Патент на изобретение №2376342

(54) СПОСОБ БРИКЕТИРОВАНИЯ ПОЛУКОКСА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области технологии подготовки и производства брикетов, применяемых в качестве восстановителя для металлургических процессов, а также в качестве бездымного топлива для бытовых и промышленных печей. Сущность изобретения заключается в том, что способ брикетирования полукокса, преимущественно буроугольного, включает стадии подготовки исходных компонентов, смешивание, прессование, сушку и пропитку, предусматривает измельчение исходных компонентов на стадии подготовки до гранулометрического состава 0-7 мм и добавление гашеной извести с водоизвестковым отношением 3/1-5/1 с содержанием СаО от 5 до 15%, а после смешивания компонентов, прессования и сушки пропитку брикетов раствором жидкого стекла. Технический результат – повышение прочности брикетов, приводящее к возможности многократного выполнения погрузо-разгрузочных операций с брикетами, обладающими водостойкостью. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области производства брикетов, применяемых в качестве восстановителя для металлургических процессов, а также в качестве бездымного топлива для бытовых и промышленных печей.

Известен угольный брикет, обладающий повышенной прочностью, а также способ его изготовления (RU 2224007 по кл. С10L 5/02 от 12.12.2001 г.). Брикет, обладающий повышенной начальной прочностью и состоящий из 100 вес.ч. угольной мелочи, 1-5 вес.ч. негашеной извести и 7-15 вес.ч. мелассы. Брикет имеет сопротивление дробимости не ниже 70% и интенсивность пылеобразования не более 20% и пригоден для применения в плавильно-восстановительном процессе получения железа. В брикете угольная мелочь содержит от 6 до 15 вес.% влаги. В брикете негашеная известь содержит частицы размерами не более 1 мм, причем доля частиц размерами не более 0,3 мм составляет не менее 50% по весу. Способ изготовления таких брикетов включает в себя операции: смешивания 1-5 вес.ч. негашеной извести со 100 вес.ч. угольной мелочи и выдерживания смеси; смешивания 7-15 вес.ч. мелассы с выдержанной смесью и их перемешивания и прямого формирования перемешанной смеси с целью получения брикетов. Способ, при котором угольная мелочь содержит от 6 до 15 вес.% влаги. Способ, при котором негашеная известь содержит частицы размерами не более 1 мм, причем доля частиц размерами не более 0,3 мм составляет не менее 50% по весу. Способ, в котором осуществляют выдерживание от 2 мин до 2 ч для превращения негашеной извести в гашеную. Способ, в котором перемешивание осуществляют в течение 2-50 мин для повышения скорости отвердения. Способ, в котором после прямого формирования не осуществляют операцию нагрева и сушки.

Недостатком данного изобретения является то, что для достижения повышенной прочности используется связующая способность сахарата кальция, образующегося в результате химической реакции между негашеной известью и мелассой. Однако химическая реакция между негашеной известью и мелассой ограничивается коротким временем нахождения в системе. Негашеная известь быстро реагирует с влагой и с мелассой, способствует отвердению ингредиентов, что препятствует равномерному распределению негашеной извести по смеси, это снижает механическую прочность и затрудняет хранение и транспортировку.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является способ получения углеродсодержащих брикетов, включающий смешивание коксовой или угольной мелочи с измельченным отходом металлургического производства, производным сульфокислоты или мелассы и известью, брикетирование смеси и последующую термообработку и охлаждение брикетов. Порошок извести вводят в смесь или наносят на брикет в виде слоя насыщенного водного раствора извести с добавкой 5-30 мас.% производного сульфокислоты или мелассы (RU 2123029 по кл. С10L 5/48).

Недостатком изобретения является сложность технологического процесса изготовления брикетов и использование в составе брикетов выгорающих компонентов.

Изобретение решает задачу повышения прочности брикетов.

Технический результат при использовании изобретения заключается в возможности многократного выполнения погрузо-разгрузочных операций с брикетами, обладающими водостойкостью.

Указанный технический результат достигается тем, что на стадии подготовки исходных компонентов полукокс измельчают до гранулометрического состава 0-7 мм и добавляют гашеную известь с водоизвестковым отношением 3/1-5/1 с содержанием СаО от 5 до 15%, а полученные брикеты пропитывают раствором жидкого стекла плотностью 1,12-1,2 г/см³ в течение, например, 30 с.

Для получения брикетов из буроугольного полукокса использовали полукокс исходного гранулометрического состава 70-30% и измельченный 30-70%, в качестве связующего использовали гашеную известь с водоизвестковым соотношением 3/1-5/1 при содержании СаО от 5 до 15%.

