專利名稱：一種用于冶煉金屬硅的組合式碳質(zhì)還原劑及其制備方法
一種用于冶煉金屬硅的組合式碳質(zhì)還原劑及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于金屬硅冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于冶煉金屬硅的組合式碳質(zhì)還原劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
可用于電爐冶煉金屬硅的碳質(zhì)還原劑種類很多，如木炭、無煙煤、煙煤、石油焦等， 雖然它們的性能各異，但是都能滿足固定碳高、灰份低、比電阻高、反應活性好，具有一定的機械性能、價格低廉、易于獲得等總體要求。目前，電爐冶煉金屬硅工藝中，使用最多的碳質(zhì)還原劑是木炭，木炭的優(yōu)點是反應活性好、比電阻高、不易發(fā)生石墨化，缺點在于消耗量大， 嚴重破壞了森林資源和環(huán)境；其次，無煙煤，無煙煤的優(yōu)點是固定碳較高，缺點是比電阻低， 不利于電極深插；再次，煙煤，煙煤的優(yōu)點是比電阻高、揮發(fā)分高、孔隙度大、化學活性好，能使爐料面燒結(jié)性好，煙煤在爐料中隨溫度的上升，其揮發(fā)分在爐料中揮發(fā)有利于料面的燒結(jié)，價格低廉，但是煙煤的固定碳含量低，灰分高、機械強度差，冶煉過程中燒損大，雜質(zhì)含量高，嚴重影響了金屬硅產(chǎn)品的質(zhì)量。為此，開發(fā)一種可以充分利用價格低廉的煙煤資源， 又能提升煙煤作為還原劑效能的方法，對于電爐冶煉金屬硅產(chǎn)業(yè)是非常有利的。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于提供一種用于冶煉金屬硅的組合式碳質(zhì)還原劑，第二目的在于提供該還原劑的制備方法。
本發(fā)明的第一目的是這樣實現(xiàn)的，所述的組合式碳質(zhì)還原劑包括精煤粉、石油焦粉，精煤粉占總重量的7(Γ80% ;所述的精煤粉是以煙煤為原料，經(jīng)油團聚選擇性絮凝法脫灰處理得到的精煤粉，精煤粉含重量百分比75 80%的固定碳、3. 5^4. 5%的灰份、16 21%的揮發(fā)份。
作為優(yōu)選技術(shù)方案所述的精煤粉和石油焦粉混合物中加入2 3%的粘結(jié)劑，冷壓成型制團、干燥處理制得組合式碳質(zhì)還原劑球團。
所述的石油焦粉含重量百分比85 87%的固定碳、O. 4^0. 6%的灰份、1(Γ 2. 5%的揮發(fā)份。
本發(fā)明的第二目的是在這樣實現(xiàn)的，將煙煤經(jīng)油團聚選擇性絮凝法脫灰處理得到的精煤粉，與石油焦粉混合制得，具體為Α、制備精煤粉將煙煤破碎、細磨至粒度為-74Mm +178Mm ;調(diào)整礦漿液固重量比至 1:3 5，加入捕收劑、抑制劑、起泡劑，采用一段粗選、三段精選的浮選方法獲得精煤粉；B、組合按照精煤粉占總重量的7(Γ80%的比例將精煤粉與石油焦粉混合均勻，即得到所述的組合式碳質(zhì)還原劑。
在混合后的精煤粉與石油焦粉中加入粘結(jié)劑，經(jīng)冷壓成型制團、干燥處理制得組合式碳質(zhì)還原劑球團。
本發(fā)明以浮選的方法(優(yōu)選油團聚選擇性絮凝法)脫除煙煤中的灰分和雜質(zhì)，以石油焦粉作為固定碳的補充，二者組合后獲得固定碳含量高、灰分低、雜質(zhì)含量少的組合式碳質(zhì)還原劑，能滿足金屬硅冶煉對還原劑的物理化學性能要求，是一種優(yōu)質(zhì)的碳質(zhì)還原劑。本發(fā)明利用來源廣泛、價格低廉的煙煤作為核心原料制備組合式碳質(zhì)還原劑，改善了單純使用煙煤作為還原劑效果不佳的問題；組合式碳質(zhì)還原劑提升了煙煤的附加值，拓寬了還原劑的來源渠道，該還原劑提高了金屬硅冶煉效率和產(chǎn)品質(zhì)量。


