煤粉活性剂及炼焦的方法
【专利摘要】本发明公开了一种煤粉活性剂，其特征在于，该煤粉活性剂含有硼酸、钛白粉、白炭黑、柠檬酸、柠檬酸钠、氯化铈、氯化镧和炭黑。本发明还提供了一种炼焦的方法，其特征在于，所述方法包括将炼焦煤和煤粉活性剂的混合物在炼焦炉内进行炼焦，所述煤粉活性剂为如上所述的煤粉活性剂。本发明的煤粉活性剂加入到炼焦煤中炼焦，可提高炼焦获得的焦炭的反应后强度，从而在保证焦炭质量的前提下，节约主焦煤的用量，降低生产成本。
【专利说明】煤粉活性剂及炼焦的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及炼焦【技术领域】，具体地，涉及一种煤粉活性剂及添加该煤粉活性剂进行炼焦的方法。
【背景技术】
[0002]焦炭是高炉冶炼的重要燃料，它在高炉中起着热源、还原剂、渗碳剂和料柱骨架的作用。随着燃料喷吹技术的成熟应用，焦炭作为热源、还原剂和渗碳剂的作用逐渐被减弱，而随着炼铁技术的发展，现代高炉冶炼得到了进一步的发展，并且随着焦比的降低，冶炼强度的提闻，焦炭负荷增加，焦炭在闻炉内的滞留时间延长，溶损率增加，焦炭质量劣化，此时，焦炭在炉内作为料柱骨架的作用愈来愈重要，因此，需要反应后强度高的焦炭。
[0003]焦炭热反应性能主要指焦炭的反应性(CRI)和反应后强度(CSR)，焦炭反应性是指焦炭在高炉内与二氧化碳气体的反应能力，焦炭的反应性会影响其在高炉内的反应后强度。反应后的焦炭因失重而产生裂缝，同时因气孔壁变薄而失去强度。如果焦炭反应性过大，就会使焦炭的强度下降，产生较多的碎焦和焦粉，从而会削弱焦炭在高炉中的料柱骨架作用，恶化高炉透气性，影响高炉顺行。因此，适当降低焦炭的反应性(CRI)，提高焦炭反应后强度(CSR)势在必行。
[0004]焦炭一般采用煤炭炼焦获得。煤炭根据煤化程度由低到高，可以分为褐煤、烟煤和无烟煤。习惯上，将具有一定的粘结性，在炼焦条件下可以结焦，用于生产一定质量焦炭的原料煤统称为炼焦煤。根据我国的煤炭分类标准，烟煤中的气煤、肥煤、气肥煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤和贫瘦煤都属于炼焦煤。
[0005]与我国丰富的煤炭资源相比，中国炼焦煤资源相对稀缺，储量仅占我国煤炭总量的26.3%，且近年来在找矿方面几乎没有新的发现。其中粘结性差、适合作配煤的气煤储量占到近一半，而强粘结性的焦煤和 肥煤仅占煤炭总储量的3.53%和5.81%。
[0006]一般认为，生产反应后强度高的焦炭，配煤时应采用较高比例的强粘性煤，如焦煤和肥煤。然而，强粘结性煤由于储量低，而价格较高。近年来，国内炼焦规模不断扩大，炼焦煤特别是主焦煤如焦煤和肥煤日益紧缺。因此，在保证焦炭质量的前提下，扩大炼焦用煤来源，从而节约主焦煤的用量并降低生产成本，已成为业内急需解决的问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是在现有配煤的基础上，提高炼焦获得的焦炭的反应后强度，从而在保证焦炭质量的前提下，节约主焦煤的用量，降低生产成本。
[0008]本发明的发明人经过大量实验研究发现，将硼酸、钛白粉、白炭黑、柠檬酸、柠檬酸钠、氯化铈、氯化镧和炭黑添加到炼焦煤中，即可提高炼焦获得的焦炭的反应后强度。
[0009]因此，为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种煤粉活性剂，其特征在于，该煤粉活性剂含有硼酸、钛白粉、白炭黑、柠檬酸、柠檬酸钠、氯化铈、氯化镧和炭黑。
[0010]优选地，以所述煤粉活性剂的总重量为基准，所述硼酸的含量为17-75重量％，所述钛白粉的含量为3-15重量％，所述白炭黑的含量为0.5-5重量％，所述柠檬酸的含量为6-30重量％,所述柠檬酸钠的含量为6-30重量％，所述氯化铺的含量为1-10重量％，所述氯化镧的含量为1-10重量％，所述炭黑的含量为1-20重量％ ;更优选地，以所述煤粉活性剂的总重量为基准，所述硼酸的含量为30-55重量％，所述钛白粉的含量为5-10重量％，所述白炭黑的含量为1_3重量％,所述柠檬酸的含量为10-20重量％,所述柠檬酸钠的含量为10-20重量％，所述氯化铈的含量为3-8重量％，所述氯化镧的含量为3-8重量％，所述炭黑的含量为5-15重量％。
