CN102971403A - 含煤颗粒的压制品的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及含煤颗粒的压制品的制备方法、由此获得的压制品以及所述压制品在固定床方式的生铁制造方法中或在制备用于在固定床方式的生铁制造方法中的碳载体的方法中的应用。在待加工成压制品的物料与含水粘结剂体系混合并最后加工成压制品之前，部分量的待加工成压制品的物料即煤颗粒用一种物质浸渍。

Description

含煤颗粒的压制品的制备方法

技术领域

本发明涉及含煤颗粒的压制品的制备方法、由此获得的压制品以及所述压制品在固定床的生铁制造方法中或在制备用于固定床的生铁制造方法中的碳载体的方法中的应用。

现有技术

在固定床中的生铁制造方法中，例如在熔融气化器中，或在制备用于在固定床中的生铁制造方法中的碳载体的方法中，例如制备用于高炉的焦炭中，所使用的含有煤颗粒的压制品例如团块(Brikett)，在从压机出料后必须具有一定的抗跌落强度（Sturzfestigkeit）和抗压强度。为了在装填到工艺的过程中虽然有不可避免的跌落，例如在从一个输送带转移到其它输送带上或在装填到材料仓库时，尽可能基本上保持压制品的原始尺寸，抗跌落强度是必要的。为了在装填到材料仓库或固定床反应器之后，尽管叠置的材料层会施加压力，但仍保持压制品的原始尺寸，抗压强度是必要的。这些强度的要求也概括在术语低温强度之下。

除了低温强度之外，压制品的热强度-特别是在热工艺中使用时-也是其适用性的一个标准。在生铁制造方法中，例如在熔融气化器或高炉中使用含细粒煤颗粒的压制品的特殊情况下，术语热强度是a）基于压制品在高温区热解后剩余的半焦炭颗粒或焦炭颗粒的强度，和b）基于这些半焦炭颗粒或焦炭颗粒在含CO₂的热气体化学腐蚀后的强度。热强度的最低限度要使得压制品通过热解转化为半焦炭颗粒或焦炭颗粒后存在的这种颗粒的大小得到基本保持成为可能。因此，在固定床中的生铁制造方法中，不希望在装填到固定床中之前或在固定床内部由压制品或焦炭颗粒产生细粒，因为这样会使固定床的渗透性变差。在生铁制造方法的特殊情况下，这既涉及到固定床的透气性也涉及到固定床对液态生铁和炉渣的排出性(Drainageverhalten)。如果固定床的渗透性变差，因此将预期到对其生产率、其比（spezifisch）能需求以及其产品质量产生不利的影响。

从WO 02/50219A1中已知，从细粒煤颗粒借助于生石灰和糖蜜的粘结剂体系制备具有充足低温强度的压制品。其中将粉煤的细粒煤颗粒和生石灰混合，将混合物静置以便与来自煤颗粒的水分进行熟化反应(L?schreaktion)，然后混入糖蜜，将其中获得的混合物捏合和最后由其压制成压制品。

有一些显示出特别高的吸水能力，特别是特征为高的固有湿度的煤。但是对于在生铁制造中的应用来说，压制品的湿度不应该太高，即最高为7重量%。这是由于该湿度在压制品用于生铁制造或用于制备用于生铁制造方法的碳载体时会起能量上带来负担的作用，因为碳载体的比消耗会随着压制品的湿度而显著升高。因此湿度较高的煤在加工成压制品之前应进行干燥。除了在未干燥的煤中已经存在的未润湿的孔体积外，干燥时水从空腔排出产生另外的孔体积。未润湿的孔体积会吸收相应量的水或含水介质。所述的另外的孔体积当然也会重新吸收水或含水介质。此外，某些煤也倾向于-特别是在强烈干燥时-由于颗粒受损而产生另外的孔体积。在WO02/50219A1中所述的方法用于制备压制品之前将具有高吸水能力的煤干燥到可接受的湿度时，产生了另外的大的孔体积。因此，干燥的煤颗粒会在其孔中吸收很大部分的用于在颗粒表面上产生粘结所需的理解为水溶液的糖蜜。因此对于那些具有通常所使用的糖蜜添加量≤10重量%（基于待加工的煤的重量计）的煤来说，无法为压制品获得足够的强度。但是为了能够基于糖蜜粘结剂制备有足够强度的压制品，必须

-放弃通过干燥产生未润湿的孔体积，或

-添加更多量的糖蜜，增加的量被孔体积所吸收并因此没有粘结在煤颗粒表面上。

但是由于工艺经济学的原因，这些措施是不希望有的。

即使对于本质上低湿度的煤，它们不需要为了实现最高为7重量%的压制品湿度而进行干燥，一部分糖蜜也会吸收到煤颗粒的孔中。但是糖蜜含有对碳与含CO₂的热气体的反应起催化作用的组分，因此特别是在用于生铁制造的固定床在温度>800-1000℃的热区域中，依赖于压力，固体碳与CO₂的反应程度根据Boudouard反应而增加。鉴于此，由用糖蜜处理的压制品通过热解得来的半焦炭颗粒或焦炭颗粒的热强度会降低。

