一种高灰分焦粉提纯方法.pdf

本发明涉及一种高灰分焦粉提纯方法，是处理工厂废弃高灰份焦的技术方案。将破碎后的焦粉按一定粒径筛分，使筛上焦粉置于重介质中，经过一级重选和二级重选，达到灰分与焦粉分离的目的；同时将筛下焦粉分别与碱溶液、酸溶液反应，去除二氧化硅、氧化铝、氧化铁等杂质。本发明采用分段式处理，对于不同粒径的高灰分焦粉采用不同处理方式，能适应生产中焦粉质量的变化。采用本发明可最大限度地降低焦粉灰分、提高焦粉质量、减少焦粉在提纯过程中的损失。本发明应用于废弃焦粉的处理。

1、  一种高灰分焦粉提纯方法，其特征在于：其按以下步骤完成，
1)将焦粉进行破碎筛分，得到筛上焦粉和筛下焦粉；
2)将筛上焦粉，用密度为1.3～1.9g/cm³的重介质液进行一级重选，搅拌，焦粉与重介质液的重量比为1∶15～30，静置后，取出浮物，洗去重介质并回收焦粉产品；沉淀物用密度为1.5～2.0g/cm³的重介质二级重选，焦粉与重介质液的重量比为1∶15～30，回收浮物，二级重选的尾料排放，得到焦粉产品；
3)筛下焦粉用浓度为1.2～1.6mol/L，温度70～80℃的碱溶液加热处理1～6小时，焦粉与碱溶液的重量比为1∶2～6，过滤；
4)将得到的筛下焦粉用70～80℃的温度，质量百分数为10～18％的酸溶液处理5～60min，筛下焦粉与酸溶液的重量比为1∶2～8，，过滤，洗涤，得到焦粉产品。

