[go: up one dir, main page]

RU2669940C1 - Method of briquetting carbon reducing agents - Google Patents

Method of briquetting carbon reducing agents Download PDF

Info

Publication number
RU2669940C1
RU2669940C1 RU2017138041A RU2017138041A RU2669940C1 RU 2669940 C1 RU2669940 C1 RU 2669940C1 RU 2017138041 A RU2017138041 A RU 2017138041A RU 2017138041 A RU2017138041 A RU 2017138041A RU 2669940 C1 RU2669940 C1 RU 2669940C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coke
temperature
binder
semi
briquette
Prior art date
Application number
RU2017138041A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Владимирович Прошкин
Сергей Станиславович Жучков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
Priority to RU2017138041A priority Critical patent/RU2669940C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2669940C1 publication Critical patent/RU2669940C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L5/00Solid fuels
    • C10L5/02Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
    • C10L5/06Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02Silicon
    • C01B33/021Preparation
    • C01B33/023Preparation by reduction of silica or free silica-containing material
    • C01B33/025Preparation by reduction of silica or free silica-containing material with carbon or a solid carbonaceous material, i.e. carbo-thermal process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L5/00Solid fuels
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L5/00Solid fuels
    • C10L5/02Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
    • C10L5/06Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting
    • C10L5/10Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L5/00Solid fuels
    • C10L5/02Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
    • C10L5/06Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting
    • C10L5/10Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders
    • C10L5/14Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders with organic binders
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L5/00Solid fuels
    • C10L5/02Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
    • C10L5/06Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting
    • C10L5/10Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders
    • C10L5/14Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders with organic binders
    • C10L5/16Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders with organic binders with bituminous binders, e.g. tar, pitch
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00General methods of reducing to metals
    • C22B5/02Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/10Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by solid carbonaceous reducing agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention describes a method for briquetting carbon reducing agents, preferably brown coal or stone semi char (coke), comprising mixing binder materials with a semi char (coke), pressing and drying of briquettes, characterized in that, as binding materials, a combined binder comprising high-temperature and low-temperature components is used, the carbonaceous reductant is mixed with the high-temperature component, then a low-temperature component is added, at the same time, high-temperature components are used as bottoms of oil processing in the form of a pyrolysis resin or a catalytic gas oil in an amount of 25–30 wt. %, and as a low-temperature component, organic substances are used in the form of a solution of gluten or molasses in an amount of 70–75 wt. %.
EFFECT: technical result consists in increasing the mechanical and thermal strength of the briquette.
5 cl, 4 ex, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области технологии подготовки и производства брикетов, применяемых в качестве восстановителя для получения технического кремния и других металлургических процессов.The invention relates to the field of technology for the preparation and production of briquettes used as a reducing agent for the production of technical silicon and other metallurgical processes.

Известно техническое решение «Способ приготовления формованного материала для производства кремния» (патент RU 2151738, С01В 33/025, опубл. 27.06.2000 г.), направленное на переработку кремния, сущность которого заключается в способе получения одного из компонентов шихты. При этом шихта для производства кремния включает кварцит, древесную щепу, нефтяной кокс, древесный уголь, мелкодисперсный кремнезем и щелочное связующее, содержит мелкодисперсный кремнезем в виде пыли электрофильтров газоочистки производства кремния при следующем соотношении компонентов, масс. %: кварцит 35-45; древесная щепа 19-26; нефтяной кокс 11-15; древесный уголь 7-10; пыль электрофильтров газоочистки производства кремния 4,5-11; щелочное связующее 0,5-1,3, причем часть кремнезем-углеродсодержащей шихты представлена в виде предварительно сформованного материала в количестве 10-30% от массы шихты. Приготовление ее компонента - формованного материала включает смешение мелкодисперсного кремнеземсодержащего материала с углеродсодержащим восстановителем и щелочным связующим, формование и сушку, в качестве кремнеземсодержащего материала используют пыль электрофильтров газоочистки производства кремния, восстановителя - нефтяной кокс, на формование подают шихту следующего состава, масс. %: нефтяной кокс 55-70, пыль электрофильтров газоочистки производства кремния 25-50, щелочное связующее 3-5 и формуют материал крупностью 6-50 мм и сушат до влажности 6-8%, кроме того, на формование подают нефтекокс, содержащий фракцию не более 8 мм, в количестве не менее 70 масс. %, а на смешение подают 10-15%-ный водный раствор щелочи натрия. Однако в данном техническом решении из-за высокого содержания летучих компонентов в брикетах, полученных из брикетированной смеси, часть кремнийсодержащего сырья в виде тонкодисперсной фракции не участвует в технологическом процессе и уносится из шихты с дымовыми газами, что уменьшает реакционную способность углеродного восстановителя и снижает качество получаемого металлического кремния из рудного сырья.Known technical solution "Method for the preparation of molded material for the production of silicon" (patent RU 2151738, СВВ 33/025, publ. 06/27/2000), aimed at processing silicon, the essence of which lies in the method of producing one of the components of the charge. Moreover, the charge for the production of silicon includes quartzite, wood chips, petroleum coke, charcoal, fine silica and an alkaline binder, contains fine silica in the form of dust from gas purification electrostatic precipitators of silicon production in the following ratio of components, masses. %: quartzite 35-45; wood chips 19-26; petroleum coke 11-15; charcoal 7-10; dust electrostatic precipitators of silicon production 4.5-11; alkaline binder 0.5-1.3, and part of the silica-carbon-containing mixture is presented in the form of preformed material in the amount of 10-30% by weight of the mixture. The preparation of its component, the molded material, involves mixing finely dispersed silica-containing material with a carbon-containing reducing agent and an alkaline binder, molding and drying, dust of gas-purification electrostatic precipitators is used as a silica-containing material, the reducing agent is petroleum coke, a mixture of the following composition is fed to the molding, mass. %: petroleum coke 55-70, dust of gas purification electrostatic precipitators of silicon production 25-50, alkaline binder 3-5 and molded material with a particle size of 6-50 mm and dried to a moisture content of 6-8%, in addition, petecox containing no fraction is fed to the molding more than 8 mm, in an amount of at least 70 mass. %, and for mixing serves a 10-15% aqueous solution of sodium alkali. However, in this technical solution, due to the high content of volatile components in the briquettes obtained from the briquetted mixture, part of the silicon-containing raw materials in the form of a finely dispersed fraction is not involved in the process and is carried away from the mixture with flue gases, which reduces the reactivity of the carbon reducing agent and reduces the quality of the resulting silicon metal from ore raw materials.

