复合粘结剂及利用复合粘结剂进行电石原料成型的方法

摘要

本发明涉及一种复合粘结剂及利用复合粘结剂进行电石原料成型的方法。复合粘结剂包括A、B组分，其中，所述A组分为生物质类纤维，所述B组分选自焦油渣、沥青中的一种或两种，所述A组分与所述B组分的重量份比例为1：(0.3‑10)。利用上述复合粘结剂进行电石原料成型的方法，包括以下步骤：将生石灰粉、所述复合粘结剂和煤粉混合均匀，得到混合物料；将所述混合物料依次进行加热处理和压制成型，得到电石原料球团；其中，混合时所述复合粘结剂的加入量为所述生石灰粉和所述煤粉总量的5‑30wt％。本发明利用上述复合粘结剂进行电石原料成型的工艺，原料成本低且有益环保，生成的电石原料球团的抗冲击性能好，且工艺方法简单，提高了电石生产的综合效益。

说明书

技术领域

本发明主要涉及电石原料的生产领域，尤其涉及一种复合粘结剂及利用复合粘结剂进行电石原料成型的方法。

背景技术

由于石油资源的日益紧缺和价格攀升，石油乙烯化工面临着成本压力，因而乙炔化工将重新焕发活力，而电石可生成乙炔，因此电石工业面临着巨大的发展机遇。另一方面，随着机械化采煤技术的普及，块煤率降低，粉煤率却高达80％以上，致使块煤供不应求，粉煤大量积压，这不仅造成粉煤资源的浪费和矿区的环境污染，同时也制约着矿区的正常生产发展，影响了煤矿的社会效益和经济效益。针对我国“富煤、贫油、少气”的能源现状，开发粉煤制备电石工艺再到乙炔化工产业，具有重要的综合开发利用价值。

传统电石工业生产主要以块状石灰(8～40mm)或者块状焦炭(5～25mm)为原料进行生产，由于原材料在输送、破碎、筛分等环节中会产生一定量的粉末(约15～20％)，且该粉末不能用于电石生产，从而使得大量的石灰粉、焦炭粉、煤粉资源被浪费，造成了巨大的资源浪费和严重的环境污染，增加了治理费用和成本。此外，传统电石工业还存在反应速率慢、反应时间长和反应温度高等问题，导致耗电量大、产量低。

生产电石的原料可以为超细煤粉与超细生石灰粉。由于采用超细粉料可以大大提高物料的反应活性，显著降低反应温度和能耗，进而降低电石的生产成本。超细粉的成型技术应用广泛，但是以超细煤粉与生石灰粉作为原料的生产电石的技术却一直没有突破，其中超细煤粉与生石灰粉的成型一直是个难题。

同时在电石的生产过程中，不可避免地会产生粉尘。大量的粉尘漂浮在空气中，会污染环境，危及人体健康，造成电石原料的浪费，增加了生产成本，同时还会增加生产过程中的不安全因素。

因此，针对上述问题，有必要提供一种用于电石原料成型的复合粘结剂及其使用方法，以解决超细煤粉与生石灰粉的成型问题，同时又能充分利用粉状煤炭资源，从而保护环境，提高电石生产的综合效益。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种复合粘结剂及利用复合粘结剂进行电石原料成型的方法，既能较好解决超细煤粉与生石灰粉的成型问题，又能充分利用粉状煤炭资源。

本发明旨在提供一种用于电石原料成型的复合粘结剂，包括：A、B组分，其中，所述A组分为生物质类纤维，所述B组分选自焦油渣、沥青中的一种或两种，所述A组分与所述B组分的重量份比例为1：(0.3-10)。

所述复合粘结剂中的生物质类纤维可包括稻草秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、甘蔗秸秆、锯末中的任一种或任意几种的混合物；所述生物质类纤维的长度小于6mm。

进一步地，所述复合粘结剂中的所述A组分可为小麦秸秆，所述B组分可为焦油渣，所述A组分与所述B组分的重量份比例为1：(1-10)。

进一步地，所述复合粘结剂中的所述A组分可为稻草秸秆和小麦秸秆的混合物，所述B组分可为焦油渣和沥青的混合物，所述稻草秸秆和所述小麦秸秆的重量份比例为1：(0.1-10)，所述焦油渣和所述沥青的重量份比例为1：(0.1-10)，所述A组分与所述B组分的重量份比例为1：(0.5-10)。

进一步地，所述复合粘结剂中的所述A组分可为玉米秸秆，所述B组分可为焦油渣和沥青的混合物，所述焦油渣和沥青的重量份比例为1：(0.1-10)，所述A组分与所述B组分的重量份比例为1：(1-10)。

进一步地，所述复合粘结剂中的所述A组分可为锯末，所述B组分可为焦油渣和沥青的混合物，所述焦油渣和沥青的重量份比例为1：(0.1-10)，所述A组分与所述B组分的重量份比例为1：(1-10)。

