CN105838468A - 煤粉和生石灰粉的成型方法 - Google Patents

煤粉和生石灰粉的成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种煤粉和生石灰粉的成型方法，包括：(1)将煤粉与生石灰粉进行混合，所述煤粉与所述生石灰粉的质量比为1：(1.0～1.6)，以便得到混合物料，其中，所述煤粉为选自焦煤、肥煤、气煤和瘦煤粉中的至少一种；(2)将所述混合物料进行成型处理，以便得到成型球团。该方法可以解决现有技术中通过添加粘结剂来使煤粉和生石灰粉成型引起的引入杂质的问题，并且本发明在煤粉与生石灰粉成型过程中不需要添加粘结剂，但是所得成型球团的强度依然可以满足热解炉的需要，以及热解后的球团的强度满足电石炉的需要。

Description

煤粉和生石灰粉的成型方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体而言，本发明涉及一种煤粉和生石灰粉的成型方法。
背景技术
中国长焰煤储量巨大、价格低廉，但是其存在利用效率较低、浪费严重等问题。目前，块状长焰煤利用率较高，但是同时产生大量粉末状长焰煤粉，这不仅造成巨大的资源浪费，而且产生了一定的环境污染，因此，粉末状长焰煤的利用迫在眉睫。
传统电石行业主要采用块状煤炭和块状生石灰为原料生产电石，但是该生产方式效率低下，这主要是由于块状煤炭和块状生石灰接触面积小、反应速度慢。因此，采用粉末状煤炭和粉末状生石灰共混成型制备电石冶炼原料逐渐成为研究热点。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种煤粉和生石灰粉的成型方法，该方法可以解决现有技术中通过添加粘结剂来使煤粉和生石灰粉成型引起的引入杂质的问题，并且本发明在煤粉与生石灰粉成型过程中不需要添加粘结剂，但是所得成型球团的强度依然可以满足热解炉的需要，以及热解后的球团的强度满足电石炉的需要。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种煤粉和生石灰粉的成型方法。根据本发明的实施例，该方法包括：
(1)将煤粉与生石灰粉进行混合，所述煤粉与所述生石灰粉的质量比为1：(1.0～1.6)，以便得到混合物料，其中，所述煤粉为选自焦煤、肥煤、气煤和瘦煤粉中的至少一种；
(2)将所述混合物料进行成型处理，以便得到成型球团。
由此，根据本发明实施例的煤粉和生石灰粉的成型方法，可以解决现有技术中通过添加粘结剂来使煤粉和生石灰粉成型引起的引入杂质的问题，本发明在煤粉与生石灰粉成型过程中不需要添加粘结剂，但是所得成型球团的强度依然可以满足热解炉的需要，以及热解后的球团的强度满足电石炉的需要。
本发明的煤粉为选自焦煤、肥煤、气煤和瘦煤粉中的至少一种。焦煤、肥煤、气煤和瘦煤等煤具有黏结性强、反应活性高等特点。以肥煤为例，其是煤化度中等、黏结性极强的烟煤的称谓，其胶质层最大厚度y＞25mm，即，肥煤胶质层较厚，粘结性强，加热时产生大量胶质体。例如，肥煤的粘结力很强，能与粘结力较弱的煤搭配后炼出优质煤，因此称肥煤为配焦煤之母。肥煤是炼焦配合煤中的重要组分，配入肥煤可使焦炭熔融良好，从来提高焦炭的耐磨强度，并为配加黏结性差的煤创造条件。因此，本发明所选用的煤的黏结性强能充分满足本发明的煤粉与生石灰成型的需求。同时，所选用的煤均为反应物，无需额外引入其他杂质成分。
另外，根据本发明上述实施例的煤粉和生石灰粉的成型方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述煤粉为含有焦煤、肥煤、气煤和瘦煤粉的混合物，其中，所述焦煤、所述肥煤、所述气煤和所述瘦煤粉质量比为(3～6)：(2～4)：(4～6)：(1～4)。由此，可以保证所得成型球团具有优异的抗摔和抗压强度。
在本发明的一些实施例中，所述煤粉为含有焦煤和肥煤的混合物，其中，所述焦煤和所述肥煤质量比为(3～6)：(2～4)。由此，可以保证所得成型球团具有优异的抗摔和抗压强度。
在本发明的一些实施例中，所述煤粉为含有气煤和瘦煤的混合物，其中，所述气煤和所述瘦煤质量比为(4～6)：(1～4)。由此，可以保证所得成型球团具有优异的抗摔和抗压强度。
