CN1404524A - 具有优良强度的煤饼及其制饼方法 - Google Patents

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Abstract

一种具有优良强度的煤饼和制备所述煤饼的方法。所述煤饼含有100重量份粉煤、1－5重量份生石灰和7－15重量份糖滓。所述方法包括将1－5重量份生石灰与100重量份粉煤混合并熟化所述混合物、将7－15重量份糖滓与所述熟化混合物混合并搅拌所述混合物、和压缩成型所述搅拌混合物以形成一种煤饼的步骤。

Description

具有优良强度的煤饼及其制饼方法
发明背景
发明领域
本发明涉及一种用于冶金中的煤饼。更具体地说，本发明涉及一种煤饼，它可通过采用生石灰和糖滓(molasses)从粉煤制得，从而能够省却经由存在于粉煤中的水份与生石灰的放热反应而干燥粉煤的步骤，同时由于生石灰和糖滓间的化学反应形成的糖酸钙健而表现出优良的强度。本发明还涉及一种制备这类煤饼的方法。由于按照本发明制备的煤饼具有优良的物理强度，所以，它可适合于熔炼还原铁制备方法，该方法是新近提出的铁制备方法。
相关技术的说明
已经知道，FINEX和COREX方法，或熔炼还原铁制备方法在燃料的可利用性方面是有利的，因为采用煤替代焦炭作为熔炼炉的燃料。不过，对于燃料来说，如果煤是具有颗粒尺寸为8mm或更小的粉煤，则其难以在熔炼炉中完全燃烧，并且经常地被截留在收集器中。而且，如果大量粉煤截留在收集器中，则该方法将失去热平衡，从而使该方法引起多种问题。因此，这类粉煤在铁制备方法之中的应用应该受到限制。不过，目前用于铁制备方法的煤主要包括不大于8mm的粉煤。
粉煤在铁制备方法中的应用受到限制，所以，其主要用于粉煤喷射(PCI)或作为制备焦炭的煤。但是，由于可用于COREX方法的煤的特性是特定的，所以，这类煤在非COREX目的的应用中存在限制。因此，人们希望获得一种通过适当方法聚结粉煤以制备煤饼的方法。但是，就目前的技术现状来说，还没有发现可将粉煤制成适合用于FINEX和COREX的新型铁制备方法的煤饼的成功方法。
例如，英国专利No.GB2227024A和美国专利US4,738,685，公开了采用粉煤、糖滓和一种无机硬化剂的混合物制备煤饼的方法。在这些方法中，煤饼应该在室温下硬化1-3天，或者是在200-300℃的温度下于炉子中硬化1小时，以提高煤饼的强度，由于该硬化步骤的处理效率很差，它直接导致煤饼低的初始强度。
当在一种方法如熔炼还原方法中采用大量的煤饼时，所述煤饼经由输送带进行输送并贮存。如果煤饼不具有足够的初始强度，则在采用输送带进行输送过程中，它们将会破碎。为了避免这类破损，必须在煤饼成型之后将其加热到200℃以上。但是，这个额外的加热步骤需要大型的加热干燥设备，从而在煤饼的生产中产生高费用和低生产能力的经济负担。
同时，一种采用生产焦炭的粉煤制备煤饼的方法公开在日本特许公开No.Heisei 7-97576之中(公开日期：1995年4月11日)。
按照该方法，将一种粘结剂如煤焦油或沥青加热到软化温度(约150℃)或更高，以便熔化。然后，将适量的所述熔体加入到粉煤中。将混合物进行彻底混合，并通过冷却该熔化粘结剂到低于软化温度使混合物进行压缩成型。这样，就制备得到一种需要的煤饼。这类粘结剂的加热熔化和冷却，可使煤颗粒相互强烈地粘结在一起，使之具有高的强度，在机械运输过程中能够经受破损。但是，这类加热粘结剂到软化温度的方法，要求大型的加热系统，在操作过程中它会放出有害的气体，使得工作环境变得不安全。为了预防和处理有害气体，可能需要附加的费用。
而且，一种熔炼还原铁制备方法，每天需要多达数百吨的煤饼。因此，在使用前，需要将煤饼在露天环境下堆积一段时间。在夏天，室外温度由于阳光照射可升高到40-60℃。因此，软化温度在此温度附近的沥青粘结剂可能会重新被软化，并使煤饼相互粘着在一起，使得难以通过机械设备进行处理。
而且，粉煤通常含有一些水份。通过在室温下压缩成型粉煤制得的煤饼存在一个问题，就是过量水份含量会降低其冷抗压强度。为此，所述制备煤饼的方法具有低的回收率，所以，额外的干燥步骤是必需的，从而增加了费用并降低生产能力。
发明概述
