CN106010355A - 一种粘结剂添加剂及应用其制备电石的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种粘结剂添加剂及应用其制备电石的方法。该粘结剂添加剂包括蒽油、废丁腈橡胶粉或再生酚醛树脂颗粒的一种。本发明提供的粘结剂添加剂原料来源广泛，所以价格低廉。使用该粘结剂添加剂制成的电石原料，不仅冷强度有所提高，而且电石原料的热强度得到了不同程度的提升，满足蓄热式燃气高温熔融电石生产新工艺的要求。

Description

一种粘结剂添加剂及应用其制备电石的方法

技术领域

本发明属于电石化工领域，尤其涉及一种粘结剂添加剂及应用其制备电石的方法。

背景技术

中国长焰煤储量巨大、价格低廉，但是其利用存在效率较低、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。

蓄热式燃气高温熔融电石生产新工艺，不用半焦、兰炭，直接使用低阶煤和生石灰做原料，采用超细粉碎技术，摆脱了传统电石行业“高能耗、高排放、高污染”的束缚，实现了电石冶炼低能耗、低成本、高附加值。蓄热式燃气高温熔融电石生产新工艺中，煤与生石灰的球团冷强度和热强度是核心技术之首，它们直接决定了蓄热式燃气高温熔融电石生产新工艺的贯通。

目前的电石新工艺中，煤粉与生石灰粉料压块成型的粘结剂多选用中低温煤焦油、高温煤焦油、焦油渣、石油炼制油渣等；这些粘结剂的不足之处是：1.粘结剂用量较大、耐热性较差、具有刺激性，易造成二次污染；2.使用该粘结剂后，煤粉与生石灰粉料压块成型球团的抗摔强度、冷强度尚能满足球团的输运要求，但煤粉与生石灰粉料压块成型球团经热解装置热解后，球团的热强度较低、粉化率较大，影响电石新工艺的正常生产。

发明内容

针对以上粘结剂的不利之处，迫切需要在现有粘结剂中添加一定比例的添加剂，来改善粘结剂的特性，从而提高煤粉与生石灰粉料压块成型球团的冷强度和热强度，保证电石新工艺的顺利生产。

本发明的目的之一是提供一种粘结剂添加剂，用于电石的生产。该粘结剂添加剂包括蒽油、废橡胶粉或再生酚醛树脂颗粒中的一种。

其中，三种粘结剂添加剂的特性为：

蒽油：蒽油是蒸馏煤焦油所得280～380℃的重质馏分，一般为黄绿色油状液体，室温下有结晶析出，结晶为黄色，不能达到最佳粘结效果。加入蒽油之前，对其进行加热，可显著提高粘结效果。

经试验证明，在热解温度400℃～450℃时，其粘结性重质组分未挥发，粘结效果仍然较好，可显著提高球团的热解后强度。

废丁腈橡胶粉：丁腈橡胶，简称NBR，由丁二烯和丙烯腈共聚制得。耐油、耐老化性能好，还具有耐水性、气密性及优良的粘结性能。本发明利用丁腈橡胶生产、使用过程中的废料即废丁腈橡胶粉作为粘结剂添加剂，可有效降低成本。

在煤粉与生石灰压球粘结剂中加入适量比例的废丁腈橡胶粉进行了多次尝试试验。

经试验证明，在500℃左右，废丁腈橡胶粉与煤粉和生石灰有良好的结构相容性，可作为煤粉和生石灰压球粘结剂结构性添加剂。

废丁腈橡胶粉作为粉煤与生石灰压球粘结剂的添加剂可适度提高球团的冷强度和热强度。

再生酚醛树脂颗粒：酚醛树脂由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂.酚醛树脂最重要的特征就是耐高温性，即使在非常高的温度下，也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性,同时酚醛树脂是一种多功能，与各种各样的有机和无机填料都能相容的物质，润湿速度特别快，粘结性能较强。

