一种兰炭球团的制备方法
阅读说明：本技术 一种兰炭球团的制备方法 (Preparation method of semi-coke pellets ) 是由 曾宪军 熊磊 柳玉 宁小钢 袁丽华 慕毅 陈树培 高世军 吴月玲 丰晔 于 2020-12-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种兰炭球团的制备方法,具体为：将兰炭末、添加剂、粘结剂混合均匀,并加入一定质量的水,确保混合物料的水分在12％～20％之间；将经混合好的物料输送至高压压球机中制球,将制好的球团输送进入立式烘干炉中干燥,最后将烘干后的混合球团经高温碳化,降温,即得到兰炭球团。本发明方法制备的兰炭球团,其低温抗压强度和高温抗压强度均较高,满足低温输送和高温煅烧要求,保证了球团的高温状态下保持块状,充分利用了生产中无法利用的兰炭末、炭材除尘灰、粉煤,达到了废弃物高效利用的目的。(The invention discloses a preparation method of semi-coke pellets, which comprises the following steps: uniformly mixing the semi-coke powder, the additive and the binder, and adding a certain mass of water to ensure that the water content of the mixed material is between 12 and 20 percent; and conveying the mixed material to a high-pressure ball press for pelletizing, conveying the pelletized pellets into a vertical drying furnace for drying, and finally carbonizing and cooling the dried mixed pellets at high temperature to obtain the semi-coke pellets. The semi-coke pellet prepared by the method has high low-temperature compressive strength and high-temperature compressive strength, meets the requirements of low-temperature conveying and high-temperature calcining, ensures that the pellet is kept in a block shape in a high-temperature state, fully utilizes semi-coke powder, carbon material fly ash and powdered coal which cannot be utilized in production, and achieves the purpose of efficiently utilizing waste.)
技术领域
本发明属于炭素材料制备技术领域，具体涉及一种兰炭球团的制备方法。
背景技术
兰炭，又称半焦，是利用神府、榆林、东胜煤田盛产的优质侏罗精煤块低温干馏获得的新型炭素材料。兰炭的抗压强度和抗碎性较差，在运输、使用的过程中会产生一定的兰炭末，使得兰炭的使用性能大大降低，往往只能用于的电煤或者民用低等级燃料，既浪费了资源又降低了经济效益。
