專利名稱：一種采用壓球工藝生產(chǎn)的冶金型焦及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，炭材料及其原料的生產(chǎn)方法，特別涉及一種以粉狀焦炭為原料，采用壓球工藝生產(chǎn)型焦炭的方法。
背景技術(shù)：
炭材料的原料、冶金焦等普遍存在體積密度、強度低，質(zhì)量波動大，特別在生產(chǎn)、儲存、運輸、使用過程中，產(chǎn)生大量粉料、粉塵，嚴重污染環(huán)境，同時造成資源浪費，制約經(jīng)濟發(fā)展。以生產(chǎn)煅后石油焦為例，當煅前石油焦中小于3mm粒度含量達到50%以上時，回轉(zhuǎn)窯煅燒飛損超過10%，生產(chǎn)出的煅后石油焦體積密度在I. Og/cm3左右，氣孔率大于30%。采用壓球工藝生產(chǎn)型焦炭技術(shù)生產(chǎn)煅后石油焦，可減少回轉(zhuǎn)窯煅燒飛損50%，煅后石油焦體積密度提高到I. 58/(^3，氣孔率小于20(%。以壓球工藝生產(chǎn)的煅后石油焦為原料，生產(chǎn)出的預焙陽極，與普通煅后石油焦相比較減少結(jié)合劑煤浙青加入量20%。體積密度達I. 62g/cm3。因此，采用壓球工藝生產(chǎn)型焦炭技術(shù)，既保護了資源，充分利用了資源，也凈化了環(huán)境，又可生產(chǎn)出高質(zhì)量的型焦炭產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了上述存在的缺陷，目的是提供一種采用壓球工藝生產(chǎn)型焦炭的方法。本發(fā)明采用壓球工藝生產(chǎn)型焦炭的方法內(nèi)容簡述本發(fā)明采用壓球工藝生產(chǎn)型焦炭的方法，其特征在于采用煅前石油焦或煅后石油焦、浙青焦、電煅煤、冶金焦、天然石墨、人造石墨、炭素制品生產(chǎn)返回料、回收料，其中一種或上述一種以上混合物為原料；采用壓球機壓球工藝生產(chǎn)型焦炭的工藝方法，根據(jù)原料種類、揮發(fā)分大小不同，壓球時原料最大粒度控制在5 O. Imm ;調(diào)整原料揮發(fā)分含量，控制在7 20%范圍內(nèi)；控制壓球機壓球時最低線壓比大于O. 8t/mm。 型焦炭的特征是球形或三維尺寸不相等的橢圓球體形狀；體積密度大于I. 3g/cm3 ;耐壓強度大于20Mpa ;球體受壓平行面氣孔率小于受壓垂直面氣孔率；具有石墨化各向異性特性。生產(chǎn)型焦炭的方法具體實施步驟原料選擇一粒度控制一揮發(fā)分含量調(diào)整一壓球機線壓比和壓球尺寸確定一壓球機壓球一合格球體的分離一煅燒設備和煅燒溫度一煅燒型焦炭。原料選擇采用煅前石油焦或煅后石油焦、浙青焦、電煅煤、冶金焦、天然石墨、人造石墨、炭素制品生產(chǎn)返回料、回收料，其中一種或上述一種以上混合物為原料；壓球時最大粒度的控制根據(jù)原料種類、揮發(fā)分大小不同，進入壓球機的原料最大粒度控制在5 O. Imm,按原料中顆粒和粉料所占的不同比例，選擇兩種篩分、破碎工藝(I)、當原料中塊料數(shù)量比較多時，先用破碎機破碎，再進行篩分，篩下料進入下一工序，篩上料返回到破碎機中繼續(xù)破碎后再篩分；(2)、當原料中粉料數(shù)量比較多時，先篩分，篩下料進入下一工序，篩上料返回到破碎機破碎后再篩分；當最大粒度要求小于Imm時，取篩下料進入粉碎、粉磨設備中，粉碎、粉磨后物料，直接進入下一工序； 