为降低成本，特选用再生酚醛树脂颗粒作为煤粉与生石灰压球粘结剂的添加剂。

在煤粉与生石灰压球粘结剂中加入适量比例的再生酚醛树脂颗粒进行了多次尝试试验。

经试验证明，再生酚醛树脂颗粒作为粉煤与生石灰压球粘结剂的添加剂可部分提高球团的冷强度和热强度。

作为优选的方案，所述废橡胶粉中粒度＜0.5mm的废丁腈橡胶粉的重量百分比≥86wt％。

作为优选的方案，所述再生酚醛树脂颗粒中粒度＜0.2mm的再生酚醛树脂颗粒的重量百分比≥86wt％。

本发明的另一目的是提供一种应用上述粘结剂添加剂制备电石的方法，包括如下步骤：

A、将生石灰粉与煤粉进行混合，获得混合物，生石灰粉和煤粉的质量比＝1.4～1.6:1；

B、将所述混合物与所述粘结剂进行混合，在混合过程中均匀加入粘结剂添加剂，得到球团原料；

C、将所述球团原料加热后压制成型，获得球团；

D、将所述球团进入热解炉进行热解，热解后的球团即为电石原料；

E、将所述电石原料送入电石炉获得电石。

具体的，步骤B中所述粘结剂添加剂为蒽油，所述蒽油：混合物的质量比＝0～10：100；

或者，所述粘结剂添加剂为废丁腈橡胶粉，所述废丁腈橡胶粉：混合物的质量比＝0～20：100；

或者，所述粘结剂添加剂为再生酚醛树脂颗粒，所述再生酚醛树脂颗粒：混合物的质量比＝0～10：100。

进一步的，所述粘结剂添加剂蒽油加入前需加热，所述加热温度为80℃～120℃。

进一步的，所述粘结剂添加剂废丁腈橡胶粉或再生酚醛树脂颗粒加入前需加热，加热温度范围100～150℃。

此外，若原料煤和生石灰达不到所需粒度，可先将原料煤和生石灰粉碎，之后再进行混料。

本发明提供的这三种粘结剂添加剂原料来源广泛，所以价格低廉。使用该粘结剂添加剂制成的电石原料，球团的冷强度、热强度都得到了不同程度的提升，满足蓄热式燃气高温熔融电石生产新工艺的要求。

附图说明

图1是应用本发明粘结剂制备电石的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图具体说明本发明的实施例，以更明晰地阐述本发明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种粘结剂添加剂，该粘结剂添加剂包括蒽油、废丁腈橡胶粉或再生酚醛树脂颗粒中的一种。

