CN1023021C - 疏水型煤粘结剂及其制法 - Google Patents
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Abstract
本发明介绍一种疏水型粘结剂及其制备方法，粘结剂由浓缩造纸废液20-50%，水解皮胶液30%-60%，磷酸盐0.5-3%等混合液而成，其中水解皮胶由皮革废料采用酸法或碱法制成。采用该粘结剂制备的型煤冷强度为70Kg/个以上，水浸2小时烘干后，仍可恢复其原来的冷强度。
Description
本发明涉及一种型煤粘结剂及其制备方法。
以纸浆废液（其主要成份为亚硫酸盐和木质素磺酸盐等）为型煤粘结剂的专利DE3136163是将65-85%的非焦煤、5-15%焦煤与3-8%的废亚硫酸盐或1-3%的淀粉混合，冷压成型后干躁至含水5%以下。WD8404534是将无烟煤与木质素磺酸盐混合，加硫酸或重铬酸盐作为助凝剂。实践表明，以纸浆废液制成的型煤粘结剂的疏水性很差。
本发明的目的是开发一种疏水型煤粘结剂及其制备方法。
本发明的粘结剂主要由20-50%（重量）的浓缩碱性纸浆废液与30-60%（重量）的水解皮胶液混合而成，后者可以大大改善型煤的疏水性。根据制备方法的不同，可分为酸性水胶液和碱性水胶液，前者比后者的疏水效果好。在碱性水胶或碱性纸浆废液或其混合液中加入0.1-2%的无机酸，（如硫酸、磷酸、盐酸等）能提高其疏水效果。为了改善型煤的热稳定性及煤的表面性质，在某些反应性较低的年老煤（如无烟煤）中，添加0.5-5%（重量，对粘结剂）的磷酸盐，如磷酸氢二铵、三聚磷酸钠、多聚磷酸钠等。为了进一步提高煤的强度还可添加1-4%（重量，对粘结剂）石膏、水泥或淀粉等。此外，加入石灰有固硫作用。
水解皮胶液的制法可分为酸性水解法和碱性水解法。酸性水解法为：以皮革厂、皮鞋厂等的下角料、皮革块及皮屑为原料，加入5-10倍的水（重量），用硫酸、盐酸或磷酸调节水溶液的PH值小于5，在80-100℃下水解1-2小时，过滤后把水溶液浓缩成比重为1.15-1.25的胶液。碱性水解法为：将上述原料中加入5-10倍的水（重量），用碱性纸浆废液或碱液调节其PH值为8-11，在80-100℃下水解1-2小时，过滤后浓缩至比重为1.1-1.2的胶液。所述纸浆废液的性质如表1。
表1
项目 PH 比重g/cm2固体含量% 灰分%
原液 11.54 1.086 15.08 -
浓缩液 11.88 1.177 29.63 16.5
型煤的制备方法为：将原煤粉碎至3mm以下，煤的重量比为80-90%，粘结剂为10-20%，（其中水含量为60-70），成型机的压力为250-500kg/cm2，烘干温度为100-200℃，烘干时间为1-2小时。以烟煤为原料，型煤的单球冷强度在70kg/个以上，以无烟煤为原料，单球冷强度可达120kg/个。冷强度的测定方法为“煤炭的加工和利用”一书中所介绍的方法。水浸强度在60hr/个以上，一般可恢复到原有的冷强渡。所谓水浸强度是将烘干后的煤球在水中浸泡2小时，再烘干后测定其冷强度。
水解皮胶液及型煤制备方法的实施例如下：
例1.酸性水解胶液的制备：称取100克的皮屑，用水洗干净，放入1000毫升的烧杯中，加入水300毫升，用5%的NaOH溶液调其烧杯中的水溶液的PH值为8左右，浸泡2小时后用水洗至中性，再加入水700毫升，用10%的硫酸溶液调其水解液的PH值为2.09，加热至沸后水解1小时，用200目的钢丝网或的确良布进行挤压过滤，将滤液存放入另一只烧杯中，滤液重新返回到1000毫升的烧杯中加入水800毫升，再用10%的硫酸溶液调其水解液的PH值为1.96继续加热至沸水解约1.5小时，再进行挤压过滤，将两次的滤液合并进行浓缩，最后浓缩液的比重为1.18。其胶液的重量为210克。
例2.碱性水解胶的制备：取100克皮革屑，用水清洗干净，放入烧杯中，加入碱性造纸废液500毫升，（碱性造纸废液的PH值为11.5左右）用水调其溶液的PH值为9.7，加热至沸后水解1.5小时，用200目的钢丝网进行挤压过滤，滤液存放入另一烧杯中，滤渣重新加入500毫升的碱性造纸废液，用水调其溶液的PH值为10.1。再加热至沸进行水解1.5小时，过滤方式同上，将两次滤液合并后进行浓缩的比重为1.2，胶液的最后重量为250克。
