[发明专利]高碳粉煤灰/煤渣脱碳分级方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于高碳粉煤灰/煤渣回收增值利用领域，涉及一种固废资源高效利用技术，更具体涉及一种紧凑型煤渣脱碳分选方法。具体的说，本发明针对含碳量偏高的粉煤灰/煤渣，通过混入适量水流态化后，采取旋流脱渣、浮选脱碳和旋流分级方法，将利用价值和使用率较低的粉煤分类分级，达到大幅提高其利用价值的方法。本发明还涉及粉煤灰/煤渣脱碳分选的装置。

背景技术

粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物；而高碳煤渣则主要缘于近年兴起的煤加压气化技术，两类均属于含一定碳分的微细颗粒混合物。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，不加处理，就会对环境、人体和生物造成很大危害。目前我国每年由于燃煤所产生的煤渣约在4亿吨左右，十二五末产量将达到5.7亿吨，并且我国未利用的库存煤渣多达5亿余吨。对如此大量的煤渣如何实现资源化利用、提高煤渣的利用率已成为关注要点之一。

粉煤灰的颗粒粒度范围为0.5～300μm，灰分中未燃尽的碳的含量一般在12％～20％之间。目前灰分的利用率在67％左右，但是火电厂对灰分的处理主要是直接出售用于建材、筑路、回填等，没有对灰分的碳进行回收，不仅是对资源的浪费，而且较高的碳含量会对灰分用于建材生产原料产生不利影响。从灰分中回收碳作为电力燃煤不仅可以使煤炭资源得到充分利用,而且可以通过对灰分进行分选成一级灰和二、三级灰，显著提高灰分的利用率，也能提高以其为原材料的建材的性能。

当前也存在个别针对灰分脱碳的工艺技术，例如，中国专利ZL200810031473.2中提及烧失量超标灰分脱碳工艺，中国专利ZL201110327655.6发明了灰分流化床燃烧脱碳装置，中国专利ZL201210183445.9从灰分中提取碳粉、铁矿粉、一级灰分和二级灰制备工艺，中国专利ZL201220722495.5中提出的一种灰分复合浮选脱碳处理装置。这些现有技术都针对灰分含碳量高提出了自己的方法，并取得了一定的效果，但普遍存在粉煤灰处理工艺粗放，脱碳分级效率低下等缺陷，实际工业应用价值不合理等顽疾。

发展粉煤灰各种高附加值用途的一个必要前提就是减少粉煤灰中的碳含量，降低烧失量，这是综合利用粉煤灰的重要基础。但包括上述专利在内的现有技术还未能充分地综合利用粉煤灰为社会经济服务，远远不能满足粉煤灰高效利用的情况。

因此，本领域迫切需要开发出一种能够克服上述现有技术的缺陷的，成本低且效果好的粉煤灰脱渣分级和浮选脱碳方法及装置，用以实现高碳粉煤灰/渣中碳粉的高效回收，同时能够大幅提高其利用价值，充分实现工业排放物的综合高效利用。

发明内容

本发明提供了一种新颖的紧凑型高碳粉煤灰脱碳分选方法与装置，针对粉煤灰中碳含量偏高的问题，对粉煤灰采取回收措施也对粉煤灰分选出一级灰，回收了粉煤灰中的碳，并把粉煤灰依据国际分级为一级灰和二、三级灰，提高了粉煤灰的利用率和以其为原材料的建材性能，从而解决了现有技术中存在的问题，使得火电厂多年来堆放的粉煤灰得到全部处理，带来极其可观的经济效益的同时，极大地提高了环境效益和社会效益。

一方面，本发明提供了一种高碳粉煤灰/煤渣脱碳分级方法，该方法包括以下步骤：

(1)将煤灰/煤渣掺入水中，利用固-液旋流去除煤渣中的大颗粒成分，得到经预脱渣处理的煤灰/煤渣；

(2)在经预脱渣处理的煤灰/煤渣中加入捕集剂和浮选剂，经矿浆预处理后搅拌均匀并打入浮选柱进行浮选，碳粉上浮回收，剩余煤灰/煤渣排出；

(3)对浮选柱中沉积的煤灰/煤渣进行分级旋流，收集一级粉煤灰，排出二级粉煤灰和三级粉煤灰；以及

(4)对步骤(1)中所得的大颗粒成分、步骤(2)中所得的碳粉和步骤(3)中所得的粉煤灰进行脱水处理，回收水循环利用。

在一个优选的实施方式中，所述捕集剂选自：轻柴油、烃类油捕收剂6008和煤油，所述浮选剂选自：仲辛醇、GF油和FR油；它们的用量均为500-1000g/t，以高碳粉煤灰/煤渣干重计。

在另一个优选的实施方式中，该方法用于对碳含量超过8％的粉煤灰/煤渣进行增值处理。

在另一个优选的实施方式中，该方法对碳的回收率达到85％或更高。

在另一个优选的实施方式中，所述分级旋流对45μm粒级或更高灰分的回收效率大于90％并达到一级灰粉煤标准，并且对一级粉煤灰的回收质量分数超过45％。

另一方面，本发明提供了一种高碳粉煤灰/煤渣脱碳分级装置，该装置包括：