CN101792685A - 碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法，是按重量百分比把82％-91％兰炭粉、7％-9％的添加剂、2％-11％的粘接剂混合，在常温下将混合物加入到搅拌机搅拌2-5分钟，然后加工成型，烘干后即成成品；添加剂为肥煤；粘接剂按重量百分比为用20-30％的烧碱氢氧化钠溶液、20-30％的尿素溶液、40-60％的玉米淀粉混合，混合时加入60℃-80℃的热水即成兰炭粉末成型粘接剂；其中氢氧化钠溶液的浓度为0.1％-5％，尿素溶液的浓度为0.1％-5％；本发明产品冷强度高，替代兰炭批量入炉，不影响电石冶炼产量、质量，降低电石的生产成本，提高资源利用率，具有良好的使用和推广价值。

Description

碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法

技术领域

本发明涉及碳化钙生产领域，具体是一种碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法。

背景技术

兰炭以其固定碳高、比电阻高、化学活性高、低灰、低硫、低磷的特性，已逐步取代冶金焦而广泛应用于电石、金属硅、铁合金、硅铁、碳化硅、铬铁、化肥等产品的生产。但在生产破碎、转运装卸及使用过程中会产生的焦粉达30％，由于其不粘结和易粉化的性质，而不能充分利用，只能用作电煤和民用等低级燃料。对于小于4mm以下的兰炭粉只能减价出售，浪费极大，所以在能源紧张的今天，利用兰炭粉末加工成球团代替兰炭使用，是化工、电石、冶金行业降低消耗、增收节支的最佳途径。

目前国内多家电石生产企业开始研发兰炭粉末压制成型技术，但都面临很多技术问题。

(1)兰炭粉末的成型与成型后的性能

由于兰炭粉不粘结和易粉化的性质，在兰炭粉末成型过程中需要添加粘接剂使其在成型后保持其形状。兰炭粉末成型对粘接剂的要求：灰分低、粘接性能好、化学活性好。目前我国在粉末成型中使用的粘接剂有几种，将这些粘接剂使用在兰炭粉末成型中使用，兰炭粉末成型率达不到预期的要求。成型率低，表现为生产出来的球状材料成品只占30-50％。兰炭粉末成型的粘结剂成为我们主要难题之一。

兰炭球质量要求：	兰炭球机械性能的要求：
		灰分≤9.5％-10％可燃基挥发份18％-24％硫分≤0.6％-0.7％G值＞65％-75％Y值＞6mm、8mm、12mm、16mm水分≤5％	兰炭球的冷强度大于或等于兰炭的冷强度；兰炭球的热强度就是将兰炭球放置在马弗炉中在800℃以上的温度下烘烤30-60分钟，然后放入冷水中如果不散，就说明它热强度达标。

其中在灰分、硫分越低越好；G值(粘结指数)、Y值(胶质层最大厚度)越大越好。

(2)产品的形状

成型机生产的产品形状决定于物料的使用燃烧或冶炼中的透气性能，它在整个工艺占据重要因素。在实际使用中，产品的形状越近似不规则形状，像块煤那样，它的燃烧透气性就越好，燃烧就更完全。

(3)烘干设备的设计

烘干设备是整个工艺中的最重要的部分之一。由于我们的对烘干产品有一定的质量要求(含水分)，那么我们对烘干设备的性能要求很高。目前国内使用的烘干设备，立式烘干和翻板式、网带式烘干设备。这些烘干设备在烘干兰炭粉末成型产品(以下称炭球)时，出现很多问题。一、温度难于控制，容易失火；二、烘干效果不好，达不到我们含水分5％以下的要求；三、烘干设备操作复杂，难于清理；四、热能利用率低。

发明内容

本发明的目的是为了使兰炭粉末成型与成型后的性能稳定易于使用，特提出一种碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法。

为此本发明的技术方案为，碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法，包括兰炭粉，其特征在于：按重量百分比把82％-91％兰炭粉、7％-9％的添加剂、2％-11％的粘接剂混合，在常温下将混合物加入到搅拌机搅拌2-5分钟，然后加工成型，烘干后即成成品。

对上述方案的改进在于：所述的添加剂为肥煤。

对上述方案的再改进在于：所述的粘接剂按重量百分比为用20-30％的氢氧化钠溶液、20-30％的尿素溶液、40-60％的玉米淀粉混合，混合时加入60℃-80℃的热水即成兰炭粉末成型粘接剂；其中氢氧化钠溶液的浓度为0.1％-5％，尿素溶液的浓度为0.1％-5％。

对上述方案的进一步改进在于：选用的搅拌机是JS500强制搅拌机。

对上述方案的再进一步改进在于：选用的成型机是ZZXM强力成型压球机，压制出的球团的形状为直径为50mm扁球状。

对上述方案的再进一步改进在于：烘干过程是在100°-160℃的温度下，经过7-9小时的烘干，最终把炭球的水分烘干至4-6％，即成成品。

有益效果：

本发明中各成分所占的比例及其作用：

玉米淀粉的比例：1％-5％，粘结剂的主要成分；

兰炭粉的比例：82％-91％，炭球的主要成分；

肥煤的比例：3％-9％，添加剂，增加炭球的固定碳含量；

氢氧化钠溶液的比例：0.5％-3％(其中氢氧化钠占比例为0.1％-5％)粘结剂中起到增强炭球的强度的作用；

尿素溶液的比例：0.5％-3％(其中尿素占比例为0.1％-5％)粘结剂中起到增强炭球的强度的作用，且稀释玉米淀粉浓度。

其中玉米淀粉与氢氧化钠溶液、尿素溶液混合时需要加入一定量的热水，热水的温度保持在60℃-80℃之间。加入水的比重应略少于玉米淀粉。粘接剂混合后，加入到搅拌机中与兰炭粉、肥煤混合搅拌。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

