способ получения брикетов из бурых углей

Формула изобретения

Способ получения брикетов из бурых углей, включающий его электрохимическую обработку в водном растворе соли натрия при пропускании электрического тока с образованием смеси угля и гуматов, подсушивание и брикетирование при 85-95°С, отличающийся тем, что гуматы переводят в гуминовые кислоты, обрабатывая смесь угля и гуматов соляной кислотой до рН 4,0-4,5.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к получению брикетов из бурых углей и может найти применение в горной и углеперерабатывающей промышленности. Известны способы брикетирования углей с добавлением связующего в виде гуминовых кислот и их солей /1,2/. Способ брикетирования углей /1,2/ включает обработку бурого угля 0,1% раствором едкого натра или аммиака при 50-60^oC и перемешивание до получения однородной смеси. В эту смесь вводят воду до содержания влаги 6-10% и добавляют к брикетируемому углю, измельченному до класса 0-2 или < 0,5 мм. Полученную смесь тщательно перемешивают и подвергают брикетированию при давлении 200-600 кгс/см² при нормальной температуре. Брикеты сушат при 100-120^oC. Полученные брикеты обладают механической прочностью на сжатие до 22 кгс/см² /А. С.СССР 64451 C 10 G 5/12, 1945; Хотунцев Л.Л. "Физико-химические явления в процессах брикетирования твердого топлива", М., Изд-во АН СССР, 147 с./.

Недостатками способов /1-2/ являются многоступенчатость процесса, обусловленная необходимостью получения на первой ступени гуматов, на второй - их выделения, на третьей - дозирования в уголь, поступающий на брикетирование, тщательное перемешивание, а также невысокая механическая прочность брикетов.

Прототипом предлагаемого изобретения может служить способ получения механически прочных брикетов, описанный в /3/ и заключающийся в следующем. После электрохимической обработки бурого угля в растворе электролита (хлорид и сульфат натрия) получается пастообразная смесь угля и гуматов. Образовавшуюся смесь угля и гуматов подсушивают и брикетируют при 85-95^oC, в результате чего получают брикеты с повышенной механической прочностью /РФ 1804093, C 10 G 5/04, 1996/.

Недостатком известного способа /3/ является лимитирование, т.е. наличие предела значений максимальной механической прочности брикетов на сжатие, которое обуславливается технологическими параметрами электрохимического процесса, в частности временем электролиза, т.е. для дальнейшего повышения прочности брикетов необходимо увеличить время электрохимической обработки, из-за чего снижается производительность.

Сущность изобретения заключается в том, что с целью повышения механической прочности брикетов на сжатие полученную смесь угля и гуматов обрабатывают соляной кислотой до pH 4,0-4,5, т.е. гуматы, не выделяя из смеси с углем, переводят в гуминовые кислоты, в результате чего механическая прочность брикетов на сжатие увеличивается на 10,6-21,8%.

Для получения брикетов был взят бурый уголь, имеющий следующие характеристики (мас.%): A_d - 13,6, W^a - 6,6, V^dat - 53,1, S^d - 0,24, измельченный до класса крупности менее 2,5 мм.

Исходный уголь подвергался обработке электрохимическим методом /4/ /РФ 1648077, C 10 G 1/04/. Т.е. к исходному углю добавляли 33 мл 5% раствора хлорида натрия. Добавка раствора электролита производится таким образом, чтобы уголь находился в пастообразном состоянии, но не было сильного пенообразования. Навеску угля помещали в электролитическую железную ячейку, которая являлась катодом. В качестве анода применялась платиновая проволока диаметром 0,45 мм. Электрохимическая обработка в прикатодном пространстве проводилась в течение 3, 6, и 12 ч при постоянном напряжении 12,0 В и силе тока 1,0 A.

По окончании электролиза полученная смесь угля и гуматов делилась на две части.

Первую часть подсушивали и брикетировали, в этом случае роль связующего выполняли гуматы (вариант 1, таблица).

Вторая часть обрабатывалась 5%-ным раствором соляной кислоты так, чтобы pH было равным 4,0-4,5, т.е. гуматы переводились в гуминовые кислоты. В этом случае роль связующего выполняли гуминовые кислоты (вариант 2, таблица).

Полученные по двум вариантам смеси (с гуматами и гуминовыми кислотами) подсушивались до влажности 20-22%, нагревались до 85-95^oC и затем брикетировались при давлении брикетирования 510 кгс/см². Полученные брикеты имели плотность 940-980 кг/м³ влажность 14-19%, зольность 14,4%, теплотворную способность 16,1 МДж/кг.

Прочность брикетов определялась не ранее, чем через 4 ч после изготовления брикетов. Механическая прочность брикетов на сжатие из исходного необработанного угля при аналогичных условиях брикетирования составляла 30,0 кгс/см².

Результаты испытаний брикетов представлены в таблице.

Из данных таблицы видно, что механическая прочность буроугольных брикетов увеличивается в случае применения в качестве связующего гуминовых кислот (2 вариант) на 10,6 - 21,8% по сравнению с механической прочностью брикетов, полученных при применении в качестве связующего гуматов (1 вариант).

Таким образом, гуминовые кислоты являются более эффективным связующим, чем гуматы.

Использование предлагаемого способа получения брикетов обеспечивает широкое применение способа в связи с отсутствием необходимости многоэтапных операций по получению гуминовых кислот, их выделению, последующему добавлению к брикетируемой массе в качестве связующего и сокращению времени электрохимической обработки.

В целом упрощается технология процесса при одновременном увеличении механической прочности брикетов на сжатие.