本发明涉及化工及环保领域，具体为一种电石炉气除尘灰、兰炭末及石灰粉再利用生产球团电石原料的方法。
背景技术：
电石作为一种重要的化工原料，我国目前总年产量约为4500万吨，而密闭电石炉作为电石生产装置应用最为广泛，但由于生产1t电石约产生45kg的电石炉气除尘灰，现无法有效利用，直接废弃对环境造成严重污染。由于生产过程中兰炭和生石灰需要满足一定粒度要求，因此会导致部分的兰炭末和石灰粉无法直接入炉使用，带来大量的固体废料，既降低原料利用率，也会造成一定的环境污染。
目前，由于电石炉气除尘灰回收成本较高，工艺落后，主要的处理方式为填埋处理，虽然有的企业尝试采用电石炉气除尘灰与石灰粉末掺拌用于水泥生产、型煤制备、或者用作烟气脱硫剂使用等，但由于电石炉气除尘灰具有组分不稳定、粒度细、氧化钙和碳含量高、易自燃等特性，工业化回收利用的案例较少。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供一种电石炉气除尘灰及电石生产中其他固体废料再利用的方法，具体是一种电石炉气除尘灰、兰炭末及石灰粉再利用生产球团电石原料的方法。
本发明的技术方案如下。
一种电石炉气除尘灰、兰炭末及石灰粉再利用生产球团电石原料的方法，包括以下步骤：
(1)根据原料成分组成将适量配比的电石炉气除尘灰、兰炭末、石灰粉混合均匀，得到混合物；
(2)向混合物加水调湿，同时加入复合粘合剂，采用搅拌机搅拌均匀后陈腐均化处理；
其中，所述的复合粘合剂，包括，按照重量分数计，1-2份无机粘合剂、6-8份有机粘合剂以及0.1-1.2份添加剂；
其中所述的无机粘合剂包括，以重量份数计，1-2份含硼氢氧化铝、3-5份沉淀白炭黑、以及10-20份蒙脱土；
所述的有机粘合剂是聚乙烯醇、乙二醇或二者的组合物；
所述的添加剂是、磺化腐质酸钠、三聚磷酸钠、木质素磺酸钙、偏硅酸钠中一种或几种的组合物；
(3)将陈腐后的粉状产物送入对辊成型机成型，得到一定形状的固体球团；
(4)将固体球团利用热风炉燃烧产生的热烟气进行干燥，干燥过程中固体球团表面与co2反应形成一层碳酸钙硬壳，增加了固体球团的强度，同时也将球团内部的水分烘干；将干燥后产物冷却至室温，即为球团电石原料。
优选的，所述的电石炉气除尘灰是通过除尘器捕获的电石炉气中的固体粉尘。
优选的，所述的兰炭末与石灰粉来自生产电石用块状生石灰和块状兰炭的筛下物。
优选的，所述电石炉灰与兰炭、石灰粉的混合物加水调湿后的全水为10-25wt％，满足成型要求，其中加入的部分水分与生石灰反应生成氢氧化钙，具有一定黏结性。
优选的，所述成型所得固体球团成型为椭球形、扁圆形或枕形中的一种或几种
优选的，所述的球团粒径10-50mm。
优选的，热烟气为200-300℃。
优选的，所述球团电石原料中氧化钙和碳的摩尔比为1∶2.5-3.5。
优选的，所述的复合粘合剂用量为除尘灰、兰炭末及石灰粉总重量的3-5％。
优选的，所述的复合粘结剂的制备方法包括，按照重量份称取无机粘合剂、有机粘合剂以及添加剂，加入搅拌机中搅拌1-3h，即得到所述的复合粘结剂。
优选的，所述的无机粘合剂的制备方法包括：
(1)将硼酸溶解于水中，然后加入含铝无机盐溶液，搅拌均匀后，边搅拌边加入沉淀剂氨水，调整调整ph为7-8，然后老化1-2h，之后过滤得滤饼、洗涤、干燥后得到含硼氢氧化铝干胶；
(2)按照重量份称取硼氢氧化铝、沉淀白炭黑、蒙脱土，加入搅拌机中搅拌10-30min，即得到所述的无机粘合剂。
本发明取得了显著的技术效果。
本发明将电石生产中产生的固体废料，包含电石炉气除尘灰与无法入炉的兰炭末、石灰粉，加工成复合型球团电石原料，无需其它配料，直接入炉即可生产电石，实现废弃物的再利用，避免了环境污染。
本发明中添加了复合粘合剂，该复合粘合剂中的无机粘合剂提高了球团的热强度，有机粘合剂提高了球团的冷强度，添加剂能够改变表面活性，最大限度减少成型全水含量。本发明使用的复合粘合剂使得生成的电石球团原料的抗冲击性能好，提高了电石生产的综合效益。
本发明的方法从根本上解决电石炉气除尘灰难以回收利用并造成环境污染的难题，同时将无法入炉的兰炭末和石灰粉加以利用。本发明的方法为从源头上消减污染，提高资源利用率，实现废弃物的循环利用。
