CN107572528A - 制备生产电石用球团的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了制备生产电石用球团的方法，包括：(1)将长焰煤进行破碎，得到长焰煤颗粒；(2)将外蒙煤进行破碎，得到外蒙煤颗粒；(3)将生石灰进行破碎，得到生石灰颗粒；(4)将粘结剂进行破碎，得到粘结剂颗粒；(5)将长焰煤颗粒、外蒙煤颗粒、生石灰颗粒和粘结剂颗粒进行混合，得到混合物料；(6)将混合物料进行成型，得到混合球团；(7)将混合球团进行热解，得到生产电石用球团，其中，长焰煤颗粒粒径不高于2mm，外蒙煤颗粒粒径不高于2mm，生石灰颗粒的粒径不高于4mm。采用该方法可制备出冷、热强度在800N以上、0.5m钢板落下强度不低于10次且能满足电石生产要求的球团。

Description

制备生产电石用球团的方法

技术领域

本发明属于电石生产领域，具体而言，本发明涉及制备生产电石用球团的方法。

背景技术

电石是有机合成的基本原料之一，有多种用途：电石和水反应生成乙炔，加氢后生成乙烯，进而制备多种有机化合物；加热粉状电石和氮气，生成氰氨化钙(石灰氮)，石灰氮和氯化钠加热反应生成的氰熔体用于采金及有色金属工业；电石还可用作钢铁工业的脱硫剂。传统的电石生产将块状生石灰和焦炭按一定比例配料，送入电石炉中热解，生石灰和焦炭接触面积小，反应时间长，反应温度高(1900-2200摄氏度)。

因此，现有生产电石的技术有待进一步改进。

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制备生产电石用球团的方法。该方法可制备出冷、热强度在800N以上、0.5m钢板落下强度不低于10次且能满足电石生产要求的球团。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备生产电石用球团的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将长焰煤进行破碎处理，以便得到长焰煤颗粒；

(2)将外蒙煤进行破碎处理，以便得到外蒙煤颗粒；

(3)将生石灰进行破碎处理，以便得到生石灰颗粒；

(4)将粘结剂进行破碎处理，以便得到粘结剂颗粒；

(5)将所述长焰煤颗粒、所述外蒙煤颗粒、所述生石灰颗粒和所述粘结剂颗粒进行混合处理，以便得到混合物料；

(6)将所述混合物料进行成型处理，以便得到混合球团；

(7)将所述混合球团进行热解处理，以便得到生产电石用球团，

其中，

在步骤(1)中，所述长焰煤颗粒粒径不高于2mm，

在步骤(2)中，所述外蒙煤颗粒粒径不高于2mm，

在步骤(3)中，所述生石灰颗粒的粒径不高于4mm。

根据本发明实施例的制备生产电石用球团的方法通过将长焰煤、外蒙煤和生石灰与粘结剂混合，使得所得混合物料在较低的压力下即可成型，降低了对成型设备的要求，减少了能耗，且提高了成型速率和混合物料的成型率；并且通过控制长焰煤颗粒、外蒙煤颗粒和生石灰颗粒的粒径使球团达到最密堆积，增强球团的强度；同时在配料过程中采用不同粒径的生石灰颗粒与长焰煤颗粒和外蒙煤颗粒混合，可以减少粘性煤外蒙煤的添加量，从而降低生产电石用球团生产成本。由此，该方法可制备出冷、热强度在800N以上、0.5m钢板落下强度不低于10次且能满足电石生产要求的球团。

另外，根据本发明上述实施例的制备生产电石用球团的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(3)中，所述生石灰烧损不高于4wt％。由此，可以显著降低生产电石用球团的生产成本。

在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述粘结剂选自聚丙烯酰胺、淀粉、糖蜜、酒糟、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、酚醛树脂和沥青中的至少之一。由此，使得混合物料较低的压力下即可成型。

在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述粘结剂颗粒的粒径不高于178微米。由此，可以进一步提高混合物料的成型率。

在本发明的一些实施例中，在步骤(5)中，所述长焰煤颗粒、所述外蒙煤颗粒、所述生石灰颗粒和所述粘结剂颗粒按照质量比(50～70)：(30～50)：100：(1～10)混合。由此，可以显著提高所得生产电石用球团的强度。

在本发明的一些实施例中，在步骤(5)中，所述长焰煤颗粒、所述外蒙煤颗粒、所述生石灰颗粒和所述粘结剂颗粒中水含量分别独立地不高于5wt％。由此，可以进一步提高所得生产电石用球团的强度。

