本發(fā)明屬于煤炭成型領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和制備混合球團(tuán)的方法。

背景技術(shù)：

中國(guó)長(zhǎng)焰煤儲(chǔ)量巨大、價(jià)格低廉，但是其利用存在效率較低、浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題。目前，塊狀長(zhǎng)焰煤利用率較高，但是同時(shí)產(chǎn)生大量粉末狀長(zhǎng)焰煤粉，這不僅造成巨大的資源浪費(fèi)，而且產(chǎn)生了一定的環(huán)境污染，因此，粉末狀長(zhǎng)焰煤的利用迫在眉睫。

傳統(tǒng)電石行業(yè)主要采用塊狀煤炭和塊狀生石灰為原料生產(chǎn)電石，但是該生產(chǎn)方式效率低下，這主要是由于塊狀煤炭和塊狀生石灰接觸面積小、反應(yīng)速度慢。然而，粉末狀煤炭和粉末狀生石灰卻能有效克服這一缺點(diǎn)，兩者接觸面積大，在高溫下制備電石的反應(yīng)快，能有效節(jié)約能源。粉末狀煤炭和粉末狀生石灰制備的球團(tuán)需要具有良好的冷態(tài)強(qiáng)度以保證能順利進(jìn)入旋轉(zhuǎn)床，同時(shí)其也需要具有良好的熱態(tài)強(qiáng)度，以保證熱解后的球團(tuán)具有能進(jìn)入電爐的強(qiáng)度?，F(xiàn)有制備上述球團(tuán)的技術(shù)中，主要采用有機(jī)粘結(jié)劑，加入量較多，成本高，且成型所需的能耗、原料成本高。

因此，現(xiàn)有生產(chǎn)電石的技術(shù)有待進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和制備混合球團(tuán)的方法。該組成的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑原料來(lái)源廣泛，且價(jià)格低廉，避免了采用價(jià)格昂貴的有機(jī)瀝青粘結(jié)劑，顯著降低了成本。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑包括：100重量份的水玻璃；40-60重量份的骨料；5-10重量份的粉料；以及0.1-2重量份的添加劑。由此，該組成的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑原料來(lái)源廣泛，且價(jià)格低廉，避免了采用價(jià)格昂貴的有機(jī)瀝青粘結(jié)劑，顯著降低了成本。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述骨料為選自釩土熟料、黏土熟料和硅質(zhì)耐火土中的至少之一。由此，可進(jìn)一步提高無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的品質(zhì)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述粉料為選自釩土粉、生黏土和硅藻土中的至少之一。由此，可進(jìn)一步提高無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的品質(zhì)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述添加劑為選自選自氯化石蠟、鎂砂和氟硅酸鈉中的至少之一。由此，可進(jìn)一步提高無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的品質(zhì)。

在本發(fā)明的再一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種采用上述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑制備混合球團(tuán)的方法，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：

