本研究主要的目的為采用煙煤、無(wú)煙煤、石油焦為原料,通過(guò)冷成型、熱成型加工制備出成分以及理化性能適宜的煤基還原劑。對(duì)于工業(yè)硅還原劑雜質(zhì)含量有嚴(yán)格限制的問題,利用浮選與磁選方案脫灰脫鐵,通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)選擇最佳的脫灰脫鐵的實(shí)驗(yàn)條件。使其灰分含量、鐵含量、比電阻、固定碳、冷熱強(qiáng)度等性能達(dá)到或者接近于木炭的使用性能。主要內(nèi)容有①根據(jù)云南、貴州等省份豐富的煤炭資源,選取不同區(qū)域的煤種進(jìn)行洗煤、選煤實(shí)驗(yàn),主要研究方法為:浮游選煤、磁選除鐵等。最終達(dá)到浮選脫灰率為:云南煙煤脫灰率58.31%,除鐵率73.79%;無(wú)煙煤脫灰率51.36%,脫鐵率64.69%。最終磁選脫鐵率為65.17%�；曳趾颗c鐵含量均達(dá)到工業(yè)硅還原劑對(duì)于雜質(zhì)的要求。②冷成型及熱成型:冷成型為通過(guò)有機(jī)或者無(wú)機(jī)粘結(jié)劑將煤與其他炭質(zhì)原料粘結(jié)在一起,按照國(guó)標(biāo)測(cè)定強(qiáng)度,Na2Si03含量在6%的條件下,制成的型煤抗壓強(qiáng)度為6MPa。熱成型為通過(guò)煙煤高溫焦化產(chǎn)生的具有粘性的膠質(zhì)體通過(guò)配煤將配合煤粘連在一起結(jié)焦炭化成型,制成的型焦最高強(qiáng)度出現(xiàn)在煙煤含量為60%時(shí),轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度分別為90.08%與9.89Mpa,最佳成形粒度為0.16~0.15mm,最佳成焦溫度為800℃。其中冷成型只是作為對(duì)比性實(shí)驗(yàn),研究Na2Si03作為粘結(jié)劑制成型煤的抗壓強(qiáng)度,并未作深入研究。③炭質(zhì)還原劑高溫下的比電阻測(cè)試,在實(shí)驗(yàn)室條件下通過(guò)建立模型模仿還原劑在工業(yè)硅電爐中在生產(chǎn)條件測(cè)定還原劑的高溫比電阻性,還原劑電阻隨著溫度的提高而降低,此種結(jié)論與文獻(xiàn)中所述的煤揮發(fā)份含量與煤電阻成正比的現(xiàn)象存在一致性,說(shuō)明此種測(cè)試方法具有一定的參考性。本論文還對(duì)工業(yè)化流程進(jìn)行了模擬技術(shù)經(jīng)濟(jì)核算與環(huán)境評(píng)估,得出本項(xiàng)目工業(yè)化的可行性。試驗(yàn)所采用的工藝過(guò)程簡(jiǎn)捷、投資省、成本低,原料適應(yīng)性廣。采用該方法成型的型焦抗壓強(qiáng)度高、灰分低、固定碳含量高能滿足工業(yè)硅生產(chǎn)要求。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TN304.12;TQ536
【部分圖文】：

高溫條件下可揮發(fā)的有機(jī)物熱解形成中空和微小管道，這就是形成木炭多孔結(jié)構(gòu)??的成因，為工業(yè)硅冶煉提供了較好的動(dòng)力學(xué)條件。這種有規(guī)律的結(jié)構(gòu)使木炭自身??強(qiáng)度得到加強(qiáng)，且這種強(qiáng)度在高溫條件下也沒有弱化。其微觀結(jié)構(gòu)如圖１．３所示。??圖??Ｓａｍｍ??圖１．３木炭的微觀結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇｌ．３?Ｔｈｅ?ｍｉｃｒｏ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｃｈａｒｃｏａｌ??木炭本身主要成分為Ｃ、Ｈ、０組成的有機(jī)物，而且木炭的固定碳含量很高??一般都在８０％以上。以上性質(zhì)使得木炭成為工業(yè)硅還原劑的最佳選擇。??ＩＩ?煤（ｃｈａｒｃｏａｌ）??根據(jù)煤的揮發(fā)分和發(fā)熱量對(duì)煤進(jìn)行分類，如表１．３所示。??表１．３按揮發(fā)分對(duì)煤種分類表??Ｔａｂｌｅ?１．３?Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ?ｔｏ?ｔｈｅ?ｖｏｌａｔｉｌｅ?ｍａｔｔｅｒ?ｏｆ?ｃｏａｌ?ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｔａｂｌｅ???／Ｑｗｘ４．１８Ｊ／ｇ???０?０￣￣３?無(wú)煙煤??１?＞３—１０?年輕無(wú)煙煤??２?＞１０—１４?貧煤??３?＞１４—２０?瘦煤、焦煤、貧煤??４?＞２０—２６?焦煤、肥煤、弱粘煤、不粘煤??５?＞２＾－３３?焦煤、肥煤、氣煤、弱粘煤、不粘煤??６?＞３３＾４?＞７７５０?肥煤、氣煤、弱粘煤、長(zhǎng)焰煤??

