Брикетирование
Брикети́рование (от фран. briquette – кирпич), процесс получения одинаковых по массе и форме спрессованных материалов (в виде кирпича, плитки и т. п.) с заданными физико-механическими свойствами, т. н. брикетов. Брикетируют твёрдое топливо (кокс, торф, каменный, бурый и древесный уголь), руды и концентраты чёрных и цветных металлов, пищевые продукты, сельскохозяйственные корма, лекарственные травы, промышленные и бытовые отходы и др. Брикетирование повышает технологичность сырья, улучшает его транспортабельность и условия хранения. Брикетирование мелкоизмельчённых и пылеватых материалов, использование которых малоэффективно или затруднительно, создаёт дополнительные сырьевые ресурсы.
Промышленное значение брикетирование приобрело в середине 19 в. в связи с разработкой российскими изобретателями способа получения прочных брикетов из древесного и каменного угля, названных «карболеином» (А. П. Вешняков, 1841), и метода брикетирования торфа (А. И. Шпаковский, 1873). Первая фабрика по производству брикетов из бурого угля пущена в Германии в 1858 г., из каменного угля – в 1860 г. В России Первая углебрикетная фабрика сооружена в Одессе в 1870 г. (фабрика перерабатывала антрацитовую мелочь, т. н. антрацитовый штыб, в брикеты для нужд торгового флота), торфобрикетная – близ Санкт-Петербурга в 1891 г. Брикетирование рудной мелочи впервые осуществлено в Швеции в 1880-х гг. (по патенту Г. Грёндаля), в России рудные брикетные фабрики появились в начале 20 в. при металлургических заводах (Керченском, Таганрогском и др.).
Брикетирование твёрдого топлива, металлургического сырья и промышленных отходов производится без связующих веществ при высоких давлениях (100–250 МПа) и со связующими – при низких давлениях (10–30 МПа). В первом случае частицы материала уплотняются, деформируются, между ними возникают силы молекулярного сцепления, вследствие чего структура брикета упрочняется. При брикетировании со связующими веществами параметры процесса зависят от свойств исходного сырья, применяемых связующих, а также от скоростей полимеризации связующих и образования различных цементирующих веществ в структуре брикетов. В качестве связующих используют нефтяные битумы, смолы, лигносульфонаты, жидкое стекло, цемент и др.
Брикетируемый материал должен отвечать определённым требованиям по составу, размеру, влажности и др. Общая схема брикетирования включает: сортировку сырья по крупности и его дробление, сушку сырья до определённой влажности, дозировку и смешивание со связующим (при необходимости), охлаждение подготовленных продуктов до температуры прессования, собственно прессование и охлаждение спрессованных брикетов. Брикетирование конкретного вида сырья имеет свои особенности. Например, в металлургическом производстве предусматривается операция упрочнения брикетов (спекание, карбонизация, пропарка и др.). При брикетировании применяют штемпельные, кольцевые, вальцовые и др. прессы. Широкое распространение получил метод горячего брикетирования, по которому исходное сырьё предварительно нагревают до пластичного состояния; используется для получения высококачественного бездымного топлива (бурый уголь, торф) без связующих, для подготовки сырья к процессу прямого получения железа из руд, для утилизации металлургических отходов и др.