在本发明的一些实施例中，在步骤(5)中，所述混合处理的时间为8～10分钟。由此，可以进一步提高所得生产电石用球团的强度。

在本发明的一些实施例中，在步骤(5)中，所述混合物料中粒径不高于0.5mm的占比55～65％。由此，可以进一步提高所得生产电石用球团的强度。

在本发明的一些实施例中，在步骤(6)中，所述成型处理的压力为14～20MPa。由此，可以进一步提高所得生产电石用球团的强度。

在本发明的一些实施例中，在步骤(7)中，所述热解处理的温度为800～900摄氏度，时间为0.5～1小时。由此，可以进一步提高所得生产电石用球团的强度。

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制备生产电石用球团的方法流程示意图。

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，本发明提出了一种制备生产电石用球团的方法，根据本发明的实施例，参考图1，该方法包括：

S100：将长焰煤进行破碎处理

该步骤中，将长焰煤进行破碎处理，以便得到长焰煤颗粒。其中，长焰煤颗粒粒径不高于2mm。发明人发现，长焰煤显微硬度较大，不易压碎，和生石灰成型时，若长焰煤颗粒的粒径过大，和生石灰、粘结剂不能达到密堆积，使球团密度降低，导致所得生产电石用球团的强度降低。

S200：将外蒙煤进行破碎处理

该步骤中，将外蒙煤进行破碎处理，以便得到外蒙煤颗粒，其中，外蒙煤颗粒粒径不高于2mm。发明人发现，一方面，外蒙煤显微硬度较大，加压时不易破碎，和其他物料形成的球团不易达到密堆积，冷强度下降；另一方面，若外蒙煤粒径过大粗颗粒的外蒙煤起骨架作用，热解时外蒙煤生成的胶质体挥发时受到的阻力小，易挥发掉，不能有效连接长焰煤和生石灰，型煤热强度增加较少。

S300：将生石灰进行破碎处理

该步骤中，将生石灰进行破碎处理，以便得到生石灰颗粒，其中，生石灰颗粒的粒径不高于4mm。需要说明的是，生石灰颗粒的粒径比长焰煤颗粒和外蒙煤颗粒的粒径大，可增加热解处理后生产电石用球团的强度，减少粘性煤外蒙煤的用量，降低成本。具体的，发明人发现，外蒙煤和长焰煤的显微硬度较大，加压时不易破碎，而生石灰质地软，加压易破碎，因此较粗的生石灰与较细的长焰煤和外蒙煤在加压成型时，粗颗粒的生石灰可起骨架作用，而长焰煤和外蒙煤填在生石灰的缝隙，填不满的缝隙可由一部分压碎的生石灰填补，由此成型处理所得的混合球团主要是生石灰包裹长焰煤和外蒙煤，并且混合球团在热解处理时，外蒙煤生成的胶质体与外界被生石灰隔阻，不易挥发，从而把生石灰和煤连接起来，进而使得所得的生产电石用球团具有较高的强度，并且在相同球团强度要求下，采用粗粒径的石灰石颗粒与较细粒径的长焰煤颗粒和外蒙煤颗粒混合，粘性煤外蒙煤的用量也较低。

根据本发明的一个实施例，生石灰的烧损并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，生石灰烧损可以不高于4wt％。发明人经过大量实验意外发现，当生石灰烧损在4wt％以上时，随着生石灰烧损率增加，混合球团热解处理后所得的生产电石用球团的强度的增加幅度明显下降，具体的，烧损大的生石灰中含有较多的氢氧化钙或碳酸钙，高温热解时，其中的氢氧化钙和碳酸钙分解，放出二氧化碳和水，使所得的生产电石用球团的孔隙增加，密度降低，从而导致其强度下降。由此，本申请中采用的生石灰烧损不高于4wt％，使得混合球团经热解处理后所得的生产电石用球团具有较高的强度。

S400：将粘结剂进行破碎处理

该步骤中，将粘结剂进行破碎处理，以便得到粘结剂颗粒。由此，有利于提高粘结剂颗粒的比表面积，进而增加粘结剂颗粒与生石灰颗粒、长焰煤颗粒和外蒙煤颗粒的接触面积，提高所得生产电石用球团的品质。发明人发现，长焰煤和外蒙煤、生石灰在没有添加粘结剂时，需要很高压力才能压制出强度较高的型煤，对成型设备要求高，耗电量大，而本发明通过添加粘结剂，使长焰煤和外蒙煤、生石灰可在较低压力下成型，降低了对成型设备的要求，减少了电耗，且能提高成型机的压球速率及混合物料的成球率。

根据本发明的一个实施例，粘结剂的具体类型并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，粘结剂可以选自聚丙烯酰胺、淀粉、糖蜜、酒糟、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、酚醛树脂和沥青中的至少之一。发明人发现，该类粘结剂可以明显优于其他类型提高混合物料的成球率。

