用于煤细粉聚集的方法与流程

专利2022-05-09  108



1.本申请涉及细粉煤颗粒的聚集。


背景技术:

2.细粉煤颗粒,包括含有大部分直径小于0.15mm或更小的超细粉的煤,在商品煤的材料输送方面带来了困难。此类细粉煤颗粒可能在斜槽和料仓中输送时造成困难,带来了环境顾虑(如粉化顾虑),并且可能干扰冶金炼焦中的气体吸收系统。为了解决由细粉煤颗粒带来的问题,将细粉颗粒聚集成更大直径的聚集体是所希望的。
3.此种聚集通常包括压力辊压缩,也称为压块,或用热干燥的煤细粉挤出。为了将颗粒牢固地粘合在一起,在聚集之前已经添加了粘合剂材料。在这种情况下,需要固化这些聚集体。
4.还提出了通过与粘合剂混合将呈浆料或粉末形式的细粉颗粒团聚以产生弱地保持在一起的颗粒,称为团聚体。根据水含量,将团聚体从水中筛选出或进行圆盘或盘造粒。例如,美国专利号3,637,464披露了通过将液烃添加至细粉的水性分散体中并搅拌混合物来团聚煤细粉以形成尺寸增大的团聚体。这些团聚体被相分离并且在热干燥器中干燥。
5.美国专利号4,830,637披露了通过在销式混合器中混合脱水的煤细粉和来自热干燥器旋风分离器的再循环细粉煤以形成团聚体来增加煤产品的尺寸分布,这些团聚体被进一步干燥至预期的水分含量。在销式混合器中添加粘合剂。
6.美国专利号3,655,350披露了通过在混合容器中将加热的煤焦油沥青粘合剂喷涂到水分含量为约12%至约30%的煤细粉颗粒上,随后进行造粒并干燥来生产球状煤球团。
7.国际公开wo 90/10052描述了不使用粘合剂的压块方法。此方法包括在75至200摄氏度的温度范围内干燥湿煤,在30,000至50,000psi的压力范围内压缩干燥的材料,以及冷却型煤。
8.现有技术披露了由细粉煤颗粒生产聚集体或团聚体的方法。由于团聚体的强度弱,现有技术的团聚技术尚未完全商业化。尽管现有技术的聚集技术提供了足够的聚集体强度以减少煤颗粒在材料输送期间降解回较小颗粒的可能性,但是需要热干燥阶段,一个是在聚集之前的材料准备时,以及另一个是在聚集之后的固化时,导致此类方法不太经济。进一步改善细粉煤颗粒的聚集是所希望的。


技术实现要素:

9.根据一个方面,提供了一种聚集煤浮选精矿中的煤细粉的方法。该方法包括将浮选精矿脱水以降低水分含量并且提供脱水的浮选精矿,将脱水的煤浮选精矿与粘合剂混合以提供混合物,以及在压力下压实该混合物以提供聚集的煤细粉的生坯。
10.所得生坯具有对于利用典型的商业运输和运送方法进行输送来说足够的强度。利用本文的方法,聚集前湿煤的热干燥和聚集后生坯的热干燥都不是必需的。
附图说明
11.现在将参考附图,仅通过举例来描述本申请的实施例,在附图中:
12.图1是说明用于聚集煤浮选精矿中的煤细粉的方法的简化流程图。
具体实施方式
13.为了说明的简单性和清楚性,阐述了很多细节以提供对本文描述的实例的理解。这些实例可以在没有这些细节的情况下实践。在其他情况下,没有详细描述众所周知的方法、程序和组成部分,以避免模糊所描述的实例。该描述不应被认为限于本文描述的实例的范围。
14.本披露总体上涉及一种聚集煤浮选精矿中的煤细粉的方法。该方法包括将煤浮选精矿脱水以降低水分含量并且提供脱水的浮选精矿,将脱水的煤浮选精矿与粘合剂混合以提供混合物,以及在压力下压实该混合物以提供聚集的煤细粉的生坯。
15.在商品煤中,存在细粉煤颗粒,并且特别是含有大部分直径约0.15mm或更小的超细粉的煤是不希望的。已经提出将此类细粉煤颗粒聚集成更大直径的聚集体。然而,聚集颗粒的足够强度是希望的,以减少煤颗粒在材料输送期间降解回较小颗粒的可能性。
16.在图1中示出了说明用于聚集煤浮选精矿中的煤细粉的方法的流程图。与参考图1示出的或描述的步骤相比,该方法可以包括额外的或更少的步骤。
17.在102将浮选精矿(其是具有直径0.5mm或更小的粒度的煤细粉的浆料)脱水以将水分含量降低至按重量计低于30%,提供脱水的浮选精矿。将具有0.5mm或更小的粒度的浮选精矿脱水以将水分含量降低至在按重量计约15%至按重量计约28%的范围内的含量。任选地,脱水可以利用筛网沉降离心进行。可替代地,脱水可以利用其他离心技术或利用真空盘式过滤器进行。
18.脱水后,在104将脱水的浮选精矿与粘合剂混合以提供混合物,例如,利用搅拌混合器。粘合剂可以是产生颗粒之间的粘合强度的液体或固体。然而,一些固体或半固体粘合剂,包括焦油、沥青、水泥、粘土、淀粉等,含有显著量的不可燃材料。因此,当最终的聚集的煤产品燃烧时,这些粘合剂中的一部分或这些粘合剂的全部作为杂质剩余。聚合物有机粘合剂,其通常含有可忽略量的杂质,可以是以按重量计约5%或更少的用量使用,以在颗粒之间提供足够的粘合强度。此类粘合剂可以提供在水的存在下的防水性或改善的抗降解性,以及压实后所得生坯的改善的塑性。在一个实例中,来自爱森加拿大公司(snf canada)的聚合物粘合剂(flodri dp/bq 87或dp/gbr 5027)可以利用粘合剂定量设备(如用于液体形式粘合剂的喷雾系统、用于粉末形式粘合剂的螺旋进料器或其组合(例如,当使用两种不同形式的粘合剂时))添加。粘合剂可以是以从按重量计约0.2%至按重量计约5%的用量添加。
19.在106然后使混合物经受压实以产生生坯,如圆柱形球团。混合物可以通过在造粒挤出机中挤出来压实。包括用于脱气的真空系统的挤出机可以是有利的。一种合适的挤出机是从斯蒂尔公司(j.c.steele&sons,inc.)可获得的多孔造粒挤出机。混合物可以在约500psi或更高的压力下压实。例如,挤出可以使用从约200psi至约1000psi的压力进行。
20.如上所指出,粘合剂提供了压实后所得生坯的改善的塑性。此外,粘合剂可以提供在水的存在下的改善的抗降解性。例如,flodri dp/gbr 5027提供了在水的存在下此种改
善的抗降解性。改善的塑性导致生坯具有足够的强度,使得不需要热固化来增加强度。此外,在水的存在下的抗降解性进一步降低了生坯在材料输送期间降解回较小颗粒的可能性。
21.压实产生例如直径约12mm至约25mm的生坯。在108可以将生坯任选地在大气中固化以改善强度。生坯还可以在热干燥器中干燥,以便增强固化以及控制最终水分。然而,由于压实后生坯的塑性,与利用现有技术的技术生产的型煤或球团相比,生坯在固化前破碎为更小颗粒的可能性更小。因此,生坯可以在没有固化的情况下运输和运送。
22.提供了以下实例来进一步说明本发明的实施例。这些实例旨在仅是说明性的并且不旨在限制本发明的范围。实例1
23.以下实例展示了用于提供聚集的煤细粉坯的参数。
24.在此实例中,使用真空过滤器将具有78%的水分含量以及负32目泰勒筛尺寸的粒度的浮选精矿脱水。通过脱水将水分含量降低至按重量计28%以产生脱水的浮选精矿,称为滤饼。然后将滤饼放入搅拌混合器中,并且将由爱森加拿大公司提供的聚合物液体粘合剂flodri dp/bq 87以按重量计0.3%添加至滤饼中。混合10分钟后,使用从斯蒂尔公司可获得的多孔16mm直径造粒挤出机挤出混合物,以产生生球团。挤出后,生球团的抗压强度是2.25kgf。将生球团在大气中干燥。干燥24小时后,水分含量低于2%。强度超过4.8kgf,这适用于利用典型的商业运输和运送方法进行输送。出于证明目的,将生球团在对流烘箱中在40摄氏度下干燥24小时以提供固化的球团。固化的球团的抗压强度超过6kgf。此实例示出了聚集并固化的煤坯的生产,该煤坯具有适用于利用典型的商业运输和运送方法进行输送的强度。实例2
25.以下实例展示了更低的水分含量和更粗的粒度分布对用于聚集煤细粉的方法的影响。
26.在此实例中,将来自炼钢煤加工厂的具有负16目泰勒筛尺寸的粒度的煤细粉脱水至按重量计18%的水分含量以产生滤饼。然后将滤饼放入搅拌混合器中,并且将由爱森加拿大公司提供的聚合物液体粘合剂flodri dp/bq 87以按重量计0.5%添加至滤饼中。混合10分钟后,使用从斯蒂尔公司可获得的多孔16mm直径造粒挤出机挤出混合物,以产生生球团。
27.由于更低的水分含量和更粗的粒度分布,与以上实例1中生产的生球团相比,预期具有更好的抗压强度和抗性的生球团。然而,在挤出期间出现频繁管线堵塞问题。在挤出之前引入了包括更长混合时间的强烈剪切步骤,以将饼的流体特性从膨胀性(剪切增稠)变为假塑性(剪切稀化)。堵塞问题减少并且产生了生球团。观察到,炼钢煤的流变特性(即膨胀性和塑性)由于剪切步骤期间的尺寸减小而降低。实例3
28.以下实例展示了粘合剂选择和球团尺寸对用于聚集煤细粉的方法的影响。
29.在此实例中,使用无孔转鼓离心机将具有78%的水分含量以及负32目泰勒筛尺寸的粒度的浮选精矿脱水。通过脱水,水分含量降低至按重量计24%以产生脱水的浮选精矿,称为离心饼。然后将离心饼放入搅拌混合器中,并且将由爱森加拿大公司提供的聚合物液
体粘合剂flodri dp/gbr 5027以按重量计2.5%添加至离心饼中。在混合1

