本發(fā)明涉及一種提高不粘煤與生石灰混合球團(tuán)高溫強(qiáng)度的方法，屬于球團(tuán)的制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

煙煤在隔絕空氣的條件下加熱時(shí)，煤中的有機(jī)質(zhì)大分子受熱分解，形成氣、液、固三相共存的混合物，稱為膠質(zhì)體，膠質(zhì)體粘結(jié)其本身或外來(lái)惰性物質(zhì)的能力，稱之為煤的粘結(jié)性。對(duì)于粘結(jié)性強(qiáng)的煤，膠質(zhì)體中液態(tài)產(chǎn)物多且流動(dòng)性適宜，既能較好地充入固體顆粒間隙又有一定粘度；但是此時(shí)，膠質(zhì)體透氣性差，膠質(zhì)體中的氣態(tài)產(chǎn)物不能自由析出，因此出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，隨著溫度升高，膠質(zhì)體中的液態(tài)產(chǎn)物產(chǎn)生進(jìn)一步分解。一部分熱解產(chǎn)物呈氣態(tài)繼續(xù)析出；另一部分則與固態(tài)顆粒融為一體，熱縮聚而固化，生成高強(qiáng)度的半焦。對(duì)于無(wú)粘結(jié)性或者弱粘結(jié)性煤，膠質(zhì)體中的液態(tài)產(chǎn)物很少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能充滿固態(tài)顆粒間隙甚至不能浸潤(rùn)固態(tài)顆粒表面，氣態(tài)產(chǎn)物自由析出，固體顆粒各自分散，導(dǎo)致生成的半焦強(qiáng)度很差。

目前，對(duì)于不粘煤而言，其與生石灰的成型球團(tuán)經(jīng)過(guò)熱解以后，強(qiáng)度很差，如何維持其與生石灰混合球團(tuán)熱解以后的高溫強(qiáng)度是生產(chǎn)實(shí)踐中亟待需要解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一是針對(duì)不粘煤與生石灰的混合球團(tuán)熱解以后、球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度很差等問(wèn)題，旨在提供一種應(yīng)用復(fù)合粘結(jié)劑提高不粘煤與生石灰混合球團(tuán)高溫強(qiáng)度的方法；

本發(fā)明的目的之二是提供一種實(shí)現(xiàn)所述方法的專用系統(tǒng)；

本發(fā)明的上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種應(yīng)用復(fù)合粘結(jié)劑提高不粘煤與生石灰混合球團(tuán)高溫強(qiáng)度的方法，包括：(1)將巖棉、橡膠分別粉碎，粉碎后的產(chǎn)物混合，得到復(fù)合粘結(jié)劑；(2)將不粘煤、生石灰粉碎后與所述復(fù)合粘結(jié)劑混合，得到混合料；(3)將混合料進(jìn)行加熱預(yù)處理；(4)將加熱預(yù)處理后的產(chǎn)物再進(jìn)行高壓成型處理形成成型物料；(5)將成型物料進(jìn)行篩分處理，得到球團(tuán)；(6)將球團(tuán)進(jìn)行熱解，得到高抗壓強(qiáng)度的不粘煤與生石灰混合球團(tuán)。

步驟(1)中將巖棉粉碎處理，至粉碎后巖棉的粒度小于3mm；將橡膠粉碎處理，至粉碎后橡膠的粒度小于1mm。

優(yōu)選的，按質(zhì)量比計(jì)，巖棉和橡膠的比例為(1～3):(2～4)。

優(yōu)選的，所述的巖棉是以天然巖石如玄武巖、輝長(zhǎng)石、白云石、鐵礦石、鋁礬土等為主要原料，經(jīng)過(guò)高溫熔化、纖維化而制成的無(wú)機(jī)質(zhì)纖維。

優(yōu)選的，所述橡膠為熱固型橡膠。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述熱固型橡膠包括但不限于三元乙丙橡膠、丁腈橡膠、順丁膠或硅基膠中的任何一種或多種。