Известен состав углебрикетной шихты, содержащий, масс. %: коксовую мелочь 34-36; древесные опилки 1,5-2,5; жидкое стекло 6,5-7,4; нефтяной битум 2,5-3,5; антрацитовую мелочь - остальное (а.с. SU 1546469, C10L 5/10, опубл. 28.02.1990 г.).The known composition of the briquette mixture containing, mass. %: coke breeze 34-36; sawdust 1.5-2.5; liquid glass 6.5-7.4; petroleum bitumen 2.5-3.5; anthracite trifle - the rest (a.s. SU 1546469, C10L 5/10, publ. 02.28.1990).

Недостатком такого известного состава является наличие нефтяного битума, требующего нагрева перед смешением до температуры 220-250°С и пропарки приготовленной брикетной массы острым паром с температурой 210°С, что значительно усложняет процесс брикетирования, делает его энергоемким. Все это, с учетом использования дорогостоящего жидкого стекла (до 7,4 масс. %), что повышает себестоимость брикетов.The disadvantage of this known composition is the presence of petroleum bitumen, which requires heating before mixing to a temperature of 220-250 ° C and steaming the cooked briquette mass with hot steam at a temperature of 210 ° C, which greatly complicates the briquetting process, making it energy-intensive. All this, taking into account the use of expensive liquid glass (up to 7.4 wt.%), Which increases the cost of briquettes.

Известен угольный брикет, обладающий повышенной прочностью, а также способ его изготовления (патент RU 2224007, C10L 5/02, опубл. 12.12.2001 г.). Брикет, обладающий повышенной начальной прочностью и состоящий из 100 вес. ч. угольной мелочи, 1-5 вес. ч. негашеной извести и 7-15 вес. ч. мелассы. Брикет имеет сопротивление дробимости не ниже 70% и интенсивность пылеобразования не более 20% и пригоден для применения в плавильно-восстановительном процессе получения железа. В брикете угольная мелочь содержит от 6 до 15 вес. % влаги. В брикете негашеная известь содержит частицы размерами не более 1 мм, причем доля частиц размерами не более 0,3 мм составляет не менее 50% по весу. Способ изготовления таких брикетов включает в себя операции: смешивания 1-5 вес. ч. негашеной извести со 100 вес. ч. угольной мелочи и выдерживания смеси; смешивания 7-15 вес. ч. мелассы с выдержанной смесью и их перемешивания и прямого формирования перемешанной смеси с целью получения брикетов. Способ, при котором угольная мелочь содержит от 6 до 15 вес. % влаги. Способ, при котором негашеная известь содержит частицы размерами не более 1 мм, причем доля частиц размерами не более 0,3 мм составляет не менее 50% по весу. Способ, в котором осуществляют выдерживание от 2 мин до 2 ч для превращения негашеной извести в гашеную. Способ, в котором перемешивание осуществляют в течение 2-50 мин для повышения скорости отвердения. Способ, в котором после прямого формирования не осуществляют операцию нагрева и сушки.Known coal briquette with high strength, as well as a method for its manufacture (patent RU 2224007, C10L 5/02, publ. 12.12.2001). A briquette with increased initial strength and consisting of 100 weight. including coal fines, 1-5 weight. including quicklime and 7-15 weight. including molasses. The briquette has a crushing resistance of not less than 70% and a dust generation rate of not more than 20% and is suitable for use in the smelting reduction process of producing iron. The coal fines in the briquette contain from 6 to 15 weight. % moisture. In the briquette, quicklime contains particles with a size of not more than 1 mm, and the proportion of particles with a size of not more than 0.3 mm is at least 50% by weight. A method of manufacturing such briquettes includes operations: mixing 1-5 weight. including quicklime with 100 weight. including coal fines and aging the mixture; mixing 7-15 weight. including molasses with the aged mixture and mixing them and the direct formation of the mixed mixture in order to obtain briquettes. The method in which the coal fines contains from 6 to 15 weight. % moisture. The method in which quicklime contains particles with a size of not more than 1 mm, and the proportion of particles with a size of not more than 0.3 mm is not less than 50% by weight. A method in which aging is carried out from 2 minutes to 2 hours to convert quicklime to slaked lime. A method in which stirring is carried out for 2-50 minutes to increase the curing rate. A method in which, after direct formation, the heating and drying operation is not carried out.

