Способ получения связующего для брикетирования углеродистых материалов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск ихСоциалистическихРеспублик п 975779(22) Заявлено 11. 06. 81 (21) 3309911/23-04с присоединением заявки РЙ -1 ооударстванный комитет СССР до делам изобретений и отнрцтнй(7 ) Заявитель УФимский неФтяной институт(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ БРИКЕТИРОВАНИЯ УГЛЕРОДИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ мИзобретение относится к способам получения связующих для брикетирова ния углеродистых материалов и может быть использовано в металлургической промышленности.Известен способ получения связую-. щего для брикетирования углеродистых материалов путем термической обработки. каменноугольного пека, полученного при ректиФикации каменноугольной смолы, в трубчатых агрегатах при 400 оС и давлении собственных паров, достигающем 6-10 атм 11.Наиболее близким к изобретению является способ получения связующего для брикетирования углеродистых материалов путем термообработки каменноугольного сырья, например мягкого или среднетемпературного пека, разбавленного Фракцией каменноугольной смолы до мягкого, при 360-380 С втечение 5-7 ч 2 1Однако полученное таким спссобом связующее обладает повышенной темпе 2ратурой размягчения 80 С ) и спекаю.щей способностью за счет накоплениявысокомолекулярных конденсированныхсоединений.Целью изобретения является сниже5 ние температуры размягчения связующего.Поставленная цель достигаетсяспособом получения связующего длябрикетирования углеродистых материалов путем термообработки при380-4100 С в течение 1-4 ч асфальтосмолистых отходов, полученных. припрокаливании "зеленых" электродови содержащих 8-10 вес.4 карбенов икарбоидов, 30-40 вес.3 асфальтенови 50-60 вес.4 мальтенов,П р и м е р 1. Термическую обработку смолистых отходов электродного 20завода (табл,1) проводят в лабораторном кубе в интервале температур 20410 С. После достижения заданнойтемпературы образец выдерживают втечение 1 ч. Качество исходной смолы4щему высокую вязкость. Кроме того, появляется опасность закоксовывания трубопровода при транспортировании связующего.Отходы, термообработанные при более низких температурах (менее 380 аС ) характеризуются наличием значительного количества мальтенов, основной функцией которых является растворение асфальтенов и придание связующему пластических свойств. При использовании такого связующего в" брикетировании углеводородистых материалов с последующим прокаливанием брикетов значительная часть мальтенов испаряется, разрушая брикет. В таких термообработанных смолах температура размягчения равна 50 С, а содержание мальтенов составляет 403.Таким образом, связующее с оптимальной температурой размягченил 55-75 С можно п 0 лучить при температуре термической обработки отходов 380-410 С и длительности выдержки отходов при этих температурах 1-4 ч, Иинимальнал выдержка термической об-. работки смол составляет 1 ч при 410 С и максимальная - 4 ц при 380 С.П р и м е р 3. В этой серии опытов приведены исследования по оценке качества связующих веществ, полученных из асфальто-смолистых отходов производство цеха прокалки электродов, после их термообработки при 300; 360; 380; 410 С. Качество связующих .оценивают по величине механической прочности брикетов на сжа-. тие. Весовое соотношение углеродистый материал: связующее в брикетной шихте изменяют от 94:6 до 76:24.Брикетирование ведут на прессе с максимальным усилием 5 т. Удельное давление прессования составляет 50 ИПа. Брикеты получают цилиндрической формы диаметром 20 мм и высотой 10-12 мм, Длл оценки механической прочности брикеты раздавливают на этом ие прессе.Технология получения брикетов следующая. Углеродистый материал такие отход цеха прокалки электродов, крупностью менее 2 мм смешивают со связующим при 130-140 С в течение 5-10 мин и затем прессуют шихту в пресс-форме, которую прогревают до 60-550 С. Продолжительность одностороннего прессования 2 с. Из пресс-Формы брикет выдавливают пуансоном с помощью пресса. Продол 97577 3 9и результаты опытов приведены втабл.2 и 3Результаты исследований (табл.1 и2 ) показывают, что наиболее близкик каменноугольному пеку по физикохимическим характеристикам термообработанные асфальто-смолистые отходы при 390-410 С. Так, например,температура размягчения (по Кий),полученных связующих составляет 65-, 1 о74 С,содержание карбенов и асфальтеновсоответственно 29,5-32,8 и 46,5-57,04(33,1 и 47,5 Ф у каменноугольных пеков),Таким образом, для получения связующего из асфальто-смолистых отхо- Идов, полученных при термической обработке "зеленых" электродов, в которых в кацестве связующего веществаиспользуется каменноугольный пек, необходимо проводить термообработку при 0390-4 10 С в течение 1 ч.