本發(fā)明涉及一種電石原料成型的專用系統(tǒng)與方法，屬于半焦成型球制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

半焦是以高揮發(fā)分的弱粘結(jié)或不粘結(jié)性煤為原料，經(jīng)中、低溫干餾炭化除去煤中焦油物質(zhì)和大部分揮發(fā)分后的產(chǎn)品，作為一種新型碳素材料，以其固定炭高、電阻率高含灰份低、硫含量低、磷含量低的特性和低廉的價(jià)格，正逐步被推廣應(yīng)用于電石、鐵合金等產(chǎn)品的生產(chǎn)，以替代價(jià)格昂貴的冶金焦，半焦作為冶金行業(yè)重要原材料。

電石是以生石灰和碳素為原料，在電石爐中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的物理化學(xué)變化而生成的，它是有機(jī)合成工業(yè)的重要原料。目前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)出或正在研究中的電石生產(chǎn)方法有電熱法、旋轉(zhuǎn)電弧爐法、氧熱法、電熱—氧熱耦合法、等離子體法、催化法等，但傳統(tǒng)的電爐加熱法仍然是當(dāng)前最為成熟的電石生產(chǎn)方法。其主要生產(chǎn)過(guò)程如下：原料首先通過(guò)配料后由電爐上端的入口或管道加入電爐內(nèi)，然后在反應(yīng)層內(nèi)石灰熔化成流體，接著在電極端部周圍的高溫區(qū)，大約在1600℃～1700℃下，具有較大活性的熔融態(tài)生石灰和焦炭開始相互作用。

以上電石制備工藝的缺點(diǎn)是生石灰添加過(guò)程繁瑣、復(fù)雜，且在石灰石和半焦炭在整個(gè)過(guò)程中，始終伴隨著固體破碎、固體分篩和固體運(yùn)輸?shù)裙に囘^(guò)程，這些過(guò)程都會(huì)有粉塵產(chǎn)生，帶來(lái)污染；而且在傳統(tǒng)電石行業(yè)中，總會(huì)有大量的小粒度粉狀半焦需要處理，最重要的是原料細(xì)化后可以提高電石反應(yīng)速率，降低反應(yīng)時(shí)間，從而可以降低電石生產(chǎn)成本。

公開號(hào)為CN103087795A的發(fā)明專利公開了一種成型半焦的制備方法，該發(fā)明的主要技術(shù)特征為：將半焦制成粒度小于3毫米的半焦粉，生石灰制成粒度＜1毫米的石灰粉；稱取生石灰，加入過(guò)量的水，使石灰充分熟化；過(guò)濾上層清液，取下層熟石灰漿液即粘結(jié)劑；半焦粉和粘結(jié)劑重量百分比分別為：半焦粉70％-80％和粘結(jié)劑20％-30％；稱取半焦粉和粘結(jié)劑，將粘結(jié)劑倒入半焦粉中，充分?jǐn)嚢?、混合均勻；將混合物料用?duì)輥成型機(jī)壓制成橢球形成型半焦。該技術(shù)為了制備成型所需粘結(jié)劑，需要先將生石灰加水進(jìn)行熟化制成熟石灰，該技術(shù)的缺點(diǎn)是：一方面此工藝將生石灰加水本身具有危險(xiǎn)性，另一方面此工藝改變了原料的本質(zhì)；最后最重要的是該技術(shù)在制備好成型球后還要將成型球進(jìn)行烘干，這就增加了工藝步驟，增加了工藝成本。

現(xiàn)有技術(shù)的另一種成型半焦的制備方法，此種技術(shù)將半焦、生石灰與一種有機(jī)粘結(jié)劑一起混合，有機(jī)粘結(jié)劑加入8％-15％，此種粘結(jié)劑不含水，也不溶于水，三種物料在混合機(jī)中充分混合，最后將混合物料用對(duì)輥成型機(jī)壓制成橢圓形成型半焦。在三種物料的混合過(guò)程中，此中有機(jī)粘結(jié)劑很難與半焦、生石灰混合均勻，有的部分粘結(jié)劑能與物料混合均勻，有的部分完全沒(méi)有粘結(jié)劑或者有少量粘結(jié)劑粘附，而且有個(gè)別粘結(jié)劑出現(xiàn)了自身聚團(tuán)現(xiàn)象，難以充分發(fā)揮粘結(jié)劑的作用，為了充分發(fā)揮粘結(jié)劑的作用，只有加大粘結(jié)劑，這樣就增加了成型的成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要所要解決的主要技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有的成型半焦的制備方法存在的成型成本高、成型球強(qiáng)度低、工藝復(fù)雜等問(wèn)題，提供一種新的成型半焦的制備方法及其專用系統(tǒng)，具有工藝成型率高、成型作業(yè)穩(wěn)定、成型球強(qiáng)度高、成型成本低等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明主要所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明首先提供了一種電石原料成型的專用系統(tǒng)，包括：