Недостатком данного изобретения является то, что для достижения повышенной прочности используется связующая способность сахарата кальция, образующегося в результате химической реакции между негашеной известью и мелассой. Однако химическая реакция между негашеной известью и мелассой ограничивается коротким временем нахождения в системе. Негашеная известь быстро реагирует с влагой и с мелассой, способствует отвердению ингредиентов, что препятствует равномерному распределению негашеной извести по смеси, это снижает механическую прочность и затрудняет хранение и транспортировку.The disadvantage of this invention is that to achieve increased strength, the bonding ability of calcium sugar, which is formed as a result of a chemical reaction between quicklime and molasses, is used. However, the chemical reaction between quicklime and molasses is limited by the short residence time in the system. Quicklime quickly reacts with moisture and molasses, helps to harden the ingredients, which prevents the uniform distribution of quicklime throughout the mixture, this reduces mechanical strength and makes storage and transportation difficult.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является способ получения углеродсодержащих брикетов (патент RU 2376342, C10L 5/12, опубл. 20.12.2009 г.). Способ брикетирования полукокса, преимущественно буроугольного, включает стадии подготовки исходных компонентов, смешивание, прессование, сушку и пропитку, предусматривает измельчение исходных компонентов на стадии подготовки до гранулометрического состава 0-7 мм и добавление гашеной извести с водоизвестковым отношением 3/1-5/1 с содержанием СаО от 5 до 15%, а после смешивания компонентов, прессования и сушки пропитку брикетов раствором жидкого стекла.The closest in technical solution and the achieved result is a method for producing carbon-containing briquettes (patent RU 2376342, C10L 5/12, publ. 20.12.2009). The briquetting method for semi-coke, mainly brown coal, includes the steps of preparing the starting components, mixing, pressing, drying and impregnating, involves grinding the starting components at the preparation stage to a particle size distribution of 0-7 mm and adding slaked lime with a water-lime ratio of 3 / 1-5 / 1 s CaO content from 5 to 15%, and after mixing the components, pressing and drying, the briquettes are impregnated with a liquid glass solution.

Недостатком изобретения является сложность технологического процесса изготовления брикетов и высокое содержание золы и нежелательных примесей.The disadvantage of the invention is the complexity of the technological process for the production of briquettes and a high content of ash and undesirable impurities.

Решаемой задачей изобретения является создание эффективных углеродных брикетов восстановителей на основе полукокса бурого угля, применяемых для производства кристаллического кремния и улучшающих технико-экономические показатели процесса плавки.The problem of the invention is the creation of effective carbon briquettes of reducing agents based on brown coal semi-coke, used for the production of crystalline silicon and improving the technical and economic performance of the smelting process.

При этом техническим результатом является повышение механической и термической прочности брикета.In this case, the technical result is to increase the mechanical and thermal strength of the briquette.

