CN110314922A - 一种铝灰-电石泥综合处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铝灰‑电石泥综合处理方法，涉及废弃物再利用技术领域，解决了现有技术中存在的铝灰和电石泥的处理方法成本高，回收利用率较低的技术问题。本发明的处理方法包括S1：将电石泥滤液与铝灰在反应釜中混合使两者发生反应，并对反应过程中产生的尾气进行收集；S2：将步骤S1中反应所得的固液混合物进行固液分离，并将固液分离后的液体返回至步骤S1的所述反应釜中；将固液分离后的固体与活性剂混合反应，制备球状物料；S3：对步骤S2所得的球状物料进行处理并依次制备铝酸钙粉、净水剂以及保温砖。本发明的方法能够有效的处理铝灰和电石泥同时能够得到多种产品，增加了其再利用的价值，有效提高了两种污染物的回收利用率。
Description
技术领域
本发明涉及废弃物再利用技术领域，尤其涉及一种铝灰-电石泥综合处理防范。
背景技术
在铝冶炼、成型过程中会产生多种副产品，作为铝工业主要的副产品，铝灰产生于所有铝发生熔融的工序，其中，铝灰中含铝量约占铝生产使用过程中总损失量的1～12％。作为对环境污染性较为严重的污染物，目前对于铝灰的处理主要是通过水解等工艺对铝灰进行复杂的加工处理后再作为原料进行铝酸钙粉的产生。然而在进行铝酸钙粉生产过程中需要进行高温烧结作业，需要的能耗较高且易产生大量的污染性废气和粉尘，导致铝灰的回收利用率较低而且成本相对较高，难以实现规模化作业。
电石泥或电石泥滤液是电石(CaC2)水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣。有效的利用电石泥不但能够带来良好的经济效益、环境效益和社会效益，而且能够变废为宝。然而，目前用于电石泥或电石泥滤液的处理通常是直接将电石泥或电石泥滤液与酸液进行中和反应，然后再进行再利用和排放，但是目前对于电石泥或电石泥滤液的处理方法导致成本较高且效率较低。
因此，如何减少铝灰以及电石泥等污染物的排放，实现铝灰和电石泥高效且低成本的综合回收利用，降低运行能耗，是当前急需解决的重要研究方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝灰-电石泥综合处理方法，以解决现有技术中存在的铝灰和电石泥的处理方法成本高，回收利用率较低的技术问题。为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种铝灰-电石泥综合处理方法，包括如下步骤：
S1：将电石泥滤液与铝灰在反应釜中混合使两者发生反应，并对反应过程中产生的尾气进行收集；
S2：将步骤S1中反应所得的固液混合物进行固液分离，并将固液分离后的液体返回至步骤S1的所述反应釜中；将固液分离后的固体与活性剂混合反应，制备球状物料；
S3：对步骤S2所得的球状物料进行处理并依次制备铝酸钙粉、净水剂以及保温砖。
根据一种优选实施方式，所述步骤S1还包括：
S11：将电石泥滤液加入反应釜中，并自所述反应釜的底部向所述反应釜中通入温度为100-230℃的水蒸气对所述反应釜内的电石泥滤液进行热交换和气流搅拌；
S12：在反应釜内的电石泥滤液温度达到90-95℃后，将重量分数为所述反应釜内电石泥滤液重量的10-15％的铝灰以160-170kg/min的速度加入反应釜内，使其与反应釜内的电石泥滤液混合，同时在开始添加铝灰时，持续对反应釜内的电石泥滤液加热至110-120℃并保温，待完成添加后，持续对反应釜保温 5-10小时。
根据一种优选实施方式，所述步骤S1还包括：
S13：对步骤S12中铝灰与电石泥滤液混合时产生的尾气进行收集，待其冷却并与酸反应后作为化肥原料备用。
根据一种优选实施方式，在步骤S1中所述电石泥滤液的pH为11-13。
根据一种优选实施方式，所述步骤S2中的包括：
S21：将步骤S1反应所得的固液混合物冷却至常温，然后对固液混合物进行压滤操作实现固液分离；将压滤所得的滤液返回至步骤S1中并与步骤S1中的电石泥滤液混合；将压滤所得的固体残渣与活性剂混合均匀，然后通过制球设备得到直径为10-30毫米的球状物料；其中，所述固体残渣的含水量不大于30％。
