[发明专利]一种综合利用电石净化灰的方法

说明书

本发明公开了一种综合利用电石净化灰的方法，包括以下步骤：（1）将电石净化灰进行有氧煅烧，冷却备用；（2）将还原剂破碎、研磨备用；（3）将备用净化灰与还原剂混合、研磨、过筛、制球备用。还原剂按照所需理论量的90%~120%配入；（4）将混合制球物料进行真空热还原，得到粗镁和钙基钙基废渣，粗镁进行精炼得到精镁、镁锭；（5）将钙基废渣冷却，掺混一定量电石渣、煤渣，研磨、焙烧、冷却、磨粉，得到成品硅酸盐水泥。本发明可实现电石净化灰的全组分综合利用，是一种绿色高值化的废渣综合利用方法。

技术领域

本发明属于电石生产领域，尤其是涉及一种综合利用电石净化灰的方法。

背景技术

我国是世界上电石第一生产和消费大国，电石产能占世界总产能的90%以上，年产量已超过3500万吨。电石是石灰和焦炭在密闭电石炉内通过电弧热发生固相熔融反应而成，反应过程中会产生大量的高温电石炉尾气，尾气主要为一氧化碳和固体粉尘，尾气首先进入沉降器将40%-50%的大颗粒粉尘沉降下来，然后经空冷器进行降温除尘，再进入布袋除尘器进行精过滤，经沉降器、空冷器及布袋除尘器收集的固体粉尘称之为净化灰。一般生产一吨电石就会产生约2%～7%的电石净化灰。电石净化灰中主要含有碳、钙、镁、硅、铝、铁、钾、钠等元素，其中碳、钙、镁、硅四种元素含量较高，其中炭部分以单质形式存在，部分以碳化钙形式存在，而钙主要以单质钙、碳化钙和氧化钙形式存在，镁、硅部分以单质形式存在，部分以氧化物形式存在，铝、钠和钾主要以氧化物形式存在。由于电石净化灰中含有部分碳化钙、金属单质和单质炭，且这些物质以粉状形式存在，因此电石净化灰遇空气容易自然，且电石净化灰具有颗粒度小、烧失量高、比重轻、粘性大、强碱性、易发生扬尘的特性，因此运输处理困难，污染环境，亦存在诸多安全问题，尽管经过简单处理后可解决电石净化灰的易燃问题，但处理后的电石净化灰由于氧化镁含量高，碱性较强，利用价值较低，一直未获得合理的利用。目前电石净化灰主要以填埋、堆放为主，对生态环境及安全造成严重污染。

电石净化灰作为电石行业的固废物质，成分复杂且多变，其处理方法已成为电石行业绿色发展的瓶颈问题。

发明内容

针对目前电石净化灰无有效处理方法，本发明提供了一种综合利用电石净化灰的方法，解决电石行业净化灰固废处置问题。

该方法首先将电石净化灰中的可燃物质通过氧化转换为氧化物，然后进行真空热还原将物料中的氧化镁还原为金属镁，最终获得主要成分为氧化钙与硅酸钙的钙基废渣，这种钙基废渣作为硅酸盐水泥原料应用。采用该工艺处理电石净化灰过程中无废水，废渣等二次污染。

本发明的方法包括以下步骤：

（1）将电石净化灰进行有氧煅烧，单质炭燃烧成CO₂除去；净化灰中的金属钙、镁和硅与氧结合形成氧化物，冷却后备用；有氧煅烧在空气氛下800℃~900℃下煅烧2~6h。

（2）将还原剂破碎、研磨使粒径≤0.15mm，备用。还原剂可选择硅铁、电石、硅粉中的至少一种。

（3）将步骤（1）中有氧煅烧后的电石净化灰与步骤（2）中所得还原剂一起混合、研磨、过筛、制球后备用；还原剂按照理论量的90%~120%配入，形成混合物料。

（4）将步骤（3）中制取的混合物料进行真空热还原法制镁，得到粗镁和还原后钙基废渣，粗镁通过精炼得到精镁、镁锭等。真空热还原法制镁的真空度为0.1~30Pa，还原温度为1100~1250℃，还原时间为2~12h。还原获得的镁锭纯度达到国家标准GBT3499-2011规定的Mg9980。

（5）将步骤（4）所得的钙基废渣冷却后，掺混一定量的电石渣、煤渣，经研磨、焙烧、冷却、磨粉后，得到成品水泥。电石渣的掺混量为钙基废渣质量的5%~40%；所述煤渣的掺混量为钙基废渣质量的5%~20%；焙烧温度为1320℃~1450℃，最终得到硅酸盐水泥。水泥性能达到《通用硅酸盐水泥》国家标准GB175-2007，强度达到42.5。