專利名稱：一種用于鐵水生產(chǎn)或造氣的工業(yè)型煤及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及型煤技術(shù)，特別涉及一種用于鐵水生產(chǎn)或造氣的工業(yè)型煤及其制備方法。
背景技術(shù)：
中國是鋼鐵產(chǎn)能產(chǎn)量大國，2006年鋼鐵產(chǎn)量超過3億噸，其中80%是高爐煉鐵工
藝產(chǎn)生的，高爐煉鐵工藝屬于高能耗、高污染、資源消耗型生產(chǎn)方法。而非高爐煉鐵因為能
耗和污染均較低而受到的廣泛重視，它包括直接還原和熔融還原兩大類。COREX工藝即熔融
還原煉鐵工藝，其工藝的優(yōu)點是少用或不用焦炭，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，故它是目前世界
范圍內(nèi)解決鋼鐵高能耗、高污染、資源消耗大等問題最核心的技術(shù)之一。 在現(xiàn)有的一些熔融還原鐵生產(chǎn)工藝(如COREX或FINEX)中，為了保證下部熔煉氣
化爐中填充床的透氣性，均要求使用具有一定粒度，顆粒尺寸在5 8mm以上的塊狀燃料，
即塊煤或塊焦。然而現(xiàn)實情況卻是天然的塊煤資源非常有限，煤炭在開采、運輸、篩分等過
程中會產(chǎn)生大量的煤粉，為此出現(xiàn)了將粉煤加工成具有一定形狀和尺寸的"人造塊煤"技
術(shù)，即粉煤成型技術(shù)。因為許多行業(yè)都存在對塊狀燃料的使用需求，因此型煤被廣泛應(yīng)用于
民用、化工和冶金等領(lǐng)域。 絕大多數(shù)粉煤成型技術(shù)都要使用粘結(jié)劑，在目前已開發(fā)出的種類眾多的粘結(jié)劑 中，有一類是以糖蜜為基礎(chǔ)的復合粘結(jié)劑。由于糖蜜是糖業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品，具有資源廣泛、 價格低廉、安全環(huán)保、使用方法簡便等一系列優(yōu)點，人們開發(fā)出了許多糖蜜系列粘結(jié)劑的專 利和應(yīng)用技術(shù)。 中國專利CN1173018C公開了采用粉煤、糖蜜和生石灰的混合物制備型煤的方法。 混合物中煤粉的重量份為100，糖蜜的重量份為7 15，生石灰的重量份為1 5。此項專利 的一個重要特征是以含水量4 10%的煤粉為原料，利用生石灰與粉煤中所含的水分發(fā)生 消化反應(yīng)生成消石灰，消石灰再與糖蜜反應(yīng)生成糖酸鈣鍵從而形成具有一定強度的型煤。
該技術(shù)中的一個關(guān)鍵步驟是控制生石灰的消化反應(yīng)，因為一旦生石灰的配入量與 粉煤的水分、糖蜜的配入量相互之間不能很好地匹配，原料條件和粘結(jié)劑配方偏離了工藝 設(shè)計的優(yōu)化范圍，型煤的質(zhì)量也就無法保證。另外，生石灰的消化反應(yīng)需要一定的時間。在 該項專利給出的原料條件及粘結(jié)劑配比情況下，消化反應(yīng)所需的時間有可能從2分鐘到2 小時，然而在連續(xù)生產(chǎn)條件下這又是一個很難判斷和有效控制的參數(shù)。 一旦在成型前生石 灰的消化不充分，成型以后殘留在型煤中的生石灰將與空氣中的水分接觸，繼續(xù)發(fā)生消化 反應(yīng)從而引起型煤的脹裂，導致型煤強度下降。反之，如果混合攪拌的時間過長，生產(chǎn)能力 則會受到嚴重影響。另外，由于糖蜜屬于季節(jié)性資源，生產(chǎn)有周期性；生石灰的加入又降低 了型煤的熱性質(zhì)。所以這種型煤生產(chǎn)方法的應(yīng)用受到限制。 中國專利公開號CN101070498A公開了一種以煤或焦炭為原料加粘結(jié)劑制備鍋爐 或造氣型煤的方法，所用粘結(jié)劑由60 80% (重量百分數(shù)，下同)水、10 30%風化煤、 2 8%羧甲基纖維素和0. 1 2%的堿構(gòu)成，粘結(jié)劑添加比例為8 20%。該發(fā)明采用的復合粘結(jié)劑中羧甲基纖維素和堿是水溶性的，而風化煤不溶于水，所以復合粘結(jié)劑是一種 固、液混合物，固、液混合在靜置長時間后會分層，會使粘結(jié)劑成分不均勻。另外，固、液混合 物的管道輸送也比較困難。該復合粘結(jié)劑中加入了少量的堿，會對型煤的生產(chǎn)設(shè)備和使用 設(shè)備造成腐蝕。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于鐵水生產(chǎn)或造氣的工業(yè)型煤及其制備方法，型煤制 備方法簡單，型煤強度高，熱穩(wěn)定性好；生產(chǎn)成本合理，原料來源廣泛。