Технический результат достигается за счет того, что в способе брикетирования углеродных восстановителей, преимущественно буроугольного или каменного полукокса (кокса), включающем смешение связующих материалов с полукоксом (коксом), прессование и сушку брикетов, согласно заявляемому изобретению, в качестве связующих материалов используют комбинированное связующее, содержащее высокотемпературный и низкотемпературный компоненты, причем сначала смешивают углеродный восстановитель с высокотемпературным компонентом, затем добавляют низкотемпературный компонент, при этом в качестве высокотемпературного компонента используют кубовые продукты переработки нефти в виде смолы пиролиза или каталитического газойля в количестве 25-30 масс. %, а в качестве низкотемпературного компонента используют органические вещества в виде раствора клейковины или мелассы, в количестве 70-75 масс. %.The technical result is achieved due to the fact that in the method of briquetting carbon reducing agents, mainly brown coal or stone semi-coke (coke), comprising mixing binder materials with semi-coke (coke), pressing and drying the briquettes according to the claimed invention, a combined binder is used as binding materials, containing high temperature and low temperature components, wherein the carbon reducing agent is first mixed with the high temperature component, then n zkotemperaturny component, wherein the high-temperature component as used bottoms of petroleum refining or catalytic pyrolysis tar gas oil in an amount of 25-30 wt. %, and as a low-temperature component use organic substances in the form of a solution of gluten or molasses, in the amount of 70-75 mass. %

Заявляемое изобретение дополняют следующие уточняющие признаки. Соотношение смеси комбинированного связующего и полукокса (кокса) составляет 1:2.The claimed invention is supplemented by the following clarifying features. The ratio of the mixture of the combined binder and semicoke (coke) is 1: 2.

Углеродный восстановитель перед смешением его со связующим может быть измельчен до гранулометрического состава до 3 мм.Before mixing it with a binder, a carbon reducing agent can be ground to a particle size distribution of up to 3 mm.

Брикетирование углеродных восстановителей ведут под давлением 50-100 МПа.Briquetting of carbon reducing agents is carried out under a pressure of 50-100 MPa.

Сушку брикетов осуществляют при температуре 150-170°C в течение 40-60 мин.The briquettes are dried at a temperature of 150-170 ° C for 40-60 minutes.

Отличительным признаком предлагаемого изобретения является: использование в качестве связующего для углеродных восстановителей-комбинированного связующего, состоящего из органических компонентов в виде растворов клейковины, крахмала или мелассы отвечающих за механическую прочность и кубовых остатков от переработки нефти в виде смолы пироллиза или каталитического газойля, обеспечивающих прочность брикетов при высоких температурах, с последующим брикетированием на валковом или экструдерном прессе и сушкой.A distinctive feature of the present invention is: use as a binder for carbon reducing agents, a combined binder consisting of organic components in the form of solutions of gluten, starch or molasses responsible for mechanical strength and bottoms from oil refining in the form of pyrolysis resin or catalytic gas oil, providing briquettes strength at high temperatures, followed by briquetting on a roller or extruder press and drying.

Комбинированное связующее представляет собой совокупность низкотемпературных и высокотемпературных компонентов, обеспечивающих высокую прочность брикетов во всем температурном интервале использования данного восстановителя. В первую очередь в восстановитель (например, в полукокс бурого угля) добавляется связующее, обеспечивающее прочность брикета при высокой температуре (высокотемпературный компонент). Частицы углеродного восстановителя, например, на основе бурого угля, имеют высокую удельную поверхность и пропитываются сначала высокотемпературными кубовыми остатками от переработки нефти, затем к углеродному восстановителю добавляется низкотемпературный компонент - органическое связующее, которое концентрируется на поверхности частиц углеродного восстановителя. Во время сушки полученных брикетов органическое связующее схватывается, образуя прочный каркас, что обеспечивает структурную прочность брикета при транспортировке и пересылках материала по технологическим переделам. При попадании брикета на колошник руднотермической печи, например при производстве кремния, в условиях высоких температур, органическое связующее начинает выгорать, при этом начинает снижаться механическая прочность брикета. Одновременно с этим процессом начинает нагреваться высокотемпературный компонент связующего, находящийся внутри угольных частиц полукокса. В условиях высоких температур кубовые остатки от переработки нефти начинают коксоваться, образуя мостики между частицами, не давая брикету развалиться в руднотермической печи, что обеспечивает полноту протекания процесса карботермического восстановления кремния и предотвращает вынос мелких частиц восстановителя в газоход печи и его перерасход при получении технического кремния.Combined binder is a combination of low-temperature and high-temperature components, providing high strength briquettes in the entire temperature range of use of this reducing agent. First of all, a binder is added to the reducing agent (for example, brown coal semi-coke), which provides briquette strength at high temperature (high-temperature component). Particles of a carbon reducing agent, for example, based on brown coal, have a high specific surface and are first impregnated with high-temperature distillation residues from oil refining, then a low-temperature component is added to the carbon reducing agent - an organic binder that concentrates on the surface of the particles of the carbon reducing agent. During the drying of the obtained briquettes, the organic binder sets, forming a strong frame, which ensures the structural strength of the briquette during transportation and transfer of material through technological stages. When a briquette hits the top of an ore-thermal furnace, for example, during silicon production, at high temperatures, the organic binder starts to burn out, and the mechanical strength of the briquette begins to decrease. Simultaneously with this process, the high-temperature component of the binder inside the coal particles of the semicoke begins to heat up. At high temperatures, the bottoms from oil refining begin to coke, forming bridges between the particles, preventing the briquette from falling apart in the ore-thermal furnace, which ensures the completeness of the carbothermal reduction of silicon and prevents the transfer of small particles of the reducing agent to the furnace duct and its excessive consumption when producing technical silicon.