在W09901583A1中建议的使用沥青作为粘结剂没有提出这样的与糖蜜有关的问题。但是用沥青制备压制品具有很高的粘结剂成本。

在AT005765U1中建议的使用含水的沥青乳液作为粘结剂体系将沥青的消耗降低了最高超过50%。但是在实践中已经表明，为了在使用这样的沥青乳液时产生稳定的压制品，应用的煤必须具有显著高于5重量%的湿度。此外还存在的问题是，乳液在待加工成压制品的物料（Gut）内部能够尽可能均匀分布和相应地颗粒表面能够被乳液均匀润湿之前，在煤颗粒中存在的孔能够吸收含水的沥青乳液，或者会从乳液中抽走水和因此由于液滴凝聚而使乳液不稳定。由此乳液作为粘结剂的作用会降低。

发明内容

技术目的

本发明的目的是提供一种制备压制品的方法，其中克服了现有技术的这些缺点，和即使使用必须预干燥的煤颗粒时，在使用相比于已知方法较少量的含水粘结体系情况下也能制备具有足够的坯料强度（Grünfestigkeit）和热强度的压制品。

技术解决方案

该目的通过一种制备含煤颗粒的压制品的方法得以解决，其中所述煤颗粒与含水的粘结剂体系混合和将其中获得的混合物通过压制进一步加工成压制品，其特征在于，在与含水粘结剂体系混合之前，部分量的煤颗粒经受一个浸渍步骤，在其中所述煤颗粒用物质浸渍。

本发明的有益效果

在浸渍时，所述物质或者渗入煤颗粒的孔中和相应地通过填充孔隙而阻止含水粘结剂体系的组分渗入。或者是所述物质淤积在煤颗粒表面上孔的出口位置（也称为孔颈部）和通过堵塞孔颈部而阻止含水粘结剂体系的组分渗入孔中。

以此方式阻止了在煤颗粒表面上为了粘结目的所需的含水粘结剂体系在渗入到孔中之后不再能够满足这一粘结目的。相应地，相比于含水粘结剂体系能够渗入孔中的方法，降低了所需的含水粘结剂体系的量。

优选地，待加工成压制品的煤颗粒，或至少其部分量，在浸渍步骤之前干燥到湿度少于8重量%，优选干燥到湿度少于7重量%。特别优选湿度在大于/等于4重量%-少于8重量%的范围，更特别优选湿度在大于/等于5重量%-少于7重量%的范围。

除了水外，所述含水粘结剂体系可以含有一种或多种其它的组分。

所述浸渍步骤可以由用所述物质蒸（Bedampfung）煤颗粒、用所述物质喷洒煤颗粒、将所述物质混入煤颗粒的运动料体（Schüttung）中、或将所述物质混入煤颗粒的流化床中组成。

在与含水粘结剂体系混合之前进行了浸渍步骤的部分量的煤颗粒和未进行浸渍步骤的煤颗粒可以是就其煤种类和平均粒度而言相同的材料。根据另一变化方案，在与含水粘结剂体系混合之前进行了浸渍步骤的部分量的煤颗粒可以是与未进行浸渍步骤的煤颗粒相同的煤种类，但是可以具有与未进行浸渍步骤的煤颗粒不同的平均粒度。

不是将会全部量的待加工成压制品的煤颗粒进行浸渍，而是仅仅浸渍部分量。

根据另一变化方案，在与含水粘结剂体系混合之前进行了浸渍步骤的部分量的煤颗粒可以是与未进行浸渍步骤的煤颗粒不同的煤种类。其中所述待浸渍的部分量煤颗粒和未进行浸渍的煤颗粒可以具有相同或不同的平均粒度。

如果用来制备压制品的部分量煤颗粒区别在于它们属于不同的煤种类并且从不同的煤种类生成具有不同的低温强度和热强度值的压制品的话，有利的是将提供具有不太有利的低温强度和热强度值的压制品的部分量煤颗粒浸渍。

如果用来制备压制品的煤颗粒属于唯一的煤种类，但是其区别在于它们具有不同的平均粒度，则可能有利的是将具有尽可能大的平均粒度的部分量煤颗粒浸渍。由于具有较大平均粒度的煤颗粒的比表面积小于具有较小平均粒度的煤颗粒，以此方式可以用给定量的浸渍剂将比浸渍具有较小平均粒度的煤颗粒时更大部分质量的待加工成压制品的煤颗粒浸渍。

