專利名稱：黃磷生產(chǎn)中焦炭粉的回收利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及黃磷生產(chǎn)中焦炭粉的回收利用方法。
背景技術(shù)：
焦炭是黃磷生產(chǎn)的重要原料，在爐料中用作還原劑，每生產(chǎn)一噸黃磷約需要消耗兩噸焦炭，且焦炭的粒度對黃磷生產(chǎn)影響很大，粒度一般以3mm 15mm為宜。但在焦炭運(yùn)輸、儲存和使用過程中，會出現(xiàn)粉化，形成一定量的焦炭粉末。焦炭粉末的粒度通常小于5mm，其數(shù)量一般占總量的15% 20%。由于焦炭粉的粒度、強(qiáng)度、硬度等方面都達(dá)不到生產(chǎn)工藝的要求，因而只能用作電煤或作其它民用，甚或丟棄，這不僅沒有充分體現(xiàn)其固有價(jià)值，還會造成環(huán)境污染。在能源急劇緊張的今天，更是嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。如果能把這些焦炭 粉制成焦丁重新用于黃磷生產(chǎn)，無疑可節(jié)約成本，節(jié)約資源。用焦炭粉末制成的焦丁或焦球必須達(dá)到黃磷生產(chǎn)工藝對它的以下要求①成型下落強(qiáng)度>50次；②抗壓強(qiáng)度>6MPa高溫抗壓強(qiáng)度>3MPa ;④碳含量降低不大于2% 3%。焦炭是一種重要的工業(yè)原料，許多領(lǐng)域都存在焦炭粉末回收利用的問題。目前，工業(yè)生產(chǎn)中焦炭粉的回收利用，主要是通過生產(chǎn)燒結(jié)礦的搭配料和添加粘合劑成型來實(shí)現(xiàn)。前者使用量受到限制，經(jīng)濟(jì)上不合算，且無法運(yùn)用于黃磷生產(chǎn)；后者是當(dāng)前回收利用的主要方式，也取得了良好效果，因粘合劑成本、生產(chǎn)工藝、成品質(zhì)量的不同存在著很大差異。其中，常用的焦炭粉粘合劑主要有三種(1)無機(jī)粘合劑，如石灰、波特蘭水泥、水玻璃、膨潤土以及各種無機(jī)鹽等；(2)工業(yè)廢料，如紙漿黑液；(3)高分子聚合物粘合劑，如水溶性苯酚-甲醛樹脂、腐植酸鈉、浙青等粘合劑。但用于黃磷生產(chǎn)中的焦炭粉成型，上述物質(zhì)都存在不同的問題，如用水泥、水玻璃等無機(jī)粘合劑成型后，硬度高強(qiáng)度大，但雜質(zhì)引入多，會增大黃磷生產(chǎn)的電耗、影響其工藝參數(shù)；紙漿黑液成本較低，也是廢物利用，但成型強(qiáng)度不夠，無法滿足黃磷生產(chǎn)要求；現(xiàn)有高分子粘合劑材料成本高，經(jīng)濟(jì)效益不顯著。除以上各種粘合劑之外，在黃磷生產(chǎn)中有人用煤浙青為粘合劑回收利用焦炭粉末，其基本工藝為將焦炭粉末與一定量煤浙青進(jìn)行熱拌合，然后成型、在還原氣氛下高溫炭化。所生產(chǎn)焦丁、焦球的粒度、強(qiáng)度均符合黃磷生產(chǎn)要求，并且由于煤浙青的碳含量高，對焦炭本生碳含量影響很小。但以煤浙青為粘合劑，攪拌過程需要加熱，成型后需要在還原氣氛下高溫炭化，工藝過程比較復(fù)雜，需要的設(shè)備較多，投入較高，工藝線路長。本發(fā)明使用樹脂作為粘合劑，將樹脂稀釋，加入一定固化劑，直接與炭粉拌合，壓制成型，既得到焦丁、焦球。其成本低廉，工藝簡單，攪拌過程無需加熱，成品也無需高溫炭化，所制成的焦丁、焦球能夠達(dá)到黃磷生產(chǎn)要求，可以進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)。參考文獻(xiàn)
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種黃磷生產(chǎn)中焦炭粉的回收利用方法，該方法工藝簡單，設(shè)備要求低，生產(chǎn)周期短，成本低。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是，黃磷生產(chǎn)中焦炭粉的回收利用方法，其特征在于它包括如下步驟