(1)將長(zhǎng)焰煤粉與消石灰粉和粘結(jié)劑進(jìn)行混合，以便得到混合物料；

(2)將所述混合物料進(jìn)行成型和靜置處理，以便得到混合球團(tuán)，

其中，所述粘結(jié)劑為上述所述的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備混合球團(tuán)的方法通過(guò)將長(zhǎng)焰煤粉與消石灰粉和粘結(jié)劑混合、成型和靜置制得混合球團(tuán)，整個(gè)工藝簡(jiǎn)單，能耗較低，且粘結(jié)劑采用的是上述包括水玻璃、骨料、粉料和添加劑的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，避免了采用價(jià)格昂貴的有機(jī)瀝青類粘結(jié)劑，有利于降低制備混合球團(tuán)的成本，且通過(guò)上述制備方法得到的混合球團(tuán)的冷態(tài)抗壓強(qiáng)度達(dá)700n以上，1000攝氏度熱解后的抗壓強(qiáng)度達(dá)500n以上，具有良好的耐高溫性能。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(1)中，所述長(zhǎng)焰煤粉和所述消石灰粉的混合質(zhì)量比為0.9：(1.3～1.32)，所述粘結(jié)劑的加入量為所述長(zhǎng)焰煤粉和所述消石灰粉總質(zhì)量的6％-15％。由此，有利于提高混合球團(tuán)的品質(zhì)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(1)中，將所述長(zhǎng)焰煤粉與所述消石灰粉和所述粘結(jié)劑進(jìn)行混合10～15min。由此，可進(jìn)一步提高混合球團(tuán)的品質(zhì)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(2)中，所述成型處理的壓力為15～19mpa。由此，可進(jìn)一步提高混合球團(tuán)的品質(zhì)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(2)中，所述靜置處理的時(shí)間為1-2天。由此，可進(jìn)一步提高混合球團(tuán)的品質(zhì)。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備混合球團(tuán)的方法。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，上述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑包括：100重量份的水玻璃，40-60重量份的骨料，5-10重量份的粉料及0.1-2重量份的添加劑。具體的，先將骨料、粉料和添加劑混合并攪拌均勻，然后加入水玻璃，再次均勻攪拌直至沒(méi)有結(jié)塊為止，得到無(wú)機(jī)粘結(jié)劑。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，硅酸鹽水玻璃是一種活性粘結(jié)劑，它能與堿土金屬氧化物混合，混合后發(fā)生反應(yīng)形成堅(jiān)固的整體且具有良好的耐火和耐高溫性能，添加劑在無(wú)機(jī)粘結(jié)劑中主要起到促進(jìn)水玻璃和骨料、粉料之間的交聯(lián)和固化的作用。該無(wú)機(jī)粘結(jié)劑原料來(lái)源廣泛，且價(jià)格低廉，避免了采用價(jià)格昂貴的有機(jī)瀝青粘結(jié)劑，顯著降低了成本，并且采用該粘結(jié)劑得到的混合球團(tuán)的冷態(tài)抗壓強(qiáng)度高達(dá)700n以上，1000攝氏度熱解后的抗壓強(qiáng)度高達(dá)500n以上，具有良好的耐高溫性能。水玻璃作為無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的主體，如果其與骨料、粉料和添加劑的質(zhì)量比過(guò)低，則會(huì)導(dǎo)致無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的粘結(jié)效果較差；而如果其與骨料、粉料和添加劑的質(zhì)量比過(guò)高，則會(huì)導(dǎo)致無(wú)機(jī)粘結(jié)劑制備的混合球團(tuán)耐高溫性能較弱。由此，采用本發(fā)明提出的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的配比可顯著提高混合球團(tuán)的品質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，骨料的具體類型并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，骨料可以為選自釩土熟料、黏土熟料和硅質(zhì)耐火土中的至少之一。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用該類骨料可顯著優(yōu)于其他類型提高無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的品質(zhì)，同時(shí)上述骨料來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉。

根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，粉料的具體類型并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，粉料可以為選自釩土粉、生黏土和硅藻土中的至少之一。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用該類粉料可顯著優(yōu)于其他類型提高無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的品質(zhì)，同時(shí)上述粉料來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，添加劑的具體類型并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，添加劑可以為選自選自氯化石蠟、鎂砂和氟硅酸鈉中的至少之一。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用該類添加劑可顯著優(yōu)于其他類型提高無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的品質(zhì)，同時(shí)上述添加劑來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉。

在本發(fā)明的再一個(gè)發(fā)明，本發(fā)明提出了一種采用上述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑制備混合球團(tuán)的方法，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參考圖1，該方法包括：

s100：將長(zhǎng)焰煤粉與消石灰粉和粘結(jié)劑進(jìn)行混合

該步驟中，將長(zhǎng)焰煤粉與消石灰粉和粘結(jié)劑進(jìn)行混合，以便得到混合物料，其中所述粘結(jié)劑為上述的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑。具體的，將上述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑與長(zhǎng)焰煤粉和消石灰粉混合攪拌均勻，直至無(wú)機(jī)粘結(jié)劑與長(zhǎng)焰煤粉和消石灰粉充分接觸，如此，有利于提高混合球團(tuán)的品質(zhì)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)采用上述含有水玻璃、骨料、粉料和添加劑組成的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，不僅可以顯著降低球團(tuán)制備成本，而且得到的混合球團(tuán)的冷態(tài)抗壓強(qiáng)度高達(dá)700n以上，1000攝氏度熱解后的抗壓強(qiáng)度高達(dá)500n以上，具有良好的耐高溫性能。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，長(zhǎng)焰煤粉和消石灰粉的混合質(zhì)量比并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，長(zhǎng)焰煤粉和消石灰粉的混合質(zhì)量比可以為0.9：(1.3～1.32)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果長(zhǎng)焰煤粉和消石灰粉的質(zhì)量比過(guò)低，則混合料中c與ca比值過(guò)低，導(dǎo)致混合球團(tuán)進(jìn)入電爐制備電石產(chǎn)量過(guò)低；如果長(zhǎng)焰煤粉和消石灰粉的質(zhì)量比過(guò)高，則混合物料熔點(diǎn)變高，混合球團(tuán)進(jìn)入電爐制備電石需要更高的溫度環(huán)境，導(dǎo)致能耗增大，成本增加。由此，采用本發(fā)明提出的長(zhǎng)焰煤粉與消石灰粉的混合質(zhì)量比可顯著優(yōu)于其他提高混合球團(tuán)的品質(zhì)，進(jìn)而提高制備電石的生產(chǎn)效率，同時(shí)降低能耗。