煤熱解裝置，所述煤熱解裝置設(shè)有熱煤焦油的出料口；

半焦破碎裝置，所述半焦破碎裝置設(shè)有半焦的進(jìn)料口和破碎后半焦的出料口；

生石灰粉破碎裝置，所述生石灰粉破碎裝置設(shè)有生石灰的進(jìn)料口和粉碎后生石灰的出料口；

第一混合裝置，所述第一混合裝置設(shè)有煤焦油進(jìn)料口和半焦進(jìn)料口以及混合料的出料口；

第二混合裝置，所述第二混合裝置設(shè)有混合料進(jìn)料口和生石灰的進(jìn)料口以及混合物料的出料口；

壓制成型裝置，所述壓制成型裝置設(shè)有混合料進(jìn)料口和成型球的出料口；

其中，所述煤熱解裝置的熱煤焦油的出料口與第一混合裝置的煤焦油進(jìn)料口相連，半焦破碎裝置的出料口與第一混合裝置的半焦進(jìn)料口相連，第一混合裝置的出料口與第二混合裝置的混合物料的進(jìn)料口相連，生石灰粉破碎裝置的出料口與第二混合裝置的生石灰粉進(jìn)料口相連；第二混合裝置的混合物料的出料口與壓制成型裝置的進(jìn)料口相連。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述煤熱解裝置的熱煤焦油的出料口通過(guò)耐高溫管道與第一混合裝置的煤焦油進(jìn)料口相連。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述第一混合裝置或第二混合裝置優(yōu)選是混料機(jī)；

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述壓制成型裝置優(yōu)選是對(duì)輥壓球機(jī)。

另外，本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種利用所述的專用系統(tǒng)將電石原料成型的方法，包括：

(1)將來(lái)自煤熱解裝置的熱煤焦油與半焦粉在第一混合裝置中混合均勻，得到混合物；(2)將混合物在第二混合裝置中與生石灰粉混合均勻，得到混合物料；(3)將混合物料在壓制成型裝置中壓制成型，得到電石原料的成型球團(tuán)。

所述煤焦油的溫度為100-150℃。在這種溫度下，熱煤焦油的流動(dòng)性更好，使得煤焦油的粘結(jié)作用發(fā)揮得更好，同時(shí)，煤焦油能夠與半焦混合更均勻。

所述半焦粉的粒度≤3毫米。

在本發(fā)明中，半焦的主要特征為：干燥基固定碳含量58-77％，水分含量1-5％，粒徑3mm以下；

所述生石灰粉的粒度≤2毫米。

步驟(1)或步驟(2)中所述的混合時(shí)間是3-6分鐘。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，煤焦油占混合料總重量的2-6％，半焦和生石灰共占混料料總重量的94-98％。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，按照重量比計(jì)，半焦：生石灰＝(0.5～0.7):1。

據(jù)信，半焦粉與生石灰粉成型制備電石的困難性在于生石灰本身很好成型，半焦無(wú)法成型，在半焦與生石灰粉成型中，添加粘結(jié)劑后，粘結(jié)劑經(jīng)常無(wú)法充分與半焦混合，無(wú)法使粘結(jié)劑作用到最難成型的物料上面，但是傳統(tǒng)成型工藝中一般都將所有混料共同混合后進(jìn)行成型，所以需要改變思路，解決問(wèn)題。由于傳統(tǒng)混合機(jī)使用刀片將某些粘結(jié)性物料分散，然后再將其與其他物料混合均勻，但是由于原料的粒度相對(duì)于刀片的體積小很多，因此單純依靠轉(zhuǎn)子刀片很難將粘結(jié)劑完全打散，而且通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，超過(guò)一半的粘結(jié)劑都與生石灰結(jié)合在一起，更不利的是，煤焦油生石灰粘結(jié)在一起后，通過(guò)混合導(dǎo)致生石灰粉和煤焦聚團(tuán)形成很多球狀物，更加降低了成型性。

本發(fā)明通過(guò)將熱煤焦油先與半焦混合均勻，然后再將此混合物與生石灰混合，而且充分利用了半焦這種物質(zhì)的特性，半焦孔隙率大、流動(dòng)性差、表面粗糙，本發(fā)明采用先將粘結(jié)劑與半焦混合，利用半焦自身特性將粘結(jié)劑充分打散，然后再與生石灰混合，解決了傳統(tǒng)成型工藝中將所有物料一同放入混料機(jī)混合，導(dǎo)致有機(jī)粘結(jié)劑無(wú)法與原料充分混合、自身聚團(tuán)的問(wèn)題。最后將混合料進(jìn)行成型作業(yè)，通過(guò)這樣的方式解決了電石用半焦成型中成型困難，成型工藝復(fù)雜、原料與粘結(jié)劑混合不好導(dǎo)致粘結(jié)劑無(wú)法發(fā)揮作用，成型工藝復(fù)雜、成型成本高、后續(xù)需要烘干的問(wèn)題，這樣的工藝成型率高、成型作業(yè)穩(wěn)定、成型球強(qiáng)度高、成型成本低。

