[发明专利]一种复合煤粉改性剂、使用该复合煤粉改性剂制备的改性煤及该改性煤的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及配煤炼焦技术领域，具体涉及一种复合煤粉改性剂、使用该复合煤粉改性剂制备的改性煤及该改性煤的制备方法。

背景技术

世界煤炭资源虽然丰富，但是炼焦用煤资源非常有限。因此，节约使用和扩大炼焦用煤的范围受到国内外广泛重视。随着我国钢铁工业的快速发展和高炉大型化，对焦炭需求量和质量的要求也随之提高。2012年我国铁、钢产量分别为6.8亿吨、7.2亿吨，焦炭产量4.43亿吨，折合炼焦用原煤约6亿吨。我国煤炭资源虽然丰富、煤种齐全，但存在经济可采储量少（截至2004年底探明的经济可采储量约1145亿吨），优质炼焦用煤短缺、而且强黏结性煤稀缺，在建和可供建井的储量中，高挥发性弱黏结煤占47%，在尚未利用的炼焦煤资源中占51.4%。 受开采条件和运输能力的限制，国内的产量已经不足以满足我国焦炭的消费需求。为此，2009年以来每年不得不进口高价炼焦煤4500万吨以上，以满足我国钢铁行业快速发展的需求。因而，开发扩大炼焦煤资源、增大高挥发性弱黏煤，不黏煤，甚至无烟煤在炼焦配煤中的用量成为炼焦研究人员的重要课题。

在我国的煤炭资源中，变质程度较低的长焰煤、不黏煤和弱黏煤，以及变质程度较高的无烟煤由于在单独炼焦时不软化、不熔融、黏结性差或胶质层厚度薄等原因不能生成块状焦炭，一般不作炼焦用煤，以上煤种统称为非炼焦煤。以不黏煤、长烟煤和褐煤最多，各占我国总资源量的16%，15%和13%，无烟煤占11%。分布地域广、价格便宜，而且灰分、硫分低。开发将变质程度较高的无烟煤和变质程度较低的不黏煤、弱黏煤等应用于炼焦生产，不但能降低炼焦成本，而且可扩大炼焦用煤资源，符合我国资源长期发展战略。

我国很多学者对无烟煤、不黏煤和弱黏煤在炼焦中的配入条件、用量、粒度对焦炭质量的影响等方面做了研究，众多研究表明在配煤炼焦中添加3%～5%无烟煤或添加少量的不黏煤或弱黏结性煤不会影响焦炭的质量，焦炭质量基本符合要求。近期，国内外在着力于开发扩大弱黏结性甚至无黏结性煤配入比例的炼焦新工艺研究方面主要包括：开发捣固炼焦技术、配型煤炼焦技术、煤调湿技术、选择性粉碎等新工艺。在这些研究中，煤调湿是装炉煤水份控制工艺，是炼焦用煤的预处理技术；选择性粉碎是针对不同的煤种选择性的调整粒度，没有改变煤的成分和性能；捣固炼焦虽然能利用部分弱黏煤和高挥发性煤，由于捣固率低、规模较小。我国宝钢为了配入一些弱黏结煤，同时满足4000m³以上大型高炉焦炭质量的需要，从日本引进配型煤炼焦技术，通过多年实践，取得了一些效果。而在传统配煤炼焦中直接配入非炼焦煤的用量都很有限，大量使用上述煤种则还没有很好的解决办法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题就是提高褐煤、无烟煤、不黏煤、弱黏煤和长烟煤的黏结性和结焦性，增加这些煤种在炼焦配合煤中的质量百分比，降低炼焦的成本。

为了解决上述问题，

本发明提供一种复合煤粉改性剂，其组分及质量百分比含量为：苯乙酸0.1-10%，硼砂0.1-25%，氧化硼0.1-30%，硼酸30-50%，十二烷基苯磺酸钙0.1-10%，N-酰基谷氨酸盐0.1-15%，粉末聚乙烯0.1-10%，无规聚丙烯0.1-20%，钠基膨润土或/和钙基膨润土0.1-5%，铁精矿粉0.1-15%。

本发明又提供一种使用上述复合煤粉改性剂制备的改性煤，其组分及质量百分比含量为：复合煤粉改性剂0.01-3%，非炼焦煤97-99.99%。

本发明还提供一种改性煤的制备方法，把复合煤粉改性剂磨成粉、非炼焦煤粉碎，将非炼焦煤和复合煤粉改性剂放入反应器内充分混合、反应，反应器内温度控制在25-300℃内，反应时间控制在30分钟以上。

上述的非炼焦煤为褐煤、无烟煤、长烟煤、不粘煤和弱黏煤中的任何一种或多种的混合物。

上述改性煤的制备方法中，复合煤粉改性剂的粒度≤0.125mm；非炼焦煤的粒度≤3mm。

上述改性煤的制备方法中，所述的反应器为带自动加热装置的混料机。

把改性煤与炼焦煤一起破碎、混合组成炼焦配合煤、装入炼焦炉按常规生产工艺炼焦，炼出焦炭。该焦炭的冷态指标：抗碎强度（M25）≥88%、耐磨强度（M10）≤8.5%；其热态指标：反应性（CRI）≤35%、反应后强度（CSR）≥50%。焦炭各项指标均可达到国家冶金焦炭质量标准《GB/T1996-2003》的标准。所说的炼焦煤为焦煤、肥煤、气煤、瘦煤中的一种或多种。