RU2669940C1 - Способ брикетирования углеродных восстановителей - Google Patents
Способ брикетирования углеродных восстановителей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2669940C1 RU2669940C1 RU2017138041A RU2017138041A RU2669940C1 RU 2669940 C1 RU2669940 C1 RU 2669940C1 RU 2017138041 A RU2017138041 A RU 2017138041A RU 2017138041 A RU2017138041 A RU 2017138041A RU 2669940 C1 RU2669940 C1 RU 2669940C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coke
- temperature
- binder
- semi
- briquette
- Prior art date
Links
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 22
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 16
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003077 lignite Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 108010068370 Glutens Proteins 0.000 claims abstract description 9
- 235000021312 gluten Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 3
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 abstract description 30
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 15
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 12
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 10
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 8
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 5
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 4
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 101150076749 C10L gene Proteins 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 239000011044 quartzite Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 238000007233 catalytic pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000004572 hydraulic lime Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- -1 molding and drying Substances 0.000 description 1
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
- C10L5/02—Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
- C10L5/06—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/02—Silicon
- C01B33/021—Preparation
- C01B33/023—Preparation by reduction of silica or free silica-containing material
- C01B33/025—Preparation by reduction of silica or free silica-containing material with carbon or a solid carbonaceous material, i.e. carbo-thermal process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
- C10L5/02—Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
- C10L5/06—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting
- C10L5/10—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
- C10L5/02—Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
- C10L5/06—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting
- C10L5/10—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders
- C10L5/14—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders with organic binders
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
- C10L5/02—Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
- C10L5/06—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting
- C10L5/10—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders
- C10L5/14—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders with organic binders
- C10L5/16—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders with organic binders with bituminous binders, e.g. tar, pitch
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/10—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by solid carbonaceous reducing agents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
Изобретение описывает способ брикетирования углеродных восстановителей, преимущественно буроугольного или каменного полукокса (кокса), включающий смешение связующих материалов с полукоксом (коксом), прессование и сушку брикетов, отличающийся тем, что в качестве связующих материалов используют комбинированное связующее, содержащее высокотемпературный и низкотемпературный компоненты, причем сначала смешивают углеродный восстановитель с высокотемпературным компонентом, затем добавляют низкотемпературный компонент, при этом в качестве высокотемпературного компонента используют кубовые продукты переработки нефти в виде смолы пиролиза или каталитического газойля в количестве 25-30 масс. %, а в качестве низкотемпературного компонента используют органические вещества в виде раствора клейковины или мелассы в количестве 70-75 масс. %. Технический результат заключается в повышении механической и термической прочности брикета. 4 з.п. ф-лы, 4 пр., 3 табл.
Description
Изобретение относится к области технологии подготовки и производства брикетов, применяемых в качестве восстановителя для получения технического кремния и других металлургических процессов.
Известно техническое решение «Способ приготовления формованного материала для производства кремния» (патент RU 2151738, С01В 33/025, опубл. 27.06.2000 г.), направленное на переработку кремния, сущность которого заключается в способе получения одного из компонентов шихты. При этом шихта для производства кремния включает кварцит, древесную щепу, нефтяной кокс, древесный уголь, мелкодисперсный кремнезем и щелочное связующее, содержит мелкодисперсный кремнезем в виде пыли электрофильтров газоочистки производства кремния при следующем соотношении компонентов, масс. %: кварцит 35-45; древесная щепа 19-26; нефтяной кокс 11-15; древесный уголь 7-10; пыль электрофильтров газоочистки производства кремния 4,5-11; щелочное связующее 0,5-1,3, причем часть кремнезем-углеродсодержащей шихты представлена в виде предварительно сформованного материала в количестве 10-30% от массы шихты. Приготовление ее компонента - формованного материала включает смешение мелкодисперсного кремнеземсодержащего материала с углеродсодержащим восстановителем и щелочным связующим, формование и сушку, в качестве кремнеземсодержащего материала используют пыль электрофильтров газоочистки производства кремния, восстановителя - нефтяной кокс, на формование подают шихту следующего состава, масс. %: нефтяной кокс 55-70, пыль электрофильтров газоочистки производства кремния 25-50, щелочное связующее 3-5 и формуют материал крупностью 6-50 мм и сушат до влажности 6-8%, кроме того, на формование подают нефтекокс, содержащий фракцию не более 8 мм, в количестве не менее 70 масс. %, а на смешение подают 10-15%-ный водный раствор щелочи натрия. Однако в данном техническом решении из-за высокого содержания летучих компонентов в брикетах, полученных из брикетированной смеси, часть кремнийсодержащего сырья в виде тонкодисперсной фракции не участвует в технологическом процессе и уносится из шихты с дымовыми газами, что уменьшает реакционную способность углеродного восстановителя и снижает качество получаемого металлического кремния из рудного сырья.
