本發(fā)明涉及一種制備電石用半焦成型球的專用系統(tǒng)與方法，屬于電石用半焦成型球的制備領域。

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格，正逐步被推廣應用于電石、鐵合金等產(chǎn)品的生產(chǎn)，以替代價格昂貴的冶金焦，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)過復雜的物理化學變化而生成的，它是有機合成工業(yè)的重要原料。目前，國內(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前最為成熟的電石生產(chǎn)方法。

其主要生產(chǎn)過程如下：原料首先通過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是，生石灰添加過程繁瑣、復雜，且在石灰石和半焦炭在整個過程中，始終伴隨著固體破碎、固體分篩和固體運輸?shù)裙に囘^程，這些過程都會有粉塵產(chǎn)生，帶來污染；而且在傳統(tǒng)電石行業(yè)中，總會有大量的小粒度粉狀半焦需要處理。

公開號為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，加入過量的水，使石灰充分熟化；過濾上層清液，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，充分攪拌、混合均勻；將混合物料用對輥成型機下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行熟化制成熟石灰，該技術(shù)的缺點是：一方面此工藝將生石灰加水本身具有危險性，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行烘干，這就增加了工藝步驟，增加了工藝成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有制備成型半焦中所存在的成本高、工藝復雜、污染大等缺陷，提供一種新的制備電石用半焦成型球的專用系統(tǒng)以及利用該專用系統(tǒng)制備電石用半焦成型球的方法。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

本發(fā)明首先提供了一種制備電石用半焦成型球的專用系統(tǒng)，包括：

粉碎生石灰裝置，所述粉碎生石灰裝置設有生石灰進料口和生石灰粉出料口；

粉碎固體瀝青裝置，所述粉碎裝置設有固體瀝青進料口和固體瀝青粉出料口；

快速熱解裝置，所述快速熱解裝置設有半焦進口和熱半焦出料口；

第一混料裝置，所述第一混料裝置設有生石灰粉進料口、固體瀝青粉進料口以及混合料的出料口；

第二混料裝置，所述第二混料裝置設有第一進料口、第二進料口和混合物料出料口；

以及壓球成型裝置，所述壓球成型裝置設有混合物料進料口和成型球的出料口；

其中，所述粉碎生石灰裝置的生石灰粉出料口、所述粉碎固體瀝青裝置的固體瀝青粉出料口與所述第一混料裝置的進料口相連；所述快速熱解裝置的熱半焦出料口與所述第二混料裝置的第一進料口相連；所述第一混料裝置的混合料的出料口與所述第二混料裝置的第二進料口相連；所述第二混料裝置的混合物料出料口與所述壓球成型裝置的混合物料進料口相連。

進一步，所述快速熱解裝置的出料口通過耐高溫管道與所述混料裝置的第一進料口相連。

進一步，所述熱解裝置是熱解爐；所述混合裝置是混料機；所述壓球成型裝置是對輥壓球機。

本發(fā)明還提供了一種應用所述的專用系統(tǒng)制備電石用半焦成型球的方法，包括：(1)將生石灰、固體瀝青分別在粉碎生石灰裝置和粉碎固體瀝青裝置中進行粉碎；將粉碎后的生石灰以及粉碎后的固體瀝青在第一混料裝置中混合，得到混合料；(2)快速熱解出爐的半焦粉與進入第二混料裝置中的混合料混合均勻，得到混合物料；(3)將混合物料在壓球成型裝置中壓球成型，得到電石用半焦成型球。

其中，步驟(1)中將生石灰粉碎成粒度≤2毫米的顆粒；將固體瀝青粉碎成粒度≤1毫米的顆粒。

步驟(1)中所述的固體瀝青為中溫瀝青，其軟化點為95℃～120℃。

步驟(1)或步驟(2)中所述的混合時間為3-6分鐘。

步驟(2)中在半焦粉碎裝置中將半焦破碎后控制其粒度≤4毫米。

步驟(2)中熱解出爐的半焦粉的溫度為400-600℃。

其中，固體瀝青占混合物料總量的1wt％-5wt％，半焦和生石灰共占混合物料總量的95wt％-99wt％。其中，按照質(zhì)量比計，半焦：生石灰＝(0.5～0.7):1。