根据本发明的再一个实施例，粘结剂颗粒的粒径并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，粘结剂颗粒的粒径可以不高于178微米。发明人发现，该粒径范围的粘结剂可以显著优于其他粒径提高混合物料的成球率。

S500：将长焰煤颗粒、外蒙煤颗粒、生石灰颗粒和粘结剂颗粒进行混合处理

该步骤中，将长焰煤颗粒、外蒙煤颗粒、生石灰颗粒和粘结剂颗粒进行混合处理，以便得到混合物料。发明人发现，长焰煤和外蒙煤、生石灰在没有添加粘结剂时，需要很高压力才能压制出强度较高的型煤，对成型设备要求高，耗电量大，而本发明通过添加粘结剂，使长焰煤和外蒙煤、生石灰可在较低压力下成型，降低了对成型设备的要求，减少了电耗，且能提高成型机的压球速率及混合物料的成球率。

根据本发明的一个实施例，长焰煤颗粒、外蒙煤颗粒、生石灰颗粒和粘结剂颗粒的混合质量比并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，长焰煤颗粒、外蒙煤颗粒、生石灰颗粒和粘结剂颗粒可以按照质量比(50～70)：(30～50)：100：(1～10)混合。发明人发现，若外蒙煤加入量过少，则混合球团热解后强度低；长焰煤价格较低，若其加入量少会增加电石用球团的成本；若生石灰和煤粉(长焰煤颗粒与外蒙煤颗粒)比例过高，生产的电石发气量低，而若生石灰与煤粉(长焰煤颗粒与外蒙煤颗粒)的比例过低，则反应剩余的生石灰不足形成CaC₂-CaO共熔体，炉料比电阻小，操作不好掌握；粘结剂的加入可以提高球团强度，但其价格比煤粉(长焰煤颗粒与外蒙煤颗粒)及生石灰高，为了降低成本，粘结剂加入量以能满足球团强度为好。由此，采用本发明所述的长焰煤颗粒、外蒙煤颗粒、生石灰颗粒和粘结剂颗粒的混合质量比可以显著由于其他提高球团的强度同时节约原材料成本。

根据本发明的再一个实施例，长焰煤颗粒、外蒙煤颗粒、生石灰颗粒和粘结剂颗粒中的水含量并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，长焰煤颗粒、外蒙煤颗粒、生石灰颗粒和粘结剂颗粒中水含量可以分别独立地不高于5wt％。发明人发现，当煤粉和粘结剂中水含量过大，水分子和氧化钙分子反应，生成氢氧化钙，放出热量较多，可能使煤粉着火；生石灰密封不严，可和空气中的水分和二氧化碳反应，生成氢氧化钙及碳酸钙，影响热解后球团强度。因此煤粉(长焰煤颗粒与外蒙煤颗粒)、粘结剂、生石灰应干燥后密封保存。

根据本发明的又一个实施例，混合处理的时间并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，混合处理的时间可以为8～10分钟。由此，即可以实现混合物料中长焰煤颗粒、外蒙煤颗粒、生石灰颗粒和粘结剂颗粒混合均匀又可节约能耗。

根据本发明的又一个实施例，混合物料中粒径不高于0.5mm的占比并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，混合物料中粒径不高于0.5mm的占比可以为55～65％。发明人发现，当0.5mm以下的混合物料比例过高时，混合物料比表面积大，需要的粘结剂多，会增加电石用球团的成本；另外，混合物料中细颗粒含量过多，没有足够的大颗粒起骨架支撑作用时，会导致球团强度降低；若0.5mm以下的混合物料比例过少，则细颗粒物料不能填满缝隙，导致球团孔隙率增加，强度降低。

S600：将混合物料进行成型处理

该步骤中，将混合物料进行成型处理，以便得到混合球团。具体的，成型处理的压力可以为14～20MPa。发明人发现，该成型压力下可以显著优于其他条件提高所得混合球团的强度。

S700：将混合球团进行热解处理

该步骤中，将混合球团进行热解处理，以便得到生产电石用球团。具体的，混合球团中的煤粉(长焰煤颗粒与外蒙煤颗粒)及粘结剂发生热分解及热缩聚反应，放出低沸点有机物CO、H₂及低碳烷烃、烯烃，芳环缩聚，进一步稠环化，形成固定碳。另外，外蒙煤热解时可产生胶质体，把长焰煤颗粒及生石灰颗粒粘结在一起，增加球团热强度。

根据本发明的一个实施例，热解处理的条件并不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，热解处理的温度可以为800～900摄氏度，时间可以为0.5～1小时。由此，可以显著提高所得球团的强度。

