[其他]冶金组合物及其生产方法

说明书

本发明涉及冶金组合物及应用此组合物的方法。

一方面，本发明提供由金属氧化物矿和提高等级的褐煤构成的组合物，以及生产此种组合物的方法。

另一方面，提出处理此组合物以便使其中的金属氧化物还原的方法，包括冶炼方法，也在本发明考虑之列。

本发明中使用的提高等级的褐煤最好是我们在澳大利亚的共同未决专利申请书24294/84号（已于1984年8月23日公布）和/或52590/86号（PG9283）中叙述的发明产品。

在上述共同未决专利申请书中叙述的褐煤提高等级/压实方法，是将开采时含水量约为60%的软质、松散的原褐煤转变为含水量约为10%的硬质、抗磨碎的黑色固体燃料。在处理过程中，含开采水量的褐煤在选定的揉搓装置内剪切/磨碎，根据对最终密实产品的硬度要求不同，处理时间可以在5分钟或更短与1小时或更长的时间内变化。

剪切具有数种作用，在本文中是重要的。使煤变为细小颗粒状，原来精细分散在煤的多孔组织内的水分，至少有一部分变成了连续的液相，从而使煤变得湿润而有塑性，最后产生很大数量和面积的新解理的煤表面。这些新解理的表面参与颗粒间的搭桥结合过程，最终使煤质变得硬而密实，与此同时，除去和失去原来水分的大部分。密度由大约0.8增加到1.4是常见的。水分脱除速度很快（例如在20℃的静止空气中24小时可脱除80%），在3～4天内即可达到最大硬度。在磨碎之后，已变成塑性的煤通过适当的挤压或高压压块装置，即环辊压力机，在适宜的压力下压制成块。在一个特别的列子中，压块装置为螺旋操纵的筒内活塞式压块机，该机器压制出直径3或10mm的圆柱形试样，该试样可切成任意需要的长度。在挤压时使用压力，对于使煤颗粒的新解理表面紧密靠近，从而促进搭桥结合和大大加快结合速度来说相信是重要的。在挤压过程中使用较高的压力，可大大缩短煤的磨碎时间。特别是在使用高效率的磨碎机时，则磨碎时间实际可缩短到5分钟或者更短。

在压实过程中，剪切磨碎原褐煤所需的最短时间，必须足以使煤体内产生显而易见的水分和可塑性。在实际操作中，所要求的条件可根据经验通过目测检查。时间的长短决定于磨碎机的运转速度，磨碎机所达到的剪切动作强度和机器使煤不断进入剪切区的效率。

就很短的剪切时间而言，煤的水分可能是决定性因素;如果水分太低，机器的效率将急剧下降。经验表明，水分按重量约为60%的褐煤显示出最优的剪切磨碎性能，而水分接近54%或更低时，褐煤的剪切磨碎性能是不令人满意的。

使用揉搓机轴转速为40和20转/分、转子与侧壁间隙为0.3mm的西格马型揉搓机操作时，维多利亚和日耳曼产地的各种褐煤均已成功地在30秒钟的剪切磨碎时间内转化成可挤压的塑性状态。但是，30秒钟不应被认为是本发明要求所包括的最短时间，因为此时间将在很大程度上由所使用机器的效率来决定。任何足以将原褐煤转变为可挤压的塑性状态的时间都将是适宜的。

应该注意，在实践中，剪切磨碎时间太短将限制煤的粒度缩小，因而下一步可能要在某种程度上用提高挤压机的压力来补偿。事实上，比较干的塑性体，将在挤压机出煤口部分产生高的压力。

本发明的另一种最好方案是提供一种连续的剪切挤压方法。其磨碎时间很短，允许连续操作，在操作中，小块褐煤（5mm或更小）连续地喂入低速（20～40转/分钟）西格马型剪切磨碎机。此种机器的构造型式设计，通过适当布置的螺旋出煤机使煤在排出机器之前在剪切区内停留所需要的时间（如上面所规定）。螺旋出煤机将湿的磨碎煤送给挤压头，该挤压头的设计能提供所需要的挤压压力，使球团变得很坚固，足以在成形后立即经受得住适当的负荷。

能完成上述功能并有一个螺旋出煤机和相联结的挤压机的机器，是Janke    &    Kunkel股份有限公司KH    IKA-Werk    Beingen工厂制造的西格马型HKS50型造球机。

尽管我们不希望所观测到的有利结果受任何假定或假想机理的限制，但是我们相信，一旦获得足够的解理/剪切的煤表面，就立即以相当大的速度开始进行压实。这会导致进一步改进所提供的连续操作过程，从而使煤在磨碎（剪切）区内停留的时间刚好足够使煤料能在高压挤压或压块装置中得到有效的挤压。