本發(fā)明通過將固體的瀝青粉先與生石灰粉均勻混合，然后將400-600℃的熱解半焦與瀝青、生石灰的混合物進行混合，在混合過程中，熱半焦與冷態(tài)瀝青粉和生石灰粉的形成的混合料相互之間進行傳熱，在傳熱過程中固態(tài)瀝青粉軟化、流態(tài)化，起到粘結(jié)劑的作用，混合后將混合物料進行壓球。本發(fā)明解決了電石用半焦成型中成型粘結(jié)劑選擇困難、成型工藝復雜、成型成本高、后續(xù)需要烘干的問題，同時具備工藝成型率高、成型作業(yè)穩(wěn)定、成型球強度高、成型成本低的優(yōu)點。

本發(fā)明技術(shù)方案的主要有益效果包括:

1、本發(fā)明通過使用固體瀝青作為粘結(jié)劑，解決了傳統(tǒng)其他有機粘結(jié)劑成本高，無機粘結(jié)劑需要水才能發(fā)揮作用的問題。

2、本發(fā)明通過使用固體瀝青的加入方式，一方面固固混合大大降低了混合難度，增加了混合物料的均勻性，另一方面降低了瀝青粘結(jié)劑的添加量，降低了成型工藝成本。

3、本發(fā)明使用固體瀝青作為粘結(jié)劑，省去了生石灰熟化的過程，同時成型球也無須烘干過程，簡化了工藝，降低了成本。

4、本發(fā)明直接通過將熱解后400-600℃的半焦與瀝青、生石灰的混合料進行混合，利用熱解半焦的熱量對固體瀝青進行加熱，使固體瀝青粉達到軟化點，軟化后的瀝青成流體化，能夠在混合料中起到粘結(jié)劑的作用，大大的增加了工藝的創(chuàng)新性。

附圖說明

圖1本發(fā)明制備電石用半焦成型球的專用系統(tǒng)的示意圖。

圖2本發(fā)明制備電石用半焦成型球方法的工藝流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例來進一步對本發(fā)明的一種含砷鐵礦和赤泥的綜合利用方法進行說明，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。本領域技術(shù)人員應該理解的是，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)明提供了一種制備電石用半焦成型球的專用系統(tǒng)，包括：

粉碎生石灰裝置，所述粉碎生石灰裝置設有生石灰進料口和生石灰粉出料口；

粉碎固體瀝青裝置，所述粉碎裝置設有固體瀝青進料口和固體瀝青粉出料口；

快速熱解裝置，所述快速熱解裝置設有半焦進口和熱半焦出料口；

第一混料裝置，所述第一混料裝置設有粉碎后的生石灰的進料口、固體瀝青粉進料口以及混合料的出料口；

第二混料裝置，所述第二混料裝置設有第一進料口、第二進料口和混合物料出料口；

以及壓球成型裝置，所述壓球成型裝置設有混合物料進料口和成型球的出料口；

其中，所述粉碎生石灰裝置的生石灰粉出料口、所述粉碎固體瀝青裝置的固體瀝青粉出料口與所述第一混料裝置的進料口相連；所述快速熱解裝置的熱半焦出料口與所述第二混料裝置的第一進料口相連；所述第一混料裝置的混合料的出料口與所述第二混料裝置的第二進料口相連；所述第二混料裝置的混合物料出料口與所述壓球成型裝置的混合物料進料口相連。

作為一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，所述快速熱解裝置的熱半焦出料口通過耐高溫管道與所述第二混料裝置的第一進料口相連。