本發(fā)明技術(shù)方案帶來(lái)的主要有益效果包括：

1、本發(fā)明通過(guò)使用煤焦油作為粘結(jié)劑，解決了傳統(tǒng)其他有機(jī)粘結(jié)劑成本高，無(wú)機(jī)粘結(jié)劑需要水才能發(fā)揮作用的問(wèn)題。

2、本發(fā)明使用煤焦油作為粘結(jié)劑，避免了將生石灰熟化的過(guò)程，同時(shí)去掉了后面成型球的烘干過(guò)程，簡(jiǎn)化了工藝，降低了成本。

3、本發(fā)明通過(guò)使用創(chuàng)新性的混合方式，一方面解決了粘結(jié)劑混合不均勻的現(xiàn)象；另一方面消除了粘結(jié)劑自身聚團(tuán)的現(xiàn)象，而且由于這樣的優(yōu)點(diǎn)降低了煤焦油粘結(jié)劑的使用量降低了成型工藝成本。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明電石原料成型的方法的工藝流程圖。

圖2本發(fā)明電石原料成型方法的專用系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明的一種含砷鐵礦和赤泥的綜合利用方法進(jìn)行說(shuō)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2，本發(fā)明提供了一種電石原料成型方法的專用系統(tǒng)，包括：

煤熱解裝置，所述煤熱解裝置設(shè)有熱煤焦油的出料口；

半焦破碎裝置，所述半焦破碎裝置設(shè)有半焦的進(jìn)料口和破碎后半焦的出料口；

生石灰粉破碎裝置，所述生石灰粉破碎裝置設(shè)有生石灰的進(jìn)料口和粉碎后生石灰的出料口；

第一混合裝置，所述第一混合裝置設(shè)有煤焦油進(jìn)料口和半焦進(jìn)料口以及混合料的出料口；

第二混合裝置，所述第二混合裝置設(shè)有混合料的進(jìn)料口和生石灰的進(jìn)料口以及混合物料的出料口；

壓制成型裝置，所述壓制成型裝置設(shè)有混合物料的進(jìn)料口和成型球的出料口；

其中，所述煤熱解裝置的熱煤焦油的出料口與第一混合裝置的煤焦油進(jìn)料口相連，半焦破碎裝置的出料口與第一混合裝置的半焦進(jìn)料口相連，第一混合裝置的出料口與第二混合裝置的混合料的進(jìn)料口相連，生石灰粉破碎裝置的出料口與第二混合裝置的生石灰粉進(jìn)料口相連；第二混合裝置的混合物料的出料口與壓制成型裝置的進(jìn)料口相連。

所述煤熱解裝置的熱煤焦油的出料口通過(guò)耐高溫管道與第一混合裝置的煤焦油進(jìn)料口相連。

所述第一混合裝置或第二混合裝置優(yōu)選是混料機(jī)；

所述壓制成型裝置優(yōu)選是對(duì)輥壓球機(jī)。

以下結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)應(yīng)用所述的電石原料成型方法的專用系統(tǒng)將電石原料成型的方法進(jìn)行具體說(shuō)明：

實(shí)施例1

將半焦在半焦破碎裝置中破碎得到半焦粉；將生石灰在生石灰破碎裝置中破碎得到生石灰粉；

半焦主要特征：干燥基固定碳含量74.5％，水分含量2.2％，粒徑3mm及以下；

生石灰：粒度2mm以下；

粘結(jié)劑：煤焦油；

以半焦為基準(zhǔn)，稱取500g半焦粉，750g生石灰粉，37.5g煤焦油；

來(lái)自煤熱解裝置的熱煤焦油為120℃；將熱煤焦油與半焦粉在第一混合裝置(混料機(jī))中混合5min，得到混合料；將混合料與生石灰在第二混合裝置中混合5min得到最終的混合物，得到型球規(guī)格為28mm×18mm×17mm；將最終的混合物迅速用對(duì)輥壓球機(jī)成型。得到的成型球抗壓強(qiáng)度265N/球，成球率95％，從2m的高處跌落下來(lái)，將得到的碎塊過(guò)篩(篩孔的孔徑為13mm)，粒徑13mm以上的碎塊占91％。

