Способ подготовки шихты к коксованию

(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ К КОКСОВАНИЮ(57) Изобретениеотносится к коксохимическому производству, а именно к технологии подготовки угольных шихт к коксованию, и позволяет повысить механические свойства кокса, Способ подготовки шихты к коксованию включает смешение слабоспекающихся углей, углеродистых добавок и соединений металла В качестве соединений металлов используютпиритный шлам, который наносят на углеродистые добавки в количестве 0,5 - 2,0% на ион Ге к массе углеродистой добавки. Причем в качестве углеродистых добавок используют коксовую пыль УСТК. 1 3 и. ф лы, 3 табл. СР б, руд. Обога С,Богдано М.: Недра Однако в этом случае неполнительные затраты на частирование шихты.Известен также спосопрочности доменного коксаторому к тонкоизмельченноляют в количестве 0,5мелкодиспергированные октов и смешивают г ним; сохимичеехнологии сованию, и в процес- ДкОГО топобходим ы тичное бр Изобре скому прои подготовки может быт сах полученкеповышен соГласно углю доб 5,0 вес ды элем оав нои шихте змельчени и сухом Добав ксидов м естве 0,5 кими тр авномер уемого м тости и,с оверхнос ктивны коликса заенную ушени- ГОЛЬ В тельно ичесттехн ния ссе кокй пориреннейков, не- . ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ ССС ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Кузнецкий филиал Восточного научноисследовательского углехимического института:;56) Заявка Японии М 59-172885,кл. С 10 В 57/04, 1984,Патент ФРГ Мт 2914225 кл, С 10 В 57/061983 Авторское свидетельство СС 1 ч. 1518351, кл, С 10 В 57/06, 19Справочник по обогащению тительные фабрики/Под ред. О ва, Ю.Ф,Ненарокомова, 2-е изд 1984, с, 81. тение относится к кок зводству, а именно к т угольной шихты к кок ь также использовано ия искусственного жи Известно добавление к угольуглеродистой добавки - мелкоиной коксовой пыли, полученной ртушении кокса.Способ получения доменного коключается в том, что в шихту, составлдля процесса коксования с мокрым тем, добавляют слабоспекающийся уколичестве6%, который предварисмешивается с коксовой пылью в кове40 и формуется под давление ление . Каталитическиеталлов в виде порошко-5;0 вес, сопряжено судностя ми осуществленого распределения в материала. Вследствие малледовательно, низкой внти металлических порош10 15 20 30 да,40 45 50 55 велика активная роль этих каталитических добавокв стабилизации и задерживании в реакционной зоне радикалов, образующихся при деструкции угля, в ингибировании процесса рекомбинации этих радикалов, что ведет к увеличению выхода низкомолекулярных продуктов (пластической массы).По результатам исследований применение указанных добавок требует либо использования углей с высокой спекаемостью, которые в настоящее время дороги и дефицитны, либо применения принудительного брикетирования.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ подготовки шихты к коксованию, включающий смешение углей и соединений металлов. При этом к слабоспекающемуся газовому углю добавляют 10 О буроугольного полукокса (БПК), пропитанного раствором Еп (СНЗСОО)2 2 Н 20 в количестве 1 - 4% на ЕпО,Известный способ, в котором в качестве катализатора использовался полукокс (носитель) с нанесенным активным элементом (ЕпО) имеет следующие недостатки.Цинк в оксидной форме. введенный в шихту, при восстановлении в процессе коксования оказывает значительное окисляющее воздействие на уголь, в результате чего увеличивается доля водорода, не участвующего в образовании жидкоподвижных продуктов (пластической массы) и снижается спекающая способность шихты. Следовательно, нанесение активного элемента в оксидной форме снижает селективность катализатора.По данному способу катализатор используется только в одном технологическом акте, так как регенерирование его из кокса невозможно. Это накладывает .определенные ограничения на его состав. Ввод ЕпО в шихту для получения доменного кокса может привести к осложнениям в ходе процесса получения чугуна. Кроме того, в лучших вариантах реализации кокс имеет механическую прочность по показателям П 25 и П 10 82,0-82,2; и 10,5 - 11,5; соответственно, что не удовлетворяет требованиям, предьявляемым к коксу как к сырью для доменно. го производства. Цель изобретения-улучшение прочностных свойств кокса за счет более полной реализации потенциала спекаемости слабоспекающихся углей и увеличения их доли в угольной шихтеУкаэанная щель достигается тем, что согласно способу подготовки шихты к коксованию включающих смешение слабоспекающихся углей с 10 ф углеродистых добавок (носителя) и соединений металла (пирита, Ре 82), которые выполняют роль катализатора, пирит наносят на углеродистый носитель с развитой удельной поверхностью в количестве 0,5-2,0; в пересчете на ион Ре по отношению к массе носителя,Известен природный пирит. Ре 32, служащий сырьем для получения серной кислоты, серы и железного. купороса. В предлагаемом способе пиритный шлам используется как катализатор коксования. Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемым решения критерия "существенные отличия".В отличие от ЕлО пирит не приводит к окислению выделяющихся продуктов, а способствует насыщению их водородом, Более высокая селективность пиритных образцов по сравнению с оксидными, связана с образованием активного пирротита и анионов сероводорода из пиритаПирротит - активный катализатор прямого гидрирования ароматических углеводородов. а сероводород катал изирует процесс ожижения угля эа счет участия в переносе водорода из газовой фазы в жидкую, Поэтому катализ в присутствии пиритных систем обусловлен совокупностью действия пирротита и анионов сероводороПредлагаемый катализатор являетсядвухэлементным соединением, железо которого при дальнейшей переработке кокса в доменном производстве положительно влияет на процесс выплавки чугуна,Пиритная сера, вносимая в уголь, в процессе коксования, в основном, удаляется в газовую фазу.Эффективный контакт угля с катализатором возможен при нанесении последнего в высокодисперсной форме на поверхность углеродистого носителя, При исследовании было установлено, что наиболее эффективным углеродистым носителем является коксовая пыль УСТК (установки сухого тушения кокса), имеющая выход летучих веществ 1,7 ОО, вследствие чего частичной дезактивации активных центров катализатора удается избежать,Способ нанесения катализатора на носитель существенно отличается от известного, Для равномерного распределения катализатора на поверхности носителя применен Е-лопастной смеситель, Коксовую пыль УСТК промотировали высаживанием. из водной суспензии пирита в количестве от 0,5 до 20 в пересчете на ион Ре по отношению к массе коксовой пыли УСТК,Нанесение Ее 32 менее 0,5 оне сказывается на Физико-механических свойствахкокса из-за малого количества активногокомпонента. При введении более 2% пирита не наблюдается роста механической 5прочности кокса, а зольность увеличивает-., ся,Способ подготовки шихты к коксованиюосуществляют следующим образом.К коксовой пыли УСТК приливали суспензию пиритного шлама. Смесь перемешивали высушивали и добавляли кугольной шихте для последующих коксований,П р и м е р. Исследования проводили в 15лаборатории подготовки и коксования шихты,Коксовую пыль УСТК, промотированнаяЕеЯ 2, добавляли в количестве 10% к слабоспекающемуся углю Гб и проводили 20лабораторные коксования, Полученныекоксы подвергали испытаниям на механическую прочность.В качестве активного элемента, наносимого на отощающую добавку, использовали 25пиритный шлам свинцово-цинкового ком-.бината, Его состав практически идентиченсоставу пиритного концентрата этой фабрики,.Для активирования пиритом коксовой 30пыли УСТК готовили водную суспензию следующим образом.Брали 5,71 г.пиритного шлама (пирит-ный шлам содержит Заир = 40 , Еепир35%, Я 02=25 ) и 50 мл дистиллированной 35воды, Суспензию тщательно перемешивали, чтобы добиться ее устойчивости, и наносили на 200 г коксовой пыли УСТК,Промотированную коксовую пыль УСТК перемешивали в Е-лопастном смесителе в течение 1 ч, затем сушили в сушильном шкафупри 105 С для удаления влаги и затем вновьперемешивали в смесителе в течение 1 ч дляисключения крупных комочков, образовавшихся в результате сушки, 45По данным рентгена-спектральногоанализа содержание Еепир и Япир на носителе соответствует расчетному, Далее промотированная пиритным шламом коксоваяпыль УСТК добавлялась к газовому.углю Гб 50в соотношении 90 уголь Гб+ 10/ (коксовая пыль УСТК + 1 опиритного шламавпересчете на ион Ее),Качественные показатели составленных шихт и полученных из них коксов, приведены в табл,1,Иэ данных, приведенных в табл.1, видно, что добавка коксовой пыли УСТК, промотированной пиритом в количестве 0,5-2,0 на ион Ее при пересчете на. массу носителя,улучшает прочностные свойства кокса. Так. механическая прочность по показателю П 25 на 2,5-4,0 выше, а по показателю П 10 на 4,6 - 10,3 ниже, чем у коксов в известном способе. Характерной особенностью полученных коксов является то, что улучшение показателей П 25 и П 10 происходит при неизменной величине толщины пластического слоя, а это подтверждает положение о том, что пирит в качестве катализатора процесса коксования позволяет повысить селективность превращения угля и, следовательно, реализацию потенциала спекаемости слабоспекающегося газового угля.