[0011]另一方面，本发明提供了一种炼焦的方法，其特征在于，所述方法包括将炼焦煤和煤粉活性剂的混合物在炼焦炉内进行炼焦，所述煤粉活性剂为如上所述的煤粉活性剂。
[0012]优选地，以所述混合物的总重量为基准，所述煤粉活性剂的含量为0.01-0.2重量％ ;更优选地，以所述混合物的总重量为基准，所述煤粉活性剂的含量为0.05-0.09重量％。
[0013]本发明的煤粉活性剂加入到炼焦煤中炼焦，可提高炼焦获得的焦炭的反应后强度，从而在保证焦炭质量的前提下，可节约主焦煤的用量，降低生产成本。
[0014]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0015]以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0016]一方面，本发明提供了一种煤粉活性剂，该煤粉活性剂含有硼酸、钛白粉、白炭黑、柠檬酸、柠檬酸钠、氯化铈、氯化镧和炭黑。
[0017]根据本发明，尽管煤粉活性剂含有硼酸、钛白粉、白炭黑、柠檬酸、柠檬酸钠、氯化铈、氯化镧和炭黑，即可实现本发明的目的，即将煤粉活性剂加入到炼焦煤中炼焦，可提高炼焦获得的焦炭的反应后强度，从而在保证焦炭质量的前提下，可节约主焦煤的用量，降低生产成本。但优选情况下，以煤粉活性剂的总重量为基准，硼酸的含量为17-75重量％，钛白粉的含量为3-15重量％,白炭黑的含量为0.5-5重量％，柠檬酸的含量为6-30重量％，朽1檬酸钠的含量为6-30重量％,氯化铺的含量为1-10重量％,氯化镧的含量为1-10重量％,炭黑的含量为1-20重量％，可进一步提高炼焦获得的焦炭的反应后强度；更优选情况下，以所述煤粉活性剂的总重量为基准，所述硼酸的含量为30-55重量％，所述钛白粉的含量为5-10重量％，所述白炭黑的含量为1_3重量％,所述柠檬酸的含量为10-20重量％,所述柠檬酸钠的含量为10-20重量％,所述氯化铺的含量为3-8重量％,所述氯化镧的含量为3-8重量％,所述炭黑的含量为5-15重量％，可更进一步提高炼焦获得的焦炭的反应后强度。
[0018]白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称。白炭黑是多孔性物质，其组成可用SiO2.ηΗ20表示，其中ηΗ20是以表面羟基的形式存在。它具有耐高温、不燃、无味、无嗅、且具有很好的电绝缘性。本发明对所述白炭黑的颗粒尺寸的要求的可选择范围较宽，优选情况下，所述白炭黑的颗粒尺寸小于6.5微米(2000目以上)，更优选为
4.5-6.5 微米。
[0019]本发明中，颗粒尺寸指的是颗粒表面上两个不同点之间的最大直线距离，当颗粒为球形时，则颗粒尺寸指的是该颗粒的直径。[0020]本发明对所述炭黑的颗粒尺寸的要求的可选择范围较宽，优选情况下，所述炭黑的颗粒尺寸小于6.5微米(2000目以上)，更优选为4.5-6.5微米。
[0021]钛白粉学名为二氧化钛。它有金红石型(RutileR型)和锐钛型(AuataseA型)二种结构。本发明对钛白粉的种类没有特别限定，可以为金红石型和/或锐钛型，但是，综合考虑成本和效果，本发明优选采用锐钛型二氧化钛。优选情况下，为了使之达到更好的附着和吸附作用，钛白粉的颗粒尺寸可以为0.1-0.5微米，更优选为小于0.35微米。
[0022]对于本发明的煤粉活性剂的制备方法无特殊要求，只要将各组分按本发明配比混合均匀即可。对于混合的方式无特殊要求，可以同时进行也可以分步进行，对各物质的混合顺序也无特殊要求，按照任何顺序混合对所得煤粉活性剂的性能没有影响。
[0023]另一方面，本发明提供了一种炼焦的方法，该方法包括将炼焦煤和煤粉活性剂的混合物在炼焦炉内进行炼焦，煤粉活性剂为如上所述的煤粉活性剂。
[0024]根据本发明，尽管将炼焦煤和煤粉活性剂的混合物在炼焦炉内进行炼焦，煤粉活性剂为如上所述的煤粉活性剂，即可实现本发明的目的，即提高炼焦获得的焦炭的反应后强度，从而在保证焦炭质量的前提下，节约主焦煤的用量，降低生产成本。但优选情况下，以混合物的总重量为基准，煤粉活性剂的含量为0.01-0.2重量％，可进一步提高炼焦获得的焦炭的反应后强度，更优选情况下，以混合物的总重量为基准，煤粉活性剂的含量为