1)將碳含量符合黃磷生產(chǎn)要求的焦炭粉粉碎后過40目篩，取篩下部分備用；
2)將樹脂與溶劑配置成粘合劑溶液，并加入固化劑，得到粘合劑溶液(或稱粘合劑水溶
液)； 3)將步驟I)中所得焦炭粉與步驟2)中所制備的粘合劑溶液，按粘合劑溶液與焦炭粉的質(zhì)量比為0. 8:3 I. 5:3的比例混合，并攪拌均勻，得到混合物；
4)將步驟3)的混合物壓制成焦丁坯體或焦球坯體；
5)將步驟4)制成的焦丁坯體或焦球坯體干燥，得到焦丁或焦球成品。步驟I)所述碳含量符合黃磷生產(chǎn)要求的焦炭粉的碳質(zhì)量含量> 78%。步驟I)所述粉碎是將原料焦炭粉放入破碎機(jī)進(jìn)行粉碎，所述破碎機(jī)可以是對輥式破碎機(jī)、盤式粉碎機(jī)、輪碾等中的任何一種，所有能將粗粒焦炭粉碎至40目的設(shè)備均可使用；如果初始的焦炭粉粒度已經(jīng)小于40目，可以免去這一步驟。步驟2)中所述樹脂為脲醛樹脂、水性環(huán)氧樹脂、水性聚氨樹脂中的一種或任意兩種以上(含任意兩種)的按任意質(zhì)量配比的混合。步驟2)中所述溶劑為自來水，樹脂與水混合的質(zhì)量比為1:9 4:12{即(I 4):(9 12) }(樹脂與水混合的質(zhì)量比最佳為1:10 3:10)，樹脂和水混合后需要充分?jǐn)嚢枋蛊渚鶆?。所述固化劑為各樹脂的相?yīng)固化劑，比如脲醛樹脂固化劑可以是氯化銨；水性環(huán)氧樹脂固化劑可以是多乙烯多胺類環(huán)氧固化劑；水性聚氨酯固化劑可以是硅氧烷，以及相應(yīng)樹脂所有已知可用固化劑都可使用。固化劑的添加比例根據(jù)固化劑的種類而定，在市售產(chǎn)品說明書上均能獲得有關(guān)說明，在此沒有特定要求。樹脂與固化劑的質(zhì)量比可為I:0. I 3: 0. 8。步驟3)中所述混合是指使用雙軸攪拌機(jī)、立式攪拌機(jī)、星式攪拌機(jī)中的任何一種將所制備焦炭粉和粘合劑溶液混合均勻，所有能將炭粉和粘合劑攪拌均勻的設(shè)備均可使用。試驗(yàn)證明粘合劑溶液與焦炭粉質(zhì)量比為1:3 I. 3:3時(shí)效果最佳,低于1:3,成品 強(qiáng)度不理想，高于I. 3:3，粘合劑-焦炭粉混合物含水量大，成型不理想。步驟4)中所述把混合物(粘合劑-焦炭粉混合物)壓制成焦丁或焦球是指將混合物放入對輥式成球機(jī)中壓制成焦丁坯體或焦球坯體。步驟5)中所述的干燥是將成型后的焦丁坯體或焦球坯體曬干，或通過加熱的方式烘干，或用紅外輻照方式烘干，凡是可以使焦丁坯體或焦球坯體中水分蒸發(fā)，使其達(dá)到黃磷生產(chǎn)工業(yè)要求(焦丁、焦球中含水量不超過2wt%)的方法均可采用。實(shí)際規(guī)?；a(chǎn)中可采用工業(yè)爐尾熱氣對其進(jìn)行干燥。
本發(fā)明的有益效果是
I、工藝簡單，設(shè)備要求低，生產(chǎn)周期短，能進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)。2、粘合劑劑量機(jī)動調(diào)節(jié)范圍廣，可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。粘結(jié)迅速，成型時(shí)不需要加熱，成型后不需要高溫炭化，降低成本。
具體實(shí)施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。以下實(shí)施例中，步驟I )，均是將碳含量符合黃磷生產(chǎn)要求的焦炭粉粉碎后過40目篩，取篩下部分備用。所述碳含量符合黃磷生產(chǎn)要求的焦炭粉的碳質(zhì)量含量> 78%。步驟2)采用如下內(nèi)容，得到粘合劑溶液。步驟3 )采用如下內(nèi)容，得到混合物。步驟4)將步驟3)的混合物壓制成焦丁坯體或焦球坯體；