當原料粒度小于壓球原料最大粒度時,直接進入下一工序；調(diào)整原料中揮發(fā)分含量原料揮發(fā)分含量調(diào)整值控制在7 20%范圍內(nèi)，采用三種調(diào)整方法(I)、相對于調(diào)整值高、低不同揮發(fā)分含量原料采用按比例調(diào)整將合格粒度的一種或一種以上高于調(diào)整值揮發(fā)分含量原料與合格粒度的一種或一種以上低于調(diào)整值揮發(fā)分含量原料按調(diào)整值，在100 350°c熱態(tài)或常溫狀態(tài)直接進行配比、混合。揮發(fā)分含量經(jīng)檢測達到調(diào)整值，直接送到壓球機供料槽壓球；(2)、高于調(diào)整值揮發(fā)分含量原料采用加熱降低揮發(fā)分調(diào)整將合格粒度的一種或一種以上高于調(diào)整值揮發(fā)分含量原料送到100 350°C溫度可調(diào)熱攪拌機或熱攪拌與真空負壓共同作用的專用密封設備中，在不斷熱態(tài)攪拌下，使原料可揮發(fā)成分快速揮發(fā)，含量不斷降低，揮發(fā)分含量經(jīng)檢測達到調(diào)整值，在熱態(tài)或冷態(tài)下送到壓球機供料槽壓球；(3)、增加揮發(fā)分含量調(diào)整取合格粒度的低于調(diào)整值揮發(fā)分或無揮發(fā)分原料，以石油提取物重油到浙青之間產(chǎn)物、煤焦油提取物蒽油到煤浙青之間產(chǎn)物其中一種或上述一種以上混合物為結(jié)合劑，采用冷態(tài)、熱態(tài)二種調(diào)整方法A :冷態(tài)調(diào)整；將合格粒度的一種或一種以上低于調(diào)整值揮發(fā)分或無揮發(fā)分含量原料送到混合機中，加入常溫液體狀態(tài)的石油提取物重油到浙青之間產(chǎn)物、煤焦油提取物蒽油到煤浙青之間產(chǎn)物其中一種或上述一種以上混合物，經(jīng)過不斷攪拌混合均勻，揮發(fā)分含量經(jīng)檢測達到調(diào)整值，送入到壓球機供料槽壓球；B :熱態(tài)調(diào)整；將合格粒度的一種或一種以上低于調(diào)整值揮發(fā)分含量或無揮發(fā)分含量原料送到100 350°C溫度可調(diào)的熱混合機中，在不斷熱態(tài)攪拌下，加入固體粉狀或液體狀態(tài)的石油提取物重油到浙青之間產(chǎn)物、煤焦油提取物蒽油到煤浙青之間產(chǎn)物其中一種或上述一種以上混合物，使原料揮發(fā)分含量提高到調(diào)整值，揮發(fā)分含量經(jīng)檢測達到調(diào)整值，熱態(tài)或冷態(tài)送到壓球機供料槽壓球；壓球機線壓比和壓球尺寸確定壓球機正常工作線壓比大于O. 8t/mm，壓制球形或三維尺寸不相等的橢圓形球體，最長方向球體尺寸小于IOOmm ；壓球機壓球?qū)⒄{(diào)整好揮發(fā)分含量的冷態(tài)或熱態(tài)原料送入到壓球機供料槽中，經(jīng)過預壓、壓球?qū)崿F(xiàn)成球；合格球體的分離原料經(jīng)壓球機出來后用篩分設備進行分離，按原料種類、用途、使用要求或煅燒設備允許煅燒的壓球粒度選擇篩孔大小，篩上料不需要煅燒時可以直接作為炭材料原料或冶金焦使用，需要煅燒時進入煅燒設備進行煅燒，篩下料返回到壓球機供料槽與準備壓球的原料一起，按比例配入重新壓球；煅燒設備和煅燒溫度選擇罐式煅燒爐或回轉(zhuǎn)窯、電煅燒爐、豎窯、隧道窯等其中一種作為煅燒設備，取上一工序壓球篩上料送入煅燒設備中進行煅燒，煅燒溫度控制在600 2000°C之間。