Способ получения металлургического брикета

Авторы патента:

Черных Артём Петрович (RU)

Михалев Игорь Олегович (RU)

Нагибин Геннадий Ефимович (RU)

Иншаков Владимир Юрьевич (RU)

Фёдоров Андрей Витальевич (RU)

C10L5/22 - способы и устройства для смешивания связующего с другими компонентами брикетов

C10L5/14 - органических

C10L5/10 - с помощью связующих, в том числе предварительно обработанных

C10L5/00 - Твердое топливо (получаемое отверждением жидкого топлива C10L 7/00)

Владельцы патента RU 2638260:

Общество с ограниченной ответственностью "Сибнииуглеобогащение" (RU)

Изобретение описывает способ получения металлургического брикета, включающий смешение исходных компонентов – углеродсодержащего материала, связующего и воды, прессование брикетной смеси и сушку сформованного брикета, при этом в качестве связующего используют двухкомпонентное связующее, содержащее смолу и муку в соотношении от 0,5:1 до 2:1, где исходные компоненты берут в следующем соотношении, мас. %: углеродсодержащий материал – не менее 50; двухкомпонентное связующее – 8–40; вода с температурой от 1 до 99°С – остальное. Технический результат заключается в получении брикета, обладающего повышенной прочностью и низким водопоглощением. 2 з.п. ф-лы, 3 пр.

Изобретение относится к области технологии подготовки и производства брикета из углеродистого материала, применяемого в качестве восстановителя в металлургических процессах, а также в качестве бездымного топлива для бытовых и промышленных печей.

Известен способ получения брикета, включающий смешение измельченных твердых топлив со связующим на основе отходов нефтеперерабатывающего производства - нефтешлама и/или отработанного машинного масла, брикетирование смеси и последующую сушку брикета. Дополнительно в связующее вводят компоненты, выбранные из группы, включающей, мас.% в расчете на брикетируемую смесь: лигносульфонат или мелассу - 2-7, и/или обезвоженный активный ил - 3-8, и/или глину - 3-10, и/или парафин или парафиновый гач 3-6% при следующем соотношении компонентов в брикете, мас. %: связующее - 10-23, измельченные твердые топлива, выбранные из группы: древесные опилки, торф, обезвоженный птичий помет, обезвоженный навоз, коксовая или угольная мелочь, угольный шлам, лигнин или их смеси - до 100.

Брикетирование ведут при давлении 1-30 МПа, сушку брикета - при температуре менее 300°С. Компоненты связующего перед смешиванием нагревают до 60-80°С или перемешивают с подогревом до 60-80°С. Твердое топливо предварительно смешивают с половиной нефтешлама или обработанного машинного масла и затем добавляют остальные компоненты связующего (RU 2130047, опубл. 1999).

Однако брикеты, полученные с использованием описанного известного способа, обладают недостаточной прочностью из-за включения в сырье, например, опилок, навоза, птичьего помета, а включение в состав связующего глины может неблагоприятным образом изменять состав минеральной части брикета.

Известен также способ получения брикетного топлива, включающий смешение углеродсодержащего сырья со связующим - смолой низкотемпературного полукоксования, полученной при температуре до 650°, прессование смеси и последующее отверждение брикетов в окислительной атмосфере при 150-300°С (RU 2375434, опубл. 2009).

Однако брикеты, полученные описанным способом, обладают недостаточной прочностью.

Ближайшим техническим решением к заявленному способу является способ получения брикетного топлива, заключающийся в совместном измельчении углеродсодержащего материала и минерального связующего до размера частиц не более 5 мм, добавлении к полученному составу гидрофобизирующего модификатора и воды с последующим перемешиванием с добавлением упрочняющего модификатора.

Полученную массу прессуют в брикеты под давлением 20-200 МПа и полученные брикеты сушат при 100-250°С.

В качестве компонентов используют углеродсодержащий материал - буроугольный среднетемпературный кокс исходного гранулометрического состава, минеральное связующее - алевролит подугольный, упрочняющий модификатор - 3%-ный водный раствор поливинилового спирта (ПВС) или водный раствор 10%-ного мучного клейстера, гидрофобизирующий модификатор - мазут марки М100, воду, при следующем содержании компонентов, мас. %: минеральное связующее 1-10; упрочняющий модификатор 1-30; гидрофобизирующий модификатор 1-10; вода 3-30; углеродсодержащий материал - остальное (RU 2473672, опубл. 2013).