如果用来制备压制品的煤颗粒属于唯一的煤种类，但是其区别在于它们具有不同的平均粒度，但也可能有利的是将具有尽可能小的平均粒度的部分量煤颗粒浸渍。由于具有较大平均粒度的煤颗粒的比表面积小于具有较小平均粒度的煤颗粒，用给定部分的待浸渍质量浸渍的表面积比使用具有较大平均粒度的煤颗粒的部分量时要大。这样具有的优点是，例如与流经煤颗粒表面的热的含CO₂气体的反应通过浸渍而受到大大的影响，因为有更多的表面积被浸渍。

如果用来制备压制品的部分量煤颗粒与没有该部分量制备的压制品相比对压制品的低温强度和热强度具有负面的影响，则有利的是将该部分量煤颗粒浸渍。以此方式可以降低其对压制品性质的负面影响。

在部分量的煤颗粒进行了根据本发明的浸渍步骤之后，将浸渍的部分量煤颗粒与未浸渍的煤颗粒合并，和将合并的煤颗粒进一步加工成压制品。

可以在一个合并步骤中将浸渍的部分量煤颗粒与未浸渍的煤颗粒合并，其中仅仅发生合并和任选地进行混合。在这种情况下进行制备压制品的其它步骤，特别是含水的粘结剂体系与合并得到的产物进行混合。也可以在与含水粘结剂体系混合期间将浸渍的部分量煤颗粒与未浸渍的煤颗粒合并。

用来浸渍的物质优选地作为液体形式使用或借助于液体用于浸渍。作为液体是例如在浸渍步骤所处的温度下为液体的物质。借助于液体的浸渍是指例如使用尽管在浸渍步骤所处的条件下本身不为液体但是在液体中被乳化或悬浮的物质进行的浸渍。

与使用固体物质相比，由此改善或完全才有可能向孔中渗入或堵塞孔颈部。

为了保证浸渍步骤时使用的物质在浸渍步骤期间保持为液态，待浸渍的煤颗粒优选地加热到所述物质为液体时的温度。

根据一个实施方式，用以在浸渍步骤中浸渍所述部分量煤颗粒的物质是水。

然后，在浸渍步骤中水被吸收到孔中，该孔因此不再显示出吸收在浸渍步骤后输送到煤颗粒的含水粘结剂体系的组分的渴望(Bestreben)。因此，在迄今的方法中吸收到孔中的并因此对于压制品的粘结变得无效的组分会对压制品的粘结做出贡献。

通过限制用水浸渍的压制品在与具有比该压制品更小的湿度的碳载体结合的用于生铁制备工艺的应用混合物中的含量，进入生铁制造工艺的水限制到了可接受的程度。

根据另一个实施方式，用以在浸渍步骤中浸渍所述部分量煤颗粒的物质是水不溶性的和/或疏水性(wasserabstoβend)物质。

如果在浸渍步骤中所述孔用这样的物质填充，和其中所述孔壁用这样的物质涂覆的话，孔吸收含水粘结剂体系的组分的渴望会下降。如果在煤颗粒表面上的孔的出口位置被这样的物质封闭的话，则含水粘结剂体系的组分不再能渗入孔中。因此，迄今吸收到孔中的并因此对于压制品的粘结变得无效的组分会对压制品的粘结做出贡献。

所述水不溶性的和/或疏水性物质优选地属于由蜡、炼焦厂或精炼厂的有机产物、以及塑料或塑料废料组成的物质组。也可以是废油。也可以是沥青。这些物质通常大量地成本有利地供应。

其中所述浸渍步骤有利地在所述水不溶性的和/或疏水性物质以液体，特别是粘稠液体存在时的温度下进行。在此意义上的粘稠液体是指其粘度为至少1Pas和最高100Pas，例如为10Pas的液体。在这些条件下，所述物质分布在煤颗粒的表面上并渗入到孔的出口位置，但是几乎不会渗入孔的内部。由此，在浸渍步骤中所述水不溶性的和/或疏水性物质的消耗保持为低。有利地，所述水不溶性的和/或疏水性物质在孔的出口位置中冷却时固定在煤颗粒表面上。

根据另一个实施方式，用以在浸渍步骤中浸渍所述部分量煤颗粒的物质是一种物质或物质混合物的水溶液。例如它是糖蜜，该糖蜜是碳水化合物和其它天然物质的混合物的水溶液。原则上，可以使用改善了压制品的热强度和低温强度的所有类型的溶解的物质，例如来自制浆时的碱洗（Ablaugen）的淀粉或木质素碱液。

优选使用通过热处理和/或化学反应被转变为水不溶性物质的物质或物质混合物的水溶液。由此实现了被这种物质或物质混合物产生的效果没有因为它们在含水粘结剂体系的水中溶解和从孔中冲洗出而降低。

根据另一个实施方式，用以在浸渍步骤中浸渍所述部分量煤颗粒的物质是固体胶体的含水悬浮液，其中所述固体具有斥水(wasserabweisend)性质。其实例是胶态滑石、石墨或蜡在水中的悬浮液。如果固体淤积在孔中或在孔颈部中，则会使含水粘结剂体系的进入因为斥水固体的高表面张力而变得困难。