煅燒型焦炭從煅燒設備出來，達到室溫的即為煅燒型焦炭。本發(fā)明采用壓球工藝生產(chǎn)型焦炭的方法，生產(chǎn)的型焦炭是球形或三維尺寸不相等的橢圓球體形狀，體積密度大于I. 3g/cm3，耐壓強度大于20Mpa，球體受壓平行面氣孔率小于受壓垂直面氣孔率，具有石墨化各向異性特性。本發(fā)明保護了資源、充分利用了資源、凈 化了環(huán)境，生產(chǎn)出高質(zhì)量的型焦炭產(chǎn)品。
具體實施例方式本發(fā)明采用壓球工藝生產(chǎn)型焦炭的方法是這樣實現(xiàn)的，下面做具體說明。本發(fā)明采用壓球工藝生產(chǎn)型焦炭的方法具體實施步驟原料選擇一粒度控制一揮發(fā)分含量調(diào)整一壓球機線壓比和壓球尺寸確定一壓球機壓球一合格球體的分離一煅燒設備和煅燒溫度一煅燒型焦炭。原料選擇采用煅前石油焦或煅后石油焦、浙青焦、電煅煤、冶金焦、天然石墨、人造石墨、炭素制品生產(chǎn)返回料、回收料，其中一種或上述一種以上混合物為原料；壓球時最大粒度的控制根據(jù)原料種類、揮發(fā)分大小不同，進入壓球機的原料最大粒度控制在5 O. 1mm。原料最大粒度取小值，提高壓球體積密度、強度，但降低成球率。按照原料中顆粒和粉料所占的不同比例，選擇兩種篩分、破碎工藝(I)、當原料中塊料數(shù)量比較多時，先用破碎機破碎，再進行篩分，篩下料進入下一工序，篩上料返回到破碎機中繼續(xù)破碎后再篩分；(2)、當原料中粉料數(shù)量比較多時，先篩分，篩下料進入下一工序，篩上料返回到破碎機破碎后再篩分；當最大粒度要求小于Imm時，增加粉碎、粉磨設備。取篩下料進入粉碎、粉磨設備中，粉碎、粉磨后物料，直接進入下一工序。當原料來料粒度小于壓球原料最大粒度時，取消篩分、破碎工序，直接進入下一工序。調(diào)整原料中揮發(fā)分含量揮發(fā)分含量測定將待測定原料裝入密封的坩堝，快速放入1200°C恒溫試驗電爐中，煅燒30min后取出，自然冷卻到室溫。稱取原料煅燒揮發(fā)損失的質(zhì)量與煅燒前原料總質(zhì)量百分比即為揮發(fā)分含量。壓球用原料揮發(fā)分含量調(diào)整不是一個固定值，而是以煅燒壓制球體時體積收縮最大，同時又不產(chǎn)生氣泡時的最大揮發(fā)分含量作為最佳調(diào)整值，一般控制在7 20%范圍內(nèi)。當要求型焦炭體積密度大、強度高、導電性好時，揮發(fā)分含量取大值。采用三種調(diào)整方法
(I)、相對于調(diào)整值高、低不同揮發(fā)分含量原料采用按比例調(diào)整將合格粒度的一種或一種以上高于調(diào)整值揮發(fā)分含量原料與合格粒度的一種或一種以上低于調(diào)整值揮發(fā)分含量原料按調(diào)整值，在100 350°c熱態(tài)或常溫狀態(tài)直接進行配比、混合。揮發(fā)分含量經(jīng)檢測達到調(diào)整值，直接送到壓球機供料槽壓球。