根据一种优选实施方式，所述活性剂与固体残渣的混合比例为1:3-1:10；其中，所述活性剂包括如下组分：pH7.5-9的废碱液10％-20％、生石灰15％-30％和氧化钠0-10％，余量为电石泥。
根据一种优选实施方式，所述步骤S3包括：
制备铝酸钙粉，所述制备铝酸钙粉的步骤包括：
将步骤S2中制备的球状物料在200-500℃的恒温环境下热风干燥10-30分钟，使球状物料外表面1.5-30毫米厚度的表层干燥固结，得到初步干燥物；
将所述初步干燥物通入回转窑内，在300-650℃恒温环境下煅烧30-45分钟，然后冷却至常温得到焙烧球状物料；
将冷却后的焙烧球状物料加入球磨机内进行研磨制粉，得到成品铝酸钙粉，然后对成品铝酸钙粉进行包装存储。
根据一种优选实施方式，所述步骤S3还包括：
制备净水剂，所述制备净水剂的步骤包括：
将制备的铝酸钙粉与浓度为15-20％的盐酸在90-110℃的环境下恒温反应 4-8小时；
对反应后的混合物进行压滤操作，将压滤所得滤液进行收集干燥后得到聚合氯化铝净水剂产品；将压滤所得滤渣进行收集备用。
根据一种优选实施方式，所述步骤S3还包括：
制备保温砖，所述制备保温转的步骤包括：
将制备净水剂所得的滤渣与骨料混合，然后将混合物添加到成型模具中，并将成型模具输送至蒸制设备中，在160-180℃恒温环境，以10-15kg/cm2的恒定压力蒸压8-15小时，然后保压随炉冷却至常温得到成品砌块；
将成品砌块外侧的成型模具拆除，对成品砌块通过切割设备按照保温砖结构进行裁切，得到成品轻质保温砖产品。
根据一种优选实施方式，滤渣与骨料的混合比例为1:1-1:5；其中，所述骨料包括如下组分：胶粉5％-10％、可分散性乳胶粉3％-8％、纤维素1.5-10％、低温发泡剂0.1％-1.5％和高温消泡剂0.1％-1.1％，余量为粉煤灰。
基于上述技术方案，本发明的铝灰-电石泥综合处理方法具有如下技术效果：
本发明的铝灰-电石泥的综合处理方法将作为废弃物的铝灰与电石泥进行反应，如此便同时提高了对铝灰和电石泥两种废弃物的治理效率，降低了污染物的排放，能够有效满足大规模生产的需要；另一方面，在对铝灰和电石泥的处理过程中，可以同时获得多个成熟产品，从而在降低污染物排放提高资源回收利用率的同时，极大的提高了铝灰和电石泥综合治理的经济效益和社会效益。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本实施例1提供的一种铝灰-电石泥的综合处理方法包括如下步骤：
步骤一：物料混合，首先将电石泥滤液加入反应釜中，并自反应釜的底部向反应釜内通入温度为100℃的水蒸气至反应釜内的电石泥滤液中，对电石泥滤液进行热交换加热和气流驱动搅拌。在反应釜内电石泥滤液温度达到90℃后，将重量为反应釜内电石泥滤液重量10％的铝灰以160kg/min的速度匀速添加到反应釜内并与反应釜内电石泥滤液进行混合。在开始进行铝灰添加作业后，持续对电石泥滤液加热至110℃并保温，在完成铝灰添加后，对反应釜进行保温10小时，其中在物料混合时，对反应釜中产生的尾气进行收集冷却并作为化肥原料备用。
优选地，在本实施例的步骤一中电石泥滤液通过碱液调制处理至pH为11。
步骤二：压滤操作，在步骤一反应后将反应釜内的固液混合物冷却至常温，然后向固液混合物进行压滤操作，对压滤得到的滤液返回至步骤一并与步骤一中的电石泥滤液混合，将压滤后得到的含水量为30％的固体残渣与活性剂混合均匀，然后通过制球设备制备得到直径为10毫米球状物料。
优选地，在本实施例的步骤二中，压滤操作的压力为3kg/cm2。优选地，在本实施例中，活性剂与固体残渣的比例为1:3。优选地，在本实施例中，活性剂包括以下组分：pH7.5的废碱液10％和生石灰15％，余量为电石泥。
步骤三：制备铝酸钙粉；将步骤二中制备的球状物料在200℃恒温环境下热风干燥30分钟，并使球状物料外表面1.5毫米厚度的表层干燥固结，得到初步干燥物；然后将初步干燥物通入到回转窑内，在300℃恒温环境下煅烧45分钟，然后冷却至常温得到焙烧球状物料，将冷却后的焙烧球状物料通入到球磨机中进行研磨制粉，即可得到成品铝酸钙粉并进行包装存储。
优选地，在本实施例中研磨后的铝酸钙粉为80目。
