专利名称：利用焦炭碎末制造冶金块焦的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用焦炭碎末制造冶金块焦的方法，属于冶金焦炭技术领域。
背景技术：
焦炭是冶金行业的重要原料。在运输装卸过程中，约有10% 15%的焦炭会变 成碎焦末(最大粒径小于20mm)。据有关资料介绍，我国每年的碎焦末产量在5000万吨以 上。受冶金焦炭的质量和粒度限制，大量的碎焦末只能做为低级燃料处理，或做为炼焦原料 进行二次焦化。 利用碎焦末成型冶金块焦，是一项技术含量高，附加值大的煤炭深加工技术，也是 煤化学等领域研究攻关的重要课题之一，具有重要的社会效益和经济效益。其技术关键包 括两个方面一是粘结剂的组成，二是块焦成型方法。 根据调研和文献检索，国内外利用焦炭碎末成型冶金块焦的方法主要有以下几 种 (1)以沥青、煤焦油等为粘结剂，在常温下将焦炭碎末磨细成焦粉，然后把焦粉和 粘结剂搅拌均匀，混合物送入成型机械进行挤压成型，制成焦粉块；将焦粉块送入烘干窑进 行二次焦化，控制温度在170-34(TC，烘干时间60-70分钟；冷却后即为焦粉成型产品。
(2)以硅酸盐水泥，水和添加剂，或水、腐植酸钠、阳离子淀粉、膨润土、硅酸钠、 ZCM-1型水溶性絮凝剂，或以钠水玻璃、十二烷基硫酸钠、氟硅酸钠、水为粘结剂，与磨细后 的碎焦末混合搅拌，将其混合物静压成型，经自然干燥或其它干燥处理即为成型产品。
(3)以硅酸钠、活性白碳黑、羟甲基纤维素、澎润土和水为主要成分制造粘结剂，与 磨细后的焦炭粉混合制成焦炭糊，焦碳糊经挤压机挤压成球，然后送入烘干机烘干即为成
Pl
PR o (4)将粒度在20-100目的焦炭粉与抗渗胶、或聚丙烯腈乳液、或浓縮108胶和烷基 磺酸钠、或沥青粉，经混合、冷压、固化、焦化制备而得。 已有方法或多或少存在着这样或那样的不足，主要表现在以下几个方面 (1)采用静压成型时，要求压力至少在10MPa以上，单机产量小于l吨/小时，难以
满足工厂化生产要求。 (2)采用挤压成型时，需要把碎焦末磨细到一定细度，且挤压应力较小，成型块焦 密实度低，难以保证初始强度要求。 (3)用上述各种粘结剂和成型方法成型的冶金块焦，存在或固定炭含量低、或常温 强度低、或高温强度低、或燃烧性能不佳等问题。
发明内容
本发明的目在于提供一种利用焦炭碎末制造冶金块焦的方法，该制造方法过程简
单。制得的冶金块焦，具有固定炭含量高、耐温强度好和燃烧性能佳的特点。 本发明是通过以下技术方案加以实现的，一种利用焦炭碎末制造冶金块焦的方法，其特征在于包括以下过程 (i)粘结剂的制备按玉米淀粉膨润土 粘结指数75的烟煤粉纯碱水的质
量比为2 5 : 10 20 : 20 32 : 0. 0003 0. 0005 : 30 45，首先在常温下把水、 玉米淀粉和纯碱混合搅拌均匀，加热至50°C 80°C ，在加热过程中不断搅拌30 60分钟， 搅拌转度为20 30转/分钟，使之成为浆糊。然后用搅拌机把浆糊、膨润土和粘结指数75 的烟煤粉混合搅拌5 10分钟，使之混合均匀成膏状，即成为以焦炭碎末制造冶金块焦的 粘结剂。 (2)块焦成型将步骤(1)制得的粘结剂与焦炭碎末按质量比15 20 : 85 80 混合成混合物，并按混合物与水的质量比为10 : (1.5 2.5)向混合物加水，然后用搅拌 机搅拌均匀成拌合物，再采用块焦成型机，在振动压力为0. 3 0. 