(2)、高于調(diào)整值揮發(fā)分含量原料采用加熱降低揮發(fā)分含量調(diào)整將合格粒度的一種或一種以上高于調(diào)整值揮發(fā)分含量原料送到100 350°C溫度可調(diào)熱攪拌機或熱攪拌與真空負壓共同作用的專用密封設備中，在不斷熱態(tài)攪拌下，使原料可揮發(fā)成分快速揮發(fā)，含量不斷降低，揮發(fā)分含量經(jīng)檢測達到調(diào)整值，在熱態(tài)或冷態(tài)下送到壓球機供料槽壓球。(3)、增加揮發(fā)分含量調(diào)整取合格粒度的低于調(diào)整值揮發(fā)分或無揮發(fā)分原料，以石油提取物重油到浙青之間產(chǎn)物、煤焦油提取物蒽油到煤浙青之間產(chǎn)物其中一種或上述一種以上混合物為結(jié)合劑，采用冷態(tài)、熱態(tài)二種調(diào)整方法A :冷態(tài)調(diào)整將合格粒度的一種或一種以上低于調(diào)整值揮發(fā)分或無揮發(fā)分含量 原料送到混合機中，加入常溫液體狀態(tài)的石油提取物重油到浙青之間產(chǎn)物、煤焦油提取物蒽油到煤浙青之間產(chǎn)物其中一種或上述一種以上混合物，經(jīng)過不斷攪拌混合均勻，揮發(fā)分含量經(jīng)檢測達到調(diào)整值，送入到壓球機供料槽壓球。B :熱態(tài)調(diào)整將合格粒度的一種或一種以上低于調(diào)整值揮發(fā)分含量或無揮發(fā)分含量原料送到100 350°C溫度可調(diào)的熱混合機中，在不斷熱態(tài)攪拌下，加入固體粉狀或液體狀態(tài)的石油提取物重油到浙青之間產(chǎn)物、煤焦油提取物蒽油到煤浙青之間產(chǎn)物其中一種或上述一種以上混合物，使原料揮發(fā)分含量提高到調(diào)整值，揮發(fā)分含量經(jīng)檢測達到調(diào)整值，熱態(tài)或冷態(tài)送到壓球機供料槽壓球。壓球機線壓比和壓球尺寸確定要求壓球機正常工作線壓比大于O. 8t/mm，根據(jù)型焦炭用途、使用要求并綜合煅燒設備對煅燒原料的粒度要求，壓制球形或三維尺寸不相等的橢圓形球體，一般最長方向球體尺寸小于100mm。壓球機壓球?qū)⒄{(diào)整好揮發(fā)分含量的冷態(tài)或熱態(tài)原料送入到壓球機供料槽中，經(jīng)過預壓、壓球?qū)崿F(xiàn)成球工藝過程。合格球體的分離原料經(jīng)壓球機出來后，即有整球，也有碎球以及不同粒度級別的粉料，需要用篩分設備進行分離。按原料種類、用途、使用要求或煅燒設備允許煅燒的壓球粒度選擇篩孔大小，篩上料不需要煅燒時可以直接作為炭材料原料或冶金焦使用，需要煅燒時進入煅燒設備進行煅燒，篩下料返回到壓球機供料槽與準備壓球的原料一起，按比例配入重新壓球。煅燒設備和煅燒溫度選擇罐式煅燒爐、回轉(zhuǎn)窯、電煅燒爐、豎窯、隧道窯等其中一種作為煅燒設備。取上一工序壓球篩上料送入煅燒設備中進行煅燒，根據(jù)型焦炭用途，最高煅燒溫度控制在600 2000°C之間。煅燒型焦炭從煅燒設備出來，達到室溫的即為煅燒型焦炭。根據(jù)選擇原料種類的不同可以直接作為炭素制品、石墨化制品、糊料的原料或冶金焦使用。