根据另一个实施方式，用以在浸渍步骤中浸渍所述部分量煤颗粒的物质是含有水以及含碳物质例如沥青（Bitumina）、从石煤获得的粗焦油（Rohteere）、柏油、蜡、油的乳液。在这种乳液渗入孔中时，含碳物质淤积在孔表面上的薄层中。热解时从该薄层生成碳层。相比于其中在孔中没有淤积物质薄层的实施方式，该薄层降低了压制品对于含CO₂的热气体的反应性。当用以在浸渍步骤中浸渍所述部分量的煤颗粒的所述物质不是乳液，例如当所述物质是沥青时，也会出现这样的效果。

这种效果的出现在于由所述物质产生的碳层含有少量的或不含对于与含CO₂的热气体的反应有催化作用的物质。与之相反，应加工成压制品的煤颗粒或材料含有催化作用的化合物，例如铁或碱（Alkalien）。相应地，其表面和孔被从所述物质产生的碳层所覆盖的压制品的反应活性比没有这种碳层的压制品更低。

在使用加工成压制品之前需要预干燥的煤颗粒时，从经济原因考虑有利的是不要将干燥推进到显著低于5重量%的湿度，即最高为4重量%的湿度。由此，限制了由于干燥而生成另外的孔体积和相应地在浸渍步骤中较少的物质被孔所吸收。相应地在浸渍步骤中消耗较少的物质。此外，干燥时设备和能源耗费必然更低。

浸渍步骤中添加的物质（即浸渍剂）的量的下限为0.3重量%，优选0.5重量%，特别优选1重量%，上限为5重量%，优选3重量%，特别优选2重量%，基于待加工成压制品的物料的待浸渍部分量即待浸渍部分量煤颗粒计。添加高于5重量%的浸渍剂经济上是没有意义的。添加少于0.3重量%的浸渍剂时浸渍不再有效果。

根据本发明方法的一个实施方式，所述粘结剂体系含有糖蜜以及生石灰或熟石灰。它也可以由这些组分所组成。

根据另一个实施方式，所述粘结剂体系含有糖蜜与强无机酸例如磷酸、硫酸、硝酸的组合。

根据本发明方法的一个实施方式，所述粘结剂体系含有沥青在水中的乳液。它也可以由这些乳液所组成。

根据另一个实施方式，所述粘结剂体系含有来自制浆时的碱洗的产物、淀粉、纤维素、萝卜切条（Rübenschnitzel）、废纸纤维（Altpapierschliff）、木纤维、或长链聚电解质例如羧甲基纤维素。

因为含有生石灰或熟石灰的粘结剂体系具有的缺点是生石灰CaO和熟石灰Ca(OH)₂由于催化作用而提高了压制品相对于含CO₂的热气体的反应活性，不含生石灰或熟石灰的实施方式具有的优点是提供了相比之下具有较低反应活性的压制品。

根据本发明方法的一个实施方式，也将与煤颗粒混合的含铁或含铁氧化物的颗粒进行加工成为压制品。

根据本发明方法的一个特别形式（Auspr?gung），所述压制品在压制后经受热处理。在与压制相比升高的温度下进行热处理。所述热处理产生将压制品干燥和/或硬化的作用。所述热处理可以在优选≥250℃至≤350℃的温度下进行，其中不可逆化学过程能够将粘结剂组分转变。例如水溶性的粘结剂组分能够转变成水不溶性的化合物。

在这种转变中生成的化合物能够对压制品的强度做出贡献。

在含有糖蜜的粘结剂体系情况下例如糖蜜通过焦糖化（Karamellisierung）而转变。

根据本发明方法的一个特别形式，所述经受了浸渍步骤的至少部分量煤颗粒在浸渍步骤之后而在与含水的粘结剂体系混合之前经受热处理。

所述热处理可以通过将所述浸渍的部分量单独地进行热处理而实施，和在热处理之后与未浸渍的煤颗粒合并，或者在热处理所述煤颗粒之前将所述浸渍的部分量与未浸渍的煤颗粒合并。

所述热处理产生干燥的作用。对于在孔中存在溶液或乳液的情况，所述热处理另外产生使溶液、悬浮液或乳液浓缩的作用并相应地产生孔内壁被溶解的、悬浮的或乳化的组分涂覆的作用。除了之后添加的含水粘结剂体系之外，所述热处理能够对压制品提高的热强度和低温强度做出贡献。

此外，所述热处理能够产生将由于热处理首先生成的孔内壁涂层转变成水不溶性化合物的作用，或转变成降低了煤颗粒相对于含CO₂的热气体的反应活性的化合物的作用。所述热处理的最高温度通过煤颗粒的热解进行限制，为350℃。这种热处理时的温度下限为150℃。

