一种电石渣的提纯回用系统及提纯回收方法
【专利摘要】本发明涉及一种电石渣的提纯回用系统及提纯回收方法。所述系统包括依次连接的原料成型单元、电石炉、乙炔发生单元、电石渣提纯单元；其中，所述电石渣提纯单元的电石渣出口与所述原料成型单元的粉状钙基原料入口相连；所述原料成型单元设有粉状钙基原料入口、粉状铁质原料入口、粉状碳基原料入口以及块状原料出口。本发明通过将硅铁生成机制与电石生产相结合，在电石生产原料中添加铁质原料，可将电石生产原料中杂质二氧化硅生成硅铁，再通过磁选或风选等手段分离电石渣中硅铁，提纯所得的电石渣可以进一步回收利用生产电石。
【专利说明】
-种电石渣的提纯回用系统及提纯回收方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种电石渣的提纯回用系统及提纯回收方法，属于电石渣提纯技术领 域。
【背景技术】
[0002] 由于电石在我国的大规模使用，其在生产乙烘同时产出大量粉末状电石渣，电石 渣主要成分为Ca(0H)2,目前常用在建材，生产水泥，仅有少量作为电厂脱硫剂使用。大量的 电石渣低劣化使用，极大的浪费了巧材资源，同时带来严重污染。如何资源化、高效化、减量 化利用电石渣，成为日益紧迫的问题。
[0003] 目前，有研究表明可W将电石渣用于电石行业的物料循环系统。利用电石行业废 料排放的有机循环体系，将电石渣在般烧车间般烧成氧化巧，从而将氧化巧返回电石车间 使用，即降低电石生产成本，又避免了电石渣的排放，解决电石行业电石渣废料问题。但该 方法仅将电石渣简单处理后直接回用，由于电石渣中杂质含量过高，特别是二氧化娃含量 过高，导致在电石炉内，二氧化娃被焦炭还原，一部分在炉内反应生成碳化娃，沉积于炉底， 造成炉底升高;另一部分与铁反应生成娃铁，损坏炉壁铁壳，出炉时烧坏流料嘴和冷却锅等 设备。此外，电石产品中二氧化娃含量越高，电石功率发气量越低；同时，电石生产过程中， 碳基原料和巧基原料中灰分大多会富集到电石产物中，最终集中在电石渣中（杂质高达 10%)，若电石渣不做任何提纯处理，直接返回作为电石生产巧基原料，则对电石产品品质 影响极大。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种电石渣的提纯回用系统及方法。通过将娃铁生成机制与电石生产 相结合，在电石生产原料中添加铁质原料，可将电石生产原料中杂质二氧化娃生成娃铁，再 通过磁选或风选分离电石渣中娃铁，提纯所得的电石渣可W进一步回收利用生产电石。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] -种电石渣的提纯回用系统，包括依次连接的原料成型单元、电石炉、乙烘发生单 元、电石渣提纯单元;其中，所述电石渣提纯单元的电石渣出口与所述原料成型单元的粉状 巧基原料入口相连；
[0007] 所述原料成型单元设有粉状巧基原料入口、粉状铁质原料入口、粉状碳基原料入 口 W及块状原料出口。
[0008] 利用本发明所述的电石渣提纯回用系统可将娃铁生成机制与电石生产相结合，随 着电石炉内物料溫度逐渐升高，原料中的碳基原料与巧基原料生成电石，过程中伴随发生 多种副反应，其中包括原料中的二氧化娃与原料中的碳和铁质原料中的铁发生系列反应， 生成的副产物娃铁随电石排出电石炉；之后电石再进一步生成乙烘和和电石渣，含有娃铁 的电石渣经提纯除杂后，返回原料成型单元回用。
[0009] 本发明所述的提纯回用系统中，所述原料成型单元内设揽拌装置和成型装置;所 述揽拌装置用于将粉状巧基原料、铁质原、粉状碳基原料混合均匀;所述成型装置用于将混 合原料制得块状电石生产原料。
[0010] 本发明所述的提纯回用系统中，所述电石炉为电石生产领域中常用的电弧炉，用 电加热。
[0011] 本发明所述的提纯回用系统中，所述乙烘发生单元生成的乙烘气体经处理送至储 罐储存，电石渣则送至电石渣提纯单元。
[0012] 本发明所述的提纯回用系统中，所述电石渣提纯单元包括分离装置;所述分离装 置为风选装置或磁选装置，通过风选或磁选方式将电石渣中娃铁分离出来，提纯后的电石 渣作为粉状巧基原料返回到原料成型单元。