2、  根据权利要求1所述的高灰分焦粉提纯方法，其特征在于：所述一级重选和二级重选的重介质为氯化锌溶液、磁铁矿粉悬浮液，磁黄铁矿悬浮液和黄铁矿悬浮液中的一种。

一种高灰分焦粉提纯方法
一、技术领域
本发明涉及一种高灰分焦粉提纯方法，是一种用湿法冶金技术处理，提高固定碳含量，实现再生利用的方法。
二、背景技术
在我国，焦炭是重要的工业原料和燃料。焦炭是煤高温干馏的固体产物。虽然洗煤可去除部分煤矸石等杂质，但在炼焦过程中，煤中夹杂的矿物质转移到产品中，成为焦炭的一部分。多年以来，焦质量的好坏都取决于炼焦原料和炼焦工艺，焦炭及焦炭生产和破碎过程中的副产物——焦粉的提纯研究较少。化学法提纯以酸和碱为处理药剂，单一或交替处理，降低焦粉中的灰分。虽然化学法提纯灰分去除率较高，原料损失少，但因为操作较复杂，处理量小，且对粒度要求严格，工业化综合成本偏高。
目前国内对高灰分焦粉的提纯研究较少，而对选煤的研究较多。常用的选煤方法有重介质选煤技术、跳汰选煤技术、浮选技术、干法选煤技术等。CN87101056涉及一种新型干式流化床选煤装置和方法.这种装置和方法是通过设计一个复合、填充、分割式布风装置，以及采用多级小尺寸布风装置拼合成大尺寸布风装置的方法，将流化床运用于选煤过程中，并通过对磁铁矿粉、石英砂为重介质的混合物的粒度分布重量百分数和流化数的合理选取，来达到煤的分选目的。CN1465441涉及一种用于煤炭分选的重介质、浮选联合选煤方法，它包括：原料煤准备、重介质、粗煤泥分选回收、浮选、精煤泥脱水和煤泥水处理。重介质采用的主机是重介质旋流器或块煤分选机和重介质旋流器，粗煤泥分选回收采用旋流器和脱泥设备或直接采用脱泥设备，浮选采用的主机是浮选柱，精煤泥脱水采用压滤机或加压过滤机。CN1817470涉及一种多功能节能跳汰机及其选煤方法，其特征在于在现有多段跳汰机机体的中煤段后增加一个多功能段，入选原煤在所述跳汰机中一次完成矸石分离、中煤分离、精煤分离、木渣分离、以及对溢流的入浮选预处理等五大功能。在众多煤的洗选方法中，物理法提纯因易操作、成本低等特点成为主要的洗选方式，主要根据焦粉与杂质间的性质——如浸润性、比重、杂质与碳的内部应力不同，利用以上性质将碳与杂质分离出。物理提纯方法简便、易操作、成本低，具有通用、高效等特点，是一种有应用潜力的焦粉提纯方式。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种高灰分焦粉提纯方法。将破碎后的焦粉按一定粒径筛分，使筛上焦粉置于重介质中，经过一级重选和二级重选，达到灰分与焦粉分离的目的；筛下焦粉分别与碱溶液、酸溶液反应，去除二氧化硅、氧化铝、氧化铁等杂质。本发明采用分段式处理，对于不同粒径的高灰分焦粉采用不同处理方式，能适应生产中焦粉质量的变化，可最大限度地降低焦粉灰分、提高焦粉质量、以满足工业生产中对高纯焦炭的要求。
图1是本发明的工艺流程图，其按以下步骤完成：
1)将高灰分焦粉进行破碎筛分，得到筛上焦粉和筛下焦粉；
2)将筛上焦粉，用密度为1.3～1.9g/cm³的重介质液进行一级重选，搅拌，焦粉与重介质液的重量比为1∶15～30，静置后，取出浮物，洗去重介质并回收焦粉产品；沉淀物用密度为1.5～2.0g/cm³的重介质二级重选，焦粉与重介质液的重量比为1∶15～30，回收浮物，二级重选的尾料排放，得到焦粉产品。所述一级重选和二级重选的重介质为氯化锌液、磁铁矿粉悬浮液，磁黄铁矿悬浮液和黄铁矿悬浮液中的一种；
3)筛下焦粉用浓度为1.2～1.6mol/L，温度70～80℃的碱溶液加热处理1～6小时，焦粉与碱溶液的重量比为1∶2～6，过滤；
4)将得到的筛下焦粉用70～80℃的温度，质量百分数为10～18％的酸溶液处理5～60min，筛下焦粉与酸溶液的重量比为1∶2～8，，过滤，洗涤，得到焦粉产品。
本发明与公知技术相比的优点
本发明将焦粉破碎，可使焦粉中的部分杂质因各界面内应力不同与碳分离，提高物理法的灰分去除率。破碎后筛上焦粉约占总量的60～75％，筛下焦粉占25～40％，大大减少了化学法的处理量，降低成本；采用的重选介质为常用工业重选介质，具有易清洗，可回收，灰分去除明显，回收率高，灰分去除率约50％，回收率约80％。
四、附图说明：
图1是本发明的工艺流程图。
五、具体实施方式
实施例1：
原料焦粉含灰分31.87质量％。将原料破碎、球磨至20～0.1mm；按0.2mm进行筛分，将+0.2mm的筛上焦粉放入密度为1.4g/cm³的磁铁矿粉悬浮液中一级重选，焦粉与重介质液的重量比为1∶25，充分搅拌静置后回收浮物，经洗涤、干燥后，得到一级重选产品；将沉物放入密度为1.6g/cm³的磁铁矿粉悬浮液中进行二级重选，焦粉与重介质液的重量比为1∶25，经洗涤、干燥后，得到二级重选产品；将筛下焦粉(-0.2mm)与1.3mol/L的氢氧化钠溶液反应，加热3h，焦粉与碱溶液的重量比为1∶2.5，再用11％的硫酸溶液加热20min，焦粉与酸溶液的重量比为1∶4洗涤，干燥后，回收产品。各级产品混合后总灰分为17.23％，回收率为64％。
实施例2
将焦粉破碎球磨后，按0.5mm进行筛分，将筛上焦粉(+0.5mm)放入密度为1.5g/cm³的氯化锌溶液中一级重选，焦粉与重介质液的重量比为1∶15，充分搅拌静置后回收浮物，经洗涤、干燥后，得到一级重选产品；将沉物放入密度为1.7g/cm³的氯化锌溶液中进行二级重选，焦粉与重介质液的重量比为1∶20，经洗涤、干燥后，得到二级重选产品；将筛下焦粉(-0.5mm)与1.4mol/L的氢氧化钾溶液加热反应4h，焦粉与碱溶液的重量比为1∶3，再用15％的盐酸溶液加热30min，焦粉与酸溶液的重量比为1∶5洗涤，干燥后，回收产品。混合各级产品后，总灰分为16.45％，回收率79％。