Технология брикетирования материалов

Разрабатываем технологические решения для переработки мелкофракционного, пылевидного, шламового и многокомпонентного сырья — от исследования материала и подбора состава шихты до формования, обработки продукта и внедрения оборудования.
Мы рассматриваем влажность, фракционный состав, связующее, способ подготовки сырья, тип формующего оборудования и требования к готовому продукту как взаимосвязанную систему.

Поэтому работа над проектом начинается не с выбора пресса или экструдера, а с изучения материала и задачи заказчика.

Окускование — это общее название процессов, при которых мелкие и пылевидные частицы объединяются в более крупные куски.

К основным способам окускования относятся агломерация, окомкование и брикетирование.

Брикетирование — один из способов окускования. Подготовленный материал уплотняется в прессе или экструдере и получает определённую геометрическую форму: брикета, подушечки, стержня или другого формованного продукта.

Брикетирование может применяться, чтобы:

• вовлечь мелкофракционный материал в дальнейшую переработку;
• уменьшить потери мелочи и пыли при обращении с сырьём;
• упростить транспортирование, хранение и дозирование;
• объединить несколько компонентов в одной шихте;
• подготовить материал к последующему использованию;
• получить топливный, технологический или сырьевой брикет.

На этой странице рассматривается именно технология брикетирования. Агломерация и окомкование упоминаются для правильного понимания места брикетирования среди других способов окускования.

Получение брикета в прессе или экструдере является только одним из этапов технологического процесса.

Перед формованием могут потребоваться:

• снижение или корректировка влажности;
• дробление и подготовка фракционного состава;
• дозирование компонентов;
• добавление воды или связующего;
• смешивание;
• механоактивация;
• выдержка подготовленной шихты.

После формования продукт может нуждаться в разделении, вылеживании, сушке, охлаждении или сортировке.

Состав операций определяется для конкретного материала. Не каждая линия должна включать все перечисленные этапы.

При этом сам факт получения брикета ещё не подтверждает работоспособность всей технологии. Необходимо оценивать стабильность процесса, свойства продукта после обработки, его поведение при хранении, транспортировании и дальнейшем использовании.

Оборудование подбирается под свойства сырья и технологическую задачу, а не сырьё под заранее выбранную машину.

Даже материалы с одинаковым названием могут заметно различаться по происхождению, влажности, составу и поведению при формовании.

При разработке технологии учитываются четыре основные группы факторов.

Разработка технологии обычно проходит несколько последовательных этапов.

Качество подготовки сырья влияет на стабильность подачи, формования и последующей обработки продукта.

Даже правильно выбранный пресс или экструдер не может полностью компенсировать значительные и неконтролируемые изменения влажности, фракции или состава смеси.

Компания разрабатывает и производит несколько видов формующего оборудования.

Свежесформованный брикет не всегда является готовым продуктом.

Непосредственно после выхода из пресса или экструдера он может содержать избыточную влагу, иметь недостаточную прочность или нуждаться во времени для набора необходимых свойств.

В зависимости от состава шихты применяются:

естественное вылеживание;
естественная или принудительная сушка;
последовательное вылеживание и сушка;
охлаждение;
сортировка.

Для промышленной обработки могут использоваться сушильные камеры, конструкция и режим которых подбираются с учётом материала, размера продукта и требуемой производительности.

Прочность сырого и обработанного брикета может существенно различаться. Поэтому технологию необходимо оценивать по состоянию продукта после предусмотренной обработки, а не только непосредственно после формования.

Состав линии определяется разработанной технологией.

В зависимости от проекта в неё могут входить:

1. участок приёма и хранения сырья;
2. оборудование для обезвоживания или предварительной сушки;
3. дробление и подготовка фракционного состава;
4. бункеры и дозаторы;
5. системы подачи воды и связующего;
6. смесители или механоактиваторы;
7. промежуточные накопители;
8. транспортное оборудование;
9. пресс или экструдер;
10. устройство разделения или резки продукта;
11. участок вылеживания;
12. сушильное оборудование;
13. охлаждение и сортировка;
14. упаковка или передача продукта на следующий производственный этап;
15. шкафы управления и средства контроля.

Не каждая линия должна включать все перечисленные участки.

Часть оборудования может уже находиться на предприятии заказчика. Возможность его включения в новую технологическую схему определяется после проверки характеристик, состояния и совместимости с остальными участками линии.

Компания рассматривает задачи по брикетированию угольных, минеральных, металлургических, органических и многокомпонентных материалов.

Компания может подключиться к отдельному этапу проекта или выполнить комплекс работ — от исследования сырья до изготовления и внедрения оборудования.

В зависимости от задачи в состав работ могут входить:

• исследование сырья;
• первичная оценка исходных данных;
• лабораторные испытания;
• подбор состава шихты;
• оценка необходимости связующего;
• подбор влажности и способа подготовки;
• получение опытных образцов;
• опытно-промышленные испытания;
• выбор принципа формования;
• разработка технологической схемы;
• подбор состава линии;
• проектирование и изготовление оборудования;
• заводские испытания;
• поставка;
• пусконаладочные работы;
• обучение персонала;
• техническое сопровождение;
• изготовление и поставка комплектующих и ЗИП.

Состав работ определяется после ознакомления с задачей и фиксируется в техническом задании, спецификации и договоре.

Для предварительного рассмотрения проекта желательно предоставить:

• наименование и происхождение материала
• влажность;
• гранулометрический состав;
• химический, технический или минералогический анализ;
• фотографии сырья;
• условия хранения;
• месячный или годовой объём;
• предполагаемый состав шихты;
• информацию о планируемом связующем, если заказчик хочет использовать определённый состав или марку;
• назначение готового продукта;
• форму и размер;
• требования к прочности;
• условия транспортирования и хранения;
• требуемую производительность;
• сведения об имеющемся оборудовании;
• техническое задание или другую документацию.

Если часть данных пока отсутствует, можно направить имеющуюся информацию и кратко описать задачу. Мы определим, какие характеристики или образцы потребуются для дальнейшей оценки.

Всегда ли требуется связующее?
Нет. Некоторые материалы могут формоваться без дополнительного связующего, для других его применение необходимо.
При выборе связующего учитываются не только прочность брикета, но и стоимость, способ введения, условия сушки и дальнейшее использование продукта.

Можно ли сразу заказать промышленную линию без лабораторных испытаний?
Это возможно, если технология уже подтверждена, характеристики сырья стабильны и имеются достаточные исходные данные.
Для нового, неоднородного или сложного материала предварительные исследования снижают риск неправильного выбора оборудования и состава линии.

Гарантирует ли лабораторный результат работу промышленного оборудования?
Нет.
Лабораторный результат позволяет подтвердить перспективность направления и получить данные для дальнейшей работы, но не заменяет опытно-промышленную проверку и инженерное масштабирование.

Какой способ формования лучше?
Универсального ответа нет.
Выбор между шнековой экструзией, шнекотолкающим, валковым и механическим прессованием зависит от свойств шихты и требований к продукту.

Можно ли использовать оборудование, уже установленное у заказчика?
Да. В технологической схеме могут учитываться существующие бункеры, дробилки, смесители, транспортёры, сушильное и другое оборудование.
Перед включением в проект необходимо проверить его характеристики, состояние и совместимость с разрабатываемой технологией.