目前，兰炭末难以用于冶金、电石领域，且较于煤粉、焦粉更难于成型，目前市场上一般采用无机粘结剂、有机粘结剂或者复合粘结剂制备型焦，要求满足低温输送和高温耐压不破碎，低温抗压强度基本能够满足输送要求，但是高温后抗压强度普遍较低，且高温后抗压强度未超过1.5MPa，2米自然落下1次摔成面料。而民用型煤则对高温抗压强度要求不高，现有粘结剂基本可以满足要求。所以，提供一种可回用于冶金、电石领域的高品质兰炭球团具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种兰炭球团的制备方法，解决了现有技术中制备的兰炭球团高温抗压强度低的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种兰炭球团的制备方法，具体为：将兰炭末、添加剂、粘结剂混合均匀，并加入一定质量的水，确保混合物料的水分在12％～20％之间；将经混合好的物料输送至高压压球机中制球，将制好的球团输送进入立式烘干炉中干燥后，即得到兰炭球团。
本发明的特点还在于，
兰炭末为干兰炭末和湿兰炭末，干兰炭末的水分含量在0.6％～1.5％之间，湿兰炭末的水分含量在10％～19％之间，干兰炭末和湿兰炭末的粒径均小于4mm，其中1mm以下颗粒占12％～28％。
添加剂为炭材除尘灰、煤粉中的任意一种或者两种；添加剂的质量不超过兰炭末质量的25％，炭材除尘灰和煤粉粒径均小于0.5mm。
粘结剂由A类粘结剂和B类粘结剂组成；A类粘结剂为改性玉米淀粉、预糊化淀粉中的任意一种或者两种；B类粘结剂为腐殖酸钠、皂化粘土、硼砂中的任意一种或者多种。
粘结剂的质量是兰炭末质量的2％～15％，改性玉米淀粉的质量是兰炭末质量的1％～3％，预糊化淀粉的质量是兰炭末质量的2％～4％，所述腐殖酸钠的质量是兰炭末质量的2％～5％，皂化粘土的质量是兰炭末质量的3％～6％，硼砂的质量是兰炭末质量的0.4％～1％。
在高压压球机中制球时，高压制样压力为15MPa～30MPa；压球机带有预压装置；兰炭球团成球率大于88％，球团完好率大于90％。
烘干温度为135℃～180℃，烘干时间为0.5h～1h，检测兰炭球团的抗压强度不小于6.5MPa，抗摔次数大于8次，碎块成块状；将兰炭球团在900℃碳化30min后，冷却后的球团抗压强度不小于3.1MPa，抗摔次数大于2次，碎块成块状。抗摔次数用球团在2米高度自由落下，完全摔碎的次数表示。
混合时，具体过程为：将兰炭末、添加剂、粘结剂分别经计量后，通过皮带输送至一级双轴搅拌机中搅拌均匀，在进入二级双轴搅拌机中喷水搅拌混合，进入轮碾机中挤压混合，在进入三级双轴搅拌机中搅拌混合。硼砂以颗粒状与出轮碾机的物料在三级双轴搅拌机中混合均匀。
所制备的兰炭球团能够满足电石生产使用，兰炭球团最多可代替原有兰炭块45％，整个过程采用皮带输送。
本发明的有益效果是，
本发明方法制备的兰炭球团，其低温抗压强度和高温抗压强度均较高，满足低温输送和高温煅烧要求，保证了球团的高温状态下保持块状，充分利用了生产中无法利用的兰炭末、炭材除尘灰、粉煤，达到了废弃物高效利用的目的。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种兰炭球团的制备方法，具体为：将兰炭末、添加剂、粘结剂，通过双轴搅拌机混合均匀，并加入一定质量的水，以确保混合物料的水分在12％～20％之间；将经混合好的物料输送至高压压球机中制球，高压制样压力15MPa～30MPa，压球机带有预压装置；兰炭球团成球率大于88％，球团完好率大于90％。
将制好的球团输送进入立式烘干炉中干燥，采用煤气或电石尾气燃烧烘干，烘干温度为135℃～180℃，烘干时间为0.5h～1h后，即得到兰炭球团；