實(shí)施例2

將半焦在半焦破碎裝置中破碎得到半焦粉；將生石灰在生石灰破碎裝置中破碎得到生石灰粉；

半焦粉主要特征：干燥基固定碳含量74.5％，水分含量2.2％，粒徑3mm及以下；

生石灰粉：粒度1mm以下；

粘結(jié)劑：煤焦油；

以半焦為基準(zhǔn)，稱取500g半焦粉，750g生石灰粉，62.5g煤焦油，將煤焦油在120℃下預(yù)熱10分鐘，將預(yù)熱后的煤焦油與半焦粉在第一混合裝置(混料機(jī))中混合5min，得到混合料，得到型球規(guī)格為28mm×18mm×17mm；將混合料與生石灰在第二混合裝置中混合5min得到最終的混合物；將最終的混合物迅速用對(duì)輥壓球機(jī)成型。得到的成型球抗壓強(qiáng)度256N/球，成球率93％，從2m的高處跌落下來(lái)，將得到的碎塊過(guò)篩(篩孔的孔徑為13mm)，粒徑13mm以上的碎塊占89％。

實(shí)施例3

將半焦在半焦破碎裝置中破碎得到半焦粉；將生石灰在生石灰破碎裝置中破碎得到生石灰粉；

半焦粉主要特征：干燥基固定碳含量74.5％，水分含量2.2％，粒徑3mm及以下；

生石灰粉：粒度1mm以下；

粘結(jié)劑：煤焦油；

以半焦為基準(zhǔn)，稱取500g半焦粉，750g生石灰粉，79g煤焦油，將煤焦油在100℃下預(yù)熱30分鐘，將預(yù)熱后的煤焦油與半焦粉在第一混合裝置(混料機(jī))中混合6min，得到混合料，得到型球規(guī)格為28mm×18mm×17mm；將混合料與生石灰在第二混合裝置中混合6min得到最終的混合物；將最終的混合物迅速用對(duì)輥壓球機(jī)成型。得到的成型球抗壓強(qiáng)度254N/球，成球率94％，從2m的高處跌落下來(lái)，將得到的碎塊過(guò)篩(篩孔的孔徑為13mm)，粒徑13mm以上的碎塊占91％。

對(duì)比實(shí)施例1

將半焦在半焦破碎裝置中破碎得到半焦粉；將生石灰在生石灰破碎裝置中破碎得到生石灰粉；

半焦粉主要特征：干燥基固定碳含量74.5％，水分含量2.2％，粒徑3mm及以下；

生石灰粉：粒度1mm以下；

粘結(jié)劑：煤焦油；

以半焦為基準(zhǔn)，稱取500g半焦粉，750g生石灰粉，62.5g煤焦油，將煤焦油在120℃下預(yù)熱10分鐘，然后將煤焦油、生石灰粉和半焦共同在混合裝置中混合5min，將最終的混合物迅速用對(duì)輥壓球機(jī)成型。按照與實(shí)施例相同的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試，得到的型球抗壓強(qiáng)度121N/球，成球率52％，從2m的高處跌落下來(lái)，將得到的碎塊過(guò)篩(篩孔的孔徑為13mm)，粒徑13mm以上的碎塊占38％。

對(duì)比實(shí)施例2

將半焦在半焦破碎裝置中破碎得到半焦粉；將生石灰在生石灰破碎裝置中破碎得到生石灰粉；

半焦主要特征：干燥基固定碳含量74.5％，水分含量2.2％，粒徑3mm及以下；

生石灰：粒度1mm以下；

粘結(jié)劑：糖蜜；

以半焦為基準(zhǔn)，稱取500g半焦粉，750g生石灰粉，62.5g糖蜜，先將糖蜜與半焦混合5分鐘，然后加入生石灰再混合5min，將最終的混合物迅速用對(duì)輥壓球機(jī)成型。按照與實(shí)施例相同的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試，得到的成型球抗壓強(qiáng)度167N/球，成球率64％，從2m的高處跌落下來(lái)，將得到的碎塊過(guò)篩(篩孔的孔徑為13mm)，粒徑13mm以上的碎塊占59％。

對(duì)比實(shí)施例3

將半焦在半焦破碎裝置中破碎得到半焦粉；將生石灰在生石灰破碎裝置中破碎得到生石灰粉；

半焦主要特征：干燥基固定碳含量74.5％，水分含量2.2％，粒徑3mm及以下；

生石灰：粒度1mm以下；

粘結(jié)劑：糖蜜；

以半焦為基準(zhǔn)，稱取500g半焦粉，750g生石灰粉，62.5g糖蜜，將糖蜜、生石灰粉和半焦共同混合5min，將最終的混合物迅速用對(duì)輥壓球機(jī)成型。按照與實(shí)施例相同的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試，得到的成型球抗壓強(qiáng)度95N/球，成球率48％，從2m的高處跌落下來(lái)，將得到的碎塊過(guò)篩(篩孔的孔徑為13mm)，粒徑13mm以上的碎塊占36％。