[发明专利]氧电联合电石熔炼方法

说明书

技术领域

本发明属于电石生产技术领域，具体涉及一种氧电联合电石熔炼方法。

背景技术

电石是有机合成化学工业的基本原料，其主要化学成分是碳化钙（CaC₂）。工业上电石生产方法主要是电热法和氧热法。

电热法冶炼电石，是借助电弧炉将电能转化为热能，加热粒径5~30mm的石灰和碳素原料，在2000～2200℃高温条件下制取电石。电石合成反应是一个固相吸热反应，化学动力学过程时间长；由于块状原料接触面积小，严重影响反应速率和传热传质效率，因此，电热法冶炼电石需要2000℃以上的高温。电热法工艺成熟，缺点是采用高品位的电能供热，能耗高、效率低。

氧热法冶炼电石，是由前联邦德国巴登苯氨纯碱公司率先开发，直接利用燃烧热为电石生产供热。氧热法以含碳燃料的燃烧作为热源，提供足够的热量满足电石生成所需的温度和反应吸热。氧热法避免了能量的二次转化，它的热效率显著高于电热法。但是，由于氧热法的高温环境和物料的运动方式与电热法不同，燃料燃烧供热对电石熔融和纯度的影响也与电热法不同，氧热法还没有得到广泛的工业应用。尽管如此，氧热法避免了电极的使用和消耗，副产煤气（含大量CO）可联产利用，有利于降低投资，节约成本。氧热法电石生产技术具有广阔的发展前景，相关的基础研究仍在不断深化之中。神雾环境能源科技公司申请的制备电石的方法的相关专利（申请号CN201310728767.1、CN201310729034.X、CN201310728116.2等）中，将钙基和碳基原料经过热解或煅烧处理后，制备电石。这些方法虽然可以提高反应速率、降低能耗，但难以保证反应充分完成，制得的电石品位相对较低。

闪速熔炼工艺广泛应用于有色冶金行业，该工艺是充分利用细磨物料巨大的活性表面，强化冶炼反应过程的熔炼方法。有色金属闪速熔炼的技术特征是将深度脱水的粉状精矿（含水小于0.3%），与热空气或氧气混合后，以高速度（60～70m/s）喷入反应塔内，在反应区产生高温（1450～1550℃）。闪速熔炼被较多应用于冰铜的冶炼，此工艺的一个突出优点是充分利用精矿粉的表面能和硫化物的燃烧热，从而达到产量大、能耗低、回收率高、污染小的目的。

发明内容

本发明实施例涉及一种氧电联合电石熔炼方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明实施例涉及一种氧电联合电石熔炼方法，包括以下步骤：

步骤一，制备粉状碳基原料和粉状钙基原料，并对粉状碳基原料和粉状钙基原料进行干燥处理；

步骤二，将粉状碳基原料、粉状钙基原料及含氧气体喷入熔炼炉内进行闪速熔炼，在所述熔炼炉内形成氧热反应区，该氧热反应区温度控制在1600～2000℃，以在所述熔炼炉底部的熔池内形成CaC₂-CaO共熔层；

步骤三，在所述CaC₂-CaO共熔层内插入电极加热，形成电极精炼区；

步骤四，所述电极精炼区处的熔池排料得到电石液。

作为实施例之一，所述电极精炼区与所述氧热反应区相互远离设置。

作为实施例之一，自所述氧热反应区至所述电极精炼区，所述熔池底部所处高度逐渐降低。

作为实施例之一，所述电极为3根，3根所述电极呈等边三角形布置。

作为实施例之一，步骤一中，控制所述粉状碳基原料和粉状钙基原料的粒径均在0.07~1mm范围内。

作为实施例之一，步骤一中，控制所述粉状碳基原料和粉状钙基原料中的水分的重量百分比均在0.3%以下。

作为实施例之一，步骤二中，混合料中，碳与氧化钙的摩尔比为1.5:1~3:1，氧气耗量为600~1600Nm3/t碳。

作为实施例之一，步骤二中，粉状碳基原料、粉状钙基原料及含氧气体喷入熔炼炉内的速度大于50m/s。

作为实施例之一，于所述氧热反应区与所述电极精炼区之间的熔炼炉炉体上设有第一烟道，于所述电极精炼区的熔炼炉炉体上设有第二烟道。

作为实施例之一，经所述第一烟道和所述第二烟道排出的烟气输送至煤气净化系统处理以回收利用。

本发明实施例至少实现了如下有益效果：采用闪速熔炼的方法生产电石，可充分利用粉状原料的活性表面，强化电石冶炼反应过程，降低反应温度，缩短反应时间；利用电极的高能量密度的电能加速电石生成反应进程，并促进电石反应充分完成。本发明提供的电石熔炼方法热效率高，熔炼过程快，缩短冶炼时间，提高生产效率，有利于实现不同等级能源的合理化配置使用和降低能耗。

附图说明