作为优选的方案，所述废丁腈橡胶粉中粒度＜0.5mm的废丁腈橡胶粉的重量百分比≥86wt％。

作为优选的方案，所述再生酚醛树脂颗粒中粒度＜0.2mm的再生酚醛树脂颗粒的重量百分比≥86wt％。

另一方面，本发明提供一种应用上述粘结剂制备电石的方法，如图1所示，包括步骤：

1、将原料生石灰和长焰煤粉碎，获得生石灰粉和长焰煤粉，生石灰粉和长焰煤粉的粒度≤100目；

2、将生石灰粉与长焰煤粉进行混合，获得混合物，生石灰粉和煤粉的质量比＝1.4～1.6:1；

3、将所述混合物与所述粘结剂进行混合，在混合过程中均匀加入粘结剂添加剂，得到球团原料；

4、将所述球团原料加热后压制成型，获得球团；

5、将所述球团进入热解炉进行热解，热解后的球团即为电石原料；

6、将所述电石原料送入电石炉获得电石。

具体的，步骤3中所述粘结剂添加剂为蒽油，所述蒽油：混合物的质量比＝0～10：100；

或者，所述粘结剂添加剂为废丁腈橡胶粉，所述废丁腈橡胶粉：混合物的质量比＝0～20：100；

或者，所述粘结剂添加剂为再生酚醛树脂颗粒，所述再生酚醛树脂颗粒：混合物的质量比＝0～10：100。

本发明实施例中，所述粘结剂添加剂蒽油加入前需加热，所述加热温度为80℃～120℃。

本发明实施例中，所述粘结剂添加剂废丁腈橡胶粉或再生酚醛树脂颗粒加入前需加热，加热温度范围100～150℃。

本发明提供的粘结剂原料来源广泛，所以价格低廉。加入该粘结剂添加剂制成的电石原料，电石原料的热强度得到了极大的提升，满足蓄热式燃气高温熔融电石生产新工艺的要求。

本发明球团的品质主要通过其抗摔强度、冷抗压强度和热抗压强度来评价。抗摔强度是球团在规定条件下跌落而受冲击力时的耐破碎性能；冷抗压强度是指球团在室温时抗挤压和冲击的能力；热抗压强度是指球团在高温热解后抗挤压和冲击的能力。热抗压强度好的球团，经过高温热解后球团依然有较高的强度，破碎少，才能进一步进入电石炉中制备电石。本发明中球团的抗摔强度的测试要点为：取10个样品称重，装在箱底可以打开的箱子里，在离地2.0m高处打开箱底，让样品自由跌落到12mm厚的钢板上，反复跌落三次后，用筛子筛分，取>5mm的重量百分数作为球团的抗摔强度的指标。本发明中球团的冷抗压强度的测定方法为：将球团置于型号为LDS～Y10A球团压力试验机上，在压力试验机施载速度为10mm/min的条件下进行测试。本发明中球团的热抗压强度的测定方法为：将成型球团供给至通氮气的普通热解炉中，在650℃下热解1h，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。

实施例1

粘结剂添加剂选用蒽油；

粘结剂添加剂：粘结剂：混合物的质量比＝6:6:100。

称取一定量的长焰煤粉和生石灰粉，其中长焰煤粉和生石灰粉的尺寸为≤100目，生石灰粉和长焰煤粉的质量比＝1.5:1，均匀混合上述两种原料10分钟；加入占上述混合物质量6％的粘结剂和占上述混合物质量6％的粘结剂添加剂蒽油(注：添加前蒽油需加热到100℃)，继续搅拌10分钟；取出上述球团原料，放入成型压制机中制备成型球团，成型设备的压力为12MPa，成型球团放入热解炉中热解得到热解球团，热解温度为400℃。

冷却后检测球团的抗摔强度、冷抗压强度和热抗压强度。在表1中给出了检测结果。

对比例1

粘结剂：混合物的质量比＝6:100。

重复实施例1的步骤，但在混合物中只加入占混合物质量6％的粘结剂，不加入粘结剂添加剂蒽油。球团的抗摔强度、冷抗压强度和热抗压强度在表1中给出了检测结果。

从检测结果可以看出，加入粘结剂添加剂蒽油前后球团抗摔强度、冷抗压强度和热抗压强度的对比：

抗摔强度提高19％；

冷抗压强度提高17％；

热抗压强度提高16％。

实施例2

粘结剂添加剂选用废丁腈橡胶粉；

粘结剂添加剂：粘结剂：混合物的质量比＝8:5:100。

称取一定量的长焰煤粉和生石灰粉，其中长焰煤粉和生石灰粉的尺寸为≤100目，生石灰粉和长焰煤粉的质量比＝1.5:1，均匀混合上述两种原料10分钟；加入占上述混合物质量5％的粘结剂和占上述混合物质量8％的粘结剂添加剂废丁腈橡胶粉(注：添加前废丁腈橡胶粉需粉碎至0.5mm以下)，继续搅拌10分钟；将其放入温度为150℃的加热螺旋中进行预加热处理10分钟，最后放入成型压制机中制备成型球团，成型设备的压力为12MPa，成型球团放入热解炉中热解得到热解球团，热解温度为500℃。