步驟5)將步驟4)制成的焦丁坯體或焦球坯體干燥，得到焦丁或焦球成品。為了使粘合劑的使用效果和焦炭粉的成型效果達(dá)到最佳，本發(fā)明對不同樹脂給予不同的實(shí)施方式。實(shí)施例1-8主要是對脲醛樹脂為粘合劑加以說明；實(shí)施例9-16，主要是對水性環(huán)氧樹脂為粘合劑加以說明；實(shí)施例17-24主要是對水性聚氨酯樹脂為粘合劑加以說明；實(shí)施例25-34主要是以脲醛樹脂、水性環(huán)氧樹脂、水性聚氨樹脂中任意兩種以上(含任意兩種)的按任意質(zhì)量配比的混合為粘合劑加以說明。實(shí)施例1-8
實(shí)施例1-8主要是以脲醛樹脂為粘合劑，根據(jù)焦炭粉末與粘合劑重量的不同配比，并按照發(fā)明內(nèi)容中所述步驟進(jìn)行操作，實(shí)施例1-8中粘合劑水溶液中水、脲醛樹脂和固化劑配比列于表I :
權(quán)利要求
1.黃磷生產(chǎn)中焦炭粉的回收利用方法，其特征在于它包括如下步驟 1)將碳含量符合黃磷生產(chǎn)要求的焦炭粉粉碎后過40目篩，取篩下部分備用； 2)將樹脂與溶劑配置成粘合劑溶液，并加入固化劑，得到粘合劑溶液； 3)將步驟I)中所得焦炭粉與步驟2)中所制備的粘合劑溶液，按粘合劑溶液與焦炭粉的質(zhì)量比為0. 8:3 I. 5:3的比例混合，并攪拌均勻，得到混合物； 4)將步驟3)的混合物壓制成焦丁坯體或焦球坯體； 5)將步驟4)制成的焦丁坯體或焦球坯體干燥，得到焦丁或焦球成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的黃磷生產(chǎn)中焦炭粉的回收利用方法，其特征在于，步驟I)所述碳含量符合黃磷生產(chǎn)要求的焦炭粉的碳質(zhì)量含量> 78%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的黃磷生產(chǎn)中焦炭粉的回收利用方法，其特征在于，步驟2)中 所述樹脂為脲醛樹脂、水性環(huán)氧樹脂、水性聚氨樹脂中的一種或任意兩種以上的按任意質(zhì)量配比的混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的黃磷生產(chǎn)中焦炭粉的回收利用方法，其特征在于，步驟2)中所述溶劑為自來水，樹脂與水混合的質(zhì)量比為1:9 4:12，樹脂和水混合攪拌。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的黃磷生產(chǎn)中焦炭粉的回收利用方法，其特征在于，樹脂與水混合的質(zhì)量比為1:10 3:10。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的黃磷生產(chǎn)中焦炭粉的回收利用方法，其特征在于，粘合劑溶液與焦炭粉質(zhì)量比為1:3 1.3:3。
全文摘要
本發(fā)明涉及黃磷生產(chǎn)中焦炭粉的回收利用方法。黃磷生產(chǎn)中焦炭粉的回收利用方法，其特征在于它包括如下步驟1)將碳含量符合黃磷生產(chǎn)要求的焦炭粉粉碎后過40目篩，取篩下部分備用；2)將樹脂與溶劑配置成粘合劑溶液，并加入固化劑，得到粘合劑溶液；3)將步驟1)中所得焦炭粉與步驟2)中所制備的粘合劑溶液，按粘合劑溶液與焦炭粉的質(zhì)量比為0.8:3～1.5:3的比例混合，并攪拌均勻，得到混合物；4)將步驟3)的混合物壓制成焦丁坯體或焦球坯體；5)將步驟4)制成的焦丁坯體或焦球坯體干燥，得到焦丁或焦球成品。該方法工藝簡單，設(shè)備要求低，生產(chǎn)周期短，成本低，能進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)。
文檔編號C10L5/06GK102732355SQ20121023531
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者曹宏, 李先福, 薛俊, 黃重陽 申請人:武漢工程大學(xué), 武漢鉑瑞科技有限公司