进一步地，所述复合粘结剂中的所述A组分可为稻草秸秆，所述B组分可为沥青，所述A组分与所述B组分的重量份比例为1：(0.3-10)。

本发明还提供一种利用上述复合粘结剂进行电石原料成型的方法，所述方法包含以下步骤：

将生石灰粉、所述复合粘结剂和煤粉混合均匀，得到混合物料；

将所述混合物料加热后通过压制，成型为电石原料球团；

其中，混合时所述复合粘结剂中A组分与B组分的重量份比例为1：(0.3-10)，所述复合粘结剂的加入量为所述生石灰粉和所述煤粉总质量的5-30wt％。

进一步地，所述煤粉的含水量为4wt％以下；所述生石灰粉的粒径小于60目，其中CaO含量≥85wt％；在所述煤粉中，粒级为80目以下的煤粉占所述煤粉总量的90wt％以上。

进一步地，所述加热处理的温度为90-120℃，时间为60-120min。

根据本发明的上述技术方案，既解决了超细煤粉与生石灰粉的成型问题，同时又充分利用了粉状煤炭资源和生物质资源，从而起到保护环境、提高电石生产综合效益的作用。

附图说明

图1是本发明实施例的利用复合粘结剂进行电石原料成型的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

本发明主要是提供一种用于电石原料成型的复合粘结剂，同时提供使用该复合粘结剂进行电石原料成型的方法。

本发明技术方案的复合粘结剂，由以下A、B两种组分组成：A组分为生物质类纤维，B组分为焦油渣和沥青中的任一种或两者以任意比例组成的混合物。所述A组分与所述B组分的重量份比例为1：(0.3-10)。

其中生物质类纤维的长度最好为小于6mm，这样便于物料的混合及后续的成型。

可将生物质类纤维用烘干机烘干后，用粉碎机粉碎成长度小于6mm的短纤维。

为了选取成本低廉且获得途径容易的原料，结合我国国情，生物质类纤维可考虑来源广泛的作物类或林木类，比如生物质类纤维A组分可以是稻草秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、甘蔗秸秆或锯末五者之中的任一种或它们一种以上以任意比例组成的混合物，如此便可变废为宝，合理利用资源。

A组分和B组分的比例不同会导致所形成的电石原料性能有所差异，电石原料性能主要指标如成品电石原料球团的平均跌落强度等。各成分比例的不同及生成的电石原料性能不同将会以实施例的方式表示，见下文具体实施例。

其中的一种优选方案为，所述复合粘结剂中的所述A组分为小麦秸秆，所述B组分为焦油渣，所述A组分与所述B组分的重量份比例为1：(1-10)。

另一种优选方案为，所述复合粘结剂中的所述A组分为稻草秸秆和小麦秸秆的混合物，所述B组分为焦油渣和沥青的混合物，所述稻草秸秆和所述小麦秸秆的重量份比例为1：(0.1-10)，所述焦油渣和所述沥青的重量份比例为1：(0.1-10)，所述A组分与所述B组分的重量份比例为1：(0.5-10)。

再一种优选方案为，所述复合粘结剂中的所述A组分为玉米秸秆，所述B组分为焦油渣和沥青的混合物，所述焦油渣和沥青的重量份比例为1：(0.1-10)，所述A组分与所述B组分的重量份比例为1：(1-10)。

优选的另一方案也可为，所述复合粘结剂中的所述A组分为锯末，所述B组分为焦油渣和沥青的混合物，所述焦油渣和沥青的重量份比例为1：(0.1-10)，所述A组分与所述B组分的重量份比例为1：(1-10)。

再提供一种优选方案为，所述复合粘结剂中的所述A组分为稻草秸秆，所述B组分为沥青，所述A组分与所述B组分的重量份比例为1：(0.3-10)。

其它优选方案本发明将在实施例中与上述方案一一详细说明，在此不再列举。

本发明还公开一种利用上述技术方案中的复合粘结剂进行电石原料成型的方法，其主要流程为：将煤粉、生石灰和复合粘结剂混匀，再经加热送入成型设备成型为电石原料球团。

当然，具体生产时所用的原料煤、生石灰可能是块状，还可能因含水量较高，需要先把煤或生石灰磨成粉状，使它们的粒度变细呈粉状，再与粘结剂进行混合，这就多了烘干、磨细的工艺。该完整的流程如图1所示。

具体地，在采用上述复合粘结剂进行电石原料成型时，其包括步骤：将生石灰粉、复合粘结剂、煤粉混合均匀，得到混合物料；再将混合物料加热后通过压制成型，得到电石原料球团。