在本发明的一些实施例中，所述煤粉为含有焦煤和气煤的混合物，其中，所述焦煤和所述气煤质量比为(3～6)：(4～6)。由此，可以保证所得成型球团具有优异的抗摔和抗压强度。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述煤粉与所述生石灰粉按照质量比为1：(1.05～1.2)进行混合。由此，可以显著提高成型球团抗摔强度。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，将所述煤粉与所述生石灰粉进行混合5～15分钟。由此，可以进一步提高成型球团抗摔强度。
在本发明的一些实施例中，所述煤粉的粒径不高于150微米。由此，可以实现煤粉的高效利用。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述成型处理是在对辊压球机中进行的，其中，所述成型处理的压力为11～14MPa。由此，可以进一步提高成型球团抗摔强度。
在本发明的一些实施例中，所述煤粉和生石灰粉的成型方法进一步包括：在将所述混合物料进行成型处理，预先对所述混合物料进行加热处理。
在本发明的一些实施例中，所述加热处理的温度不高于230摄氏度。由此，可以进一步提高成型球团抗摔强度。
在本发明的一些实施例中，所述加热处理的时间为0.5～2小时。由此，可以进一步提高成型球团抗摔强度。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的煤粉和生石灰粉的成型方法流程示意图；
图2是根据本发明再一个实施例的煤粉和生石灰粉的成型方法流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种煤粉和生石灰粉的成型方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将煤粉与生石灰粉进行混合，所述煤粉与所述生石灰粉的质量比为1：(1.0～1.6)，以便得到混合物料，其中，所述煤粉为选自焦煤、肥煤、气煤和瘦煤粉中的至少一种；(2)将所述混合物料进行成型处理，以便得到成型球团。发明人发现，通过将焦煤、肥煤、气煤和瘦煤粉中的至少一种与生石灰粉进行混合成型，可以解决现有技术中通过添加粘结剂来使煤粉和生石灰粉成型引起的引入杂质的问题并且本发明在煤粉与生石灰粉成型过程中不需要添加粘结剂，但是所得成型球团的强度依然可以满足热解炉的需要，以及热解后的球团的强度满足电石炉的需要。
下面参考图1-2对本发明实施例的煤粉和生石灰粉的成型方法进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括：
S100：将煤粉与生石灰粉进行混合
根据本发明的实施例，将煤粉与生石灰粉进行混合，从而可以得到混合物料，其中，煤粉与生石灰粉的质量比可以为1：(1.0～1.6)，煤粉可以为选自焦煤、肥煤、气煤和瘦煤粉中的至少一种。发明人发现，通过将焦煤、肥煤、气煤和瘦煤粉中的至少一种与生石灰粉进行混合成型，可以解决现有技术中通过添加粘结剂来使煤粉和生石灰粉成型引起的引入杂质的问题，并且由于焦煤、肥煤、气煤和瘦煤粉自身挥发物较高，胶质层较厚，粘结性强，而且加热时产生大量胶质体，结焦性很强，从而使得在该类煤粉与生石灰粉成型过程中不需要添加粘结剂，并且发明人通过大量实验意外发现，采用该配比组成的所得成型球团尤其是含有半焦和生石灰成型球团的抗摔性能和抗压强度，并且所得成型球团的强度可以满足热解炉的需要，以及热解后的球团的强度满足电石炉的需要。
根据本发明的一个实施例，煤粉可以为含有焦煤、肥煤、气煤和瘦煤粉的混合物，其中，焦煤、肥煤、气煤和瘦煤粉质量比可以为(3～6)：(2～4)：(4～6)：(1～4)。发明人通过大量实验意外发现，采用该组成的煤粉，可以保证所得成型球团具有较高的抗摔强度和抗压强度。
根据本发明的再一个实施例，煤粉可以为含有焦煤和肥煤的混合物，其中，焦煤和肥煤质量比可以为(3～6)：(2～4)。发明人通过大量实验意外发现，采用该组成的煤粉，可以保证所得成型球团具有较高的抗摔强度和抗压强度。
根据本发明的又一个实施例，煤粉可以为含有气煤和瘦煤的混合物，其中，气煤和瘦煤质量比可以为(4～6)：(1～4)。发明人通过大量实验意外发现，采用该组成的煤粉，可以保证所得成型球团具有较高的抗摔强度和抗压强度。