圖I為本發(fā)明組合式碳質(zhì)還原劑制備方法工藝流程示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但不得以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導所作的任何變更或改進，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
本發(fā)明所述的組合式碳質(zhì)還原劑包括精煤粉、石油焦粉，精煤粉占總重量的 7(Γ80% ;所述的精煤粉是以煙煤為原料，經(jīng)油團聚選擇性絮凝法脫灰處理得到的精煤粉，精煤粉含重量百分比75 80%的固定碳、3. 5^4. 5%的灰份、16 21%的揮發(fā)份。
作為優(yōu)選實施方式所述的精煤粉和石油焦粉混合物中加入2 3%的粘結(jié)劑，冷壓成型制團、干燥處理制得組合式碳質(zhì)還原劑球團。
所述的石油焦粉含重量百分比85 87%的固定碳、O. 4^0. 6%的灰份、1(Γ 2. 5%的揮發(fā)份。
如圖I所示，本發(fā)明所述的用于冶煉金屬硅的組合式碳質(zhì)還原劑的制備方法，是將煙煤經(jīng)油團聚選擇性絮凝法脫灰處理得到的精煤粉，與石油焦粉混合制得，具體為Α、制備精煤粉將煙煤破碎、細磨至粒度為-74Mm +178μπι ;調(diào)整礦漿液固重量比至 1:3 5，加入捕收劑、抑制劑、起泡劑，采用一段粗選、三段精選的浮選方法獲得精煤粉；B、組合按照精煤粉占總重量的7(Γ80%的比例將精煤粉與石油焦粉混合均勻，即得到所述的組合式碳質(zhì)還原劑。
作為優(yōu)選實施方式在混合后的精煤粉與石油焦粉中加入粘結(jié)劑，經(jīng)冷壓成型制團、干燥處理制得組合式碳質(zhì)還原劑球團。
所述的粘結(jié)劑為GY型煤粘結(jié)劑、膨潤土、煤浙青或石油浙青中的一種，粘結(jié)劑的使用量為組合式碳質(zhì)還原劑總重量的2 3%。
所述的捕收劑為柴油、GH或JD-IV中的一種或兩種以上組合，捕收劑的使用量為 200 1600g/t。
所述的抑制劑為水玻璃、CMC或變性淀粉中的一種或兩種以上組合，抑制劑的使用量為 50 1200 g/t。
所述的起泡劑為2號油、仲辛醇中的一種或兩種組合，起泡劑的使用量為5 60
所述的石油焦粉含重量百分比85 87%的固定碳、O. 4^0. 6%的灰份、1(Γ 2. 5%的揮發(fā)份。
本發(fā)明的工作原理本發(fā)明以浮選的方法(優(yōu)選油團聚選擇性絮凝法)脫除煙煤中的灰分和雜質(zhì)，以石油焦粉作為固定碳的補充，二者組合后獲得固定碳含量高、灰分低、雜質(zhì)含量少的組合式碳質(zhì)還原劑，能滿足金屬硅冶煉對還原劑的物理化學性能要求，是一種優(yōu)質(zhì)的碳質(zhì)還原劑。
實施例I將煙煤破碎、細磨至粒度為_74Mm +178Mm ;調(diào)整礦漿液固重量比至1: 3，加入柴油、水玻璃、2號油，采用一段粗選、三段精選的浮選方法獲得精煤粉；按精煤粉石油焦粉=8:2的重量比將精煤粉與石油焦粉混合均勻，即得到所述的組合式碳質(zhì)還原劑。獲得的精煤粉中含有重量百分比76%的固定碳、4%的灰份、18%的揮發(fā)份，使用的石油焦粉中含有重量百分比85%的固定碳、O. 42%的灰份、10%的揮發(fā)份；獲得的組合式碳質(zhì)還原劑中含有重量百分比 77. 8%%的固定碳、3. 3%灰份、16. 4%的揮發(fā)份。
