[发明专利]黄磷生产中焦炭粉的回收利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及黄磷生产中焦炭粉的回收利用方法。

背景技术

焦炭是黄磷生产的重要原料，在炉料中用作还原剂，每生产一吨黄磷约需要消耗两吨焦炭，且焦炭的粒度对黄磷生产影响很大，粒度一般以3mm～15mm为宜。但在焦炭运输、储存和使用过程中，会出现粉化，形成一定量的焦炭粉末。焦炭粉末的粒度通常小于5mm，其数量一般占总量的15%～20%。由于焦炭粉的粒度、强度、硬度等方面都达不到生产工艺的要求，因而只能用作电煤或作其它民用，甚或丢弃，这不仅没有充分体现其固有价值，还会造成环境污染。在能源急剧紧张的今天，更是严重的资源浪费。如果能把这些焦炭粉制成焦丁重新用于黄磷生产，无疑可节约成本，节约资源。用焦炭粉末制成的焦丁或焦球必须达到黄磷生产工艺对它的以下要求：①成型下落强度>50次； ②抗压强度>6MPa；③高温抗压强度>3MPa；④碳含量降低不大于2%～3%。

焦炭是一种重要的工业原料，许多领域都存在焦炭粉末回收利用的问题。目前，工业生产中焦炭粉的回收利用，主要是通过生产烧结矿的搭配料和添加粘合剂成型来实现。前者使用量受到限制，经济上不合算，且无法运用于黄磷生产；后者是当前回收利用的主要方式，也取得了良好效果，因粘合剂成本、生产工艺、成品质量的不同存在着很大差异。其中，常用的焦炭粉粘合剂主要有三种：（1）无机粘合剂，如石灰、波特兰水泥、水玻璃、膨润土以及各种无机盐等；（2）工业废料，如纸浆黑液；（3）高分子聚合物粘合剂，如水溶性苯酚-甲醛树脂、腐植酸钠、沥青等粘合剂。但用于黄磷生产中的焦炭粉成型，上述物质都存在不同的问题，如用水泥、水玻璃等无机粘合剂成型后，硬度高强度大，但杂质引入多，会增大黄磷生产的电耗、影响其工艺参数；纸浆黑液成本较低，也是废物利用，但成型强度不够，无法满足黄磷生产要求；现有高分子粘合剂材料成本高，经济效益不显著。

除以上各种粘合剂之外，在黄磷生产中有人用煤沥青为粘合剂回收利用焦炭粉末，其基本工艺为将焦炭粉末与一定量煤沥青进行热拌合，然后成型、在还原气氛下高温炭化。所生产焦丁、焦球的粒度、强度均符合黄磷生产要求，并且由于煤沥青的碳含量高，对焦炭本生碳含量影响很小。但以煤沥青为粘合剂，搅拌过程需要加热，成型后需要在还原气氛下高温炭化，工艺过程比较复杂，需要的设备较多，投入较高，工艺线路长。

本发明使用树脂作为粘合剂，将树脂稀释，加入一定固化剂，直接与炭粉拌合，压制成型，既得到焦丁、焦球。其成本低廉，工艺简单，搅拌过程无需加热，成品也无需高温炭化，所制成的焦丁、焦球能够达到黄磷生产要求，可以进行规模化生产。

参考文献

[1]穆婷云，唐华应，郑再春，等. 焦炭粉粒的粘合成球方法：中国，CN 1699524A[P]. 2005-11-23。     

[2]周德聪. 一种用于焦炭粉成型的粘合剂及其应用方法：中国， CN 101760276A[P]. 2010-06-30。

[3]郭声波，焦炭粉造粒新工艺. 襄樊学院学报，2003-09。

发明内容

本发明的目的在于提供一种黄磷生产中焦炭粉的回收利用方法，该方法工艺简单，设备要求低，生产周期短，成本低。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是，黄磷生产中焦炭粉的回收利用方法，其特征在于它包括如下步骤：

1）将碳含量符合黄磷生产要求的焦炭粉粉碎后过40目筛，取筛下部分备用；

2）将树脂与溶剂配置成粘合剂溶液，并加入固化剂，得到粘合剂溶液（或称粘合剂水溶液）；

3）将步骤1）中所得焦炭粉与步骤2）中所制备的粘合剂溶液，按粘合剂溶液与焦炭粉的质量比为0.8:3～1.5:3的比例混合，并搅拌均匀，得到混合物；

4）将步骤3）的混合物压制成焦丁坯体或焦球坯体；

5）将步骤4）制成的焦丁坯体或焦球坯体干燥，得到焦丁或焦球成品。

步骤1）所述碳含量符合黄磷生产要求的焦炭粉的碳质量含量≥78%。

步骤1）所述粉碎是将原料焦炭粉放入破碎机进行粉碎，所述破碎机可以是对辊式破碎机、盘式粉碎机、轮碾等中的任何一种，所有能将粗粒焦炭粉碎至40目的设备均可使用；如果初始的焦炭粉粒度已经小于40目，可以免去这一步骤。

步骤2）中所述树脂为脲醛树脂、水性环氧树脂、水性聚氨树脂中的一种或任意两种以上（含任意两种）的按任意质量配比的混合。