CN111635771A - 一种利用冶金废料制备活性焦的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用冶金废料制备活性焦的方法，所述冶金废料为转炉灰、高炉矿槽灰、瓦斯灰中的一种或两种以上按任意比例混合的混合物；向混合原料中加入粘结剂，然后混捏成型，得到成型物料；对成型物料进行炭化和活化处理，得到活性焦；对活化处理后的活性焦进行筛分，得到成型活性焦。本发明用于制备活性焦的主要原料全部来自于冶金废料，包括转炉灰、高炉矿槽灰及瓦斯灰，解决了大量冶金尾料及废弃物需要处理、无法再次利用或利用价值过低的问题，生产出环保行业需求量日趋增大的活性焦产品。

Description

一种利用冶金废料制备活性焦的方法

技术领域

本发明涉及活性焦制备技术领域，尤其涉及一种利用冶金废料制备活性焦的方法。

背景技术

相对于活性炭而言，活性焦的孔隙结构合理、比表面积适中、耐磨强度高和着火点高，而且在实际应用过程中可以反复再生。同时与活性炭相比，活性焦具有更好的循环脱硫、脱硝适应性能，因此活性焦是烟气脱硫脱硝的首选吸附剂。近年来，由于企业环保意识增强和国家环保要求的提高，脱硫脱硝用活性焦的需求量呈现倍增趋势，据估算到2020年活性焦的需求量达到75万吨，到2025年活性焦的需求将达到200万吨。

目前，多数活性焦以煤为原料生产。活性焦的制备步骤大体是经过原煤粉碎、混配处理工序，然后与粘结剂煤焦油混合，经过混捏、挤压成型，再经过炭化、活化和改性。制备活性焦时，一般需要配入相当比例低灰分的优质无烟煤,而我国优质无烟煤储量极低，因此造成活性焦的制备成本偏高，而且活性焦的产能无法满足脱硫脱硝的市场需求。

为此，有些研究者和企业采用半焦代替储量有限而价格高的无烟煤制备活性焦。半焦主要是长焰煤经过中温干馏(500～700℃)而得到，因此其单价和无烟煤相比没有更多优势。虽然可以替代优质无烟煤制备活性焦，但对降低活性焦的生产成本有限。因此，找到低成本、来源广泛的原料制备活性焦是研究者和企业面临的挑战，而且亟待解决。

申请公布号为CN109621893A的中国专利申请公开了“一种利用化工含碳废料制备活性焦的方法”，所述含碳化工废料为焦粉和重相煤沥青的混合物；所述焦粉为粒度小于10mm的焦炭筛下物和/或焦化除尘灰；该发明不仅解决了化工大量尾料及废弃物无法再次利用或利用价值过低的问题，同时生产出环保行业需求量日趋增大的活性焦产品，降低钢铁企业脱硫脱硝成本。

发明内容

本发明提供了一种利用冶金废料制备活性焦的方法，用于制备活性焦的主要原料全部来自于冶金废料，包括转炉灰、高炉矿槽灰及瓦斯灰，解决了大量冶金尾料及废弃物需要处理、无法再次利用或利用价值过低的问题，生产出环保行业需求量日趋增大的活性焦产品。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种利用冶金废料制备活性焦的方法，所述冶金废料为转炉灰、高炉矿槽灰、瓦斯灰中的一种或两种以上按任意比例混合的混合物；所述冶金废料的粒度为20mm以下，固定碳的质量分数为30％～60％，灰分的质量分数为20％～35％，全硫的质量分数小于2％；

活性焦的具体制备过程包括如下步骤：

步骤1，将冶金废料粉碎至180～200目通过率达90％，然后按质量百分比配比均匀混合得到混合原料；

步骤2，向混合原料中加入粘结剂，然后混捏成型，得到成型物料；所述粘结剂由焦油和水组成，按混合原料质量分数的5％～20％外加焦油，按混合原料质量分数的1％～10％外加水；

步骤3，对成型物料进行炭化和活化处理，得到活性焦；

步骤4，对活化处理后的活性焦进行筛分，得到成型活性焦。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)用于制备活性焦的主要原料全部来自于冶金废料，包括转炉灰、高炉矿槽灰及瓦斯灰，解决了大量冶金尾料及废弃物需要处理、无法再次利用或利用价值过低的问题，生产出环保行业需求量日趋增大的活性焦产品。

(2)所制备活性焦的抗压强度和耐磨强度高。

(3)所制备活性焦的脱硫值和脱硝率高。

具体实施方式

本发明所述一种利用冶金废料制备活性焦的方法，所述冶金废料为转炉灰、高炉矿槽灰、瓦斯灰中的一种或两种以上按任意比例混合的混合物；所述冶金废料的粒度为20mm以下，固定碳的质量分数为30％～60％，灰分的质量分数为20％～35％，全硫的质量分数小于2％；

活性焦的具体制备过程包括如下步骤：

步骤1，将冶金废料粉碎至180～200目通过率达90％，然后按质量百分比配比均匀混合得到混合原料；

步骤2，向混合原料中加入粘结剂，然后混捏成型，得到成型物料；所述粘结剂由焦油和水组成，按混合原料质量分数的5％～20％外加焦油，按混合原料质量分数的1％～10％外加水；