本发明按重量百分比把82％-91％兰炭粉，3％-9％的添加剂肥煤和2％-11％的粘接剂混合，在常温下将混合物加入到搅拌机混合搅拌，进行2-5分钟左右搅拌时间，最后压球成型，烘干后即成成品。

所述的粘接剂按重量百分比为用20-30％的烧碱氢氧化钠溶液、20-30％的尿素溶液、40-60％的玉米淀粉混合，混合时加入60℃-80℃的热水即成兰炭粉末成型粘接剂；其中氢氧化钠溶液的浓度为0.1％-5％，尿素溶液的浓度为0.1％-5％。加入的热水少于玉米淀粉，混合后，混合物粘稠即可。

选用JS500强制搅拌机，常温下将粉碎好的兰炭粉、肥煤与粘接剂的混合物进行2-5分钟左右搅拌，使每个球团粘接剂的含量基本相同，保持均匀。

压球机对物料有以下要求：物料粒度应控制在小于1mm的颗粒应在30％-40％；1mm到2mm的颗粒应在30％-40％；最大的颗粒应小于3mm的颗粒应在20％左右。所以，炭粉和肥煤要经过粉碎机和筛分机达到我们压球机的粒度的要求。振动筛把兰炭粉和肥煤中的块煤筛分出去，如不是混煤就不用振动筛。粉碎机把筛分后的兰炭粉和肥煤成3mm以下颗粒，进行压块。

选用的是ZZXM强力压球机，球团的形状选择的是直径为50mm扁球状。

碳球制作需要：炭粉、添加剂(肥煤)、粘接剂(氢氧化钠溶液、尿素溶液、玉米淀粉)。

各成分所占的比例及其作用：

玉米淀粉约占比例：1％-5％，粘结剂的主要成分；

炭粉约占比例：82％-91％，炭球的主要成分；

肥煤约占比例：3％-9％，添加剂，增加炭球的固定碳含量；

氢氧化钠溶液约占比例：0.5％-3％(其中氢氧化钠占比例为0.1％-5％)粘结剂中起到增强炭球的强度的作用；

尿素溶液约占比例：0.5％-3％(其中尿素占比例为0.1％-5％)粘结剂中起到增强炭球的强度的作用，且稀释玉米淀粉浓度。

其中玉米淀粉与氢氧化钠溶液、尿素溶液混合时需要加入一定量的热水，热水的温度保持在60℃-80℃之间。加入水的比重应略少于玉米淀粉。粘接剂混合后，加入到搅拌机中与兰炭粉、肥煤混合搅拌。

经济分析：

本发明技术的特征是产品冷强度高，可替代兰炭批量入炉，而不影响电石冶炼产量、质量，降低电石的生产成本，提高资源利用率，具有良好的使用和推广价值。

目前本公司的电石年产能已达到25万吨，生石灰和兰炭是电石生产的原材料，每年所需兰炭20万吨，大量的原材料筛下物兰炭粉只能作低价处理。按原材料入炉质量比例计算每月产生1670吨兰炭粉。

兰炭粉成型项目效益情况：

成品兰炭颗粒按1367元/吨计算，兰炭粉按570元/吨计算，粘结剂、水电、人工及其他合计按211元/吨计算，产量按1670t/月计算：

每吨利润：1367元-570元-211元＝586元

月利润：586元×1670吨＝97862元

对兰炭粉末成型技术做了实验在炉前进行单炉试用，5公斤/炉，14吨/日，碳材配比为60％-63％，产量、质量均无影响，实验效果良好。

Claims (6)

1.碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法，包括兰炭粉，其特征在于：按重量百分比把82％-91％兰炭粉、7％-9％的添加剂、2％-11％的粘接剂混合，在常温下将混合物加入到搅拌机搅拌2-5分钟，然后加工成型，烘干后即成成品。

2.根据权利要求1所述的碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法，其特征在于：所述的添加剂为肥煤。

3.根据权利要求1所述的碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法，其特征在于：所述的粘接剂按重量百分比为用20-30％的烧碱氢氧化钠溶液、20-30％的尿素溶液、40-60％的玉米淀粉混合，混合时加入60℃-80℃的热水即成兰炭粉末成型粘接剂；其中氢氧化钠溶液的浓度为0.1％-5％，尿素溶液的浓度为0.1％-5％。

4.根据权利要求1所述的碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法，其特征在于：选用的搅拌机是JS500强制搅拌机。

5.根据权利要求1所述的碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法，其特征在于：选用的成型机是ZZXM强力成型压球机，压制出的球团的形状为直径为50mm扁球状。

6.根据权利要求1所述的碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法，其特征在于：烘干过程是在100°-160℃的温度下，经过7-9小时的烘干，最终把炭球的水分烘干至4-6％，即成成品。

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