冷却后检测球团的抗摔强度、冷抗压强度和热抗压强度。在表1中给出了检测结果。

对比例2

粘结剂：混合物的质量比＝5:100。

重复实施例2的步骤，但在混合物中只加入占混合物质量5％的粘结剂，不加入粘结剂添加剂废丁腈橡胶粉。球团的抗摔强度、冷抗压强度和热抗压强度在表1中给出了检测结果。

从检测结果可以看出，加入粘结剂添加剂废丁腈橡胶粉前后球团抗摔强度、冷抗压强度和热抗压强度的对比：

抗摔强度提高22％；

冷抗压强度提高28％；

热抗压强度提高29％。

实施例3

粘结剂添加剂选用再生酚醛树脂颗粒；

粘结剂添加剂：粘结剂Z：混合物的质量比＝4:8:100。

称取一定量的长焰煤粉和生石灰粉，其中长焰煤粉和生石灰粉的尺寸为≤100目，生石灰粉和长焰煤粉的质量比＝1.5:1，均匀混合上述两种原料10分钟；加入占上述混合物质量8％的粘结剂和占上述混合物质量4％粘结剂添加剂再生酚醛树脂颗粒(注：添加前再生酚醛树脂颗粒需粉碎至0.2mm以下)，继续搅拌10分钟；将其放入温度为150℃的加热螺旋中进行预加热处理10分钟，最后放入成型压制机中制备成型球团，成型设备的压力为12MPa，成型球团放入热解炉中热解得到热解球团，热解温度为600℃。

冷却后检测球团的抗摔强度、冷抗压强度和热抗压强度。在表1中给出了检测结果。

对比例3

粘结剂：混合物的质量比＝8:100。

重复实施例3的步骤，但在混合物中只加入占混合物质量8％的粘结剂，不加入粘结剂添加剂再生酚醛树脂颗粒。球团的抗摔强度、冷抗压强度和热抗压强度在表1中给出了检测结果。

从检测结果可以看出，加入粘结剂添加剂再生酚醛树脂颗粒前后球团的抗摔强度、冷抗压强度和热抗压强度对比：

抗摔强度提高13％；

冷抗压强度提高16％；

热抗压强度提高8％。

表1

表中：

A代表 粘结剂：混合物的质量比；

B代表 粘结剂添加剂：粘结剂：混合物的质量比；

C代表 生石灰：煤粉的质量比。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。

Claims (7)

1.一种粘结剂添加剂，包括蒽油、废丁腈橡胶粉或再生酚醛树脂颗粒中的一种。

2.根据权利要求1所述的粘结剂添加剂，其特征在于，所述废丁腈橡胶粉中粒度＜0.5mm的废橡胶粉的重量百分比≥86wt％。

3.根据权利要求1所述的粘结剂添加剂，其特征在于，所述再生酚醛树脂颗粒中粒度＜0.2mm的再生酚醛树脂颗粒的重量百分比≥86wt％。

4.一种应用权利要求1-3任一所述粘结剂添加剂制备电石的方法，其特征在于，包括步骤：

A、将生石灰粉与煤粉进行混合，获得混合物，生石灰粉和煤粉的质量比＝1.4～1.6:1；

B、将所述混合物与粘结剂进行混合，在混合过程中均匀加入粘结剂添加剂，得到球团原料；

C、将所述球团原料加热后压制成型，获得球团；

D、将所述球团进入热解炉进行热解，热解后的球团即为电石原料；

E、将所述电石原料送入电石炉获得电石。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤B中所述粘结剂添加剂为蒽油，所述蒽油：混合物的质量比＝0～10：100；

或者，所述粘结剂添加剂为废丁腈橡胶粉，所述废丁腈橡胶粉：混合物的质量比＝0～20：100；

或者，所述粘结剂添加剂为再生酚醛树脂颗粒，所述再生酚醛树脂颗粒：混合物的质量比＝0～10：100。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述蒽油加入前需加热，所述加热温度为80℃～120℃。

7.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述废丁腈橡胶粉、再生酚醛树脂颗粒加入前需加热，加热温度范围100～150℃。