Брикеты, полученные описанным способом, обладают недостаточной прочностью и водостойкостью.

Технической задачей настоящего изобретения является получение брикета, обладающего повышенной прочностью, обеспечивающей возможность многократного выполнения погрузо-разгрузочных операций, низким водопоглощением (повышенной водостойкостью).

Указанная техническая задача решается описываемым способом получения металлургического брикета, включающим смешение исходных компонентов, прессование полученной смеси и сушку, причем в качестве исходных компонентов используют углеродсодержащий материал, связующее, представляющее собой смесь смолы и муки в соотношении от 0,5:1 до 2:1, и воду при следующем содержании компонентов, мас.%:

углеродсодержащий материал	не менее 50,0
связующее	8,0-40,0
вода	остальное

Предпочтительно связующее содержит в качестве смолы смолу пиролизную тяжелую или смолу древесную лиственных пород, а в качестве муки - муку злаковых культур.

Технический результат при использовании изобретения заключается в получении брикетов, обладающих повышенной прочностью, обеспечивающей возможность многократного выполнения погрузочно-разгрузочных операций, низким водопоглощением (повышенной водостойкостью) и пониженным содержанием примесей, таких как железо, титан, алюминий, фосфор, нежелательных для процессов производства кремния в рудно-термических печах.

Указанный технический результат достигается тем, что перед смешением, при необходимости, углеродсодержащий материал измельчают до крупности не более 0,315 мм и/или подвергают магнитной сепарации с величиной магнитной индукции от 0,8 до 1,2 Тл.

При низком содержании связующего измельчение материала оказывает благоприятное влияние на прочность брикета.

Далее, с целью придания брикету высокой прочности и водостойкости, к углеродсодержащему материалу добавляют двухкомпонентное связующее, включающее смолу и муку в соотношении от 0,5:1 до 2:1, в количестве от 8 до 40 мас. %, и воду с температурой от 1 до 99°С. Затем полученную массу перемешивают до гомогенного состояния и брикетируют с усилием от 5 до 500 МПа.

Повышенная температура добавляемой воды оказываем благоприятное влияние на прочность брикета при низком содержании связующего.

Для получения брикета в качестве углеродсодержащего материала используют мелочь коксовую марки МК-1 (далее - МК-1), получаемую посредством среднетемпературной карбонизации бурого угля, с исходным гранулометрическим составом 0-10 мм. В качестве компонентов связующего используют смолу и муку. В качестве воды используют техническую воду.

Приготовление брикетной смеси производят следующим образом.

После магнитной сепарации немагнитную фракцию МК-1 подают в смеситель бегунового типа (периодического действия), затем последовательно добавляют смолу, муку и воду. При добавлении каждого из перечисленных компонентов смесь перемешивают до гомогенного состояния. По получении результирующей однородной композиции смесь выгружают из смесителя и подают в валковый пресс с максимальным усилием сведения валков 150 тс. Сформированный брикет высушивают в ленточной сушилке при температуре 150°С до влаги (W_t^r) менее 5%. Высушенный брикет охлаждают при температуре окружающего воздуха.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Для изготовления брикета используют следующие компоненты: 100 вес.ч. немагнитной фракции мелочи коксовой марки МК-1 в качестве углеродсодержащего материала, 7,5 вес.ч. смолы пиролизной тяжелой марки А и 10 вес.ч. муки ячменной в качестве связующего, 25 вес.ч. воды технической с температурой не менее 80°С.

Исходные компоненты подготавливают следующим образом. Немагнитную фракцию мелочи коксовой марки МК-1 получают путем магнитной сепарации исходной мелочи коксовой марки МК-1 с максимальным значением магнитной индукции 1,2 Тл. Далее мелочь коксовую загружают в смеситель бегунового типа, добавляют последовательно смолу пиролизную тяжелую марки А, муку ячменную и воду, при этом после добавления каждого из перечисленных компонентов перемешивают смесь до гомогенного состояния. Полученную брикетную смесь подают в валковый пресс с максимальным усилием сведения валков 150 тс. Брикет высушивают при температуре 150°С в течение 1 ч. Высушенный брикет охлаждают при температуре окружающего воздуха.

