本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种利用钢铁企业排放的除尘灰制备活性炭的方法。
背景技术：
工业企业等排放的大气污染物经过布袋除尘器等除尘设备处理，大部分颗粒物废气经收集得到的飞灰，其成分与所收集的颗粒物气体有关，其中钢铁企业会产生大量除尘灰，环境除尘灰是在常温下聚集的，其介质粉尘性质无大变化，对生产基本无危害但是对环境影响大，其负面影响正日益引起重视，如果不采取措施会造成粉尘危害。
除尘灰的合理开发利用，既可以防止产生二次污染，保护环境，又可以变废为宝，充分利用资源，而且制成活性炭品质好，商业附加价值高，具有良好的经济效益和社会效益。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用钢铁企业排放的除尘灰制备活性炭的方法，可以防止除尘灰的二次污染，保护环境，又可以变废为宝，充分利用资源，所制成的活性炭品质好，商业附加价值高，具有良好的经济效益和社会效益。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种利用钢铁企业排放的除尘灰制备活性炭的方法，包括以下步骤：
(1)将除尘灰加水造浆，将浆料加入到一级浮选机中并加入浮选剂进行一级浮选，得到较高碳含量的碳粉；
(2)将较高碳含量的碳粉加水造浆并加入到二级浮选机中再加入浮选剂进行二级浮选，得到高碳含量的碳粉，将其进行干燥；
(3)将干燥后的碳粉与石油焦混合后研磨成粉末过筛，再加入到反应釜中加水加热至80-90℃搅拌4-6h，过滤，固体于110-120℃烘干后加入到反应釜中；
(4)向硫酸铜溶液中滴加氨水，有蓝色沉淀生成，继续滴加至蓝色沉淀溶解，停止滴加，将得到的溶液加入滴加到上述反应釜中，滴加完毕后，每隔2h搅拌10min，24h后过滤，过滤得到的固体烘干后送入管式炉中，用氮气排尽管式炉中的空气，再升温至680-700℃，煅烧30min后通入水蒸气进行活化，水蒸气流量为5-6g/min，水蒸气的通入时间为20-25min，最后再保温40min后自然冷却至室温，即可得到活性炭。
优选地，所述浮选剂为碳氢系表面活性剂。
优选地，步骤(2)中干燥温度为90-100℃。
优选地，步骤(3)中碳粉与石油焦混合后研磨成粉末过400目筛。
优选地，步骤(3)中碳粉与石油焦的总质量与所加水的质量为1:20-40。
优选地，步骤(4)中氮气纯度为99.99％。
优选地，步骤(4)中升温速度为4℃/min。
(三)有益效果
本发明提供了一种利用钢铁企业排放的除尘灰制备活性炭的方法，具有以下有益效果：
通过多级浮选可以去除除尘灰内掺杂的氧化铁和氧化锌，防止其对活性炭的影响；加入石油焦后，所制的活性炭在油品平分散功能好，具有脱苯酚、硫、噻吩等优良特性；硫酸铜与氨水的反应物在高温下会生成氧化铜晶核并被包覆在活性炭内，氧化铜晶核会嵌入到活性炭大孔的内壁内，使活性炭由大孔变成微孔，从而提高其总比表面积，降低平均孔径，提高活性炭的吸附能力；本发明利用工业废弃物除尘灰，生产成本低，可以防止除尘灰的二次污染，保护环境，又可以变废为宝，充分利用资源，所制成的活性炭品质好，商业附加价值高，具有良好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种利用钢铁企业排放的除尘灰制备活性炭的方法，包括以下步骤：
