Брикетирование

        (a. briquetting; н. Brikettierung; ф. agglomeration briquetage; и. briqueteado) — процесс переработки сырья (в осн. минерального) в кусочки однородного состава и геометрически правильной формы, т.н. брикеты. Б. углей предложено в Рф в 30-х гг. 19 в. А. П. Вешняковым, к-рый разработал способ получения брикетов из кам.-уг. мелочи и древесного угля, назвав эти брикеты карболеином. В 1858 в Германии пущена 1-ая буроуг. брикетная ф-ка, через неск. лет — кам.-уг. ф-ка на кам.-уг. пеке. Б. рудной мелочи в первый раз осуществлено в Швеции в 80-х гг. 19 в. (по патенту Г. Грёндаля). В дореволюц. Рф рудные брикетные ф-ки появились в нач. 20 в. при мн. металлургич. з-дах (Керченском, Таганрогском, Енакиевском, Кувшиновском и др.).
        
Б. увеличивает теплоту сгорания кам.-уг. мелочи, антрацитовых штыбов, бурых углей, торфа, улучшает кпд сжигания, транспортабельность, условия хранения и использования этих видов топливного сырья. Не считая того, Б. создаёт дополнит. сырьевые ресурсы для произ-ва малодымного и бездымного горючего, также рудного и нерудного сырья благодаря утилизации отходов разл. произ-в (колошниковая пыль, металлич. стружка, окалина, шлаки, отходы пром-сти нерудных строит. материалов, ряда хим. произ-в и др.), расширяет сырьевую базу коксования за счёт использования в коксовых шихтах недефицитных марок кам. углей. Мировое произ-во брикетов св. 200 млн. т в год, в т.ч. ок. 40% буроугольных (1980).
        
Зависимо от параметров начального сырья Б. делается без связывающих веществ (юные бурые угли, торф) при давлении 100-250 МПа и со связывающими (кам.-уг. и рудная мелочь, антрацитовый штыб и др.) при давлении 20-80 МПа. При Б. без связывающих веществ происходит постепенное наполнение пустот меж частичками, потом уплотняются и деформируются сами частички, меж ними появляются силы молекулярного сцепления. Увеличение давления и продолжительности пребывания материала под ним приводит к понижению величин упругих деформаций и переходу их в пластические, вследствие чего структура брикета упрочняется. Б. юных бурых углей без связывающих (рис. 1) делается для коммунально-бытовых нужд.

Брикетирование

Рис. 1. Принципная технологическая схема брикетирования юного бурого угля: 1 — приёмный бункер; 2 — магнитный сепаратор; 3 — 1-ая стадия грохочения; 4 — додрабливание; 5 — 2-ая стадия грохочения; 6 — додрабливание; 7 — сушка; 8 — пылеулавливатель; 9 — цепной транспортёр для остывания сушонки; 10 — охладительные батареи для сушонки; 11 — молотковая молотилка для додрабливания сушонки; 12 — штемпельный пресс; 13 — охладительные лотки; 14 — сетчатый охладительный сборочный поток; 15 — склад брикетов.

        Молодые бурые угли (Wp до 60%) дробят до крупности 0-6 мм и сушат в паровых трубчатых сушилках либо газовых трубах-сушилках до хорошей влажности 15-20%. Сушонка (подсушенный уголь) охлаждается до 40-50°С, прессуется (см. Брикетный пресс) под давлением 100-150 МПа в штемпельных прессах, пореже при давлении 200-500 МПа в кольцевых прессах, брикеты охлаждаются в охладит. желобах (барабанах) до 40-45°С и отгружаются на склад требований потребителя, со связывающими (Горная энциклопедия: Брикетирование, С. 5. Исскуство ранешнего средневековья, С. 256 (ср. Горная энциклопедия, С. 286)) углей для технол. целей (коксование, полукоксование и др.) дополнительно вводятся додрабливание сушонки после первой стадии сушки и повторная сушка (обычно в паровых трубчатых сушилках) для выравнивания влагоразности в углях разл. классов с целью увеличения их физико-механич. параметров. Масса буроуг. брикетов 300-600 г. Технол. схема произ-ва торфяных брикетов отличается от буроугольной в осн. применением другого сушильного оборудования с сохранением последовательности всех операций. Для сушки высоковлажного торфа (Wp 60%) до влажности 15-20% служат пневмопароводяные, парогазовые, пневмогазовые, шахтномельничные (разно- видность пневмогазовой) сушилки. Брикеты прессуют на штемпельных прессах под давлением до 100 МПа.
        