Полученный брикет имеет прочность на сбрасывание более 95%, прочность на истирание в барабане более 92%, влагу общую менее 5%, зольность менее 8%, выход летучих на сухую безвольную массу менее 20%, водопоглощение менее 6%, содержание на рабочую массу оксида железа менее 0,2%, оксидов алюминия, титана и фосфора - менее 0,4% (каждого).

Пример 2

Брикет изготавливают в соответствии с примером 1, но в качестве связующего используют смолу пиролизную тяжелую марки Б (10 вес ч.) и муку пшеничную (10 вес.ч.), вода техническая (30 вес.ч.) имеет температуру 20°С.

Полученный по данному способу брикет имеет прочность на сбрасывание более 90%, прочность на истирание в барабане более 80%, влагу общую менее 5%, зольность менее 8%, выход летучих на сухую беззольную массу менее 20%, водопоглощение менее 10%, содержание на рабочую массу оксида железа менее 0,2%, оксидов алюминия, титана - менее 0,4% (каждого), оксида фосфора - менее 0,5%.

Пример 3

Изготавливают брикет в соответствии с примером 1, но в качестве связующего используют смолу пиролизную тяжелую марки Б (10 вес.ч.) и муку пшеничную (5 вес.ч.).

Полученный по данному способу брикет имеет прочность на сбрасывание более 95%, прочность на истирание в барабане более 90%, влагу общую менее 5%, зольность менее 8%, выход летучих на сухую беззольную массу менее 20%, водопоглощение менее 10%, содержание на рабочую массу оксида железа менее 0,2%, оксидов алюминия, титана - менее 0,4% (каждого), оксида фосфора - менее 0,3%.

Таким образом, способ по изобретению позволяет получить брикеты с повышенной прочностью, что дает возможность многократно выполнять погрузочно-разгрузочные операции, повышенной водостойкостью и пониженным содержанием примесей, таких как железо, титан, алюминий, фосфор, нежелательных для процессов производства кремния в рудно-термических печах.

1. Способ получения металлургического брикета, включающий смешение исходных компонентов – углеродсодержащего материала, связующего и воды, прессование брикетной смеси и сушку сформированного брикета, отличающийся тем, что в качестве связующего используют двухкомпонентное связующее, содержащее смолу и муку в соотношении от 0,5:1 до 2:1, при этом исходные компоненты берут в следующем соотношении, мас.%:

углеродсодержащий материал	не менее 50
двухкомпонентное связующее	8–40
вода с температурой от 1 до 99°С	остальное

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что двухкомпонентное связующее в качестве смолы содержит смолу пиролизную тяжелую или смолу древесную, а в качестве муки – муку злаковых культур.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед смешением исходных компонентов углеродсодержащий материал измельчают и/или подвергают магнитной сепарации.

Изобретение относится к шихте, содержащей каменный уголь и связующие добавки, при этом в каменный уголь входят недогоревшая золошлаковая смесь от сжигания угля в котельных, тепловых электрических станциях, бытовых печах, отходы обогащения угля и в качестве активаторов используют: каменноугольную смолу, смолистые отходы коксохимической и химической промышленности, отработанные машинные масла, в качестве высококалорийной добавки - алюминиевый порошок 1-3% об., а в качестве связующего - известняк 13-18% об.

Способ получения формованных изделий // 2456332

Изобретение относится к способу получения формованных изделий, в частности брикетов, из смеси с размером зерна от мелкого до среднего с применением связующего. .

Топливный брикет и способ его получения // 2292382

Изобретение относится к области твердотопливных брикетов, состоящих, в основном, из углеродсодержащих материалов и получаемых с помощью органического или неорганического связующего.

Способ получения топливных брикетов (варианты) // 2259389

Изобретение относится к производству твердого топлива и может быть использовано в металлургической, строительной и других отраслях промышленности, а также в котельных для отопления.

Способ получения топливных брикетов // 2254360

Изобретение относится к области производства твердого углеродсодержащего топлива и может быть использовано на предприятиях по производству коммунально-бытового топлива.

