少破损，造粒成球效果明显且用量很少，成本不到挤出造粒的一半。

进一步的，所述造粒剂的用量为4-6g/kg电石渣，所述电石渣是指步骤S1中的电石渣原料。

具体的，所述造粒剂用量很少即可使电石渣造粒成球，所述造粒剂中加的氧化钙是纯净的，不含其它杂质，且造粒剂中的氧化钙含量与电石渣生产所得的氧化钙含量相比是微不足道的，因此并未增加生产成本。

进一步的，步骤S4中，采用对辊成球机和辅助造粒机进行造粒。

具体的，当电石渣粒径从≤150μm细磨到≤40μm时，测得电石渣浆粘度增加近10％，有利于成球造粒；电石渣除杂净化后进入脱水，传统工艺都是板框压滤，含水率高达40—50％，只能适用挤出造粒。本工艺采用真空皮带脱水可以控制含水率≤15％，可以采用对辊成球机和辅助造粒机造粒成球并烘干。电石用石灰要求≤20mm的颗粒不得超过5％且有一定的强度，挤出造粒、圆盘造粒与本发明的对辊造粒成球比较，前者对物料含水率要求不高，成型压力低，生料球颗粒变形破损多，颗粒在一定范围内有大有小。对辊造粒成球压力大，生料球成圆球状，表面光滑、大小均匀、强度高、不容易破碎。不仅满足电石用石灰对颗粒度的要求，还能够避免石灰烧制过程中因颗粒不均和破碎较多而产生过烧或生烧等质量问题。

进一步的，步骤S4中，电石渣造粒成球的粒径分别为30mm、40mm和50mm三种规格。

具体的，电石用石灰要求必须是颗粒状，且≤20mm的颗粒不得超过5％，粉状的电石渣不通过造粒加工或加工颗粒太小致使颗粒强度不够容易破碎的石灰不能用于电石生产，因此本发明电石渣造粒成球的粒径为30mm、40mm和50mm三种规格，所述电石渣粒径根据电石炉容量确定，更换对应的造粒机对辊调整造粒成球的粒径规格，满足电石用石灰的不同要求。

进一步的，步骤S4中，烘干温度为250-350℃。

进一步的，步骤S3中，细磨后的电石渣浆液通过旋液分离器分离获得氢氧化钙浆液，所述氢氧化钙浆液中氢氧化钙含量≥95％。

具体的，本发明的细磨工艺可以提高电石渣浆液的杂质去除率，使氢氧化钙含量≥95％。

进一步的，在步骤S3中，通过旋液分离器进行分离时的压力为0.08-0.12MPa。

进一步的，将步骤S3中电石渣浆液经真空皮带脱水机所排出的上清水返回步骤S1，用于对电石渣原料进行稀释。

具体的，电石渣浆液经真空皮带脱水机脱水后，上清水定期脱氯处理，含硫量≤0.02％，可用于步骤S1中的稀释步骤。

进一步的，步骤S5中，采用井流蓄热式麦尔兹双膛石灰窑进行煅烧。煅烧燃料为丙烷、丁烷、电石炉气、煤气、燃油、煤粉中的任一种。

具体的，采用井流蓄热式麦尔兹双膛石灰窑进行煅烧，燃烧火焰与原料并流，两个窑身交替换向操作，高效、节能、环保、适应规模化生产，产品档次提高，氧化钙含量高、活性好。

进一步的，在步骤S1中，电石渣可为干粉、湿渣或浆液。

进一步的，在步骤S5之后，还包括步骤S6：筛分入库，将煅烧后的石灰冷却后，用滚筒筛筛分，成品粒径30mm、40mm和50mm三种规格分别入库，筛出的碎石灰渣粒、石灰粉末单独存放入库，可用于本发明的造粒剂配料、建材生产、电厂脱硫、污水净化、钢厂溶剂等。

本发明解决了电石渣烧制电石用石灰必须解决的两个问题：电石渣的净化提纯和成球造粒。本发明通过在一次去杂之后设置细磨工序，将电石渣粒径细磨到≤40μm，细磨的第一个优势是使有害杂质和氢氧化钙颗粒的密度差异显现出来，再通过旋液分离器可以去除大部分有害杂质，氢氧化钙含量高达95％以上；细磨的第二个优势是增加了电石渣浆液的粘度，有利于成球造粒，通过加入阴离子型高分子化合物羟甲基纤维素钠盐和氧化钙作为造粒剂，采用对辊成球机和辅助造粒机造粒后，颗粒大小均匀，强度高，破碎少，不仅满足电石用石灰对颗粒度的要求，还能够避免石灰烧制中因颗粒不均和破碎多而产生过烧或生烧等质量问题。本发明实现了从电石渣—石灰—电石—电石渣的良性循环，不仅有效解决了电石渣的处置，变废为宝；还大大减少了优质石灰石矿产资源的大量消耗，经济效益和社会效益十分显著。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