如果对于浸渍使用相同的含水乳液的话，正如该乳液作为含水粘结剂体系所使用的那样，则在浸渍步骤中加入的量比随后进行混合时所加入的含水粘结剂体系的量更少。例如在浸渍步骤中使用水-乳液中的沥青并作为粘结剂体系时，在浸渍步骤中加入2-3重量%，而以后添加7-10重量%作为粘结剂体系。

如果对于所述浸渍使用物质或物质混合物的相同的水溶液，正如所述溶液作为含水粘结剂体系使用的那样，这些情况同样适用。例如在浸渍步骤中使用糖蜜并作为粘结剂体系时，在浸渍步骤中加入3-5重量%，而以后添加6-8重量%作为粘结剂体系。其中也包括所给出的范围的界限值。在此情况下，在浸渍步骤中加入后需要进行热处理，以便除去载体液体水，其程度为使得所述乳化的物质或溶解的物质在孔中或孔颈部沉积。由此那些孔被覆盖或孔颈部被堵塞。总之，因此为了制备压制品，需要的含水粘结剂体系比没有浸渍步骤进行制备时要少。

在与含水粘结剂体系混合之后，可以通过已知的方法，例如在WO02/50219A1或AT005765U1中所描述的那些，或通过适合于将煤颗粒与含水的粘结剂体系加工成压制品的任何方法，加工成压制品。

与传统方法例如根据W002/50219A1的方法相比，根据本发明在制备压制品时，在用水不溶性的和/或疏水性的物质对部分量的煤颗粒进行浸渍步骤之后才加入含水粘结剂体系降低了工艺成本。在用含水粘结剂体系制备压制品期间避免煤吸收水，一方面降低了生铁制造方法中的单位煤消耗，在该生铁制造方法中使用压制品或由其获得的焦炭，因为在压制品中存在较少的来自粘结剂体系的水和相应地为其蒸发所必须耗费的能量少。另一方面在使用本发明的方法中可以省去在制备压制品的传统方法中由于从粘结剂体系中吸收水而出现的将压制品进一步干燥的必要性，或降低了干燥的耗费，由此实现了能量节约。因为相应地可以省去建立或运行用于进一步干燥的装置，或能够降低所述装置的尺寸和运行的耗费，这对于运营成本的下降或投资成本的下降都是意义相同的。

作为浸渍步骤的另外有利的效果能够表明，根据用于浸渍的物质的类型，压制品热解后在熔融气化器中生成的半焦炭或由压制品获得的焦炭的CO₂-反应活性降低。为了使半焦炭在熔融气化器的固定床中或焦炭在高炉的固定床中从装料到床表面上直到到达在氧气喷嘴或风口区域中的直接气化区都保持稳定和由此促进固定床对通透气化（Durchgasung）的渗透性和熔体液态相流出，在运行熔融气化器时希望有低的CO₂反应活性。通过将压制品中源自浸渍的部分量煤颗粒的煤颗粒孔内表面通过浸渍能够不再被含有促进反应活性的物质的粘结剂所覆盖，实现半焦炭或焦炭的CO₂反应活性的降低。例如粘结剂组分糖蜜含有糖蜜作为促进反应活性的物质。如果通过例如用含有沥青（Bitumina）或蜡的物质进行浸渍避免了糖蜜覆盖孔的内表面，则相比于借助于没有浸渍步骤的方法获得的半焦炭或焦炭而言，所述CO₂反应活性也降低。

在熔融气化器固定床中的用于生铁制造的COREX?或FINEX?方法中，经常将少量的细粒焦炭加入到应用的煤中，以便改善固定床的渗透性。在使用本发明制备的压制品或由其制备的焦炭时，通过热的CO₂抑制半焦炭或焦炭颗粒松动和因此抵制颗粒分解。也就是，在本发明制备的压制品情况下，也发现了相比于以传统方式制备的压制品而言改善的半焦炭的热机械稳定性。热机械稳定性是基于热强度方面，该方面是涉及压制品热解后在高温区剩余的半焦炭颗粒或焦炭颗粒的强度。热机械稳定性基于一种测量方法，在该方法中压制品经受热冲击程序，和其中获得的半焦炭经受转鼓（Trommlung）。所述改善的热机械稳定性表现为经历转鼓过程的半焦炭的粗粒部分相比于传统制备的压制品而言通过本发明的浸渍而扩大。

与现有技术相比，用从本发明制备的压制品通过热解得来的半焦炭装料的固定床能够实现固定床明显更好的透气性和更好的流出性。因此，半焦炭的反应活性改善使向COREX?或FINEX?应用的煤中的焦炭添加量减少或完全避免成为可能。

