技术简介：
本发明针对传统型焦工艺需高温密封炭化导致成本高、流程复杂的问题，提出通过预先共磨处理沥青与粉料，并添加二甲苯活化剂，实现型焦在空气等开放气氛下直接低温炭化。该方法通过共磨增强沥青粘结性，缩短炭化时间，降低能耗，突破传统需密闭高温炭化的限制，简化生产流程并提升型焦机械强度。
关键词：低温炭化,直接加热,型焦工艺
专利名称：一种直接加热型焦的低温炭化方法
技术领域：
本发明属于焦粉成型技术领域，涉及浙青作粘结剂的型焦工艺，特别是直接在空气气氛下低温炭化型焦的方法。
背景技术：
型焦是以废弃焦粉为原料，混合粘结剂后经捏合、搅拌、压制成型，然后再经过炭化后制备成具有一定块度、一定机械强度、满足冶炼应用要求的型块。型焦产品用于工业或民用块状燃料和气化原料，也可代替常规焦炭用于炼铁和铸造等工业。由于型焦工艺具有连续生产、污染少、自动化程度高等优点，很多国家都长期投入了大量的研究与开发，目前世界上已开发了二十多种型焦工艺。对于这些型焦工艺(例如中国专利
申请号02125354. 4申请号200410012180. I和
申请号200810054999. 2)等为了使型焦具有一定机械强度、满足冶炼应用要求就必须将型焦在100(TC以上高温炭化至少2个小时；而 为了避免高温下型焦与空气发生燃烧等化学反应又必须在密封的条件下对型焦间接加热进行炭化处理传热效率低、炭化时间长；另外普通炭化炉在高温下热能损失大、密封效果不佳，从节能等方面考虑炭化炉最好采用特制炭化炉。基于以上考虑，从而使得型焦工艺流程复杂化，大大的增加了生产成本。中国专利
申请号2011101316431‘一种增强浙青常温粘结性能的添加剂及其应用方法”实现了常温下加压成型；中国专利申请号201210103460.8“一种提高型焦固结强度的方法”实现型焦强度。因此，需要一种直接加热型焦的低温炭化方法来解决这些问题。
发明内容
本发明提供一种直接加热型焦的低温炭化方法，简化了工艺流程，降低了生产成本，打破了传统型焦工艺中型焦必须在密封的条件下间接加热到高温进行炭化的限制。一种直接加热型焦的低温炭化方法将浙青与粉料预先共磨处理，然后加入到焦粉中混匀，再在混匀料中配入水和活化剂二甲苯，经常温压块成型和挥发处理，最后直接加热型焦使其低温炭化。所述的粉料为焦粉或煤粉。上述方法中将浙青与等质量的粉料预先共磨处理，浙青为浙青、粉料和焦粉混匀料总质量的10% 12%。上述方法中共磨后粉料体积平均粒径小于30. 0 U m,浙青粒度小于0. 15mm。上述方法中所述的焦粉粒径为_5mm达到100%。上述方法中配入的水占混匀料质量的10-13%。上述方法中所述的二甲苯用量为浙青质量的129^25%。上述方法中直接加热型焦在空气气氛、氮气气氛或二氧化碳气氛下进行；即在加热炭化时不用密封等处理措施。型焦炭化温度为60(T850°C，炭化时间范围3(T60分钟。本发明通过预先共磨处理，减少了型焦炭化后的孔隙数量，使得型焦内部结构紧凑；同时粉料与浙青经过共磨研磨成一个整体，充实了浙青的炭化骨架，增强其在焦粉颗粒间的桥链作用，从而提高型焦固结强度(见图I和图2)。本发明在混匀料中加入的活化剂二甲苯能激活煤浙青的粘结性，同时有利于煤浙青分子量较小的自由基成环，促进煤浙青的热分解缩聚行为，提高煤浙青结焦值，从而实现型焦在低温下炭化结焦，缩短了炭化结焦时间。本发明的优点主要在于I.通过预先共磨处理和在混匀料中加入二甲苯实现了直接加热型焦使其低温炭化固结，缩短了炭化时间，降低了炭化温度；并且附带解决了高温炭化带来的需隔绝空气、需特定炭化炉等问题，简化了工艺流程，降低了生产成本。2.可在空气、氮气、二氧化碳气氛下直接加热型焦使其炭化固结，增强了工业生产 的可行性。3.得到的型焦具有一定块度、高机械强度、满足冶炼应用要求。说明书附I未强化的型焦炭化块微观结构；图2使用本发明方法强化后的型焦炭化块微观结构。