實施例2將煙煤破碎、細磨至粒度為-74Mm +178Mm;調(diào)整礦漿液固重量比至1:3，加入6!1、 水玻璃、2號油，采用一段粗選、三段精選的浮選方法獲得精煤粉；按精煤粉石油焦粉 =7. 5:2.5的重量比將精煤粉與石油焦粉混合均勻，即得到所述的組合式碳質(zhì)還原劑。獲得的精煤粉中含有重量百分比75%的固定碳、4. 5%的灰份、20%的揮發(fā)份，使用的石油焦粉中含有重量百分比85%的固定碳、O. 4%的灰份、12. 5%的揮發(fā)份；獲得的組合式碳質(zhì)還原劑中含有重量百分比77. 5%的固定碳、3. 48%的灰份、18. 13%的揮發(fā)份。
實施例3將煙煤破碎、細磨至粒度為-74Mm +178Mm ;調(diào)整礦漿液固重量比至1:3. 5，加入柴油、 變性淀粉、2號油，采用一段粗選、三段精選的浮選方法獲得精煤粉；按精煤粉石油焦粉 =7:3的重量比將精煤粉與石油焦粉混合均勻，即得到所述的組合式碳質(zhì)還原劑。獲得的精煤粉中含有重量百分比78%的固定碳、3. 5%的灰份、16%的揮發(fā)份，使用的石油焦粉中含有重量百分比87%的固定碳、O. 57%的灰份、12%的揮發(fā)份；獲得的組合式碳質(zhì)還原劑中含有重量百分比80. 7%的固定碳、2. 62%的灰份、14. 8%的揮發(fā)份。
實施例4將煙煤破碎、細磨至粒度為-74Mm +178Mm;調(diào)整礦漿液固重量比至1:4，加入柴油、水玻璃、仲辛醇，采用一段粗選、三段精選的浮選方法獲得精煤粉；按精煤粉石油焦粉=8:2 的重量比將精煤粉與石油焦粉混合均勻，即得到所述的組合式碳質(zhì)還原劑。獲得的精煤粉中含有重量百分比78%的固定碳、4. 2%的灰份、19%的揮發(fā)份，使用的石油焦粉中含有重量百分比87. 5%的固定碳、O. 5%的灰份、11. 4%的揮發(fā)份；獲得的組合式碳質(zhì)還原劑中含有重量百分比79. 9%的固定碳、3. 5%的灰份、17. 5%的揮發(fā)份。
實施例5將煙煤破碎、細磨至粒度為-74Mm +178Mm;調(diào)整礦漿液固重量比至1:4. 3，加入 JD-IV、水玻璃、2號油，采用一段粗選、三段精選的浮選方法獲得精煤粉；按精煤粉石油焦粉=7. 3:2.7的重量比將精煤粉與石油焦粉混合均勻，即得到所述的組合式碳質(zhì)還原劑。獲得的精煤粉中含有重量百分比79. 3%的固定碳、3. 8%的灰份、18. 2%的揮發(fā)份，使用的石油焦粉中含有重量百分比86. 4%的固定碳、O. 41%的灰份、10. 5%的揮發(fā)份；獲得的組合式碳質(zhì)還原劑中含有重量百分比81. 22%的固定碳、2. 88%的灰份、16. 12%的揮發(fā)份。
實施例6將煙煤破碎、細磨至粒度為-74Mm +178Mm;調(diào)整礦漿液固重量比至1:4. 5，加入 GH、CMC、仲辛醇，采用一段粗選、三段精選的浮選方法獲得精煤粉；按精煤粉石油焦粉 =7.8:2. 2的重量比將精煤粉與石油焦粉混合均勻，即得到所述的組合式碳質(zhì)還原劑。獲得的精煤粉中含有重量百分比80%的固定碳、4. 2%的灰份、17%的揮發(fā)份，使用的石油焦粉中含有重量百分比86%的固定碳、O. 51%的灰份、11%的揮發(fā)份；獲得的組合式碳質(zhì)還原劑中含有重量百分比81. 32%的固定碳、3. 39%的灰份、15. 68%的揮發(fā)份。
實施例7將煙煤破碎、細磨至粒度為-74Mm +178Mm ;調(diào)整礦漿液固重量比至1: 5，加入柴油、水玻璃、2號油，采用一段粗選、三段精選的浮選方法獲得精煤粉；按精煤粉石油焦粉=7:3的重量比將精煤粉與石油焦粉混合均勻，即得到所述的組合式碳質(zhì)還原劑。獲得的精煤粉中含有重量百分比77%的固定碳、3. 9%的灰份、21%的揮發(fā)份；使用的石油焦粉中含有重量百分比86. 2%的固定碳、O. 43%的灰份、12. 2%的揮發(fā)份；獲得的組合式碳質(zhì)還原劑中含有重量百分比79. 8%的固定碳、2. 86%的灰份、18. 4%的揮發(fā)份。