在炼焦技术领域中，已知通过提高应用的煤的堆积密度改善了由其制备的焦炭的质量。通过将应用的煤压实才完全可能使用大量的煤用于制备冶金焦炭。除了捣实炼焦厂（Stampfkokereien）外，因此开发了用于以堆料运行形式的炼焦厂的方法变型，它设计有将应用的煤进行球团压块或部分地球团压块。但是从今天的观点来看，由于经济原因而用沥青质粘结剂进行的球团压块、由于健康保护原因的热球团压块或使用源自煤焦油的粘结剂的球团压块和使用糖蜜或可比的粘结剂的球团压块，因为在焦炭中带入了不希望的物质而会出现问题。

根据本发明的用于制备压制品的方法使得即使在使用应用材料的压制品制备焦炭的情况下将粘结剂的消耗降低或阻止促进反应活性的粘结剂组分产生有害的作用成为可能。

所述压制品例如可以是来自压实装置的团块或铸疤（Schülpen）。

所述压制品含有最高97重量%的煤颗粒，和最高15重量%的粘结剂体系的组分，以及水不溶性和/或疏水性物质，或具有斥水性质的固体，基于待加工成压制品的物料即煤颗粒的重量计，它们的含量下限为0.5重量%，优选1重量%，和上限为5重量%，优选3重量%，特别优选2重量%。

其中15重量%的粘结剂体系的组分这样进行理解，即水不作为粘结剂体系的组分被包括进去-也即15重量%是基于粘结剂体系的非水组分。

根据一个实施形式，所述压制品还含有含铁或含铁氧化物的颗粒。这样的颗粒例如可以源自于生铁制造或炼钢时生成的粉尘或淤渣。

具体实施方式

表1显示了对压制品制备试验就试验阶段范围中压制品的抗跌落强度（SF）和点压强度（PDF）方面进行的评价。其中所述压制品根据本发明的方法对部分量的煤颗粒进行浸渍而制备。

根据现有技术这样制备所述压制品，即所有的煤颗粒用水浸渍-经1分钟的时间添加3重量%的水。

压制品是球团。

对于坯料压制品来说以及对于在空气中干燥的和热干燥的压制品来说，根据本发明制备的坯料压制品和压制品的抗跌落强度和根据现有技术制备的坯料压制品和压制品的抗跌落强度-在分别相同的应用材料下使用12质量%的糖蜜和其它方面相同的条件-位于相同的数量级。

使用的含水粘结剂体系是由糖蜜和生石灰组成的体系。糖蜜本身的水含量为20质量%。在粘结剂体系中使用下面的市场常见的糖蜜：Tate & Lyle公司的甘蔗糖蜜，其总糖含量为51%。作为粘结剂体系中的生石灰使用的是Walhalla Kalk公司的生石灰即白色细石灰。

为了浸渍，使用沥青作为浸渍剂。使用的沥青是Shell公司的Mexphalte 55。

在L?dige公司的FM130D型犁头式混合机中混合沥青浸渍剂，其它的混合物在Eirich公司的R08 W型批量混合机中制备。

用于捏合过程的K?ppern公司的捏合机由立式的圆柱形容器组成，一个带有捏合臂的中心旋转的轴通过该容器。

借助于K?ppern公司的52/10型试验辊压机制备坯料压制品。用于坯料压制品所选择的枕形规格（Format）具有 20cm³的标称体积。待压制材料的给料借助于重力分配器进行。其中由试验辊压机制备由多个坯料压制品组成的复合体。在该复合体中在复合体的边缘区域和复合体的中心区域都存在坯料压制品。

为了获得单个坯料压制品或单个的压制品用于测定抗跌落强度或点压强度，沿单个坯料压制品之间的分离缝破坏复合体。通常，所述复合体在从试验辊压机出来时就会破碎成单个坯料压制品。

在捏合机中的捏合过程之后，将捏合的混合物作为待压制的材料在试验辊压机中进行压制，以制备坯料压制品。

其中获得的坯料压制品还是软的-在专业用语中以词缀“坯料”表示-和进行硬化，以便制成最终的压制品。这一硬化例如可以通过在空气中存放和/或热处理而至少部分地干燥来进行。

压制后，对单个坯料压制品分别地立刻，在专业用语中为坯料形式，测试其抗跌落强度（SF）和点压强度（PDF）。该测试的结果显示在用于PDF和SF的“立刻”一栏中。分别在空气中硬化1小时和在空气中硬化24小时之后重复抗跌落强度和点压强度的测量。该测试的结果显示在“1小时”和“24小时”栏中。

在用于确定抗跌落强度的跌落试验（根据ASTM D440）中，2kg重的坯料压制品试样或通过在空气中干燥或热干燥而硬化的压制品试样经过下落管从5m的高度下落到接收容器中4次，所述接收容器底部构成为实心的钢板形式。下落管的直径为200mm，收集容器的直径为260mm。钢板厚度为12mm。在第二次和第四次跌落之后通过筛析评价跌落试验。表1中的抗跌落强度SF的数值分别表示四次跌落后颗粒级分>20mm的份额。

