CN102234720A - 煤直接液化残渣制备的球团矿粘结剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤直接液化残渣制备的球团矿粘结剂及其制备方法，它是通过将煤直接液化残渣、膨润土、分散剂、碳酸钠和水按照一定比例配料、湿法球磨制浆，获得稳定的液态球团粘结剂；也可将液态球团粘结剂烘干粉碎，获得粉状球团粘结剂。该类粘结剂成本低廉，产品中引入氧化硅含量少，引入了较多的氧化铁和有机物，增加了铁矿原料的品位，降低了焦炭消耗，是煤直接液化残渣充分利用的有效途径，变废为宝，节能减排，具有良好的经济和社会效应。

Description

煤直接液化残渣制备的球团矿粘结剂及其制备方法
技术领域
本发明属于煤化工工业废渣在冶金行业中应用的循环经济技术领域，具体涉及一种用煤直接液化残渣制备钢铁行业球团烧结矿用球团粘结剂。
背景技术
众所周知，在煤制油技术中，煤直接液化技术在我国已经开始大规模工业化应用，但是在煤直接液化过程中产生的残渣的处理却仍然没有得到很好的解决。
煤直接液化残渣中含有三类物质：一定量的有机质和未反应的炭，一定量的无机灰质和一定量的无机催化剂。如果单独利用残渣中的任何一类或两类物质，都存在要分离去除剩余物质的技术问题，为残渣利用带来了新的技术问题和成本的增加，这是现行煤直接液化残渣综合利用过程中存在的主要问题，而如何利用煤直接液化残渣中所有物质，并且在不对煤直接液化残渣进行分离的前提下，减少综合利用过程的加工成本，是本发明专利主要解决的问题。
球团烧结矿是冶金行业普遍采用的冶金炉用熟料，而球团粘结剂正是球团矿烧结时必备的量大面广的原料。
长期以来，为了降低成本，球团行业普遍采用膨润土为粘结剂。膨润土粘结剂引入二氧化硅是高炉炼铁过程中的有害杂质，采用有机高分子材料代替膨润土一直是该领域研究的主要内容，然而但凡高分子材料都存在成本高的问题，钢铁企业不易接受。本发明能取代或者部分取代膨润土，降低粘合剂中膨润土的用量且增加成本不多也是本发明要解决的问题。
发明内容
针对背景技术中煤直接液化残渣利用中存在的难分离问题，以及冶金行业球团矿粘结剂存在的膨润土引入过多的二氧化硅问题，本发明采用煤直接液化残渣制备球团矿粘结剂，能够有效解决以上两个问题。
为了实现上述技术任务，本发明采取如下具体的技术解决方案：
一种煤直接液化残渣制备的球团矿粘结剂，其特征在于：它是由下述固态原料按照如下质量百分比制成：
煤直接液化残渣：   75%-90%；
膨润土：                9-20%；
外加剂干粉：         0.5-2%；
纯碱：                  0.5-3%；
上述原料的质量百分比之和为100%。
另外，煤直接液化残渣制备的球团矿粘结剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：按照如下质量百分比选取如下固态原料：
煤直接液化残渣：75%-90%，膨润土：9-20%，外加剂干粉：         0.5-2%，纯碱： 0.5-3%，上述固体原料的质量百分比之和为100%；
步骤二：将上述所有固态原料和水按照质量比2~4：1的比例加入球磨机，球磨成料浆细度小于300目得到液体球团粘结剂；
步骤三：将液体球团粘结剂料浆在100-150oC的温度下进行烘干并粉碎成小于200目的粉体时，得到干粉球团粘结剂。
本发明还具有以下技术特点：
所述的煤直接液化残渣是煤直接液化后从减压蒸馏装置排出的软化点不高于180℃，固体含量不超过80%重量百分比的煤直接液化残渣。
所述的膨润土是指吸蓝量大于30（克/100克）的钠基或钙基膨润土。
所述的外加剂干粉为固含量大于90%的萘磺酸盐甲醛缩合物水煤浆干粉分散剂。
所述的纯碱为总碱量大于98%的工业纯碱；所述的水为工业用自来水。
所述水为工业用自来水。
本发明与现有技术相比具有以下技术优势：
首先，利用煤直接液化残渣中超细固体颗粒的巨大比表面积实现对铁精矿粉的粘结，减少了配方中膨润土的用量，减少了二氧化硅的引入。
其次，煤直接液化残渣中铁系催化剂中的铁元素，参与金属铁的冶炼，将残渣中的铁得到了充分利用。
第三，残渣中的有机物对铁精粉具有良好的粘结作用，不仅取代膨润土，而且具有替代燃料的作用，节约焦炭，使得残渣中的有机物得到了充分利用。
四，本发明制得的球团矿粘结剂综合成本低，便于推广。
具体实施方式
下面通过具体的优选实施例来对本发明作进一步详细说明。选择以下固态原料并按照如下质量百分比进行混合配比：煤直接液化残渣：75%-90%；膨润土：9-20%；外加剂干粉： 0.5-2%；纯碱：0.5-3%；上述原料的质量百分比之和为100%。
将上述所有固态原料和水按照质量比2~4：1的比例加入球磨机，球磨成料浆细度小于300目得到液体球团粘结剂；
将液体球团粘结剂料浆在100-150oC的温度下进行烘干并粉碎成小于200目的粉体时，得到干粉球团粘结剂。
将干粉球团粘结剂（干基），按照占干粉球团粘结剂总重量2.5%加入铁精粉中，圆盘成球机上成球后，200 oC下干燥，1100oC下煅烧，分别获得湿球、干球、熟球，分别测量湿球、干球和熟球的强度，并计算氧化硅引入的变化量。
实施例1
770克煤液化残渣，200克钠基膨润土，10克纯碱（碳酸钠），20克萘系分散剂，300克水，球磨后4小时，获得料浆全通过300目筛，为稳定液态球团粘结剂QTN-1。
 