[0013] 本发明还提供利用上述系统的提纯回收方法，包括如下步骤：
[0014] (1)将粉状碳基原料、粉状巧基原料、铁质原料投入原料成型单元的揽拌装置中， 混合均匀后进入成型装置并通过挤压成型工艺得到生产电石的块料原料；
[0015] (2)将成型的块状原料送入电石炉，反应生成电石及副产物娃铁，所得娃铁随电石 排出电石炉;其原理为:随着炉内物料溫度逐渐升高，原料中的碳基原料与巧基原料生成电 石，过程中伴随发生多种副反应，其中包括原料中的二氧化娃与原料中的碳和铁质原料中 的铁发生系列反应，生成副产物娃铁并随电石排出电石炉；
[0016] (3)由电石炉产出的电石进入乙烘发生单元，产出乙烘气体和电石渣，乙烘气体经 处理后储存，而含有娃铁的电石渣则送往电石渣提纯单元；
[0017] (4)在电石渣提纯单元中回收电石渣中娃铁，提纯后的电石渣作为粉状碳基原料 回收至原料成型单元回收利用。
[0018] 本发明所述的电石渣提纯回收方法中，步骤（1)中，所述粉状碳基原料是由原煤、 焦炭或兰炭中的一种或几种混合得到的。
[0019] 本发明所述的电石渣提纯回收方法中，步骤（1)中，所述粉状巧基原料是由石灰、 石灰石、熟石灰或电石渣中的一种或几种混合得到的。
[0020] 本发明所述的电石渣提纯回收方法中，步骤（1)中，所述粉状碳基原料、粉状巧基 原料、铁质原料的质量比为0.5~1.2:0.9~2:0.003~0.05。
[0021] 本发明所述的电石渣提纯回收方法中，步骤（1)中，所述铁质原料含铁量大于 95%。
[0022] 本发明所述的电石渣提纯回收方法中，步骤(4)中，采用风选或磁选方式回收电石 渣中娃铁。
[0023] 作为本发明优选的实施方式之一，所述提纯回收方法包括如下步骤：
[0024] (1)将粉状碳基原料、粉状巧基原料、铁质原料投入原料成型单元的揽拌装置中， 混合均匀后进入成型装置并通过挤压成型工艺得到生产电石的块料原料；
[0025] (2)将成型的块状原料送入电石炉，反应生成电石及副产物娃铁，所得娃铁随电石 排出电石炉；
[00%] (3)由电石炉产出的电石进入乙烘发生单元，产出乙烘气体和电石渣，乙烘气体经 处理后储存，而含有娃铁的电石渣则送往电石渣提纯单元；
[0027] (4)在电石渣提纯单元中回收电石渣中娃铁，提纯后的电石渣作为粉状碳基原料 回收至原料成型单元回收利用；
[0028] 其中，步骤（1)中，所述粉状巧基原料是由石灰、石灰石、熟石灰或电石渣中的一种 或几种混合得到的；
[0029] 所述粉状碳基原料是由原煤、焦炭或兰炭中的一种或几种混合得到的；
[0030] 所述铁质原料含铁量大于95% ;
[0031 ] 所述粉状碳基原料、粉状巧基原料、铁质原料的质量比为0.5~1.2:0.9~2:0.003 ~0.05;
[0032] 步骤(4)中，采用风选或磁选方式回收电石渣中娃铁。
[0033] 本发明所述方法中设及的反应较为复杂，其中设及多种主副反应，现列出其中主 要几种：
[0034] 娃铁生成反应总反应：
[0035] Si〇2+2C+n化二化 Si+2C0
[0036] (l)Si〇2 还原反应
[0037] 总反应：Si〇2+2C = Si+2CO 起始溫度 1672Γ
[0038] 其中有中间产物(SiC和SiO)
[0039] ①中间产物 SiC 的生成区 1000 ~2100Κ(726.85 ~1826.85°C)
[0040] Si0+2C = SiC+C0 [0041 ] SiO+CO = 2Si〇2+SiC
[0042] Si〇2+3C = SiC+2CO
[0043] 2SiO = Si+Si〇2
[0044] ②中间产物SiC的分解区
[0045] 3Si〇2+2SiC = Si+4SiO+2CO 起始溫度 1891°C
[0046] Si0+SiC = 2Si+C0 起始溫度 1806°C
[0047] (2)有化存在时
[004引化与中间产物SiC反应
[0049] Fe+nSiC=化Sin+nC 起始溫度 1127°C
[0050] 在1227~1327Γ区间反应剧烈。
[0051] 本发明的有益效果如下：
[0052] 第一，本发明采用粉状原料可大幅度降低电石生产原料成本，初步统计，每生产一 吨电石，其原料成本降低约150~300元；
