本發明涉及化工及環保領域，具體為一種電石爐氣除塵灰、蘭炭末及石灰粉再利用生產球團電石原料的方法。
背景技術：
電石作為一種重要的化工原料，我國目前總年產量約為4500萬噸，而密閉電石爐作為電石生產裝置應用最為廣泛，但由于生產1t電石約產生45kg的電石爐氣除塵灰，現無法有效利用，直接廢棄對環境造成嚴重污染。由于生產過程中蘭炭和生石灰需要滿足一定粒度要求，因此會導致部分的蘭炭末和石灰粉無法直接入爐使用，帶來大量的固體廢料，既降低原料利用率，也會造成一定的環境污染。
目前，由于電石爐氣除塵灰回收成本較高，工藝落后，主要的處理方式為填埋處理，雖然有的企業嘗試采用電石爐氣除塵灰與石灰粉末摻拌用于水泥生產、型煤制備、或者用作煙氣脫硫劑使用等，但由于電石爐氣除塵灰具有組分不穩定、粒度細、氧化鈣和碳含量高、易自燃等特性，工業化回收利用的案例較少。
技術實現要素：
針對現有技術的不足，本發明提供一種電石爐氣除塵灰及電石生產中其他固體廢料再利用的方法，具體是一種電石爐氣除塵灰、蘭炭末及石灰粉再利用生產球團電石原料的方法。
本發明的技術方案如下。
一種電石爐氣除塵灰、蘭炭末及石灰粉再利用生產球團電石原料的方法，包括以下步驟：
(1)根據原料成分組成將適量配比的電石爐氣除塵灰、蘭炭末、石灰粉混合均勻，得到混合物；
(2)向混合物加水調濕，同時加入復合粘合劑，采用攪拌機攪拌均勻后陳腐均化處理；
其中，所述的復合粘合劑，包括，按照重量分數計，1-2份無機粘合劑、6-8份有機粘合劑以及0.1-1.2份添加劑；
其中所述的無機粘合劑包括，以重量份數計，1-2份含硼氫氧化鋁、3-5份沉淀白炭黑、以及10-20份蒙脫土；
所述的有機粘合劑是聚乙烯醇、乙二醇或二者的組合物；
所述的添加劑是、磺化腐質酸鈉、三聚磷酸鈉、木質素磺酸鈣、偏硅酸鈉中一種或幾種的組合物；
(3)將陳腐后的粉狀產物送入對輥成型機成型，得到一定形狀的固體球團；
(4)將固體球團利用熱風爐燃燒產生的熱煙氣進行干燥，干燥過程中固體球團表面與co2反應形成一層碳酸鈣硬殼，增加了固體球團的強度，同時也將球團內部的水分烘干；將干燥后產物冷卻至室溫，即為球團電石原料。
優選的，所述的電石爐氣除塵灰是通過除塵器捕獲的電石爐氣中的固體粉塵。
優選的，所述的蘭炭末與石灰粉來自生產電石用塊狀生石灰和塊狀蘭炭的篩下物。
優選的，所述電石爐灰與蘭炭、石灰粉的混合物加水調濕后的全水為10-25wt％，滿足成型要求，其中加入的部分水分與生石灰反應生成氫氧化鈣，具有一定黏結性。
優選的，所述成型所得固體球團成型為橢球形、扁圓形或枕形中的一種或幾種
優選的，所述的球團粒徑10-50mm。
優選的，熱煙氣為200-300℃。
優選的，所述球團電石原料中氧化鈣和碳的摩爾比為1∶2.5-3.5。
優選的，所述的復合粘合劑用量為除塵灰、蘭炭末及石灰粉總重量的3-5％。
優選的，所述的復合粘結劑的制備方法包括，按照重量份稱取無機粘合劑、有機粘合劑以及添加劑，加入攪拌機中攪拌1-3h，即得到所述的復合粘結劑。
優選的，所述的無機粘合劑的制備方法包括：
(1)將硼酸溶解于水中，然后加入含鋁無機鹽溶液，攪拌均勻后，邊攪拌邊加入沉淀劑氨水，調整調整ph為7-8，然后老化1-2h，之后過濾得濾餅、洗滌、干燥后得到含硼氫氧化鋁干膠；
(2)按照重量份稱取硼氫氧化鋁、沉淀白炭黑、蒙脫土，加入攪拌機中攪拌10-30min，即得到所述的無機粘合劑。
本發明取得了顯著的技術效果。
本發明將電石生產中產生的固體廢料，包含電石爐氣除塵灰與無法入爐的蘭炭末、石灰粉，加工成復合型球團電石原料，無需其它配料，直接入爐即可生產電石，實現廢棄物的再利用，避免了環境污染。
本發明中添加了復合粘合劑，該復合粘合劑中的無機粘合劑提高了球團的熱強度，有機粘合劑提高了球團的冷強度，添加劑能夠改變表面活性，最大限度減少成型全水含量。本發明使用的復合粘合劑使得生成的電石球團原料的抗沖擊性能好，提高了電石生產的綜合效益。
本發明的方法從根本上解決電石爐氣除塵灰難以回收利用并造成環境污染的難題，同時將無法入爐的蘭炭末和石灰粉加以利用。本發明的方法為從源頭上消減污染，提高資源利用率，實現廢棄物的循環利用。
附圖說明