步驟(2)中將不粘煤、生石灰與復(fù)合粘結(jié)劑按照100:(90～120):(15～35)的質(zhì)量比例進(jìn)行混合。優(yōu)選的，所述不粘煤的粘結(jié)指數(shù)G_R.I為0，進(jìn)一步優(yōu)選的，所述不粘煤包括但不限于長(zhǎng)焰煤或褐煤。

所述生石灰粉碎后的粒度小于0.15mm；不粘煤粉碎后粒度小于0.15mm，

所述不粘煤的水分含量為5％以下。

步驟(3)中所述加熱預(yù)處理的加熱溫度為200℃～300℃。

步驟(4)中將預(yù)熱后的物料放入高壓壓球機(jī)中進(jìn)行高壓成型處理，所述的壓力優(yōu)選為15～20MPa。

步驟(5)中將壓制的球團(tuán)通過(guò)滾篩進(jìn)行篩分處理。優(yōu)選的，篩分的粒度在5mm以上。

步驟(6)中將成型球團(tuán)放入電爐內(nèi)進(jìn)行熱解。優(yōu)選的，將熱解溫度控制在700～900℃。

本發(fā)明進(jìn)一步提供了實(shí)現(xiàn)應(yīng)用所述復(fù)合粘結(jié)劑提高不粘煤與生石灰混合球團(tuán)高溫強(qiáng)度的專用系統(tǒng)，包括：

粉碎裝置，所述粉碎裝置設(shè)有待粉碎物料進(jìn)料口和粉碎后產(chǎn)物出口；

混合裝置，所述混合裝置設(shè)有待混合物物料進(jìn)料口和混合后產(chǎn)物的出口；

熱處理裝置，所述熱處理裝置設(shè)有待熱處理物料進(jìn)料口和熱處理后產(chǎn)物的出口；高壓成型裝置，所述高壓成型裝置設(shè)有待高壓成型物料進(jìn)料口和高壓成型后產(chǎn)物的出口；

篩分裝置，所述篩分裝置設(shè)有待篩分物料進(jìn)料口和篩分后產(chǎn)物出口。

熱解裝置，所述熱解裝置設(shè)有待熱解物料進(jìn)料口和熱解后產(chǎn)物的出口。

其中，所述粉碎裝置的粉碎后產(chǎn)物的出口與混合裝置的待混合物物料進(jìn)料口相連；所述混合裝置的混合后產(chǎn)物的出口與熱處理裝置的待熱處理物料進(jìn)料口相連；所述熱處理裝置的熱處理后產(chǎn)物的出口與高壓成型裝置的待高壓成型物料進(jìn)料口相連；所述高壓成型裝置的高壓成型后產(chǎn)物的出口與所述篩分裝置的待篩分物料進(jìn)料口相連；所述篩分裝置的篩上產(chǎn)物的出口與所述熱解裝置的待熱解物料進(jìn)料口相連。優(yōu)選的，所述的高壓成型裝置是高壓壓球機(jī)，所述的熱解裝置是熱解爐。

本發(fā)明加入的巖棉和橡膠復(fù)合粘結(jié)劑，在加熱的過(guò)程中時(shí)，巖棉會(huì)發(fā)生熔融，能較好地充入固體顆粒間隙又有一定粘度，令成型棒中的氣態(tài)產(chǎn)物不能自由析出，相當(dāng)于粘結(jié)性煤的膠質(zhì)體，隨著溫度的進(jìn)一步升高，橡膠粉會(huì)發(fā)生炭化反應(yīng)，熱縮聚而固化。正是因?yàn)檫@種復(fù)合粘結(jié)劑有效的模擬了煙煤的結(jié)焦過(guò)程，所以使得熱解后球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度與不加粘結(jié)劑相比得到大幅的提高。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明應(yīng)用復(fù)合粘結(jié)劑提高不粘煤與生石灰混合球團(tuán)高溫強(qiáng)度的專用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本發(fā)明應(yīng)用復(fù)合粘結(jié)劑提高不粘煤與生石灰混合球團(tuán)高溫強(qiáng)度的方法的工藝流程圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：S100-粉碎裝置，S200-混合裝置，S300-熱處理裝置，S400-高壓成型裝置，S500-篩分裝置，S600-熱解裝置。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將會(huì)隨著描述而更為清楚。但是應(yīng)理解所述實(shí)施例僅是范例性的，不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行修改或替換，但這些修改或替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。