В качестве низкотемпературного компонента используют органические вещества и на общую массу брикетируемого угольного восстановителя, используют сухие растворимые вещества, такие как клейковина (мука), 15-20 масс. % в водном растворе (50-60 масс. %), либо жидкие связующие материалы, такие как патока (меласса), 70-75 масс. %. Это необходимо для обеспечения достаточной механической прочности брикета при протекании процесса плавки, исключающего переизмельчение восстановителя при транспортировке его до электропечи, что способствует его сгоранию на колошнике печи и выносу с газами. В качестве высокотемпературного компонента, обеспечивающую прочность брикетов при высоких температурах, образовывая коксовый остаток, применяют кубовые продукты переработки нефти (газойль каталитический или смола пиролиза) 25-30 масс. %. Необходимая термостойкость проявляется в устойчивости к раздавливанию и истиранию восстановителя в условиях высоких температур на колошнике печи.Organic substances are used as the low-temperature component and the total mass of the briquetted coal reducing agent is used, dry soluble substances, such as gluten (flour), 15-20 mass. % in an aqueous solution (50-60 wt.%), or liquid binders, such as molasses (molasses), 70-75 mass. % This is necessary to ensure sufficient mechanical strength of the briquette during the course of the melting process, which excludes re-grinding of the reducing agent during transportation to the electric furnace, which contributes to its combustion on the furnace top and removal with gases. As a high-temperature component, ensuring the strength of briquettes at high temperatures, forming a coke residue, bottoms products of oil processing (catalytic gas oil or pyrolysis resin) are used 25-30 mass. % The necessary heat resistance is manifested in the resistance to crushing and attrition of the reducing agent at high temperatures on the furnace top.

Способ включает смешивание углеродного восстановителя, например на основе бурого угля, который перед смешением может быть измельчен до фракционного состава до 3 мм, сначала с кубовыми остатками от переработки нефти (каталитический газойль, смола пиролиза нефти), затем добавляют органические компоненты связующего (клейковина, мука, патока, меласса), после этого шихту снова перемешивают в течение 5 минут, брикетирование проводят под давлением 50-100 МПа на валковом или экструдерном прессе, сушку ведут при температуре 150-170°C в течение 40-60 минут.The method involves mixing a carbon reducing agent, for example, based on brown coal, which can be ground before mixing to a fractional composition of up to 3 mm, first with bottoms from oil refining (catalytic gas oil, oil pyrolysis resin), then the organic components of the binder (gluten, flour) are added , molasses, molasses), after which the mixture is again mixed for 5 minutes, briquetting is carried out under a pressure of 50-100 MPa on a roller or extruder press, drying is carried out at a temperature of 150-170 ° C for 40-60 minutes.

В технологии производства брикетов, применяемых в качестве углеродного восстановителя для получения технического кремния и в других металлургических процессах, важную роль играют свойства углеродного восстановителя:In the technology for the production of briquettes used as a carbon reducing agent for the production of industrial silicon and in other metallurgical processes, the properties of a carbon reducing agent play an important role:

Реакционная способностьReactivity не менее 2,0 см3/г×сnot less than 2.0 cm 3 / g × s Удельное электросопротивлениеElectrical resistivity не менее 1,37×103 Ом×смnot less than 1.37 × 10 3 Ohm × cm Удельная площадьSpecific area 120-500 м2120-500 m 2 / g Механическая прочность на сжатиеMechanical compressive strength не менее 5,0 МПаnot less than 5.0 MPa ТермопрочностьThermal strength не менее 2,0 МПаnot less than 2.0 MPa

Примеры осуществления заявляемого способа.Examples of the proposed method.

Пример 1. Углеродистый восстановитель (полукокс бурого угля с фракционным составом до 3 мм (67-72 масс. %) сначала смешивали с каталитическим газойлем (8-10 масс. %), затем добавляли воду (15-20 масс. %) и снова перемешивали не менее 2-х минут, после этого добавляли сухую клейковину (муку 5-8 масс. %) и перемешивали в течение 5 минут.Example 1. A carbon reducing agent (brown coal semi-coke with a fractional composition of up to 3 mm (67-72 wt.%) Was first mixed with catalytic gas oil (8-10 wt.%), Then water (15-20 wt.%) Was added and again mixed for at least 2 minutes, then added dry gluten (flour 5-8 wt.%) and mixed for 5 minutes.