具体实施例方式以下结合实施例旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。实施例I :将质量比为10%煤浙青与质量比为10%细粒焦粉预先共磨处理,共磨后粉料体积平均粒径小于30. Oum,浙青粒度小于0. 15mm。然后与质量比为80%、粒径_5mm的焦粉混匀，再配入占混匀料总质量10%的水和占浙青质量20%的二甲苯，并再次混匀，经常温压块成型和370°C挥发20min的挥发处理得到挥发块，最后将挥发块在N2气氛下的普通电阻炉中600°C炭化30min得到型焦。型焦抗压强度为18. 8Mpa。实施例2 :将实施例I中的挥发块在CO2气氛下普通电阻炉中600°C炭化30min得到型焦。型焦抗压强度为19. IMpa。实施例3 :取实施例I中的挥发块，在空气气氛下，将挥发块在普通电阻炉中600°C炭化30min得到炭化块,其抗压强度为18. IMpa0实施例4 :取实施例I中的挥发块，在空气气氛下，将挥发块在普通电阻炉中650°C炭化30min得到炭化块,其抗压强度为18. 3Mpa。实施例5 :取实施例I中的挥发块，在空气气氛下，将挥发块在普通电阻炉中750°C炭化30min得到炭化块,其抗压强度为18. 5Mpa。实施例6 :取实施例I中的挥发块，在空气气氛下，将挥发块在普通电阻炉中850°C炭化30min得到炭化块,其抗压强度为18. IMpa0实施例7 :取实施例I中的挥发块，在空气气氛下，将挥发块在普通电阻炉中600°C炭化15min得到炭化块,其抗压强度为16. 4Mpa。实施例8 :取实施例I中的挥发块，在空气气氛下，将挥发块在普通电阻炉中600°C炭化60min得到炭化块,其抗压强度为18. 6Mpa。对照例I :未采用预先共磨处理，按照实施例I得到的型焦，其抗压强度为14. 3Mpa0
对照例2 :未加入二甲苯，按照实施例I得到的型焦，其抗压强度为9. 7Mpa。对照例3 :未采 用预先共磨处理且未加入二甲苯，按照实施例I得到的型焦，其抗压强度为7. 6Mpa。
权利要求
1.一种直接加热型焦的低温炭化方法，其特征在于，将浙青与粉料预先共磨处理，然后加入到焦粉中混匀，再在混匀料中配入水和活化剂二甲苯，经常温压块成型和挥发处理，最后直接加热型焦使其低温炭化。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述的粉料为焦粉或煤粉。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，将浙青与等质量的粉料预先共磨处理，浙青为浙青、粉料和焦粉混匀料总质量的109^12%。
4.根据权利要求I或2或3所述的方法，其特征在于，共磨后粉料体积平均粒径小于30. Oum,浙青粒度小于0. 15mm。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述的焦粉粒径为_5mm达到100%。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，配入的水占混匀料质量的10-13%。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述的二甲苯用量为浙青质量的12% 25%。
8.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，直接加热型焦在空气气氛、氮气气氛或二氧化碳气氛下进行。
9.根据权利要求I或8所述的方法，其特征在于，型焦炭化温度为60(T85(rC，炭化时间范围30 60分钟。
全文摘要
本发明公开了一种直接加热型焦的低温炭化方法。将沥青与一定量的粉料(粉料为焦粉或煤粉)预先共磨处理，然后加入到焦粉中混匀，再在混匀料中配入一定量的水和活化剂二甲苯，经常温压块成型和挥发处理，最后直接加热型焦使其低温炭化，得到炭化型焦。通过这些措施，从而在保证型焦质量的前提下实现直接加热型焦使其低温炭化固结。本发明只需对原料预先处理，即可在空气、氮气或二氧化碳气氛下直接加热型焦使其低温炭化，简化后续工艺流程，降低生产成本，打破了传统型焦工艺中型焦必须在密封的条件下间接加热到高温进行炭化的限制。
文档编号C10B57/06GK102757806SQ20121021840
公开日2012年10月31日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者姜涛, 李光辉, 李骞, 杨永斌, 白国华, 范晓慧, 郑琼香, 郭宇峰, 钟强, 陈丽娟, 黄柱成 申请人:中南大学