[发明专利]工业含碳粉体资源化利用的方法

说明书

本发明公开了一种工业含碳粉体资源化利用的方法，由工业含碳粉体添加成型粘结剂，经配料、输送、搅拌、成型、干燥自动化生产工艺，加工成型为满足冶金、电石、工业硅、碳素等行业冶炼应用要求的炭质颗粒还原剂、炼钢用颗粒增碳剂或辅料。具有解决含碳粉尘利用难问题、含碳粉体资源利用率高、降低生产成本、经济和社会效益显著等特点。

技术领域

本发明涉及一种工业含碳粉体资源化利用的方法，具体涉及工业含碳粉体和成型粘结剂，经自动化成型工艺，加工成炭质颗粒还原剂、炼钢用颗粒增碳剂的方法。

技术背景

据统计，2012年我国冶金、焦化、电石、硅业等行业消耗焦炭、兰炭、石油焦、木炭、碳素等能源达4亿余吨。但在生产、破碎、筛分、转运、装卸、除尘过程中产生15％左右的含碳粉料，而冶金、化工电石、硅业等行业主要以块状焦炭、兰炭、木炭、石油焦、石墨作炉料或还原剂，并要求碳含量高、灰分低、化学活性好、粒度均匀。因这些含碳粉料在粒度上不符合生产工艺要求而不能直接利用，致使碳质粉料利用率降低。由于这些工业含碳粉体比表面积大、空隙大、吸水性强、粒度小、无粘结性，利用难度较大，除部分焦粉用于冶金企业生产烧结矿外，大部分企业只能当作电煤和民用的低级燃料或廉价处理，每吨损失600元以上。部分企业将这些含碳粉料体露天堆积，风吹日晒四处飞扬，造成对环境污染严重。目前，采用焦粉加工型焦的工艺者较多，如中国专利CN1097021A一种用焦粉制造铸造型焦的方法、CN103274389A一种利用工业废渣生产硅铁冶炼碳质还原剂、CN101319159A合成焦碳块及其制备方法；中国专利CN101230434A一种高活性、颗粒状炭质还原剂的生产方法；由于这些成型的型焦中有沥青或焦油成份，在碳化过程中又加重对了环境二次污染；另外有采用无机水玻璃、膨润土、石灰作粘结剂处理含碳粉料的，如中国专利CN1250682C焦炭粉压球的方法、CN101760276B一种用于焦炭粉成型的粘结剂及其应用方法、CN103351900A一种粉煤热解焦粉制备冶金型焦的工艺方法，这些专利由于无机材料的加入，致使成型颗粒灰分提高而达不到工业应用要求。

发明内容

本发明采用工业含碳粉体和成型粘结剂为原料，经配料、输送、搅拌、成型、干燥工序，形成自动化成型工艺，加工成满足冶金、电石、工业硅、碳素等行业冶炼应用要求的炭质颗粒还原剂、炼钢用颗粒增碳剂。以达到冶金、电石、工业硅等行业清洁生产、节能减排的目的，为高耗能、高污染行业提供含碳粉料成型高效利用和清洁生产技术支撑。

本发明工业含碳粉体和成型粘结剂的质量比为：含碳粉料占总原料的质量比的95％～98％，成型粘结剂占总原料的质量比的2％～5％；其中，工业含碳粉体由焦粉、兰炭粉、木炭粉、石油焦粉、石墨粉、残极粉一种或一种以上以任意比例所组成。

本发明成型粘结剂由以下物资组成，其质量比为，聚乙烯醇18.5～22.5份、三聚氰胺5.5～8.5份、酚醛树脂12.5～18.5份、醚化淀粉56.5～65.5份、木质素磺酸钙3.5～5.5份、GY型固化剂1.5～2.5份。其中，GY型固化剂为开封市洁净煤化工研究所提供。

本发明工业含碳粉体成型自动化生产工艺是：(1)将含碳粉尘原料及成型粘结剂分别加入配料系统的数个料仓内；(2)依次启动输送机、烘干机、成型机、搅拌机、配料机；(3)通过配料机自动将95％～98％含碳粉体及2％～5％成型粘结剂分别输入封闭输送机内；(4)通过输送机将混合料输入双螺旋搅拌机和轮碾搅拌机进行均化搅拌，(5)将搅拌好的混合料通过皮带输送机送入成型机成型粒径为10～60mm的颗粒；(6)将颗粒通过皮带输送机送入立式或网带式干燥机，在150℃左右条件下烘干40～120分钟。

本发明将工业含碳粉体成型颗粒送入冶金或电石、工业硅等行业的配料仓内，按生产要求与入炉炉料配比，即可用作电石、工业硅冶炼的还原剂或炼钢增碳剂，球团颗粒入炉后在高温条件下不发生粉化，改善了炉料的透气性，炉况稳定，产量上升，生产成本降低，真正实现了含碳粉料资源的综合利用。本发明具有自动化程度高、粘结剂成型性能好，成型率高达98％，产品抗压强度为1000N／球，清洁生产、节能减排、经济、社会效益好等特点。