Исходный полукокс представляет собой дисперсный материал со средним размером зерен 0,5-3 мм. Измельченный полукокс получали помолом в шаровой мельнице (остаток на сите 0,63 не более 5%). Комовую негашеную известь затворяли водой в соотношении 1 кг извести на 2,5 л воды до получения известкового теста. Для более быстрого и равномерного гашения и получения однородного известкового теста известь в процессе гашения периодически перемешивали. Полученное известковое тесто хранили в закрытой емкости. Для получения различного водоизвесткового отношения полученное известковое тесто разбавляли водой в необходимом соотношении, для лучшего перемешивания использовали пропеллерную мешалку вертикального типа.

Приготовление пресс-порошка производили следующим образом: сухие компоненты взвешивали в соответствии с рецептурой, усредняли путем перемешивания, затем вводили необходимое количество известкового связующего. Смесь интенсивно перемешивали до получения однородной композиции.

При изготовлении образцов давление прессования варьировли от 30 до 80 МПа. Полученные образцы высушивали при температуре 100-250°С, до влажности не более 3%.

С целью повышения водостойкости полукоксовые брикеты пропитывали раствором жидкого стекла, плотностью 1,12-1,2 г/см³. Брикет погружали в раствор жидкого стекла на 30 секунд, вынимали и сушили при температуре 100-250°С, до влажности не более 5%.

Пример 1. Используют следующие компоненты: 100 вес.ч. полукоксовой смеси (50 вес.ч. исходного полукокса, 50 вес.ч. измельченного полукокса) в качестве связующего – 10 вес.ч. в пересчете на СаО гашеной извести с водоизвестковым соотношением 5/1.

Исходные компоненты подготавливали следующим образом: полукокс измельчали в шаровой мельнице до остатка на сите 0,63 не более 5%. Комовую негашеную известь затворяли водой в соотношении 1 кг извести на 2,5 л воды до получения известкового теста. Для более быстрого и равномерного гашения и получения однородного известкового теста известь в процессе гашения периодически перемешивали. Для получения водоизвесткового соотношения 5/1 известковое тесто разбавляли в соответствующей пропорции водой.

Приготовление пресс-порошка производили следующим образом: сухие компоненты, полукокс исходный и измельченный, взвешивали в соответствии с рецептурой, усредняли путем перемешивания, затем вводили известковое связующее. Смесь интенсивно перемешивали до получения однородной композиции. Полученный пресс-порошок брикетируют при давлении 50 МПа, с последующей сушкой при 100-250°С, до влажности не более 3%, горячие брикеты охлаждают при температуре окружающего воздуха.

Далее, для повышения водостойкости брикеты погружают в раствор жидкого стекла плотностью 1,12-1,2 г/см³, на 30 с, затем вынимают и сушат при температуре 100-250°С. Полученные брикеты из буроугольного полукокса по данному изобретению обладают прочностью на сжатие 12,3 МПа, при насыщении водой сохраняют свою форму и практически восстанавливают свою прочность до исходной после сушки 200°С.

Пример 2. Получение брикетов из буроугольного полукокса по примеру 1, но на 100 вес.ч. полукоксовой смеси берут 6 вес.ч. в пересчете на СаО гашеной извести. Полученные брикеты обладают прочностью 8,1 МПа.

Пример 3. Получение брикетов из буроугольного полукокса по примеру 1, но на 100 вес.ч. полукоксовой смеси берут 14 вес.ч. в пересчете на СаО гашеной извести. Полученные брикеты обладают прочностью 13,9 МПа.

Пример 4. Получение брикетов из буроугольного полукокса по примеру 1, но при соотношении полукоксовой смеси 70 вес.ч. исходного и 30 вес.ч. измельченного полукокса. При этом получены брикеты с прочностью на сжатие 10,2 МПа.

Пример 5. Получение брикетов из буроугольного полукокса по примеру 1, но при соотношении полукоксовой смеси 30 вес.ч. исходного и 70 вес.ч. измельченного полукокса. При этом получены брикеты с прочностью на сжатие 9,7 МПа.

Формула изобретения

1. Способ брикетирования полукокса, преимущественно буроугольного, предусматривающий стадии подготовки исходных компонентов, смешивание, прессование, сушку и пропитку, отличающийся тем, что на стадии подготовки исходных компонентов полукокс измельчают до гранулометрического состава 0-7 мм и добавляют гашеную известь с водоизвестковым отношением 3/1-5/1 с содержанием СаО от 5 до 15%, высушенные брикеты, например, пропитывают слоем жидкого стекла и сушат.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после смешивания компонентов, прессования под давлением 30-80 МПа и сушки при температуре 100-250°С брикеты пропитывают раствором жидкого стекла плотностью 1,12-1,2 г/см³ в течение, например, 30 с.