實施例8取實施例I制備的組合式碳質(zhì)還原劑，加入還原劑總重量2%的GY型煤粘結(jié)劑，送至壓球機進行冷壓成型，經(jīng)干燥得到組合式碳質(zhì)還原劑球團。使用該組合式碳質(zhì)還原劑球團冶煉金屬硅，與采用煙煤為還原劑的冶煉金屬硅相比，生產(chǎn)中礦熱爐爐況穩(wěn)定、金屬硅產(chǎn)量提高4%、生產(chǎn)成本降低2%，產(chǎn)品質(zhì)量明顯提升。
實施例9取實施例3制備的組合式碳質(zhì)還原劑，加入還原劑總重量3%的膨潤土粘結(jié)劑，送至壓球機進行冷壓成型，經(jīng)干燥得到組合式碳質(zhì)還原劑球團。使用該組合式碳質(zhì)還原劑球團冶煉金屬硅，與采用煙煤為還原劑的冶煉金屬硅相比，生產(chǎn)中礦熱爐爐況穩(wěn)定、金屬硅產(chǎn)量提高5%、生產(chǎn)成本降低3%，產(chǎn)品質(zhì)量明顯提升。
實施例10取實施例4制備的組合式碳質(zhì)還原劑，加入還原劑總重量2%的煤浙青粘結(jié)劑，送至壓球機進行冷壓成型，經(jīng)干燥得到組合式碳質(zhì)還原劑球團。使用該組合式碳質(zhì)還原劑球團冶煉金屬硅，與采用煙煤為還原劑的冶煉金屬硅相比，生產(chǎn)中礦熱爐爐況穩(wěn)定、金屬硅產(chǎn)量提高6%、生產(chǎn)成本降低3%，產(chǎn)品質(zhì)量明顯提升。
實施例11取實施例7制備的組合式碳質(zhì)還原劑，加入還原劑總重量3%的石油浙青粘結(jié)劑，送至壓球機進行冷壓成型，經(jīng)干燥得到組合式碳質(zhì)還原劑球團。使用該組合式碳質(zhì)還原劑球團冶煉金屬硅，與采用煙煤為還原劑的冶煉金屬硅相比，生產(chǎn)中礦熱爐爐況穩(wěn)定、金屬硅產(chǎn)量提高6%、生產(chǎn)成本降低3%，產(chǎn)品質(zhì)量明顯提升。
本發(fā)明的特點1、本發(fā)明利用來源廣泛、價格低廉的煙煤作為核心原料制備組合式碳質(zhì)還原劑，改善了單純使用煙煤作為還原劑效果不佳的問題；2、組合式碳質(zhì)還原劑提升了煙煤的附加值，拓寬了還原劑的來源渠道；3、組合式碳質(zhì)還原劑提高了金屬硅冶煉效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種用于冶煉金屬硅的組合式碳質(zhì)還原劑，其特征是所述的組合式碳質(zhì)還原劑包括精煤粉、石油焦粉，精煤粉占總重量的7(Γ80% ;所述的精煤粉是以煙煤為原料，經(jīng)油團聚選擇性絮凝法脫灰處理得到的精煤粉，精煤粉含重量百分比7510%的固定碳、3. 5^4. 5%的灰份、16 21%的揮發(fā)份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于冶煉金屬硅的組合式碳質(zhì)還原劑，其特征是所述的精煤粉和石油焦粉混合物中加入2 3%的粘結(jié)劑，冷壓成型制團、干燥處理制得組合式碳質(zhì)還原劑球團。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于冶煉金屬硅的組合式碳質(zhì)還原劑，其特征是所述的石油焦粉含重量百分比85 87%的固定碳、O. 4^0. 6%的灰份、1(Γ 2. 5%的揮發(fā)份。