Известен состав углебрикетной шихты, содержащий, масс. %: коксовую мелочь 34-36; древесные опилки 1,5-2,5; жидкое стекло 6,5-7,4; нефтяной битум 2,5-3,5; антрацитовую мелочь - остальное (а.с. SU 1546469, C10L 5/10, опубл. 28.02.1990 г.).
Недостатком такого известного состава является наличие нефтяного битума, требующего нагрева перед смешением до температуры 220-250°С и пропарки приготовленной брикетной массы острым паром с температурой 210°С, что значительно усложняет процесс брикетирования, делает его энергоемким. Все это, с учетом использования дорогостоящего жидкого стекла (до 7,4 масс. %), что повышает себестоимость брикетов.
Известен угольный брикет, обладающий повышенной прочностью, а также способ его изготовления (патент RU 2224007, C10L 5/02, опубл. 12.12.2001 г.). Брикет, обладающий повышенной начальной прочностью и состоящий из 100 вес. ч. угольной мелочи, 1-5 вес. ч. негашеной извести и 7-15 вес. ч. мелассы. Брикет имеет сопротивление дробимости не ниже 70% и интенсивность пылеобразования не более 20% и пригоден для применения в плавильно-восстановительном процессе получения железа. В брикете угольная мелочь содержит от 6 до 15 вес. % влаги. В брикете негашеная известь содержит частицы размерами не более 1 мм, причем доля частиц размерами не более 0,3 мм составляет не менее 50% по весу. Способ изготовления таких брикетов включает в себя операции: смешивания 1-5 вес. ч. негашеной извести со 100 вес. ч. угольной мелочи и выдерживания смеси; смешивания 7-15 вес. ч. мелассы с выдержанной смесью и их перемешивания и прямого формирования перемешанной смеси с целью получения брикетов. Способ, при котором угольная мелочь содержит от 6 до 15 вес. % влаги. Способ, при котором негашеная известь содержит частицы размерами не более 1 мм, причем доля частиц размерами не более 0,3 мм составляет не менее 50% по весу. Способ, в котором осуществляют выдерживание от 2 мин до 2 ч для превращения негашеной извести в гашеную. Способ, в котором перемешивание осуществляют в течение 2-50 мин для повышения скорости отвердения. Способ, в котором после прямого формирования не осуществляют операцию нагрева и сушки.
Недостатком данного изобретения является то, что для достижения повышенной прочности используется связующая способность сахарата кальция, образующегося в результате химической реакции между негашеной известью и мелассой. Однако химическая реакция между негашеной известью и мелассой ограничивается коротким временем нахождения в системе. Негашеная известь быстро реагирует с влагой и с мелассой, способствует отвердению ингредиентов, что препятствует равномерному распределению негашеной извести по смеси, это снижает механическую прочность и затрудняет хранение и транспортировку.
Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является способ получения углеродсодержащих брикетов (патент RU 2376342, C10L 5/12, опубл. 20.12.2009 г.). Способ брикетирования полукокса, преимущественно буроугольного, включает стадии подготовки исходных компонентов, смешивание, прессование, сушку и пропитку, предусматривает измельчение исходных компонентов на стадии подготовки до гранулометрического состава 0-7 мм и добавление гашеной извести с водоизвестковым отношением 3/1-5/1 с содержанием СаО от 5 до 15%, а после смешивания компонентов, прессования и сушки пропитку брикетов раствором жидкого стекла.
