本發(fā)明涉及電石冶煉領(lǐng)域，特別提供了一種石灰石一步法冶煉電石的方法。

背景技術(shù)：

電石化學(xué)名稱是碳化鈣，是有機(jī)合成化學(xué)工業(yè)的基本原料之一，是乙炔化工的重要原料。目前電石生產(chǎn)方法有氧熱法和電熱法，一般多采用電熱法生產(chǎn)。其中電熱法的生產(chǎn)過程是：生石灰CaO和含碳原料即焦炭、蘭炭或石油焦經(jīng)配料后，通過電爐上端的加料口將混合料加入電爐內(nèi)，在開放或密閉的電爐中加熱至2000℃左右，碳與氧化鈣反應(yīng)生成碳化鈣，熔化的碳化鈣從爐底流入坩堝，經(jīng)冷卻、破碎后作為成品包裝。目前，我國電石生產(chǎn)主要是采用電熱法，該法存在的主要問題是生石灰和含碳原料冷料入爐，電爐冶煉電耗高，一噸電石耗電量達(dá)3000kWh；生石灰和含碳原料都需要經(jīng)過不同的反應(yīng)器進(jìn)行高溫處理才能作為冶煉電石原料，工藝過程復(fù)雜，成本高，污染物排放大。

專利CN103708456B公開了一種電石生產(chǎn)新方法，該方法使用的原料為碳基粉末和鈣基粉末，將兩種原料進(jìn)行混合和成型處理，然后將塊狀物料進(jìn)行熱解處理，獲得高熱值合成氣體、焦油和熱解固體產(chǎn)物。熱解固體產(chǎn)物不低于450℃裝入電弧爐進(jìn)行冶煉處理，并且獲得電石。該方法采用熱裝可以降低電弧爐冶煉電耗，成型處理可以降低冶煉反應(yīng)時間，但存在熱解處理速度慢，熱解固體產(chǎn)物強(qiáng)度低等問題。

本發(fā)明為解決上述問題，提出了一種石灰石一步法冶煉電石的方法，此方法不僅可以解決傳統(tǒng)電石生產(chǎn)需要消耗焦炭或蘭炭作還原劑的問題，可以直接使用塊煤，經(jīng)回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行高溫蒸餾直接進(jìn)入礦熱爐，從而實(shí)現(xiàn)了電石生產(chǎn)節(jié)能、低碳以及低成本生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供了一種石灰石一步法冶煉電石的方法，通過減少電石冶煉的工藝流程，解決了傳統(tǒng)電石生產(chǎn)需要消耗焦炭或蘭炭作還原劑的問題，同時實(shí)現(xiàn)了電石生產(chǎn)節(jié)能、低碳以及低成本生產(chǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種石灰石一步法冶煉電石的方法，包括以下步驟：

1)將石灰石和煤塊用顎式破碎機(jī)或錘式破碎機(jī)分別破碎，然后用圓筒混料機(jī)混合均勻，獲得待冶煉的電石原料；

2)將待冶煉的電石原料通過皮帶裝入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行高溫煅燒；

3)將煅燒后的爐料直接熱裝進(jìn)入密閉式礦熱爐，密閉式礦熱爐產(chǎn)生的煤氣直接通過其入料口進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯，煅燒后的爐料在密閉式礦熱爐內(nèi)冶煉得到電石。

進(jìn)一步的，步驟1)中石灰石和煤塊的破碎粒度為5～30mm。

石灰石和煤塊合適的破碎粒度為5～30mm，粒度太大，石灰石分解不徹底，礦熱爐中還原反應(yīng)速度慢；粒度太小，礦熱爐中爐料的透氣性差，不利于爐況順行。

進(jìn)一步的，步驟1)中石灰石與煤塊的質(zhì)量比為100:40～100:70。

根據(jù)石灰石中CaO和煤塊中固定碳含量不同，石灰石與煤塊的質(zhì)量比為100:40～100:70，煤塊不但可以滿足電石生產(chǎn)還原劑需求，而且揮發(fā)分可以作為回轉(zhuǎn)窯煅燒燃料。

進(jìn)一步的，步驟2)中回轉(zhuǎn)窯溫度：1200～1500℃，所述回轉(zhuǎn)窯的出料口生石灰中碳酸鈣含量低于3％。

回轉(zhuǎn)窯內(nèi)要實(shí)現(xiàn)石灰石的完全分解和煤塊中揮發(fā)分的分解，回轉(zhuǎn)窯溫度控制在1200～1500℃。溫度越高，石灰石和煤粉分解速度越快；溫度低于1200℃，石灰石分解不徹底?；剞D(zhuǎn)窯出料口生石灰中碳酸鈣含量要低于3％，如果生石灰中碳酸鈣含量高于3％，礦熱爐冶煉電耗會升高。