因此，针对上述问题做出了本发明，本发明的一个目的是提供具有优良强度和优良的低温稳定性且易于大量处理的煤饼及其制备方法以及煤饼是由一种糖滓粘结剂和一种用来调节粉煤中的水份含量的添加剂从粉煤制备得到的，该煤饼的制备不需要采用任何用来除去粉煤中水份的额外的干燥和加热步骤。
所以，按照本发明，上述目的和其它目的可通过提供一种具有高强度且含有100重量份粉煤、1-5重量份生石灰和7-15重量份糖滓的煤饼而得以实现。
而且，按照本发明，上述目的和其它目的可通过提供一种制备具有优良强度的煤饼的方法而得以实现，该方法包括以下步骤：
(a)混合100重量份粉煤和1-5重量份生石灰，并熟化该混合物；
(b)混合7-15重量份糖滓和步骤(a)的熟化混合物，并进行搅拌；和
(c)压缩成型步骤(b)的搅拌混合物，形成煤饼。
附图简要说明
通过结合附图的下述详细描述，本发明的上述和其它目的、特征和其它优点将会变得更加清楚明了，其中：
图1为按照本发明制备煤饼的方法的示意图。
优选实施方案的说明
本发明是关于一种具有高强度且含有100重量份粉煤、1-5重量份生石灰和7-15重量份糖滓的煤饼。
本发明人通过研究寻找一种不需要除去粉煤中的水份而聚结粉煤以制备煤饼的方法，同时可保证煤饼具有适用于熔炼还原铁制备方法的高强度。他们终于发现，存在于粉煤中的水份可经由水份与生石灰(CaO)转化为熟石灰(Ca(OH)2)的放热反应而被除去，如下所述：[反应1]
而且，已经发现，当糖滓作为粘结剂加入到粉煤和生石灰的混合物中时，它会与生石灰发生化学反应，形成糖酸钙键，由此，它可避免溶解在混合物的水份之中。这样，在制备煤饼的压缩成型步骤之后，不经任何附加的加热-干燥步骤制备一种具有高强度的煤饼就成为可能。基于上述的发现和事实，形成了本发明。
下面将对本发明作详细的描述。
用于本发明的粉煤包括煤的颗粒尺寸规格不适合用于COREX方法的煤。通常认为颗粒尺寸不小于8mm的煤用于典型的COREX方法中，所以，在本发明中，使用颗粒尺寸小于8mm的粉煤。优选地，用于本发明的粉煤是研磨成颗粒尺寸最高约4mm的粉煤。当粉煤的颗粒尺寸过大时，则施加到压缩-成型煤饼的压力就会提高，这将会引起煤饼破碎，从而损害其强度。更优选地，具有约4mm的颗粒尺寸的粉煤的分布约占总粉煤的80％或更多。
按照本发明，含有水份的粉煤不需要经过单独的干燥步骤。该粉煤中的水份含量与生石灰的加入量相关。最优选地，考虑到生石灰的加入量，粉煤中含有约6-12％水份。当粉煤含有较少数量的水份时，与生石灰的反应将可能进行得不够充分，从而导致煤饼强度降低。另一方面，当粉煤含有过多水份时，煤饼不能有效地成型，从而难以保证煤饼的质量。
按照本发明，生石灰在提供高强度煤饼方面起两种作用：一个是它从该粉煤中除去水份，另一个是它通过形成糖酸钙键改善了煤饼的强度。如上述反应1所示，生石灰(CaO)经由与该粉煤中存在的水份进行的放热反应生成熟石灰，从而除去粉煤中的水份。而且，该生石灰可与糖滓进行化学反应形成糖酸钙键，它可改善煤饼的强度。此外，由于这类糖酸钙键的形成，可避免糖滓溶解在粉煤所含的水份之中。
按照本发明，相对于100重量份粉煤，生石灰的加入数量为1-5重量份。如果生石灰的加入数量小于1重量份，则它不能有效地实现经由与水份反应从粉煤中除去水份的作用，而且，它也不能通过与糖滓反应形成糖酸钙键，从而会引起煤饼强度降低。如果生石灰加入数量大于5重量份，则所得到的煤饼的物理性能会受到损害。
优选可用于本发明的生石灰具有最高约1mm的颗粒尺寸。该生石灰具有最高约1mm的颗粒尺寸，且颗粒尺寸最高约0.3mm的生石灰的分布高于或等于50重量％是最重要的。当生石灰尺寸越小时，其比表面积越大。所以，具有较小颗粒尺寸的生石灰可有利地通过与粉煤中水份的反应而转化为熟石灰。当生石灰的颗粒尺寸大于1mm和颗粒尺寸最高0.3mm的生石灰的分布低于50％时，则生石灰和粉煤中水份的反应不能充分地进行，在最终得到的煤饼中可能会留有未反应的生石灰。这些未反应的生石灰倾向于与空气中的水份进行反应，从而损害煤饼的强度。
按照本发明，使用糖滓作为粘结剂，它在室温时可保持其粘性，所以易于进行大量处理，没有使用难以大量处理的煤焦油或沥青等固体材料。
