Брикетные Фабрики

Брикетирование – механический процесс окускования мелкофракционных материалов (чаще всего – отходов) прессованием либо другим способом в уплотненный ком (кусок), заданных параметров, с плотностью, достаточной для транспортировки без разрушения к месту использования. 

Брикет – продукт переработки мелкофракционных материалов, окускованный механическим способом, с определенными техническими условиями размерами, массой, составом, формой и необходимыми физико-механическими свойствами.

Наиболее показательной характеристикой технологии брикетирования является механическая прочность брикета.

Механической прочностью оценивается возможность использования брикетов под влиянием механических нагрузок и определяется краткосрочное сопротивление брикетированной продукции усилиям сжатия, истирания и сбрасывания.

Практика показывает, что брикеты, прежде всего, подвержены ударным нагрузкам на пересыпах, транспортировке, засыпке в бункеры, погрузке на транспорт и выгрузке у потребителя. Давлению продукция подвергается, в основном, при большой высоте бункеров и специализированных накопителях.

Соответственно, брикеты разрушаются, чаще всего, под влиянием сбрасывания и прочих ударных нагрузках.

Следовательно, производитель должен тщательно и скрупулезно идентифицировать требования потребителя к технологии подачи брикетов в рабочую зону предполагаемого передела.

Оптимальный вариант для производителя – разработка собственных технических условий на различные типы брикетированных материалов и согласование с потребителем качественных характеристик, с учетом существующих параметров.

Другие оценочные параметры – устойчивость брикета к атмосферным влияниям, гидрофобность, термическая устойчивость и показатели газопроницаемости.

Атмосферная устойчивость – характеризует сопротивление влаге и колебаниям температуры.

Гидрофобность – поведение брикета в присутствии воды и его способность не терять основные характеристики в период времени.

Остаточная механическая прочность брикета в условиях влияния вредных факторов определяет показатели атмосферо- и водоустойчивости.

Термоустойчивость – определяется по выходу целой продукции, при заданной ТУ температуре и давлению.

 Газопроницаемость – позволяет определить объём газа, способного проникать сквозь брикет в заданный временной период. Также, понятие газопроницаемости применяется к слою сжигания и характеризуется проводимостью в зону горения необходимого объема кислорода.

Таким образом, все существенные характеристики брикетов должны быть заданы до непосредственного процесса брикетирования.

Знание основных прочностных характеристик позволяет оценить способность брикетов выдерживать без разрушения определенные ударно-истирающие и раздавливающие нагрузки, которым они будут подвергаться в процессе эксплуатации. Именно показатели механической прочности брикетов во многом определяют их потребительскую ценность и в целом, возможность использования на различных предприятиях.

Несмотря на внешнюю простоту, брикетирование является достаточно сложным процессом, требующим понимания различных физических и химических явлений в процессе производства.

Так, получение прочных брикетов во многом определяется не только физико-механическими процессами уплотнения материала, но и способностью смачивания, адсорбции, десорбции, адгезии и когезии. Немаловажную роль оказывают химические реакции, протекающие, как при обычных температурах и высоких давлениях прессования, так и с учетом высоких температур при сушке или ударном закаливании.

Сложность и недостаточная изученность этих процессов вызвала необходимость принятия на данном уровне развития техники брикетирования ряда гипотез применительно к брикетированию тех или иных материалов, которые, в той или иной мере, подтверждены позднейшими исследованиями.

В частности, для брикетирования углей в своё время были приняты следующие гипотезы: коллоидная, капиллярная, битумная, гуминово-кислотная и гидратационно-молекулярная, положительно повлиявшие на становление теории брикетирования мелкого угля.

Процесс брикетирования, чаще всего, не изменяет химический состав перерабатываемого материала, за исключением некоторых специализированных технологий, не нашедших распространенного применения из-за дороговизны и сложности процесса. Брикетирование дает возможность использования материалов, применение которых затруднительно без предварительного окускования.  В зависимости от способа связывания частиц в брикет различают два основных способа брикетирования: без связующих и с добавлением связующих веществ.

На самом деле, так называемая технология брикетирования без связующих, представляет собой процесс, в котором породы, сопутствующие, например, газовым углям либо целевым полезным ископаемым, отличающиеся максимальным содержанием минералов группы монтмориллонита, непосредственным образом участвуют в окусковании. То есть, в роли связующих веществ выступают содержащиеся в брикетируемых материалах пластичные компоненты, позволяющие получить прочный кусок, без добавления специальных вяжущих и клеящих веществ.  

Основные преимущества брикетов:

v   Одинаковая форма и вес;

v   Улучшенная механическая прочность и транспортабельность;

v   Безотходность при применении;

v   Стабильность основных физико-химических характеристик;

v   Возможность направленно изменять требуемые свойства брикетов, за счет ввода в состав шихты различных добавок;

v   Улучшение длительности и интенсивности горения за счет требуемой газопроницаемости слоя;

v   Неограниченная сырьевая база и дешевизна исходного сырья;

v   Возможность использования всех видов мелкодисперсных отходов;

v   И многое другое.

Именно, возможность в процессе производства достигнуть заданных свойств, размеров, формы и веса, содействовало распространению и популяризации данной технологии переработки материалов в горнорудной и перерабатывающей промышленности.

Брикетирование позволяет задать определенный состав брикетируемой смеси и при этом получить продукт с необходимыми свойствами, которых, зачастую, не имеют входящие в него компоненты.

Особенно, если это отходы.

Все вышеназванные полезные свойства брикетов определяют обширную область применения технологий брикетирования. 

Процесс брикетирования состоит из следующих технологических этапов, содержащих в себе от одной до нескольких производственных операций:

1.          Подготовительный этап – предподготовка сырья к прессованию (подача питания БФ, дробление, сушка, дозировка компонентов брикетной шихты, ввод связующих веществ, их смешивание, нагрев либо охлаждение брикетной шихты перед прессованием)

2.          Основной этап – прессование брикетной шихты с приложением требуемых усилий, определяемых в зависимости от физико-химических свойств, петрографического и минерального состава брикетируемого материала

3.          Этап доупрочнения «зеленых» брикетов – обработка «сырых» брикетов с целью быстрейшего их затвердевания (охлаждение, пропарка, карбонизация, сушка, монолитизация, восстановительный обжиг и др.)

4.          Финальный этап: складирование, хранение и погрузка готовых брикетов

Итак, для лучшего понимания, приблизительная технологическая схема укрупненно состоит из следующих процессов:

v   Измельчение предполагаемого питания

v   Сушка (либо увлажнение) сырья до определенной технологическим регламентом влажности

v   Ввод связующих и смешивание их с рабочей шихтой

v   Прессование (валковый пресс, экструдер, штемпельный агрегат, гидравлический пресс, виброагрегат и прочие механизмы)

v   Доупрочнение полученных брикетов (сушка, монолитизация, пр.).