圖1是本發明的一種電石爐氣除塵灰、蘭炭末及石灰粉再利用生產球團電石原料的方法的流程示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體的實施例對本發明的技術方案進行進一步的詳細說明。
實施例1
制備復合粘合劑a。
首先，制備無機粘合劑：(1)將硼酸溶解于水中，然后加入含鋁無機鹽溶液，攪拌均勻后，邊攪拌邊加入沉淀劑氨水，調整調整ph為8，然后老化2h，之后過濾得濾餅、洗滌、干燥后得到含硼氫氧化鋁干膠；(2)按照重量份稱取硼氫氧化鋁、沉淀白炭黑、蒙脫土，加入攪拌機中攪拌10-30min，即得到所述的無機粘合劑。
其次，制備復合粘合劑：按照重量份稱取無機粘合劑、有機粘合劑以及添加劑，加入攪拌機中攪拌1-3h，即得到所述的復合粘結劑。
其中，所述的無機粘合劑包括，以重量份數計，2份含硼氫氧化鋁、5份沉淀白炭黑、以及20份蒙脫土；
所述的有機粘合劑是聚乙烯醇；
所述的添加劑是磺化腐質酸鈉；
所述的復合粘合劑，包括，按照重量分數計，2份無機粘合劑、8份有機粘合劑以及1.2份添加劑。
實施例2
制備復合粘合劑b。
首先，制備無機粘合劑：(1)將硼酸溶解于水中，然后加入含鋁無機鹽溶液，攪拌均勻后，邊攪拌邊加入沉淀劑氨水，調整調整ph為8，然后老化2h，之后過濾得濾餅、洗滌、干燥后得到含硼氫氧化鋁干膠；(2)按照重量份稱取硼氫氧化鋁、沉淀白炭黑、蒙脫土，加入攪拌機中攪拌10-30min，即得到所述的無機粘合劑。
其次，制備復合粘合劑：按照重量份稱取無機粘合劑、有機粘合劑以及添加劑，加入攪拌機中攪拌1h，即得到所述的復合粘結劑。
其中，所述的無機粘合劑包括，以重量份數計，1份含硼氫氧化鋁、3份沉淀白炭黑、以及10份蒙脫土；
所述的有機粘合劑是聚乙烯醇和乙二醇的組合物；
所述的添加劑是磺化腐質酸鈉和三聚磷酸鈉的組合物。
所述的復合粘合劑，包括，按照重量分數計，1份無機粘合劑、6份有機粘合劑以及0.1份添加劑。
實施例3
一種電石爐氣除塵灰、蘭炭末及石灰粉再利用生產球團電石原料的方法，包括以下步驟：
(1)根據原料成分組成將適量配比的電石爐氣除塵灰、蘭炭末、石灰粉混合均勻，得到混合物；
(2)向混合物加水調濕，同時加入實施例1復合粘合劑，采用攪拌機攪拌均勻后陳腐均化處理；
(3)將陳腐后的粉狀產物送入對輥成型機成型，得到一定形狀的固體球團；
(4)將固體球團利用熱風爐燃燒產生的熱煙氣進行干燥，干燥過程中固體球團表面與co2反應形成一層碳酸鈣硬殼，增加了固體球團的強度，同時也將球團內部的水分烘干；將干燥后產物冷卻至室溫，即為球團電石原料。
所述電石爐灰與蘭炭、石灰粉的混合物加水調濕后的全水為10wt％，滿足成型要求，其中加入的部分水分與生石灰反應生成氫氧化鈣，具有一定黏結性。所述的球團粒徑10-50mm。熱煙氣為200-300℃。所述球團電石原料中氧化鈣和碳的摩爾比為1∶2.5。所述的復合粘合劑用量為除塵灰、蘭炭末及石灰粉總重量的3-5％。
實施例4
一種電石爐氣除塵灰、蘭炭末及石灰粉再利用生產球團電石原料的方法，包括以下步驟：
(1)根據原料成分組成將適量配比的電石爐氣除塵灰、蘭炭末、石灰粉混合均勻，得到混合物；
(2)向混合物加水調濕，同時加入實施例2的復合粘合劑，采用攪拌機攪拌均勻后陳腐均化處理；
(3)將陳腐后的粉狀產物送入對輥成型機成型，得到一定形狀的固體球團；
(4)將固體球團利用熱風爐燃燒產生的熱煙氣進行干燥，干燥過程中固體球團表面與co2反應形成一層碳酸鈣硬殼，增加了固體球團的強度，同時也將球團內部的水分烘干；將干燥后產物冷卻至室溫，即為球團電石原料。
所述的蘭炭末與石灰粉來自生產電石用塊狀生石灰和塊狀蘭炭的篩下物。所述電石爐灰與蘭炭、石灰粉的混合物加水調濕后的全水為25wt％，滿足成型要求，其中加入的部分水分與生石灰反應生成氫氧化鈣，具有一定黏結性。所述的球團粒徑50mm。熱煙氣為300℃。所述球團電石原料中氧化鈣和碳的摩爾比為1∶3.5。所述的復合粘合劑用量為除塵灰、蘭炭末及石灰粉總重量的5％。
以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。