CN105860926A - 复合粘结剂、长焰煤粉和生石灰粉混合物球团及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于长焰煤粉和生石灰粉混合物球团成型的复合粘结剂、包含该复合粘结剂的球团及球团的制备方法。本发明的复合粘结剂为质量比为10‑35:65‑90的改质沥青粉末和脱水煤焦油。本发明提供的复合粘结剂为固体干粉，储存、使用非常方便。本发明制备的球团成本低、强度好、耐高温，适宜用于制备电石。本发明提供的制备该球团的方法简单、流程简洁，对设备的要求低。

Description

复合粘结剂、长焰煤粉和生石灰粉混合物球团及制备方法

技术领域

本发明属于电石的制备领域，具体涉及复合粘结剂、长焰煤粉和生石灰粉混合物球团及制备方法。

背景技术

长焰煤是煤化度最低的烟煤，储量大、价格低。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，但由于块状煤炭和块状生石灰接触面积小、反应速度慢，生产效率低。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不仅能克服上述缺点，而且在节能减排、降低生产成本方面还具有很大的优势。粘结剂是制约粉末状煤炭和粉末状生石灰共混成型的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、成本低廉、具有良好耐高温性能的用于长焰煤粉和生石灰粉混合物球团成型的复合粘结剂。以此为基础，本发明进一步提供一种包含该粘结剂的长焰煤粉和生石灰粉混合物球团及其制备方法。

按照本发明，首先提供一种用于长焰煤粉和生石灰粉混合物球团成型的复合粘结剂，包括改质沥青粉末和脱水煤焦油；所述改质沥青粉末和脱水煤焦油的质量比为10-35:65-90。

进一步地，所述改质沥青粉末的颗粒尺寸≤100目。

进一步地，所述脱水煤焦油为高温脱水煤焦油、中温脱水煤焦油或低温脱水煤焦油。

本发明还提供一种长焰煤粉和生石灰粉混合物球团，由上述复合粘结剂、长焰煤粉和生石灰粉制成。

进一步地，所述复合粘结剂与所述长焰煤粉和所述生石灰粉二者总重的质量比为2-3：10。

进一步地，上述球团中，所述长焰煤粉的颗粒尺寸≤100目；所述生石灰粉的颗粒尺寸≤100目，所述长焰煤粉与所述生石灰粉的质量比为1-1.2：1.1。

本发明还提供一种制备上述球团的方法，包括：

步骤1，将长焰煤粉和生石灰粉混合均匀，获得混合物A；

步骤2，将复合粘结剂加入混合物A中，搅拌均匀后获得混合物B；

步骤3，将混合物B进行加热预处理；

所述步骤3中加热预处理的温度200-300℃、时间为10-15分钟；

步骤4，将预处理后的混合物B放入成型设备中压制成型。

进一步地，上述制备方法中，所述步骤1中长焰煤粉和生石灰粉的混合时间为5-10分钟；所述步骤2中进行搅拌的时间为5-10分钟。

进一步地，上述制备方法中，加热预处理的设备为预热螺旋机。

此外，上述制备方法中，步骤4中的成型设备的压力为10-15MPa。

本发明提供的复合粘结剂为固体干粉，储存、使用非常方便。此外，使用过程中无需另外加水。复合粘结剂中的煤焦油价格低廉。

由该复合粘结剂和长焰煤粉、生石灰粉制备出的球团强度好、耐高温，适合作为电石原料。此外，由于粘结剂为固体，且使用过程中无需额外加水，制备出的球团无需烘干。

本发明提供的制备该球团的方法简单、流程简洁，对设备的要求低。

附图说明

图1为本发明实施例中制备长焰煤粉和生石灰粉混合物球团的工艺流程图。

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。

本发明公开一种用于长焰煤粉和生石灰粉混合物球团成型的复合粘结剂，包括改质沥青粉末和脱水煤焦油；所述改质沥青粉末和脱水煤焦油的质量比为10-35:65-90。

改质沥青又称高软化点沥青，粘结剂和结焦性好。煤焦油是煤焦化过程中得到的一种黑色或黑褐色粘稠状液体，价格较低，可作为粘结剂使用。脱水煤焦油是煤焦油经过脱水工艺而得，粘度、密度较大。改质沥青粉末和脱水煤焦油均为固体干粉，储存、使用非常方便。