Физико-хим. характеристики процесса Б. со связывающими субстанциями зависят от метода Б., параметров начального сырья, используемых связывающих, критерий упрочнения брикетов, также от скоростей полимеризации связывающих и образования разл. цементирующих веществ в структуре брикетов. Б. кам. углей в данном случае (выпекал, нефтебитумы и др.) включает подготовку кам.-уг. мелочи обычно крупностью 0-6 мм, её сушку до влажности 2-4%, дозу и смешивание с водянистым либо твёрдым связывающим (крупность от 0-1 до 0-3 мм) (рис. 2).

Брикетирование

Рис. 2. Принципная технологическая схема брикетирования каменного угля: 1 — приёмный бункер; 2 — грохочение; 3 — дробление; 4 — сушка; 5 — система пылеулавливания; 6 — механический паровой смеситель; 7 — шнек-смеситель; 8 — вальцовый пресс; 9 — сетчатый охладительный сборочный поток; 10 — склад брикетов.

        Шихта подаётся в механич. паровой смеситель, где при 100-150°С (зависимо от вида связывающего) кропотливо пропаривается и перемешивается; охлаждается (на 20°С) и прессуется в вальцовом брикетном прессе (20-80 МПа); готовые брикеты охлаждаются и складируются. Масса кам.-уг. брикетов 30-360 г.
        
Б. руд и концентратов чёрных и цветных металлов делается по разл. технол. схемам зависимо от параметров начального сырья и требований потребителя, со связывающими (известь, сульфитно-спиртовая барда, цементы, жидкое стекло и др.) либо без связывающих. Получило распространение произ-во рудных брикетов по т.н. способу жаркого Б. По этой технологии рудная мелочь греется почти всегда в разл. аппаратах кипящего слоя до 800-1100°С и брикетируется в закрытых вальцовых прессах (до 100 МПа); готовые брикеты охлаждаются и складируются. Эта разработка употребляется для подготовки сырья к процессам прямого получения железа из руд и утилизации разл. металлургич. отходов. Брикетируются (в осн. со связывающими) медные, марганцевые, хромовые, никелевые, молибденовые, цинковые и др. руды и концентраты.
        
Общие требования к брикетам — их высочайшие физико-механич. характеристики (в т.ч. термо- и водоустойчивость). По хим. составу к угольным коммунально-бытовым брикетам предъявляются требования, надлежащие качеству начального сырья в данном угледоб. р-не страны, но их зольность не должна превосходить 20%. Для торфяных брикетов зольность менее 15%, влажность на рабочую массу менее 16%, теплота сгорания 15-20 МДж/кг. Дополнит. требования к рудным брикетам обхватывают металлургич. и нек-рые физ. характеристики (восстановимость, газопроницаемость, пористость, термомеханич. крепкость и др.).
        
Перспективы развития Б. связаны с расширением сырьевой базы коксования оковём использования в шихтах завышенных количеств слабоспекающихся, неспекающихся, юных бурых углей и подготовкой разл. металлургич. сырья в чёрной и цветной металлургии и сначала для процессов прямого получения железа из руд, произ-ва ряда ферросплавов (силико-марганец, ферросилиций и др.), утилизации разл. пром. отходов и др. Б. увеличивает экономич. эффективность ряда произ-в (напр., интенсификация ряда процессов в чёрной металлургии связана с повышением контактной поверхности окислов металлов с углеродом-восстановителем, что обеспечивает более резвое протекание процессов восстановления и достигается оковём совместного Б. руд либо концентратов с восстановителем). Себестоимость 1 т рудных брикетов приблизительно на 20-50% ниже себестоимости агломерата и на 10-30% ниже себестоимости окатышей с обжигом. Угольные и торфяные брикеты употребляют в качестве коммунально-бытового горючего, сырья для получения бездымного горючего и для расширения сырьевой базы коксования.

Литература: Равич Б. М., Брикетирование в цветной и темной металлургии, М., 1975; его же, Брикетирование руд, М., 1982; Крoхин В. П., Брикетирование углей, М., 1974.

Б. М. Равич.

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментирование записей временно отключено.