按照本发明，相对于100重量份粉煤，糖滓的加入数量被控制在7-15重量份。当糖滓的加入数量低于7重量份时，煤饼的强度很差。当糖滓的加入数量大于15重量份时，在与粉煤混合时可能存在胶粘的问题。
优选地，以糖滓总重量为基准，糖滓具有70-85重量％的固体含量。如果糖滓的固体含量低于70重量％，则制得的煤饼会具有低的强度，这是因为在糖滓中缺少糖类含量，它表现为实际的粘结性能。而且，糖滓中水份含量很高，将得到强度受到损害的煤饼。如果糖滓的固体含量大于85重量％，则糖滓的粘性将增大，使得与其它成分的均匀混合变得困难。
当糖滓过于粘稠时，可使用基于所用糖滓重量不超过10重量％的水对其进行稀释。
而且，发明人还发现，煤饼的强度受混合次序的影响，他们已经开发了一种操作规程，按照该规程，将本发明的含有粉煤、生石灰和糖滓的原料进行混合和/或熟化以制备煤饼。
所以，按照本发明的另一个方面，本发明是关于一种制备具有优良强度的煤饼的方法，包括以下步骤：
(a)将100重量份粉煤和1-5重量份生石灰混合，并熟化该混合物；
(b)混合7-15重量份糖滓和步骤(a)的熟化混合物，并进行搅拌；和
(c)压缩成型步骤(b)的搅拌混合物，形成煤饼。
图1给出了该方法的一系列步骤。
首先，将粉煤与生石灰混合。相对于100重量份粉煤，生石灰的用量为1-5重量份。优选地，采用一种混合器(4：双螺旋方式)进行该混合，以获得一种均匀的混合物。所述混合进行约1-3分钟。
在混合之后，优选进行熟化处理，从而使生石灰转化为熟石灰，如上述反应式1所示。尽管生石灰变为熟石灰的转化可在所述混合器中进行，但是，由于在混合器中的停留时间较短，所以，熟化处理受到限制。因此，采用一个容器如进料斗用于长期贮存，使反应1的反应能够进行。此时，优选熟化时间约为2分钟至2小时。如果该时间少于2分钟，则未反应的生石灰将残留在制得的煤饼中，所以煤饼的强度将会受损害。如果该时间长于2小时，则生产能力将会降低。
在粉煤和生石灰的第一混合物熟化之后，向该混合物中加入糖滓，相对于100重量份粉煤，其加入量为7-15重量份。在这一阶段，也可以使用混和机(5)。优选采用一种喷射喷嘴喷射糖滓以提高混合效率。
同时，当在该混合器中进行混合时，生石灰可与糖滓进行化学反应，形成糖酸钙键，未反应的生石灰可与糖滓中的水份进行反应转化为熟石灰。但是，由于在该混合器中的停留时间短，生石灰与糖滓之间的化学反应受到限制。
但是，如果混合物在混合器中的停留时间变长，则可能产生更多的糖酸钙以促进提高煤饼的硬化，为煤饼提供增大的强度。所以，按照本发明，搅拌第二混合物一段时间，使得生成糖酸钙的反应能够继续进行。优选地，该搅拌步骤是采用一种捏合机(在图1中由标记6表示，它不同于用于上述混合步骤的混合器)进行一段时间。
捏合机(6)具有圆筒形状，它是垂直放置的，包括一个其上附带有叶片的中心轴并搅拌装入筒中的材料。在该捏合机中搅拌第二混合物，由于糖酸钙键的形成，提高了硬化效率。设计安装的叶片是用来搅拌混合物。捏合机根据其中装有混合物的量调节对混合物的搅拌时间。
按照本发明，当搅拌时间低于2分钟时，煤饼的强度将会降低，当搅拌时间大于50分钟时，混合物变得干燥，这样，煤饼的强度也会降低。所以，优选搅拌时间在2-50分钟之间。
将如此获得的具有提高的硬化效率的第二混合物涂敷到一个辊式压制机(7)上，该压制机向混合物施加均匀的压力从而制得具有优良强度的煤饼。
在本发明中，采用输送带(8)将所制得的煤饼输送到煤饼仓(9)，以便在室温下贮存它们，而不需要一个单独的加热干燥步骤。质量差的煤饼从所述输送带(8)中移走，经由一个回收仓(10)输送到容纳剩余混合物的混合器(5)中，并通过重复一连串的步骤进行再利用。
经由从粉煤仓(1)到辊式压制机(7)的这些步骤需要约3分钟-3小时的时间以形成煤饼。同时，图1中的标记1、2和3分别表示粉煤仓、生石灰仓和糖滓仓。
如上所述，本发明提供了经过混合粉煤与生石灰并熟化该混合物、混合糖滓与所述熟化混合物并进行搅拌的步骤所形成的煤饼，其中，液体糖滓可充分渗入混合物中，以便形成糖酸钙键，从而形成具有优良强度的煤饼。因此，按照本发明方法制得的煤饼具有优良的初始强度，因而可以直接使用，不需要进行单独的硬化步骤。