根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，粘結(jié)劑的加入量并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，粘結(jié)劑的加入量可以為長(zhǎng)焰煤粉和消石灰粉總質(zhì)量的6％-15％。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果粘結(jié)劑的加入量過(guò)多，雖然保證了混合球團(tuán)的強(qiáng)度，但是過(guò)多會(huì)導(dǎo)致混合球團(tuán)制備成本升高；如果粘結(jié)劑的加入量過(guò)少，則會(huì)導(dǎo)致混合球團(tuán)的粘結(jié)性不夠，強(qiáng)度較弱，不能滿足混合球團(tuán)進(jìn)入電爐的要求。由此，采用本發(fā)明提出的粘結(jié)劑的加入量可以顯著提高混合球團(tuán)的品質(zhì)，同時(shí)節(jié)約原料成本。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，長(zhǎng)焰煤粉與消石灰粉和粘結(jié)劑的混合時(shí)間并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，可以將長(zhǎng)焰煤粉與消石灰粉和粘結(jié)劑進(jìn)行混合10～15min。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用該混合條件可顯著優(yōu)于條件使得長(zhǎng)焰煤粉與消石灰粉和粘結(jié)劑混合充分，同時(shí)節(jié)約能耗。

s200：將混合物料進(jìn)行成型和靜置處理

該步驟中，將混合物料進(jìn)行成型和靜置處理，以便得到混合球團(tuán)。具體的，將上述混合物料供給至對(duì)輥壓球機(jī)中進(jìn)行成型處理，得到成型球團(tuán)，并將所得成型球團(tuán)放于空氣中靜置，得到混合球團(tuán)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將混合物料經(jīng)成型和靜置處理后，可顯著提高所得混合球團(tuán)的品質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，成型處理的壓力并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，成型處理的壓力可以為15～19mpa。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若成型處理的壓力過(guò)低，混合物料之間接觸不牢固，導(dǎo)致混合球團(tuán)強(qiáng)度低；而若成型處理的壓力過(guò)高，則混合球團(tuán)表面易產(chǎn)生裂紋，同時(shí)對(duì)機(jī)器的損耗較大。由此，采用本發(fā)明提出的成型處理的壓力可以顯著提高混合球團(tuán)的品質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，靜置處理的時(shí)間并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，靜置處理的時(shí)間可以為1-2天。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，靜置處理可以讓粘結(jié)劑中骨料、粉料和添加劑之間在室溫下繼續(xù)反應(yīng)，如果靜置時(shí)間過(guò)短，粘結(jié)劑反應(yīng)未完成，易造成混合球團(tuán)強(qiáng)度較差；若靜置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，粘結(jié)劑相互之間的固化反應(yīng)早已結(jié)束，會(huì)導(dǎo)致制備球團(tuán)流程變長(zhǎng)、效率變低。由此，采用本發(fā)明提出的靜置處理的時(shí)間可顯著提高混合球團(tuán)的品質(zhì)，同時(shí)得到較高的生產(chǎn)效率。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備混合球團(tuán)的方法通過(guò)將長(zhǎng)焰煤粉與消石灰粉和粘結(jié)劑混合、成型和靜置制得混合球團(tuán)，整個(gè)工藝簡(jiǎn)單，能耗較低，且粘結(jié)劑采用的是上述包括水玻璃、骨料、粉料和添加劑的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，避免了采用價(jià)格昂貴的有機(jī)瀝青類粘結(jié)劑，有利于降低制備混合球團(tuán)的成本，且通過(guò)上述制備方法得到的混合球團(tuán)的冷態(tài)抗壓強(qiáng)度達(dá)700n以上，1000攝氏度熱解后的抗壓強(qiáng)度達(dá)500n以上，具有良好的耐高溫性能。