兰炭末采用皮带秤计量，炭材除尘灰和粘结剂采用螺旋输送计量称，水采用液体计量泵，采用雾化形式喷入；
兰炭末为干兰炭末和湿兰炭末，干兰炭末的水分含量在0.6％～1.5％之间，湿兰炭末的水分含量在10％～19％之间，保证综合水分在12％～20％之间。干兰炭末和湿兰炭末的粒径均小于4mm，其中1mm以下颗粒占12％～28％。
添加剂为炭材除尘灰、煤粉中的任意一种或者两种；炭材除尘灰和煤粉粒径均小于0.5mm；
粘结剂由A类粘结剂和B类粘结剂组成；A类粘结剂为改性玉米淀粉、预糊化淀粉中的任意一种或者两种；B类粘结剂为腐殖酸钠、皂化粘土、硼砂中的任意一种或者多种；
改性玉米淀粉的生产产家是任丘市金广化工产品有限公司；
预糊化淀粉的生产产家是任丘市金广化工产品有限公司；
皂化粘土的生产产家是信阳鑫富精细膨润土有限公司；
粘结剂的质量是兰炭末质量的2％～15％，添加剂的质量不超过兰炭末质量的25％，改性玉米淀粉的质量是兰炭末质量的1％～3％，预糊化淀粉的质量是兰炭末质量的2％～4％，腐殖酸钠的质量是兰炭末质量的2％～5％，皂化粘土的质量是兰炭末质量的3％～6％、硼砂的质量是兰炭末质量的0.4％～1％；
通过双轴搅拌机混合时，其具体过程为：将兰炭末、添加剂、粘结剂分别经计量后，通过皮带输送至一级双轴搅拌机中搅拌均匀，在进入二级双轴搅拌机中喷水搅拌混合，进入轮碾机中挤压混合，在进入三级双轴搅拌机中搅拌混合。硼砂以颗粒状与出轮碾机的物料在三级双轴搅拌机中混合均匀。
所制备的兰炭球团能够满足电石生产使用，兰炭球团最多可代替原有兰炭块45％，整个过程采用皮带输送。
实施例1
本发明一种兰炭球团的制备方法，具体为：将兰炭末、炭材除尘灰、粘结剂和水混合，将经混合好的物料输送至高压压球机中制球，高压制样压力15MPa，兰炭球团成球率为88％，球团完好率为90％；将制好的球团输送进入立式烘干炉中烘干，烘干温度为135℃，烘干时间为1h后，得到兰炭球团。
粘结剂为改性玉米淀粉和硼砂；改性玉米淀粉的质量是兰炭末质量的3％，硼砂的质量是兰炭末质量的0.4％；水的质量是兰炭末质量的12％；
烘干后的兰炭球团的抗压强度为6.5MPa，抗摔次数8次，碎块成块状；将所制备的兰炭球团在900℃碳化0.5h后，冷却后的兰炭球团的抗压强度为3.5MPa，抗摔次数2次，碎块成块状。
实施例2
本发明一种兰炭球团的制备方法，具体为：将兰炭末、炭材除尘灰、粘结剂和水混合，将经混合好的物料输送至高压压球机中制球，高压制样压力20MPa，兰炭球团成球率为92％，球团完好率为94％；将制好的球团输送进入立式烘干炉中烘干，烘干温度为140℃，烘干时间为0.9h后，得到兰炭球团。
粘结剂为预糊化淀粉和硼砂；预糊化淀粉的质量是兰炭末质量的4％，硼砂的质量是兰炭末质量的0.6％；炭材除尘灰的质量是兰炭末质量的14％；水的质量是兰炭末质量的15％；
烘干后的兰炭球团的抗压强度为7.2MPa，抗摔次数10次，碎块成块状；将所制备的兰炭球团在900℃碳化0.5h后，冷却后的兰炭球团的抗压强度为3.1MPa，抗摔次数2次，碎块成块状。
实施例3
本发明一种兰炭球团的制备方法，具体为：将兰炭末、炭材除尘灰、煤粉、粘结剂和水混合，将经混合好的物料输送至高压压球机中制球，高压制样压力25MPa，兰炭球团成球率为91％，球团完好率为93％；将制好的球团输送进入立式烘干炉中烘干，烘干温度为150℃，烘干时间为0.8h后，得到兰炭球团。
粘结剂为改性玉米淀粉、腐殖酸钠和硼砂；改性玉米淀粉的质量是兰炭末质量的2％，腐殖酸钠的质量是兰炭末质量的4％，硼砂的质量是兰炭末质量的0.8％；炭材除尘灰的质量是兰炭末质量的5％；煤粉的质量是兰炭末质量的2％；水的质量是兰炭末质量的14％；