步骤四：取步骤三制备得到的铝酸钙粉，并使其与浓度为15％的盐酸在 90℃环境下恒温混合反应8小时，然后对混合物进行压滤作业，对压滤后滤液进行收集并干燥即可得到聚合氯化铝净水剂产品，对滤渣进行收集备用。
优选地，在本实施例的步骤四中，压滤操作的压力为3kg/cm2。
步骤五：制备保温砖，将步骤四所得的滤渣与骨料混合，然后将混合物添加到成型模具中，并将成型模具一同输送至蒸制设备中，在160℃恒温环境， 10kg/cm2的恒定压力下蒸压15小时，然后保压随炉冷却至常温得到成品砌块，最后将成品砌块外侧的成型模具拆除，对成品砌块通过切割设备按照保温砖结构需要进行裁切，即可得到成品轻质保温砖产品。
优选地，在本实施例中的步骤五中，滤渣与骨料的混合比例为1:1。优选地，在本实施例中，骨料包括如下组分：胶粉5％％、可分散性乳胶粉3％、纤维素1.5％、低温发泡剂0.1％和高温消泡剂0.1％，余量为粉煤灰。
通过上述方法，本实施例能够有效的处理铝灰和电石泥，降低了污染物的排放；同时在处理过程中能够同时得到多种产品，增加了其再利用的价值，有效提高了两种污染物的回收利用率。
实施例2
本实施例2提供的一种铝灰-电石泥的综合处理方法包括如下步骤：
步骤一：物料混合，首先将电石泥滤液加入反应釜中，并自反应釜的底部向反应釜内通入温度为230℃的水蒸气至反应釜内的电石泥滤液中，对电石泥滤液进行热交换加热和气流驱动搅拌。在反应釜内电石泥滤液温度达到95℃后，将重量为反应釜内电石泥滤液重量50％的铝灰以170kg/min的速度匀速添加到反应釜内并与反应釜内电石泥滤液进行混合。在开始进行铝灰添加作业后，持续对电石泥滤液加热至120℃并保温，在完成铝灰添加后，对反应釜进行保温5小时，其中在物料混合时，对反应釜中产生的尾气进行收集冷却并作为化肥原料备用。
优选地，在本实施例的步骤一中电石泥滤液通过碱液调制处理至pH为13。
步骤二：压滤操作，在步骤一反应后将反应釜内的固液混合物冷却至常温，然后向固液混合物进行压滤操作，对压滤得到的滤液返回至步骤一并与步骤一中的电石泥滤液混合，将压滤后得到的含水量为10％的固体残渣与活性剂混合均匀，然后通过制球设备制备得到直径为30毫米球状物料。
优选地，在本实施例的步骤二中，压滤操作的压力为8kg/cm2。优选地，在本实施例中，活性剂与固体残渣的比例为1:10。优选地，在本实施例中，活性剂包括以下组分：pH9的废碱液20％、生石灰30％和氯化钠10％，余量为电石泥。
步骤三：制备铝酸钙粉；将步骤二中制备的球状物料在500℃恒温环境下热风干燥10分钟，并使球状物料外表面30毫米厚度的表层干燥固结，得到初步干燥物；然后将初步干燥物通入到回转窑内，在650℃恒温环境下煅烧30分钟，然后冷却至常温得到焙烧球状物料，将冷却后的焙烧球状物料通入到球磨机中进行研磨制粉，即可得到成品铝酸钙粉并进行包装存储。
优选地，在本实施例中研磨后的铝酸钙粉为120目。
步骤四：取步骤三制备得到的铝酸钙粉，并使其与浓度为20％的盐酸在 110℃环境下恒温混合反应4小时，然后对混合物进行压滤作业，对压滤后滤液进行收集并干燥即可得到聚合氯化铝净水剂产品，对滤渣进行收集备用。
优选地，在本实施例的步骤四中，压滤操作的压力为8kg/cm2。
步骤五：制备保温砖，将步骤四所得的滤渣与骨料混合，然后将混合物添加到成型模具中，并将成型模具一同输送至蒸制设备中，在180℃恒温环境， 15kg/cm2的恒定压力下蒸压8小时，然后保压随炉冷却至常温得到成品砌块，最后将成品砌块外侧的成型模具拆除，对成品砌块通过切割设备按照保温砖结构需要进行裁切，即可得到成品轻质保温砖产品。
优选地，在本实施例中的步骤五中，滤渣与骨料的混合比例为1:5。优选地，在本实施例中，骨料包括如下组分：胶粉10％、可分散性乳胶粉8％、纤维素10％、低温发泡剂1.5％和高温消泡剂1.1％，余量为粉煤灰。
通过上述方法，本实施例能够有效的处理铝灰和电石泥，降低了污染物的排放；同时在处理过程中能够同时得到多种产品，增加了其再利用的价值，有效提高了两种污染物的回收利用率。
实施例3
本实施例3提供的一种铝灰-电石泥的综合处理方法包括如下步骤：