本發(fā)明的技術(shù)方案是， —種用于鐵水生產(chǎn)或造氣的工業(yè)型煤，其組分為每100重量份的煤加入5 15 重量份的復合粘結(jié)劑；其中，復合粘結(jié)劑的成分質(zhì)量百分比為羧甲基纖維素0.3 3%，羥 丙基甲基纖維素或羥乙基甲基纖維素或乙基纖維素0. 2 2%，余量為水。
本發(fā)明的用于鐵水生產(chǎn)或造氣的工業(yè)型煤的制備方法，其包括如下步驟
a.復合粘結(jié)劑制備羧甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素或羥乙基甲基纖維素或 乙基纖維素復配成0. 5 5. 0 %的水溶液；在該水溶液中，羧甲基纖維素占0. 3 3 % ，羥丙 基甲基纖維素或羥乙基甲基纖維素或乙基纖維素占0. 2 2%，以質(zhì)量百分比計；
b.煤粉制備經(jīng)破碎、篩分，得到顆粒直徑5mm以下的煤粉； c.將復合粘結(jié)劑與煤粉混合、攪拌均勻，通過對輥成型機壓制成一定尺寸大小的 型煤。 本發(fā)明的特點在于 本發(fā)明工業(yè)型煤采用的復合粘結(jié)劑，由于甲基纖維素醚和甲基纖維素是高分子材 料，不同原料的分子量差別很大，導致原料的粘度、流動性和粘結(jié)性都不相同。例如羧甲基 纖維素溶液的粘度一般在45000mPa S， pH值為6. 5_8. 5 ;羥丙基甲基纖維素溶液的粘度可 達到75000mpa. s，m值為5. 0_7. 5。后者的粘結(jié)性遠超過前者，可以顯著提高型煤強度。但 如果全部采用羥丙基甲基纖維素等高粘度粘結(jié)劑，粘結(jié)劑不易均勻分散到所有煤粉顆粒表 面，混合效果不佳。采用復合甲基纖維素原料可以兼顧粘結(jié)劑的流動性、粘結(jié)能力和成本， 從而得到質(zhì)量較好、成本較低的型煤。
本發(fā)明的有益效果 1)本發(fā)明由于不采用糖蜜作粘結(jié)劑，因此無需無機硬化劑(如生石灰、消石灰 等)，不會增加型煤的灰分。 2)本發(fā)明采用復合甲基纖維素原料作為型煤粘結(jié)劑，不添加風化煤以及堿等其它 原料，粘結(jié)劑的制備方法簡單，成分均勻，添加方便。 3)本發(fā)明由于不使用無機硬化劑，復合粘結(jié)劑可以一次加入煤中，粘結(jié)劑和煤粉 只要通過一次攪拌后即可壓制成型煤，型煤的加工過程更簡單，節(jié)省設(shè)備投資。


圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實施例方式
參見圖l，本發(fā)明的用于鐵水生產(chǎn)或造氣的工業(yè)型煤的制備方法，其包括如下步驟
1.復合粘結(jié)劑制備羧甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素或羥乙基甲基纖維素或 乙基纖維素復配成0. 5 5. 0%的水溶液；在該水溶液中，羧甲基纖維素占0. 3 3%，羥 丙基甲基纖維素或羥乙基甲基纖維素或乙基纖維素占0. 2 2%，以質(zhì)量百分比計；(步驟 101) 2.煤粉制備經(jīng)破碎、篩分，得到顆粒直徑5mm以下的煤粉；(步驟102) 3.將復合粘結(jié)劑與煤粉混合、攪拌均勻(步驟103)，通過對輥成型機壓制成一定
尺寸大小的型煤(步驟104)。 采用落下強度作為衡量型煤質(zhì)量的指標。測試時每組取2kg型煤從5米高處自由 摔落到10mm厚鋼板上，共落下4次，然后篩分大于20mm顆粒的比例，以此表示型煤的抗碎 性。 實施例1 復合粘結(jié)劑由羧甲基纖維素CMC450和羥丙基甲基纖維素HPMC復配而成。首先將 CMC450和HPMC分別制成濃度為6%和4%的溶液，然后將兩種溶液按1 : 1配合成復合粘 結(jié)劑。每100重量份的煤粉與10重量份的該復合粘結(jié)劑混合并攪拌均勻，然后通過成型機 制成型煤。 經(jīng)測試，成型4小時后型煤的抗碎性為90. 1 % 。
