CN1033756C

CN1033756C - 一种防水高强型煤粘结剂

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Publication number: CN1033756C
Application number: CN94116927A
Authority: CN
Inventors: 祝朝晖; 耿花云; 李华林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-10-14
Filing date: 1994-10-14
Publication date: 1997-01-08
Anticipated expiration: 2014-10-14
Also published as: CN1104244A

Abstract

本发明提供了一种防水高强度型煤粘结剂。主要适用于制造各种类型的型煤。该粘结剂的化学成分(重量%)为：固化剂30～66%，增强剂10～30%，热固剂0～25%，活化剂5～15%。其中固化剂由MgO和Mg(SO₄)₂·6H₂O组成；增强剂由粘土矿、炼铁水渣、Ca(SO₄)₂·2H₂O和CaF₂组成；热固剂为褐煤或焦煤中任一种或两者之混合物；活化剂由MgCl₂和H₂O组成。各组分的原料粒度要求小于0.070mm。用该粘结剂制造的型煤不仅具有良好的防水性，而且还有较高的冷、热耐压强度。

Description

一种防水高强型煤粘结剂

本发明属于基于无机成分的粘合剂。主要适用制造各种型煤。

热能资源之一的煤炭，除块煤、火电厂用粉煤及炼铁用焦炭可直接利用外，尚有巨大数量的煤粉、煤泥、低热值粉煤灰、石煤、油母页岩、煤矸石等低热能燃料需要开发利用，使之成为工业上有用的燃料，拓宽能源来源，降低工业生产成本，增加经济效益。利用粘结剂，将上述低热能燃料制成型煤，则可使这部分低热能燃料得以充分利用，为社会作出贡献。

对工业用型煤，一方面要求具有良好的防水性，以免在运输过程和露天储存时因吸水而松散，仍能保持较高的耐压强度；另一方面要求发热量高，灰分低，挥发分少，固定碳高，燃烧效率高，含硫量低，热稳定性好，不结渣等，最好能与优质块煤的性能相当，或个别性能高于优质块煤。从而保证型煤的热效率和使用效益。根据使用目的，型煤可分为造气(制造化肥)、煤气、锅(窑)炉燃烧及民用四种类型。型煤是否有应用前景或实际用途，主要取决于能否保持原有形状，而保持原有形状的关键在于选用合理的粘结剂。这样的粘结剂应具有如下条件：

1、原料资源丰富，容易获取，价格便宜；

2、制造型煤的工艺简单，不需加热干燥，节省能源；

3、所制备的型煤性能优异；

4、粘结剂本身参加反应，可以燃烧，提高发热量；

5、具有良好的固硫、固尘及控制挥发等特性。

由此看出，型煤的性能既取决于原料粉煤的质量，又与所采用的粘结剂紧密相关。

在现有技术中，依据所用粘接剂的种类，开发了多种型煤。这些型煤虽然都具有一定的热效率和使用价值，但都存在各自的缺点(CN1040215A、CN1059166A)。

现分述如下：

1、石油沥青型煤

以石油沥青为粘结剂。其制备过程需在150～200℃温度下搅拌混合0.5～1小时，需消耗一定的热能，成本高，防水性差，且污染环境。

2、焦油沥青型煤

以焦油沥青为粘结剂。其工艺过程需在900℃温度下，经36小时的焦化处理，故热能消耗大，成本高，另外防水性差，且污染环境，工艺也较复杂。

3、石灰碳化型煤

以石灰为粘结剂。在工艺上需经150～200℃温度下、9小时的碳化处理，工艺较复杂，防水性差，且增加25～30％的灰分。

4、水泥型煤

以硅酸盐水泥为粘结剂。该型煤在制备过程中，固化时间长，成型较难，且热稳定性差，增加灰分；它具有一定的防水性。

5、粘土型煤

以粘土为粘结剂。该型煤不防水，且耐压强度低，影响燃烧，增加灰分。

6、淀粉复合型煤

以淀粉及矿物质(如硅酸盐类)为粘结剂。其工艺需经100～150℃温度下，烘干2～3小时。该工艺复杂，且需消耗一定的热能。所制备的型煤防水性能差，另外，还需消耗一定的粮食。

7、纸浆废液型煤

以造纸废液为粘结剂。工艺上需要烘干(100～150℃，2～3小时)，也需消耗一定的热能，且防水性能也差。

由以上看出，采用各种粘结剂所制备的型煤，其共同的缺点是防水性差，强度不高，易松散破碎，给运输和储存带来一定的困难，其性能也未能完全满足使用要求。

本发明的目的在于提供一种防水高强型煤粘结剂。采用该粘结剂所生产的型煤，不仅具有良好的防水性和较高的冷、热耐压强度，而且还有发热量高、燃烧效果好、含灰分少和成本低等优点。

根据上述目的，本发明粘结剂主要技术方案的出发点：一是由该粘结剂所制备的型煤具有优异的防水性能和使用性能；二是当所制备的型煤进行燃烧时，粘结剂本身能够参加反应，产生非碳燃烧，显著提高发热量。