[0053] 第二，铁质原料中的铁能够与二氧化娃、原料中的碳反应产出的碳化娃发生反应， 生成娃铁，从而防止碳化娃大量沉积炉底，抬升炉底；
[0054] 第Ξ，原料中的碳、铁质原料中的铁、二氧化娃反应，避免炉壁铁壳、流料嘴和冷却 锅等设备损坏；
[0055] 第四，在电石渣提纯单元中通过风选或磁选方式回收电石渣中娃铁，提纯后的电 石渣作为粉状碳基原料回收至原料成型单元继续被利用。
【附图说明】
[0056] 图1为本发明所述电石渣的提纯回用系统的结构示意图。
[0057] 图2为本发明所述电石渣的提纯回用方法的工艺流程图。
[005引图中：1、原料成型单元;2、电石炉;3、乙烘发生单元;4、电石渣提纯单元。
【具体实施方式】
[0059] W下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0060] 实施例1
[0061] 本实施例提供一种电石渣的提纯回用系统，如图1所示，包括依次连接的原料成型 单元1、电石炉2、乙烘发生单元3、电石渣提纯单元4;其中，所述电石渣提纯单元的电石渣出 口与所述原料成型单元的粉状巧基原料入口相连；
[0062] 所述原料成型单元设有粉状巧基原料入口、铁质原料入口、粉状碳基原料入口 W 及块状原料出口。
[0063] 所述原料成型单元内设揽拌装置和成型装置;所述揽拌装置用于将粉状巧基原 料、铁质原、粉状碳基原料混合均匀；所述成型装置用于将混合原料制得块状电石生产原 料。
[0064] 所述电石炉为电石生产领域中常用的电弧炉，用电加热。
[0065] 所述乙烘发生单元生成的乙烘气体经处理送至储罐储存，电石渣则送至电石渣提 纯单元。
[0066] 所述电石渣提纯单元包括分离装置;所述分离装置为风选装置或磁选装置，通过 风选或磁选方式将电石渣中娃铁分离出来，提纯后的电石渣作为粉状巧基原料返回到原料 成型单元。
[0067] 实施例2
[0068] 本实施例提供一种利用实施例1所述系统提纯回收电石渣的方法，如图2所示，包 括如下步骤：
[0069] (1)将中低阶原煤、石灰和铁质原料混合均匀后投入原料成型单元的揽拌装置中， 混合均匀后进入成型装置并通过挤压成型工艺得到生产电石的块料原料;其中中低阶原 煤:石灰:钢屑= 0.93:1:0.011 (质量比）；
[0070] (2)将成型的块状原料送入电石炉，原料在炉内溫度逐渐升高，当溫度升高至1700 ~2200 °C时，发生主反应电石生成反应，反应时间25min，在电石生产过程中，伴随着大量的 副反应，其中包括原料中的二氧化娃与原料中碳和钢屑中的铁发生系列反应，生成娃铁，随 电石产物由下部出料口出料，冷却后破碎，尾气由密闭电石炉顶部出气口排出，进入气体净 化、除尘单元，产品电石中含碳化巧80.96%，发气量301.34L/kg;
[0071] (3)由电石炉产出的电石进入乙烘发生单元，产出乙烘气体和电石渣，乙烘气体经 处理后储存，而含有娃铁的电石渣则送往电石渣提纯单元；
[0072] (4)在电石渣提纯单元中采用风选或磁选方式回收电石渣中娃铁回收电石渣中娃 铁，提纯后的电石渣作为粉状碳基原料回收至原料成型单元回收利用；
[0073] 其中，所述碳基原料为中低阶原煤，其主要性质见表1。
[0074] 表1碳基原料主要性质
[0075]
[0078] 所述巧基原料为化0含量92.4%的石灰。
[0079] 表3石灰成分分析
[0080]
[0081 ]所述铁质原料使用含铁98%的钢屑，原料粒度:0.1~1mm。
[0082] 经比较，采用本发明所述方法相比现有电石生产方法（即生石灰和含碳原料在电 石炉内，依靠电弧高溫烙化反应而生成电石），所得电石渣中总杂质含量下降幅度可达 35%，Si〇2含量下降约90% (原料中绝大多数的Si化与铁质原料和碳基原料反应生成娃铁）， 由此可见，采用本发明所述方法可有效避免碳化娃大量沉积于炉底导致炉底抬升的问题， 同时也避免了炉壁铁壳、流料嘴和冷却锅等设备损坏;且通过磁选或风选方式提取电石渣 中娃铁，不仅获得副产物娃铁，而且高效去除电石渣中杂质，提纯电石渣，获得多重效果。