步骤3，对成型物料进行炭化和活化处理，得到活性焦；

步骤4，对活化处理后的活性焦进行筛分，得到成型活性焦。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例1】

本实施例中，利用冶金废料制备活性焦的过程如下：冶金废料为转炉灰、高炉矿槽灰和瓦斯灰的混合物；按质量百分比配料，转炉灰：高炉矿槽灰：瓦斯灰＝30％：40％：30％。

冶金废料混合物的平均粒度为18mm，其中固定碳的质量分数为45％，灰分的质量分数为22％，全硫的质量分数为1.3％；将冶金废料混合物进行研磨得到混合原料，向混合原料中外加质量分数为15％的焦油和质量分数为5％的水作为粘结剂，将混合原料与粘结剂混合均匀后，经捏合成型、造粒压条、炭化、活化、烘干等工序，制得活性焦产品。

本实施例制得的活性焦技术指标为：碘吸附值330mg/g，脱硫值20mg/g，着火点430℃，堆比重480g/L。

【实施例2】

本实施例中，利用冶金废料制备活性焦的过程如下：冶金废料为转炉灰、瓦斯灰的混合物；按质量百分比配料，转炉灰：瓦斯灰＝60％：40％。

冶金废料混合物的平均粒度为20mm，其中固定碳的质量分数为52％，灰分的质量分数为20％，全硫的质量分数为1.3％；将冶金废料混合物进行研磨得到混合原料，向混合原料中外加质量分数为18％的焦油和质量分数为7％的水作为粘结剂，将混合原料与粘结剂混合均匀，经捏合成型、造粒压条、炭化、活化、烘干等工序，制得活性焦产品。

本实施例制得的活性焦技术指标为：碘吸附值340mg/g，脱硫值20mg/g，着火点450℃，堆比重500g/L。

【实施例3】

本实施例中，利用冶金废料制备活性焦的过程如下，冶金废料为高炉矿槽灰和瓦斯灰的混合物；按质量百分比配料，高炉矿槽灰：瓦斯灰＝50％：50％

冶金废料混合物的平均粒度为15mm，其中固定碳的质量分数为58％，灰分的质量分数为20％，全硫的质量分数为1.0％；将冶金废料混合物进行研磨得到混合原料，向混合原料中外加质量分数为10％的焦油和质量分数为5％的水作为粘结剂，将混合原料与粘结剂混合均匀，经捏合成型、造粒压条、炭化、活化、烘干等工序，制得活性焦产品。

本实施例制得的活性焦技术指标为：碘吸附值330mg/g，脱硫值22mg/g，着火点430℃，堆比重510g/L。

【实施例4】

本实施例中，利用冶金废料制备活性焦的过程如下：冶金废料为转炉灰、高炉矿槽灰的混合物；按质量百分比配料，转炉灰：高炉矿槽灰＝20％：80％。

冶金废料混合物的平均粒度为16mm，其中固定碳的质量分数为50％，灰分的质量分数为20％，全硫的质量分数为1.1％；将冶金废料混合物进行研磨得到混合原料，向混合原料中外加质量分数为12％的焦油和质量分数为8％的水作为粘结剂，将混合原料与粘结剂混合均匀，经捏合成型、造粒压条、炭化、活化、烘干等工序，制得活性焦产品。

本实施例制得的活性焦技术指标为：碘吸附值350mg/g，脱硫值22mg/g，着火点430℃，堆比重490g/L。

【实施例5】

本实施例中，利用冶金废料制备活性焦的过程如下：冶金废料为转炉灰。

冶金废料的平均粒度为18mm，其中固定碳的质量分数为53％，灰分的质量分数为24％，全硫的质量分数为1.3％；将冶金废料进行研磨得到原料，向原料中外加质量分数为8％的焦油和质量分数为6％的水作为粘结剂，将原料与粘结剂混合均匀，经捏合成型、造粒压条、炭化、活化、烘干等工序，制得活性焦产品。

本实施例制得的活性焦技术指标为：碘吸附值355mg/g，脱硫值21mg/g，着火点436℃，堆比重475g/L。

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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种利用冶金废料制备活性焦的方法，其特征在于，所述冶金废料为转炉灰、高炉矿槽灰、瓦斯灰中的一种或两种以上按任意比例混合的混合物；所述冶金废料的粒度为20mm以下，固定碳的质量分数为30％～60％，灰分的质量分数为20％～35％，全硫的质量分数小于2％；

活性焦的具体制备过程包括如下步骤：

步骤1，将冶金废料粉碎至180～200目通过率达90％，然后按质量百分比配比均匀混合得到混合原料；

步骤2，向混合原料中加入粘结剂，然后混捏成型，得到成型物料；所述粘结剂由焦油和水组成，按混合原料质量分数的5％～20％外加焦油，按混合原料质量分数的1％～10％外加水；

步骤3，对成型物料进行炭化和活化处理，得到活性焦；

步骤4，对活化处理后的活性焦进行筛分，得到成型活性焦。