一种粉煤热解焦粉制备冶金型焦的工艺方法

摘要

本发明公开了一种粉煤热解焦粉制备冶金型焦的工艺方法，包括：1）将焦粉粉碎；2）将5-20%的有机组份和80-95%无机组份混合得到复合粘接剂；3）将90-95%焦粉与5-10%复合粘接剂混合均匀；4）将焦粉与复合粘接剂的混合物冷压成型颗粒；5）将成型颗粒固化；6）将固化后的成型颗粒碳化，得到冶金型焦。该方法采用新型复合粘接剂，每吨焦粉成型所需粘接剂成本约为50-80元；提高了固结强度，有效解决了碳化过程型焦破碎的问题；其制备工艺简单，操作方便；实现了焦粉的综合利用，提高了附加值，并具备一定的经济效益。

说明书

技术领域

本发明涉及粉煤副产物焦粉的利用工艺，特别是一种粉煤热解焦粉制备冶 金型焦的工艺方法。

背景技术

焦粉是炼焦以及冶金、化工、电石等生产企业产生的一种副产物,因粒度 小,不符合生产工艺要求而被废弃。近年来，煤化工行业发展日新月异，新型 粉煤热解技术产生的焦粉量更为巨大。目前我国大多数用焦企业因没有找到解 决焦粉成型的有效办法,焦粉只能当作低级燃料廉价处理。不仅造成了大量能源 浪费,生产成本上升,经济效益下降,更为重要的是焦粉堆积露天,风吹日晒, 四处飞扬,对环境造成严重的粉尘污染,直接影响到生产厂区及周围居民的工 作和生活环境,危害人体健康。因此,开展对焦粉成型技术与应用研究具有十 分重要的现实意义。

钢铁行业的飞速发展使优质炼焦煤资源日趋紧缺，目前中国炼焦煤资源中 适用于冶金生产的炼焦煤仅占27%，在炼焦煤中，气煤比约为50%，而肥煤、 焦煤仅分别占12.2%和21.8%，优质炼焦煤储量少且消耗过大。国内许多焦 化厂大都存在炼焦煤资源紧张的现象，优质肥煤、焦煤供应量持续偏紧、煤价 持续上涨、炼焦成本逐年升高。扩大生产配煤原料，节约不可再生资源是目前 面临的紧迫任务。

利用陕北侏罗纪煤种采取新型粉煤低温热解工艺产生的焦粉具有固定碳含 量高、热值高、低灰分、低硫、低磷的特点，选择合适的粘接剂成型可以制备 得到满足国家标准要求的冶金型焦。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用新型粉煤低温热解工艺产生的焦粉制备冶金 型焦的工艺方法，产品性能指标满足国家标准GB/T1996-2003要求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。

一种粉煤热解焦粉制备冶金型焦的工艺方法，该方法包括下述步骤：

1）将焦粉粉碎至粒径为2mm以下；

2）复配粘接剂：将重量百分比为5-20%的有机组份和80-95%无机组份混合 得到复合粘接剂；

3）将重量百分比为90-95%焦粉与5-10%复合粘接剂在搅拌机中混合均匀， 搅拌过程中喷淋适量水雾；

4）将焦粉与复合粘接剂的混合物送入成型设备中冷压成型，制备成成型颗 粒；

5）将成型颗粒放置在室温环境固化24-72h；

6）将固化后的成型颗粒在600-1000℃碳化2-8h，得到冶金型焦。

进一步地，所述有机组分为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、羟甲基纤维素、水 性环氧树脂、煤沥青或者改性煤沥青一种或多种按照任意比例的组合。

进一步地，所述无机组分为水玻璃、生石灰、水泥、硅藻土、陶土中的一 种或多种按照任意比例的组合。

进一步地，所述改性煤沥青是按照下述方法制备的：

将重量百分比为5%-10%改性剂与90-95%煤沥青进行均匀混合，得到改性 煤沥青。

进一步地，所述改性剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、硬酯酸、 油酸或硬酯酸正癸酯中的一种或多种按照任意比例的组合。

本发明的特点在于：

1、开发了一种焦粉成型廉价复合粘接剂，每吨焦粉成型所需粘接剂成本约 为50-80元；

2、采用新型复合粘接剂作为焦粉成型助剂，提高了固结强度，有效解决了 碳化过程型焦破碎的问题；

3、制备工艺简单，操作方便，是一种低成本冶金型焦制备工艺；

4、实现了焦粉的综合利用，提高了附加值，并能够给社会带来了一定的经 济效益。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明。但是所述实例并不构成对本 发明的限制。