5MPa、振动频率为50Hz， 振幅5士lmm的操作条件下将拌合物振压成型，得到形状为圆柱体、棱柱体、立方体或扁圆 球体的成型块焦。 (3)成型块焦的干燥将步骤(2)制得的成型块焦在常温下自然干燥或利用余热 在50 IO(TC下烘干，得到冶金块焦。 本发明的优点在于，制造过程简单，制得的冶金块焦，其中不含对钢铁冶炼有害 的成分，固定炭含量高、耐温强度好和燃烧性能佳的特点，密实度达到1300kg/m3以上，在 120(TC环境中煅烧2小时后，表面完整不破碎；质量接近二级焦，不仅可用于中小型冶金高 炉，还可作为配焦用于大型冶金高炉。
具体实施方式
实施例1 (1)把50kg水、6kg淀粉和0. 06kg纯碱混合均匀，加热至60°C ，在加热过程中不 断搅拌30 40分钟，搅拌速度为20 25转/分钟，使之成为浆糊。然后再把所制浆糊与 30kg膨润土、粘结指数为75的烟煤粉(大于100目)50kg混合，并以30转/分钟的速度搅 拌5分钟，使混合物充分均匀成膏状，得到块焦粘结剂。 (2)取步骤(1)所制得的粘结剂20kg与135kg焦炭碎末和水22kg充分混合并搅 拌均匀，控制转速30转/分钟，搅拌时间3分钟，得到用于制造冶金块焦的拌合物。
(3)将步骤(2)制得的拌合物加入块焦成型机成型，控制振动压力为0. 5MPa，振幅 5士lmm，频率50Hz，成型时间10s。得到圆柱状块焦。 (4)对脱模后的块焦进行自然干燥至其含水量小于5%，即可用于高炉冶炼钢铁。
实施例2 (1)把50kg水、6kg淀粉和0. 06kg纯碱混合均匀，加热至60°C ，在加热过程中不断 搅拌30分钟，搅拌速度为20转/分钟，使之成为浆糊。然后再把所制浆糊与30kg膨润土、 粘结指数为75的烟煤煤粉(大于100目)50kg混合，并以30转/分钟的速度搅拌5分钟， 使混合物充分均匀成膏状，得到块焦粘结剂。 (2)取步骤(1)所制得的粘结剂20kg与137kg焦炭碎末和水19kg充分混合并搅 拌均匀，控制转速30转/分钟，搅拌时间3分钟，得到用于制造冶金块焦的拌合物。
(3)将步骤(2)制得的用拌合物用块焦成型机成型，控制振动压力为0. 5MPa，振幅 5士lmm，频率50Hz，成型时间15s。得到圆柱状块焦。
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(4)对脱模后的块焦进行自然干燥至其含水量小于5%，即可用于高炉冶炼钢铁。
实施例3 (1)把50kg水、6kg淀粉和0. 06kg纯碱混合均匀，加热至60°C ，在加热过程中不断 搅拌30分钟，搅拌速度为20转/分钟，使之成为浆糊。然后再把所制浆糊与30kg膨润土、 粘结指数为75的烟煤煤粉(大于100目)50kg混合，并以30转/分钟的速度搅拌5分钟， 使混合物充分均匀成膏状，得到块焦粘结剂。 (2)取步骤(1)所制得的粘结剂20kg与142kg焦炭碎末和15kg充分混合并搅拌 均匀，控制转速30转/分钟，搅拌时间3分钟，得到用于制造冶金块焦的拌合物。
(3)将步骤(2)制得的用拌合物用块焦成型机成型，控制振动压力为0. 5MPa，振幅 5士lmm，频率50Hz，成型时间10s。得到圆柱状块焦。 (4)对脱模后的块焦进行自然干燥至其含水量小于5%，即可用于高炉冶炼钢铁。