根据本发明的又一个实施例，煤粉可以为含有焦煤和气煤的混合物，其中，焦煤和气煤质量比为(3～6)：(4～6)。发明人通过大量实验意外发现，采用该组成的煤粉，可以保证所得成型球团具有较高的抗摔强度和抗压强度。
根据本发明的又一个实施例，煤粉与生石灰粉可以按照质量比为1：(1.05～1.2)进行混合。发明人发现，该配比下可以有效避免在后续热解过程中原料的浪费，并且所得成型球团的抗摔性能和抗压强度最佳，从而不仅可以显著提高工业效益而且满足了工业要求。
根据本发明的又一个实施例，煤粉与生石灰粉的混合时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，煤粉与生石灰粉的混合时间可以为5～15分钟。由此，可以保证所得物料混合均匀。
根据本发明的又一个实施例，煤粉的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，煤粉的粒径可以不高于150微米。由此，不仅可以有效解决现有技术中煤粉无法高效利用的难题，而且可以保证煤粉与生石灰粉充分接触，从而可以显著提高后续过程中电石的产率。
S200：将混合物料进行成型处理
根据本发明的实施例，将上述S100步骤得到的混合物料进行成型处理，从而可以得到成型球团。具体的，将上述所得混合物料供给至成型设备中进行压制成型得到成型球团。
根据本发明的一个实施例，成型处理压力并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，成型处理的压力可以为11～14MPa。由此，可以保证所得球团具有较高的抗摔性能和抗压强度。
根据本发明实施例的煤粉和生石灰粉的成型方法可以解决现有技术中通过添加粘结剂来使煤粉和生石灰粉成型引起的引入杂质的问题，并且在煤粉与生石灰粉成型过程中不需要添加粘结剂，但是所得成型球团的强度依然可以满足热解炉的需要，以及热解后的球团的强度满足电石炉的需要。
参考图2，根据本发明实施例的煤粉和生石灰粉的成型方法进一步包括：
S300：在将混合物料进行成型处理，预先对混合物料进行加热处理
根据发明的实施例，在将混合物料进行成型处理之前，预先对混合物料进行加热处理。由此，通过对所得混合物料进行加热处理，可以产生结焦性物质，从而使得煤粉和生石灰粉的颗粒之间结合更紧密，进而进一步提高所得成型球团的抗摔和抗压强度。
根据本发明的一个实施例，加热处理的温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，加热处理的温度可以为不高于230摄氏度。发明人发现，该温度处理下可以保证所得成型球团具有优异的抗摔强度，从而使得所得成型球团的强度依然可以满足热解炉的需要，以及热解后的球团的强度满足电石炉的需要。
根据本发明的再一个实施例，加热处理的时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，加热处理的时间可以为0.5～2小时。由此，可以进一步提高成型球团的抗摔强度。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例1
首先将焦煤与肥煤按照质量比3:2配比，再和生石灰粉按照质量比为1:1.0混合5分钟，得到混合物料，其中，肥煤粉和生石灰粉的尺寸不高于150微米，随后将该混合物料放入温度为80℃的加热箱中加热2小时，取出上述混合物，然后将其放入对辊压球机中压制成型，压球机压力设定为11MPa，得到成型球团。
实施例2
首先将气煤与瘦煤粉按照质量比4:1配比，再和生石灰粉按照质量比为1:1.6混合10分钟，得到混合物料，其中，瘦煤粉和生石灰粉的尺寸不高于75微米，随后将该混合物料放入温度为100℃的加热箱中加热1小时，取出上述混合物，然后将其放入对辊压球机中压制成型，压球机压力设定为12MPa，得到成型球团。
实施例3
首先将焦煤与气煤按照质量比1:1配比，再和生石灰粉按照质量比为1:1.05混合15分钟，得到混合物料，其中，气煤粉和生石灰粉的尺寸不高于75微米，随后将该混合物料放入温度为130℃的加热箱中加热0.5小时，取出上述混合物，然后将其放入对辊压球机中压制成型，压球机压力设定为14MPa，得到成型球团。
对比例1
