CN103710065B - 一种新型防水复合型煤粘结剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型防水复合型煤粘结剂，主要用于无烟粉煤成型生产工业用气化型煤。其中粘结剂组分为：膨润土、淀粉、特种树脂、水泥和有机高分子材料。本发明粘结剂的添加量低，制备工艺简单、成本低、无任何二次污染，并且适用于各类煤种。加工出的型煤冷热强度高(冷态抗压强度为85-115公斤/球，热态抗压强度40-45公斤/球)、粘结力强、耐水性好，因而具有良好的经济效益和应用前景。

Description

一种新型防水复合型煤粘结剂
技术领域
本发明涉及一种新型防水复合型煤粘结剂。
技术背景
对于工业用型煤，既要求具有良好的防水性能方便运输和贮存，也要求发热量高、灰分低、热稳定性好、不结渣等。型煤的性能既取决于原料煤粉的质量，又与所采用的粘结剂密切相关。迄今为止，国内外开发的型煤粘结剂已达数百种，按粘结剂的化学性质可以分为三类：有机类、无机类、复合类。
有机类粘结剂一般粘结性能较好，型煤干燥固化后具有较高的机械强度，但由于有机粘结剂中的有机物在高温下易分解和燃烧，有一定的发热量，但会丧失粘结力，因此，型煤的热态强度一般较差。另外，有些有机粘结剂具有一定的吸水性，因而大多数型煤易潮解。例如专利CN86101384A公开了一种配方，由聚乙烯醇与甲醛缩聚而成，但是制作过程需要溶解升温且型煤热态强度较低，最重要的是聚乙烯醇的价格比较昂贵导致配方经济性比较差，此外配方原料中有使用甲醛，而甲醛为毒性较高的物质。在我国有毒化学品优先控制的化学品名单上甲醛高居第二位。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强制突变物质之一，不符合绿色化工的宗旨。
无机粘结剂制得的型煤具有较高的机械强度，它的热态强度好，且多数来源广，价格低。但本身不能燃烧，没有发热量，增加灰分。例如CN1188141A公开的配方中用到氧化钙、三氧化二铁、二氧化硅、氯化钠和硝酸铵，制作中需要先将各成分粉碎且粘结剂的成本较高，灰分较大。
复合类粘结剂可以兼顾两者的优点，弥补单一粘结剂存在的不足，发挥综合效果，能提高粘结剂的多效性，复合型粘结剂是近年来型煤粘结剂发展的主攻方向。但在现有的复合粘结剂的专利中也存在着各自的缺点：例如：CN1749372A中使用了腐殖酸盐、煮麻废液和硅铝粉，但制作工艺复杂，浓缩废液需要反应釜，耗能大，成本增加且煮麻废液有一定的地域限制，原料来源不广泛，难以普遍应用。
本发明中选用特种树脂大大增加了型煤的机械强度和热态冷态强度，并加入特种水泥在提高型煤强度的同时还能起到防水、固硫作用。此外高分子材料使粘结剂的黏度大大增加而且在防水方面也贡献显著。此外制作过程不需要额外的设备和加热过程，操作方便，减少了耗能和成本。完全可以进行大规模工业化生产，是其他专利所不具备的。
发明内容
本发明的目的是提供一种防水复合型工业气化型煤粘结剂，主要用于无烟粉煤成型生产的工业化气化型煤。
本发明的技术方案如下：
1、将膨润土、淀粉、特种树脂、水泥混合均匀加入煤种中，然后将有机高分子材料溶于水搅拌均匀后加入上述混合后的煤种中，搅拌均匀；
2、送入成型机压制成型，成型压力100-200Kg/cm2；
3、常温下自然干燥或者在90-110℃下烘干。
其中，步骤1所述粘结剂的各原料组分重量配比为：膨润土40-45％、淀粉3-4％、特种树脂1-3％、高分子材料6-9％、水泥40-50％。粘结剂与无烟粉煤的重量配比为：粘结剂3-5％。
本发明的粘结剂用量及型煤的性能与其他专利的比较如下表所示。
本发明的粘结剂粘结力强，材料来源方便价廉，可适用于任何无烟煤种，因其掺量少，制作工艺简单而成本低。通过此配方制得的型煤粘结性好，冷热强度高(冷态抗压强度为85-115公斤/球，热态抗压强度40-45公斤/球)，防水性能优异(浸水2小时强度65Kg/个球，水中浸泡数周不散)，适合露天堆放和长途运输。热稳定性大于70％，灰熔点高，灰分低且固定碳达70％以上。因淀粉和高分子材料燃烧时无毒无害，又因水泥中所富含的活性钙可固硫，从而大大减少了二次污染。另外型煤成型工艺可以在常温下进行，因而节省了能源。
具体实施方式
下面结合实施例进一步详述本发明的技术方案，本发明的保护范围不局限于下述的具体实施方式。
