[发明专利]一种利用化工废弃物制备高强度炼铁用焦炭的方法

说明书

本发明提供一种利用化工废弃物制备高强度炼铁用焦炭的方法，利用预研磨，混料，加压造粒，表面喷涂，滚动粘结，烘干硬化，高温炼焦手段制备高强度炼铁用焦炭，尤其是利用含碳废弃物粘结剂在加热炼焦过程中析出液相对焦粉的粘结作用，以及表面黏连的焦粉在加热过程中减少造粒物料表面的烧损，实现焦粉等化工废弃物高价值再利用，改善焦炭强度质量。经过高温干馏装置炼焦后得到的焦炭抗碎强度M₄₀≥91.2％，耐磨强度M₁₀≤5.5％，反应后强度CSR≥67％，均达到高炉炼铁用焦炭一级标准，实现炼铁高炉原料供应。

技术领域

本发明属于煤化工技术领域，特别涉及一种利用化工废弃物制备高强度炼铁用焦炭的方法。

背景技术

在炼焦、推焦、熄焦及转运焦过程中都会产生大量焦粉尘。由于这些焦粉尘粒度小，用于炼铁生产会影响高炉的透气性，甚至导致高炉出铁困难，因此钢铁、焦化企业一般利用布袋除尘将这些废弃物收集处理，主要以普通的燃料应用在烧结、耐火领域。煤粉经1100～1150℃高温干馏后得到焦粉被用作为普通燃料，利用价值低，经济性欠缺。为此，需要找到一种将这些焦粉高附加值再利用方法，进而在保证高炉原料需求的同时，提高焦粉利用的经济性能。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用化工废弃物制备高强度炼铁用焦炭的方法，利用预研磨，混料，加压造粒，表面喷涂，滚动粘结，烘干硬化，高温炼焦手段制备高强度炼铁用焦炭，尤其是利用含碳废弃物粘结剂在加热炼焦过程中析出液相对焦粉的粘结作用，以及表面黏连的焦粉在加热过程中减少造粒物料表面的烧损，实现焦粉等化工废弃物高价值再利用，改善焦炭强度质量，实现炼铁高炉原料供应。

为了实现发明目的，本发明的技术方案为：

一种利用化工废弃物制备高强度炼铁用焦炭的方法，利用预研磨、混料、加压造粒、表面喷涂、滚动粘结、烘干硬化、高温炼焦手段制备高强度炼铁用焦炭，具体步骤如下：

(1)预研磨处理：分别将焦粉、煤粉、粘结剂通过粉碎研磨机研磨过筛至1mm及以下；

(2)混料处理：通过混料机将研磨后的焦粉、煤粉混合0.5～4h，混料中煤粉质量占比为30％～80％，焦粉质量占比为20％～70％，干料混合完成后，依次添加质量占比为1％～5％的水和1％～8％的粘结剂，继续混料0.5～4h；

(3)加压造粒：利用造粒设备对混匀好的物料进行加压造粒，施加压力5～20MPa，成型物料最短轴径≥25mm；

(4)表面喷涂：造粒后的物料表面喷涂占物料质量比为1％～2％的液态焦油，焦油灰分≤0.5％，水分≤5.0％；

(5)滚动粘结：将表面喷涂焦油的粒状物料置于装有焦粉的旋转圆盘中，随着粒状物料在旋转圆盘中的匀速滚动，通过表面喷涂粘结剂使焦粉黏连在粒状物料外表面；

(6)烘干硬化：将表面粘结焦粉的粒状物料置于烘箱中40～70℃烘干，表面板结、硬化；

(7)高温炼焦：将烘干硬化后的物料置于密封的石墨坩埚中，石墨坩埚置于高温干馏装置中，或物料直接置于氮气气氛保护的高温干馏装置中，高温干馏装置升温至850～1150℃，保温5～21h。

进一步的，所述焦粉为炼焦、熄焦、转运焦过程中产生的焦粉尘中的一种或者几种，焦粉挥发分≤2.0％，灰分≤13.0％，硫份≤0.85％。

进一步的，步骤(1)、(2)中的煤粉种类包括气煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤中的一种或多种，煤粉挥发分≤24.0％，灰分≤11.0％，硫份≤0.75％。

进一步的，步骤(1)、(2)中的粘结剂为沥青尾料、废树脂化工废弃物中的一种或多种混合物，常温条件下为固态，利于与煤粉、焦粉固体物料均匀混合，化工废弃物软化点≤140℃，灰分≤0.5％，水分≤5.0％。