根据本发明实施例的制备生产电石用球团的方法通过将长焰煤、外蒙煤和生石灰与粘结剂混合，使得所得混合物料在较低的压力下即可成型，降低了对成型设备的要求，减少了能耗，且提高了成型速率和混合物料的成型率；并且通过控制长焰煤颗粒、外蒙煤颗粒和生石灰颗粒的粒径使球团达到最密堆积，增强球团的强度；同时在配料过程中采用不同粒径的生石灰颗粒与长焰煤颗粒和外蒙煤颗粒混合，可以减少粘性煤外蒙煤的添加量，从而降低生产电石用球团生产成本。由此，该方法可制备出冷、热强度在800N以上、0.5m钢板落下强度不低于10次且能满足电石生产要求的球团。

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

分别把长焰煤和外蒙煤破碎至2mm以下，生石灰破碎至4mm以下，其中，长焰煤颗粒和外蒙煤颗粒中粒径低于0.5mm的分别独立的占40％，生石灰颗粒中粒径低于0.5mm占20％，生石灰颗粒烧损为2.5wt％；把聚丙烯酰胺破碎至粒径178微米以下；接着将各原料分别在105摄氏度下进行烘干处理，使得各原料的水分含量均分别独立的小于5wt％；然后称取生石灰颗粒2500g、长焰煤颗粒1250g、外蒙煤颗粒1000g和聚丙烯酰胺颗粒60g，放入混料机混合均匀，并用压球机压制成球(压力为18MPa)，最后在900摄氏度的温度下热解0.5-1h，得到生产电石用球团。经测量，其冷强度、热强度及0.5m跌落强度如表1所示。

表1生产电石用球团强度

项目	冷强度(N/个)	热解后强度(N/个)	跌落次数
				实施例1	882	922	10

实施例2

分别把长焰煤和外蒙煤破碎至2mm以下，生石灰破碎至4mm以下，其中，长焰煤颗粒和外蒙煤颗粒中该粒径低于0.5mm的分别独立的占45％，生石灰颗粒中粒径低于0.5mm的颗粒占10％，生石灰颗粒烧损为3.1wt％；把聚丙烯酰胺破碎至粒径178微米以下；接着将各原料在105摄氏度下进行烘干处理，使得各原料的水分含量均分别独立的小于5wt％；然后称取生石灰颗粒2500g、长焰煤颗粒1500g、外蒙煤颗粒750g和淀粉颗粒95g，放入混料机混合均匀，并用压球机压制成球(压力为16MPa)，最后在900摄氏度的温度下热解0.5-1h，得到生产电石用球团。经测量，其冷强度、热强度及0.5m跌落强度如表2所示。

表2生产电石用球团强度

项目	冷强度(N/个)	热解后强度(N/个)	跌落次数
				实施例2	833	901	10

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 (10)

1.一种制备生产电石用球团的方法，其特征在于，包括：

(1)将长焰煤进行破碎处理，以便得到长焰煤颗粒；

(2)将外蒙煤进行破碎处理，以便得到外蒙煤颗粒；

(3)将生石灰进行破碎处理，以便得到生石灰颗粒；

(4)将粘结剂进行破碎处理，以便得到粘结剂颗粒；

(5)将所述长焰煤颗粒、所述外蒙煤颗粒、所述生石灰颗粒和所述粘结剂颗粒进行混合处理，以便得到混合物料；

(6)将所述混合物料进行成型处理，以便得到混合球团；

(7)将所述混合球团进行热解处理，以便得到生产电石用球团，

其中，

在步骤(1)中，所述长焰煤颗粒粒径不高于2mm，

在步骤(2)中，所述外蒙煤颗粒粒径不高于2mm，

在步骤(3)中，所述生石灰颗粒的粒径不高于4mm。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述生石灰烧损不高于4wt％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述粘结剂选自聚丙烯酰胺、淀粉、糖蜜、酒糟、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、酚醛树脂和沥青中的至少之一。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述粘结剂颗粒的粒径不高于178微米。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述长焰煤颗粒、所述外蒙煤颗粒、所述生石灰颗粒和所述粘结剂颗粒按照质量比(50～70)：(30～50)：100：(1～10)混合。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述长焰煤颗粒、所述外蒙煤颗粒、所述生石灰颗粒和所述粘结剂颗粒中水含量分别独立地不高于5wt％。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述混合处理的时间为8～10分钟。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述混合物料中粒径不高于0.5mm的占比55～65％。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(6)中，所述成型处理的压力为14～20MPa。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(7)中，所述热解处理的温度为800～900摄氏度，时间为0.5～1小时。