实施例1
将羧甲基纤维素钠1.0克放入10毫升水中溶化，并不断搅拌(注意避免剪切力搅拌)。然后将3.3克膨润土、0.3克玉米淀粉、0.16克热塑性酚醛树脂和3.64克硫铝水泥均匀混合并加入200克粒径小于3毫米的无烟煤粉混合均匀，再将配好的羧甲基纤维素钠加入搅拌均匀，粘结剂的总加入量为煤粉的4％，最后在100-200Kg/cm2压力下常温成型成椭圆球形型煤。
成型后的型煤放置两天后进入烘干窑进行干燥，入窑口温度为80℃，随即缓慢上升到150℃，此过程保持2个小时，即制得型煤，其冷强度大于90公斤/个球，热强度45公斤/个球，放置水中连续浸泡三天，取出晾干其抗压强度大于40公斤/个球。成型后的型煤放置四天后，再在相同条件下烘干后其冷强度大于105公斤/个球，放置水中连续浸泡三天，取出晾干其抗压强度大于45公斤/个球。
实施例2
将粉末状羧甲基纤维素钠1.0克放入10毫升水中溶化，并不断搅拌(注意避免剪切力搅拌)。然后将2.8克膨润土、0.3克玉米淀粉、0.16克热塑性酚醛树脂和4.14克铝酸盐水泥均匀混合并加入200克粒径小于3毫米的无烟煤粉混合均匀，再将配好的羧甲基纤维素钠加入搅拌均匀，粘结剂的总加入量为煤粉的4％，最后在100-200Kg/cm2压力下常温成型成椭圆球形型煤。
成型后的型煤放置两天后进入烘干窑进行干燥，入窑口温度为80℃，随即缓慢上升到150℃，此过程保持2个小时，即制得型煤，其冷强度大于90公斤/个球，热强度45公斤/个球，放置水中连续浸泡三天，取出晾干其抗压强度大于40公斤/个球。成型后的型煤放置四天后，再在相同条件下烘干后其冷强度大于105公斤/个球，放置水中连续浸泡三天，取出晾干其抗压强度大于45公斤/个球。
实施例3
将粉末状聚乙烯醇0.6克放入10毫升水中溶化，并不断搅拌(注意避免剪切力搅拌)。然后将3.3克膨润土、0.3克木薯淀粉、0.16克热塑性酚醛树脂.和3.64克硫铝水泥均匀混合并加入200克粒径小于3毫米的无烟煤粉混合均匀，再将配好的聚乙烯醇加入搅拌均匀，粘结剂的总加入量为煤粉的4％，最后在100-200Kg/cm2压力下常温成型成椭圆球形型煤。
成型后的型煤放置两天后进入烘干窑进行干燥，入窑口温度为80℃，随即缓慢上升到150℃，此过程保持2个小时，即制得型煤，其冷强度大于90公斤/个球，热强度45公斤/个球，放置水中连续浸泡三天，取出晾干其抗压强度大于40公斤/个球。成型后的型煤放置四天后，再在相同条件下烘干后其冷强度大于105公斤/个球，放置水中连续浸泡三天，取出晾干其抗压强度大于45公斤/个球。
实施例4
将粉末状聚乙烯醇0.6克放入10毫升水中溶化，并不断搅拌(注意避免剪切力搅拌)。然后将3.3克膨润土、0.3克木薯淀粉、0.16克热塑性酚醛树脂和3.64克铝酸盐水泥均匀混合并加入200克粒径小于3毫米的无烟煤粉混合均匀，再将配好的聚乙烯醇加入搅拌均匀，粘结剂的总加入量为煤粉的4％，最后在100-200Kg/cm2压力下常温成型成椭圆球形型煤。
成型后的型煤放置两天后进入烘干窑进行干燥，入窑口温度为80℃，随即缓慢上升到150℃，此过程保持2个小时，即制得型煤，其冷强度大于90公斤/个球，热强度45公斤/个球，放置水中连续浸泡三天，取出晾干其抗压强度大于40公斤/个球。成型后的型煤放置四天后，再在相同条件下烘干后其冷强度大于105公斤/个球，放置水中连续浸泡三天，取出晾干其抗压强度大于45公斤/个球。

Claims (4)

1.一种新型防水复合型煤粘结剂，其特征是所述粘结剂的各原料组分重量比例为：膨润土40-45％、淀粉3-4％、特种树脂1-3％、有机高分子材料6-9％、水泥40-50％；
其中，所述的特种树脂为热塑性酚醛树脂；
所述的有机高分子材料为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠或者聚丙烯酰胺。
2.根据权利要求1所述的新型防水复合型煤粘结剂，其特征在于：由其制备型煤方法，粘结剂的加入量为无烟煤粉的4％。
3.根据权利要求1所述的新型防水复合型煤粘结剂，其特征在于：所述的淀粉为玉米淀粉或者木薯淀粉。
4.根据权利要求1所述的新型防水复合型煤粘结剂，其特征在于：所述的水泥为硫铝水泥或者铝酸盐水泥。
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