[0083] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在 本发明基础上，可W对之作一些修改或改进，运对本领域技术人员而言是显而易见的。因 此，在不偏离本发明精神的基础上所做的运些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
【主权项】
1. 一种电石渣的提纯回用系统，其特征在于，包括依次连接的原料成型单元、电石炉、 乙炔发生单元、电石渣提纯单元;其中，所述电石渣提纯单元的电石渣出口与所述原料成型 单元的粉状钙基原料入口相连； 所述原料成型单元设有粉状钙基原料入口、粉状铁质原料入口、粉状碳基原料入口以 及块状原料出口。2. 根据权利要求1所述的电石渣提纯回用系统，其特征在于，所述原料成型单元内设搅 拌装置和成型装置； 所述搅拌装置用于将粉状钙基原料、铁质原料、粉状碳基原料混合均匀； 所述成型装置用于将混合原料制得块状电石生产原料。3. 根据权利要求1所述的提纯回用系统，其特征在于，所述电石渣提纯单元包括分离装 置； 所述分离装置为风选装置或磁选装置，通过风选或磁选方式将电石渣中硅铁分离出 来，提纯后的电石渣作为粉状钙基原料返回到原料成型单元。4. 利用权利要求1-3任一所述系统的提纯回收方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 将粉状碳基原料、粉状钙基原料、铁质原料投入原料成型单元的搅拌装置中，混合 均匀后进入成型装置并通过挤压成型工艺得到生产电石的块料原料； (2) 将成型的块状原料送入电石炉，反应生成电石及副产物硅铁，所得硅铁随电石排出 电石炉； (3) 由电石炉产出的电石进入乙炔发生单元，产出乙炔气体和电石渣，乙炔气体经处理 后储存，而含有硅铁的电石渣则送往电石渣提纯单元； (4) 在电石渣提纯单元中回收电石渣中硅铁，提纯后的电石渣作为粉状碳基原料回收 至原料成型单元回收利用。5. 根据权利要求4所述的提纯回收方法，其特征在于，步骤（1)中，所述粉状钙基原料是 由石灰、石灰石、熟石灰或电石渣中的一种或几种混合得到的。6. 根据权利要求4所述的提纯回收方法，其特征在于，步骤（1)中，所述粉状碳基原料是 由原煤、焦炭或兰炭中的一种或几种混合得到的。7. 根据权利要求4所述的提纯回收方法，其特征在于，步骤（1)中，所述粉状碳基原料、 粉状钙基原料、铁质原料的质量比为0.5~1.2:0.9~2:0.003~0.05。8. 根据权利要求4所述的提纯回收方法，其特征在于，步骤(4)中，采用风选或磁选方式 回收电石渣中硅铁。9. 根据权利要求4所述的提纯回收方法，其特征在于，步骤（1)中，所述铁质原料含铁量 大于95%。10. 根据权利要求4所述的提纯回收方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 将粉状碳基原料、粉状钙基原料、铁质原料投入原料成型单元的搅拌装置中，混合 均匀后进入成型装置并通过挤压成型工艺得到生产电石的块料原料； (2) 将成型的块状原料送入电石炉，反应生成电石及副产物硅铁，所得硅铁随电石排出 电石炉； (3) 由电石炉产出的电石进入乙炔发生单元，产出乙炔气体和电石渣，乙炔气体经处理 后储存，而含有硅铁的电石渣则送往电石渣提纯单元； (4)在电石渣提纯单元中回收电石渣中硅铁，提纯后的电石渣作为粉状碳基原料回收 至原料成型单元回收利用； 其中，步骤（1)中，所述粉状钙基原料是由石灰、石灰石、熟石灰或电石渣中的一种或几 种混合得到的； 所述粉状碳基原料是由原煤、焦炭或兰炭中的一种或几种混合得到的； 所述铁质原料含铁量大于95 % ; 所述粉状碳基原料、粉状钙基原料、铁质原料的质量比为〇 . 5~1.2 :0.9~2 :0.003~ 0.05； 步骤(4)中，采用风选或磁选方式回收电石渣中硅铁。
【文档编号】C01B31/32GK105905903SQ201610244827
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】张顺利, 贾懿曼, 董宾, 刘维娜, 丁力, 吴道洪
【申请人】神雾环保技术股份有限公司