(1)将除尘灰加水造浆，将浆料加入到一级浮选机中并加入碳氢系表面活性剂进行一级浮选，得到较高碳含量的碳粉；
(2)将较高碳含量的碳粉加水造浆并加入到二级浮选机中再加入碳氢系表面活性剂进行二级浮选，得到高碳含量的碳粉，将其进行干燥，干燥温度为95℃；
(3)将干燥后的碳粉与石油焦混合后研磨成粉末过400目筛，再加入到反应釜中加水加热至85℃搅拌5h，过滤，固体于115℃烘干后加入到反应釜中，碳粉与石油焦的总质量与所加水的质量为1:30；
(4)向硫酸铜溶液中滴加氨水，有蓝色沉淀生成，继续滴加至蓝色沉淀溶解，停止滴加，将得到的溶液加入滴加到上述反应釜中，滴加完毕后，每隔2h搅拌10min，24h后过滤，过滤得到的固体烘干后送入管式炉中，用纯度为99.99％的氮气排尽管式炉中的空气，再升温至690℃，升温速度为4℃/min，煅烧30min后通入水蒸气进行活化，水蒸气流量为5.5g/min，水蒸气的通入时间为22min，最后再保温40min后自然冷却至室温，即可得到活性炭。
实施例2：
一种利用钢铁企业排放的除尘灰制备活性炭的方法，包括以下步骤：
(1)将除尘灰加水造浆，将浆料加入到一级浮选机中并加入碳氢系表面活性剂进行一级浮选，得到较高碳含量的碳粉；
(2)将较高碳含量的碳粉加水造浆并加入到二级浮选机中再加入碳氢系表面活性剂进行二级浮选，得到高碳含量的碳粉，将其进行干燥，干燥温度为98℃；
(3)将干燥后的碳粉与石油焦混合后研磨成粉末过400目筛，再加入到反应釜中加水加热至82℃搅拌4.5h，过滤，固体于112℃烘干后加入到反应釜中，碳粉与石油焦的总质量与所加水的质量为1:25；
(4)向硫酸铜溶液中滴加氨水，有蓝色沉淀生成，继续滴加至蓝色沉淀溶解，停止滴加，将得到的溶液加入滴加到上述反应釜中，滴加完毕后，每隔2h搅拌10min，24h后过滤，过滤得到的固体烘干后送入管式炉中，用纯度为99.99％的氮气排尽管式炉中的空气，再升温至685℃，升温速度为4℃/min，煅烧30min后通入水蒸气进行活化，水蒸气流量为5.2g/min，水蒸气的通入时间为24min，最后再保温40min后自然冷却至室温，即可得到活性炭。
实施例3：
一种利用钢铁企业排放的除尘灰制备活性炭的方法，包括以下步骤：
(1)将除尘灰加水造浆，将浆料加入到一级浮选机中并加入碳氢系表面活性剂进行一级浮选，得到较高碳含量的碳粉；
(2)将较高碳含量的碳粉加水造浆并加入到二级浮选机中再加入碳氢系表面活性剂进行二级浮选，得到高碳含量的碳粉，将其进行干燥，干燥温度为90℃；
(3)将干燥后的碳粉与石油焦混合后研磨成粉末过400目筛，再加入到反应釜中加水加热至80℃搅拌4h，过滤，固体于110℃烘干后加入到反应釜中，碳粉与石油焦的总质量与所加水的质量为1:20；
(4)向硫酸铜溶液中滴加氨水，有蓝色沉淀生成，继续滴加至蓝色沉淀溶解，停止滴加，将得到的溶液加入滴加到上述反应釜中，滴加完毕后，每隔2h搅拌10min，24h后过滤，过滤得到的固体烘干后送入管式炉中，用纯度为99.99％的氮气排尽管式炉中的空气，再升温至680℃，升温速度为4℃/min，煅烧30min后通入水蒸气进行活化，水蒸气流量为5g/min，水蒸气的通入时间为20min，最后再保温40min后自然冷却至室温，即可得到活性炭。
实施例4：
一种利用钢铁企业排放的除尘灰制备活性炭的方法，包括以下步骤：
(1)将除尘灰加水造浆，将浆料加入到一级浮选机中并加入碳氢系表面活性剂进行一级浮选，得到较高碳含量的碳粉；