为此，本发明防水高强型煤粘结剂由固化剂、增强剂、热固剂和活化剂组成，其具体化学成分(重量％)如下：

固化剂30～66％，增强剂10～30％，热固剂0～25％，活化剂5～15％。

固化剂由MgO和Mg(SO₄)₂.6H₂O组成，其配比(重量％)为：MgO88～92％，Mg(SO₄)₂.6H₂O8～12％。

增强剂由粘土矿、炼铁水渣、Ca(SO₄)₂.2H₂O和CaF₂组成。其配比(重量％)为：粘土矿40～46％，炼铁水渣40～46％，Ca(SO₄)₂.2H₂O0～12％，CaF₂2～8％。

热固剂为褐煤或焦煤中任一种或两种之混合物。

活化剂由MgCl₂和H₂O组成，其配比(重量％)为：MgCl₂5～8％，H₂O92～95％。

上述粘结剂组份的原料，均采用粉料，其粒度要求小于0.07mm。

在上述粘结剂的化学组成中，各组份的作用(本发明的化学成分设计原理)如下：

固化剂中的MgO在最终的粘结剂制品中，呈胶体状，该MgO胶凝的水化性可显著提高型煤的防水性，并使之具有较高的强度。

在增强剂的粘土矿中，含有大量的SiO₂及Al₂O₃，炼铁水渣中含有部分Fe₂O₃，再加上少量CaF₂，就使得型煤在燃烧中有坚实的骨架，防止结渣，具有良好的透气性，从而提高燃烧率。

热固剂中的褐煤或焦煤都具有热粘结性，保证热状态下的型煤燃烧不散，有利于提高热稳定性。

活化剂中的MgCl₂和固化剂中的Mg(SO₄)₂一起参予燃烧过程中，具有活化作用，促使活化非碳燃烧，能大大提高热效率。

本发明所述的粘结剂采用一般粉末制品的生产方法进行制备。首先将固化剂、热固剂和增强剂三种组份进行粉碎、过筛，使之达到粒度要求；将符合粒度要求的各组份按其化学成分配比，进行称重配料；然后将配好的混合料加入混料机中进行混合，混合均匀后，再加入适量活化剂水溶液，经充分混合后，即成为本发明防水高强型煤粘结剂。

本发明防水高强型煤粘结剂用于制造各种类别的型煤。

与现有技术相比，本发明粘结剂具有如下优点：

(1)原料来源广泛，价格便宜。

(2)粘结性能好，具有很强的粘结作用，使得用该粘结剂制造型煤不仅具有优异的防水性能，而且还有较高的冷、热耐压强度。

(3)用该粘结剂制造型煤，工艺简单，不需加热干燥，节省能源。

(4)除粘结作用外，当型煤燃烧时，粘结剂本身参加燃烧反应，发生非碳燃烧，显著提高发热量。

(5)能降低CO₂、SO₂及C粒的排放量，且固硫率高(≥60％)减少环境污染。

(6)任何燃料(优质或劣质煤)均可采用本发明粘结剂制备各种型煤，拓宽了能源来源，变废为宝。

实施例：

根据本发明粘结剂的化学成分范围，配制了四批粘结剂。四批粘结剂的化学成分配比如表1所示。组份中固化剂、增强剂、热固剂和活化剂的组成配比分别如表2、表3、表4和表5所示。上述成分中各组份的粒度均小于0.07mm。

采用四批粘结剂制备了四批型煤。四批型煤所用的燃料种类、粘结剂批号和成型条件如表6所示。型煤制备后，并对四批型煤进行了耐压试验及热稳定性、活性和灰熔点的测试，其结果列入表7。

为了对比，还采用了其它种类的粘结剂在同样成型条件下制备三批对比型煤，其成型条件及型煤性能分别列入表6和表7。对比例型煤批号5、6、7。

表1实施例粘结剂的组成配比(重量％)

表2粘结剂中固化剂的化学成分(重量％)

表3粘结剂中增强剂的化学组成(重量％)

表4粘结剂中热固剂的化学组成(重量％)

表5粘结剂中活化剂的化学组成(重量％)

表6制备型煤所用原料、粘结剂和成型条件

表7所制备的型煤性能

Claims

1、一种防水高强型煤用粘结剂，其特征在于：

(1)该粘结剂的化学成分(重量％)为固化剂30～66％，增强剂10～30％，热固剂0～25％，活化剂5～15％。

(2)固化剂的组成配比(重量％)为：MgO88～92％，Mg(SO₄)₂.6H₂O8～12％。

(3)增强剂的组成配比(重量％)为：粘土矿40～46％，炼铁水渣40～46％，Ca(SO₄)₂.2H₂O0～12％，CaF₂2～8％；

(4)热固剂为褐煤或焦煤中任一种或两种之混合物；

(5)活化剂的组成配比(重量％)为：MgCl₂5～8％，H₂O92～95％；

2、根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于各组份原料的粒度小于0.070mm。

3、权利要求1所述的一种防水高强型煤粘结剂的用途，其特征在于该粘结剂用于制造各种类别的型煤。