CN106978228A - 制备混合球团的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备混合球团的方法，包括：(1)将无机粘结剂与胶体二氧化硅和水混合，以便得到混合浆体；(2)将所述混合浆体与长焰煤粉和石灰石粉进行混合，以便得到混合物料；(3)将所述混合物料进行成型和固化处理，以便得到混合球团，其中，在步骤(1)中，所述无机粘结剂为熔融氧化硅和硫酸镁在1600～1700摄氏度下反应得到。由此，采用该方法得到的混合球团的冷态抗压强度达600N以上，1000摄氏度热解后的抗压强度达450N以上，具有良好的耐高温性能。

Description

制备混合球团的方法
技术领域
本发明属于煤炭成型领域，具体而言，本发明涉及制备混合球团的方法。
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。
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，但是该生产方式效率低下，这主要是由于块状煤炭和块状生石灰接触面积小、反应速度慢。然而，粉末状煤炭和粉末状生石灰却能有效克服这一缺点，两者接触面积大，在高温下制备电石的反应快，能有效节约能源。粉末状煤炭和粉末状生石灰制备的球团需要具有良好的冷态强度以保证能顺利进入旋转床，同时其也需要具有良好的热态强度，以保证热解后的球团具有能进入电炉的强度。现有制备上述球团的技术中，主要采用有机粘结剂，加入量较多，成本高，且成型所需的能耗、原料成本高。
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混合球团的方法。采用该方法得到的混合球团的冷态抗压强度达600N以上，1000摄氏度热解后的抗压强度达450N以上，具有良好的耐高温性能。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备混合球团的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：
(1)将无机粘结剂与胶体二氧化硅和水混合，以便得到混合浆体；
(2)将所述混合浆体与长焰煤粉和石灰石粉进行混合，以便得到混合物料；
(3)将所述混合物料进行成型和固化处理，以便得到混合球团，
其中，在步骤(1)中，所述无机粘结剂为熔融氧化硅和硫酸镁在1600～1700摄氏度下反应得到。
根据本发明实施例的制备混合球团的方法通过采用熔融氧化硅和硫酸镁反应得到的无机粘结剂，避免了采用价格昂贵的有机沥青类粘结剂，有利于降低制备混合球团的成本，该无机粘结剂与胶体二氧化硅和水混合，并将混合所得的浆体与长焰煤粉和石灰石粉混合得到混合物料，经将此混合物料进行成型和固化处理，可得到混合球团。整个工艺简单，能耗较低，并且通过上述制备方法得到的混合球团的冷态抗压强度达600N以上，1000摄氏度热解后的抗压强度达450N以上，具有良好的耐高温性能。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述熔融氧化硅与所述硫酸镁的混合质量比为1：(1.1～2)。由此，可进一步提高无机粘结剂的品质。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述无机粘结剂与所述胶体二氧化硅和所述水的混合质量比为1：(0.2～0.4)：(0.2～0.4)。由此，有利于提高混合球团的品质。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述长焰煤粉与所述石灰石粉的混合质量比为0.9：(1.78～1.8)。由此，可进一步提高混合球团的品质。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述混合浆体与所述长焰煤粉和所述石灰石粉的总质量的质量比为(0.2～0.5)：1。由此，可进一步提高混合球团的品质。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，将所述混合浆体与所述长焰煤粉和所述石灰石粉混合搅拌15～20分钟。由此，可进一步提高混合球团的品质。
在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述成型处理的压力为15-18MPa。由此，可进一步提高混合球团的品质。
在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述固化处理的时间为1～2天。由此，可进一步提高混合球团的品质。
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是是根据本发明一个实施例的制备混合球团的方法。
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。
在本发明的一个发明，本发明提出了一种制备混合球团的方法，根据本发明的实施例，参考图1，该方法包括：