850克煤液化残渣，122克钠基膨润土，8克纯碱（碳酸钠），20克萘系分散剂，300克水，球磨后4小时，获得料浆全通过300目筛，为稳定液态球团粘结剂QTN-2。
 
900克煤液化残渣，75克钠基膨润土，6克纯碱（碳酸钠），19克萘系分散剂，300克水，球磨后4小时，获得料浆全通过300目筛，为稳定液态球团粘结剂QTN-3。
 
将干粉球团粘结剂（干基），按照占干粉球团粘结剂总重量2.5%加入铁精粉中成球，干燥，烧结，测量湿球、干球和熟球的强度，见表1
表1强度试验结果及
实施例2
800克煤液化残渣，170克钙基膨润土，15克纯碱（碳酸钠），15克萘系分散剂，300克水，球磨后4小时，获得料浆全通过300目筛，为稳定液态球团粘结剂QTN-4。
 
850克煤液化残渣，115克钙基膨润土，15克纯碱（碳酸钠），20克萘系分散剂，300克水，球磨后4小时，获得料浆全通过300目筛，为稳定液态球团粘结剂QTN-5。
 
900克煤液化残渣，50克钙基膨润土，30克纯碱（碳酸钠），20克萘系分散剂，300克水，球磨后4小时，获得料浆全通过300目筛，为稳定液态球团粘结剂QTN-6。
 
将干粉球团粘结剂（干基），按照占干粉球团粘结剂总重量2.5%加入铁精粉中成球，干燥，烧结，测量湿球、干球和熟球的强度，见表2
表2强度试验结果及
Figure DEST_PATH_IMAGE003A
实施例3
800克煤液化残渣，160克钙基膨润土，20克纯碱（碳酸钠），10克萘系分散剂，300克水，球磨后4小时，获得料浆全通过300目筛，150oC下烘干，粉碎成小于200目粉体，为粉体球团粘结剂QTN-7。
 
850克煤液化残渣，100克钙基膨润土，30克纯碱（碳酸钠），20克萘系分散剂，300克水，球磨后4小时，获得料浆全通过300目筛，150oC下烘干，粉碎成小于200目粉体，为粉体球团粘结剂QTN-8。
 
900克煤液化残渣，50克钙基膨润土，30克纯碱（碳酸钠），20克萘系分散剂，300克水，球磨后4小时，获得料浆全通过300目筛，150oC下烘干，粉碎成小于200目粉体，为粉体球团粘结剂QTN-9。
 
按照2.5%的重量百分比（干基）将上述粘结剂加入铁精粉成球，干燥，烧结，测量湿球、干球和熟球的强度，见表3 
表3强度试验结果及

Claims (10)

1.一种煤直接液化残渣制备的球团矿粘结剂，其特征在于：它是由下述固态原料按照如下质量百分比制成：
煤直接液化残渣：   75%-90%；
膨润土：             9-20%；
外加剂干粉：         0.5-2%；
纯碱：               0.5-3%；
上述原料的质量百分比之和为100%。
2.如权利要求1所述的煤直接液化残渣制备的球团矿粘结剂，其特征在于：所述的煤直接液化残渣是煤直接液化后从减压蒸馏装置排出的软化点不高于180℃，固体含量不超过80%重量百分比的煤直接液化残渣。
3.如权利要求1所述的煤直接液化残渣制备的球团矿粘结剂，其特征在于：膨润土是指吸蓝量大于30（克/100克）的钠基或钙基膨润土。
4.如权利要求1所述的煤直接液化残渣制备的球团矿粘结剂，其特征在于：所述的外加剂干粉为固含量大于90%的萘磺酸盐甲醛缩合物水煤浆干粉分散剂。
5.如权利要求1所述的煤直接液化残渣制备的球团矿粘结剂，其特征在于：所述的纯碱为总碱量大于98%的工业纯碱。
6.制备权利要求1-5之中任意一项所述的煤直接液化残渣制备的球团矿粘结剂方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：按照如下质量百分比选取如下固态原料：
煤直接液化残渣：75%-90%，膨润土：9-20%，外加剂干粉：         0.5-2%，纯碱： 0.5-3%，上述固体原料的质量百分比之和为100%；
步骤二：将上述所有固态原料和水按照质量比2~4：1的比例加入球磨机，球磨成料浆细度小于300目得到液体球团粘结剂；
步骤三：将液体球团粘结剂料浆在100-150oC的温度下进行烘干并粉碎成小于200目的粉体时，得到干粉球团粘结剂。
7.如权利要求6所述的制备煤直接液化残渣制备的球团矿粘结剂方法，其特征在于：所述的煤直接液化残渣是煤直接液化后从减压蒸馏装置排出的软化点不高于180℃，固体含量不超过80%重量百分比的煤直接液化残渣。
8.如权利要求6所述的制备煤直接液化残渣制备的球团矿粘结剂方法，其特征在于：所述的膨润土是指吸蓝量大于30（克/100克）的钠基或钙基膨润土。
9.如权利要求6所述的制备煤直接液化残渣制备的球团矿粘结剂方法，其特征在于：所述的外加剂干粉为固含量大于90%的萘磺酸盐甲醛缩合物水煤浆干粉分散剂。
10.如权利要求6所述的制备煤直接液化残渣制备的球团矿粘结剂方法，其特征在于：所述的纯碱为总碱量大于98%的工业纯碱；所述的水为工业用自来水。
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