Недостатком изобретения является сложность технологического процесса изготовления брикетов и высокое содержание золы и нежелательных примесей.
Решаемой задачей изобретения является создание эффективных углеродных брикетов восстановителей на основе полукокса бурого угля, применяемых для производства кристаллического кремния и улучшающих технико-экономические показатели процесса плавки.
При этом техническим результатом является повышение механической и термической прочности брикета.
Технический результат достигается за счет того, что в способе брикетирования углеродных восстановителей, преимущественно буроугольного или каменного полукокса (кокса), включающем смешение связующих материалов с полукоксом (коксом), прессование и сушку брикетов, согласно заявляемому изобретению, в качестве связующих материалов используют комбинированное связующее, содержащее высокотемпературный и низкотемпературный компоненты, причем сначала смешивают углеродный восстановитель с высокотемпературным компонентом, затем добавляют низкотемпературный компонент, при этом в качестве высокотемпературного компонента используют кубовые продукты переработки нефти в виде смолы пиролиза или каталитического газойля в количестве 25-30 масс. %, а в качестве низкотемпературного компонента используют органические вещества в виде раствора клейковины или мелассы, в количестве 70-75 масс. %.
Заявляемое изобретение дополняют следующие уточняющие признаки. Соотношение смеси комбинированного связующего и полукокса (кокса) составляет 1:2.
Углеродный восстановитель перед смешением его со связующим может быть измельчен до гранулометрического состава до 3 мм.
Брикетирование углеродных восстановителей ведут под давлением 50-100 МПа.
Сушку брикетов осуществляют при температуре 150-170°C в течение 40-60 мин.
Отличительным признаком предлагаемого изобретения является: использование в качестве связующего для углеродных восстановителей-комбинированного связующего, состоящего из органических компонентов в виде растворов клейковины, крахмала или мелассы отвечающих за механическую прочность и кубовых остатков от переработки нефти в виде смолы пироллиза или каталитического газойля, обеспечивающих прочность брикетов при высоких температурах, с последующим брикетированием на валковом или экструдерном прессе и сушкой.
Комбинированное связующее представляет собой совокупность низкотемпературных и высокотемпературных компонентов, обеспечивающих высокую прочность брикетов во всем температурном интервале использования данного восстановителя. В первую очередь в восстановитель (например, в полукокс бурого угля) добавляется связующее, обеспечивающее прочность брикета при высокой температуре (высокотемпературный компонент). Частицы углеродного восстановителя, например, на основе бурого угля, имеют высокую удельную поверхность и пропитываются сначала высокотемпературными кубовыми остатками от переработки нефти, затем к углеродному восстановителю добавляется низкотемпературный компонент - органическое связующее, которое концентрируется на поверхности частиц углеродного восстановителя. Во время сушки полученных брикетов органическое связующее схватывается, образуя прочный каркас, что обеспечивает структурную прочность брикета при транспортировке и пересылках материала по технологическим переделам. При попадании брикета на колошник руднотермической печи, например при производстве кремния, в условиях высоких температур, органическое связующее начинает выгорать, при этом начинает снижаться механическая прочность брикета. Одновременно с этим процессом начинает нагреваться высокотемпературный компонент связующего, находящийся внутри угольных частиц полукокса. В условиях высоких температур кубовые остатки от переработки нефти начинают коксоваться, образуя мостики между частицами, не давая брикету развалиться в руднотермической печи, что обеспечивает полноту протекания процесса карботермического восстановления кремния и предотвращает вынос мелких частиц восстановителя в газоход печи и его перерасход при получении технического кремния.
В качестве низкотемпературного компонента используют органические вещества и на общую массу брикетируемого угольного восстановителя, используют сухие растворимые вещества, такие как клейковина (мука), 15-20 масс. % в водном растворе (50-60 масс. %), либо жидкие связующие материалы, такие как патока (меласса), 70-75 масс. %. Это необходимо для обеспечения достаточной механической прочности брикета при протекании процесса плавки, исключающего переизмельчение восстановителя при транспортировке его до электропечи, что способствует его сгоранию на колошнике печи и выносу с газами. В качестве высокотемпературного компонента, обеспечивающую прочность брикетов при высоких температурах, образовывая коксовый остаток, применяют кубовые продукты переработки нефти (газойль каталитический или смола пиролиза) 25-30 масс. %. Необходимая термостойкость проявляется в устойчивости к раздавливанию и истиранию восстановителя в условиях высоких температур на колошнике печи.