Способ получения топливного брикета // 2206603

Изобретение относится к способу получения топливного брикета из угольных и древесных отходов, предназначенных для каминов, походных печек, самоваров, угольных утюгов, для приготовления пищи, обогрева жилых и хозяйственных помещений, особенно в районах, не имеющих природных топлив (дров, каменного угля, торфа и т.д.), для отопления железнодорожных вагонов, бытовок для рабочих и военнослужащих, для использования в промышленности при выплавке высокочистых металлов и в кузнечном производстве.

Способ получения топливных брикетов и установка для их прессования // 2185420

Изобретение относится к области переработки промышленных отходов деревообработки и может быть использовано при производстве экологически чистых топливных брикетов для бытовых нужд.

Состав для топливных брикетов на основе осадков городских сточных вод и способ их получения // 2154666

Изобретение относится к производству на основе осадков городских сточных вод (ОСВ) топливных брикетов, которые могут найти применение в качестве заменителя природного твердого топлива в быту, теплоэнергетике, а также как растопочные средства для розжига.

Способ получения топливных брикетов (варианты) // 2119530

Изобретение относится к технологии производства брикетированного топлива для бытовых и промышленных топок, для коксования, в металлургической и химической промышленности.

Способ приготовления смеси измельченного минерального материала с битуминозным вяжущим // 2083643

Способ получения топливных гранул // 2633762

Изобретение раскрывает способ получения топливных гранул, включающий дозирование и смешивание активного ила, образующегося на станциях биологической очистки сточных вод, с обезвоживающей добавкой, обезвоживание полученной смеси и последующее формование смеси, при этом используют активный ил с содержанием воды 97-99% масс., в качестве обезвоживающей добавки используют шлам химводоочистки тепловой электрической станции (ТЭС) влажностью не более 3%, дозирование и смешение активного ила с шламом химводоочистки ТЭС осуществляют в соотношении (7-10):(1-2)% масс., полученную смесь обезвоживают в две стадии, при этом на первой стадии осуществляют центрифугирование в течение 1-3 минут до получения смеси влажностью 69-74%, а на второй стадии - осуществляют сушку на ленточной сушилке при температуре 105-115°С в течение 20-40 минут до получения смеси влажностью 40-45%, далее обезвоженную смесь формуют путем гранулирования и затем гранулы покрывают органической добавкой, при этом топливные гранулы содержат, % масс.: активный ил - 65-75, шлам химводоочистки ТЭС - 6-10, органическая добавка - остальное.

Способ получения топливных угольных брикетов // 2629119

Изобретение описывает способ получения топливных угольных брикетов, включающий в себя технологические стадии: отсев угольной шихты от крупной фракции; ее смешение со связующим; брикетирование; сушку и затаривание полученных брикетов, отличающийся тем, что в качестве связующего используется комплексное связующее, содержащее водный раствор полиэлектролита на основе ПАА с повышенной молекулярной массой (более 15 млн а.е.м.), неионогенное водорастворимое ПАВ - пропиленгликоль и гуминовый препарат «Биогум».

Способ получения угольных брикетов из окисленных углей для рекультивации нарушенных земель // 2613962

Изобретение описывает способ получения угольных топливных брикетов из окисленного угля, включающий в себя отсев угольной шихты от крупной мелочи, ее смешение со связующим – водным раствором полиакриламида с примесью поверхностно-активного вещества пропиленгликоля и гуминового препарата «Биогум», брикетирование, сушку и затаривание полученных брикетов.

Углекоксовый топливный брикет // 2592846

Изобретение описывает топливный брикет, который включает коксовую пыль с размерами частиц менее 1 мм, связующее фусы коксования в количестве 8,0-10% к массе коксовой пыли и при этом дополнительно содержит угольную пыль с размерами частиц менее 1 мм, причем смесь угольной и коксовой пыли предварительно обогащают методом масляной агломерации, брикет имеет следующее соотношение компонентов, мас.

