[发明专利]制备模制件的方法

说明书

本发明涉及一种在应用有机粘合剂的情况下由细粒度至中等粒度的混合料制备模制件，特别是坯块的方法。 

在高炉中用焦炭制备生铁时使用人造的块状碳载体作为载能体、还原剂和固定床的支承架，而在 法 法的熔融还原过程中是将块状煤用于此功能。在市售煤的情况下，其一定比例的粒度通常是太细，以致在固定床的透气的上部和在液态生铁和液态渣通过的固定床的下部尤其不足以起到支承架的作用。因此该细级分通过筛分与在熔融还原过程中使用的块煤分离，该筛分可在碳干燥前和/或干燥后进行。煤经干燥的细级分例如可用压块法转变成粗块状，由此可供在熔融还原过程中与块煤等值的利用。为得到适于压块的粒度，在实施压块前可能需要使筛出的细粒或用于压块的煤任选地通过压块机。由压块机出来的煤砖依所用粘合剂的种类通常需经后处理(冷却或加热)或经一定的停留时间，以形成强度。随后可使其适于输送和进入料仓，并可用于所述方法的熔融还原过程中。 

对含有机粘合剂如煤焦油沥青(或石油沥青)的石煤进行压块的常用方法主要在于，对煤的粒度和湿度进行预处理，接着混入粘合剂并同时应用新鲜蒸汽，以调节所需混合温度。在加入新鲜蒸汽下约在90-100℃捏合该混合物。从混合物中去除蒸汽(entwrast)，以降低湿度，这时抽出蒸汽和气体。在下一步中制备煤砖。 

其缺点主要是，在除蒸汽时会随蒸汽带出有机的有害物质，其也称为汽提效应。在以煤焦油沥青作为有机粘合剂的情况下，该有机有害物质含致癌类的化合物。由于其对工作人员和维护人员的危害风险，所以用煤焦油沥青作为粘合剂的应用在欧洲是严格受限或禁止的(如德国的TRGS 551)。因此在石煤压块(家用燃烧煤块)中用石油沥青或糖蜜(Melasse)代替煤焦油沥青。 

与家用燃烧时的情况不同，用于熔融还原过程的煤砖除具有机械特性之外还应具有足够的冶金特性，如耐热冲击性、热机械耐性和对CO₂有小的反应活性。 

但现有技术(如WO 02/50219、WO/020555和WO 2005/071119)的用 糖蜜粘结的煤砖由于市售类的高碱含量和在此情况下在压块时所需的石灰添加剂，其对热的CO₂气极不稳定。因此在熔融还原过程中使用较大量的这类煤砖需通过较大量的具有优良冶金特性的块煤和/或冶金焦炭进行补偿。 

虽然用石油沥青作为粘合剂制成的煤砖通常适合于熔融还原过程的冶金要求，即其活性特性处于用糖蜜和用煤焦油沥青粘结的煤砖之间，但由于石油价格高，此方案现无吸引力。 

在可以较低价得到煤焦油沥青而石油和糖蜜为进口物料因而大量生产炼焦煤的国家中，应用煤焦油沥青作为粘合剂有特别好的经济优点。 

由此应考虑，用煤焦油沥青粘结的煤砖具有无需在加料碳混合物中添加较贵的成分如冶金焦炭和/或块状半炼焦煤或炼焦煤的可能性。 

另一方面，近来甚至在亚洲发展中国家也确立了提高的环境意识或安全意识，采用了欧洲的标准。在这些国家运行用煤焦油沥青作为粘合剂的制煤砖装置的批准也仅在有机的有害物质的排放得到可靠抑制情况下才有可能。 

抑制有机的有害物质的排放意指该装置需在对环境呈基本封闭的条件下运行。在装置内部必须相对于环境呈负压。为保持负压所抽吸的气量需经湿式或干式除尘，该经除尘的气体要经随后的热处理脱除有机残余物。在湿式除尘情况下，废水要经相应处理。废水净化产生的滤渣需经合适处置。但这用通常的方法不能经济性地实现，因为在此情况下，由湿法除尘设备会产生大量的经污染的冷凝物或废水。 

因此本发明的目的在于提供一种用于制备模制件的方法，其可排除有机物的危害并仍可使用多种粘合剂。 

本发明的目的是通过权利要求1的特征部分实现的。由于块状混合料的加热工艺步骤与与粘合剂的进一步混合分开，所以可避免排气和从而避免蒸汽被对健康有害的有机物所污染，以致无需复杂的和昂贵的废气处理。 

为可实现特别是在使用有机粘合剂情况下符合现今环境标准的制备模制件如煤砖的方法，首先需避免载有有机物或有害物质的水蒸汽排放或避免在所述水蒸汽冷凝时产生污染的废水。 

这可通过将方法分为两个基本相互隔离的工段来确保。在第一工段 中加热不含粘合剂的混合料，以致如果蒸汽或冷凝物排入环境，其也是未受粘合剂中的有机有害物质所污染。 

在本发明方法的一个特别方案中，在第二工段中的混合时该混合料和粘合剂的温度基本保持恒定。由于前面的加热仅需补偿微小的温度损失。