另一方面，所述生石灰与水份和糖滓非常快速地进行反应。因此，无论是粉煤先与糖滓混合再接着与生石灰混合，还是将上述三种原料同时混合，由于所述生石灰与水份和糖滓非常快速地进行反应并硬化这些组分，所以，不可能使所述生石灰均匀分散在该混合物之中。因此，不可能获得具有优良强度的煤饼。
在下文中，将结合不同的实例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅是用于例证的目的，本发明不能被解释为仅局限于这些实施例。
实施例1
按照下述表1所示的组成比，制备本发明的2种样品和作为对比例的4种样品。将不大于3.4mm的粉煤与生石灰均匀地混合，以控制所述粉煤中存在的水含量，接着，与作为粘结剂的糖滓进行混合。采用煤饼辊式压制机在室温下压缩所得到的混合物，以形成一种枕状的煤饼，其直径为63.5mm，宽为25.4mm，厚度为19.1mm。
表1
  实施例   ≤3.4mm粉煤(重量份)          添加剂 糖滓(重量份)
  化合物 数量(重量份)
实例1     100   生石灰     3     10
实例2     100   生石灰     2     8
对比例1     100     -     -     10
对比例2     100   碳酸钙     3     10
对比例3     100   熟石灰     3     10
对比例4     100   生石灰     1     6
在表1中，本发明的实例1和2是通过将粉煤与2-3重量份的生石灰均匀混合，接着与8-10重量份糖滓混合并在室温下压缩成型所得到的混合物而制备得到的煤饼。
另一方面，对比例1的煤饼是通过相对100重量份粉煤使用10重量份糖滓粘结剂制备得到的。对比例2的煤饼是通过将100重量份粉煤与3重量份碳酸钙(CaCO3)均匀混合，接着与10重量份糖滓混合并在室温下压缩成型所得到的混合物而制备得到的。对比例3的煤饼是通过将100重量份粉煤与3重量份熟石灰(Ca(OH)2)均匀混合，接着与10重量份糖滓混合并在室温下压缩成型所得到的混合物而制备得到的。对比例4的煤饼，是通过将100重量份粉煤与1重量份生石灰均匀混合，接着与6重量份糖滓混合并在室温下压缩成型所得到的混合物而制备得到的。
在成型之后，立即对煤饼进行测试，以测定它们的抗碎性和粉末比。抗碎性试验是通过使一个约2kg的煤饼从5m高度自由降落到一个铁板上4次进行的。接着，对降落后大于或等于10mm的煤饼小块进行称重，并按下述等式1计算其抗碎性。对降落后小于6.3mm的煤饼小块进行称重并按下述等式2计算粉末比。[等式1]
抗碎性(％)＝(降落后大于或等于10mm的煤饼小块的总重量/降落前煤饼的总重量)×100[等式2]
粉末比(％)＝(降落后小于或等于6.3mm的煤饼小块的总重量/降落前煤饼的总重量)×100
按照表1的组成制备得到的每种煤饼的抗碎性和粉末比如下表2所示。
表2
    实施例     抗碎性(％)     粉末比(％)
    实例1      89.7      8.8
    实例2      80.5      15.5
    对比例1      20.0      71.6
    对比例2      15.1      75.5
    对比例3      69.6      23.3
    对比例4      31.9      58.8
如表2所示，其组成位于本发明范围之内的实例1和2提供了具有优良强度的煤饼，其特征是抗碎性大于80％，且粉末比小于16％。另一方面，其组成不在本发明范围之内的对比例1-4提供了具有低抗碎性和高粉末比的煤饼，与本发明的实例相比，表明它们具有低的强度。
实施例2
将颗粒尺寸大于或等于3.4mm的粉煤在Muller混合器中与添加剂均匀混合1分钟，并熟化一段时间。在向所述熟化混合物中加入作为粘结剂的糖滓并在所述Muller混合器中混合3分钟之后，将所述混合物输送到一个捏合机中并搅拌一段时间以提高硬化效率。采用一种煤饼辊式压制机在室温下对得到的混合物进行压缩成型。形成枕状煤饼，其直径为63.5mm，宽为25.4mm，厚度为19.1mm。
表3
