本發(fā)明涉及電石制備領(lǐng)域，具體涉及一種由半焦粉制備電石用復(fù)合粘結(jié)劑以及制備電石的方法。

背景技術(shù)：

電石作為一種重要的基礎(chǔ)化工原料，在保障國民經(jīng)濟平穩(wěn)快速增長、滿足相關(guān)行業(yè)需求等方面發(fā)揮著重要的作用。中國的能源分布少油缺氣、煤炭相對豐富，使得電石在今后的國民經(jīng)濟發(fā)展中具有不可替代的重要作用。近年來，中國已成為世界第一電石生產(chǎn)和消費大國。2010年，世界電石產(chǎn)能約2700萬噸。其中，中國電石產(chǎn)能約占世界總產(chǎn)能的96％。

目前，電石生產(chǎn)技術(shù)存在能耗高、污染嚴(yán)重、生產(chǎn)能力低的缺點。并且，電石產(chǎn)品市場受原油價格波動的影響很大，不能適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟的要求。

半焦是以弱黏煤和不黏煤為主要原料，通過快速熱解技術(shù)，得到的具有高化學(xué)活性、高比電阻、高固定碳、低灰、低硫等優(yōu)良特性的物質(zhì)。這些良好的特性，以及較低的市場價格，使得半焦被廣泛應(yīng)用于電石行業(yè)代替焦炭。但是，半焦的比表面積、孔體積較小，本身粘結(jié)性很差，與生石灰混合難以成型，高溫?zé)峤庖追刍?/p>

因此，為了得到滿足入爐要求的電石冶煉球團，本領(lǐng)域亟需一種能夠為工業(yè)上電石生產(chǎn)所需的粘結(jié)劑。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本發(fā)明旨在提供一種半焦粉制備電石用復(fù)合粘結(jié)劑，并提供了一種利用該復(fù)合粘結(jié)劑制備電石的方法。本發(fā)明可利用半焦粉制備復(fù)合粘結(jié)劑，解決了半焦粉的再利用問題，由該復(fù)合粘結(jié)劑制備的型球熱強度高，粉化率低，并且，可降低電石冶煉的溫度，實現(xiàn)節(jié)能降耗。

本發(fā)明提供了一種半焦粉制備電石用復(fù)合粘結(jié)劑，所述復(fù)合粘結(jié)劑包括40～50重量份的粉煤灰、10～20重量份的膠粉聚苯顆粒保溫漿料、40～50重量份的肥煤。

優(yōu)選的，所述粉煤灰中的sio2含量為45～65wt％，al2o3含量為20～35wt％。所述粉煤灰的粒度≤0.15㎜，含水量≤4wt％。

優(yōu)選的，所述膠粉聚苯顆粒保溫漿料的粒度≤0.15㎜，含水量≤8wt％。

優(yōu)選的，所述肥煤的粒度≤0.15㎜，含水量≤8wt％，粘結(jié)指數(shù)≥50。

本發(fā)明還提供了一種利用上述復(fù)合粘結(jié)劑制備電石的方法，包括步驟：

將半焦粉與生石灰混合，得到混合原料；

向所述混合原料中加入所述復(fù)合粘結(jié)劑，得到混合物料；

所述混合物料在15～20mpa的壓力下擠壓成型，得到型球；

將所述型球送入熱解爐中熱解，得到電石。

上述制備電石的方法中，所述半焦粉選用長焰煤粉。

優(yōu)選的，所述混合原料中，所述半焦粉與所述生石灰的質(zhì)量比為：1:1.2～1.6。

優(yōu)選的，所述復(fù)合粘結(jié)劑與所述混合原料的質(zhì)量比為：0.05～0.2:1。

優(yōu)選的，所述半焦粉的含水量≤7wt％、粒度≤3㎜、固定碳含量≥70wt％。

優(yōu)選的，所述生石灰的粒度≤0.15㎜、氧化鈣含量≥85wt％。

本發(fā)明通過利用半焦粉、生石灰、復(fù)合粘結(jié)劑，經(jīng)混合、成型、熱解還原冶煉制備得到高品質(zhì)的電石。本發(fā)明可降低熱解過程的電石冶煉溫度，實現(xiàn)節(jié)能減耗。選用較難處理的工業(yè)廢棄物--半焦，作為制備電石的碳素原料，同時解決了半焦粉塵含量高、易粉碎、難運輸?shù)膯栴}，并具有較高的經(jīng)濟效益。

