专利名称：碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法
技术领域：
本发明涉及碳化钙生产领域，具体是一种碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法。
背景技术：
兰炭以其固定碳高、比电阻高、化学活性高、低灰、低硫、低磷的特性，已逐步取代 冶金焦而广泛应用于电石、金属硅、铁合金、硅铁、碳化硅、铬铁、化肥等产品的生产。但在生 产破碎、转运装卸及使用过程中会产生的焦粉达30%，由于其不粘结和易粉化的性质，而不 能充分利用，只能用作电煤和民用等低级燃料。对于小于4mm以下的兰炭粉只能减价出售， 浪费极大，所以在能源紧张的今天，利用兰炭粉末加工成球团代替兰炭使用，是化工、电石、 冶金行业降低消耗、增收节支的最佳途径。 目前国内多家电石生产企业开始研发兰炭粉末压制成型技术，但都面临很多技术 问题。
(1)兰炭粉末的成型与成型后的性能 由于兰炭粉不粘结和易粉化的性质，在兰炭粉末成型过程中需要添加粘接剂使 其在成型后保持其形状。兰炭粉末成型对粘接剂的要求灰分低、粘接性能好、化学活性 好。目前我国在粉末成型中使用的粘接剂有几种，将这些粘接剂使用在兰炭粉末成型中使 用，兰炭粉末成型率达不到预期的要求。成型率低，表现为生产出来的球状材料成品只占 30-50%。兰炭粉末成型的粘结剂成为我们主要难题之一。
兰炭球质量要求兰炭球机械性能的要求
灰分《9. 5% -10% 可燃基挥发份18% -24% 硫分《0. 6% -0. 7% 6值> 65% -75% Y值> 6mm、8mm、 12mm、 16mm 水分《5%兰炭球的冷强度大于或等于兰 炭的冷强度；兰炭球的热强度就是 将兰炭球放置在马弗炉中在800 °C以上的温度下烘烤30-60分钟， 然后放入冷水中如果不散，就说明 它热强度达标。 其中在灰分、硫分越低越好；G值(粘结指数)、Y值(胶质层最大厚度)越大越好。
(2)产品的形状 成型机生产的产品形状决定于物料的使用燃烧或冶炼中的透气性能，它在整个工 艺占据重要因素。在实际使用中，产品的形状越近似不规则形状，像块煤那样，它的燃烧透 气性就越好，燃烧就更完全。
(3)烘干设备的设计 烘干设备是整个工艺中的最重要的部分之一。由于我们的对烘干产品有一定的质量要求(含水分)，那么我们对烘干设备的性能要求很高。目前国内使用的烘干设备，立式 烘干和翻板式、网带式烘干设备。这些烘干设备在烘干兰炭粉末成型产品(以下称炭球) 时，出现很多问题。 一、温度难于控制，容易失火；二、烘干效果不好，达不到我们含水分5% 以下的要求；三、烘干设备操作复杂，难于清理；四、热能利用率低。
发明内容
本发明的目的是为了使兰炭粉末成型与成型后的性能稳定易于使用，特提出一种 碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法。 为此本发明的技术方案为，碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法，包括兰炭粉， 其特征在于按重量百分比把82% _91%兰炭粉、7% _9%的添加剂、2% _11%的粘接剂混 合，在常温下将混合物加入到搅拌机搅拌2-5分钟，然后加工成型，烘干后即成成品。
对上述方案的改进在于所述的添加剂为肥煤。 对上述方案的再改进在于所述的粘接剂按重量百分比为用20-30%的氢氧化 钠溶液、20-30 %的尿素溶液、40-60 %的玉米淀粉混合，混合时加入60 °C -80 °C的热水 即成兰炭粉末成型粘接剂；其中氢氧化钠溶液的浓度为0. 1% _5%，尿素溶液的浓度为 0. 1% -5%。 对上述方案的进一步改进在于选用的搅拌机是JS500强制搅拌机。 对上述方案的再进一步改进在于选用的成型机是ZZXM强力成型压球机，压制出
的球团的形状为直径为50mm扁球状。 对上述方案的再进一步改进在于烘干过程是在100° _1601:的温度下，经过7-9 小时的烘干，最终把炭球的水分烘干至4-6%，即成成品。
有益效果 本发明中各成分所占的比例及其作用 玉米淀粉的比例1% _5%，粘结剂的主要成分； 兰炭粉的比例82% _91%，炭球的主要成分； 肥煤的比例3% _9%，添力口剂，增加炭球的固定碳含量； 氢氧化钠溶液的比例0. 5% -3% (其中氢氧化钠占比例为0. 1% -5% )粘结剂
中起到增强炭球的强度的作用； 尿素溶液的比例0. 5% -3% (其中尿素占比例为0. 1% -5% )粘结剂中起到增 强炭球的强度的作用，且稀释玉米淀粉浓度。 其中玉米淀粉与氢氧化钠溶液、尿素溶液混合时需要加入一定量的热水，热水的 温度保持在6(TC -S(TC之间。加入水的比重应略少于玉米淀粉。粘接剂混合后，加入到搅 拌机中与兰炭粉、肥煤混合搅拌。
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施例方式
