[发明专利]型煤

说明书

本发明公开了一种型煤，所述型煤包含：(1)颗粒材料；和(2)粘结剂，所述粘结剂包含(a)至少部分皂化的聚乙烯醇(PVA)和(b)碱金属烷基硅醇盐或聚烷基硅酸；所述颗粒材料选自含碳材料，金属，金属矿石，矿石废料或其混合物。

本申请为申请日为2017/8/14、发明名称为《型煤》的中国专利申请CN2017800503464(PCT/GB2017/052383)的分案申请。

技术领域

本发明涉及型煤的生产，例如由煤，金属或金属矿石生产型煤。通常，型煤通过粉末材料并使用粘结剂制成，其中粘结剂如至少部分皂化的聚乙烯醇(PVA)和碱金属烷基硅醇盐或聚烷基硅酸；甲醛树脂，聚丙烯酰胺和苯乙烯丙烯酸乳液。虽然通常型煤是冷压固化的，但其仍能在高炉中使用。

背景技术

世界上有相当大量的粉末矿物。这些废料来自采矿制造业和发电过程，是能源或金属制造的巨大潜在资源。这种粉末材料的一个潜在问题就是它们极难以粉末形式运输。例如，粉末形式的煤粉存在潜在的爆炸危险。

这些材料还存在其他问题。例如，如果仅仅简单将粉末材料加入到燃烧室，如炉窑或直接还原铁(DRI)中，这将会导致材料在到达燃烧室或燃烧炉的最佳部分之前被消耗。

因此，需要将粉末材料粘结在一起以使其成功地被运输或在例如高炉中被利用。

例如，DE 3335241公开了皂化PVA与糖浆组合已被用于协助生产含有碳酸钙的煤和焦炭型煤。EP 0252332公开了PVA的其他添加剂(如淀粉)。US 4,586,936和EP 0284252还公开了利用PVA作为粘结剂的其它变式。

另外，已知这些粉末材料还可以使用其他粘结剂，例如硅酸钠(US 4,169,711)。其中这种硅酸盐的使用浓度可高达30wt.％。

金属型煤也可以通过烧结金属粉尘或颗粒来制备。然而，烧结这种材料需要大量的能量。

这种粘结剂存在的问题包括，型煤的耐潮性通常是有限的，例如落在成品型煤上的雨水。此外，型煤最好具有在运输过程中抵抗损坏的能力，例如从传送带或其他运输系统中掉落。当型煤通过炉窑进入熔窑时，型煤必须保持其完整性，否则其在例如高炉或DRI设备中的性能会受到不利的影响。通常在本领域中，胶合剂或粘土型粘结剂可用于解决上述目的。然而，由于用胶合剂或粘土代替了一些煤，型煤的体积有所减小，使得炉窑的产量降低。此外，胶合剂的使用增加了生产过程最后所制得的铁中二氧化硅和矿渣的含量。

其他粘结剂在存在其他更实际的问题。例如，当工艺过程中使用淀粉时，由于通常淀粉价格昂贵，其在使用量上难以应付工艺过程中大量颗粒材料的需求。

发明内容

本发明目的在于确定混合各种不同的粘结剂可以生产具有优异结构性能的型煤，使这些型煤本身能够用于例如高炉和用于发电。

本发明的第一方面提供了一种型煤，其包含：

(i)颗粒材料；和

(ii)粘结剂，所述粘结剂包含(a)至少部分皂化的聚乙烯醇(PVA)和(b)碱金属烷基硅醇盐或聚烷基硅酸；

其中颗粒材料选自含碳材料，金属，金属矿石，矿石废料或其混合物。

含碳材料可以是例如焦炭，石墨，炭黑，泥炭或煤。煤可以是任何等级的煤，包含褐煤，次烟煤，烟煤，动力煤或无烟煤。

矿石废料包含轧钢皮，废钢渣，矿石中的细粉或含金属的废料。

金属可以是金属矿石或金属矿石废料，可以含有铁，锌，镍，铜，铬，锰，金，铂，银，钛，锡，铅，钒，镉，铍，钼，铀或其混合物或金属元素，例如其氧化物或硅酸盐的形式。