附图说明
图1是本发明的一种电石炉气除尘灰、兰炭末及石灰粉再利用生产球团电石原料的方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行进一步的详细说明。
实施例1
制备复合粘合剂a。
首先，制备无机粘合剂：(1)将硼酸溶解于水中，然后加入含铝无机盐溶液，搅拌均匀后，边搅拌边加入沉淀剂氨水，调整调整ph为8，然后老化2h，之后过滤得滤饼、洗涤、干燥后得到含硼氢氧化铝干胶；(2)按照重量份称取硼氢氧化铝、沉淀白炭黑、蒙脱土，加入搅拌机中搅拌10-30min，即得到所述的无机粘合剂。
其次，制备复合粘合剂：按照重量份称取无机粘合剂、有机粘合剂以及添加剂，加入搅拌机中搅拌1-3h，即得到所述的复合粘结剂。
其中，所述的无机粘合剂包括，以重量份数计，2份含硼氢氧化铝、5份沉淀白炭黑、以及20份蒙脱土；
所述的有机粘合剂是聚乙烯醇；
所述的添加剂是磺化腐质酸钠；
所述的复合粘合剂，包括，按照重量分数计，2份无机粘合剂、8份有机粘合剂以及1.2份添加剂。
实施例2
制备复合粘合剂b。
首先，制备无机粘合剂：(1)将硼酸溶解于水中，然后加入含铝无机盐溶液，搅拌均匀后，边搅拌边加入沉淀剂氨水，调整调整ph为8，然后老化2h，之后过滤得滤饼、洗涤、干燥后得到含硼氢氧化铝干胶；(2)按照重量份称取硼氢氧化铝、沉淀白炭黑、蒙脱土，加入搅拌机中搅拌10-30min，即得到所述的无机粘合剂。
其次，制备复合粘合剂：按照重量份称取无机粘合剂、有机粘合剂以及添加剂，加入搅拌机中搅拌1h，即得到所述的复合粘结剂。
其中，所述的无机粘合剂包括，以重量份数计，1份含硼氢氧化铝、3份沉淀白炭黑、以及10份蒙脱土；
所述的有机粘合剂是聚乙烯醇和乙二醇的组合物；
所述的添加剂是磺化腐质酸钠和三聚磷酸钠的组合物。
所述的复合粘合剂，包括，按照重量分数计，1份无机粘合剂、6份有机粘合剂以及0.1份添加剂。
实施例3
一种电石炉气除尘灰、兰炭末及石灰粉再利用生产球团电石原料的方法，包括以下步骤：
(1)根据原料成分组成将适量配比的电石炉气除尘灰、兰炭末、石灰粉混合均匀，得到混合物；
(2)向混合物加水调湿，同时加入实施例1复合粘合剂，采用搅拌机搅拌均匀后陈腐均化处理；
(3)将陈腐后的粉状产物送入对辊成型机成型，得到一定形状的固体球团；
(4)将固体球团利用热风炉燃烧产生的热烟气进行干燥，干燥过程中固体球团表面与co2反应形成一层碳酸钙硬壳，增加了固体球团的强度，同时也将球团内部的水分烘干；将干燥后产物冷却至室温，即为球团电石原料。
所述电石炉灰与兰炭、石灰粉的混合物加水调湿后的全水为10wt％，满足成型要求，其中加入的部分水分与生石灰反应生成氢氧化钙，具有一定黏结性。所述的球团粒径10-50mm。热烟气为200-300℃。所述球团电石原料中氧化钙和碳的摩尔比为1∶2.5。所述的复合粘合剂用量为除尘灰、兰炭末及石灰粉总重量的3-5％。
实施例4
一种电石炉气除尘灰、兰炭末及石灰粉再利用生产球团电石原料的方法，包括以下步骤：
(1)根据原料成分组成将适量配比的电石炉气除尘灰、兰炭末、石灰粉混合均匀，得到混合物；
(2)向混合物加水调湿，同时加入实施例2的复合粘合剂，采用搅拌机搅拌均匀后陈腐均化处理；
(3)将陈腐后的粉状产物送入对辊成型机成型，得到一定形状的固体球团；
(4)将固体球团利用热风炉燃烧产生的热烟气进行干燥，干燥过程中固体球团表面与co2反应形成一层碳酸钙硬壳，增加了固体球团的强度，同时也将球团内部的水分烘干；将干燥后产物冷却至室温，即为球团电石原料。
所述的兰炭末与石灰粉来自生产电石用块状生石灰和块状兰炭的筛下物。所述电石炉灰与兰炭、石灰粉的混合物加水调湿后的全水为25wt％，满足成型要求，其中加入的部分水分与生石灰反应生成氢氧化钙，具有一定黏结性。所述的球团粒径50mm。热烟气为300℃。所述球团电石原料中氧化钙和碳的摩尔比为1∶3.5。所述的复合粘合剂用量为除尘灰、兰炭末及石灰粉总重量的5％。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。