При снижении содержания клейковины менее 5 масс. % снижается механическая прочность брикета до критичного значения. При увеличении клейковины более 8 масс. % прочность не значительно увеличивается, при этом увеличивается содержание летучих компонентов и затраты на приобретение данного связующего.With a decrease in gluten content of less than 5 mass. % decreases the mechanical strength of the briquette to a critical value. With an increase in gluten more than 8 mass. % strength does not increase significantly, while increasing the content of volatile components and the cost of acquiring this binder.

При содержании воды в составе брикетируемой смеси менее 15 масс. %, шихта, состоящая из мелкодисперсного полукокса, плохо брикетируется, при этом значительно снижается прочность брикета. При содержании воды в угольной шихте более 20 масс. % во время брикетирования выделяется избыточная влага и увеличивается время на сушку брикета.When the water content in the composition of the briquetted mixture is less than 15 mass. %, a mixture consisting of finely divided semi-coke is poorly briquetted, while the strength of the briquette is significantly reduced. When the water content in the coal charge is more than 20 mass. % during briquetting excess moisture is released and the time for drying the briquette increases.

При снижении содержания каталитического газойля менее 8 масс. % снижается термическая прочность брикета до критичного значения. При увеличении газойля более 10 масс. % термическая прочность не значительно увеличивается, при этом увеличивается содержание летучих компонентов и затраты на приобретение данного связующего. Результаты эксперимента представлены в табл. 1.With a decrease in the content of catalytic gas oil less than 8 mass. % decreases the thermal strength of the briquette to a critical value. With an increase in gas oil more than 10 mass. % thermal strength does not significantly increase, while increasing the content of volatile components and the cost of acquiring this binder. The experimental results are presented in table. one.

Figure 00000001
Figure 00000001

Пример 2. Углеродистый восстановитель-полукокс бурого угля измельчали до фракционного состава до 3 мм (70-77 масс. %), смешивали со смолой пиролиза (8-10 масс. %), затем добавляли мелассу (15-20 масс. %), предварительно нагретую до 70°C и перемешивали в течение 5 минут.Example 2. Carbon reducing agent-semi-coke of brown coal was ground to a fractional composition of up to 3 mm (70-77 wt.%), Mixed with a pyrolysis resin (8-10 wt.%), Then molasses (15-20 wt.%) Was added, preheated to 70 ° C and stirred for 5 minutes.

При снижении содержания мелассы менее 15 масс. % снижается механическая прочность брикета до критичного значения. При увеличении мелассы более 20 масс. % прочность не значительно увеличивается, при этом увеличивается содержание летучих компонентов и затраты на приобретение данного связующего.With a decrease in molasses content of less than 15 mass. % decreases the mechanical strength of the briquette to a critical value. With an increase in molasses more than 20 mass. % strength does not increase significantly, while increasing the content of volatile components and the cost of acquiring this binder.

При снижении содержания смолы пиролиза менее 8 масс. % снижается термическая прочность брикета до критичного значения. При увеличении смолы пиролиза более 10 масс. % термическая прочность не значительно увеличивается, при этом увеличивается содержание летучих компонентов и затраты на приобретение данного связующего. Результаты эксперимента представлены в табл. 2.With a decrease in the content of pyrolysis resin less than 8 mass. % decreases the thermal strength of the briquette to a critical value. With an increase in pyrolysis resin more than 10 mass. % thermal strength does not significantly increase, while increasing the content of volatile components and the cost of acquiring this binder. The experimental results are presented in table. 2.

Figure 00000002
Figure 00000002

Пример 3. Полукокс бурого угля с фракционным составом до 3 мм (65-72 масс. %)) смешивали со смолой пиролиза (8-10 масс. %), затем добавляли мучной клейстер (20-25 масс. %) и перемешивали в течение 5 минут. Концентрация сухой муки в клейстере составляло 18%).Example 3. Brown coal semi-coke with a fractional composition of up to 3 mm (65-72 wt.%)) Was mixed with a pyrolysis resin (8-10 wt.%), Then flour paste was added (20-25 wt.%) And mixed for 5 minutes. The concentration of dry flour in the paste was 18%).

При снижении содержания мучного клейстера менее 20 масс. % снижается механическая прочность брикета до критичного значения. При увеличении мучного клейстера более 25 масс. % прочность не значительно увеличивается, при этом увеличивается содержание летучих компонентов и затраты на приобретение данного связующего. При снижении содержания смолы пиролиза менее 8 масс. % снижается термическая прочность брикета до критичного значения. При увеличении смолы пиролиза более 10 масс. % термическая прочность не значительно увеличивается, при этом увеличивается содержание летучих компонентов и затраты на приобретение данного связующего. Результаты эксперимента представлены в табл. 3.With a decrease in the content of flour paste less than 20 mass. % decreases the mechanical strength of the briquette to a critical value. With an increase in flour paste more than 25 mass. % strength does not increase significantly, while increasing the content of volatile components and the cost of acquiring this binder. With a decrease in the content of pyrolysis resin less than 8 mass. % decreases the thermal strength of the briquette to a critical value. With an increase in pyrolysis resin more than 10 mass. % thermal strength does not significantly increase, while increasing the content of volatile components and the cost of acquiring this binder. The experimental results are presented in table. 3.