實施例I預焙陽極用煅后石油型焦生產(chǎn)方法(I)、原料選擇取揮發(fā)分9. 8%的以粉料為主的煅前石油焦為原料；(2)、粒度控制采用篩孔5mm振動篩進行篩分，篩上料送到顎式破碎機破碎，破碎后的原料進入振動篩進行篩分，形成篩上料破碎、篩分閉路循環(huán)。篩下料送入到網(wǎng)孔1_的錘式粉碎機進行粉碎。(3)、揮發(fā)分調(diào)整取粉碎后的原料放入160°C熱混合機使其加熱到120°C以上，向混合機中不斷加入粒度小于2mm軟化點68°C中溫煤浙青粉，熱態(tài)混合均勻，取煅燒收縮率最大時，檢測揮發(fā)分含量達到15%后，揮發(fā)分調(diào)整完畢；(4)、壓球機線壓比和壓球尺寸確定設定壓球機線壓比O. 9t/mm,壓制 35X25X20三維尺寸不相等的橢圓形球體；(5)、壓球機壓球?qū)⒄{(diào)整好揮發(fā)分含量的熱態(tài)原料送入到壓球機供料槽中，經(jīng)過預壓、壓球?qū)崿F(xiàn)成球；(6)、合格球體的分離原料經(jīng)壓球機出來后用孔隙IOmm固定篦條篩進行分離，篩上料進入煅燒設備進行煅燒，篩下料返回到壓球機供料槽與準備壓球的原料一起，按比例配入重新壓球；(7)、煅燒設備和煅燒溫度篩上料進入回轉(zhuǎn)窯按常規(guī)煅燒煅前石油焦方法進行煅燒，最高煅燒溫度1350°C ；(8)、煅后石油型焦從回轉(zhuǎn)窯出來，達到室溫的即為煅后石油型焦。體積密度I. 54g/cm3 ;耐壓強度41Mpa ;可以作為預焙陽極和石墨化電極等炭素制品的原料使用。實施例2冶金型焦生產(chǎn)方法(I)、原料選擇選取冶金焦生產(chǎn)、運輸、使用過程中產(chǎn)生的粒度小于2_冶金焦粉為原料；(2)、粒度控制因原料粒度小于壓球原料最大粒度，取消破碎、篩分工藝，直接進入下一工序；(3)、揮發(fā)分調(diào)整取合格粒度的原料放入140°C熱混合機使其加熱到100°C以上，向混合機中不斷加入石油渣與浙青混合物，熱態(tài)混合均勻，取煅燒收縮率最大時，檢測揮發(fā)分含量達到13%后，揮發(fā)分調(diào)整完畢；(4)、壓球機線壓比和壓球尺寸確定設定壓球機線壓比O. 85t/mm,壓制45X32X28三維尺寸不相等的橢圓形球體；(5)、壓球機壓球?qū)⒄{(diào)整好揮發(fā)分含量的熱態(tài)原料送入到壓球機供料槽中，經(jīng)過預壓、壓球?qū)崿F(xiàn)成球；(6)、合格球體的分離原料經(jīng)壓球機出來后用孔隙20_固定篦條篩進行分離，篩上料進入煅燒設備進行煅燒，篩下料返回到壓球機供料槽與準備壓球的原料一起，按比例配入重新壓球；(7)、煅燒設備和煅燒溫度篩上料進入罐式煅燒爐，按12小時一個周期進行煅燒，最高煅燒溫度1000°c ；(8)、冶金型焦從罐式煅燒爐出來，達到室溫的即為冶金型焦。體積密度1.35g/cm3 ;耐壓強度28Mpa ;可以代替普通冶金焦用于高爐煉鐵、冶煉、鑄造、加熱爐作為燃料使用。實施例3石墨化型炭生產(chǎn)方法
(I)、原料選擇選取石墨化炭素制品生廣返回料、回收料為原料；(2)、粒度控制因原料中大塊料數(shù)量比較多，先用殘極破碎機、顎式破碎機破碎，再用篩孔5mm振動篩進行篩分，篩上料返回到破碎機中繼續(xù)破碎后再篩分，形成篩上料破碎、篩分閉路循環(huán)。篩下料送入到網(wǎng)孔O. 8mm的錘式粉碎機進行粉碎。