DE2157261B2 - Verfahren zur verbesserung der abriebfestigkeit von heissbriketts - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung der Abriebfestigkeit von Heißbriketts durch kurzzeitiges Imprägnieren in bis zu 450°C heißem Zustand mittels verfestigender Stoffe.

Bei Heißbriketts handelt es sich bekanntlich um bindemittellose Briketts, die aus Kohle oder Kohle-Schwelkoks-Gemisehen bestehen und durch Verpressen bei Temperaturen von etwa 400 bis 540°C hergestellt werden. Solche Heißbriketts werden beispielsweise erzeugt, indem ²/3 Teile auf Temperaturen von 600 bis 900⁰C erhitzter feinkörniger Koks mit '/3 Teilen getrockneter, gegebenenfalls erhitzter backender Steinkohle gemischt und bei einer Temperatur von 400 bis 540⁰C auf einer Walzenpresse brikettiert werden. Dabei hat sich jedoch herausgestellt, daß manchmal Heißbriketts anfallen, die eine nicht genügend hohe Abriebfestigkeit besitzen. Derartige Briketts führen zu Staubbelästigung und Verlusten beim Umschlag und Transport, In manchen Fällen entspricht die Abriebfestigkeit der auf diese Weise erzeugten Heißbriketts auch nicht den hohen Anforderungen, die an die Briketts für eine Verwendung als Hausbrand oder im Hochofenprozeß gestellt werden.

Um die Briketts mit einem abriebfesten Überzug zu versehen, taucht man nach schon bekannten Verfahren zu diesem Zweck die Briketts in öl oder verflüssigtes Pech. So werden beispielsweise Briketts, die aus Kohle oder Koks unter Verwendung von Sulfitablauge oder unter anderem von Pech durch Verpressen hergestellt sind, in Teer getaucht, der auch erhitzt sein kann, z. B. damit er wasserfrei ist, um dann anschließend bei annähernd 400°C für etwa 5 Minuten geschwelt zu werden. Die Behandlung von Briketts mit flüssigen, heißen Pechen oder Teeren ist bekanntlich umständlich und mit starker Geruchsbelästigung verbunden.

Außerdem werden nach einem älteren Vorschlag (DT-OS 21 31 519) auch schon Heißbriketts zur Verbesserung ihrer Abriebfestigkeit kurzzeitig in heißen Teer getaucht. Zum Staubfreimachen von Kohlegut, insbesondere von Koks, ist es weiter bekannt (CH-PS 4 55 706), das Kohlegut mit einer ein wasserlösliches Cellulosederivat enthaltenden Lösung ?.u behandeln. Eine Verfestigung der Oberfläche tritt hierbei jedoch nicht ein. Gegenüber der Handhabung von verflüssigtem Pech oder Teer besitzt die Imprägnierung mit einer Sulfiiablaugelösung eine weitaus bessere

Manipulierbarkeit.

Es ist weiter bekannt (DT-PS 6 51716), zum Überziehen von Brennstoffen zwecks Verhinderung des Zerfalls und der Staubbildung Sulfonsäuren oder Sulfonatlösungen zu verwenden, sowie die Klebekraft von wasserlöslichen Klebern, wie z. B. Sulfitablaugen, Melassen oder Dextrinen als Bindemittel für die Herstellung von Formkörpern aus feinkörnigen Stoffen, insbesondere auch Brennstoffen auszunutzen. Die Imprägnierung von Brennstoffen mit Ligninsulfonsäuren hielt man für nicht brauchbar, weil die Verdampfungsrückstände ihrer Lösungen ohne Härtung bekanntlich stark klebrige Stoffe sind und da man keine weitere thermische Behandlung oberhalb der Härtungstemperatur der Sulfonsäuren beabsichtigte.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, die Oberflächenschichten von Heißbriketts durch Imprägnierung derselben mittels verfestigender Stoffe abriebfester zu machen. Diese Stoffe müssen jedoch aschearm sein und möglichst rauchlos verbrennen, damit die Heißbriketts sowohl der metallurgischen Verwendung als auch dem Hausbrand zugeführt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die heißen Briketts mit Lösungen von Sulfitablauge oder Melasse bei einer um etwa 20 bis 60⁰C über der Härtungstemperatur liegenden Temperatur bis zu 30 see. lang behandelt werden.

Es hat sich gezeigt, daß es ausreichend ist, wenn die Heißbriketts bei einer etwa 20 — 60°C über der Härtungstemperatur der Kleber liegenden Temperatur mit den Lösungen von wasserlöslichen Klebern behandelt werden. Durch die Eigenwärme der Briketts verdampft zunächst das bei der Behandlung in die Oberflächenschichten der Briketts eingedrungene Wasser, worauf die Kleber als Rückstand gleichmäßig verteilt in den Oberflächenschichtcn verbleiben. Durch die Eigenwärme der Briketts erfolgt weite- dann die bei etwa 250 bis 370°C stattfindende Härtung der Kleber durch Überführung in ihre wasserunlösliche Form. Die Briketts erhalten eine hohe Oberflächenverfestigung. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, die behandelten Briketts in einem wärmeisolierten Behälter bei der Härtungstemperatur für eine kurze Zeit, nämlich bis Ί5 Minuten zu lagern. Die bekannten Klebe- und Verfestigungseigenschaften der Kleber werden gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren also durch die Anlagerung von Klebstoffteilchen ausschließlich in den Oberflächenschichten auch zur Verfestigung von Oberflächenschichten von Heißbriketts, also von Briketts. die ohne Bindemittelzusatz hergestellt worden sind, benutzt. Man gelangt hiebei zu hoch abriebfesten Heißbriketts, die sich zudem durch eine besonders glatte Oberfläche auszeichnen.