參考圖1，本發(fā)明所提供的應(yīng)用復(fù)合粘結(jié)劑提高不粘煤與生石灰混合球團(tuán)高溫強(qiáng)度的專用系統(tǒng)，包括：

粉碎裝置S100，所述粉碎裝置S100設(shè)有待粉碎物料進(jìn)料口和粉碎后產(chǎn)物的出口；

混合裝置S200，所述混合裝置S200設(shè)有待混合物料進(jìn)料口和混合后產(chǎn)物的出口；

熱處理裝置S300，所述熱處理裝置S300設(shè)有待熱處理物料進(jìn)料口和熱處理后產(chǎn)物的出口；

高壓成型裝置S400，所述擠壓成型裝置S400設(shè)有待高壓成型物料進(jìn)料口和高壓成型后產(chǎn)物的出口；

篩分裝置S500，所述篩分裝置S500設(shè)有待篩分物料進(jìn)料口和篩分后產(chǎn)物的出口。

熱解裝置S600，所述熱解裝置S600設(shè)有待熱解物料進(jìn)料口和熱解后產(chǎn)物的出口。

作為本發(fā)明所述專用系統(tǒng)的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，粉碎裝置S100的粉碎后產(chǎn)物的出口與混合裝置S200的待混合物料進(jìn)料口相連；混合裝置S200的混合后產(chǎn)物的出口與熱處理裝置S300的待熱處理物料進(jìn)料口相連；熱處理裝置S300的熱處理后產(chǎn)物的出口與高壓成型裝置S400的物料進(jìn)料口相連；高壓成型裝置S400的高壓成型后產(chǎn)物的出口與篩分裝置S500的待篩分物料進(jìn)料口相連；篩分裝置S500的篩上產(chǎn)物的出口與熱解裝置S600的待熱解物料進(jìn)料口相連。所述的高壓成型裝置S400優(yōu)選是高壓壓球機(jī)；所述的熱解裝置S600優(yōu)選是熱解爐。

以下結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用復(fù)合粘結(jié)劑提高不粘煤與生石灰混合球團(tuán)高溫強(qiáng)度的方法進(jìn)行具體說(shuō)明：

實(shí)施例1

將粉碎的巖棉和橡膠粉按照1:2的質(zhì)量比例混合均勻，制備出復(fù)合粘結(jié)劑，然后將破碎的不粘煤、生石灰與制備的粘結(jié)劑按照1:0.9:0.15的質(zhì)量比例進(jìn)行混合，待混合均勻后，預(yù)熱至200℃進(jìn)行熱處理，通過(guò)高壓壓球機(jī)進(jìn)行高壓成型，篩分后生成球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度如表1所示，然后將球團(tuán)放入熱解爐內(nèi)，設(shè)定干餾終溫為700℃，停留時(shí)間為1.5小時(shí)。熱解完成后，取出熱解后的球團(tuán)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，其抗壓強(qiáng)度見(jiàn)表2所示。

表1實(shí)施例1球團(tuán)抗壓強(qiáng)度檢測(cè)

表2實(shí)施例1球團(tuán)熱解后抗壓強(qiáng)度檢測(cè)

實(shí)施例2

將粉碎的巖棉和橡膠粉按照1:1的質(zhì)量比例混合均勻，制備出復(fù)合粘結(jié)劑，然后將破碎的不粘煤、生石灰與制備的粘結(jié)劑按照1:1.2:0.3的質(zhì)量比例進(jìn)行混合，待混合均勻后，預(yù)熱至240℃進(jìn)行熱處理，通過(guò)高壓壓球機(jī)進(jìn)行成型，篩分后生成球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度如表3所示，然后將其放入熱解爐內(nèi)，設(shè)定干餾終溫為800℃，停留時(shí)間為1.5小時(shí)。熱解完成后，取出熱解后的球團(tuán)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，其抗壓強(qiáng)度見(jiàn)表4所示。