  实施例          粉煤             添加剂   糖滓 添加剂-粉煤的熟化时间(min) 添加剂-粉煤的搅拌时间(min)
  数量(重量％) 水份含量(重量％) 化合物   数量(重量份)  ≤0.3mm(重量份) 数量(重量份)
  实例1   100     9.7 生石灰     3     84     8     10     5
  实例2   100     9.6 生石灰     3     78     8     30     5
  实例3   100     9.7 生石灰     3     78     8     60     10
  实例4   100     9.1 生石灰     3     81     8     5     7
  实例5   100     9.4 生石灰     3     60     8     5     12
  实例6   100     8.5 生石灰     3     95     8     5     20
  实例7   100     14.5 生石灰     3     95     10     10     10
 对比例1   100     8.9 生石灰     3     78     8     0     5
 对比例2   100     8.1 生石灰     3     78     8     1     60
 对比例3   100     8.7 生石灰     3     15     8     10     5
 对比例4   100     4.9 生石灰     3     78     8     10     5
 对比例5   100     8.5    -     -     -     10     0     10
 对比例6   100     9.4 熟石灰     3     100     8     10     5
 对比例7   100     8.2 CaCO3     3     92     10     1     10
 对比例8   100     7.1 生石灰     1     95     6     1     10
在表3中，实例1-7的煤饼是按照本发明方法，通过均匀混合粉煤与生石灰、熟化该混合物、混合该熟化混合物与糖滓、在一个捏合机中搅拌该混合物、并在室温下压缩成型而制备得到的。
另一方面，对比例1的煤饼是通过均匀混合粉煤与生石灰、接着未对粉煤与生石灰的混合物进行熟化就与糖滓进行混合、在一个捏合机中搅拌得到的混合物、之后在室温下压缩成型而制备得到的。
对比例2的煤饼是通过均匀混合粉煤与生石灰、熟化该混合物1分钟、使该混合物与糖滓进行混合、在一个捏合机中搅拌该混合物60分钟、并在室温下压缩成型所述混合物而制备得到的。
对比例3的煤饼是按照与实例1相似方法制备的，但是，该对比例使用含有15重量％的颗粒尺寸不大于0.3mm的组分的生石灰。
对比例4的煤饼是按照与实例1相似方法制备的，但是，它采用了水份含量为4.9重量％的粉煤。
对比例5的煤饼是通过将粉煤仅与糖滓均匀混合、在一个捏合机中搅拌该混合物10分钟、并在室温下压缩成型而制备得到的。
对比例6的煤饼是通过与实例1相似方法制备的，但是，它仅使用粉煤和熟石灰。
对比例7的煤饼是通过将粉煤与碳酸钙均匀混合、熟化该混合物1分钟、将该混合物与糖滓进行混合、在一个捏合机中搅拌该混合物10分钟、并在室温下压缩成型该混合物而制备得到的。
对比例8的煤饼是通过将粉煤与生石灰均匀混合、熟化该混合物1分钟、使该混合物与糖滓进行混合、在一个捏合机中搅拌该混合物、并在室温下压缩成型该混合物而制备得到的。
在其形成之后立即和24小时后，测定由实例和对比例形成的每种煤饼的抗碎性和粉末比。所得结果如表4所示。
表4
  实例         形成后立即        形成后24小时
抗碎性(％)   粉末比(％) 抗碎性(％)   粉末比(％)
  实例1     97.2      2.6     84.6      11.6
  实例2     95.1      4.1     82.5      13.7