使用ERICHSEN公司的469型测试机器用于测定点压强度。在这种测试方法中，将单个坯料压制品或通过在空气中干燥或热干燥硬化的压制品夹持在两个支架之间，其中下面的支架与力接收仪连接，上面的支架借助于用于施加缓慢扩大的压力荷载的螺杆传动连续地跟踪（nachführen）。下面的支架用直径80mm的圆盘制成，上面的支架用直径10mm的水平的圆钢制成。上面的支架的进给速度为8mm/min。点压强度PDF记录为坯料的或硬化的压制品在断裂之前最大承受荷载-表1中的登记值表示以牛顿计的由于点压荷载而断裂时的平均点压强度。分别测试了六个来自在试验辊压机中获得的复合体的中间区域的坯料压制品或压制品和六个来自在试验辊压机中获得的复合体的边缘区域的坯料压制品或压制品。从在该测试中获得的数据计算平均值，其中分别舍弃最小值和最大值。平均值在表1中给出。

表1：

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在根据现有技术的试验1中，使用70重量%的中值粒度d50为0.95mm的Ensham煤和30重量%的中值粒度d50为0.8-1.0mm的Blackwater煤的混合物作为待加工成压制品的物料即煤颗粒。

Blackwater煤源自澳大利亚Queensland的BHP Billiton公司。

Ensham煤源自澳大利亚Queensland的Ensham Resources公司。

这种待加工成压制品的物料如在下面图1中对煤1所显示的，被加工成压制品。在含水粘结剂体系中的糖蜜的使用量为12重量%，基于待加工成压制品的物料的重量计。使用的糖蜜本身的水含量为20重量%。含水的粘结剂体系除了糖蜜外还包含2.5重量%的生石灰，基于待加工成压制品的物料的重量计。不同时间点的点压强度和抗跌落强度表示在表1的第一数据栏中。

在根据本发明方法的试验2中，使用相同的待加工成压制品的物料。但是使用的Ensham煤用沥青浸渍。使用的沥青为软化点为85℃的Shell特种沥青A。使用的沥青量为2.1重量%，基于待加工成压制品的物料的重量计，或为3重量%，基于待浸渍的Ensham煤计。混入沥青之前煤的温度为108℃。浸渍后浸渍的Ensham煤与Blackwater煤合并。合并后类似于试验1进行加工，但是在含水粘结剂体系中的糖蜜以8重量%的量使用，基于待加工成压制品的物料的重量计。使用的糖蜜本身具有的水含量为20重量%。含水的粘结剂体系除了糖蜜外还含有2重量%的生石灰，基于待加工成压制品的物料的重量计。在加入生石灰之后还分别混入2%的水，基于待加工成压制品的物料即煤颗粒的重量计，以便为生石灰提供其反应所需的水分。

可以认识到，根据本发明制备的压制品与根据现有技术制备的压制品相比具有更高的点压强度，而其抗跌落强度可与根据现有技术制备的压制品的抗跌落强度相比。

待浸渍的部分量的煤颗粒也可以进行两个或更多个的浸渍步骤。

附图简述

下面借助于图1-3中阐述的方框流程图概述本发明的方法。

图1显示了无浸渍步骤的制备压制品的传统方法。

图2显示了含有浸渍步骤的制备压制品的本发明方法，其中使用了两种煤。

图3显示了含有一个浸渍步骤的制备压制品的本发明方法，其中仅仅使用了一种煤。

根据图1，待加工成压制品（在此情况下为团块）的煤1进行干燥2，然后通过造粒3达到所希望的粒度。然后向其中获得的煤颗粒中加入含水的粘结剂体系4，在这种情况下为糖蜜，任选地添加细碎的固体粘结剂组分如熟石灰或生石灰同时进行混合5，其中混合5可以是一步或多步进行。将其中获得的混合物进行捏合6和然后进行压制7。硬化8后获得的产物9为团块。

根据图2的本发明的方法与图1中阐述的方法的区别在于，将部分量A的用于制备压制品的煤颗粒12进行浸渍步骤10，其中所述煤颗粒用物质11即浸渍剂进行浸渍。该浸渍步骤10之后与含水的粘结剂体系4和部分量B的用于制备压制品的煤颗粒13进行混合5，并按照图1将其中获得混合物进一步加工。即，用于制备压制品的煤颗粒由部分量A12和部分量B13组成。部分量A12和部分量B13属于不同种类的煤。

与图2不同，在图3中，用于制备压制品的煤颗粒的部分量A12和部分量B13属于相同种类的煤。将待加工的煤1进行干燥2和然后通过造粒3达到所希望的粒度。其中获得的煤颗粒进行筛分14，获得的粗粒级分作为用于制备压制品的煤颗粒12的部分量A进行浸渍步骤10，其中所述煤颗粒用物质11即浸渍剂进行浸渍。该浸渍步骤10之后与含水的粘结剂体系4和部分量B的用于制备压制品的煤颗粒13进行混合5，并按照图1将其中获得的混合物进一步加工。用于制备压制品的煤颗粒13的部分量B是在筛分14中获得的细粒级分。