Способ изготовления прессованных изделий, содержащих частицы угля // 2583432

Изобретение описывает способ изготовления прессованных изделий, содержащих частицы угля, в котором частицы угля смешивают с содержащей воду системой связующего, и получаемую при этом смесь перерабатывают путем прессования для получения прессованных изделий, характеризующийся тем, что перед смешиванием с системой связующего, содержащей воду, частичное количество частиц угля подвергают стадии пропитки, на которой частицы пропитывают веществом, при этом указанное вещество вводят в виде жидкости или при помощи жидкости для пропитывания, где указанное вещество выбирают из группы, включающей не растворимые в воде и/или водоотталкивающие вещества, водную суспензию коллоидов твердого материала, причем твердый материал имеет водоотталкивающие свойства и нижняя граница количества указанного вещества, добавляемого на стадии пропитки, составляет 0,3 вес.% по отношению к весу частиц угля материала, подлежащего переработке в прессованные изделия.

Состав для производства твердотопливных изделий // 2577851

Изобретение описывает состав для производства твердотопливных изделий, включающий углеродсодержащие отходы, связующее, при этом в качестве углеродсодержащих отходов он содержит лигноцеллюлозные отходы, состоящие из древесных биомасс, опилок, измельченной древесной коры, травяных биомасс, плодовых биомасс, отходов целлюлозно-бумажного производства, отходы гидролизного производства и/или торфа, древесного угля или их смесь, а в качестве связующего - наноорганоминеральную или наноорганическую композицию.

Топливные брикеты // 2556226

Изобретение описывает топливные брикеты, содержащие горючее связующее, загуститель - угольную пыль и наполнитель, при этом в качестве горючего связующего они содержат смесь нефтешлама и каменноугольного масла в соотношении 1:(0,6-0,8), в качестве наполнителя - лузгу семян масличных культур и дополнительно содержат отвердитель - гидрофуз и отход процесса дезодорации растительных масел в соотношении 1: (0,1-0,5) при следующем массовом соотношении компонентов: горючее связующее 40-50 загуститель 30-40 отвердитель 2-4 наполнитель до 100 Техническим результатом является получение топливных брикетов высокого качества, расширяющих ассортимент их состава, а также утилизация отходов нефтепереработки, производства растительных масел и угля.

Шихта и способ изготовления топливных брикетов // 2546112

Состав для получения топливного брикета // 2537559

Изобретение относится к составу для получения топливного брикета, который содержит термообработанную угольную мелочь и остатки нефтепереработки в качестве связующего вещества, при этом он содержит термообработанную угольную мелочь до влажности не более 4-5%, термообработанный до влажности не более 4-5 % сульфатный гидролизный лигнин, который нейтрализован раствором в соотношении Т:Ж как 1:5 гашеной извести в количестве 1,34 кг на тонну сульфатного гидролизного лигнина и подвергнут механической активации, при следующем соотношении компонентов, масс.%: термообработанная угольная мелочь - 74-75%, сульфатный гидролизный лигнин - 11-15%, остатки нефтепереработки - 15-10%.

Способ получения топливных брикетов // 2529205

Изобретение относится к способу получения топливных брикетов, включающему смешивание измельченного твердого топлива со связующим, брикетирование смеси под давлением, где в качестве измельченного твердого топлива используют коксовую пыль с размерами частиц менее 1 мм, а в качестве связующего используют фусы коксования в количестве 8,0-10% к массе коксовой пыли, пресс-форму предварительно нагревают до температуры 40-50ºС, а брикетирование смеси под давлением производят ступенчато, для чего сначала устанавливают нагрузку 5-6 атм, с выдержкой 3-5 мин и далее до 15 атм с выдержкой при максимальной нагрузке 3-5 мин.

Способ изготовления и сжигания топливных брикетов из высокоэнергетических углеродсодержащих веществ // 2636314

Изобретение раскрывает способ изготовления зажигательных и основных топливных брикетов из высокоэнергетических углеродсодержащих веществ для сжигания, включающий операции подготовки углеродсодержащих веществ по крупности методом дробления, механоактивации углеродсодержащих веществ методом измельчения в центробежном измельчителе-механоактиваторе, формования подготовленных углеродсодержащих веществ в шнековом экструдере-механоактиваторе, сжигания полученных брикетов, характеризующийся тем, что механоактивация высокоэнергетических углеродсодержащих веществ происходит на стадии подготовки и формования брикетов, а сжигание изготовленных из высокоэнергетических углеродсодержащих веществ зажигательных (растопочных) и основных топливных брикетов происходит совместно в слое топочных устройств, при этом в качестве связующей добавки при изготовлении растопочных и основных брикетов используется водный раствор жидкого стекла.