  实例3     94.4      4.5     86.3      10.8
  实例4     95.8      3.7     81.5      14.9
  实例5     95.3      4.1     77.4      18.9
  实例6     88.2      9.3     80.9      17.7
  实例7     94.5      4.3     81.2      13.2
 对比例1     91.7      7.0     69.9      23.9
 对比例2     69.3      25.0     56.8      37.5
 对比例3     72.1      22.4     62.4      31.0
 对比例4     55.0      38.3     49.3      42.7
 对比例5     20.0      71.6     33.0      58.6
 对比例6     73.0      21.6     57.5      35.8
 对比例7     15.1      75.5     42.9      47.8
 对比例8     31.9      58.8     73.6      21.8
如表4所示，实例1-7的煤饼具有优良的强度，其特征是其抗碎性大于88％，且其粉末比小于10％。而且，如在24小时后所测定的，所述煤饼仍表现出高的强度，具有大于77％的抗碎性和小于19％的粉末比。
相反地，对比例1-8提供的煤饼具有低的抗碎性和高的粉末比，从而被认定为是有缺陷的煤饼，不能用于熔炼还原炉。
表5给出了煤和煤饼样品的抗碎性和粉末比的范围。所述煤的抗碎性在实际熔炼还原铁制备方法的可接受范围之内。如果煤的抗碎性低于该可接受范围，则熔铁的温度会降低，从而导致下降的生产能力并在制造方法中引起问题。而且，就粉末比来说，当将具有高于可接受范围数值的煤或煤饼装料到熔炉中时，会发生不完全燃烧。这样，大量未燃烧的煤由收集器进行收集，从而提高了操作费用，对于操作产生不利影响。为此，需要采用更严格的最佳和可接受范围数值的煤饼，这是因为由这些煤饼形成的粉末具有降低的颗粒尺寸。
表5
    样品     抗碎性(％)     粉末比(％)
  最佳范围    可接受范围     最佳范围   可接受范围
 煤(10-60mm)   80或更大     70或更大     10或更小     5或更小
 煤饼(10-60)   80或更大     70或更大     25或更小     20或更小
实施例3
为了评价制得的煤饼的性能改变与混合次序变化的关系，在改变生石灰和糖滓与粉煤进行混合的混合次序的情形下，进行下述实验。
首先，如表6所示，将尺寸为3.4mm或更小的粉煤(来自Australia：Mt.Thorley)，在一个Muller混合器中均匀地与相对100重量份该粉煤用量为3重量份的生石灰进行混合，并熟化10分钟。接着，向该混合物中加入8重量份的糖滓，并在一个捏合机搅拌5分钟，以获得提高的硬化效率。在室温下采用煤饼辊式压制机压缩得到的混合物，形成一种枕形煤饼，其直径为63.5mm，宽为25.4mm，厚度为19.1mm。
为了制备另外的煤饼，将具有上述颗粒尺寸的粉煤在一个Muller混合器中与相对100重量份该粉煤用量为8重量份作为粘结剂的糖滓均匀地混合5分钟。接着，向该混合物中加入3重量份作为硬化剂的生石灰，并在所述Muller混合器中混合3分钟，接着在一个捏合机中搅拌5分钟，以获得提高的硬化效率。将得到的混合物在室温下进行压缩，形成一种煤饼。
为了制备另外的煤饼，将具有如上所述相同颗粒尺寸的粉煤在一个Muller混合器中与3重量份生石灰和8重量份糖滓均匀地同时混合5分钟。接着在一个捏合机中对该混合物搅拌5分钟，以提高硬化效率。在室温下采用煤饼压制机压缩得到的混合物，形成一种枕形煤饼，其直径为63.5mm，宽为25.4mm，厚度为19.1mm。
表6
  实施例   粉煤(重量份)   糖滓(重量份)   生石灰(重量份)        混合次序
    第一   第二
  实例1     100     8     3    生石灰   糖滓