Außerdem verbrennen die erfindungsgemäß nachbehandelten Heißbriketts ohne weitere Nachbehandlung bereits völlig rauchlos, so daß sie zur Vermeidung von Umweltverschmutzung bevorzugt für den Hausbrand geeignet sind. Die bei der Einlagerung von Kohlewasserstoffen erhaltenen Produkte verbrennen dagegen nicht rauch- und geruchlos, wenn dem Tauch- oder Sprühprozeß nicht ein weiterer thermischer Nachbehandlungsprozeß folgt. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Möglichkeit, daß mit der Imprägnierung gleichzeitig die ohnehin erforderliche Kühlung der Heißbriketts erreicht wird.

Die Nachbehandlung der Heißbriketts mit den Klebcrlösungen läßt sich durch übliches Tauchen oder Besprühen durchführen. Die Feststoff-Konzentration

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aus den Klebern in der Imprägnierlösung soll je nach den Eigenschaften der zu behandelnden Briketts etwa 10-30%, vorzugsweise etwa 10—15% betragen. Insbesondere bei porösen Briketts fürt die Verwendung von stark verdünnten Lösungen bereits zu guten Ergebnissea Stark verdünnte Lösungen müssen insbesondere auch dann angewendet werden, wenn zur Erzielung der Härtung des verwendeten Klebers die Temperatur der zu tauchenden oder zu besprühenden Briketts entsprechend hoch gewählt werden muß. Zu konzentrierte lösungen können zudem zu unerwünschten Kleberausscheidungen auf den Brikettoberflächen führen.

Bei dichteren Briketts genügen bei diesen Lösungen Tauchzeiten bis zu 30 Sekunden und bei po.'ösen Briketts vorzugsweise bei 3-10 Sekunden, um ein ausreichendes Eindringen der imprägnierlösung in die Oberflächenschichten der Briketts zu ermöglichen. Nach dem Herausnehmen aus der Tauchlösung trocknen die Briketts durch ihre Eigenwärme nicht nur völlig ab, sondern es findet auch die Umwandlung der wasserlöslichen Kleber in ihre wasserunlösliche Form statt. Dieser Vorgang tritt beispielsweise bei Verwendung von Ammoniumsulfitabiaugen bei etwa 250° C und bei Calciumsulfitablaugen bei etwa 350° C ein.

Beispiel 1

Heißbriketts mit einem durchschnittlichen Gewicht von 59 g und einer Punktdruckfestigkeit von 200 kp werden unmittelbar nach Pressenauswurf in einem Behälter 5 Sekunden lang bei einer Brikettemperatur von 370° C in eine 15%ige Ca-SuIfitablaugelörung getaucht.

Die Verfestigung der Brikettoberflächen wird durch eine Bestimmung der Abriebverminderung mit Hilfe eines Trommeltestes bestimmt, bei dem 50 kg Briketts in einer Prüftrommel 50 Umdrehungen in der Minute unterworfen werden. Nach erfolgtem Test wird der Rückstand der Briketts über 30 mm in der Trommel bestimmt.

Er beträgt bei den getauchten Briketts nach dem Trommeltest 95,8%. Die Punktdruckfestigkeit beträgt 215 kp.

Als Vergleich werden die gleichen, aber unbehandelten Heißbriketts dem Trommeltest unterworfen. Der Rückstand über 30 mm nach erfolgtem Trommeltest beträgt bei den nicht behandelten Briketts 94,3%.

Durch die Tauchung der Briketts wird 1,5% mehr Rückstand über 30 mm beim Trommeltest erhalten, das entspricht einer Abriebverminderung von 26%.

Beispiel 2

Heißbriketts mit ?00 kp Punktdruckfestigkeit werden bei einer Temperatur von 310°C mit einer 20%igen Ammoniumsulfitabiauge besprüht. Ein Teil der erzeugten Briketts wird unbehandelt abgekühlt und genau so wie die erkalteten, besprühten Briketts einem Trommeltest zur Ermittlung der Abriebfestigkeiten unterworfen. Die besprühten Briketts zeigen nach dem Trommeltest einen um 11% höher liegenden Rückstand über 30 mm auf als die unbehandelten Briketts. Die in die Oberflächenschichten der Briketts eingedrungene Sulfitablauge erweist sich unter dem Einfluß der Brikettemperatur als gehärtet und löst sich beim Lagern der behandelten Briketts unter Wasser nicht auf. Die Punktdruckfestigkeit der behandelten Briketts beträgt 212 kp.

Beispiel 3

Heißbriketts mit einem Gewicht von 60 g und einer Temperatur von 270°C werden in eine Lösung von 12% Melassefeststoff in Wasser getaucht. Nach einer Tauchzeit von 5 Sekunden werden die Briketts 10 Minuten lang bei einer Temperatur von 25O⁰C in einem Behälter gelagert und anschließend abgekühlt. Durch den Tauchprozeß kann eine Abriebverminderung der Heißbriketts um 14% erzielt werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung der Abriebfestigkeit von Heißbriketts durch kurzzeitiges Imprägnieren in bis zu 450° C heißem Zustand mittels verfestigender Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Briketts mit Lösungen von Sulfitablauge oder Melasse bei einer um etwa 20 bis 60° C über deren Härtungstemperatur liegenden Temperatur bis zu 30 see. lang behandelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festsioffkonzentration aus den Klebern in der Imprägnierlösung 10 bis 30%, vorzugsweise 10 bis 15% beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Briketts 3 bis 10 see. in die Imprägnierlösung getaucht werden.