[发明专利]一种黄磷生产用组合炭素还原剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于铝电解废弃资源再利用领域领域，具体涉及一种黄磷生产用组合炭素还原剂及其制备方法。

背景技术

铝电解工业排放大量的废料主要是铝电解槽废旧阴极炭块。据统计，全世界每年约有85万吨。废旧阴极炭块的主要组成是炭，占60%~70%，其余为电解质，占30%~40%。其中电解质的含量及成份随阴极炭块的材料、结构、槽龄、金属和电解质的渗透程度及槽破损类型不同而异，但大体上主要有氟化钠、冰晶石、氧化铝、氟化钙和碳酸钠、碳化铝、氰化物等。废旧阴极炭块中的炭则基本上为石墨化炭，因此有人把废旧阴极炭块的全部组成称为石墨和电解质，它实际上是一种人造矿物资源。

到目前为止，废旧阴极炭块仍作为废渣露天堆放，其后果是侵占土地，污染大气，其中的氰化物和氟化物又渗入地下污染水源。所以，处理废旧阴极炭块不仅是资源回收的重要内容，更是保护环境、造福人类的大业，这一点已被人们所接受。

黄磷冶炼常采用焦炭作为还原剂，且为保证黄磷冶炼过程中炉内良好的透气性，要求焦炭具有一定的强度及粒度，黄磷冶炼中要求焦炭的入炉粒度为3~25mm。因此，黄磷冶炼厂每年通过筛分产生大量粒度≤3mm的焦炭不能得到有效利用。将这一部分焦炭粉与由铝电解废旧阴极炭块或炭渣经浮选制得的提出碳粉一起制成符合黄磷生产工艺要求的组合炭素还原剂，不但解决了黄磷行业及铝电解行业固体废弃物的利用问题，而且节约了成本，提高了黄磷企业的经济效益，对于黄磷企业的可持续发展及保护环境都有重要意义。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种黄磷生产用组合炭素还原剂。

本发明的第二目的在于提供一种黄磷生产用组合炭素还原剂的制备方法

本发明目的第一目的是这样实现的，所述组合炭素还原剂的骨料由焦炭粉和提纯碳粉组成，焦炭粉与提纯碳粉的质量比为100:1~25。

本发明的第二目的是这样实现的，所述的黄磷生产用组合炭素还原剂的制备方法，包括预热配料、混捏、成型、焙烧，具体为以下步骤：

（1）预热配料：将焦炭粉与提纯碳粉按质量比为100:1~25的比例混合；预热至120~180℃，所述焦炭粉为黄磷冶炼过程当中所筛除的粒度≤3mm的焦炭颗粒，所述提纯碳粉由铝电解废旧阴极炭块或炭渣经浮选提纯得到；

（2）混捏：将步骤1中得到的混合物与经过破碎和熔化过滤的煤沥青在混捏锅中混捏均匀；

（3）成型：将混捏后的糊料加入振动成型机中制成直径为3~25mm的球团，球团冷却至20℃后成型；

（4）焙烧：将成型的球团加入焙烧炉中隔绝空气焙烧，使之焦化，焙烧时应缓慢升温，在250~350h内由20℃缓慢升温至1100~1300℃，并保温55~65h后自然冷却即得目标物组合炭素还原剂。

本发明以铝电解废旧阴极炭块经浮选后所得提纯碳粉及黄磷行业产生的筛下焦炭粉为原料，制备符合黄磷生产工艺要求的组合炭素还原剂。本发明既有效利用了工业固体废弃物，保护了环境，又为黄磷冶炼企业制备了一种廉价的工业还原剂，降低了黄磷生产成本，提高了经济效益。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但不得以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。

如附图和实施例所示：本发明一种黄磷生产用组合炭素还原剂，所述组合炭素还原剂的骨料由焦炭粉和提纯碳粉组成，焦炭粉与提纯碳粉的质量比为100:1~25。

所述焦炭粉为黄磷冶炼过程当中所筛除的粒度≤3mm的焦炭颗粒。

所述的提纯碳粉固定碳含量为90~95%，灰分为1~2%，挥发分为6~9%。

所述的黄磷生产用组合炭素还原剂的制备方法，包括预热配料、混捏、成型、焙烧，具体为以下步骤：

（1）预热配料：将焦炭粉与提纯碳粉按质量比为100:1~25的比例混合；预热至120~180℃，所述焦炭粉为黄磷冶炼过程当中所筛除的粒度≤3mm的焦炭颗粒，所述提纯碳粉由铝电解废旧阴极炭块或炭渣经浮选提纯得到；

（2）混捏：将步骤1中得到的混合物与经过破碎和熔化过滤的煤沥青在混捏锅中混捏均匀；

（3）成型：将混捏后的糊料加入振动成型机中制成直径为3~25mm的球团，球团冷却至20℃后成型；