Способ включает смешивание углеродного восстановителя, например на основе бурого угля, который перед смешением может быть измельчен до фракционного состава до 3 мм, сначала с кубовыми остатками от переработки нефти (каталитический газойль, смола пиролиза нефти), затем добавляют органические компоненты связующего (клейковина, мука, патока, меласса), после этого шихту снова перемешивают в течение 5 минут, брикетирование проводят под давлением 50-100 МПа на валковом или экструдерном прессе, сушку ведут при температуре 150-170°C в течение 40-60 минут.
В технологии производства брикетов, применяемых в качестве углеродного восстановителя для получения технического кремния и в других металлургических процессах, важную роль играют свойства углеродного восстановителя:
| Реакционная способность | не менее 2,0 см3/г×с |
| Удельное электросопротивление | не менее 1,37×103 Ом×см |
| Удельная площадь | 120-500 м2/г |
| Механическая прочность на сжатие | не менее 5,0 МПа |
| Термопрочность | не менее 2,0 МПа |
Примеры осуществления заявляемого способа.
Пример 1. Углеродистый восстановитель (полукокс бурого угля с фракционным составом до 3 мм (67-72 масс. %) сначала смешивали с каталитическим газойлем (8-10 масс. %), затем добавляли воду (15-20 масс. %) и снова перемешивали не менее 2-х минут, после этого добавляли сухую клейковину (муку 5-8 масс. %) и перемешивали в течение 5 минут.
При снижении содержания клейковины менее 5 масс. % снижается механическая прочность брикета до критичного значения. При увеличении клейковины более 8 масс. % прочность не значительно увеличивается, при этом увеличивается содержание летучих компонентов и затраты на приобретение данного связующего.
При содержании воды в составе брикетируемой смеси менее 15 масс. %, шихта, состоящая из мелкодисперсного полукокса, плохо брикетируется, при этом значительно снижается прочность брикета. При содержании воды в угольной шихте более 20 масс. % во время брикетирования выделяется избыточная влага и увеличивается время на сушку брикета.
При снижении содержания каталитического газойля менее 8 масс. % снижается термическая прочность брикета до критичного значения. При увеличении газойля более 10 масс. % термическая прочность не значительно увеличивается, при этом увеличивается содержание летучих компонентов и затраты на приобретение данного связующего. Результаты эксперимента представлены в табл. 1.
Пример 2. Углеродистый восстановитель-полукокс бурого угля измельчали до фракционного состава до 3 мм (70-77 масс. %), смешивали со смолой пиролиза (8-10 масс. %), затем добавляли мелассу (15-20 масс. %), предварительно нагретую до 70°C и перемешивали в течение 5 минут.
При снижении содержания мелассы менее 15 масс. % снижается механическая прочность брикета до критичного значения. При увеличении мелассы более 20 масс. % прочность не значительно увеличивается, при этом увеличивается содержание летучих компонентов и затраты на приобретение данного связующего.
При снижении содержания смолы пиролиза менее 8 масс. % снижается термическая прочность брикета до критичного значения. При увеличении смолы пиролиза более 10 масс. % термическая прочность не значительно увеличивается, при этом увеличивается содержание летучих компонентов и затраты на приобретение данного связующего. Результаты эксперимента представлены в табл. 2.
Пример 3. Полукокс бурого угля с фракционным составом до 3 мм (65-72 масс. %)) смешивали со смолой пиролиза (8-10 масс. %), затем добавляли мучной клейстер (20-25 масс. %) и перемешивали в течение 5 минут. Концентрация сухой муки в клейстере составляло 18%).