首先将焦煤与肥煤按照质量比5:1配比，再和生石灰粉按照质量比为1:1.0混合5分钟，得到混合物料，其中，肥煤粉和生石灰粉的尺寸不高于150微米，随后将该混合物料放入温度为80℃的加热箱中加热2小时，取出上述混合物，然后将其放入对辊压球机中压制成型，压球机压力设定为11MPa，得到成型球团。
对比例2
首先将长焰煤和生石灰粉、沥青粉按照质量比为1:1.6:0.26混合10分钟，得到混合物料，其中，长焰煤和生石灰粉、沥青粉的尺寸不高于75微米，随后将该混合物料放入温度为100℃的加热箱中加热1小时，取出上述混合物，然后将其放入对辊压球机中压制成型，压球机压力设定为12MPa，得到成型球团。
评价：
1、分别对实施例1-3和对比例1-2所得成型球团的抗摔强度、抗压强度以及送入热解炉中热解后球团的抗压强度进行评价。
2、评价指标和测试方法：
抗摔强度的测试：依照GB/T 15459规定的方法进行，测定方法要点为：取煤样10个称重，装在箱底可以打开的箱子里，在离地2.0m高处打开箱底，让煤样自由跌落到12mm厚的钢板上，反复跌落三次后，用筛子筛分，分别取＞5mm和＞13mm级的重量百分数作为煤样的跌落强度指标。
成型球团抗压强度：将团块置于型号为LDS-Y10A球团压力试验机上测定的，压力试验机施载速度为10mm/min。
热解后球团的抗压强度：将成型球团供给至通氮气的普通热解炉中，在650-700度下热解30min-1小时，然后将所得热解后球团置于型号为LDS-Y10A球团压力试验机上测定的，压力试验机施载速度为10mm/min。
测试结果如表1所示：
表1成型球团性能对比
注：M13指粒径大于13mm煤样的重量百分数；M5指粒径大于5mm煤样的重量百分数。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种煤粉和生石灰粉的成型方法，其特征在于，包括：
(1)将煤粉与生石灰粉进行混合，所述煤粉与所述生石灰粉的质量比为1：(1.0～1.6)，不添加任何粘结剂，以便得到混合物料，其中，所述煤粉为选自焦煤、肥煤、气煤和瘦煤粉中的至少一种；
(2)将所述混合物料进行成型处理，以便得到成型球团。
2.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述煤粉为含有焦煤、肥煤、气煤和瘦煤粉的混合物，其中，所述焦煤、所述肥煤、所述气煤和所述瘦煤粉质量比为(3～6)：(2～4)：(4～6)：(1～4)；
优选地，所述煤粉为含有焦煤和肥煤的混合物，其中，所述焦煤和所述肥煤质量比为(3～6)：(2～4)；
优选地，所述煤粉为含有气煤和瘦煤的混合物，其中，所述气煤和所述瘦煤质量比为(4～6)：(1～4)；
优选地，所述煤粉为含有焦煤和气煤的混合物，其中，所述焦煤和所述气煤质量比为(3～6)：(4～6)。
3.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述煤粉与所述生石灰粉按照质量比为1：(1.05～1.2)进行混合。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的成型方法，其特征在于，在步骤(1)中，将所述煤粉与所述生石灰粉进行混合5～15分钟。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的成型方法，其特征在于，所述煤粉的粒径不高于150微米。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的成型方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述成型处理是在对辊压球机中进行的，其中，所述成型处理的压力为11～14MPa。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的成型方法，其特征在于，进一步包括：
在将所述混合物料进行成型处理之前，预先对所述混合物料进行加热处理。
8.根据权利要求7所述的成型方法，其特征在于，所述加热处理的温度不高于230摄氏度。
9.根据权利要求7或8所述的成型方法，其特征在于，所述加热处理的时间为0.5～2小时。
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