作為一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，所述熱解裝置可以是熱解爐；所述混合裝置可以是混料機；所述壓球成型裝置可以是對輥壓球機。

以下結(jié)合具體的實施例應用所述的電石用半焦成型球?qū)Ｓ孟到y(tǒng)制備半焦成型球的方法進行具體說明：

實施例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；將固體瀝青在粉碎固體瀝青裝置中粉碎得到瀝青粉；

半焦主要特征：干燥基固定碳含量79.64％，水分含量3.21％，粒徑≤4mm；

粘結(jié)劑：中溫瀝青粉，粒徑≤1mm以下，軟化點109℃；

生石灰粉：粒徑≤2mm以下；

以半焦為基準，稱取1kg半焦粉，1.5kg生石灰粉，75克的瀝青粉，先將生石灰粉與瀝青粉使用第一混料裝置(愛立許R02混料機)混合5分鐘，得到混合料；將400℃半焦與瀝青、生石灰的混合物在第二混料裝置(愛立許R02混料機)中進行混合，混合時間為3分鐘，得到最終的混合物料；將最終的混合物料迅速用對輥壓球機成型。得到的成型球抗壓強度300N/球，成球率90％，2m跌落(＞13mm)89％。

實施例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；將固體瀝青在粉碎固體瀝青裝置中粉碎得到瀝青粉；

半焦主要特征：干燥基固定碳含量79.64％，水分含量3.21％，粒徑4mm及以下；

粘結(jié)劑：中溫瀝青粉，粒徑1mm以下，軟化點109℃；

以半焦為基準，稱取1kg半焦粉粉，1.5kg生石灰粉，125克的瀝青粉，先將生石灰粉與瀝青粉使用第一混料裝置(愛立許R02混料機)混合5分鐘得到混合料，然后將400℃半焦與瀝青、生石灰的混合物在第二混料裝置(愛立許R02混料機)中進行混合，混合時間5分鐘，得到最終的混合物料；將最終的混合物料迅速用對輥壓球機成型。得到的成型球抗壓強度400N/球，成球率92％，2m跌落(＞13mm)93％。

實施例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；將固體瀝青在粉碎固體瀝青裝置中粉碎得到瀝青粉；

半焦主要特征：干燥基固定碳含量79.64％，水分含量3.21％，粒徑≤4mm；

粘結(jié)劑：中溫瀝青粉，粒徑≤1mm以下，軟化點109℃；

生石灰粉：粒徑≤2mm以下；

以半焦為基準，稱取1kg半焦粉，1.5kg生石灰粉，50克的瀝青粉，先將生石灰粉與瀝青粉使用第一混料裝置(愛立許R02混料機)混合5分鐘，得到混合料；將500℃半焦與瀝青、生石灰的混合物在第二混料裝置(愛立許R02混料機)中進行混合，混合時間為5分鐘，得到最終的混合物料；將最終的混合物料迅速用對輥壓球機成型。得到的成型球抗壓強度306N/球，成球率92％，2m跌落(＞13mm)91％。

實施例4

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；將固體瀝青在粉碎固體瀝青裝置中粉碎得到瀝青粉；

半焦主要特征：干燥基固定碳含量79.64％，水分含量3.21％，粒徑≤4mm；

粘結(jié)劑：中溫瀝青粉，粒徑≤1mm以下，軟化點109℃；

生石灰粉：粒徑≤2mm以下；

以半焦為基準，稱取1kg半焦粉，2.0kg生石灰粉，150克的瀝青粉，先將生石灰粉與瀝青粉使用第一混料裝置(愛立許R02混料機)混合3分鐘，得到混合料；將600℃半焦與瀝青、生石灰的混合物在第二混料裝置(愛立許R02混料機)中進行混合，混合時間為3分鐘，得到最終的混合物料；將最終的混合物料迅速用對輥壓球機成型。得到的成型球抗壓強度292N/球，成球率87％，2m跌落(＞13mm)88％。