利用本發(fā)明的復(fù)合粘結(jié)劑制備的型球，其強度較大。型球熱解過程中的熱強度也較大，降低了型球熱解過程中的粉化率。所制備的型球可滿足入爐和倒運的要求。在制備型球時，本發(fā)明采用的為干法冷壓成型的工藝，能夠避免生石灰的消化問題，有效降低能耗和設(shè)備的成本，并且操作過程比較方便。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案以及其各個方面的優(yōu)點。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本發(fā)明的限制。

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明首先提出了一種用于半焦粉制備電石的復(fù)合粘結(jié)劑。本發(fā)明提出的復(fù)合粘結(jié)劑的組成為：40～50重量份的粉煤灰、10～20重量份的膠粉聚苯顆粒保溫漿料、40～50重量份的肥煤。并且，復(fù)合粘結(jié)劑中該三種原料的重量百分比之和為100％。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，粉煤灰中sio2的含量為45～65wt％，al2o3的含量為20～35wt％(wt％為質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。粉煤灰的粒度≤0.15㎜，含水量≤4wt％。本發(fā)明采用的粉煤灰為工業(yè)廢棄物。在處理該工業(yè)廢棄物時，采用堆放或排放的處理方式，容易導(dǎo)致環(huán)境污染。本發(fā)明提出利用粉煤灰制備復(fù)合粘結(jié)劑的思路，可以實現(xiàn)廢棄物的回用，并有效解決環(huán)境污染問題，具有較高的經(jīng)濟效益。同時，粉煤灰的化學(xué)組成與粘土質(zhì)相似，能有效改善電石原料的耐高溫性能，減輕顆粒分離，具有良好的和易性，實現(xiàn)與膠粉聚苯顆粒保溫漿料有效混合。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，膠粉聚苯顆粒保溫漿料的粒度≤0.15㎜，含水量≤8wt％。本發(fā)明中的膠粉聚苯顆粒保溫漿料是由聚苯顆粒膠粉料與聚苯顆粒骨料組成的。其中，膠粉聚苯顆粒保溫漿料中各組分的比例為：聚苯顆粒膠粉料：聚苯顆粒骨料：水＝25kg：200l：25kg。

其中，聚苯顆粒膠粉料由無機膠凝材料、高分子有機粘結(jié)材料、高粘度保水劑以及多種纖維，通過混合后干拌而成。本發(fā)明制備的聚苯顆粒膠粉料具有粘結(jié)強度高、抗滑墜能力強、耐凍融、耐老化、抗降解能力強、吸水率低、水蒸氣滲透性強的優(yōu)點。

聚苯顆粒骨料由廢舊的聚苯乙烯塑料粉碎后制成。本發(fā)明中，聚苯顆粒骨料的重量較輕，并且導(dǎo)熱系數(shù)較低。該聚苯顆粒骨料能夠用作保溫材料的主要成份。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，肥煤的粒度≤0.15㎜，含水量≤8wt％，粘結(jié)指數(shù)g≥50。

基于上述半焦粉制備電石用復(fù)合粘結(jié)劑，本發(fā)明還提出了一種制備電石的方法。該方法包括如下步驟：

(1)原料的混合

將半焦粉、生石灰混合均勻，得到混合原料。本發(fā)明中，控制半焦粉與生石灰的質(zhì)量比為：1:1.2～1.6。

本發(fā)明選用半焦作為電石生產(chǎn)過程的碳素原料，解決了半焦粉塵大、易粉碎、難運輸?shù)膯栴}。本發(fā)明選用的半焦粉含水量≤7wt％、粒度≤3㎜、固定碳含量≥70wt％。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，半焦粉選用長焰煤粉。本發(fā)明中，也可選用其他種類的半焦粉。

本發(fā)明中，生石灰的粒度≤0.15㎜、燒損率≤2wt％。生石灰中，氧化鈣的含量≥85wt％。

然后，向上述混合原料中加入復(fù)合粘結(jié)劑，均勻混合，得到混合物料。本發(fā)明中，復(fù)合粘結(jié)劑與混合原料的質(zhì)量比為：0.05～0.2:1。

(2)制備型球

將上述步驟得到的混合物料進(jìn)行擠壓成型，得到型球。本發(fā)明中，控制擠壓成型過程的壓力為15～20mpa。

本發(fā)明采用干法冷壓成型，避免了混合物料中生石灰的消化問題，有效降低了設(shè)備和能耗的成本，并且操作起來比較方便。

(3)型球熱解

將上述步驟得到的型球送入熱解爐中進(jìn)行熱解，制備得到電石。本發(fā)明中，控制熱解爐的熱解溫度為850～950℃。并且，控制熱解的時間為27～33min。

