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

背景技術(shù)：

煙煤在隔絕空氣的條件下加熱時，煤中的有機質(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)其本身或外來惰性物質(zhì)的能力，稱之為煤的粘結(jié)性。對于粘結(jié)性強的煤，膠質(zhì)體中液態(tài)產(chǎn)物多且流動性適宜，既能較好地充入固體顆粒間隙又有一定粘度；但是此時，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，生成高強度的半焦。對于無粘結(jié)性或者弱粘結(jié)性煤，膠質(zhì)體中的液態(tài)產(chǎn)物很少，遠遠不能充滿固態(tài)顆粒間隙甚至不能浸潤固態(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)致生成的半焦強度很差。

目前，對于不粘煤而言，其與生石灰的成型球團經(jīng)過熱解以后，強度很差，如何維持其與生石灰混合球團熱解以后的高溫強度是生產(chǎn)實踐中亟待需要解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一是針對不粘煤與生石灰的混合球團熱解以后、球團的抗壓強度很差等問題，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高溫強度的方法；

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

本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案來實現(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高溫強度的方法，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)將混合料進行加熱預(yù)處理；(4)將加熱預(yù)處理后的產(chǎn)物再進行高壓成型處理形成成型物料；(5)將成型物料進行篩分處理，得到球團；(6)將球團進行熱解，得到高抗壓強度的不粘煤與生石灰混合球團。

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，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、輝長石、白云石、鐵礦石、鋁礬土等為主要原料，經(jīng)過高溫熔化、纖維化而制成的無機質(zhì)纖維。

優(yōu)選的，所述橡膠為熱固型橡膠。進一步優(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，進一步優(yōu)選的，所述不粘煤包括但不限于長焰煤或褐煤。

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中進行高壓成型處理，所述的壓力優(yōu)選為15～20MPa。

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

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

本發(fā)明進一步提供了實現(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高溫強度的專用系統(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料口相連。優(yōu)選的，所述的高壓成型裝置是高壓壓球機，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，在加熱的過程中時，巖棉會發(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，隨著溫度的進一步升高，橡膠粉會發(fā)生炭化反應(yīng)，熱縮聚而固化。正是因為這種復(fù)合粘結(jié)劑有效的模擬了煙煤的結(jié)焦過程，所以使得熱解后球團的抗壓強度與不加粘結(jié)劑相比得到大幅的提高。

附圖說明

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高溫強度的專用系統(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高溫強度的方法的工藝流程圖。

附圖標(biāo)記說明：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。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例來進一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和特點將會隨著描述而更為清楚。但是應(yīng)理解所述實施例僅是范例性的，不對本發(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本發(fā)明技術(shù)方案的細節(jié)和形式進行修改或替換，但這些修改或替換均落入本發(fā)明的保護范圍。

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高溫強度的專用系統(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的待熱解物料進料口相連。所述的高壓成型裝置S400優(yōu)選是高壓壓球機；所述的熱解裝置S600優(yōu)選是熱解爐。

以下結(jié)合具體的實施例對本發(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高溫強度的方法進行具體說明：

實施例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)量比例進行混合，待混合均勻后，預(yù)熱至200℃進行熱處理，通過高壓壓球機進行高壓成型，篩分后生成球團的抗壓強度如表1所示，然后將球團放入熱解爐內(nèi)，設(shè)定干餾終溫為700℃，停留時間為1.5小時。熱解完成后，取出熱解后的球團進行抗壓強度檢測，其抗壓強度見表2所示。

表1實施例1球團抗壓強度檢測

表2實施例1球團熱解后抗壓強度檢測

實施例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)量比例進行混合，待混合均勻后，預(yù)熱至240℃進行熱處理，通過高壓壓球機進行成型，篩分后生成球團的抗壓強度如表3所示，然后將其放入熱解爐內(nèi)，設(shè)定干餾終溫為800℃，停留時間為1.5小時。熱解完成后，取出熱解后的球團進行抗壓強度檢測，其抗壓強度見表4所示。

表3實施例2球團抗壓強度檢測

表4實施例2球團熱解后抗壓強度檢測

實施例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)量比例進行混合，待混合均勻后，預(yù)熱至300℃進行熱處理，通過高壓壓球機進行壓球，篩分后生成球團的抗壓強度如表5所示，然后將球團放入熱解爐內(nèi)，設(shè)定干餾終溫為900℃，停留時間為1.5小時。熱解完成后，取出熱解后的球團進行抗壓強度檢測，其抗壓強度見表6所示。

表5實施例3球團抗壓強度檢測

表6實施例3球團熱解后抗壓強度檢測

對比例1

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

表7對比例1球團抗壓強度檢測

表8對比例1球團熱解后抗壓強度檢測

對比例2

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

表9對比例2冷球抗壓強度檢

表10對比例2球團熱解后抗壓強度檢測

將實施例1～3和對比例1～2中所得到的冷球和熱解后球團的生產(chǎn)條件和抗壓強度進行匯總，如表11所示：

表11冷球和熱解后球團的抗壓強度檢測匯總

由表11中可以看出：實施例1～3的冷球抗壓強度和球團熱解后抗壓強度分別明顯高于對比例1～2的冷球抗壓強度和球團熱解后抗壓強度，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)于膨潤土粘結(jié)劑(對比例2)。巖棉和橡膠構(gòu)成的復(fù)合粘結(jié)劑在球團熱解后抗壓強度相對于冷球抗壓強度的下降程度明顯低于未添加粘結(jié)劑(對比例1)和膨潤土粘結(jié)劑(對比例2)的抗壓強度。