專利名稱：黃磷生產(chǎn)中焦炭粉的回收利用方法
技術領域：
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：
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、強度、硬度等方面都達不到生產(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)其固有價值，還會造成環(huán)境污染。在能源急劇緊張的今天，更是嚴重的資源浪費。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到黃磷生產(chǎn)工藝對它的以下要求①成型下落強度>50次；②抗壓強度>6MPa高溫抗壓強度>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現(xiàn)。前者使用量受到限制，經(jīng)濟上不合算，且無法運用于黃磷生產(chǎn)；后者是當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)無機粘合劑，如石灰、波特蘭水泥、水玻璃、膨潤土以及各種無機鹽等；(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、水玻璃等無機粘合劑成型后，硬度高強度大，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，工藝過程比較復雜，需要的設備較多，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、焦球能夠達到黃磷生產(chǎn)要求，可以進行規(guī)?；a(chǎn)。參考文獻
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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，設備要求低，生產(chǎn)周期短，成本低。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術方案是，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進行粉碎，所述破碎機可以是對輥式破碎機、盤式粉碎機、輪碾等中的任何一種，所有能將粗粒焦炭粉碎至40目的設備均可使用；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攪拌使其均勻。所述固化劑為各樹脂的相應固化劑，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、立式攪拌機、星式攪拌機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備均可使用。試驗證明粘合劑溶液與焦炭粉質(zhì)量比為1:3 I. 3:3時效果最佳,低于1:3,成品 強度不理想，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。實際規(guī)模化生產(chǎn)中可采用工業(yè)爐尾熱氣對其進行干燥。
本發(fā)明的有益效果是
I、工藝簡單，設備要求低，生產(chǎn)周期短，能進行規(guī)?；a(chǎn)。2、粘合劑劑量機動調(diào)節(jié)范圍廣，可根據(jù)實際生產(chǎn)需要進行調(diào)節(jié)。粘結(jié)迅速，成型時不需要加熱，成型后不需要高溫炭化，降低成本。
具體實施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(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施例。以下實施例中，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到最佳，本發(fā)明對不同樹脂給予不同的實施方式。實施例1-8主要是對脲醛樹脂為粘合劑加以說明；實施例9-16，主要是對水性環(huán)氧樹脂為粘合劑加以說明；實施例17-24主要是對水性聚氨酯樹脂為粘合劑加以說明；實施例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。實施例1-8
實施例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)容中所述步驟進行操作，實施例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，設備要求低，生產(chǎn)周期短，成本低，能進行規(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, 武漢鉑瑞科技有限公司