В табл.2 представлены данные о качественных показателях кокса при нанесении активного компонента (ЕеЯ 2) на буроугольный полукокс,Как видно из табл,2, применение буроугольного полукокса с нанесенным пиритным шламом в качестве активирующей добавки имеет положительную направленность.По сравнению с известным значительно увеличивается структурная прочность на 8,4/ в лучшем случае), Также улучшается механическая прочность: несколько увеличивается показатель П 25 от 0,4 до,4 /о и уменьшается истираемость кокса по показателю П 10 (с 16,3/О в случае нанесения 0.5/о ЕпО до 9,1/, для случая нанесения 0,5/ Ее 52, для других значений отличие от известного по П 10 составляет 1;5 - 2,5/,).В табл,З представлены данные по выде.- лению количества сероводорода (в пересчете на серу) при деструкции угля с различным количеством пиритного шлама, нанесенного на отощающую добавку,В связи с малым количеством в оптимальном варианте наносимого пиритного шлама существенного увеличения серы ни в твердом остатке, ни в газовой фээе в виде сероводорода не происходит,Введение катализатора в шихту менее 0,5 дает возможность получения максимального результата, механическая прочность кокса составляет 81,5%, Нанесение более 2,0 пирита приводит к увеличению показателя П 10 и содержания остаточной серы в коксе, а также к увеличению зольности, Поэтому оптимальное количество введения катализатора на основе Ее 32 находится в интервале 0,5-2,0% на ион железа к массе носителя. При этом лучший вариант получен при нанесении пирита в количестве 1,0% на ион железа,Благодаря увеличению механической прочности П 25 и снижению показателя истираемости П 10 представляется возможнне золы тучих ве- ная проч 2 АЫ авеста, 2 ность,уаог1 0,61 12,1,8 64,1 78,9 ель Г 6-902+102(УСТК+0,2 Геог) 7,5 5,В Гез, ) 1,6 ГеБ ) 8,0 Гео ) 82 Геог) 8,9 редль аемын 6,0 82,84,0 69,7 12,7 12,8 ГЬ+104(устк+о, ГЬ; 902+102(устк+14 ГС.902+02 (УСТК+22 Г 6.902+02(УСТК+3 35,7 36,3 31,1 37 4 УгольУголь 5,9 66 71.1 71,1 65,1 36 0,71 0,82 84,5 79,7 3,3 го извес ныд . 14,2 ГЬ+102(БПК 054 гпо) 10,2 ГБ(БОК+ гоо) 10,3 Г 6.902+102(бпк+42 гпо) 10,7 78,4 82,0 16,3 10,511,5 2,4 43,1 2,7, 65;4 2,8 63,5 голь 0,0 0,0 Угоы Уголь 2,4,9 на ион Ге еделы залеляеиых значений, 2 ГеЗяя дан в пересчет Т аы с.параиетрачн, выходящими зя Представлены п а 2 Содерианиезолы,А Состав стао кокс астоиетри казатели,Выход Пл летучих по оозесте а уа ф. хт рочность, В "т. г- ур-( П 25П 10 Выход ле-тучихвексств 2. СтруитУвза изг ГБа 104(БОК+05 Геоа)ГЬ"902 а 102(БПК+12 ГеББ)ГЬ+10(БПКа 22 РеББ)ГЬ+02(БПК+32 Геог) Предлагаемыйй Угол 9,4 9,1 2,4 9,0 2,98,40,1 9,3 72,5 ,72,5 2,0 2,3 2,6 2,8 12 31,1 37,7 8 12 12,5 4 12 127 2 12 , 2,9 Угол 9,3 9,4 ль46 1 14,245 13 14,4 46 12 14,9 39,8 40,0 чо,о 0,2 ГЬ.902+104(бпкь 0,52 гп ГЬ.902+102(БОК+12 гпо) ГЬ"904 з 102(БПК 22 гпо) О 3 10 7 65,4 63,5 Уголь Уголь а н и е, 2 Гезг дан е пересчете на ион Ге. аблиЧа Й р и м е ч а и н и е, Числитель - количество пиритнмассе отощающей добавки; знанию ко всей навеске,Составитель М.Школлередактор М,Недолуженко Техред М.Моргентал ого шлама по отношению к менатель - то же по отноше тор С Шевку каэ 1869 ВНИИПИ Тираж Подписное сударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035. Москва, Ж, Раушская наб., 45роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 ным увеличивать долю слабоспекающегося газового угля в составе угольных шихт. Ф ор мул а изобретен и я1. Способ подготовки шихты к коксованию, включающий смешение слабоспекающих углей с углеродистыми добавками и соединений металлов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения механической прочности кокса, в качестве соединений ме- .таллов используют пиритный шлам, кото.рый наносят на у 7)еродистые добавки в " количестве 0,5-2,000 на ион железа к массе 5 углеродистой добавки.2, Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, в качестве углеродистых добавокиспользуют коксовую пыль установки сухого тушения кокса,Таблица 1 ескиеим