При снижении содержания мучного клейстера менее 20 масс. % снижается механическая прочность брикета до критичного значения. При увеличении мучного клейстера более 25 масс. % прочность не значительно увеличивается, при этом увеличивается содержание летучих компонентов и затраты на приобретение данного связующего. При снижении содержания смолы пиролиза менее 8 масс. % снижается термическая прочность брикета до критичного значения. При увеличении смолы пиролиза более 10 масс. % термическая прочность не значительно увеличивается, при этом увеличивается содержание летучих компонентов и затраты на приобретение данного связующего. Результаты эксперимента представлены в табл. 3.
Пример 4. Подготовленные по примерам 1-3 углеродные восстановители брикетировали под давлением 50-100 МПа. При давлении брикетирования менее 50 МПа снижается прочность брикета при испытании на сжатие, при давлении более 100 МПа прочность брикета повышается не значительно. Брикеты сушили при температуре 150°C-170°C в течение 40-60 минут.
При температуре сушки менее 150°C увеличивается продолжительность процесса сушки брикета. Увеличение температуры сушки более 170°C приводит к возгоранию брикета.
При снижении времени менее 40 минут процесса сушки брикета при заданных температурах снижается механическая прочность брикета. При увеличении продолжительности сушки более 60 минут механическая прочность брикета повышается не значительно.
Claims (5)
1. Способ брикетирования углеродных восстановителей, преимущественно буроугольного или каменного полукокса (кокса), включающий смешение связующих материалов с полукоксом (коксом), прессование и сушку брикетов, отличающийся тем, что в качестве связующих материалов используют комбинированное связующее, содержащее высокотемпературный и низкотемпературный компоненты, причем сначала смешивают углеродный восстановитель с высокотемпературным компонентом, затем добавляют низкотемпературный компонент, при этом в качестве высокотемпературного компонента используют кубовые продукты переработки нефти в виде смолы пиролиза или каталитического газойля в количестве 25-30 масс. %, а в качестве низкотемпературного компонента используют органические вещества в виде раствора клейковины или мелассы в количестве 70-75 масс. %.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соотношение смеси комбинированного связующего и полукокса (кокса) составляет 1:2.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что углеродный восстановитель перед смешением со связующим измельчают до гранулометрического состава до 3 мм.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что брикетирование ведут под давлением 50-100 МПа.
5. Способ по п. 1 отличающийся тем, что сушку брикетов осуществляют при температуре 150-170°C в течение 40-60 мин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017138041A RU2669940C1 (ru) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Способ брикетирования углеродных восстановителей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017138041A RU2669940C1 (ru) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Способ брикетирования углеродных восстановителей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2669940C1 true RU2669940C1 (ru) | 2018-10-17 |
Family
ID=63862505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017138041A RU2669940C1 (ru) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Способ брикетирования углеродных восстановителей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2669940C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2713143C1 (ru) * | 2019-05-15 | 2020-02-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Углеродистый восстановитель для производства технического кремния и способ его получения |
| RU2733946C1 (ru) * | 2019-08-02 | 2020-10-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Региональный инженерный центр" | Топливный брикет |
| RU2740994C1 (ru) * | 2020-09-16 | 2021-01-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Углеродный восстановитель для производства технического кремния и способ его получения |