 对比例1     100     8     3     糖滓  生石灰
 对比例2     100     8     3  生石灰和糖滓
对于制得的煤饼，在这些煤饼制备后立即和24小时后进行降落试验以评价其抗碎性和粉末比。试验结果如表7所示。评价方法是按与实例1相同方法进行的。
表7
  实施例     形成后立即     形成后24小时
抗碎性(％)   粉末比(％) 抗碎性(％)   粉末比(％)
  实例1     97.2      2.6     84.6      11.6
 对比例2     64.3      27.6     75.2      14.6
 对比例3     71.5      22.2     88.8      7.0
参见表7，可以看出，按照粉煤先与生石灰混合、熟化、接着与糖滓混合的方法的实例1，提供了一种具有抗碎性为95％或更大和粉末比为5％或更小的煤饼。
另一方面，对比例1和2(它们是在本发明范围之外)，提供了具有降低的抗碎性和增高的粉末比的煤饼，从而与实例1相比表现出降低的强度。现在将对其作更为详细的描述。
对比例1是采用其中粉煤先与糖滓混合接着与生石灰混合以形成煤饼的方法。
对于在添加生石灰之前使糖滓与粉煤进行混合的情形，粉煤与糖滓的混合物具有提高的总水份含量，这是因为一般来说糖滓含有15-30重量％的水份。这样，生石灰转化为熟石灰的羟基化作用进行得非常快，从而当将生石灰与所述混合物进行混合时，在与该混合物接触的生石灰表面发生形成糖酸钙键的化学反应。其结果是，在生石灰均匀分布于所述混合物之前，所述混合物就已经发生硬化。其结果是，按这种方法形成的煤饼具有64.3％的低初始强度。另一方面，已经发现在24小时后，所述煤饼表现出提高的抗碎性。这是由于没有进行完全的产生糖酸钙键的化学反应随着时间的流逝继续进行。
对比例2是采用粉煤与生石灰和糖滓同时混合以形成煤饼的方法。
这样，与对比例1相似，在生石灰和糖滓均匀地与粉煤进行混合之前，所述生石灰与所述糖滓反应产生糖酸钙键，从而使所述混合物硬化。如果所述混合物先硬化，则不可能制得由粉煤、生石灰和糖滓组成的均匀混合物。其结果是，按这种方法形成的煤饼具有71.5％的初始强度，它低于本发明实例煤饼的强度。另一方面，已经发现，在24小时后，所述煤饼表现出提高的抗碎性。这是由于没有进行完全的产生糖酸钙键的所述化学反应随着时间的流逝继续进行。
由上述说明可以清楚地看出，本发明提供了一种具有新型铁制备方法(FINEX和COREX方法)所需要的最佳强度的煤饼，从而可有用且有效地增强其竞争力。
尽管已经为例证性目的描述了本发明优选实施方案，但是，本领域技术人员将会明白，在不远离如后附权利要求书中所述的本发明范围和精神的情况下，可能对本发明做出多种不同的改进、添加和替代。

Claims (10)

1.一种具有优良初始强度的煤饼，所述煤饼含有100重量份粉煤、1-5重量份生石灰和7-15重量份糖滓。
2.权利要求1所述煤饼，其中所述煤饼具有不低于70％的抗碎性和不大于20％的粉末比，并可应用于熔炼还原铁制备方法中。
3.权利要求1所述煤饼，其中所述粉煤含有6-15重量％的水份。
4.权利要求1所述煤饼，其中所述生石灰的颗粒尺寸不大于1mm并含有50重量％的颗粒尺寸不大于0.3mm的组分。
5.一种制备具有优良初始强度煤饼的方法，所述方法包括下述步骤：
将1-5重量份生石灰与100重量份粉煤混合并熟化该混合物；
将7-15重量份糖滓与所述熟化混合物混合并搅拌该混合物；和
压缩成型所述搅拌的混合物以形成一种煤饼。
6.权利要求5所述方法，其中所述粉煤含有6-15重量％水份。
7.权利要求5所述方法，其中所述生石灰的颗粒尺寸不大于1mm并含有50重量％的颗粒尺寸不大于0.3mm的组分。
8.权利要求5所述方法，其中所述熟化步骤进行2分钟至2小时，从而使所述生石灰转化为熟石灰。
9.权利要求5所述方法，其中所述搅拌步骤进行2-50分钟，从而使所述混合物具有提高的硬化率。
10.权利要求5所述方法，其中在压缩成型步骤之后不需要额外的加热干燥步骤。
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