0.05-0.09重量％，可更进一步提高炼焦获得的焦炭的反应后强度。
[0025]本发明中，对于炼焦的条件无特殊要求，可以采用本领域常用的炼焦条件，例如，炼焦条件包括:温度为900-1100°C，时间为18-26h。
[0026]以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0027]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0028]此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
[0029]实施例
[0030]以下的实施例将对本发明作进一步的说明，但并不因此限制本发明。
[0031]在下述实施例和对比例中:
[0032]硼酸:购于芜湖市辉隆中信化工有限公司，俄罗斯硼酸；
[0033]钛白粉:购于美国杜邦公司，颗粒尺寸为0.2-0.3微米；
[0034]白炭黑:购于上海西盟化工有限公司，颗粒尺寸为4.5-6.5微米；
[0035]柠檬酸:购于合肥三川化工外加剂有限公司；
[0036]柠檬酸钠:购于河南金海化工；
[0037]氯化铈、氯化镧:购于淄博瑞博康稀土材料有限公司；
[0038]炭黑:购于上海怡创化工，颗粒尺寸为4.5-6.5微米。
[0039]炼焦煤均采用以下配比:1/3焦煤18重量％，气煤25重量％，肥煤20重量％，焦煤28重量％，瘦煤6重量％，气肥煤3重量％。[0040]按照GB/T4000-1996测定焦炭的反应性(CRI) %和反应后强度(CSR) %。
[0041]实施例1
[0042]本实施例用于说明采用本发明的煤粉活性剂与炼焦煤混合进行炼焦。
[0043]将硼酸、钛白粉、白炭黑、柠檬酸、柠檬酸钠、氯化铈、氯化镧和炭黑混合均匀得到煤粉活性剂，各物质的用量使得以煤粉活性剂的总重量为基准，硼酸的含量为40重量％，钛白粉的含量为10重量％,白炭黑的含量为2重量％,柠檬酸的含量为15重量％,柠檬酸钠的含量为15重量％,氯化铺的含量为5重量％,氯化镧的含量为5重量％,炭黑的含量为8重量％。将炼焦煤和煤粉活性剂的混合物送入炼焦炉内，在1000°C下炼焦22h，得到焦炭，其中，以混合物的总重量为基准，煤粉活性剂的含量为0.07重量％。测定焦炭的反应性和反应后强度见表1。
[0044]实施例2
[0045]本实施例用于说明采用本发明的煤粉活性剂与炼焦煤混合进行炼焦。
[0046]将硼酸、钛白粉、白炭黑、柠檬酸、柠檬酸钠、氯化铈、氯化镧和炭黑混合均匀得到煤粉活性剂，各物质的用量使得以煤粉活性剂的总重量为基准，硼酸的含量为30重量％，钛白粉的含量为6重量％,白炭黑的含量为3重量％,柠檬酸的含量为20重量％,柠檬酸钠的含量为20重量％，氯化铈的含量为3重量％，氯化镧的含量为3重量％，炭黑的含量为15重量％。将炼焦煤和煤粉活性剂的混合物送入炼焦炉内，在1100°C下炼焦18h，得到焦炭，其中，以混合物的总重量为基准，煤粉活性剂的含量为0.05重量％。测定焦炭的反应性和反应后强度见表1。 [0047]实施例3
[0048]本实施例用于说明采用本发明的煤粉活性剂与炼焦煤混合进行炼焦。
[0049]将硼酸、钛白粉、白炭黑、柠檬酸、柠檬酸钠、氯化铈、氯化镧和炭黑混合均匀得到煤粉活性剂，各物质的用量使得以煤粉活性剂的总重量为基准，硼酸的含量为53重量％，钛白粉的含量为5重量％,白炭黑的含量为I重量％，柠檬酸的含量为10重量％,柠檬酸钠的含量为10重量％,氯化铺的含量为8重量％,氯化镧的含量为8重量％,炭黑的含量为5重量％。将炼焦煤和煤粉活性剂的混合物送入炼焦炉内，在1000°C下炼焦26h，得到焦炭，其中，以混合物的总重量为基准，煤粉活性剂的含量为0.09重量％。测定焦炭的反应性和反应后强度见表1。
[0050]实施例4
[0051 ] 本实施例用于说明采用本发明的煤粉活性剂与炼焦煤混合进行炼焦。