下面參考具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，需要說(shuō)明的是，這些實(shí)施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。

實(shí)施例中所使用原料規(guī)格如下：

釩土熟料，工業(yè)級(jí)，100目，1000-2000攝氏度；

釩土粉，工業(yè)級(jí)，100目，大于600攝氏度；

黏土熟料，工業(yè)級(jí)，100目；

硅藻土，工業(yè)級(jí)，200目，fe2o3小于99wt％；

硅質(zhì)耐火土，工業(yè)級(jí)，100目，1000-2000攝氏度；

氯化石蠟，主要指氯化石蠟52和氯化石蠟70。

實(shí)施例1

首先將釩土熟料、釩土粉和氯化石蠟混合并攪拌均勻，隨后加入水玻璃，均勻攪拌直至沒(méi)有結(jié)塊為止，得到粘結(jié)劑。其中，水玻璃與釩土熟料、釩土粉和氯化石蠟的混合質(zhì)量比為100：40：5：0.5。然后將上述制備的粘結(jié)劑與長(zhǎng)焰煤粉、消石灰粉混合攪拌15分鐘，得到混合物料。其中，長(zhǎng)焰煤粉和消石灰粉的混合質(zhì)量比為0.9：1.3，粘結(jié)劑的加入量為長(zhǎng)焰煤粉和消石灰粉總質(zhì)量的10wt％，接著將上述混合物料放入壓力為15mpa的對(duì)輥壓球機(jī)中進(jìn)行成型處理，最后將成型所得的球團(tuán)放于空氣中靜置1天時(shí)間，得到混合球團(tuán)。所得的混合球團(tuán)的冷態(tài)抗壓強(qiáng)度為800n，在1000攝氏度下熱解后混合球團(tuán)的平均抗壓強(qiáng)度為540n。

實(shí)施例2

首先將黏土熟料、生黏土和鎂砂混合并攪拌均勻，隨后加入水玻璃，均勻攪拌直至沒(méi)有結(jié)塊為止，得到粘結(jié)劑。其中，水玻璃與黏土熟料、生黏土和鎂砂的混合質(zhì)量比為100：50：8：1。然后將上述制備的粘結(jié)劑與長(zhǎng)焰煤粉、消石灰粉混合攪拌15分鐘，得到混合物料。其中，長(zhǎng)焰煤粉和消石灰粉的混合質(zhì)量比為0.9：1.32，粘結(jié)劑的加入量為長(zhǎng)焰煤粉和消石灰粉總質(zhì)量的15wt％，接著將上述混合物料放入壓力為17mpa的對(duì)輥壓球機(jī)中進(jìn)行成型處理，最后將成型所得的球團(tuán)放于空氣中靜置2天時(shí)間，得到混合球團(tuán)。所得的混合球團(tuán)的冷態(tài)抗壓強(qiáng)度為780n，在1000攝氏度下熱解后混合球團(tuán)的平均抗壓強(qiáng)度為560n。

實(shí)施例3

首先將硅質(zhì)耐火土、硅藻土和氟硅酸鈉混合并攪拌均勻，隨后加入水玻璃，均勻攪拌直至沒(méi)有結(jié)塊為止，得到粘結(jié)劑。其中，水玻璃與硅質(zhì)耐火土、硅藻土和氟硅酸鈉的混合質(zhì)量比為100：60：10：2。然后將上述制備的粘結(jié)劑與長(zhǎng)焰煤粉、消石灰粉混合攪拌10分鐘，得到混合物料。其中，長(zhǎng)焰煤粉和消石灰粉的混合質(zhì)量比為0.9：1.31，粘結(jié)劑的加入量為長(zhǎng)焰煤粉和消石灰粉總質(zhì)量的8wt％，接著將上述混合物料放入壓力為19mpa的對(duì)輥壓球機(jī)中進(jìn)行成型處理，最后將成型所得的球團(tuán)放于空氣中靜置1.5天時(shí)間，得到混合球團(tuán)。所得的混合球團(tuán)的冷態(tài)抗壓強(qiáng)度為850n，在1000攝氏度下熱解后混合球團(tuán)的平均抗壓強(qiáng)度為535n。

在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。