本課題主要采用的是在無(wú)粘結(jié)劑條件下，使用有粘結(jié)性粉煤與無(wú)粘結(jié)性粉煤、??焦粉或石油焦兩種組分進(jìn)行充分混合，再高壓冷成型，最后經(jīng)高溫炭化。其中涉??及到的主要過(guò)程有煤的黏結(jié)過(guò)程與成焦過(guò)程［３３］。如圖２．３所示。??２?３?１??？１?／?１?２?，：：；：：：：＾．＞．?２??（ａ）軟化過(guò)程?（ｂ）形成半焦階段?（ｃ）煤粒膨脹半焦破裂??圖２．３單顆粒煤在膠質(zhì)體階段的轉(zhuǎn)化示意圖??１＿煤顆粒；２—膠質(zhì)體；３—半焦??Ｆｉｇ２．３?Ｓｉｎｇｌｅ?ｃｏａｌ?ｐａｒｔｉｃｌｅ?ｉｎ?ｃｏｌｌｏｉｄａｌ?ｐｈａｓｅ?ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ??（１）黏結(jié)過(guò)程高溫下煤經(jīng)產(chǎn)生膠質(zhì)體轉(zhuǎn)變?yōu)榘虢沟碾A段稱為黏結(jié)過(guò)程，黏結(jié)??過(guò)程效果的好壞取決于煤在高溫時(shí)形成膠質(zhì)體的好壞，由于膠質(zhì)體具有粘結(jié)性，??因此不能產(chǎn)生膠質(zhì)體的煤是不能煉焦的，此過(guò)程也稱之為成焦過(guò)程。在其中起到??主要作用的是膠質(zhì)體，對(duì)成焦過(guò)程的好壞膠質(zhì)體起到?jīng)Q定性的作用。??２５??

３．２．２成型工藝流程??粉煤成型實(shí)驗(yàn)分為兩種方案：１、冷壓成型結(jié)焦２、冷壓粘結(jié)型煤。工藝流??程圖如圖３．６所不。??低灰／鐵煙煤石油焦?低灰／鐵煙煤石油焦??粘結(jié)劑?，?Ｉ?：??配料?￣￣?「Ｂ５料??冷成型｜?｜冷成型??高溫炭化｜?｜￣烘干??下??型焦?型煤??（ａ）冷壓成型結(jié)焦?（ｂ）冷壓粘結(jié)型煤??圖３．６粉煤成型實(shí)驗(yàn)流程??Ｆｉｇ３．６?Ｃｏａｌ?ｆｏｒｍｉｎｇ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?ｐｒｏｃｅｓｓ??３．２．３冷壓成型結(jié)焦工藝??冷壓成型結(jié)焦工藝，由兩部分組成：１、粉煤在無(wú)粘劑情況下粘結(jié)性煙煤與??惰性組分充分混合加壓成型，成型壓力２０Ｍｐａ。在無(wú)粘結(jié)劑條件下加壓成型是??為了下－步的初步外觀成型，其成型后外觀如圖３．７（ａ）所示。２、高溫結(jié)焦成??型，利用粘結(jié)性煙煤在高溫下產(chǎn)生的膠質(zhì)體組分交煙煤顆粒周邊的惰性組分粘??結(jié)在一起，達(dá)到粘結(jié)劑的作用。之前的加壓成型加上高溫成焦，使得焦后形成??了形狀固定，具有一定強(qiáng)度的半焦產(chǎn)品，如圖３．７（ｂ）。??■?＿??圖３．７冷壓成型結(jié)焦工藝焦
【參考文獻(xiàn)】

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4 甘胤;王吉坤;高珺;包崇軍;陳科彤;楊妮;盧國(guó)洪;張忠益;;工業(yè)硅生產(chǎn)中粉狀還原劑冷壓成型實(shí)驗(yàn)研究[J];輕金屬;2013年12期

5 陳科彤;盧國(guó)洪;包崇軍;趙興凡;;硅冶煉中還原劑改進(jìn)與電爐容量擴(kuò)大研究[J];云南冶金;2013年04期

6 袁傳杰;黃雪莉;;新疆沙爾湖褐煤的結(jié)構(gòu)與熱解特性[J];煤質(zhì)技術(shù);2013年03期

7 曹韓;張波;;云南硅工業(yè)現(xiàn)狀分析及發(fā)展的思考[J];淮海工學(xué)院學(xué)報(bào)(人文社會(huì)科學(xué)版);2012年17期

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9 杜生強(qiáng);于建建;;遠(yuǎn)東石油焦配煤煉焦的研究[J];新疆鋼鐵;2010年04期

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10 馬承榮;生物質(zhì)粉體催化氣化的實(shí)驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2006年

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