烘干后的兰炭球团的抗压强度为8.0MPa，抗摔次数13次，碎块成块状；将所制备的兰炭球团在900℃碳化0.5h后，冷却后的兰炭球团的抗压强度为4.6MPa，抗摔次数3次，碎块成块状。
实施例4
本发明一种兰炭球团的制备方法，具体为：将兰炭末、煤粉、粘结剂和水混合，将经混合好的物料输送至高压压球机中制球，高压制样压力30MPa，兰炭球团成球率为94％，球团完好率为95％；将制好的球团输送进入立式烘干炉中烘干，烘干温度为155℃，烘干时间为0.7h后，得到兰炭球团。
粘结剂为改性玉米淀粉、预糊化淀粉、腐殖酸钠、皂化粘土和硼砂；改性玉米淀粉的质量是兰炭末质量的1％，预糊化淀粉的质量是兰炭末质量的3％，腐殖酸钠的质量是兰炭末质量的2％，皂化粘土的质量是兰炭末质量的4％，硼砂的质量是兰炭末质量的1.0％；煤粉的质量是兰炭末质量的5％；水的质量是兰炭末质量的14％；
烘干后的兰炭球团的抗压强度为8.4MPa，抗摔次数14次，碎块成块状；将所制备的兰炭球团在900℃碳化0.5h后，冷却后的兰炭球团的抗压强度为6.8MPa，抗摔次数4次，碎块成块状。
实施例5
本发明一种兰炭球团的制备方法，具体为：将兰炭末、煤粉、粘结剂和水混合，将经混合好的物料输送至高压压球机中制球，高压制样压力27MPa，兰炭球团成球率为93％，球团完好率为94％；将制好的球团输送进入立式烘干炉中烘干，烘干温度为160℃，烘干时间为0.7h后，得到兰炭球团。
粘结剂为改性玉米淀粉、预糊化淀粉、腐殖酸钠和皂化粘土；改性玉米淀粉的质量是兰炭末质量的1.5％，预糊化淀粉的质量是兰炭末质量的2％，腐殖酸钠的质量是兰炭末质量的3％，皂化粘土的质量是兰炭末质量的6％；煤粉的质量是兰炭末质量的15％；水的质量是兰炭末质量的16％；
烘干后的兰炭球团的抗压强度为8.6MPa，抗摔次数15次，碎块成块状；将所制备的兰炭球团在900℃碳化0.5h后，冷却后的兰炭球团的抗压强度为5.8MPa，抗摔次数4次，碎块成块状。
实施例6
本发明一种兰炭球团的制备方法，具体为：将兰炭末、煤粉、粘结剂和水混合，将经混合好的物料输送至高压压球机中制球，高压制样压力23MPa，兰炭球团成球率为90％，球团完好率为93％；将制好的球团输送进入立式烘干炉中烘干，烘干温度为170℃，烘干时间为0.6h后，得到兰炭球团。
粘结剂为改性玉米淀粉、预糊化淀粉、腐殖酸钠和皂化粘土；改性玉米淀粉的质量是兰炭末质量的2.5％，预糊化淀粉的质量是兰炭末质量的3％，腐殖酸钠的质量是兰炭末质量的5％，皂化粘土的质量是兰炭末质量的3％；煤粉的质量是兰炭末质量的25％；水的质量是兰炭末质量的20％；
烘干后的兰炭球团的抗压强度为8.8MPa，抗摔次数17次，碎块成块状；将所制备的兰炭球团在900℃碳化0.5h后，冷却后的兰炭球团的抗压强度为6.2MPa，抗摔次数5次，碎块成块状。
实施例7
本发明一种兰炭球团的制备方法，具体为：将兰炭末、炭材除尘灰、粘结剂和水混合，将经混合好的物料输送至高压压球机中制球，高压制样压力17MPa，兰炭球团成球率为89％，球团完好率为91％；将制好的球团输送进入立式烘干炉中烘干，烘干温度为180℃，烘干时间为0.5h后，得到兰炭球团。
粘结剂为改性玉米淀粉、腐殖酸钠和皂化粘土；改性玉米淀粉的质量是兰炭末质量的2％，腐殖酸钠的质量是兰炭末质量的4.5％，皂化粘土的质量是兰炭末质量的5％；炭材除尘灰的质量是兰炭末质量的25％；水的质量是兰炭末质量的20％；
烘干后的兰炭球团的抗压强度为7.9MPa，抗摔次数12次，碎块成块状；将所制备的兰炭球团在900℃碳化0.5h后，冷却后的兰炭球团的抗压强度为5.5MPa，抗摔次数5次，碎块成块状。
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