[发明专利]焦粉粘合剂，适用于密闭电石炉生产的焦球及其制备方法，密闭电石炉电石生产方法

说明书

本发明公开了一种焦粉粘合剂，由玉米淀粉，密闭电极糊，石油焦，煤焦油，增碳剂按一定比例组成。本发明还公开了用该焦粉粘合剂制备焦球的方法，包括以下步骤：a、将焦粉和焦粉粘合剂按比例投料；b、加湿加温至控制指标；c、压制成型；d、烘干。本发明还公开了一种密闭电石炉电石生产方法，其特征在于掺用本发明的焦球，掺用量占上炉碳材总质量的50～60％。本发明的优点是：1)制备的焦球对加工原料的固定碳、挥发分、灰分的影响很小或没有影响，且所得焦球的粒度、冷强度、热强度、抗水性都能够完全满足电石生产的需要，实现电石生产中焦球总质量占上炉碳材总质量的50％以上的高掺用比例；2)焦球压制工艺简单，制球成本低。

技术领域

本发明涉及一种电石生产工艺，尤其是一种电石生产中焦粉的回收利用方法。

背景技术

电石生产的主体设备为电石炉，密闭电石炉是指电石生产的电化学反应在密闭的容器中进行，外部的空气不能进入反应器内，电石的生产过程是将焦炭与石灰石按一定比例加入炉内，通过三相电极通电产生电热后反应生成碳化钙产品。

焦炭是电石生产的重要原料，在炉料中用作还原剂，焦炭的粒度对电石生产影响很大，粒度一般以15～40mm为宜。但在焦炭运输、储存和使用过程中，会出现粉化，形成一定量的焦炭粉末，简称焦粉。焦粉的粒度通常小于5mm，其质量一般占总量的10～20％。由于焦粉的粒度、强度、硬度等方面都达不到电石生产工艺的要求，因而只能用作电煤或作其它民用，甚或丢弃，这不仅没有充分体现其固有价值，还会造成环境污染。在能源急剧紧张的今天，更是严重的资源浪费。如果能把这些焦粉制成焦球重新用于电石生产，无疑可节约成本，节约资源。

电石生产对原料焦炭的各项理化性质有非常严格的要求，此前有不少企业为提高筛下物的利用价值，尝试将焦粉和粘合剂混合压球后再利用，目前已有再生焦球可用于黄磷生产的成功报到，但都因为焦球指标达不到电石生产要求，特别是热态下的热稳定性和抗压强度无法满足电石生产工艺的要求，对电石生产影响太大，或掺用比例太低没有实际经济价值而放弃。

发明内容

为实现焦粉压球后可用于电石生产，近年来，我们一直在如何突破焦粉压球技术瓶颈方面进行考察、研发、跟踪、实验、生产，终于成功开发出焦粉压球专用粘合剂。

本发明所采用的技术方案是：焦粉粘合剂，由以下质量百分比含量的各组分组成：玉米淀粉56～64％，密闭电极糊18～22％，石油焦8～12％，煤焦油4～6％，增碳剂4～6％。

发明人认为，焦粉造球再利用的最大技术瓶颈在于目前没有一种粘合剂既能保证所需焦球尺寸下的足够的粘合强度，而同时又能够使焦球具备符合电石生产工艺所需要的热稳定性、固定碳、适宜的挥发分、足够的热强度、冷强度和抗水性。简单的讲，使用任何粘合剂都会对焦粉的固定碳、挥发分、灰分造成不利影响，但是如果不加入足够的粘合剂又无法保证足够的粘合强度，从而对焦球的热强度、冷强度和抗水性造成不利影响。这使得这项研究进入困境。

早期发明人对此做了很多研究，包括在无机粘合剂、高分子粘合剂、树脂类粘合剂的基础上进行改进，但最终都以失败告终，主要原因是新组分的加入导致粘合剂固有的粘合性显著降低。最终发明人确定以玉米淀粉为主体成分，并发现配合一定比例的密闭电极糊、石油焦、煤焦油、增碳剂，既能够保证粘合剂的粘合性能不受到明显影响，又能够维持焦球的热稳定性、固定碳，稳定挥发分和提高热强度。实验证明，产物焦球虽尚不能完全替代焦炭，但已实现焦球总质量占上炉碳材总质量的50％以上的高掺用比例下不会对电石生产造成影响，这已经是本领域的极大技术进步。

经实验证明，使用本发明的焦粉粘合剂压制的焦球可达到如下技术指标：

1、粒度：15～40mm；

2、固定碳：在加工原料焦粉的基础上下降0.5～1％；

3、挥发分：在加工原料焦粉的基础上上升0.5～1％；

4、灰分：相对于加工原料焦粉不会增加；