步骤一：物料混合，首先将电石泥滤液加入反应釜中，并自反应釜的底部向反应釜内通入温度为150℃的水蒸气至反应釜内的电石泥滤液中，对电石泥滤液进行热交换加热和气流驱动搅拌。在反应釜内电石泥滤液温度达到92℃后，将重量为反应釜内电石泥滤液重量40％的铝灰以165kg/min的速度匀速添加到反应釜内并与反应釜内电石泥滤液进行混合。在开始进行铝灰添加作业后，持续对电石泥滤液加热至115℃并保温，在完成铝灰添加后，对反应釜进行保温7小时，其中在物料混合时，对反应釜中产生的尾气进行收集冷却并作为化肥原料备用。
优选地，在本实施例的步骤一中电石泥滤液通过碱液调制处理至pH为12。
步骤二：压滤操作，在步骤一反应后将反应釜内的固液混合物冷却至常温，然后向固液混合物进行压滤操作，对压滤得到的滤液返回至步骤一并与步骤一中的电石泥滤液混合，将压滤后得到的含水量不大于30％的固体残渣与活性剂混合均匀，然后通过制球设备制备得到直径为20毫米球状物料。
优选地，在本实施例的步骤二中，压滤操作的压力为5kg/cm2。优选地，在本实施例中，活性剂与固体残渣的比例为1:7。优选地，在本实施例中，活性剂包括以下组分：pH8.5的废碱液15％、生石灰20％和氧化钠3％，余量为电石泥。
步骤三：制备铝酸钙粉；将步骤二中制备的球状物料在300℃恒温环境下热风干燥10-30分钟，并使球状物料外表面15毫米厚度的表层干燥固结，得到初步干燥物；然后将初步干燥物通入到回转窑内，在600℃恒温环境下煅烧35 分钟，然后冷却至常温得到焙烧球状物料，将冷却后的焙烧球状物料通入到球磨机中进行研磨制粉，即可得到成品铝酸钙粉并进行包装存储。
优选地，在本实施例中研磨后的铝酸钙粉为100目。
步骤四：取步骤三制备得到的铝酸钙粉，并使其与浓度为18％的盐酸在 100℃环境下恒温混合反应6小时，然后对混合物进行压滤作业，对压滤后滤液进行收集并干燥即可得到聚合氯化铝净水剂产品，对滤渣进行收集备用。
优选地，在本实施例的步骤四中，压滤操作的压力为5kg/cm2。
步骤五：制备保温砖，将步骤四所得的滤渣与骨料混合，然后将混合物添加到成型模具中，并将成型模具一同输送至蒸制设备中，在170℃恒温环境， 14kg/cm2的恒定压力下蒸压10小时，然后保压随炉冷却至常温得到成品砌块，最后将成品砌块外侧的成型模具拆除，对成品砌块通过切割设备按照保温砖结构需要进行裁切，即可得到成品轻质保温砖产品。
优选地，在本实施例中的步骤五中，滤渣与骨料的混合比例为1:3。优选地，在本实施例中，骨料包括如下组分：胶粉6％、可分散性乳胶粉7％、纤维素7％、低温发泡剂0.8％和高温消泡剂0.8％，余量为粉煤灰。
通过上述方法，本实施例能够有效的处理铝灰和电石泥，降低了污染物的排放；同时在处理过程中能够同时得到多种产品，增加了其再利用的价值，有效提高了两种污染物的回收利用率。
在上述实施例1至3中，步骤一产生的尾气成分为氨气和水蒸气，因此，通过对尾气进行收集并直接与盐酸反应可得到用于制备化肥的原料产品氯化铵。在步骤三制备完成后，即可得到成品铝酸钙粉产品。在步骤四制备完成后，即可得到产品聚合氯化铝净水剂产品。在步骤五制备完成后，可得到各类规格型号的轻质保温砖或保温砌块等建筑材料，并在制备轻质保温砖或保温砌块等建筑材料过程中，避免使用珍珠岩传统工艺中高成本原料使用，从而极大的降低了轻质保温砖或保温砌块等建筑材料的生产及使用成本。
因此，本发明的综合处理方法能够同时获得四种不同产品，从而在极大的提高资源回收利用率的同时，能够有效的提高本发明的综合处理方法所创造的经济价值和社会效益。本发明的处理方法工艺简单，操作便捷，生产设备及生产系统结构简单，运行能耗低，一方面可极大的提高铝灰、电石泥或电石泥滤液整体治理作业的工作效率，降低污染物排放，并可有效满足实现大规模工业生产的需要；另一方面在治理过程中，可同时获得多个成熟产品，从而在降低污染物排放提高资源回收利用率的同时，另极大的提高了铝灰、电石泥或电石泥滤液综合治理作业的经济效益和社会效益。
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，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)
1.一种铝灰-电石泥综合处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将电石泥滤液与铝灰在反应釜中混合使两者发生反应，并对反应过程中产生的尾气进行收集；