本发明按重量百分比把82% _91%兰炭粉，3% _9%的添加剂肥煤和2% -11 %的粘接剂混合，在常温下将混合物加入到搅拌机混合搅拌，进行2-5分钟左右搅拌时间，最后 压球成型，烘干后即成成品。 所述的粘接剂按重量百分比为用20-30%的烧碱氢氧化钠溶液、20_30%的尿素溶 液、40-60^的玉米淀粉混合，混合时加入6(TC -S(TC的热水即成兰炭粉末成型粘接剂；其 中氢氧化钠溶液的浓度为0. 1% _5%，尿素溶液的浓度为0. 1% -5%。加入的热水少于玉 米淀粉，混合后，混合物粘稠即可。 选用JS500强制搅拌机，常温下将粉碎好的兰炭粉、肥煤与粘接剂的混合物进行 2-5分钟左右搅拌，使每个球团粘接剂的含量基本相同，保持均匀。 压球机对物料有以下要求物料粒度应控制在小于lmm的颗粒应在30% -40% ; lmm到2mm的颗粒应在30% -40%;最大的颗粒应小于3mm的颗粒应在20%左右。所以，炭 粉和肥煤要经过粉碎机和筛分机达到我们压球机的粒度的要求。振动筛把兰炭粉和肥煤中 的块煤筛分出去，如不是混煤就不用振动筛。粉碎机把筛分后的兰炭粉和肥煤成3mm以下 颗粒，进行压块。 选用的是ZZXM强力压球机，球团的形状选择的是直径为50mm扁球状。 碳球制作需要炭粉、添加剂(肥煤)、粘接剂(氢氧化钠溶液、尿素溶液、玉米淀粉)。 各成分所占的比例及其作用 玉米淀粉约占比例1% _5%，粘结剂的主要成分； 炭粉约占比例82% _91%，炭球的主要成分； 肥煤约占比例3% _9%，添力卩剂，增加炭球的固定碳含量； 氢氧化钠溶液约占比例0. 5% -3% (其中氢氧化钠占比例为0. 1% -5% )粘结 剂中起到增强炭球的强度的作用； 尿素溶液约占比例0. 5% -3% (其中尿素占比例为0. 1% -5% )粘结剂中起到 增强炭球的强度的作用，且稀释玉米淀粉浓度。 其中玉米淀粉与氢氧化钠溶液、尿素溶液混合时需要加入一定量的热水，热水的 温度保持在6(TC -S(TC之间。加入水的比重应略少于玉米淀粉。粘接剂混合后，加入到搅 拌机中与兰炭粉、肥煤混合搅拌。
经济分析 本发明技术的特征是产品冷强度高，可替代兰炭批量入炉，而不影响电石冶炼产
量、质量，降低电石的生产成本，提高资源利用率，具有良好的使用和推广价值。 目前本公司的电石年产能已达到25万吨，生石灰和兰炭是电石生产的原材料，每
年所需兰炭20万吨，大量的原材料筛下物兰炭粉只能作低价处理。按原材料入炉质量比例
计算每月产生1670吨兰炭粉。 兰炭粉成型项目效益情况 成品兰炭颗粒按1367元/吨计算，兰炭粉按570元/吨计算，粘结剂、水电、人工 及其他合计按211元/吨计算，产量按1670t/月计算
每吨利润1367元-570元-211元=586元
月利润:586元X 1670吨=97862元 对兰炭粉末成型技术做了实验在炉前进行单炉试用，5公斤/炉，14吨/日，碳材
5配比为60 % -63 % ，产量、质量均无影响，实验效果良好。
权利要求
碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法，包括兰炭粉，其特征在于按重量百分比把82％-91％兰炭粉、7％-9％的添加剂、2％-11％的粘接剂混合，在常温下将混合物加入到搅拌机搅拌2-5分钟，然后加工成型，烘干后即成成品。
2. 根据权利要求1所述的碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法，其特征在于所述 的添加剂为肥煤。
3. 根据权利要求1所述的碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法，其特征在于所述 的粘接剂按重量百分比为用20-30%的烧碱氢氧化钠溶液、20-30%的尿素溶液、40-60%的 玉米淀粉混合，混合时加入60°C -S(TC的热水即成兰炭粉末成型粘接剂；其中氢氧化钠溶 液的浓度为0. 1% _5%，尿素溶液的浓度为0. 1% -5%。
4. 根据权利要求1所述的碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法，其特征在于选用 的搅拌机是JS500强制搅拌机。
5. 根据权利要求1所述的碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法，其特征在于选用 的成型机是ZZXM强力成型压球机，压制出的球团的形状为直径为50mm扁球状。
6. 根据权利要求1所述的碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法，其特征在于烘干 过程是在100° -160°C的温度下，经过7-9小时的烘干，最终把炭球的水分烘干至4-6% ，即 成成品。
全文摘要
本发明公开了一种碳化钙生产用兰炭粉末压制成型的方法，是按重量百分比把82％-91％兰炭粉、7％-9％的添加剂、2％-11％的粘接剂混合，在常温下将混合物加入到搅拌机搅拌2-5分钟，然后加工成型，烘干后即成成品；添加剂为肥煤；粘接剂按重量百分比为用20-30％的烧碱氢氧化钠溶液、20-30％的尿素溶液、40-60％的玉米淀粉混合，混合时加入60℃-80℃的热水即成兰炭粉末成型粘接剂；其中氢氧化钠溶液的浓度为0.1％-5％，尿素溶液的浓度为0.1％-5％；本发明产品冷强度高，替代兰炭批量入炉，不影响电石冶炼产量、质量，降低电石的生产成本，提高资源利用率，具有良好的使用和推广价值。
文档编号C10L5/04GK101792685SQ201010122100
公开日2010年8月4日 申请日期2010年2月27日 优先权日2010年2月27日
发明者师永丹, 张纯浩, 张麟, 王志文, 王敏, 郭丹 申请人:丹江口福安运输有限责任公司