其中，所述复合粘结剂的加入量为所述生石灰粉和所述煤粉总量的5-30wt％。

电石原料所用到的煤粉，也可以是电石生产中的筛下物或经破碎后的焦粉、煤粉，保证其中粒级为80目及以下的煤粉含量在90wt％以上，并保证其含水量在4wt％以下；所用到的生石灰粉为粒径小于60目的细生石灰粉，其中CaO含量≥85％。本文中提到的wt％均指重量百分比。

在混合物料时，可采用本领域各类混料设备作为混合器，将物料放入其中并持续混合3～8min，使得物料混合均匀。

在将混合物料加热时，可以把鼓风干燥箱或其它加热设备作为加热器，加热时将混合物料放入其中并在90～120℃下持续加热60～120min。

在压制成型时，可以采用对辊压球机、压片机或其它成型设备作为成型器，将混合物料放入其中压制成所需的块度，至此，电石原料便被成型为了球团。

本发明实施方式的技术方案，其工艺方法简单，所采用的粘结剂具有来源广泛、价格低廉、添加量少等优点，而且生物质类纤维有效地抑制了球团内部微裂纹的产生和发展，提高了球团的抗冲击性能，降低了球团的粉化率，能够满足电石生产工艺的要求。此外，本技术方案能充分利用粉状煤炭资源和生物质资源，可以保护环境，从而提高了电石生产的综合效益。

下面结合具体实施例来说明本发明利用复合粘结剂进行电石原料成型方法的技术方案。

下述实施例中所取工艺条件数值均为示例性的，其可取数值范围如前述说明书中所示。

在本文中，术语“wt％”是指重量％。

实施例1

采用上述实施方式中的复合粘结剂生产电石原料，按以下量称取各物质(单位：克(g))：

复合粘结剂：A组分：稻草秸秆(粒径<6mm)42g；B组分：沥青63g；

煤粉：1000g；

生石灰粉：1100g；

将生石灰粉、复合粘结剂、煤粉加入到混料机中，混合3min；将混合物料在110℃下加热75min后用成型机造球(块)，经检测成品电石原料球团的平均跌落强度为21.5次/个。

实施例2

采用上述实施方式中的复合粘结剂生产电石原料，按以下量称取各物质(单位：克(g))：

复合粘结剂：A组分：小麦秸秆(粒径<6mm)63g；B组分：焦油渣168g；

煤粉：1000g；

生石灰粉：1100g；

将生石灰粉、复合粘结剂、煤粉加入到混料机中，混合5min；将混合物料在90℃下加热120min后用成型机造球(块)，经检测成品电石原料球团的平均跌落强度为28.0次/个。

实施例3

采用上述实施方式中的复合粘结剂生产电石原料，按以下量称取各物质(单位：克(g))：

复合粘结剂：A组分：玉米秸秆(粒径<6mm)84g；B组分：焦油渣110g，沥青100g；

煤粉：1000g；

生石灰粉：1100g；

将生石灰粉、复合粘结剂、煤粉加入到混料机中，混合5min；将混合物料在95℃下加热120min后用成型机造球(块)，经检测成品电石原料球团的平均跌落强度为17.8次/个。

实施例4

采用上述实施方式中的复合粘结剂生产电石原料，按以下量称取各物质(单位：克(g))：

复合粘结剂：A组分：甘蔗秸秆(粒径<6mm)126g；B组分：焦油渣200g，沥青52g；

煤粉：1000g；

生石灰粉：1100g；

将生石灰粉、复合粘结剂、煤粉加入到混料机中，混合6min；将混合物料在105℃下加热90min后用成型机造球(块)，经检测成品电石原料球团的平均跌落强度为16.5次/个。

实施例5

采用上述实施方式中的复合粘结剂生产电石原料，按以下量称取各物质(单位：克(g))：

复合粘结剂：A组分：锯末(粒径<4mm)168g；B组分：焦油渣115g，沥青200g；

煤粉：1000g；

生石灰粉：1100g；

将生石灰粉、复合粘结剂、煤粉加入到混料机中，混合8min；将混合物料在95℃下加热120min后用成型机造球(块)，经检测成品电石原料球团的平均跌落强度为20.2次/个。

实施例6

采用上述实施方式中的复合粘结剂生产电石原料，按以下量称取各物质(单位：克(g))：

复合粘结剂：A组分：稻草秸秆(粒径<6mm)105g，小麦秸秆(粒径<6mm)105g；B组分：焦油渣105g，沥青315g；

煤粉：1000g；

生石灰粉：1100g；

将生石灰粉、复合粘结剂、煤粉加入到混料机中，混合8min；将混合物料在120℃下加热60min后用成型机造球(块)，成品球团的平均跌落强度为25.6次/个。

由以上实施例可见，本发明的技术方案工艺方法简单，所采用的复合粘结剂具有来源广泛、价格低廉、添加量少等优点；生物质类纤维有效地抑制了球团内部微裂纹的产生和发展，提高了球团的抗冲击性能，降低了球团的粉化率。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。