本发明的粉煤热解焦粉制备冶金型焦工艺方法，工艺流程见附图1，该方法 包括下述步骤：

1）将焦粉粉碎至粒径为2mm以下；

2）复配粘接剂：将重量百分比为5-20%的有机组份和80-95%无机组份混合 得到复合粘接剂；

有机组分为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、羟甲基纤维素、水性环氧树脂、煤 沥青或者改性煤沥青一种或多种按照任意比例的组合。

其中，所述改性煤沥青是按照下述方法制备的：

将重量百分比为5%-10%改性剂（改性剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲 酸二辛酯、硬酯酸、油酸或硬酯酸正癸酯中的一种或多种按照任意比例的组合） 与90-95%煤沥青进行均匀混合，得到改性煤沥青。

无机组分为水玻璃、生石灰、水泥、硅藻土、陶土中的一种或多种按照任 意比例的组合。

3）将重量百分比为90-95%焦粉与5-10%复合粘接剂在搅拌机中混合均匀， 搅拌过程中喷淋适量水雾；

4）将焦粉与复合粘接剂的混合物送入成型设备中冷压成型，制备成成型颗 粒；

5）将成型颗粒放置在室温环境固化24-72h；

6）将固化后的成型颗粒在600-1000℃碳化2-8h，得到冶金型焦。

下面通过具体实施例对本发明做详细说明。

实施例1

将聚乙烯醇、水玻璃、陶土按照重量比5：80：15的比例混合均匀，得到复 合粘接剂。将焦粉粉碎至2mm以下；将粘接剂均匀的林洒在焦粉表面上，在搅 拌机中搅拌30min，搅拌过程中喷淋适量水雾；焦粉、粘接剂按照重量百分比为 95：5的比例混合均匀；将搅拌均匀的焦粉、粘接剂混合物送入型煤机中冷压成 型，放置在室温环境固化40h后送入碳化炉中，在700℃碳化7h得到冶金型焦。

性能指标见表1。

实施例2

将聚乙烯醇、中温煤沥青、水玻璃、硅藻土、生石灰按照重量比4：15：40： 20：21的比例混合均匀，得到复合粘接剂。将焦粉粉碎至2mm以下；将粘接剂 均匀的林洒在焦粉表面上，在搅拌机中搅拌25min，搅拌过程中喷淋适量水雾； 焦粉、粘接剂按照重量百分比为92：8的比例混合均匀；将搅拌均匀的焦粉、粘 接剂混合物送入型煤机中冷压成型，放置在室温环境固化24h后送入碳化炉中， 在1000℃碳化2h得到冶金型焦。

性能指标见表1。

实施例3

将聚乙烯醇缩醛、羟甲基纤维素、水性环氧树脂、水玻璃、陶土、水泥按 照重量比5：5：10：40：20:20的比例混合均匀，得到复合粘接剂。将焦粉粉碎 至2mm以下；将粘接剂均匀的林洒在焦粉表面上，在搅拌机中搅拌20min，搅 拌过程中喷淋适量水雾；焦粉、粘接剂按照重量百分比为90：10的比例混合均 匀；将搅拌均匀的焦粉、粘接剂混合物送入型煤机中冷压成型，放置在室温环 境固化72h后送入碳化炉中，在600℃碳化8h得到冶金型焦。

实施例4

首先，制备改性煤沥青：将邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、硬酯 酸与煤沥青按照重量比为3:3:4:90比例进行均匀混合，得到改性煤沥青。

将聚乙烯醇、改性煤沥青、水玻璃、硅藻土按照重量比5：7：80：8的比例 混合均匀，得到复合粘接剂。将焦粉粉碎至2mm以下；将粘接剂均匀的林洒在 焦粉表面上，在搅拌机中搅拌35min，搅拌过程中喷淋适量水雾；焦粉、粘接剂 按照重量百分比为90：10的比例混合均匀；将搅拌均匀的焦粉、粘接剂混合物 送入型煤机中冷压成型，放置在室温环境固化48h后送入碳化炉中，在720℃碳 化7h得到冶金型焦。

性能指标见表1。

实施例5

首先，制备改性煤沥青：将硬酯酸、油酸、硬酯酸正癸酯与煤沥青按照重 量比为1:1:3:95比例进行均匀混合，得到改性煤沥青。

将聚乙烯醇、改性煤沥青、水玻璃、硅藻土、水泥、生石灰按照重量比8： 8：40：20：14:10的比例混合均匀，得到复合粘接剂。将焦粉粉碎至2mm以下； 将粘接剂均匀的林洒在焦粉表面上，在搅拌机中搅拌25min，搅拌过程中喷淋适 量水雾；焦粉、粘接剂按照重量百分比为95：5的比例混合均匀；将搅拌均匀的 焦粉、粘接剂混合物送入型煤机中冷压成型，放置在室温环境固化36h后送入碳 化炉中，在800℃碳化5h得到冶金型焦。

性能指标见表1。

表1冶金焦性能指标

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能 认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应 当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。