(2)将较高碳含量的碳粉加水造浆并加入到二级浮选机中再加入碳氢系表面活性剂进行二级浮选，得到高碳含量的碳粉，将其进行干燥，干燥温度为100℃；
(3)将干燥后的碳粉与石油焦混合后研磨成粉末过400目筛，再加入到反应釜中加水加热至90℃搅拌6h，过滤，固体于120℃烘干后加入到反应釜中，碳粉与石油焦的总质量与所加水的质量为1:40；
(4)向硫酸铜溶液中滴加氨水，有蓝色沉淀生成，继续滴加至蓝色沉淀溶解，停止滴加，将得到的溶液加入滴加到上述反应釜中，滴加完毕后，每隔2h搅拌10min，24h后过滤，过滤得到的固体烘干后送入管式炉中，用纯度为99.99％的氮气排尽管式炉中的空气，再升温至700℃，升温速度为4℃/min，煅烧30min后通入水蒸气进行活化，水蒸气流量为6g/min，水蒸气的通入时间为25min，最后再保温40min后自然冷却至室温，即可得到活性炭。
实施例5：
一种利用钢铁企业排放的除尘灰制备活性炭的方法，包括以下步骤：
(1)将除尘灰加水造浆，将浆料加入到一级浮选机中并加入碳氢系表面活性剂进行一级浮选，得到较高碳含量的碳粉；
(2)将较高碳含量的碳粉加水造浆并加入到二级浮选机中再加入碳氢系表面活性剂进行二级浮选，得到高碳含量的碳粉，将其进行干燥，干燥温度为90℃；
(3)将干燥后的碳粉与石油焦混合后研磨成粉末过400目筛，再加入到反应釜中加水加热至90℃搅拌4h，过滤，固体于120℃烘干后加入到反应釜中，碳粉与石油焦的总质量与所加水的质量为1:20；
(4)向硫酸铜溶液中滴加氨水，有蓝色沉淀生成，继续滴加至蓝色沉淀溶解，停止滴加，将得到的溶液加入滴加到上述反应釜中，滴加完毕后，每隔2h搅拌10min，24h后过滤，过滤得到的固体烘干后送入管式炉中，用纯度为99.99％的氮气排尽管式炉中的空气，再升温至700℃，升温速度为4℃/min，煅烧30min后通入水蒸气进行活化，水蒸气流量为5g/min，水蒸气的通入时间为25min，最后再保温40min后自然冷却至室温，即可得到活性炭。
实施例6：
一种利用钢铁企业排放的除尘灰制备活性炭的方法，包括以下步骤：
(1)将除尘灰加水造浆，将浆料加入到一级浮选机中并加入碳氢系表面活性剂进行一级浮选，得到较高碳含量的碳粉；
(2)将较高碳含量的碳粉加水造浆并加入到二级浮选机中再加入碳氢系表面活性剂进行二级浮选，得到高碳含量的碳粉，将其进行干燥，干燥温度为100℃；
(3)将干燥后的碳粉与石油焦混合后研磨成粉末过400目筛，再加入到反应釜中加水加热至80℃搅拌6h，过滤，固体于110℃烘干后加入到反应釜中，碳粉与石油焦的总质量与所加水的质量为1:40；
(4)向硫酸铜溶液中滴加氨水，有蓝色沉淀生成，继续滴加至蓝色沉淀溶解，停止滴加，将得到的溶液加入滴加到上述反应釜中，滴加完毕后，每隔2h搅拌10min，24h后过滤，过滤得到的固体烘干后送入管式炉中，用纯度为99.99％的氮气排尽管式炉中的空气，再升温至680℃，升温速度为4℃/min，煅烧30min后通入水蒸气进行活化，水蒸气流量为6g/min，水蒸气的通入时间为20min，最后再保温40min后自然冷却至室温，即可得到活性炭。
下表1为本发明实施例1-5所制备的活性炭的各项性质对比结果：
表1
综上，本发明实施例具有如下有益效果：总比表面积和总孔容大，苯吸附量多，品质好。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。