Figure 00000003
Figure 00000003

Пример 4. Подготовленные по примерам 1-3 углеродные восстановители брикетировали под давлением 50-100 МПа. При давлении брикетирования менее 50 МПа снижается прочность брикета при испытании на сжатие, при давлении более 100 МПа прочность брикета повышается не значительно. Брикеты сушили при температуре 150°C-170°C в течение 40-60 минут.Example 4. Prepared according to examples 1-3 carbon reducing agents were briquetted under a pressure of 50-100 MPa. When the briquetting pressure is less than 50 MPa, the briquette strength decreases during the compression test, and at a pressure of more than 100 MPa, the briquette strength does not increase significantly. The briquettes were dried at a temperature of 150 ° C-170 ° C for 40-60 minutes.

При температуре сушки менее 150°C увеличивается продолжительность процесса сушки брикета. Увеличение температуры сушки более 170°C приводит к возгоранию брикета.When the drying temperature is less than 150 ° C, the duration of the drying process of the briquette increases. An increase in the drying temperature over 170 ° C leads to the ignition of the briquette.

При снижении времени менее 40 минут процесса сушки брикета при заданных температурах снижается механическая прочность брикета. При увеличении продолжительности сушки более 60 минут механическая прочность брикета повышается не значительно.If the time is less than 40 minutes, the drying process of the briquette at the given temperatures decreases the mechanical strength of the briquette. With an increase in the drying time of more than 60 minutes, the mechanical strength of the briquette does not increase significantly.

Claims (5)

1. Способ брикетирования углеродных восстановителей, преимущественно буроугольного или каменного полукокса (кокса), включающий смешение связующих материалов с полукоксом (коксом), прессование и сушку брикетов, отличающийся тем, что в качестве связующих материалов используют комбинированное связующее, содержащее высокотемпературный и низкотемпературный компоненты, причем сначала смешивают углеродный восстановитель с высокотемпературным компонентом, затем добавляют низкотемпературный компонент, при этом в качестве высокотемпературного компонента используют кубовые продукты переработки нефти в виде смолы пиролиза или каталитического газойля в количестве 25-30 масс. %, а в качестве низкотемпературного компонента используют органические вещества в виде раствора клейковины или мелассы в количестве 70-75 масс. %.1. The method of briquetting carbonaceous reducing agents, mainly brown coal or stone semi-coke (coke), comprising mixing binder materials with semi-coke (coke), pressing and drying the briquettes, characterized in that as the binder materials use a combined binder containing high temperature and low temperature components, and first, the carbon reducing agent is mixed with the high temperature component, then the low temperature component is added, while as a high temperature component of the component used are bottled products of oil refining in the form of a pyrolysis resin or catalytic gas oil in an amount of 25-30 mass. %, and as a low-temperature component using organic substances in the form of a solution of gluten or molasses in the amount of 70-75 mass. % 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соотношение смеси комбинированного связующего и полукокса (кокса) составляет 1:2.2. The method according to p. 1, characterized in that the ratio of the mixture of the combined binder and semi-coke (coke) is 1: 2. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что углеродный восстановитель перед смешением со связующим измельчают до гранулометрического состава до 3 мм.3. The method according to p. 1, characterized in that the carbon reducing agent before being mixed with a binder is crushed to a particle size distribution of up to 3 mm 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что брикетирование ведут под давлением 50-100 МПа.4. The method according to p. 1, characterized in that the briquetting is carried out under a pressure of 50-100 MPa. 5. Способ по п. 1 отличающийся тем, что сушку брикетов осуществляют при температуре 150-170°C в течение 40-60 мин.5. The method according to p. 1 characterized in that the drying of the briquettes is carried out at a temperature of 150-170 ° C for 40-60 minutes
RU2017138041A 2017-10-31 2017-10-31 Method of briquetting carbon reducing agents RU2669940C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017138041A RU2669940C1 (en) 2017-10-31 2017-10-31 Method of briquetting carbon reducing agents

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017138041A RU2669940C1 (en) 2017-10-31 2017-10-31 Method of briquetting carbon reducing agents

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2669940C1 true RU2669940C1 (en) 2018-10-17

Family

ID=63862505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017138041A RU2669940C1 (en) 2017-10-31 2017-10-31 Method of briquetting carbon reducing agents