例3.碱性水解胶的制备：称取皮革屑100克，用水洗干净，加入水800毫升，用10%NaOH溶液调其水解液的PH值为10.02，加热至沸水解1小时，过滤，以下步骤同例2，只是水解液PH值调整用10%的NaOH溶液。浓缩水解胶的比重为1.17胶液重为158克。
制备型煤所用原煤的工分与原分如表2和表3所示，其制备过程如例4至例7所示。
表2 原煤的工业分析结果：
原煤 W A V 焦渣 QGW T1T2
产地 （%） （%） （%） 特征 （卡/g） （℃） （℃）
晋城无烟煤 2.45 22.26 6.39 1 6080 ＞1500 -
阳泉无烟煤 1.39 18.16 10.23 1 6710 - -
西山烟煤 0.52 19.26 13.85 5 6750 - -
西梁烟煤 0.73 17.69 12.80 5 6880 - -
古交烟煤 0.75 15.49 22.36 7 7050 - -
表3 原煤元素分析结果
原煤 C H N O SQ
产地 （%） （%） （%） （%） （%）
晋城无烟煤 68.51 2.35 0.91 0.33
阳泉无烟煤 71.15 3.23 1.04 3.47 1.56
西山烟煤 71.08 3.45 1.20 0.70
西梁烟煤 72.68 3.63 0.94 0.94
古交烟煤 72.28 4.27 0.94 1.93
例4.称取原煤粒度为＜3mm的晋城无烟煤100g，加入固硫剂石灰1克，混合均匀后，将碱性水解胶7克，浓缩造纸废液7克，及1%H3PO4溶液2ml的混合物加入煤中，充分搅拌使煤和粘结剂混合均匀，成型压力为400公斤/厘米2，烘干温度为180℃，烘干时间为1小时。这种型煤的抗压强度为105kg/个，水浸强度为104公斤/个，1.5米落下强度为100%。
例5.称取煤粒度＜3mm的西梁烟煤70克和古交烟煤30克，加入固硫剂1克，与煤混合均匀，另称取淀粉0.4克加入到浓缩后的造纸废液中加热成糊状与8克酸性水解胶混合，加入到煤中，充分搅拌均匀，成型压力为500公斤/厘米2，烘干温度为170℃，烘干时间为1小时，这种型煤的抗压强度为70公斤/个，水浸强度为71公斤/个，1.5米落下强度为86%。
例6.煤粒度为＜3mm的西山烟煤100克，加入固硫剂石灰1克，与煤混合均匀，另称取7克浓缩造纸废液加入0.8克的淀粉，搅拌均匀后加热成糊状，加入碱性水解胶8克，再加入1%HCl溶液4ml，搅拌均匀后与煤混合，成型压力为500公斤/厘米2，烘干温度200℃，烘干时间1小时，这种型煤的抗压强度为86公斤/个，水浸强度为85公斤/个，1.5米落下强度为99%。
例7.称取浓缩后的造纸废液7克，加入淀粉0.4克，加热成糊状，另称取碱性水解胶7克及多聚磷酸钠0.2克，一起加入到糊状液中，再加入1%HCl溶液2ml，混合均匀后，加入到＜3mm的100克阳泉无烟煤中，充分搅拌均匀，在成型压力为350公斤/厘米2，烘干温度为150℃，烘干时间为1.5小时的条件下所得到的型煤，其抗压强度为90公斤/个，水浸强度为87公斤/个，1.5米落下强度为99.2%。
综上所述，采用本发明的粘结剂制备出的型煤具有优良的疏水性和冷强度，采用可能污染环境的废液和废料为原料，不仅降低了成本，而且达到了变废为宝，综合治理的目的。
Claims (3)
1、一种型煤粘结剂，其特征在于它的组分及组分含量如下：(重量百分比)
浓缩纸浆废液 20-50%
水解皮胶液 30-60%
无机酸(硫酸、盐酸或磷酸) 0.1-2%
磷酸盐(磷酸氢二、三聚磷酸钠或多聚磷酸钠) 0.5-5%
石膏、淀粉或水泥 1-2%
2、如权利要求1所述的型煤粘结剂，其特征在于所述的水解皮胶液是在皮革下脚料中，加入5-10倍（重量）的水，用碱性纸浆废液或碱液调其PH值为8-11，在80-100℃下水解1-2小时，过滤后浓缩到比重为1.1-1.2的胶液。
3、如权利要求1所述的型煤粘结剂，其特征在于所述的水解皮胶液是在皮革的下脚料中加入5-10倍（重量）的水，用硫酸、盐酸或磷酸调节水溶液的PH值为小于5，在80-100℃下水解1-2小时，过滤后把水溶液浓缩成比重为1.15-1.25的胶液。
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