進(jìn)一步的，步驟2)中，回轉(zhuǎn)窯位于密閉式礦熱爐的頂部，回轉(zhuǎn)窯的出料口正對著密閉式礦熱爐的入料口。

進(jìn)一步的，步驟2)中，回轉(zhuǎn)窯所用燃料為密閉式礦熱爐還原產(chǎn)生的煤氣，密閉式礦熱爐的還原劑為經(jīng)回轉(zhuǎn)窯蒸餾后的塊煤。

進(jìn)一步的，步驟2)中，回轉(zhuǎn)窯的煅燒時間為60～240min。

回轉(zhuǎn)窯的煅燒時間為60～240min，回轉(zhuǎn)窯溫度低，煅燒時間長，回轉(zhuǎn)窯溫度高，煅燒時間短。

進(jìn)一步的，步驟1)中石灰石破碎粒度為8～15mm，煤塊的破碎粒度為7～16mm，石灰石與煤塊的質(zhì)量比為100:53；步驟2)中回轉(zhuǎn)窯溫度：1257～1412℃，回轉(zhuǎn)窯的出料口生石灰中碳酸鈣含量低于2.4％，回轉(zhuǎn)窯的煅燒時間為83～201min。

進(jìn)一步的，石灰石的化學(xué)成分為：CaO：46％～52％、SiO₂≤2.0％、MgO≤2.0％、Al₂O₃≤1.0％、Fe₂O₃≤0.8％、燒失量≥42.0％，所述化學(xué)成分為質(zhì)量百分比，上述化學(xué)成分的總和為100％。

進(jìn)一步的，煤塊中固定碳含量為50％～85％，揮發(fā)分8％～40％，所述化學(xué)成分為質(zhì)量百分比。

進(jìn)一步的，電石的發(fā)氣量280～340L/kg。

本發(fā)明一種石灰石一步法冶煉電石的方法具有下述優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明的石灰石一步法冶煉電石的方法將石灰石煅燒和電石冶煉連接起來，縮短了工藝流程，減少了物料的倒運(yùn)和存儲；

(2)本發(fā)明的石灰石一步法冶煉電石的方法可以直接使用普通塊煤，塊煤在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)高溫干餾不但可以為石灰石煅燒提供熱量，而且高溫干餾后可以作為電石還原劑，不需要使用焦炭或蘭炭作為還原劑等，生產(chǎn)成本低；

(3)本發(fā)明的石灰石一步法冶煉電石的方法回轉(zhuǎn)窯排出的混合料熱裝進(jìn)入電爐，熱裝溫度可以達(dá)到1000℃以上，顯著降低電石生產(chǎn)冶煉電耗，提高冶煉效率，降低生產(chǎn)成本。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

石灰石的化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：CaO 51.53％、SiO₂ 0.82％、MgO 1.41％、Al₂O₃ 1.47％、Fe₂O₃ 0.45％、燒失量44.32％；煤塊中固定碳含量為50.65％，揮發(fā)分37.78％，其中，石灰石破碎粒度為5～20mm，煤塊破碎粒度為10～30mm。

工藝步驟為如下：將100kg石灰石70kg煤塊混勻加入到回轉(zhuǎn)窯中，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒溫度為1200℃，混合料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的停留時間為240min，然后將回轉(zhuǎn)窯排出的高溫混合料直接裝入密閉式礦熱爐，冶煉得到電石產(chǎn)品。所得電石產(chǎn)品的發(fā)氣量可以達(dá)到310L/kg。

實(shí)施例2

石灰石的化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：CaO 49.82％、SiO₂ 1.02％、MgO 1.68％、Al₂O₃ 0.97％、Fe₂O₃ 0.62％、燒失量45.89％；煤塊中固定碳含量為75.48％，揮發(fā)分14.21％，其中，石灰石破碎粒度為10～30mm，煤塊破碎粒度為5～20mm。

工藝步驟為如下：將100kg石灰石45kg煤塊混勻加入到回轉(zhuǎn)窯中，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒溫度為1400℃，混合料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的停留時間為120min，然后將回轉(zhuǎn)窯排出的高溫混合料直接裝入密閉式礦熱爐，冶煉得到電石產(chǎn)品。所得電石產(chǎn)品的發(fā)氣量可以達(dá)到310L/kg。

實(shí)施例3

石灰石的化學(xué)成分為如下(以質(zhì)量計)：CaO 52.89％、SiO₂ 0.72％、MgO 1.03％、Al₂O₃ 0.68％、Fe₂O₃ 0.82％、燒失量43.86％；煤塊中固定碳含量為85.05％，揮發(fā)分7.78％，其中，石灰石破碎粒度為5～30mm，煤塊破碎粒度為5～30mm。

工藝步驟為如下：將100kg石灰石40kg煤塊混勻加入到回轉(zhuǎn)窯中，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒溫度為1500℃，混合料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的停留時間為60min，然后將回轉(zhuǎn)窯排出的高溫混合料直接裝入密閉式礦熱爐，冶煉得到電石產(chǎn)品。所得電石產(chǎn)品的發(fā)氣量可以達(dá)到310L/kg。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。