S2：将步骤S1中反应所得的固液混合物进行固液分离，并将固液分离后的液体返回至步骤S1的所述反应釜中；将固液分离后的固体与活性剂混合反应，制备球状物料；
S3：对步骤S2所得的球状物料进行处理并依次制备铝酸钙粉、净水剂以及保温砖。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：
S11：将电石泥滤液加入反应釜中，并自所述反应釜的底部向所述反应釜中通入温度为100-230℃的水蒸气对所述反应釜内的电石泥滤液进行热交换和气流搅拌；
S12：在反应釜内的电石泥滤液温度达到90-95℃后，将重量分数为所述反应釜内电石泥滤液重量的10-15％的铝灰以160-170kg/min的速度加入反应釜内，使其与反应釜内的电石泥滤液混合，同时在开始添加铝灰时，持续对反应釜内的电石泥滤液加热至110-120℃并保温，待完成添加后，持续对反应釜保温5-10小时。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：
S13：对步骤S12中铝灰与电石泥滤液混合时产生的尾气进行收集，待其冷却并与酸反应后作为化肥原料备用。
4.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，在步骤S1中所述电石泥滤液的pH为11-13。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤S2中的包括：
S21：将步骤S1反应所得的固液混合物冷却至常温，然后对固液混合物进行压滤操作实现固液分离；将压滤所得的滤液返回至步骤S1中并与步骤S1中的电石泥滤液混合；将压滤所得的固体残渣与活性剂混合均匀，然后通过制球设备得到直径为10-30毫米的球状物料；其中，所述固体残渣的含水量不大于30％。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述活性剂与固体残渣的混合比例为1:3-1:10；其中，所述活性剂包括如下组分：pH7.5-9的废碱液10％-20％、生石灰15％-30％和氧化钠0-10％，余量为电石泥。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
制备铝酸钙粉，所述制备铝酸钙粉的步骤包括：
将步骤S2中制备的球状物料在200-500℃的恒温环境下热风干燥10-30分钟，使球状物料外表面1.5-30毫米厚度的表层干燥固结，得到初步干燥物；
将所述初步干燥物通入回转窑内，在300-650℃恒温环境下煅烧30-45分钟，然后冷却至常温得到焙烧球状物料；
将冷却后的焙烧球状物料加入球磨机内进行研磨制粉，得到成品铝酸钙粉，然后对成品铝酸钙粉进行包装存储。
8.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：
制备净水剂，所述制备净水剂的步骤包括：
将制备的铝酸钙粉与浓度为15-20％的盐酸在90-110℃的环境下恒温反应4-8小时；
对反应后的混合物进行压滤操作，将压滤所得滤液进行收集干燥后得到聚合氯化铝净水剂产品；将压滤所得滤渣进行收集备用。
9.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：
制备保温砖，所述制备保温转的步骤包括：
将制备净水剂所得的滤渣与骨料混合，然后将混合物添加到成型模具中，并将成型模具输送至蒸制设备中，在160-180℃恒温环境，以10-15kg/cm2的恒定压力蒸压8-15小时，然后保压随炉冷却至常温得到成品砌块；
将成品砌块外侧的成型模具拆除，对成品砌块通过切割设备按照保温砖结构进行裁切，得到成品轻质保温砖产品。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，滤渣与骨料的混合比例为1:1-1:5；其中，所述骨料包括如下组分：胶粉5％-10％、可分散性乳胶粉3％-8％、纤维素1.5-10％、低温发泡剂0.1％-1.5％和高温消泡剂0.1％-1.1％，余量为粉煤灰。
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