實施例2 復合粘結(jié)劑由羧甲基纖維素CMC450和羥丙基甲基纖維素HPMC復配而成。首先將 95重量份的水和3重量份的CMC450及2重量份的HPMC混合制成復合粘結(jié)劑。每100重量 份的煤粉再與10重量份的該復合粘結(jié)劑混合并攪拌均勻，然后通過成型機制成型煤。
經(jīng)測試，成型2小時后型煤的抗碎性為93. 6% 。
實施例3 復合粘結(jié)劑由羧甲基纖維素CMC450和羥丙基甲基纖維素HPMC復配而成。首先將 98. 5重量份的水和1重量份的CMC450及0. 5重量份的HPMC混合制成復合粘結(jié)劑。每100 重量份的煤粉再與15重量份的該復合粘結(jié)劑混合并攪拌均勻，然后通過成型機制成型煤。
經(jīng)測試，成型8小時后型煤的抗碎性為85. 6% 。
實施例4 復合粘結(jié)劑由羧甲基纖維素CMC450和羥丙基甲基纖維素HPMC復配而成。首先將 98. 5重量份的水和0. 5重量份的CMC450及1重量份的HPMC混合制成復合粘結(jié)劑。每100 重量份的煤粉再與6重量份的該復合粘結(jié)劑混合并攪拌均勻，然后通過成型機制成型煤。
經(jīng)測試，成型2小時后型煤的抗碎性為87. 4% 。
實施例5 復合粘結(jié)劑由羧甲基纖維素CMC450和羥乙基甲基纖維素復配而成。首先將95重 量份的水和3重量份的CMC450及2重量份的羥乙基甲基纖維素混合制成復合粘結(jié)劑。每 100重量份的煤粉再與10重量份的該復合粘結(jié)劑混合并攪拌均勻，然后通過成型機制成型煤。 經(jīng)測試，成型2小時后型煤的抗碎性為90. 5% 。
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實施例6 復合粘結(jié)劑由羧甲基纖維素CMC450和乙基纖維素復配而成。首先將95重量份的 水和2重量份的CMC450及2重量份的乙基纖維素混合制成復合粘結(jié)劑。每100重量份的 煤粉再與10重量份的該復合粘結(jié)劑混合并攪拌均勻，然后通過成型機制成型煤。
經(jīng)測試，成型2小時后型煤的抗碎性為89. 3% 。
權(quán)利要求
一種用于鐵水生產(chǎn)或造氣的工業(yè)型煤，其組分為每100重量份的煤加入5～15重量份的復合粘結(jié)劑；其中，復合粘結(jié)劑的成分質(zhì)量百分比為羧甲基纖維素0.3～3％，羥丙基甲基纖維素或羥乙基甲基纖維素或乙基纖維素0.2～2％，余量為水。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于鐵水生產(chǎn)或造氣的工業(yè)型煤的制備方法，其包括如下步驟a. 復合粘結(jié)劑制備羧甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素或羥乙基甲基纖維素或乙基纖維素復配成0. 5 5. 0 %的水溶液；在該水溶液中，羧甲基纖維素占0. 3 3 % ，羥丙基甲 基纖維素或羥乙基甲基纖維素或乙基纖維素占0. 2 2%，以質(zhì)量百分比計；b. 煤粉制備經(jīng)破碎、篩分，得到顆粒直徑5mm以下的煤粉；c. 將復合粘結(jié)劑與煤粉混合、攪拌均勻，通過對輥成型機壓制成一定尺寸大小的型煤。
全文摘要
一種用于鐵水生產(chǎn)或造氣的工業(yè)型煤及其制備方法，其包括如下步驟a.復合粘結(jié)劑制備羧甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素或羥乙基甲基纖維素或乙基纖維素復配成0.5～5.0％的水溶液；在該水溶液中，羧甲基纖維素占0.3～3％，羥丙基甲基纖維素或羥乙基甲基纖維素或乙基纖維素占0.2～2％，以質(zhì)量百分比計；b.煤粉制備經(jīng)破碎、篩分，得到顆粒直徑5mm以下的煤粉；c.將復合粘結(jié)劑與煤粉混合、攪拌均勻，通過對輥成型機壓制成一定尺寸大小的型煤。本發(fā)明型煤制備方法簡單，型煤強度高，熱穩(wěn)定性好；生產(chǎn)成本合理，原料來源廣泛。
文檔編號C10L5/14GK101747967SQ200810203709
公開日2010年6月23日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者吳信慈, 周渝生, 張琢, 張群, 李肇毅, 楊俊和, 錢暉 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司;上海應(yīng)用技術(shù)學院