一种利用电石渣制备电石用石灰的方法，包括以下步骤：

S1：稀释搅拌，将电石渣干粉输送到搅拌池，加水搅拌得电石渣质量浓度为20％的电石渣浆液；稀释水包括自来水及真空脱水排出的含硫≤0.02％的上清水；

S2：细磨除杂，将步骤S1所得的电石渣浆液通过采用100目三元振动筛湿法机械筛分去除大颗粒杂质，去除大颗粒后的电石渣浆液流入磨机进行细磨加工，控制电石渣浆液中的颗粒粒径≤40μm；

S3：净化脱水，细磨后的电石渣浆液用旋流泵泵入旋液分离器进行分离获得氢氧化钙浆液，操作压力为0.08MPa，旋液分离器内部加装中心柱溢流管外壁加装环形齿，有效稳定控制溢流管跑粗的影响，底流为杂质，净化后的氢氧化钙浆液经溢流管流出，进入真空皮带脱水机脱水，得到含水15％的电石渣；上清水定期通氯脱硫处理含硫≤0.02％，用于步骤S1；在此步骤中，净化后的氢氧化钙含量为95％；

S4：造粒烘干,采用螺旋计量微风送料的方式在脱水后的电石渣中加入造粒剂羟甲基纤维素钠盐和氧化钙，加入量为6g/kg电石渣，其中羟甲基纤维素钠盐和氧化钙的质量比为1:4，通过双轴搅拌机送入对辊成球机、辅助造粒机进行造粒成球，生料球粒径为50mm；皮带输送进入低温回转窑烘干，采用石灰窑尾气加热，烘干温度为350℃；

S5：煅烧：选用井流蓄热式麦尔兹双膛石灰窑，采用丙烷为燃料，燃料火焰与原料并流，两个窑身交替换向操作，将烘干后的电石渣经900℃煅烧成石灰；

S6：筛分入库：将煅烧后的石灰冷却后，用滚筒筛筛分，按电石用石灰标准检验，合格石灰产品输送入石灰库，筛出的碎石灰渣粒、石灰粉末单独存放入库。

实施例2

一种利用电石渣制备电石用石灰的方法，包括以下步骤：

S1：稀释搅拌，将电石渣湿渣(PVC湿法生产，电石渣板框压滤机压制含水率40-50％)输送到搅拌池，加水搅拌得到质量浓度为16％的电石渣浆液；稀释水包括自来水及真空脱水排出的含硫≤0.02％的上清水；

S2：细磨除杂，将步骤S1所得的电石渣浆液通过采用100目三元振动筛湿法机械筛分去除大颗粒杂质，去除大颗粒后的电石渣浆液流入磨机进行细磨加工，控制电石渣浆液中的颗粒粒径≤40μm；

S3：净化脱水，细磨后的电石渣浆液用旋流泵泵入旋液分离器进行分离获得氢氧化钙浆液，操作压力为0.1MPa，旋液分离器内部加装中心柱溢流管外壁加装环形齿，有效稳定控制溢流管跑粗的影响，底流为杂质，净化后的氢氧化钙浆液经溢流管流出，进入真空皮带脱水机脱水，得到含水10％的电石渣；上清水定期通氯脱硫处理含硫≤0.02％，用于步骤S1；在此步骤中，净化后的氢氧化钙含量为97％；

S4：造粒烘干,采用螺旋计量微风送料的方式在脱水后的电石渣中加入造粒剂羟甲基纤维素钠盐和氧化钙，加入量为5g/kg电石渣，其中羟甲基纤维素钠盐和氧化钙的质量比为1:4，通过双轴搅拌机送入对辊成球机、辅助造粒机进行造粒成球，生料球粒径为40mm；皮带输送进入低温回转窑烘干，采用石灰窑尾气加热，烘干温度为300℃；

S5：煅烧：选用井流蓄热式麦尔兹双膛石灰窑，采用丙烷为燃料，燃料火焰与原料并流，两个窑身交替换向操作，将烘干后的电石渣经950℃煅烧成石灰；

S6：筛分入库：将煅烧后的石灰冷却后，用滚筒筛筛分，按电石用石灰标准检验，合格石灰产品输送入与实施例1不同的石灰库，筛出的碎石灰渣粒、石灰粉末单独存放入库。

实施例3

一种利用电石渣制备电石用石灰的方法，包括以下步骤：

S1：稀释搅拌，将电石渣浆液(PVC湿法生产，电石渣浆液含水率80-85％)输送到搅拌池，加水搅拌得到质量浓度为12％的电石渣浆液；稀释水包括自来水及真空脱水排出的含硫≤0.02％的上清水；