S100：将无机粘结剂与胶体二氧化硅和水混合
该步骤中，将无机粘结剂与胶体二氧化硅和水混合，以便得到混合浆体，其中，该无机粘结剂为熔融氧化硅和硫酸镁在1600～1700摄氏度下反应得到。具体的，将水和胶体二氧化硅加入到无机粘结剂粉末中混合搅拌成均匀的混合浆体，其中，水和胶体二氧化硅的作用是让无机粘结剂成为浆体，从而使得无机粘结剂更易于与长焰煤粉和石灰石粉混合均匀。发明人发现，采用熔融氧化硅有利于提高无机粘结剂的粘性，硫酸镁与熔融状态的氧化硅在高温1600～1700摄氏度下反应可生成粘结性物质硅酸镁，其具有良好的耐高温性能和硬度，且该无机粘结剂原料来源广泛，价格低廉，避免了采用价格昂贵的有机沥青粘结剂，显著降低了成本，并且采用该无机粘结剂制备所得的混合球团的冷态抗压强度高达600N以上，1000摄氏度热解后球团强度高达450N以上，同时所得混合球团具有良好的耐高温性能，满足球团进入电炉的强度要求。
根据本发明的再一个实施例，熔融氧化硅与硫酸镁的混合质量比并不受特别限制，本领域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，熔融氧化硅与硫酸镁的混合质量比可以为1：(1.1～2)。发明人发现，如果熔融氧化硅与硫酸镁质量比过高或者过低，都会导致粘结剂反应生成的硅酸镁含量下降，从而影响粘结效果和球团耐高温性能。
根据本发明的又一个实施例，无机粘结剂与胶体二氧化硅和水的混合质量比并不受特别限制，本领域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，无机粘结剂与胶体二氧化硅和水的混合质量比可以为1：(0.2～0.4)：(0.2～0.4)，其中胶体二氧化硅和水的混合质量比优选1：1。发明人发现，如果胶体二氧化硅与水的比值过高，则该体系二氧化硅含量高、体系粘度较大，易导致与无机粘结剂混合不均匀；如果胶体二氧化硅与水的比值过低，则水分含量高，该体系与无机粘结剂混合后形成的浆体浓度偏稀，最终影响成型球团强度。
S200：将混合浆体与长焰煤粉和石灰石粉进行混合
该步骤中，将混合浆体与长焰煤粉和石灰石粉进行混合，以便得到混合物料。具体的，将长焰煤粉与石灰石粉的混合物加入到上述混合浆体中，搅拌均匀，得到混合物料。
根据本发明的一个实施例，长焰煤粉与石灰石粉的混合质量比并不受特别限制，本领域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，长焰煤粉与石灰石粉的混合质量比可以为0.9：(1.78～1.8)。发明人发现，如果长焰煤粉和消石灰粉的质量比过低，则混合料中C与Ca比值过低，导致混合球团进入电炉制备电石产量过低；如果长焰煤粉和消石灰粉的质量比过高，则混合料熔点变高，球团进入电炉制备电石需要更高的温度环境，导致能耗增大，成本增加。
根据本发明的再一个实施例，混合浆体与长焰煤粉和石灰石粉的总质量的质量比并不受特别限制，本领域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，混合浆体与长焰煤粉和石灰石粉的总质量的质量比可以为(0.2～0.5)：1。发明人发现，如果混合浆体与长焰煤粉和石灰石粉混合料质量比过高，虽然保证了球团强度，但是过高的比值也会导致球团制备成本升高；如果混合浆体与长焰煤粉和石灰石粉混合料质量比过低，则会导致球团粘结性不够，强度较弱，不能满足球团进入电炉的要求。
根据本发明的又一个实施例，混合浆体与长焰煤粉和石灰石粉混合搅拌时间并不受特别限制，本领域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，可以将混合浆体与长焰煤粉和石灰石粉混合搅拌15～20分钟。由此，有利于混合浆体与长焰煤粉和石灰石粉混合搅拌充分，同时节约能耗。
S300：将混合物料进行成型和固化处理
该步骤中，将混合物料进行成型和固化处理，以便得到混合球团。具体的，将上述混合物料放入对辊压球机中进行成型，然后将所得的成型物料在空气中固化，得到混合球团。由此，有利于提高所得混合球团的品质。
根据本发明的一个实施例，成型处理的压力并不受特别限制，本领域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，成型处理的压力可以为15-18MPa。发明人发现，成型压力过低，粉末相互之间接触不牢固，球团强度低；成型压力过高，球团表面易产生裂纹，同时对机器的损耗较大。
根据本发明的再一个实施例，固化处理的时间并不受特别限制，本领域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，固化处理的时间可以为1～2天。发明人发现，若固化时间过短，则所得的混合球团的强度降低，无法满足电炉生产的要求；而若固化的时间过长，则降低混合球团的生产效率。