4.一種權(quán)利要求I所述的用于冶煉金屬硅的組合式碳質(zhì)還原劑的制備方法，其特征在于將煙煤經(jīng)油團聚選擇性絮凝法脫灰處理得到的精煤粉，與石油焦粉混合制得，具體為Α、制備精煤粉將煙煤破碎、細磨至粒度為-74MflT+178Mm;調(diào)整礦漿液固重量比至 1:3 5，加入捕收劑、抑制劑、起泡劑，采用一段粗選、三段精選的浮選方法獲得精煤粉；B、組合按照精煤粉占總重量的7(Γ80%的比例將精煤粉與石油焦粉混合均勻，即得到所述的組合式碳質(zhì)還原劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于冶煉金屬硅的組合式碳質(zhì)還原劑的制備方法，其特征是在混合后的精煤粉與石油焦粉中加入粘結(jié)劑，經(jīng)冷壓成型制團、干燥處理制得組合式碳質(zhì)還原劑球團。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于冶煉金屬硅的組合式碳質(zhì)還原劑的制備方法，其特征是所述的粘結(jié)劑為GY型煤粘結(jié)劑、膨潤土、煤浙青或石油浙青中的一種，粘結(jié)劑的使用量為組合式碳質(zhì)還原劑總重量的2 3%。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于冶煉金屬硅的組合式碳質(zhì)還原劑的制備方法，其特征是所述的捕收劑為柴油、GH或JD-IV中的一種或兩種以上組合，捕收劑的使用量為200 1600g/t。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于冶煉金屬硅的組合式碳質(zhì)還原劑的制備方法，其特征是所述的抑制劑為水玻璃、CMC或變性淀粉中的一種或兩種以上組合，抑制劑的使用量為 50 1200 g/to
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于冶煉金屬硅的組合式碳質(zhì)還原劑的制備方法，其特征是所述的起泡劑為2號油、仲辛醇中的一種或兩種組合，起泡劑的使用量為5 60 g/t。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的用于冶煉金屬硅的組合式碳質(zhì)還原劑的制備方法，其特征是所述的石油焦粉含重量百分比85 87%的固定碳、O. 4^0. 6%的灰份、1(Γ 2. 5%的揮發(fā)份。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于冶煉金屬硅的組合式碳質(zhì)還原劑及其制備方法，所述的組合式碳質(zhì)還原劑包括精煤粉、石油焦粉，精煤粉占總重量的70～80%；所述的精煤粉是以煙煤為原料，經(jīng)油團聚選擇性絮凝法脫灰處理得到的精煤粉，精煤粉含重量百分比75～80%的固定碳、3.5～4.5%的灰份、16～21%的揮發(fā)份。精煤粉和石油焦粉混合物中加入2～3%的粘結(jié)劑，冷壓成型制團、干燥處理制得組合式碳質(zhì)還原劑球團。本發(fā)明以浮選的方法脫除煙煤中的灰分和雜質(zhì)，以石油焦粉作為固定碳的補充，二者組合后獲得固定碳含量高、灰分低、雜質(zhì)含量少的組合式碳質(zhì)還原劑，本發(fā)明改善了單純使用煙煤還原效果不佳的問題，提高了冶煉效率和產(chǎn)品質(zhì)量，也提升了煙煤的附加值。
文檔編號C01B33/025GK102976330SQ20121055108
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者謝剛, 包崇軍, 張永平, 陳科彤, 閆森, 李懷仁, 楊大錦, 李曉陽, 和曉才, 徐亞飛, 廖元雙, 張晶, 簡勝, 李永佳, 于站良, 許娜, 李小英, 刁微之, 趙德平 申請人:昆明冶金研究院