П р и м е р 2, Термическую обрааотку асфальто-смолистых отходов проводят при 380-410 С, Продолжитель-"ность выдержки 2-4 ц, Технологические 25условия опытов те же, что и в примере 1, Качество связующих оценивают попоказателю температуры размягчения(табл.3 ), который является одним изосновных показателей качества связующих, поскольку при температуре размягчения выше 75 С практически невозоможно будет осуществлять промышленным способом транспортировку связующего по трубопроводу из цеха приго.Фтовления ( разогрева ) связующего досмесителя брикетной шихты.При температуре обработки отходов 380 С и времени выдержки 2-4 цполучают связующее, близкое по групповому составу и каменноугольномупеку при длительности выдержки 2-4цаса, Средний групповой состав связующего: карбены 2573;.асфальтены5893; мальтены 15,44. При обработке отходов при 390 аС с последующейвыдержкой продолжительностью 2 чтемпература размягчения связующегосоставляет 77 оС а содержание карбенов возрастает до 64,2, содержзниеже асфальтенов снижается до 21,й .При 410 оС продолжительность термической обработки отходов с получением связующего с температурой размягчения 74 С составляет 1 ч, Увеличение длительности термообработкисмол более 2 ц приводит к получениюсвязующего с температурой размягчения 100 С и выше, цто придае г связую5 975779 6 жительность затвердеваниябрикета прочностьюдо 35-37 ИПа) против составляет 17-20 ч. Результаты опы- брикетов с применением в качестве тов сведены в табл,1. Опыты сопостав- связующего каменноугольного пека лены с брикетами, полученными из шихт24-34 МПа и битума БН 70/30 с использованием в качестве связую- у (19-20 ИПа), при этом применение щего каменноугольного пека и битума связующего, полученного иэ смолистых БН 70/30, отходов производства электродов прибрикетировании углеродистых матеРезультаты опытов показывают,что риалов - отходов того же производбрикеты, изготовленные с использова- О ства, позволяет снизить расход сея. нием связующих из термообработанных зующего на 203 по сравнению с иссмол при 380-410 С в течение 1-4 ч, , пользованием в качестве связующего обладают наибольшей механическо 11 битума марки БН 70/30. Таблица 1 Пек каменно- БН 70/30угольныи Асфальто-смолистые отходыПоказатели Содержание, 3 серы 1,63 0,36 0,62 0,16 0,24 0,15 золы 16,4 48,9 Коксуемость, 4 14,2 Выход летучих, Ф 86,1 90,4 Плотность, .г/см 1,286 1,015 1,233 Температура размягчения, С 69 Содержание, Ж 0,9525,95 8,6 карбеновасфальтенов 19,4 74,0 мальтенов Таблица 2 Асфальто-смолистые отходы, термообработанные при температуре Показатели 410 390 380 20 (исходная) 360 Содержание, 4 0,78 0,76 0,69 0,72 0,60 0,62 серы 0,28 эолы 0,29 0,26 0,24 0,27 0,25975779 Продолжение табл, 2 300 360 380 Асфальто-смолистые отходы, термообработанные притемпературе, ОС Показатели 20 исходВаЮЮВ Юещ Выход летучих, 3 90,4 84,0 71,6 Плотность, г/см3 1; 269 1,238 1,2421 1,259 1,264 1,22 Температура размяг ления,С (КИШ) 43 5-10 за 50 Содержание, 4 карбенов 8,6 296 31,6 32,8 30,0 29 5 28,2 32,4 20,2 3,3 46,5 57,0 асфальтенов 54,1 41,2 36,0 50,2 мальтенов 20,7 13,5 Х а б л и ц а 3 Температура размягчения асфальто-смолистых отходов,термообработанных при температуре, СФормула изобретения.Способ получения связующего для брикетирования углеродистых материалов путем термообработки каменноугольного сырья, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сйижениятемпературы размягчения связующего, в кацестве каменноугольного сырья используют асфальто-смолистые отходы, полученные при прокаливанииЯ "зеленых" электродов и содержащиеВНИИПИ Заказ. 8932/42 50 65 55 77 58 ., 90 65 100 8-10 вес. карбенов и карбоидов,30-40 весА асфальтетов, 50-60вес. мальтенов,и термообработку проводят при 380 410 С в течение 1-4 ч.Источники информации,принятие во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 181612, кл. С 10 В 53/06, 1965.2. Авторское свидетельство СССР1166300,кл.С 10 В 55/00,1962(прототип)Тираж 524 Подписное