根据本发明实施例的制备混合球团的方法通过采用无机粘结剂与胶体二氧化硅和水混合，并将混合所得的浆体与长焰煤粉和石灰石粉混合得到混合物料，经将此混合物料进行成型和固化处理，可得到混合球团。整个工艺简单，能耗较低，且无机粘结剂采用的是包括熔融氧化硅和硫酸镁的无机粘结剂，避免了采用价格昂贵的有机沥青类粘结剂，有利于降低制备混合球团的成本，且通过上述制备方法得到的混合球团的冷态抗压强度达600N以上，1000摄氏度热解后的抗压强度达450N以上，具有良好的耐高温性能。
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
把水和胶体二氧化硅加入到无机粘结剂粉末中，无机粘结剂与胶体二氧化硅和水的混合质量比为1：0.2：0.2，其中，该无机粘结剂为熔融氧化硅基体材料和硫酸镁在1600～1700摄氏度下反应得到，且两者的质量比为1：1.2；随后将上述混合物搅拌成均匀的浆体，得到混合浆体；然后将长焰煤粉和石灰石粉的混合物加入上述混合浆体中，其中长焰煤粉与石灰石粉的混合质量比可以为0.9：1.78，混合浆体与长焰煤粉和石灰石粉的总质量的质量比可以为0.2：1，搅拌15分钟至混合物料搅拌均匀；接着将上述混合物料放入对辊压球机中，并施加压力15MPa进行成型处理，得到成型球团，最后将制备的成型球团在空气中固化24小时，得到冷态抗压强度达680N、1000摄氏度热解后的抗压强度达500N的混合球团，该混合球团具有良好的耐高温性能，满足进入电炉的强度要求。
实施例2
把水和胶体二氧化硅加入到无机粘结剂粉末中，无机粘结剂与胶体二氧化硅和水的混合质量比为1：0.3：0.3，其中，该无机粘结剂为熔融氧化硅基体材料和硫酸镁在1600～1700摄氏度下反应得到，且两者的质量比为1：1.5。随后将上述混合物搅拌成均匀的浆体，得到混合浆体；然后将长焰煤粉和石灰石粉的混合物加入上述混合浆体中，其中长焰煤粉与石灰石粉的混合质量比可以为0.9：1.78，混合浆体与长焰煤粉和石灰石粉的总质量的质量比可以为0.3：1，搅拌20分钟至混合物料搅拌均匀；接着将上述混合物料放入对辊压球机中，并施加压力18MPa进行成型处理，得到成型球团，最后将制备的成型球团在空气中固化36小时，得到冷态抗压强度达700N、1000摄氏度热解后的抗压强度达560N的混合球团，该混合球团具有良好的耐高温性能，满足进入电炉的强度要求。
实施例3
把水和胶体二氧化硅加入到无机粘结剂粉末中，无机粘结剂与胶体二氧化硅和水的混合质量比为1：0.4：0.4，其中，该无机粘结剂为熔融氧化硅基体材料和硫酸镁在1600～1700摄氏度下反应得到，且两者的质量比为1：1.2。随后将上述混合物搅拌成均匀的浆体，得到混合浆体；然后将长焰煤粉和石灰石粉的混合物加入上述混合浆体中，其中长焰煤粉与石灰石粉的混合质量比可以为0.9：1.8，混合浆体与长焰煤粉和石灰石粉的总质量的质量比可以为0.5：1，搅拌18分钟至混合物料搅拌均匀；接着将上述混合物料放入对辊压球机中，并施加压力16MPa进行成型处理，得到成型球团，最后将制备的成型球团在空气中固化48小时，得到冷态抗压强度达720N、1000摄氏度热解后的抗压强度达510N的混合球团，该混合球团具有良好的耐高温性能，满足进入电炉的强度要求。
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 (8)

1.一种制备混合球团的方法，其特征在于，包括：
(1)将无机粘结剂与胶体二氧化硅和水混合，以便得到混合浆体；
(2)将所述混合浆体与长焰煤粉和石灰石粉进行混合，以便得到混合物料；
(3)将所述混合物料进行成型和固化处理，以便得到混合球团，
其中，在步骤(1)中，所述无机粘结剂为熔融氧化硅和硫酸镁在1600～1700摄氏度下反应得到。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔融氧化硅与所述硫酸镁的混合质量比为1：(1.1～2)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述无机粘结剂与所述胶体二氧化硅和所述水的混合质量比为1：(0.2～0.4)：(0.2～0.4)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述长焰煤粉与所述石灰石粉的混合质量比为0.9：(1.78～1.8)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述混合浆体与所述长焰煤粉和所述石灰石粉的总质量的质量比为(0.2～0.5)：1。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，将所述混合浆体与所述长焰煤粉和所述石灰石粉混合搅拌15～20分钟。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述成型处理的压力为15-18MPa。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述固化处理的时间为1～2天。
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