| RU2745006C1 (ru) * | 2020-08-10 | 2021-03-18 | Константин Сергеевич Ёлкин | Способ получения углеродистого восстановителя |
| RU2787869C1 (ru) * | 2022-02-09 | 2023-01-13 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Угольный брикет и способ его производства |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU261364A1 (ru) * | И. С. Левин, Т. М. Велик, Т. А. Барн кова, И. Б. Бронфин , В. М. Школьников | Способ брикетирования твердых топлив | ||
| JPS51142003A (en) * | 1975-05-31 | 1976-12-07 | Fumio Yorinobu | Preparing coke with high reduction power by briquetting weakly coking coal |
| RU2376342C1 (ru) * | 2008-07-09 | 2009-12-20 | Сергей Романович Исламов | Способ брикетирования полукокса |
| CN104673420A (zh) * | 2015-02-11 | 2015-06-03 | 北京乾海环保科技有限公司 | 基于干法生物质粘结剂的半焦质型煤生产方法 |
| CN106542514A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-03-29 | 马龙县明龙焦化实业有限公司 | 金属硅的高温复合兰炭还原剂及其制备方法和使用方法 |
-
2017
- 2017-10-31 RU RU2017138041A patent/RU2669940C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU261364A1 (ru) * | И. С. Левин, Т. М. Велик, Т. А. Барн кова, И. Б. Бронфин , В. М. Школьников | Способ брикетирования твердых топлив | ||
| JPS51142003A (en) * | 1975-05-31 | 1976-12-07 | Fumio Yorinobu | Preparing coke with high reduction power by briquetting weakly coking coal |
| RU2376342C1 (ru) * | 2008-07-09 | 2009-12-20 | Сергей Романович Исламов | Способ брикетирования полукокса |
| CN104673420A (zh) * | 2015-02-11 | 2015-06-03 | 北京乾海环保科技有限公司 | 基于干法生物质粘结剂的半焦质型煤生产方法 |
| CN106542514A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-03-29 | 马龙县明龙焦化实业有限公司 | 金属硅的高温复合兰炭还原剂及其制备方法和使用方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2713143C1 (ru) * | 2019-05-15 | 2020-02-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Углеродистый восстановитель для производства технического кремния и способ его получения |
| RU2733946C1 (ru) * | 2019-08-02 | 2020-10-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Региональный инженерный центр" | Топливный брикет |
| RU2745006C1 (ru) * | 2020-08-10 | 2021-03-18 | Константин Сергеевич Ёлкин | Способ получения углеродистого восстановителя |
| RU2740994C1 (ru) * | 2020-09-16 | 2021-01-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Углеродный восстановитель для производства технического кремния и способ его получения |
| RU2787869C1 (ru) * | 2022-02-09 | 2023-01-13 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Угольный брикет и способ его производства |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2669940C1 (ru) | Способ брикетирования углеродных восстановителей | |
| JP6676821B2 (ja) | バインダを含まない石炭系成形活性炭の製造方法 | |
| CN101280236A (zh) | 一种清洁型煤及其快速生产方法 | |
| RU2528666C2 (ru) | Брикетированная смесь для получения кремния и способ ее приготовления | |
| RU2655175C1 (ru) | Способ получения металлургического брикета | |
| RU2264435C2 (ru) | Угольные брикеты для процесса восстановительного плавления и способ их получения | |
| GB2103653A (en) | Method of producing coke briquettes | |
| KR101142398B1 (ko) | 석탄계 분탄을 이용한 성형탄 제조방법 | |
| CN103087795A (zh) | 电石用成型半焦的制备方法 | |
| CN106010707A (zh) | 一种半焦粉末和生石灰粉末的成型方法 | |
| CN109097084A (zh) | 一种生产型焦的配煤原料组合物及型焦制备工艺 | |
| RU2713143C1 (ru) | Углеродистый восстановитель для производства технического кремния и способ его получения | |
| RU2376342C1 (ru) | Способ брикетирования полукокса | |
| RU2473672C1 (ru) | Способ получения брикетного топлива | |
| GB2211512A (en) | Briquetting process | |
| RU2740994C1 (ru) | Углеродный восстановитель для производства технического кремния и способ его получения | |
| KR20090116377A (ko) | 코크스 부산물을 이용한 코크스 대체재의 제조방법 및 그코크스 대체재. | |
| JP5390977B2 (ja) | 鉄鉱石含有コークス、及び該鉄鉱石含有コークスの製造方法 | |
| KR101676629B1 (ko) | 성형탄 및 그 제조 방법 | |
| JP2005053986A (ja) | 高炉用フェロコークスの製造方法 | |
| RU2638260C1 (ru) | Способ получения металлургического брикета | |
| RU2745006C1 (ru) | Способ получения углеродистого восстановителя | |
| CN111944994B (zh) | 一种具有自还原性能的含锰粉末压制球团的制备方法 | |
| US1561322A (en) | Manufacture of fuel briquettes | |
| JP2017082074A (ja) | コークス製造用組成物、成型炭、高炉用コークス、及び高炉用コークスの製造方法 |