实施例4 (1)把50kg水、8kg淀粉和0. 06kg纯碱混合均匀，加热至60°C ，在加热过程中不断 搅拌30分钟，搅拌速度为20转/分钟，使之成为浆糊。然后再把所制浆糊与30kg膨润土、 粘结指数为75的烟煤煤粉(大于100目)50kg混合，并以30转/分钟的速度搅拌5分钟， 使混合物充分均匀成膏状，得到块焦粘结剂。 (2)取步骤(1)所制得的粘结剂20kg与135kg焦炭碎末和22kg充分混合并搅拌 均匀，控制转速30转/分钟，搅拌时间3分钟，得到用于制造冶金块焦的拌合物。
(3)将步骤(2)制得的用拌合物用块焦成型机成型，控制振动压力为0. 5MPa，振幅 5士lmm，频率50Hz，成型时间20s。得到圆柱状块焦。 (4)对脱模后的块焦进行自然干燥至其含水量小于5%，即可用于高炉冶炼钢铁。
实施例5 (1)把50kg水、7kg淀粉和0. 06kg纯碱混合均匀，加热至60°C ，在加热过程中不断 搅拌30分钟，搅拌速度为20转/分钟，使之成为浆糊。然后再把所制浆糊与30kg膨润土、 粘结指数为75的烟煤煤粉(大于100目)50kg混合，并以30转/分钟的速度搅拌5分钟， 使混合物充分均匀成膏状，得到块焦粘结剂。 (2)取步骤(1)所制得的粘结剂20kg与135kg焦炭碎末和22kg充分混合并搅拌 均匀，控制转速30转/分钟，搅拌时间3分钟，得到用于制造冶金块焦的拌合物。
(3)将步骤(2)制得的用拌合物用块焦成型机成型，控制振动压力为0. 5MPa，振幅 5士lmm，频率50Hz，成型时间20s。得到圆柱状块焦。 (4)对脱模后的块焦进行自然干燥至其含水量小于5%，即可用于高炉冶炼钢铁。
权利要求
一种利用焦炭碎末制造冶金块焦的方法，其特征在于包括以下过程(1)粘结剂的制备按玉米淀粉∶膨润土∶粘结指数75的烟煤粉∶纯碱∶水的质量比为2～5∶10～20∶20～32∶0.0003～0.0005∶30～45，首先在常温下把水、玉米淀粉和纯碱混合搅拌均匀，加热至50℃～80℃，在加热过程中不断搅拌30～60分钟，搅拌转度为20～30转/分钟，使之成为浆糊，然后用搅拌机把浆糊、膨润土和粘结指数75的烟煤粉混合搅拌5～10分钟，使之混合均匀成膏状，即成为以焦炭碎末制造冶金块焦的粘结剂；(2)块焦成型将步骤(1)制得的粘结剂与焦炭碎末按质量比15～20∶85～80混合成混合物，并按混合物与水的质量比为10∶1.5～2.5向混合物加水，然后用搅拌机搅拌均匀成拌合物，再采用块焦成型机，在振动压力为0.3～0.5MPa、振动频率为50Hz，振幅5±1mm的操作条件下将拌合物振压成型，得到形状为圆柱体、棱柱体、立方体或扁圆球体的成型块焦；(3)成型块焦的干燥将步骤(2)制得的成型块焦在常温下自然干燥或利用余热在50～100℃下烘干，得到冶金块焦。
全文摘要
本发明涉及一种利用焦炭碎末制造冶金块焦的方法，属于冶金焦炭技术领域。该方法过程包括将玉米淀粉与膨润土、粘结指数大于75的烟煤粉、纯碱NaOH和水按质量比2～5∶10～20∶20～32∶0.0003～0.0005∶30～45混合加热制得粘结剂；再将粘结剂与焦炭碎末及水按质量比混和搅拌均匀成拌合物；拌合物通过振压成型机制成成型块焦，成型块焦在常温下自然干燥或利用余热在50～100℃下烘干，得到冶金块焦。本发明的优点在于，制造过程简单，制得的冶金块焦，不含对钢铁冶炼有害的成分，固定炭含量高、耐温强度好和燃烧性能佳的特点，密实度达到1300kg/m3以上。
文档编号C10L5/00GK101696365SQ200910070889
公开日2010年4月21日 申请日期2009年10月21日 优先权日2009年10月21日
发明者亢景付, 蒋晓鸥 申请人:天津大学;