发明人经过大量的实验发现，改质沥青粉末和脱水煤焦油的质量比为10-35:65-90时，该复合粘结剂便能满足要求。

进一步地，所述改质沥青粉末的颗粒尺寸≤100目。

本发明中，改质沥青粉末的颗粒尺寸并不需要特别限制。发明人经过大量实验发现，改质沥青粉末的颗粒尺寸≤100目时，该复合粘结剂的粘结剂能较好。

进一步地，所述脱水煤焦油为高温脱水煤焦油、中温脱水煤焦油或低温脱水煤焦油。

按焦化温度来区分，煤焦油可分为低温煤焦油、中低温煤焦油、中温煤焦油、高温煤焦油四大类。低温煤焦油是在煤气发生炉在450-650℃之间由煤经过低温干馏而得，是人造石油来源之一，其密度在0.95-1.0之间；中低温煤焦油是煤气发生炉在600-800℃之间产生的焦油，是制取煤气的副产物，它是一种混合产品，既有低温煤焦油，又有中温煤焦油；中温煤焦油是煤气发生炉在900-1000℃之间产生的焦油，通常也是燃烧煤炭产生的，是制取半焦或者蒸汽的副产物，其密度在1.05左右；高温煤焦油是煤焦化在高温1000℃分解下的产物，组分含量复杂，目前市场上深加工较多的是高温煤焦油，主要是提炼各种化合物，其密度在1.15-1.2之间。

本发明中，脱水煤焦油的种类并不需要特别限定。发明人发现，高温脱水煤焦油、中温脱水煤焦油或低温脱水煤焦油作为本发明的粘结剂效果更好。

本发明还提供一种长焰煤粉和生石灰粉混合物球团，由上述复合粘结剂、长焰煤粉和生石灰粉制成。

由于粘结剂为固体，且使用过程中无需额外加水，制备出的球团无需烘干。此外，本发明提供的长焰煤粉和生石灰粉混合物球团强度好、耐高温，适合作为电石原料。

本发明球团的质量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。

进一步地，所述复合粘结剂与所述长焰煤粉和所述生石灰粉二者总重的质量比为2-3：10。

本发明中，复合粘结剂与长焰煤粉和石灰粉二者总重的质量比并不需要特别限定。发明人经过大量实验发现，其质量比为2-3：10时，复合粘结剂与长焰煤粉、石灰粉的粘结剂效果更好，制得的球团强度更好。

进一步地，上述球团中，所述长焰煤粉的颗粒尺寸≤100目；所述生石灰粉的颗粒尺寸≤100目，所述长焰煤粉与所述生石灰粉的质量比为1-1.2：1.1。

本发明中，长焰煤粉、生石灰粉的颗粒尺寸及其质量比均不用特别限定。颗粒尺寸越小，比表面积越大。发明人发现，长焰煤粉的颗粒尺寸≤100目、生石灰粉的颗粒尺寸≤100目、长焰煤粉与生石灰粉的质量比为1-1.2：1.1时，长焰煤粉和生石灰粉能更好的与粘结剂结合，且制备的球团更适合用于制备电石。

本发明还提供一种制备上述球团的方法，包括：

步骤1，将长焰煤粉和生石灰粉混合均匀，获得混合物A；

步骤2，将复合粘结剂加入混合物A中，搅拌均匀后获得混合物B；

步骤3，将混合物B进行加热预处理；

所述步骤3中加热预处理的温度200-300℃、时间为10-15分钟；

步骤4，将预处理后的混合物B放入成型设备中压制成型。

本发明提供的制备该球团的方法简单、流程简洁。步骤3中，对混合物进行加热预处理是为了将固体的粘结剂加热软化，使长焰煤粉和生石灰粉粘结在一起。预处理的温度200-300℃、时间为10-15分钟时，便能满足成型的要求。

进一步地，上述制备方法中，所述步骤1中长焰煤粉和生石灰粉的混合时间为5-10分钟；所述步骤2中进行搅拌的时间为5-10分钟。

本发明中，搅拌混合的时间并不需要特别限定。发明人发现，步骤1中长焰煤粉和生石灰粉的混合时间为5-10分钟、步骤2中进行搅拌的时间为5-10分钟时，既能混合均匀，又不浪费时间。

进一步地，上述制备方法中，加热预处理的设备为预热螺旋机。

本发明中，加热预处理的设备并不需要特别限定。预热螺旋机预热均匀，加热效果好。发明人发现，用预热螺旋机作为加热预处理的设备，制得的球团强度高。

此外，上述制备方法中，步骤4中的成型设备的压力为10-15MPa。

本发明中，成型设备的压力并不需要特别限定。发明人经过大量的实验发现，成型设备的压力为10-15MPa时，制得的球团的强度就可满足需求，而且对设备的损耗也小。

实施例1

首先，准备长焰煤粉和生石灰粉。将长焰煤和生石灰分别破碎，过100目筛，取过筛粉末待用。本实施例中，长焰煤粉和生石灰粉的用量分别为1kg和1.1kg。

进一步，准备复合粘结剂。将改质沥青粉末过100目筛，取过筛粉末待用。本实施例中改质沥青粉末和高温脱水煤焦油的用量分别为42g和378g。

将长焰煤粉和生石灰粉放入混料机中，均匀搅拌10分钟。将复合粘结剂加入混合后的长焰煤粉和生石灰粉中，均匀搅拌10分钟。再将搅拌均匀的混合物放入放入温度为300℃的预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10MPa。检测球团的抗摔强度、冷抗压强度、热抗压强度。