2分钟后,使用从斯蒂尔公司可获得的多孔19mm直径造粒挤出机挤出混合物,以产生生球团。挤出后,生球团的抗压强度超过4kgf,这对于利用典型的商业运输和运送方法进行输送来说是足够的强度。出于证明目的,将生球团在大气中干燥。干燥24小时后,水分含量低于2%。强度超过6kgf。还将生球团在对流烘箱中在40摄氏度下干燥24小时,以提供具有按重量计低于1%的水分的固化的球团。固化的球团的抗压强度超过9kgf。此实例示出了具有适用于利用典型的商业运输和运送方法进行输送的足够强度的聚集的生煤坯的生产。
30.实例3中生产的生球团仅在大气中干燥后具有超过6kgf的足够的强度。虽然进一步固化增加了抗压强度,但生球团展现出对于利用典型的商业运输和运送方法进行输送来说足够的强度。因此,在没有固化的情况下,生球团的足够的强度是可达到的。
31.有利地,脱水、与粘合剂混合、随后压实以产生生坯(然后将其干燥)的方法产生聚集的煤坯,该聚集的煤坯具有对于利用典型的商业运输和运送方法进行输送来说改善的强度。
32.在前面的描述中,出于解释的目的,列出了很多细节,以便提供对本申请的实施例的透彻理解。然而,对本领域技术人员显而易见的是不需要这些具体细节来实践本申请。
33.本发明的上述实施例仅旨在作为实例。本领域技术人员可以对具体实施例进行改变、修改和变型。因此,权利要求书的范围不应受在实例中列出的实施例的限制,而是应当被给予与整个描述一致的最宽泛的解释。

技术特征:
1.一种用于聚集煤浮选精矿中的煤细粉的方法,该方法包括:将该煤浮选精矿脱水以降低水分含量并且提供脱水的浮选精矿;将该脱水的浮选精矿与粘合剂混合以提供混合物;以及在压力下压实该混合物以提供聚集的煤细粉的生坯。2.如权利要求1所述的方法,其中,脱水包括脱水以将水分含量降低至按重量计低于30%。3.如权利要求1或权利要求2所述的方法,其中,混合包括将该脱水的煤浮选精矿与聚合物粘合剂混合。4.如权利要求1或权利要求2所述的方法,该方法包括干燥该生坯以进一步降低聚集的煤的水分含量。5.如权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,压实包括挤出该混合物。6.如权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,压实包括在500psi或更高的压力下挤出该混合物。7.如权利要求1至6中任一项所述的方法,其中,压实包括在从200psi至1000psi的压力下挤出该混合物。8.如权利要求1至7中任一项所述的方法,该方法包括将该生坯干燥至按重量计6%或更低的水分含量。9.如权利要求1至8中任一项所述的方法,该方法包括在大气或热干燥器中干燥该生坯。10.如权利要求1至9中任一项所述的方法,其中,压实包括挤出以形成直径约12至约25mm的生球团。11.如权利要求10所述的方法,该方法包括干燥以提供直径约12至约25mm的干燥球团。12.如权利要求1至11中任一项所述的方法,其中,煤细粉具有直径0.5mm或更小的粒度。13.如权利要求1至11中任一项所述的方法,其中,煤细粉具有直径0.15mm或更小的粒度。14.如权利要求1至11中任一项所述的方法,其中,压实包括挤出以形成生球团。15.一种聚集的煤细粉坯,其是通过如权利要求1至14中任一项所述的方法生产的。
技术总结
一种聚集煤浮选精矿中的煤细粉的方法,该方法包括将该煤浮选精矿脱水以降低水分含量并且提供脱水的浮选精矿,将该脱水的浮选精矿与粘合剂混合以提供混合物,在压力下压实该混合物以提供聚集的煤细粉的生坯,该生坯具有对于利用典型的商业运输和运送方法进行输送来说足够的强度。说足够的强度。说足够的强度。


技术研发人员:郑宰洹 杰森
受保护的技术使用者:泰克煤业有限公司
技术研发日:2019.09.24
技术公布日:2021/6/29

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