S2：细磨除杂，将步骤S1所得的电石渣浆液通过采用100目三元振动筛湿法机械筛分去除大颗粒杂质，去除大颗粒后的电石渣浆液流入磨机进行细磨加工，控制电石渣浆液中的颗粒粒径≤40μm；

S3：净化脱水，细磨后的电石渣浆液用旋流泵泵入旋液分离器进行分离获得氢氧化钙浆液，操作压力为0.12MPa，旋液分离器内部加装中心柱溢流管外壁加装环形齿，有效稳定控制溢流管跑粗的影响，底流为杂质，净化后的氢氧化钙浆液经溢流管流出，进入真空皮带脱水机脱水，得到含水8％的电石渣；上清水定期通氯脱硫处理含硫≤0.02％，用于步骤S1；在此步骤中，净化后的氢氧化钙含量为97％；

S4：造粒烘干,采用螺旋计量微风送料的方式在脱水后的电石渣中加入造粒剂羟甲基纤维素钠盐和氧化钙，加入量为4g/kg电石渣，其中羟甲基纤维素钠盐和氧化钙的质量比为1:4，通过双轴搅拌机送入对辊成球机、辅助造粒机进行造粒成球，生料球粒径为30mm；皮带输送进入低温回转窑烘干，采用石灰窑尾气加热，烘干温度为250℃；

S5：煅烧：选用井流蓄热式麦尔兹双膛石灰窑，采用丙烷为燃料，燃料火焰与原料并流，两个窑身交替换向操作，将烘干后的电石渣经1000℃煅烧成石灰；

S6：筛分入库：将煅烧后的石灰冷却后，用滚筒筛筛分，按电石用石灰标准检验，合格石灰产品输送入与实施例1和实施例2不同的石灰库，筛出的碎石灰渣粒、石灰粉末单独存放入库。

对比例

对比例与实施例3的区别在于，设置步骤S2中，控制电石渣浆液中的颗粒粒径在80μm左右；步骤S4中，净化后的氢氧化钙含量为85％。实施例3的颗粒粒径磨细到≤40μm，净化后的氢氧化钙含量可以达到95％以上，可以满足烧制电石用石灰的要求。由此可知，电石渣浆液的颗粒粒径对电石渣浆液的净化率有很大影响。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用电石渣制备电石用石灰的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：稀释搅拌，将原料电石渣加水稀释、搅拌得电石渣质量浓度为12-20％的电石渣浆液；

S2：细磨除杂，将步骤S1所得的电石渣浆液通过机械筛分去除大颗粒杂质，去除大颗粒后的电石渣浆液流入磨机进行细磨加工，控制电石渣浆液中的颗粒粒径在≤40μm范围内；

S3：净化脱水，细磨后的电石渣浆液通过旋液分离器进行分离获得氢氧化钙浆液，净化后的氢氧化钙浆液经溢流管流出，进入真空皮带脱水机进行脱水，得到含水≤15％的电石渣；

S4：造粒烘干，在步骤S3所得的脱水后的电石渣中加入造粒剂，搅拌、造粒成球并烘干，所述造粒剂为羟甲基纤维素钠盐与氧化钙，其中羟甲基纤维素钠盐：氧化钙的重量比为1:4，所述造粒剂的用量为4-6g/kg电石渣，所述电石渣是指步骤S1中的原料电石渣；

S5：煅烧：将烘干后的电石渣经900-1000℃煅烧，得到电石用石灰。

2.根据权利要求1所述的利用电石渣制备电石用石灰的方法，其特征在于，步骤S4中，采用对辊成球机和辅助造粒机进行造粒。

3.根据权利要求1所述的利用电石渣制备电石用石灰的方法，其特征在于，步骤S4中，电石渣造粒成球的粒径分别为30mm、40mm和50mm三种规格。

4.根据权利要求1所述的利用电石渣制备电石用石灰的方法，其特征在于，步骤S4中，烘干温度为250-350℃。

5.根据权利要求1所述的利用电石渣制备电石用石灰的方法，其特征在于，步骤S3中，细磨后的电石渣浆液通过旋液分离器分离获得氢氧化钙浆液，所述氢氧化钙浆液中氢氧化钙含量≥95％。

6.根据权利要求1所述的利用电石渣制备电石用石灰的方法，其特征在于，在步骤S3中，通过旋液分离器进行分离时的压力为0.08-0.12MPa。

7.根据权利要求1所述的利用电石渣制备电石用石灰的方法，其特征在于，将步骤S3中电石渣浆液经真空皮带脱水机所排出的上清水返回步骤S1，用于对原料电石渣进行稀释。

8.根据权利要求1所述的利用电石渣制备电石用石灰的方法，其特征在于，步骤S5中，采用井流蓄热式麦尔兹双膛石灰窑进行煅烧。