表3實(shí)施例2球團(tuán)抗壓強(qiáng)度檢測(cè)

表4實(shí)施例2球團(tuán)熱解后抗壓強(qiáng)度檢測(cè)

實(shí)施例3

將粉碎的巖棉和橡膠粉按照1:3的質(zhì)量比例混合均勻，制備出復(fù)合粘結(jié)劑，然后將破碎的長(zhǎng)焰煤、生石灰與制備的粘結(jié)劑按照1:1:0.35的質(zhì)量比例進(jìn)行混合，待混合均勻后，預(yù)熱至300℃進(jìn)行熱處理，通過(guò)高壓壓球機(jī)進(jìn)行壓球，篩分后生成球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度如表5所示，然后將球團(tuán)放入熱解爐內(nèi)，設(shè)定干餾終溫為900℃，停留時(shí)間為1.5小時(shí)。熱解完成后，取出熱解后的球團(tuán)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，其抗壓強(qiáng)度見(jiàn)表6所示。

表5實(shí)施例3球團(tuán)抗壓強(qiáng)度檢測(cè)

表6實(shí)施例3球團(tuán)熱解后抗壓強(qiáng)度檢測(cè)

對(duì)比例1

將粉碎的不粘煤、生石灰按照1:1的質(zhì)量比例進(jìn)行混合，待混合均勻后，預(yù)熱至300℃進(jìn)行熱處理，通過(guò)高壓壓球機(jī)進(jìn)行成型，篩分后球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度如表7所示，然后將其放入熱解爐內(nèi)，設(shè)定干餾終溫為900℃，停留時(shí)間為1.5小時(shí)。熱解完成后，取出熱解后的球團(tuán)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，其抗壓強(qiáng)度平均見(jiàn)表8。

表7對(duì)比例1球團(tuán)抗壓強(qiáng)度檢測(cè)

表8對(duì)比例1球團(tuán)熱解后抗壓強(qiáng)度檢測(cè)

對(duì)比例2

將粉碎的不粘煤、生石灰、膨潤(rùn)土按照1:1:0.35的質(zhì)量比例進(jìn)行混合，待混合均勻后，預(yù)熱至300℃進(jìn)行熱處理，通過(guò)高壓壓球機(jī)進(jìn)行壓球，篩分后生成球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度見(jiàn)表9所示，然后將球團(tuán)放入熱解爐內(nèi)，設(shè)定干餾終溫為900℃，停留時(shí)間1.5小時(shí)。熱解完成后，取出熱解后球團(tuán)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表10所示。

表9對(duì)比例2冷球抗壓強(qiáng)度檢

表10對(duì)比例2球團(tuán)熱解后抗壓強(qiáng)度檢測(cè)

將實(shí)施例1～3和對(duì)比例1～2中所得到的冷球和熱解后球團(tuán)的生產(chǎn)條件和抗壓強(qiáng)度進(jìn)行匯總，如表11所示：

表11冷球和熱解后球團(tuán)的抗壓強(qiáng)度檢測(cè)匯總

由表11中可以看出：實(shí)施例1～3的冷球抗壓強(qiáng)度和球團(tuán)熱解后抗壓強(qiáng)度分別明顯高于對(duì)比例1～2的冷球抗壓強(qiáng)度和球團(tuán)熱解后抗壓強(qiáng)度，因此，由巖棉和橡膠構(gòu)成的復(fù)合粘結(jié)劑的粘結(jié)性明顯優(yōu)于膨潤(rùn)土粘結(jié)劑(對(duì)比例2)。巖棉和橡膠構(gòu)成的復(fù)合粘結(jié)劑在球團(tuán)熱解后抗壓強(qiáng)度相對(duì)于冷球抗壓強(qiáng)度的下降程度明顯低于未添加粘結(jié)劑(對(duì)比例1)和膨潤(rùn)土粘結(jié)劑(對(duì)比例2)的抗壓強(qiáng)度。