浸渍步骤10之后与含水的粘结剂体系4混合之前可以进行热处理12。

通常，在根据本发明制备压制品时，向待加工成压制品的物料中这样添加含水的粘结剂体系糖蜜/生石灰，即将糖蜜和生石灰同时加入，或者是这样添加，即将糖蜜和生石灰先后加入。

在此过程中，在使用浸渍剂沥青时优选的是，首先加入部分量的为制备压制品所提供的糖蜜，然后进行混合，和之后加入生石灰。在将其中获得的混合物静置后，加入其余量的为制备压制品所提供的糖蜜。所述部分量和其余量总体上得到为制备压制品所提供的糖蜜。这一过程的优点是在待加工成压制品的物料与含水的粘结剂体系混合时避免了或减少了生石灰捏合到软的浸渍剂中。

通过在加入生石灰之前加入本身含水的糖蜜，生石灰也可以为其反应利用来自糖蜜的水分。在生石灰之前可以加入最多一半，优选最多三分之一的糖蜜。

附图标记

1 煤

2 干燥

3 造粒

4 含水粘结剂体系

5 混合

6 捏合

7 压制

8 硬化

9 产物

10 浸渍步骤

11 物质（浸渍剂）

12 用于制备压制品的部分量A的煤颗粒

13 用于制备压制品的部分量B的煤颗粒

14 筛分。

引证文献清单

专利文献

W002/50219A1

W09901583A1

AT005765U1。

Claims (17)

1. 制备含煤颗粒的压制品的方法，其中所述煤颗粒与含水的粘结剂体系混合和将其中获得的混合物通过压制进一步加工成压制品，其特征在于，在与含水粘结剂体系混合之前，部分量的煤颗粒经受浸渍步骤，在其中所述煤颗粒用物质浸渍。

2. 根据权利要求1的方法，其特征在于，所述浸渍步骤由用所述物质蒸煤颗粒、用所述物质喷洒煤颗粒、将所述物质混入煤颗粒的运动料体中、或将所述物质混入煤颗粒的流化床中组成。

3. 根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，所述用来在浸渍步骤中浸渍煤颗粒的物质是水。

4. 根据权利要求1-2之一的方法，其特征在于，所述用来在浸渍步骤中浸渍煤颗粒的物质是水不溶性的和/或疏水性的物质。

5. 根据权利要求1-2之一的方法，其特征在于，所述用来在浸渍步骤中浸渍煤颗粒的物质是一种物质或物质混合物的水溶液。

6. 根据权利要求1-2之一的方法，其特征在于，所述用来在浸渍步骤中浸渍煤颗粒的物质是固体胶体的含水悬浮液，其中所述固体具有斥水性质。

7. 根据权利要求1-2之一的方法，其特征在于，所述用来在浸渍步骤中浸渍煤颗粒的物质是含有水以及含碳物质的乳液。

8. 根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，在所述浸渍步骤中添加的物质的量的下限为0.3重量%，优选0.5重量%，特别优选1重量%，和上限为5重量%，优选3重量%，特别优选2重量%，基于待加工成压制品的物料即煤颗粒的重量计。

9. 根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，所述粘结剂体系含有糖蜜以及生石灰或熟石灰。

10. 根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，所述粘结剂体系含有沥青在水中的乳液。

11. 根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，也对含煤颗粒的混合物中的含铁或含铁氧化物的颗粒进行加工。

12. 根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，所述压制品在压制后进行热处理。

13. 根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，经受了浸渍步骤的至少部分量的煤颗粒在浸渍步骤之后在与含水粘结剂体系混合之前进行热处理。

14. 压制品，含有最高97重量%的煤颗粒和最高15重量%的粘结剂体系的组分，其特征在于，所述压制品含有水不溶性和/或疏水性物质，或具有斥水性质的固体，基于待加工成压制品的物料即煤颗粒的重量计，它们的含量下限为0.3重量%，优选0.5重量%，特别优选1重量%，和其上限为5重量%，优选3重量%，特别优选2重量%。

15. 根据权利要求14的压制品，其特征在于，所述水不溶性的和/或疏水性物质属于由蜡、炼焦厂或精炼厂的有机产物、以及塑料或塑料废料，和废油组成的物质组。

16. 根据权利要求14或15的压制品，其特征在于，该压制品还含有含铁或含铁氧化物的颗粒。

17. 根据权利要求14-16之一的压制品在固定床方式的生铁制造方法中作为碳载体或在制备用于在固定床方式的生铁制造方法中的碳载体的方法中的用途。

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