實施例1

(1)復(fù)合粘結(jié)劑的制備

稱取88g粉煤灰、22g膠粉聚苯顆粒保溫漿料、110g肥煤，并放入混料機中均勻攪拌混合，得到復(fù)合粘結(jié)劑。

(2)制備電石

①取1000g含水量為4wt％的半焦粉，將其與1200g生石灰混合，均勻攪拌混合，得到混合原料。

②取220g復(fù)合粘結(jié)劑與混合原料混合，并均勻攪拌，得到混合物料。

③在15mpa的壓力下，將混合物料壓制成型，得到型球。型球的規(guī)格為：4㎝×3㎝×1.6㎝。每個型球的重量約為10g。

④將型球送入熱解爐中，在850℃的溫度條件下熱解30min，得到電石。

本實施例中，熱解前型球的平均抗壓強度為651n/個，熱解后得到電石的平均抗壓強度為462n/個。

實施例2

(1)復(fù)合粘結(jié)劑的制備

稱取220g粉煤灰、88g膠粉聚苯顆粒保溫漿料、132g肥煤，并放入混料機中均勻攪拌混合，得到復(fù)合粘結(jié)劑。

(2)制備電石

①取846g含水量為5wt％的半焦粉，將其與1354g生石灰混合，均勻攪拌混合，得到混合原料。

②取440g復(fù)合粘結(jié)劑與混合原料混合，并均勻攪拌，得到混合物料。

③在19mpa的壓力下，將混合物料壓制成型，得到型球。型球的規(guī)格為：4㎝×3㎝×1.6㎝。每個型球的重量約為10g。

④將型球送入熱解爐中，在900℃的溫度條件下熱解27min，得到電石。

本實施例中，熱解前型球的平均抗壓強度為578n/個，熱解后得到電石的平均抗壓強度為422n/個。

實施例3

(1)復(fù)合粘結(jié)劑的制備

稱取44g粉煤灰、22g膠粉聚苯顆粒保溫漿料、44g肥煤，并放入混料機中均勻攪拌混合，得到復(fù)合粘結(jié)劑。

(2)制備電石

①取1000g含水量為5wt％的半焦粉，將其與1200g生石灰混合，均勻攪拌混合，得到混合原料。

②取110g復(fù)合粘結(jié)劑與混合原料混合，并均勻攪拌，得到混合物料。

③在20mpa的壓力下，將混合物料壓制成型，得到型球。型球的規(guī)格為：4㎝×3㎝×1.6㎝。每個型球的重量約為10g。

④將型球送入熱解爐中，在950℃的溫度條件下熱解27min，得到電石。

本實施例中，熱解前型球的平均抗壓強度為546n/個，熱解后得到電石的平均抗壓強度為396n/個。

對比例1

①取1000g含水量為5wt％的半焦粉，將其與1200g生石灰混合，均勻攪拌混合，得到混合原料。

②取110g粉煤灰與混合原料混合，并均勻攪拌，得到混合物料。

③在20mpa的壓力下，將混合物料壓制成型，得到型球。型球的規(guī)格為：4㎝×3㎝×1.6㎝。每個型球的重量約為10g。

④將型球送入熱解爐中，在950℃的溫度條件下熱解27min，得到電石。

本對比例中，熱解前型球的平均抗壓強度為234n/個，熱解后得到電石的平均抗壓強度為178n/個。

對比例2

①取1000g含水量為5wt％的半焦粉，將其與1200g生石灰混合，均勻攪拌混合，得到混合原料。

②取110g肥煤與混合原料混合，并均勻攪拌，得到混合物料。

③在20mpa的壓力下，將混合物料壓制成型，得到型球。型球的規(guī)格為：4㎝×3㎝×1.6㎝。每個型球的重量約為10g。

④將型球送入熱解爐中，在950℃的溫度條件下熱解27min，得到電石。

本對比例中，熱解前型球的平均抗壓強度為357n/個，熱解后得到電石的平均抗壓強度為364n/個。

通過對比例和實施例可得，利用本發(fā)明的復(fù)合粘結(jié)劑制備的電石冶煉型球強度較大，在熱解爐內(nèi)的熱強度較大，粉化率低，并且可制備得到高品質(zhì)電石。

最后應(yīng)說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。