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2669940C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2713143C1 (en) * 2019-05-15 2020-02-03 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Carbonaceous reducing agent for production of technical silicon and method of its production
RU2733946C1 (en) * 2019-08-02 2020-10-08 Общество с ограниченной ответственностью "Региональный инженерный центр" Fuel briquette
RU2740994C1 (en) * 2020-09-16 2021-01-22 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Carbon reducing agent for production of technical silicon and method of its production
RU2745006C1 (en) * 2020-08-10 2021-03-18 Константин Сергеевич Ёлкин Method for obtaining carbon reductant
RU2787869C1 (en) * 2022-02-09 2023-01-13 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Coal briquette and its production method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU261364A1 (en) * И. С. Левин, Т. М. Велик, Т. А. Барн кова, И. Б. Бронфин , В. М. Школьников METHOD OF BRIQUETTING SOLID FUELS
JPS51142003A (en) * 1975-05-31 1976-12-07 Fumio Yorinobu Preparing coke with high reduction power by briquetting weakly coking coal
RU2376342C1 (en) * 2008-07-09 2009-12-20 Сергей Романович Исламов Briquetting method of semi-coke
CN104673420A (en) * 2015-02-11 2015-06-03 北京乾海环保科技有限公司 Method for producing semicoke briquette coal based on dry biomass binder
CN106542514A (en) * 2016-10-18 2017-03-29 马龙县明龙焦化实业有限公司 Compound semi-coke reducing agent of the high temperature of metallic silicon and preparation method thereof and using method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU261364A1 (en) * И. С. Левин, Т. М. Велик, Т. А. Барн кова, И. Б. Бронфин , В. М. Школьников METHOD OF BRIQUETTING SOLID FUELS
JPS51142003A (en) * 1975-05-31 1976-12-07 Fumio Yorinobu Preparing coke with high reduction power by briquetting weakly coking coal
RU2376342C1 (en) * 2008-07-09 2009-12-20 Сергей Романович Исламов Briquetting method of semi-coke
CN104673420A (en) * 2015-02-11 2015-06-03 北京乾海环保科技有限公司 Method for producing semicoke briquette coal based on dry biomass binder
CN106542514A (en) * 2016-10-18 2017-03-29 马龙县明龙焦化实业有限公司 Compound semi-coke reducing agent of the high temperature of metallic silicon and preparation method thereof and using method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2713143C1 (en) * 2019-05-15 2020-02-03 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Carbonaceous reducing agent for production of technical silicon and method of its production
RU2733946C1 (en) * 2019-08-02 2020-10-08 Общество с ограниченной ответственностью "Региональный инженерный центр" Fuel briquette
RU2745006C1 (en) * 2020-08-10 2021-03-18 Константин Сергеевич Ёлкин Method for obtaining carbon reductant
RU2740994C1 (en) * 2020-09-16 2021-01-22 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Carbon reducing agent for production of technical silicon and method of its production
RU2787869C1 (en) * 2022-02-09 2023-01-13 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Coal briquette and its production method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2669940C1 (en) Method of briquetting carbon reducing agents
JP6676821B2 (en) Method of producing binder-based activated carbon with no binder
CN101280236A (en) Clean type coal and fast production method thereof
RU2528666C2 (en) Briquetted mixture for producing silicon and method for preparation thereof
RU2264435C2 (en) Coal briquettes for reductive melting process and a method for manufacture thereof
CN110093467A (en) A kind of preparation method of iron coke
CN104877727B (en) A kind of complex biological matter briquette binder and its preparation method and application
RU2655175C1 (en) Method of obtaining metallurgical briquette
CN100500803C (en) A method for preparing molded coke by using weakly caking coal as main raw material and adding binder
KR101142398B1 (en) Manufacturing method of molding coal using coal dust
CN109097084A (en) A kind of coal blending feedstock composition producing formed coke and formed coke preparation process
CN114737055B (en) High-purity composite binder for metallurgical pellets and methods of use
CN103087795A (en) Preparation method of formed semicoke for calcium carbide
CN106010707A (en) Forming method of semicoke powder and quicklime powder
RU2376342C1 (en) Briquetting method of semi-coke
GB2211512A (en) Briquetting process
RU2473672C1 (en) Method to produce briquette fuel
RU2713143C1 (en) Carbonaceous reducing agent for production of technical silicon and method of its production
RU2740994C1 (en) Carbon reducing agent for production of technical silicon and method of its production
KR20090116377A (en) Method for producing coke substitute using coke by-product and coke substitute.
JP2005053986A (en) Method for producing ferro-coke for blast furnace
SU1546469A1 (en) Method of producing fuel bricks
RU2078120C1 (en) Fuel briquet and method of fabrication thereof
JP2011032370A (en) Iron ore-containing coke and method for producing the iron ore-containing coke
RU2638260C1 (en) Method for producing metallurgical briquette