(3)、揮發(fā)分調(diào)整取粉碎后的原料放入180°C熱混合機使其加熱到120°C以上，向混合機中不斷加入粒度小于Imm軟化點82°C中溫煤浙青粉，熱態(tài)混合均勻，取煅燒收縮率最大時，檢測揮發(fā)分含量達到14%后，揮發(fā)分調(diào)整完畢；(4)、壓球機線壓比和壓球尺寸確定設定壓球機線壓比O. 95t/mm,壓制32X22X 18三維尺寸不相等的橢圓形球體；(5)、壓球機壓球?qū)⒄{(diào)整好揮發(fā)分含量的熱態(tài)原料送入到壓球機供料槽中，經(jīng)過預壓、壓球?qū)崿F(xiàn)成球；(6)、合格球體的分離原料經(jīng)壓球機出來后用孔隙8mm固定篦條篩進行分離，篩上料進入煅燒設備進行煅燒，篩下料返回到壓球機供料槽與準備壓球的原料一起，按比例配入重新壓球；(7)、煅燒設備和煅燒溫度篩上料進入電煅燒爐進行煅燒，最高煅燒溫度1800 0C ；(8)、石墨化型炭從電煅燒爐出來，達到室溫的即為石墨化型炭。體積密度I. 59g/cm3 ;耐壓強度39Mpa ;可以作為石墨化電極等炭素制品的原料使用。
權(quán)利要求
1.一種采用壓球工藝制備冶金型焦的方法，該壓球包括以下步驟 (1)、原料選擇選取冶金焦生產(chǎn)、運輸、使用過程中產(chǎn)生的粒度小于2_冶金焦粉為原料； (2)、粒度控制因原料粒度小于壓球原料最大粒度，取消破碎、篩分工藝，直接進入下一工序； (3)、揮發(fā)分調(diào)整取合格粒度的原料放入140°C熱混合機使其加熱到100°C以上，向混合機中不斷加入石油渣與浙青混合物，熱態(tài)混合均勻，取煅燒收縮率最大時，檢測揮發(fā)分含量達到13%后，揮發(fā)分調(diào)整完畢； (4)、壓球機線壓比和壓球尺寸確定設定壓球機線壓比O.85t/mm,壓制45 X 32 X 28三維尺寸不相等的橢圓形球體； (5)、壓球機壓球?qū)⒄{(diào)整好揮發(fā)分含量的熱態(tài)原料送入到壓球機供料槽中，經(jīng)過預壓、壓球?qū)崿F(xiàn)成球； (6)、合格球體的分離原料經(jīng)壓球機出來后用孔隙20mm固定篦條篩進行分離，篩上料進入煅燒設備進行煅燒，篩下料返回到壓球機供料槽與準備壓球的原料一起，按比例配入重新壓球； (7)、煅燒設備和煅燒溫度確定篩上料進入罐式煅燒爐，按12小時一個周期進行煅燒，最高煅燒溫度1000°C ； (8)、冶金型焦從罐式煅燒爐出來，達到室溫的即為冶金型焦。
2.一種冶金型焦，其特征在于采用如權(quán)利要求I的壓球工藝制備，體積密度為I. 35g/cm3,耐壓強度達到28Mpa。
全文摘要
本發(fā)明采用壓球工藝制備冶金型焦的方法，其特征是采用煅前石油焦為原料；采用壓球機壓球工藝生產(chǎn)，具體步驟包括原料選擇→粒度控制→揮發(fā)分含量調(diào)整→壓球機線壓比和壓球尺寸確定→壓球機壓球→合格球體的分離→煅燒設備和煅燒溫度確定→冶金型焦，所制得的冶金型焦體積密度為1.35g/cm3，耐壓強度達到28Mpa，本發(fā)明保護了資源、充分利用了資源、凈化了環(huán)境，生產(chǎn)出高質(zhì)量的冶金型焦產(chǎn)品。
文檔編號C10L5/40GK102965172SQ20121052577
公開日2013年3月13日 申請日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月27日
發(fā)明者李純, 任利華 申請人:任利華