[0052]按照实施例1的方法得到煤粉活性剂并与炼焦煤混合进行炼焦，不同的是，各物质的用量使得以煤粉活性剂的总重量为基准，硼酸的含量为18重量％，钛白粉的含量为15重量％，白炭黑的含量为5重量％,柠檬酸的含量为25重量％,柠檬酸钠的含量为25重量％，氯化铈的含量为10重量％，氯化镧的含量为I重量％，炭黑的含量为I重量％。测定焦炭的反应性和反应后强度见表1。
[0053]实施例5
[0054]本实施例用于说明采用本发明的煤粉活性剂与炼焦煤混合进行炼焦。
[0055]按照实施例1的方法得到煤粉活性剂并与炼焦煤混合进行炼焦，不同的是，各物质的用量使得以煤粉活性剂的总重量为基准，硼酸的含量为58重量％，钛白粉的含量为3重量％，白炭黑的含量为0.5重量％,柠檬酸的含量为6重量％,柠檬酸钠的含量为6重量％,氯化铈的含量为I重量％，氯化镧的含量为10重量％，炭黑的含量为15.5重量％。测定焦炭的反应性和反应后强度见表1。
[0056]实施例6
[0057]本实施例用于说明采用本发明的煤粉活性剂与炼焦煤混合进行炼焦。
[0058]按照实施例1的方法得到煤粉活性剂并与炼焦煤混合进行炼焦，不同的是，将炼焦煤和煤粉活性剂的混合物送入炼焦炉内，以混合物的总重量为基准，煤粉活性剂的含量为0.01重量％。测定焦炭的反应性和反应后强度见表1。
[0059]实施例7
[0060]本实施例用于说明采用本发明的煤粉活性剂与炼焦煤混合进行炼焦。
[0061]按照实施例1的方法得到煤粉活性剂并与炼焦煤混合进行炼焦，不同的是，将炼焦煤和煤粉活性剂的混合物送入炼焦炉内，以混合物的总重量为基准，煤粉活性剂的含量为0.2重量％。测定焦炭的反应性和反应后强度见表1。
[0062]对比例I
[0063]本对比例用于说明采用不添加煤粉活性剂的炼焦煤进行炼焦。
[0064]按照实施例1的方法进行炼焦，不同的是，炼焦煤中不添加煤粉活性剂，仅将炼焦煤送入炼焦炉内进行炼焦。测定焦炭的反应性和反应后强度见表1。
[0065]表1 [0066]
【权利要求】
1.一种煤粉活性剂，其特征在于，该煤粉活性剂含有硼酸、钛白粉、白炭黑、柠檬酸、柠檬酸钠、氯化铈、氯化镧和炭黑。
2.根据权利要求1所述的煤粉活性剂，其中，以所述煤粉活性剂的总重量为基准，所述硼酸的含量为17-75重量％，所述钛白粉的含量为3-15重量％，所述白炭黑的含量为0.5-5重量％，所述柠檬酸的含量为6-30重量％,所述柠檬酸钠的含量为6-30重量％,所述氯化铺的含量为1-10重量％，所述氯化镧的含量为1-10重量％,所述炭黑的含量为1-20重量％。
3.根据权利要求2所述的煤粉活性剂，其中，以所述煤粉活性剂的总重量为基准，所述硼酸的含量为30-55重量％，所述钛白粉的含量为5-10重量％，所述白炭黑的含量为1-3重量％，所述柠檬酸的含量为10-20重量％,所述柠檬酸钠的含量为10-20重量％,所述氯化铺的含量为3-8重量％,所述氯化镧的含量为3-8重量％,所述炭黑的含量为5-15重量％。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的煤粉活性剂，其中，所述白炭黑的颗粒尺寸小于6.5微米。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的煤粉活性剂，其中，所述炭黑的颗粒尺寸小于6.5微米。
6.一种炼焦的方法，其特征在于，所述方法包括将炼焦煤和煤粉活性剂的混合物在炼焦炉内进行炼焦，所述煤粉活性剂为权利要求1-5中任意一项所述的煤粉活性剂。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，以所述混合物的总重量为基准，所述煤粉活性剂的含量为0.01-0.2重量％。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，以所述混合物的总重量为基准，所述煤粉活性剂的含量为0.05-0.09重量％。
9.根据权利要求6-8中任意一项所述的方法，其中，所述炼焦的条件包括:温度为900-1100°C，时间为 18-26 h。
【文档编号】C10B57/06GK103881741SQ201210554712
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年12月19日 优先权日:2012年12月19日
【发明者】蔺国庆 申请人:蔺国庆