球团的抗摔强度为80％，冷抗压强度为236N，热抗压强度为233N。

实施例2

首先，准备长焰煤粉和生石灰粉。将长焰煤和生石灰分别破碎，过100目筛，取过筛粉末待用。本实施例中，长焰煤粉和生石灰粉的用量分别为1.2kg和1.1kg。

进一步，准备复合粘结剂。将改质沥青粉末过200目筛，取过筛粉末待用。本实施例中改质沥青粉末和中温脱水煤焦油的用量分别为241.5g和448.5g。

将长焰煤粉和生石灰粉放入混料机中，均匀搅拌5分钟。将复合粘结剂加入混合后的长焰煤粉和生石灰粉中，均匀搅拌5分钟。再将搅拌均匀的混合物放入放入温度为200℃的预热螺旋中进行预加热处理15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15MPa。检测球团的抗摔强度、冷抗压强度、热抗压强度。

球团的抗摔强度为86％，冷抗压强度为321N，热抗压强度为318N。

实施例3

首先，准备长焰煤粉和生石灰粉。将长焰煤和生石灰分别破碎，过200目筛，取过筛粉末待用。本实施例中，长焰煤粉和生石灰粉的用量分别为1kg和1kg。

进一步，准备复合粘结剂。将改质沥青粉末过200目筛，取过筛粉末待用。本实施例中改质沥青粉末和低温脱水煤焦油的用量分别为100g和400g。

将长焰煤粉和生石灰粉放入混料机中，均匀搅拌7分钟。将复合粘结剂加入混合后的长焰煤粉和生石灰粉中，均匀搅拌7分钟。再将搅拌均匀的混合物放入放入温度为250℃的预热螺旋中进行预加热处理13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13MPa。检测球团的抗摔强度、冷抗压强度、热抗压强度。

球团的抗摔强度为82％，冷抗压强度为298N，热抗压强度为211N。

本发明所列举的实施例制备出的球团的抗摔强度均大于80％，冷抗压强度和热抗压强度均大于200N。由此可见，本发明提供的复合粘结剂粘结效果好，便于运输、储存，适宜作为电石原料；且球团无需进一步烘干，工艺简单。

再次说明，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种复合粘结剂，用于长焰煤粉和生石灰粉混合物球团成型，包括改质沥青粉末和脱水煤焦油；所述改质沥青粉末和脱水煤焦油的质量比为10-35:65-90。

2.根据权利要求1所述的复合粘结剂，其特征在于，所述改质沥青粉末的颗粒尺寸≤100目。

3.根据权利要求1所述的复合粘结剂，其特征在于，所述脱水煤焦油为高温脱水煤焦油、中温脱水煤焦油或低温脱水煤焦油。

4.一种长焰煤粉和生石灰粉混合物球团，其特征在于，所述球团包括长焰煤粉、生石灰粉和复合粘结剂，所述复合粘结剂为权利要求1-3中任一所述的复合粘结剂。

5.根据权利要求4所述的长焰煤粉和生石灰粉混合物球团，其特征在于，所述复合粘结剂与所述长焰煤粉和所述生石灰粉二者总重的质量比为2-3：10。

6.根据权利要求4所述的长焰煤粉和生石灰粉混合物球团，其特征在于，所述长焰煤粉的颗粒尺寸≤100目；所述生石灰粉的颗粒尺寸≤100目，所述长焰煤粉与所述生石灰粉的质量比为1-1.2：1.1。

7.一种制备权利要求4-6中任一所述长焰煤粉和生石灰粉混合物球团的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，将长焰煤粉和生石灰粉混合均匀，获得混合物A；

步骤2，将复合粘结剂加入混合物A中，搅拌均匀后获得混合物B；

步骤3，将混合物B进行加热预处理；

所述步骤3中加热预处理的温度200-300℃、时间为10-15分钟；

步骤4，将预处理后的混合物B放入成型设备中压制成型。

8.根据权利要求7所述的球团的制备方法，其特征在于，所述步骤1中长焰煤粉和生石灰粉的混合时间为5-10分钟；所述步骤2中进行搅拌的时间为5-10分钟。

9.根据权利要求7所述的球团的制备方法，其特征在于，所述步骤3中加热预处理的设备为预热螺旋机。

10.根据权利要求7所述的球团的制备方法，其特征在于，所述步骤4中成型设备的压力为10-15MPa。